Sedimentované prachové částice z antropogenních zdrojů a jejich možná rizika

Mgr. Kristina ČABANOVÁ

Advanced ('rigorózní') thesis

The settled dust particles from anthropogenic sources and their potential risks

Abstract:

Cílem této práce bylo analyzovat vzorky sedimentovaného prachu z povrchu silnice získané ze dvou odběrových míst s rozdílnou frekvencí dopravního provozu a detekovat v těchto vzorcích látky, které by mohly pocházet z emisí nespalovacích procesů v dopravěa dále získané výsledky diskutovat ve vztahu k možnému vlivu na životní prostředí. K analýze byl použit soubor následujících technik: Ramanovamikrospektroskopie, infračervená spektroskopie, rentgenová prášková difrakční analýza, rentgenová fluorescenční spektrofotometrie, analýza celkového organického uhlíku, skenovací elektronová mikroskopie a plynová chromatografie s hmotnostní detekcí. A současně provést test inhibice růstu sladkovodních zelených řas (Desmodesmus subspicatus). Majoritně detekovanými prvky v obou odebraných vzorcích pomocí elektronové skenovací mikroskopie byly Fe, Mn, Ti, Cr, Al a Si. Další analýzy pak potvrdily přítomnost jednotlivých oxidů (Fe2O3, Al2O3, SiO2, CaO, TiO2), či přítomnost grafitu, amorfního uhlíku a dalších hlinitokřemičitanů. Chromatografická analýza odhalila výskyt organických sloučenin, především polycyklických aromatických uhlovodíků (PAH). Provedené testy akvatické toxicity pak zjistili toxicitu odebraných vzorků. Mezi vzorky z jednotlivých odběrových místy byly pozorovány kvalitativní i kvantitativní rozdíly, např. PAHy byly detekovány pouze ve vzorku prachu odebraného z rušné komunikace. Zvolená kombinace metod se ukázala jako vhodná a komplexní pro analýzu vysoce heterogenního materiálu, jakým je prach z cest. Výsledky z jednotlivých metod se vzájemně potvrzovaly a doplňovaly. Některé detekované složky naznačují na znečištění pocházející z dopravy, ale určení přesného zdroje není však jednoznačné. Nejenže oba vzorky vykazují toxicitu pro zelenou řasu (Desmodesmus subspicatus), ale také některé detekované složky mohou být potenciálně nebezpečné pro životní prostředí.

Abstract:

Aim of the study was analysis of the settled dust from road surfaces from two sites with different traffic loads. Detection was focused on the compounds related to the emissions from noncombustion processes and obtained results discussed in the relation to their environmental impact. Samples were analyzed by Raman microspectroscopy, infrared spectroscopy, X-ray powder diffraction, X-ray fluorescence spectrophotometry, total organic carbon, scanning electron microscopy, gas chromatography with mass spectrometer and the test of the growth inhibition of the green water algae (Desmodesmus subspicatus) was performed. Scanning electron microscopy detected in both samples these elements by majority: Fe, Mn, Ti, Cr, Al and Si. Other analysis confirmed presence of metal-based compounds in form of oxides (Fe2O3, Al2O3, SiO2, CaO, TiO2), or graphite, amorphous carbon and other aluminosilicates. Gas chromatography revealed organic compounds as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH). The test of acute aquatic toxicity showed toxicity for the both samples. Qualitative and quantitative differences were observed in terms of the sampling site, e.g. PAHs were detected only in sample from busy road. The selected combination of the analytic techniques proved to be suitable for the complex analysis of the heterogeneous material, such as road dust. Results were complementary to each other. Some detected compounds could be connected to the traffic source, although the exact source is not possible to be determined. Not only that both samples show toxicity to green algae (Desmodesmus subspicatus) but also some of the detected components could be potentially dangerous for the environment.

Keywords

sedimentovaný silniční prach, doprava, životní prostředí, Ramanova mikrospektroskopie, akutní akvatická toxicita

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2015

Accessible from:: 30. 4. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 9. 6. 2015
• Supervisor: prof. MUDr. Vladimír Janout, CSc.

University of Ostrava

Faculty of Medicine

Advanced ('rigorózní řízení') programme / field:
Public Health Care / Public Health Protection