Different chemical properties of lead in atmospheric particles from urban roadside and residential areas

Funasaka, Kunihiro; Tojo, Toshiki; Kaneco, Satoshi; Takaoka, Masaki

doi:10.5094/apr.2013.041

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“…Field blank filters were collected to reduce gravimetric bias due to filter handling during and after sampling [ 30 , 80 ]. APM samples were collected at the height of 1–6 m [ 14 , 21 , 25 , 28 , 43 , 45 , 61 , 64 , 69 , 77 ], 12–20 m (roofs of buildings) [ 9 , 16 , 23 , 34 , 44 , 47 , 64 , 80 ] and in a few cases even at 30–35 m [ 76 , 81 ]. Low-volume and high-volume samplers were used exclusively, which, for the most frequently collected 24 h aerosol samples, was associated with the flow of several dozen or several thousand cubic meters of air.…”

Section: Chemical Fractionation Proceduresmentioning

confidence: 99%

“…Less soluble Pb species, such as PbS, PbO, PbSO 4 , PbCrO 4 and PbCO 3 , are considered to be components of the carbonate fraction or reducible fraction [ 16 , 20 ]. However, on the other hand, Funasaka et al (2013) report that Pb 0 , PbSO 4 , PbSiO 3 , PbS and PbO 2 are mainly extracted with the residual fraction [ 64 ].…”

Section: Operational Speciation Of As CD Co Cr Cu Fe Mn Ni Pb and Znmentioning

confidence: 99%

“…The scope of the research presented in a single publication ranged from a few to roughly a dozen elements, with an average of nine covered per paper. Only a few publications were focused on a single element: As [ 6 , 7 , 8 ] and Pb [ 64 ].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Chemical Fractionation in Environmental Studies of Potentially Toxic Particulate-Bound Elements in Urban Air: A Critical Review

Świetlik

Trojanowska

2022

Toxics

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In recent years, studies of heavy metal air pollution have increasingly gone beyond determining total concentrations of individual toxic metals. Chemical fractionation of potentially toxic elements in airborne particles is becoming an important part of these studies. This review covers the articles that have been published over the last three decades. Attention was paid to the issue of atmospheric aerosol sampling, sample pretreatment, sequential extraction schemes and conditions of individual extractions. Geochemical forms of metals occurring in the air in urban areas were considered in detail. Based on the data sets from chemical fractionation of particulate matter samples by three sequential extraction procedures (SEPs)—Fernández Espinosa, BCR and Chester’s—the compilation of the chemical distribution patterns of As, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb and Zn was prepared. The human health risk posed by these toxic and/or carcinogenic elements via inhalation of atmospheric particles was estimated for two categories of polluted urban areas: the commonly encountered pollution level and the high pollution level.

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Section: Chemical Fractionation Proceduresmentioning

confidence: 99%

Section: Operational Speciation Of As CD Co Cr Cu Fe Mn Ni Pb and Znmentioning

confidence: 99%

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Chemical Fractionation in Environmental Studies of Potentially Toxic Particulate-Bound Elements in Urban Air: A Critical Review

Świetlik

Trojanowska

2022

Toxics

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“…XAFS analyses of contaminated soil samples have shown that Pb is usually insolubilized as phosphate minerals in the low-mobility, non-bioavailable residual fractions [35,36], and XAFS can be used to investigate and confirm the dominant species and sinks of soil Pb in contaminated heterogenous soil samples, ultimately predicting the risk of remobilization [34,35,37]. Though sequential extractions and XAFS analysis provide complementary information, limited studies have implemented both techniques to characterize Pb in soils [34,38,39], with fewer studies applying this approach to urban farmed soils in the Northeastern U.S. [23,28].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Soil Lead Concentration and Speciation in Community Farms of Newark, New Jersey, USA

