The major organic components of smoke particles from biomass burning are monosaccharide derivatives from the breakdown of cellulose, accompanied by generally lesser amounts of straight-chain, aliphatic and oxygenated compounds and terpenoids from vegetation waxes, resins/gums, and other biopolymers. Levoglucosan and the related degradation products from cellulose can be utilized as specific and general indicator compounds for the presence of emissions from biomass burning in samples of atmospheric fine particulate matter. This enables the potential tracking of such emissions on a global basis. There are other compounds (e.g. amyrones, friedelin, dehydroabietic acid, and thermal derivatives from terpenoids and from lignin—syringaldehyde, vanillin, syringic acid, vanillic acid), which are additional key indicators in smoke from burning of biomass specific to the type of biomass fuel. The monosaccharide derivatives (e.g. levoglucosan) are proposed as specific indicators for cellulose in biomass burning emissions. Levoglucosan is emitted at such high concentrations that it can be detected at considerable distances from the original combustion source.

ADVERTISEMENT RETURN TO ISSUEPREVArticleNEXTSources of fine organic aerosol. 2. Noncatalyst and catalyst-equipped automobiles and heavy-duty diesel trucksWolfgang F. Rogge, Lynn M. Hildemann, Monica A. Mazurek, Glen R. Cass, and Bernd R. T. SimoneitCite this: Environ. Sci. Technol. 1993, 27, 4, 636–651Publication Date (Print):April 1, 1993Publication History Published online1 May 2002Published inissue 1 April 1993https://pubs.acs.org/doi/10.1021/es00041a007https://doi.org/10.1021/es00041a007research-articleACS PublicationsRequest reuse permissionsArticle Views2744Altmetric-Citations1126LEARN ABOUT THESE METRICSArticle Views are the COUNTER-compliant sum of full text article downloads since November 2008 (both PDF and HTML) across all institutions and individuals. These metrics are regularly updated to reflect usage leading up to the last few days.Citations are the number of other articles citing this article, calculated by Crossref and updated daily. Find more information about Crossref citation counts.The Altmetric Attention Score is a quantitative measure of the attention that a research article has received online. Clicking on the donut icon will load a page at altmetric.com with additional details about the score and the social media presence for the given article. Find more information on the Altmetric Attention Score and how the score is calculated. Share Add toView InAdd Full Text with ReferenceAdd Description ExportRISCitationCitation and abstractCitation and referencesMore Options Share onFacebookTwitterWechatLinked InRedditEmail Other access optionsGet e-Alertsclose Get e-Alerts

A chemical mass balance receptor model based on organic compounds has been developed that relates sours; contributions to airborne fine particle mass concentrations. Source contributions to the concentrations of specific organic compounds are revealed as well. The model is applied to four air quality monitoring sites in southern California using atmospheric organic compound concentration data and source test data collected specifically for the purpose of testing this model. The contributions of up to nine primary particle source types can be separately identified in ambient samples based on this method, and approximately 85% of the organic fine aerosol is assigned to primary sources on an annual average basis. The model provides information on source contributions to fine mass concentrations, fine organic aerosol concentrations and individual organic compound concentrations. The largest primary source contributors to fine particle mass concentrations in Los Angeles are found to include diesel engine exhaust, paved road dust, gasoline-powered vehicle exhaust, plus emissions from food cooking and wood smoke, with smaller contribution:; from tire dust, plant fragments, natural gas combustion aerosol, and cigarette smoke. Once these primary aerosol source contributions are added to the secondary sulfates, nitrates and organics present, virtually all of the annual average fine particle mass at Los Angeles area monitoring sites can be assigned to its source.

