Polycyklické aromatické uhľovodíky (skrátene PAH) sú perzistentné organické znečisťujúce látky. Majú výrazné karcinogénne vlastnosti. V tejto skupine je celkovo uvedených vyše 200 zástupcov. Najnebezpečnejšou z nich je benzapyrén. Často sa vyskytuje pri štúdiu environmentálnych objektov.
O benzapyréne
Objav tohto komponentu sa objavil v roku 1933. O dva roky neskôr sa pozorným výskumom preukázala jeho karcinogenita.
Dnes je benzapyrén zaradený do prvej triedy nebezpečenstva. Má mutagénne vlastnosti. A dokonca aj jeho skromná koncentrácia nepriaznivo ovplyvňuje ľudské telo. S jeho významnými podielmi vo vzduchu (nad normálne) a dlhou expozíciou sa vyskytuje rakovina pľúc.
Z tohto dôvodu je jeho detekcia obzvlášť dôležitá. Na základe vlastností látky sa vytvorili metódy na jej výpočet. Líšia sa iba vo fázach odberu vzoriek a tvorby vzoriek.
Analýza kategórie PAC
Zahŕňa prvky, ktorých chemická štruktúra obsahuje najmenej tri benzénové kruhy. Najjednoduchšie polycyklické aromatické uhľovodíky sú antracén a fenantrén. Nemutujú sa a nelíšia sa v toxických vlastnostiach. Štruktúra pyrénu a benzperylénu je podobná.
Aké polycyklické aromatické uhľovodíky PAH sú karcinogény? Cholatrén, dibenzpyrén a perylén sú kvalifikované ako zvlášť toxické (okrem benzapyrénu). Predstavujú najväčšiu hrozbu pre ľudské zdravie.
Podmienky výroby
PAHs sa tvoria pri spaľovaní nasledujúcich produktov:
- kategória oleja;
- uhlie;
- drevo;
- Odpadky;
- tabakové výrobky;
- potravy.
Čím nižšia je teplota v spaľovni, tým väčšie je množstvo týchto látok. V relatívne skromných pomeroch sa benzapyrén nachádza v asfalte.
Spolu s ostatnými produktmi spaľovania prenikajú do vzduchu polycyklické aromatické uhľovodíky. Pri údajoch o izbovej teplote majú všetky tieto zložky pevnú kryštalickú formu. Tavia sa pri 200 ° C
Keď sa horúce plyny vrátane PAH ochladia, tieto prvky sa hromadia v emisnej časti. Napríklad vo vzdialenosti 2 až 5 km od uhoľnej tepelnej elektrárne je povrchová vrstva pôdy nasýtená takýmito znečisťujúcimi látkami. Ale väčšie percento z nich sa ponáhľa vzduchom na veľké vzdialenosti.
Najlepším adsorbentom pre polycyklické aromatické uhľovodíky PAH sú sadze. Približne 10 14 molekúl týchto látok sa môže sústrediť na jeden centimeter štvorcový svojho povrchu.
Zdroje a príspevky
Štatistika tu zohľadňuje najmä emisie benzapyrénu. Je uvedený ukazovateľ t / rok. Napríklad Spojené štáty takéto údaje získali.
|
zdroj |
Parameter (t / rok) |
|
Spaľovanie uhlia |
600 |
|
Výroba koksu |
200 |
|
Lesné požiare |
150 |
|
Spaľovanie dreva |
70 |
|
Cigaretový dym |
0, 05 |
Posledná hodnota je najmenšia a na prvý pohľad sa môže zdať zanedbateľná. S miestnymi rozmermi sa však získajú pomerne významné ukazovatele. Sú uvedené v tabuľke nižšie.
|
ovzdušia |
Ukazovateľ (ng / m 3) |
|
V dedine |
0, 1-1, 0 |
|
V meste |
0, 2-20 |
|
V miestnosti plnej tabakového dymu |
100 |
V pitnej vode je karcinogén koncentrovaný v objeme 0, 3 - 2, 0 ng / l.
Polycyklické aromatické uhľovodíky, pokiaľ sú v atmosfére, sú obzvlášť stabilné. Postupne sa premieňajú na iné produkty a interagujú s ozónom a oxidom dusičitým. V prvom prípade sa objavujú polynukleárne chinóny. V druhom - nitrobenzapyrény.
Detekcia PAH vo vzduchu
Na tento účel sa používajú tieto metódy:
- Plynová chromatografia (GC).
- Vysokoúčinná kvapalinová chromatografia (HPLC)
Najprv sa oddelí hlavných 16 zložiek skupiny PAH. Na tento účel sa používajú špeciálne stĺpce. Metóda 1 používa kapilárne zariadenia. V druhom prípade - vysoko efektívny.