Goswami

Rouff

2020

Soil Systems

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Farmed urban soils often bear legacies of historic contamination from anthropogenic and industrial sources. Soils from seven community farms in Newark, New Jersey (NJ), USA, were analyzed to determine the concentration and speciation of lead (Pb) depending on garden location and cultivation status. Samples were evaluated using single-step 1 M nitric acid (HNO3) and Tessier sequential extractions in combination with X-ray absorption fine structure spectroscopy (XAFS) analysis. Single-step extractable Pb concentration ranged from 22 to 830 mg kg−1, with 21% of samples reporting concentrations of Pb > 400 mg kg−1, which is the NJ Department of Environmental Protection (NJDEP) limit for residential soils. Sequential extractions indicated lowest Pb concentrations in the exchangeable fraction (0–211 mg kg−1), with highest concentrations (0–3002 mg kg−1) in the oxidizable and reducible fractions. For samples with Pb > 400 mg kg−1, Pb distribution was mostly uniform in particle size fractions of <0.125–1 mm, with slightly higher Pb concentrations in the <0.125 mm fraction. XAFS analysis confirmed that Pb was predominantly associated with pyromorphite, iron–manganese oxides and organic matter. Overall results showed that lowest concentrations of Pb are detected in raised beds, whereas uncultivated native soil and parking lot samples had highest values of Pb. As most of the Pb is associated with reducible and oxidizable soil fractions, there is a lower risk of mobility and bioavailability. However, Pb exposure through ingestion and inhalation pathways is still of concern when directly handling the soil. With increasing interest in urban farming in cities across the USA, this study highlights the need for awareness of soil contaminants and the utility of coupled macroscopic and molecular-scale geochemical techniques to understand the distribution and speciation of soil Pb.

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“…Pb (Murphy et al, 2007;J Wang et al, 2000). (Funasaka et al, 2013;Murphy et al, 2007;Xu et al, 2012;Zhou et al, 2014).…”

Section: Mp25 Mp10mentioning

confidence: 99%

Especiación de compuestos asociados a material particulado (MP<SUB>10</SUB> y MP<SUB>2.5</SUB>) en La Plata y alrededores: metales, hidrocarburos policíclicos aromáticos, simples y derivados