Organic compound emission rates for volatile organic compounds (VOC), gas-phase semivolatile organic compounds, and particle-phase organic compounds are measured from residential fireplace combustion of wood. Firewood from a conifer tree (pine) and from two deciduous trees (oak and eucalyptus) is burned to determine organic compound emissions profiles for each wood type including the distribution of the alkanes, alkenes, aromatics, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), phenol and substituted phenols, guaiacol and substituted guaiacols, syringol and substituted syringols, carbonyls, alkanoic acids, resin acids, and levoglucosan. Levoglucosan is the major constituent in the fine particulate emissions from all three wood types, contributing 18−30% of the fine particulate organic compound emissions. Guaiacol (2-methoxyphenol), and guaiacols with additional substituents at position 4 on the molecule, and resin acids are emitted in significant quantities from pine wood combustion. Syringol (2,6-dimethoxyphenol) and syringols with additional substituents at position 4 on the molecule are emitted in large amounts from oak and eucalyptus firewood combustion, but these compounds are not detected in the emissions from pine wood combustion. Syringol and most of the substituted syringols are found to be semivolatile compounds that are present in both the gas and particle phases, but two substituted syringols that have not been previously quantified in wood smoke emissions, propionylsyringol and butyrylsyringol, are found exclusively in the particle phase and can be used to help trace hardwood smoke particles in the atmosphere. Benzene, ethene, and acetylene are often used as tracers for motor vehicle exhaust in the urban atmosphere. The contribution of wood smoke to the ambient concentrations of benzene, ethene, and acetylene could lead to an overestimate of the contribution of motor vehicle tailpipe exhaust to atmospheric VOC concentrations.

Gas- and particle-phase organic compounds present in the tailpipe emissions from an in-use fleet of gasoline-powered automobiles and light-duty trucks were quantified using a two-stage dilution source sampling system. The vehicles were driven through the cold-start Federal Test Procedure (FTP) urban driving cycle on a transient dynamometer. Emission rates of 66 volatile hydrocarbons, 96 semi-volatile and particle-phase organic compounds, 27 carbonyls, and fine particle mass and chemical composition were quantified. Six isoprenoids and two tricyclic terpanes, which are quantified using new source sampling techniques for semi-volatile organic compounds, have been identified as potential tracers for gasoline-powered motor vehicle emissions. A composite of the commercially distributed California Phase II Reformulated Gasoline used in these tests was analyzed by several analytical methods to quantify the gasoline composition, including some organic compounds that are found in the atmosphere as semi-volatile and particle-phase organic compounds. These results allow a direct comparison of the semi-volatile and particle-phase organic compound emissions from gasoline-powered motor vehicles to the gasoline burned by these vehicles. The distribution of n-alkanes and isoprenoids emitted from the catalyst-equipped gasoline-powered vehicles is the same as the distribution of these compounds found in the gasoline used, whereas the distribution of these compounds in the emissions from the noncatalyst vehicles is very different from the distribution in the fuel. In contrast, the distribution of the polycyclic aromatic hydrocarbons and their methylated homologues in the gasoline is significantly different from the distribution of the PAH in the tailpipe emissions from both types of vehicles.

Gas- and particle-phase tailpipe emissions from late-model medium duty diesel trucks are quantified using a two-stage dilution source sampling system. The diesel trucks are driven through the hot-start Federal Test Procedure (FTP) urban driving cycle on a transient chassis dynamometer. Emission rates of 52 gas-phase volatile hydrocarbons, 67 semivolatile and 28 particle-phase organic compounds, and 26 carbonyls are quantified along with fine particle mass and chemical composition. When all C1−C13 carbonyls are combined, they account for 60% of the gas-phase organic compound mass emissions. Fine particulate matter emission rates and chemical composition are quantified simultaneously by two methods: a denuder/filter/PUF sampler and a traditional filter sampler. Both sampling techniques yield the same elemental carbon emission rate of 56 mg km-1 driven, but the particulate organic carbon emission rate determined by the denuder-based sampling technique is found to be 35% lower than the organic carbon mass collected by the traditional filter-based sampling technique due to a positive vapor-phase sorption artifact that affects the traditional filter sampling technique. The distribution of organic compounds in the diesel fuel used in this study is compared to the distribution of these compounds in the vehicle exhaust. Significant enrichment in the ratio of unsubstituted polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) to their methyl- and dimethyl-substituted homologues is observed in the tailpipe emissions relative to the fuel. Isoprenoids and tricyclic terpanes are quantified in the semivolatile organics emitted from diesel vehicles. When used in conjunction with data on the hopanes, steranes, and elemental carbon emitted, the isoprenoids and the tricyclic terpanes may help trace the presence of diesel exhaust in atmospheric samples.

