Measurement of ambient air pollution with SO2 applying lichens and passive samplers

Abstract

It is possible to analyse a negative impact on environmental air quality by using living organism’s bio indicative reaction to pollutants. Lichens (Lichenes L.) are very sensitive to gaseous pollutants so may be used to evaluate air pollution. Thirteen points in Raseiniai district were selected for measurements of sulphur dioxide concentrations in ambient air using lichens and passive samplers for comparing. Measured values of SO2 concentrations were compared with limit values set for this pollutant in ambient air according to 2008/50/EC and 2000/69/EC directives. SO2 concentrations determined with lichens was bigger than determined with passive samplers, but in both cases, they were low and did not reach permissible limitary values in ambient air. Further from, the main pollution sources (main industrial enterprises in Raseiniai district) values of SO2 concentration in the ambient air gradually decreased. Average SO2 concentrations in ambient air of Raseiniai district did not reach permissible limitary values set for ambient air (125 μg/m3) during the study period in August 2016. The study results show that the highest concentration of SO2 in the ambient air determined applying lichens was in Raseiniai district (41±2.0 µg/m3) and its surroundings (Gabšiai (40±2.0 µg/m3), Andrušaičiai (41±2.0 µg/m3) and Gruzdiškės (39±2.0 µg/m3). The study results show that the highest concentration of SO2 in the ambient air determined applying passive samplers was in Raseiniai district (5.1±0.50 µg/m3) and its surroundings (Gabšiai (4.0±0.39 µg/m3), Andrušaičiai (4.3±0.41 µg/m3) and Gruzdiškės (3.5 µg/m3)). The lowest concentration of SO2 was determined in the Nemakščiai and Viduklė elderships where, respectively, the concentration of SO2 was 4±2.0 µg/m3 and 16±2.0 µg/m3 determined applying lichens and 2.0±0.18 µg/m3 and 2.7±0.26 µg/m3 applying passive samplers. There were significant statistical relationships between measured SO2 concentrations with both methods when Pearson's correlation matrix was applied to the variables at a 95% confidence interval. A strong positive correlation (r = 0.84) between concentrations of SO2 measured with lichens and passive samplers indicates that lichens can be applied for approximation evaluation of SO2 concentrations in ambient air. The lowest concentrations in investigated elderships are influenced by the fact that they are distant from the major industrial enterprises and energetic objects.

Możliwe jest przeanalizowanie negatywnego wpływu na jakość powietrza w środowisku poprzez zastosowanie bio-indykatywnej reakcji żywych organizmów na zanieczyszczenia. Porosty (Lichenes L.) są bardzo wrażliwe na zanieczyszczenia gazowe, więc można je wykorzystać do oceny zanieczyszczenia powietrza. Trzynaście punktów w okręgu Raseiniai zostało wybranych do pomiarów stężenia dwutlenku siarki w powietrzu z użyciem porostów i próbników pasywnych dla porównania. Zmierzone wartości stężeń SO2 porównano z wartościami granicznymi ustalonymi dla tego zanieczyszczenia w powietrzu zgodnie w dyrektywach 2008/50/WE i 2000/69/WE. Stężenia SO2 określone za pomocą porostów porostów były wyższe niż uzyskane za pomocą próbników pasywnych, ale w obu przypadkach były one niskie i nie osiągały wartości granicznych w powietrzu. Im dalej od górnych źródeł zanieczyszczeń (główne przedsiębiorstwa przemysłowe w okręgu Raseiniai) tym wartości stężenia SO2 w powietrzu spadały. Średnie stężenia SO2 w powietrzu w rejonie Raseiniai nie osiągnęły dopuszczalnych wartości granicznych dla powietrza atmosferycznego (125 μg/m3 ) w okresie badania (w sierpniu 2016 r.). Wyniki badań wskazują, że najwyższe stężenie SO2 w powietrzu określone z użyciem porostów były w rejonie Raseiniai (41±2,0 µg/m3 ) i jego otoczeniu (Gabsiai (40±2,0 µg/m3 ), Andrušaičiai (41±2,0 µg/m3 ) i Gruzdiškės (39±2,0 µg/m3 ). Najwyższe stężenie SO2 w powietrzu zmierzone próbnikami pasywnymi było w rejonie Raseiniai (5,1±0,50 μg/m3 ) i jego otoczeniu (Gabšiai (4,0±0,39 μg/m3 ), Andrušaičiai (4,3±0,41 μg/m3 ) i Gruzdiškės (3,5 μg/m3 ). Najniższe stężenie SO2 zmierzono z zastosowaniem porostów w Nemakščiai i Viduklė (4±2,0 μg/m3 i 16±2,0 μg/m3 ) i 2,0±0,18 μg/m3 oraz 2,7±0,26 μg/m3 z zastosowaniem próbników pasywnych. Stwierdzono istotne zależności statystyczne między zmierzonymi stężeniami SO2 stosując obie metody. Zastosowano macierz korelacji Pearsona dla zmiennych w przy 95% przedziale ufności. Silna dodatnia korelacja (r = 0,84) między stężeniami SO2 mierzonymi za pomocą porostów i próbników pasywnych wskazuje, że porosty można stosować do oceny stężeń SO2 w powietrzu. Najniższe stężenia w badanych starostwach spowodowane są ich odległością od głównych zakładów przemysłowych i obiektów energetycznych.