Polycyklické aromatické uhlovodíky (zkráceně PAH) jsou perzistentní organické znečišťující látky. Mají výrazné karcinogenní vlastnosti. Celkem je v této skupině uvedeno přes 200 zástupců. Nejnebezpečnější z nich je benzapyren. Často se vyskytuje ve studiu environmentálních objektů.
O benzapyrenu
Objev této komponenty nastal v roce 1933. O dva roky později byla pečlivým výzkumem prokázána jeho karcinogenita.
Dnes je benzapyren zařazen do první třídy nebezpečí. Má mutagenní vlastnosti. A dokonce i jeho skromná koncentrace nepříznivě ovlivňuje lidské tělo. S jeho významnými podíly ve vzduchu (nad normální) a dlouhou expozicí dochází k rakovině plic.
Z tohoto důvodu je jeho detekce zvláště důležitá. Na základě vlastností látky byly vytvořeny metody pro její výpočet. Liší se pouze ve fázích vzorkování a tvorby vzorků.
Analýza kategorie PAC
Zahrnuje prvky, jejichž chemická struktura obsahuje alespoň tři benzenové kruhy. Nejjednodušší polycyklické aromatické uhlovodíky jsou anthracen a fenanthren. Nemutují a neliší se v toxických vlastnostech. Struktura pyren a benzperylenu je podobná.
Jaké polycyklické aromatické uhlovodíky PAH jsou karcinogeny? Cholatren, dibenzpyren a perylen jsou klasifikovány jako zvláště toxické (kromě benzapyrenu). Představují největší hrozbu pro lidské zdraví.
Podmínky pro generování
K tvorbě PAU dochází při spalování následujících produktů:
- kategorie oleje;
- uhlí;
- dřevo;
- odpadky;
- tabákové výrobky;
- jídlo.
Čím nižší je teplota ve spalovně, tím větší je množství těchto látek. V relativně skromných poměrech se benzapyren nachází v asfaltu.
Spolu s dalšími produkty spalování pronikají do vzduchu polycyklické aromatické uhlovodíky. Při teplotě místnosti mají všechny tyto složky pevnou krystalickou formu. Tají při 200 ° C
Když se horké plyny, včetně PAH, ochladí, tyto prvky se hromadí v emisní sekci. Například ve vzdálenosti 2 až 5 km od uhelné tepelné elektrárny je povrchová vrstva půdy nasycena takovými znečišťujícími látkami. Ale větší procento z nich spěchá vzduchem na značné vzdálenosti.
Nejlepší adsorbent pro polycyklické aromatické uhlovodíky PAH jsou saze. Přibližně 10 14 molekul těchto látek se může soustředit na jeden centimetr čtvereční jeho povrchu.
Zdroje a příspěvky
Statistiky zde berou v úvahu hlavně emise benzapyrenu. Je uveden indikátor t / rok. Spojené státy například takové údaje získaly.
|
Zdroj |
Parametr (t / rok) |
|
Spalování uhlí |
600 |
|
Výroba koksu |
200 |
|
Lesní požáry |
150 |
|
Spalování dřeva |
70 |
|
Cigaretový kouř |
0, 05 |
Poslední hodnota je nejmenší a na první pohled se může zdát nevýznamná. S místními proporcemi se však získají poměrně významné ukazatele. Jsou uvedeny v následující tabulce.
|
Vzduch |
Ukazatel (ng / m 3) |
|
Ve vesnici |
0, 1-1, 0 |
|
Ve městě |
0, 2-20 |
|
V místnosti plné tabákového kouře |
100 |
V pitné vodě je karcinogen koncentrován v objemu 0, 3-2, 0 ng / l.
Polycyklické aromatické uhlovodíky, pokud jsou v atmosféře, jsou zvláště stabilní. Postupně se přeměňují na jiné produkty a interagují s ozonem a oxidem dusičitým. V prvním případě se objevují polynukleární chinony. Ve druhém - nitrobenzapyreny.
Detekce PAH ve vzduchu
K tomu se používají následující metody:
- Plynová chromatografie (GC).
- Vysoce účinná kapalinová chromatografie (HPLC)
Nejprve se oddělí hlavní 16 složek skupiny PAH. K tomu se používají speciální sloupce. Metoda 1 používá kapilární zařízení. Ve druhém případě - vysoce efektivní.