Organic aerosol samples collected systematically throughout a complete annual cycle at four urban sites in southern California are examined by high-resolution gas chromatography and gas chromatography/mass spectrometry. More than 80 organic compounds are quantified and their seasonal ambient concentration patterns are discussed. Primary organic aerosol constituents are readily identified, revealing an annual pattern, with high winter and low summer concentrations. In contrast, aliphatic dicarboxylic acids of possible secondary origin show a reverse pattern, with high concentrations in late spring/early summer. Concentration patterns similar to the secondary dicarboxylic acids also are found for aromatic polycarboxylic acids, certain lower molecular weight n-alkanoic acids, a nonanal and other compounds. Molecular markers characteristic of woodsmoke are identified, and their concentrations change by season in close agreement with prior estimates of the seasonal use of wood as a fuel. This data set can be used to evaluate the predictions of mathematical models for the atmospheric transport and reaction of organic aerosol constituents defined at a molecular level.

ADVERTISEMENT RETURN TO ISSUEPREVArticleNEXTSources of fine organic aerosol. 3. Road dust, tire debris, and organometallic brake lining dust: roads as sources and sinksWolfgang F. Rogge, Lynn M. Hildemann, Monica A. Mazurek, Glen R. Cass, and Bernd R. T. SimoneitCite this: Environ. Sci. Technol. 1993, 27, 9, 1892–1904Publication Date (Print):September 1, 1993Publication History Published online1 May 2002Published inissue 1 September 1993https://pubs.acs.org/doi/10.1021/es00046a019https://doi.org/10.1021/es00046a019research-articleACS PublicationsRequest reuse permissionsArticle Views3061Altmetric-Citations600LEARN ABOUT THESE METRICSArticle Views are the COUNTER-compliant sum of full text article downloads since November 2008 (both PDF and HTML) across all institutions and individuals. These metrics are regularly updated to reflect usage leading up to the last few days.Citations are the number of other articles citing this article, calculated by Crossref and updated daily. Find more information about Crossref citation counts.The Altmetric Attention Score is a quantitative measure of the attention that a research article has received online. Clicking on the donut icon will load a page at altmetric.com with additional details about the score and the social media presence for the given article. Find more information on the Altmetric Attention Score and how the score is calculated. Share Add toView InAdd Full Text with ReferenceAdd Description ExportRISCitationCitation and abstractCitation and referencesMore Options Share onFacebookTwitterWechatLinked InRedditEmail Other access optionsGet e-Alertsclose Get e-Alerts

A series of source tests was conducted to determine the chemical composition of fine particle emissions from the fireplace combustion of six species of woods grown in the northeastern United States: red maple, northern red oak, paper birch, eastern white pine, eastern hemlock, and balsam fir. Results include fine particle emission rates for total mass, organic and elemental carbon, ionic species, elemental species including potassium, and over 250 specific organic compounds. The data are intended for use in source-apportionment studies that utilize particulate organic compounds as source-specific tracers. The cellulose pyrolysis product levoglucosan was quantified in each of the wood smokes studied and is thus a good candidate as a molecular tracer for wood combustion in general. Differences in emission rates of specific substituted phenols and resin acids can be used to distinguish between the smoke produced when burning hardwoods versus softwoods. Certain organic compounds, such as betulin from paper birch combustion and juvabione and dehydrojuvabione from balsam fir combustion, are unique to those species and can potentially be utilized to trace particulate emissions back to a specific geographical region where those individual tree species are used for firewood.