Meteorology, atmospheric physics and dynamics (Council of Complex Environmental Sciences)
100 %
Ortelius classification: Meteorology
Panel
Earth sciences 2
Department or equivalent
MTA-PE Air Chemistry Research Group (University of Pannonia)
Participants
Ferincz, Árpád Hoffer, András Jancsek-Turóczi, Beatrix Kováts, Nóra
Starting date
2012-01-01
Closing date
2014-12-31
Funding (in million HUF)
23.172
FTE (full time equivalent)
7.85
state
closed project
Summary in Hungarian
A világ nagyvárosaiban a levegőszennyezettség állandó probléma, súlyos egészségi problémák forrása. A levegőszennyezés egyik bizonyítottan legveszélyesebb alkotója az aeroszolrészecskék belélegezhető frakciója (PM10, “szálló por”). Koncentrációját nagymértékben a gépjárműközlekedés befolyásolja, ami a közvetlen kibocsátás mellett a korábban kiülepedett részecskéket (port) is felveri. A kiülepedett porban feldúsulnak a mérgező, rákkeltő vagy mutagén anyagok, és a por megőrzi a korábbi aeroszolszennyezés nyomát. Kutatásaink során az általunk tervezett és épített speciális aeroszol mintavevővel Budapesten számos helyszínen egy teljes éven keresztül PM10 mintákat gyűjtünk. A minták mennyisége korábban példa nélküli párhuzamos vizsgálatok elvégzését teszi lehetővé. A minták kémiai elemzésével az elsődleges források azonosításához szükséges kémiai és fázisösszetételt határozzuk meg. Egyidejűleg a mintákat ökotoxikológiai tesztekkel is vizsgáljuk azok eredő toxicitásának/mutagenicitásának meghatározása céljából. Kutatásaink során feltárjuk a PM10 kémiai összetétele, forrásai és toxicitása közötti összefüggéseket, azonosítjuk a főváros felvert porszennyezés szempontjából legveszélyesebb pontjait. Mivel a reszuszpendált (felvert) por a PM10 egyik meghatározó és leginkább egészségkárosító komponense, forrásainak feltárása és toxicitásának/mutagenicitásának meghatározása a tudományos eredmények mellett társadalmi és gazdasági szempontból is kézzelfogható hasznot hozhat: segítségükkel az önkormányzat és a szakhatóságok hatékony, a levegőminőség javítását szolgáló intézkedéseket dolgozhatnak ki.
Summary
Most large cities of the world are facing severe air pollution episodes whose potential impact on human health is of primary importance. Particulate matter (PM10) is clearly one of the most dangerous air pollutants. Its concentrations are largely affected by traffic which can resuspend deposited road dust. Road dust accumulates highly toxic compounds, and preserves traces of past air pollution. The special sampler developed for the sampling of the respirable fraction of resuspended road dust (PM10) will be deployed and resuspended PM10 samples will be collected at several locations in Budapest over the course of an entire year. The samples will be analyzed for several chemical constituents in order to assess potential source contributions, and ecotoxicological assays will be performed to assess the aggregate toxicity and mutagenicity of road dust. Such parallel studies have been unprecedented in urban air pollution studies due to the limitations of aerosol sampling. Since resuspended road dust is one of the major and most hazardous component of PM10, the assessment of its sources and direct determination of its toxicity/mutagenicity would have direct social and economical impact. The information will also be useful for local authorities and policymakers to establish effective control strategies in order to reduce urban air pollution.
Final report
Results in Hungarian
A világ nagyvárosaiban kialakult levegőszennyezettség egyik bizonyítottan legveszélyesebb alkotója az aeroszol részecskék belélegezhető frakciója, a „szálló porként” ismert PM10, mely részecskék súlyos légzőszervi megbetegedéseket okozhatnak. Koncentrációját nagymértékben befolyásolja az utakra már korábban kiülepedett por részecskék felverődése. Kutatásunk során egy általunk tervezett és épített speciális aeroszol mintavevő berendezéssel több helyszínen gyűjtöttünk két frakcióban (PM1-10 és PM1) reszuszpendált aeroszol mintákat. Megállapítottuk, hogy a reszuszpendált városi aeroszol fő forrásai a talaj, illetve az építkezési és bontási munkálatok. Kutatásaink során vizsgáltuk különböző forrásokból származó aeroszol minták környezetre gyakorolt hatását ökotoxikológiai tesztek elvégzésével, melyhez új mintaelőkészítési módszert fejlesztettünk ki. Az eredmények alapján megállapítottuk, hogy a legnagyobb ökotoxikológiai hatással rendelkező szennyező forrás a fatüzelés és a cigarettafüst, a gépjárművek kipufogógáz kibocsátása pedig nagy változékonyságot mutat a különböző motortípusoktól függően. További eredményként elmondható, hogy a téli városi aeroszol minták sokkal ökotoxikusabbak, mint a nyári minták. Nemzetközileg elsőként elvégeztük reszuszpendált városi és istállóban gyűjtött aeroszol minták mikroorganizmusaiból izolált DNS minták molekuláris genetikai szekvenálását és filogenetikai analízisét.
Results in English
In cities the most dangerous fraction of air pollution is the respirable PM10 which may cause adverse health effects leading to an increased risk of respiratory illnesses. Concentration of urban PM10 depends on resuspension of road dust. A special resuspended road dust sampling unit was designed and constructed which was tested in Veszprém, then applied for collection of resuspended road dust samples (PM1-10 and PM1 fractions) seasonally at several locations in Budapest. Various analytical methods were performed for the identification of primary sources which were constituted by resuspension from soils and unpaved roads, and construction and demolition works. Ecological responses of various aerosol types were determined by application of ecotoxicological tests during the development of a novel sample preparation protocol. Biomass smoke and cigarette smoke samples were proved to be the most ecotoxic, and diesel engine emission samples showed different ecotoxicities by engine standards. Furthermore winter urban PM10 showed significantly higher ecotoxicity than summer PM10, and resuspended road dust proved to be the least ecotoxic. We performed DNS sequencing of DNS samples isolated from airborne microorganisms of resuspended urban dust and samples collected in a stable as well as filogenetic analyses of the results.
Jancsek-Turóczi, B., Hoffer, A., Nyírő-Kósa, I., Gelencsér, A.: Sampling and characterization of resuspended and respirable road dust, Journal of Aerosol Science 65, 69-76., 2013
Jancsek-Turóczi, B., Hoffer, A., Tóth, Á., Kováts, N., Ács, A., Gelencsér, A.: Ecotoxicity of various types of urban particulate matter, European Aerosol Conference (EAC 2013), szeptember 1-6. Prága, Csehország, 2013
Jancsek-Turóczi B., Hoffer A., Tóth Á., Kováts N., Ács A., Gelencsér A: Különböző aeroszolforrás-típusok ökotoxicitása., XI. Magyar Aeroszol Konferencia, október 28-30. Debrecen, 2013
Jancsek-Turóczi B., Hoffer A., Tóth Á., Kováts N., Ács A., Gelencsér A.: Különböző aeroszolforrás-típusok ökotoxicitása., XI. Környezetvédelmi Analitikai és Technológiai Konferencia, október 2-4. Hajdúszoboszló, 2013
Kováts, N., Gelencsér, A.: Ecotoxiciy assessment of traffic-related airborne pollution, Air Quality: environmental indicators, monitoring and health implications. Editor: Arthur Hermans, ISBN 978-1-62808-259-3 pages 99-130, 2013
