Waterway

15.5.4Pyrogenic PAH源の分化

都市水路へのPyrogenic PAHの重要な源には、雨水流出にも見られる燃焼粒子の直接大気沈着が含まれます。 これらの都市微粒子はガソリンおよびディーゼル燃焼の微粒子を、また雨水の場合には、油性（petrogenic）道路の流出（クランクケースオイルの滴下）含んでいます。 また、いくつかの都市部では、アルミニウム製錬作業（特にSoderburg加工、例えばNaes and Oug、1998を採用するもの）からの排出、および製造されたガス生産の製品および副生 アルミニウム製錬産業は、石油コークスとコールタールピッチ（すなわち、ポットライナー）の混合物を加熱する過程で発熱性PAHを生成し、豊富なPAHを含んだ微粒子、スクラバー汚泥、および”使用済み”ポットライナーをもたらすアルミニウム鉱石と一緒に生成する。 製造されたガス生産（MGP）は、ガス生産中に石炭または石油を加熱する過程で生産された石炭および石油由来の液体タール残基（コールタールおよび石油タール）を得た（Gas Research Institute、1987）。 ＭＧＰのこれらのタール状副生成物は、多くの場合、さらに、発熱性ＰＡ Ｈ（例えば、木材保存のために使用される／されたクレオソート）および蒸留からの残渣（例えば、ピッチ）に濃縮された追加の液体材料に処理（蒸留）された。 実際には、ドックや他の海岸線の構造（枕木）のためのクレオソートに浸した杭は一般的であり、いくつかの例では、都市の堆積物への発熱性PAHの局所的な源になる可能性がある。

これらの発熱性材料におけるPAHの一般的な特性は、典型的な無weatheredコールタール、クレオソート、コールタールピッチのPAH分布を示す図15.5.2に示されています。 これらの材料は、より高い分子量のPAHに富み、いくつかの5-環および6-環PAHを含み、PAHの任意の所与の相同系列（C0-からC4-）内には、アルキル化の程度の増加に伴って非アルキル化（親）PAHおよびpahの存在量が減少する。 これはpyrogenic源材料の独特の”傾斜させた”プロフィールを呼びます（図15.4.2のpetrogenic材料の”bellshaped”プロフィールと比較される）。 注目すべきは、石油製品と比較して発熱性材料中のPAHの高濃度である。 図15.5.2に示すコールタール、クレオソート、コールタールピッチは、103,000、142,000、および141,000mg/kgの総PAH（すなわち、10.3–14.2重量％）を含む。 これらの濃度は、ほとんどの石油由来物質で生じる濃度よりもはるかに高く、総PAH濃度は典型的には1〜5％（重量）の範囲である。 都市の堆積物への発熱性PAHの慢性複合源には、都市流出が含まれる（O’Connor and Beliaeff、1995）。 都市流出におけるPAHの発生源は様々であるが、最も一般的な発生源は、(1)燃焼関連PAHを含む都市塵（主に内燃機関、特にディーゼルベースから生じる）、(2)潤滑油の痕跡を含む街路流出（主に自動車からの放出から生じる）、および(3)廃油および石油製品を雨水排水システムに違法または意図せず排出することである。 都市流出は石油成分を有するが、そのPAH源は典型的には発熱性PAHによって支配される（Eganhouse et al., 1982).

農村部では、木材の燃焼や他のバイオマス材料の燃焼は、偶発的（森林や草の火災など）または計画的/意図的（木材燃焼ストーブ、燃焼バレルなど）にかかわらず、都市部から離れた地域の土壌や粉塵に対する発熱性Pahの一般的な供給源を提供する。 木製の処理場からの放出はまたpahsの集中させた付加的な産業入力を提供できる。

親（非アルキル化）PAH比の適用および二重比のセットの使用のさらなる強化は、Costaらによって研究され、適用されている。 ら、（２ ０ ０ ４）およびＳｔｏｕｔ ｅ ｔ ａ ｌ．(2004)、およびCosta and Sauer(2005)によって要約されている。 このアプローチは慎重に適用されなければならず、使用される比率は、原料の風化の範囲にわたって有効でなければならないセクション15.5.5を参照。 このような耐候性試験には、様々な程度の耐候性を有する試料のセットにわたる特定の4または5リングの親PAH比の安定性の評価が含まれる。 PAH比の使用を評価する一つの方法は、低分子量PAH（2-および3-環状PAHs）と高分子量（4-から6-環状PAHs）（例えば、≤LMW/≤HMW）比によって測定される風化状態の範囲にわたる類似したサンプル（例えば、同じ領域から採取されたサンプル）のグループ間の関心の比率の恒常性を見ることである。

放射性炭素（14C）年代測定の使用は、化石炭素（石油および石炭ベースの燃焼）に関連するものから木材燃焼からPAHs集合体を区別するためのもう一つの有 放射性炭素（14C）は大気中の14Nから生成され、14CO2は光合成中に植物によって同化される。 14Cの放射性崩壊は、5730年の半減期と14Cの損失をもたらします。 したがって、放射性炭素年代測定は、PAH粒子源の一般的な源タイプ（すなわち、バイオマスまたは化石炭素源）を区別するためのツールとなり得る。 粒子状排出物は、「死んだ炭素」または14Cフリーの存在によって同定される石油ベースの燃焼源を用いてサンプリングおよび分析される（Reddy et al. ら、２ ０ ０ ２）、１ ４Ｃおよび１ ２Ｃ炭素の大気圏比を含むバイオマス燃焼に関連する燃焼微粒子（Ｅｇｌｉｎｔｏｎ ｅ ｔ ａ ｌ．，２ ０ ０ ２）、１ ４Ｃおよび１ ２Ｃ炭素の大気圏比を含むバイオマス燃焼に, 1996). 化合物特異的放射性炭素分析（CSRA）は、加速器質量分析による放射性炭素分析の前に、特定のPAH化合物分取ガスクロマトグラフィーの量を濃縮することに 化合物特異的放射性炭素分析は、Pahの起源を評価するために使用されてきた（Eglinton et al. ら、１ ９ ９ ７；Ｌｉｃｈｔｆｏｕｓｅ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、１ ９ ９ ７；Ｒｅｄｄｙ ｅ ｔ ａ ｌ． ら、２ ０ ０ ２；Ｍａｎｄａｌａｋｉｓ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2004). しかしながら、これらのＣＲＳＡ技術の適用は、利用可能な材料の量によって制限され得る。 典型的には、そのような分析（Reddy、personal communication）には20-50ugの炭素が必要である。