Na dosiahnutie účinnosti výsledku sa medzi ostatnými zlúčeninami, ktoré sú vo vzorkách dostupné, vykonáva predbežný skríning. Na tento účel sa LC so zníženým tlakom používa v jednom z dvoch systémov:
- Kvapalina je tuhá látka.
- Kvapalina je tekutina.
Tu sa používa akákoľvek vhodná adsorpcia, napríklad silikagél. Detektory citlivosti sa používajú aj na zvýšenie objektivity výsledkov.
Prvá metóda sa dopĺňa:
- Plameňové ionizačné zariadenie. Funkcia - kvantitatívne merania po stanovení zlúčeniny inými nepríbuznými metódami.
- Hmotnostný spektrometer. Poskytuje kvantitatívne údaje, ale často sú obmedzené kvôli zhode množstiev látok s rôznymi štruktúrami
Druhú techniku dopĺňajú tieto detektory:
- Fluorodenzitometricky. Určuje stopové množstvá PAH, neposkytuje však údaje o ich štruktúre.
- Spektrofotometria. Objektívne identifikuje zlúčeniny a ich štruktúru.
Pri výbere analytického zariadenia určeného na skríning, určovanie a kvantifikáciu štúdia takýchto prvkov by sa mali zohľadniť určité kritériá:
- Stupeň vypočítaného obsahu v analyzovaných vzorkách.
- Počet súvisiacich nečistôt a látok.
- Metodika vykonávania meracích operácií.
- Potenciál sériovej technológie.
Z hľadiska separačnej technológie je výhodnejšie použiť kapilárne GC. Počet zlúčenín, ktoré sa pri tejto technike teoreticky delia na dočasnú jednotku, je v porovnaní s metódou HPLC 5 až 10 krát vyšší. Tu však nie je jasná výhoda. Pretože niektoré zlúčeniny sa efektívne delia presne kvapalinovou chromatografiou. Napríklad je to pyrén dibenzo (a, h) antracén
Detekcia pôdy
V ňom sú PAU spôsobené emisiami. Ich prítomnosť je zabezpečená rastlinou alebo iným zdrojom, ktorý spôsobil znečistenie. Na detekciu a analýzu polycyklických aromatických uhľovodíkov sa tu používajú tieto metódy:
- Chromatografické oddelenie. Oddeľuje PAU od ostatných zlúčenín.
- Fluorimetria. Podrobnosti analyzujú tieto látky v pôde.
Vzorky sa spravidla odoberajú z miest v blízkosti všetkých podnikov. Ide o rašelinovú a podzolovú pôdu.
Vodný výskum
Detekcia PAU vo vodných útvaroch a odpadových vodách je pomerne náročná. Používa sa vysokoúčinný kvapalinový chromatograf. Má:
- Mechanizmus gradientovej elúcie.
- UV senzor na dióde.
- Fluorescenčný indikátor.
Zriedené roztoky polycyklických aromatických uhľovodíkov vo vode sa získavajú pomocou metylénchloridu. Čistia sa na kolóne pomocou silikagélu. Prebytočné nečistoty sa odstránia. Výsledkom je extrakt. Vysuší sa a rozpustí sa v zmesi vody a acetonitrilu. Ďalšia analýza sa uskutočňuje pomocou indikátora s diódovou matricou.
Potravinová situácia
Benzapyrén môže vstupovať do potravín, ktoré sú uvarené. Tento zástupca polycyklických aromatických uhľovodíkov v potravinách môže byť obsiahnutý v rôznych pomeroch. Sú uvedené v nasledujúcej tabuľke.
|
výrobok |
Pomer (mcg / kg) |
|
Spálená kôra |
0, 5 |
|
Piškóta z tmavej kôry |
0.75 |
|
Domáce údené mäso |
viac ako 50 |
|
Varená klobása |
0, 26 - 0, 5 |
|
Pečené teľacie mäso |
0, 18 - 0, 63 |
|
Ovocie a zelenina |
0, 2-150 |
|
Údené ryby |
11.2 |
|
Rastlinný olej |
0, 9 - 30 |
|
zemiaky |
1 - 16 |
|
Jablká z úsekov blízko ciest |
10 |
|
Jablká nepriemyselnej zóny |
0, 2-0, 5 |
Dnes sa karcinogén nachádza v mnohých bežných výrobkoch: chlieb, mlieko, maslo, zemiaky atď. Ak sa výrobky správne spracovávajú, môže sa znížiť koncentrácia škodlivých látok. Zelenina a ovocie by sa mali dôkladne umyť. Toto vylučuje asi 20% PAU.
Môžu sa objaviť v dôsledku reakcie eluentov (prvkov vytvorených v rozpúšťadle) s polymérnym obalom. Napríklad mliečny tuk tvorí asi 95% benzapirénu z nádob alebo pohárikov z parafínového papiera.
