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Brown Coal and Logwood Combustion in a Modern Heating Appliance: The Impact of Combustion Quality and Fuel on Organic Aerosol Composition
Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2023-03-28 , DOI: 10.1021/acs.est.2c08787 Patrick Martens 1 , Hendryk Czech 1, 2 , Jürgen Orasche 2 , Gülcin Abbaszade 2 , Martin Sklorz 2 , Bernhard Michalke 3 , Jarkko Tissari 4 , Tine Bizjak 4 , Mika Ihalainen 4 , Heikki Suhonen 4 , Pasi Yli-Pirilä 4 , Jorma Jokiniemi 4 , Olli Sippula 4, 5 , Ralf Zimmermann 1, 2
Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2023-03-28 , DOI: 10.1021/acs.est.2c08787 Patrick Martens 1 , Hendryk Czech 1, 2 , Jürgen Orasche 2 , Gülcin Abbaszade 2 , Martin Sklorz 2 , Bernhard Michalke 3 , Jarkko Tissari 4 , Tine Bizjak 4 , Mika Ihalainen 4 , Heikki Suhonen 4 , Pasi Yli-Pirilä 4 , Jorma Jokiniemi 4 , Olli Sippula 4, 5 , Ralf Zimmermann 1, 2
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Residential heating with solid fuels is one of the major drivers for poor air quality in Central and Eastern Europe, and coal is still one of the major fuels in countries, such as Poland, the Czech Republic, and Hungary. In this work, emissions from a single-room heater fueled with brown coal briquettes (BCBs) and spruce logs (SLs) were analyzed for signatures of inorganic as well as semivolatile aromatic and low-volatile organic constituents. High variations in organic carbon (OC) emissions of BCB emissions, ranging from 5 to 22 mg MJ–1, were associated to variations in carbon monoxide (CO) emissions, ranging from 900 to 1900 mg MJ–1. Residential BCB combustion turned out to be an equally important source of levoglucosan, an established biomass burning marker, as spruce logwood combustion, but showed distinct higher ratios to manosan and galactosan. Signatures of polycyclic aromatic hydrocarbons emitted by BCB combustion exhibited defunctionalization and desubstitution with increasing combustion quality. Lastly, the concept of island and archipelago structural motifs adapted from petroleomics is used to describe the fraction low-volatile organic compounds in particulate emissions, where a transition from archipelago to island motifs in relation with decreasing CO emissions was observed in BCB emissions, while emissions from SL combustion exhibited the island motif.
中文翻译：
现代取暖设备中的褐煤和原木燃烧：燃烧质量和燃料对有机气溶胶成分的影响
使用固体燃料的住宅供暖是中欧和东欧空气质量差的主要原因之一，煤炭仍然是波兰、捷克共和国和匈牙利等国家的主要燃料之一。在这项工作中，分析了以褐煤型煤 (BCB) 和云杉原木 (SL) 为燃料的单室加热器的排放物中无机以及半挥发性芳烃和低挥发性有机成分的特征。BCB 排放的有机碳 (OC) 排放量变化很大，从 5 到 22 mg MJ –1不等，与一氧化碳 (CO) 排放量的变化有关，从 900 到 1900 mg MJ –1. 住宅 BCB 燃烧被证明是与云杉原木燃烧同样重要的左旋葡聚糖来源，左旋葡聚糖是一种既定的生物质燃烧标记物，但与甘露聚糖和半乳糖的比率明显更高。BCB 燃烧排放的多环芳烃的特征表现出随着燃烧质量的提高而去功能化和去取代。最后，从石油经济学中改编而来的岛屿和群岛结构图案的概念用于描述颗粒物排放中低挥发性有机化合物的比例，其中在 BCB 排放中观察到从群岛到岛屿图案的转变与二氧化碳排放量的减少有关，而排放来自 SL combustion 的产品展示了岛屿图案。
更新日期：2023-03-28
中文翻译：
现代取暖设备中的褐煤和原木燃烧：燃烧质量和燃料对有机气溶胶成分的影响
使用固体燃料的住宅供暖是中欧和东欧空气质量差的主要原因之一，煤炭仍然是波兰、捷克共和国和匈牙利等国家的主要燃料之一。在这项工作中，分析了以褐煤型煤 (BCB) 和云杉原木 (SL) 为燃料的单室加热器的排放物中无机以及半挥发性芳烃和低挥发性有机成分的特征。BCB 排放的有机碳 (OC) 排放量变化很大，从 5 到 22 mg MJ –1不等，与一氧化碳 (CO) 排放量的变化有关，从 900 到 1900 mg MJ –1. 住宅 BCB 燃烧被证明是与云杉原木燃烧同样重要的左旋葡聚糖来源，左旋葡聚糖是一种既定的生物质燃烧标记物，但与甘露聚糖和半乳糖的比率明显更高。BCB 燃烧排放的多环芳烃的特征表现出随着燃烧质量的提高而去功能化和去取代。最后，从石油经济学中改编而来的岛屿和群岛结构图案的概念用于描述颗粒物排放中低挥发性有机化合物的比例，其中在 BCB 排放中观察到从群岛到岛屿图案的转变与二氧化碳排放量的减少有关，而排放来自 SL combustion 的产品展示了岛屿图案。
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