Aby se dosáhlo účinnosti výsledku, provádí se předběžný skríning mimo jiné sloučeniny dostupné ve vzorcích. K tomu se LC se sníženým tlakem používá v jednom ze dvou systémů:
- Kapalina je pevná látka.
- Tekutina je tekutina.
Zde se používá jakákoli vhodná adsorpce, například silikagel. Detektory citlivosti se také používají ke zvýšení objektivity výsledků.
První metoda je doplněna:
- Plamenové ionizační zařízení. Funkce - kvantitativní měření po stanovení sloučeniny jinými nesouvisejícími metodami.
- Hmotnostní spektrometr. Poskytuje kvantitativní údaje, ale často jsou omezené kvůli shodě hmotností látek s různými strukturami
Druhá technika je doplněna těmito detektory:
- Fluorimetrické. Určuje stopové množství PAH, neposkytuje však údaje o jejich struktuře.
- Spektrofotometrické. Objektivně identifikuje sloučeniny a jejich strukturu.
Při výběru analytického vybavení určeného ke screeningu, stanovení a kvantifikaci studia takových prvků je třeba vzít v úvahu určitá kritéria:
- Stupeň vypočteného obsahu v analyzovaných vzorcích.
- Počet souvisejících nečistot a látek.
- Metodika provádění měřicích operací.
- Potenciál sériové technologie.
Z hlediska technologie separace je výhodnější použít kapilární GC. Počet sloučenin, které se touto technikou teoreticky dělí na dočasnou jednotku, je ve srovnání s metodou HPLC 5–10krát vyšší. Zde však není jasná výhoda. Protože některé sloučeniny se účinně dělí přesně kapalinovou chromatografií. Jedná se například o pyren dibenzo (a, h) anthracen
Detekce půdy
V tom jsou PAU způsobeny emisemi. Jejich přítomnost je zajištěna rostlinou nebo jiným zdrojem, který způsobil znečištění. K detekci a analýze polycyklických aromatických uhlovodíků se zde používají následující metody:
- Chromatografická separace. Odděluje PAU od ostatních sloučenin.
- Fluorimetrie. Podrobnosti analyzují tyto látky v půdě.
Vzorky se zpravidla odebírají z míst v blízkosti všech podniků. Jedná se o rašeliniště a podzolické půdy.
Vodní výzkum
Detekce PAU ve vodních útvarech a odpadních vodách je docela obtížná. Používá se vysoce účinný kapalinový chromatograf. Má:
- Mechanismus gradientní eluce.
- UV senzor na diodovém poli.
- Zářivka.
Zředěné roztoky polycyklických aromatických uhlovodíků ve vodě se získají pomocí methylenchloridu. Čistí se na koloně za použití silikagelu. Přebytečné nečistoty se odstraní. Výsledkem je výpis. Vysuší se a rozpustí ve směsi vody a acetonitrilu. Další analýza se provádí pomocí indikátoru s diodovou maticí.
Potravinová situace
Benzapyren může vstoupit do jídla, které se vaří. Tento zástupce polycyklických aromatických uhlovodíků v potravinách může být obsažen v různých poměrech. Jsou uvedeny v následující tabulce.
|
Produkt |
Poměr (mcg / kg) |
|
Spálený chléb |
0, 5 |
|
Piškotový piškotový dort |
0, 75 |
|
Domácí uzené maso |
více než 50 |
|
Vařená klobása |
0, 26 - 0, 5 |
|
Pečené telecí maso |
0, 18 - 0, 63 |
|
Ovoce a zelenina |
0, 2-150 |
|
Uzená ryba |
11.2 |
|
Rostlinný olej |
0, 9 - 30 |
|
Brambor |
1 - 16 |
|
Jablka ze sekcí poblíž silnic |
10 |
|
Jablka z neprůmyslové zóny |
0, 2-0, 5 |
Dnes se karcinogen nachází v mnoha běžných produktech: chléb, mléko, máslo, brambory atd. Pokud jsou produkty zpracovány správně, může být snížena koncentrace škodlivých látek. Zelenina a ovoce by se měly důkladně umýt. To eliminuje asi 20% PAU.
Mohou se objevit v důsledku reakce eluentů (prvků vytvořených v rozpouštědle) s polymerovým obalem. Například mléčný tuk tvoří asi 95% benzapirenu z nádob nebo pohárek z parafínového papíru.