Giuliani¹

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La mala calidad de aire se refiere a cualquier condición que reduce la salubridad o cualquier otra propiedad deseada del aire como la visibilidad y el olor. Por otro lado, la contaminación del aire, según la US EPA (United States Environmental Protection Agency) es la presencia de sustancias en el aire, debido a actividades humanas, que son nocivas para los seres humanos o cualquier otro organismo viviente. Esta tesis es un trabajo de investigación sobre la calidad del aire extramuros (respecto a material particulado y compuestos asociados) de la región comprendida por el Gran La Plata, formado por los municipios de La Plata, Ensenada y Berisso de la provincia de Buenos Aires. La zona de estudio se caracteriza por la presencia de distintos contaminantes en aire, y por dos fuentes potenciales de contaminación atmosférica. Por un lado, en los partidos de Ensenada y Berisso se asienta la principal destilería de petróleo del país junto con otras industrias de distinta índole, como metalúrgicas, centrales térmicas, entre otras. Por otro lado, la otra fuente potencial es el tráfico vehicular, principalmente en el casco urbano de la ciudad de La Plata. En este contexto general se plantea la presente tesis. Se propone como objetivo general, el estudio de las características de contaminantes atmosféricos de gran importancia como lo son los compuestos asociados al material particulado, MP10 y MP2,5, y su especiación, en el aire extramuros de la región de estudio, con el último fin de evaluar posibles efectos sobre la salud humana. Para esto, se realiza campaña de monitoreo estacional de MP10 y MP2,5. El período estudiado comprende desde febrero de 2015 hasta junio de 2019. La selección de los sitios se basa en las características de cada lugar, como la actividad industrial, el tráfico vehicular, los vientos predominantes y además teniendo en cuenta la accesibilidad y seguridad de los lugares donde se coloca el equipamiento. Se definen 3 sitios de monitoreo: zona industrial (caracterizada por la presencia del polo petroquímico), zona urbana (caracterizada por el tráfico vehicular del casco urbano de la ciudad de La Plata) y zona residencial (relativamente alejada de influencias industriales y con menor concentración de tráfico vehicular que en la zona urbana). El equipamiento utilizado durante el desarrollo de esta tesis consiste en monitoreadores del tipo manual, de bajo caudal y se determinó la masa de material particulado retenido en un filtro por gravimetría. Sobre las muestras obtenidas se analizó (previo desarrollo y validación de la metodología analítica), el contenidos de metales (Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb) y de Hidrocarburos Policíclicos aromáticos “HAPs” (los 16 HAPs prioritarios según USEPA y 4 derivados nitrogenados de los HAPs). Una vez obtenidos todos los resultados, tanto de niveles de MP10 y MP2,5 como los contaminantes asociados, se analizaron los resultados mediante comparación de niveles entre zonas, análisis de la influencia de las condiciones meteorológicas, aplicación de índices de calidad de aire, evaluación de posibles relaciones entre los niveles de contaminación y los efectos sobre la salud según la bibliografía específica y evaluación del riesgo asociado a la exposición a dichos contaminantes. Con respecto a los niveles de MP10 en cada zona en los años estudiados, se observó una disminución a lo largo de los años, sobre todo en la zona industrial. También se observan disminuciones en los niveles de MP2.5 en las zonas urbana y residencial a lo largo de los años aunque la tendencia no es tan marcada como con los niveles de MP10. Por otro lado los niveles de MP2.5 en la zona industrial se han mantenido prácticamente constantes. En cuanto a fuentes potenciales de MP, las industrias del polo petroquímico, como la refinería y destilería de YPF y la empresa Copetro, son fuentes de MP10, sus procesos emiten principalmente MP de la fracción gruesa y en menor medida MP2.5. Por otro lado, las emisiones vehiculares se asocian principalmente a emisiones de partículas finas, menores a 2.5 µm. Del análisis de rosas de los vientos, surge que la dirección NE es una de las direcciones del viento más relevantes. Esta dirección es una de las más frecuentes y tiene gran relevancia en el transporte del MP, desde la zona industrial a la urbana, y además desde las zonas industrial y urbana a la residencial. Se detectó la presencia de la mayoría de los HAPs estudiados y con una frecuencia de detección alta para la mayoría de los mismos, mayor al 60%. En cuanto a los 4 nitro-HAPs estudiados, no se detectó la presencia de ninguno. En cuanto a las tendencias observadas, se destacan para la mayoría de los HAPs, niveles superiores en la zona industrial, siguiendo en menores niveles la zona urbana y por último con niveles levemente más bajos en la zona residencial. Con respecto a las principales fuentes potenciales de emisión de HAPs en la zona de estudio, se destacan las emisiones vehiculares y las emisiones industriales. El cálculo realizado de los distintos ratios de HAPs evidenció la importancia de los aportes de emisiones vehiculares, sin embargo sin poder discriminar cuál de los dos tipos de emisiones, de motores diésel o motores nafteros, es la que tiene mayor influencia. El ratio BaA/(BaA+Cri), evidenció que en la zona industrial, no son solo importantes las emisiones vehiculares sino también las industriales. En cuanto a los metales asociados a MP, el Ni no se detecta en ninguna de las fracciones de MP. Los metales Cd, Cr, Cu y Mn fueron detectados con muy baja frecuencia. El Pb se encontró con mayor frecuencia en material particulado. Según la bibliografía relevada las posibles fuentes de Pb más importantes son: la resuspensión del polvo de las calles, emisiones por la combustión de combustibles líquidos que contienen trazas de Pb y la combustión del carbón. Por otro lado, a partir de los cálculos del riesgo de contraer cáncer a lo largo de la vida (LCR), resultó que en el caso de los niños, los valores obtenidos cumplen con los valores propuestos por la US EPA y la OMS. En cambio, en el caso de adultos, en todos los casos se cumple con los límites de la OMS, pero no se cumple con los de la US EPA en las zonas industrial y urbana y en ambas fracciones de MP, ya que el valor del LCR en estos casos es mayor a 1E-6 y del mismo orden de magnitud que el límite propuesto. En cuanto a la evaluación de la carga de la enfermedad debido a factores ambientales como la contaminación atmosférica, puede decirse que es una herramienta muy útil, que permite cuantificar el riesgo relativo asociado al nivel de MP, y al punto final que se pretende evaluar. Para los municipios estudiados, Berisso, Ensenada y La Plata, los riesgos relativos calculados fueron otorgaron resultados similares.

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Different chemical properties of lead in atmospheric particles from urban roadside and residential areas

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Chemical Fractionation in Environmental Studies of Potentially Toxic Particulate-Bound Elements in Urban Air: A Critical Review

Chemical Fractionation in Environmental Studies of Potentially Toxic Particulate-Bound Elements in Urban Air: A Critical Review

Soil Lead Concentration and Speciation in Community Farms of Newark, New Jersey, USA

Especiación de compuestos asociados a material particulado (MP<SUB>10</SUB> y MP<SUB>2.5</SUB>) en La Plata y alrededores: metales, hidrocarburos policíclicos aromáticos, simples y derivados

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