Polycyclic aromatic hydrocarbons in filterable PM2.5 emissions generated from regulated stationary sources in the metropolitan area of Costa Rica

Abstract

This study analyzed the profiles of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in filterable PM2.5 particles collected from a total of 71 boilers and 22 indirect type furnaces that burn liquid and biomass fuels in the Metropolitan Area of Costa Rica, from February 2014 to November 2015. Modified method NIOSH 5506 was used to analyze PAHs content present in the filter samples. The average concentration of PM2.5 showed values between 18 and 735 mg m−3, based on the source and fuel type used, while the total PAHs in the PM2.5 fraction ranged 1.02–592 μgm−3. For biomass boilers, the most abundant species were Benzo[g,h,i]perylene (BghiP) (35.7–46.5%), Indeno[1,2,3-cd]pyrene (IND) (20.6–27.1%), Benzo[a]pyrene (BaP) (5.2–14.7%) and Dibenzo[a,h]anthracene (DBA) (3.2–13.9%), while for liquid fuels IND (12.8–20.5%), BghiP (7.9–21.2%), Fluoranthene (Flu) (14.5–21.3%) and Pyrene (Pyr) (9.8–14.5%) prevailed. The particles from biomass furnace emissions present higher concentrations of PAHs classified by the U.S. EPA as probable human carcinogens causing a greater health risk than other fuels. Among the diagnostic concentration ratios examined, only BaP/(BaP+Chr), BaA/Chr, BaA/BaP and Pyr/BaP coefficients demonstrated codependency on the type of fuel used.

Este estudio analizó los perfiles de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) en partículas filtrables PM2.5 recolectadas de un total de 71 calderas y 22 hornos de tipo indirecto que queman combustibles líquidos y de biomasa en el Área Metropolitana de Costa Rica, de febrero de 2014 a noviembre de 2015 Se utilizó el método modificado NIOSH 5506 para analizar el contenido de PAH presentes en las muestras de filtro. La concentración promedio de PM2.5 mostró valores entre 18 y 735 mg m − 3, según la fuente y el tipo de combustible utilizado, mientras que los PAH totales en la fracción de PM2.5 variaron entre 1.02 y 592 μgm − 3. Para las calderas de biomasa, las especies más abundantes fueron Benzo [g, h, i] perileno (BghiP) (35,7–46,5%), Indeno [1,2,3-cd] pireno (IND) (20,6–27,1%), Benzo [a] pireno (BaP) (5,2–14,7%) y Dibenzo [a, h] antraceno (DBA) (3,2–13,9%), mientras que para los combustibles líquidos IND (12,8–20,5%), BghiP (7,9–21,2%) , Predominaron el fluoranteno (gripe) (14,5–21,3%) y el pireno (Pyr) (9,8–14,5%). Las partículas de las emisiones de los hornos de biomasa presentan concentraciones más altas de HAP clasificados por la EPA de los EE. UU. Como probables carcinógenos humanos y causan un mayor riesgo para la salud que otros combustibles. Entre las relaciones de concentración de diagnóstico examinadas, solo los coeficientes BaP / (BaP + Chr), BaA / Chr, BaA / BaP y Pyr / BaP demostraron codependencia en el tipo de combustible utilizado.

Este estudo analisou os perfis de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (PAHs) em partículas filtráveis ​​de PM2,5 coletadas de um total de 71 caldeiras e 22 fornos do tipo indireto que queimam combustíveis líquidos e de biomassa na Área Metropolitana da Costa Rica, de fevereiro de 2014 a novembro de 2015 O método modificado NIOSH 5506 foi usado para analisar o conteúdo de PAHs presentes nas amostras de filtro. A concentração média de PM2,5 apresentou valores entre 18 e 735 mg m − 3, com base na fonte e no tipo de combustível usado, enquanto o total de PAHs na fração PM2,5 variou de 1,02–592 μgm − 3. Para caldeiras de biomassa, as espécies mais abundantes foram Benzo [g, h, i] perileno (BghiP) (35,7-46,5%), Indeno [1,2,3-cd] pireno (IND) (20,6-27,1%), Benzo [a] pireno (BaP) (5,2–14,7%) e Dibenzo [a, h] antraceno (DBA) (3,2–13,9%), enquanto que para combustíveis líquidos IND (12,8–20,5%), BghiP (7,9–21,2%) , Fluoranteno (Flu) (14,5–21,3%) e Pireno (Pyr) (9,8–14,5%) prevaleceram. As partículas das emissões do forno de biomassa apresentam maiores concentrações de PAHs classificados pela U.S. EPA como prováveis ​​carcinógenos humanos, causando um maior risco à saúde do que outros combustíveis. Dentre as razões de concentração diagnósticas examinadas, apenas os coeficientes BaP / (BaP + Chr), BaA / Chr, BaA / BaP e Pyr / BaP demonstraram co-dependência do tipo de combustível utilizado.