Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (w skrócie WWA) to trwałe zanieczyszczenia organiczne. Mają wyraźne właściwości rakotwórcze. W sumie w tej grupie znajduje się ponad 200 przedstawicieli. Najniebezpieczniejszym z nich jest benzapiren. Często można go znaleźć w badaniach obiektów środowiskowych.
O benzapirenie
Odkrycie tego elementu nastąpiło w 1933 roku. Dwa lata później, poprzez staranne badania, udowodniono jego rakotwórczość.
Dzisiaj benzapiren należy do pierwszej klasy niebezpieczeństwa. Ma właściwości mutagenne. I nawet jego niewielkie stężenie niekorzystnie wpływa na ludzkie ciało. Rak płuca ma znaczące proporcje w powietrzu (powyżej normy) i długi czas ekspozycji.
Z tego powodu jego wykrycie jest szczególnie istotne. W oparciu o właściwości substancji stworzono metody jej obliczania. Różnią się tylko etapami pobierania próbek i tworzenia próbek.
Analiza kategorii PAC
Obejmuje pierwiastki, których struktura chemiczna zawiera co najmniej trzy pierścienie benzenowe. Najprostsze wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne to antracen i fenantren. Nie mutują i nie różnią się toksycznymi właściwościami. Piren i benzperylen mają podobną budowę do nich.
Jakie wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne WWA są czynnikami rakotwórczymi? Cholatren, dibenzopiren i perylen są klasyfikowane jako szczególnie toksyczne (oprócz benzapirenu). Stanowią największe zagrożenie dla zdrowia ludzi.
Warunki generowania
Tworzenie się WWA następuje podczas spalania następujących produktów:
- kategoria ropy;
- węgiel;
- drewno;
- odpady śmieci;
- wyroby tytoniowe;
- jedzenie
Im niższa temperatura w spalarni, tym większa ilość tych substancji. W stosunkowo skromnych proporcjach benzapiran znajduje się w asfalcie.
Wraz z innymi produktami spalania wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne przenikają do powietrza. W danych temperatury pokojowej wszystkie te składniki mają stałą postać krystaliczną. Topią się w temperaturze 200 ° C
Gdy gorące gazy, w tym WWA, są schładzane, pierwiastki te gromadzą się w sekcji emisji. Na przykład w odległości 2-5 km od elektrowni cieplnej na węgiel warstwa powierzchniowa gleby jest nasycona takimi zanieczyszczeniami. Ale większy procent z nich pędzi w powietrzu na znaczne odległości.
Najlepszym adsorbentem dla wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych WWA jest sadza. Około 10 14 cząsteczek tych substancji może skoncentrować się na jednym centymetrze kwadratowym swojej powierzchni.
Źródła i wkłady
Tutaj statystyki uwzględniają głównie emisje benzapirenu. Podany jest wskaźnik t / rok. Na przykład Stany Zjednoczone uzyskały takie dane.
|
Źródło |
Parametr (t / rok) |
|
Spalanie węgla |
600 |
|
Produkcja koksu |
200 |
|
Pożary lasów |
150 |
|
Palenie drewna |
70 |
|
Dym papierosowy |
0, 05 |
Ostatnia wartość jest najmniejsza i na pierwszy rzut oka może wydawać się nieznaczna. Jednak przy lokalnych proporcjach uzyskuje się dość znaczące wskaźniki. Są one wymienione w poniższej tabeli.
|
Powietrze |
Wskaźnik (ng / m 3) |
|
We wsi |
0, 1–1, 0 |
|
W mieście |
0, 2-20 |
|
W pokoju pełnym dymu tytoniowego |
100 |
W wodzie pitnej czynnik rakotwórczy jest skoncentrowany w objętości 0, 3-2, 0 ng / l.
Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne w atmosferze są szczególnie stabilne. Stopniowo są przekształcane w inne produkty, oddziałując z ozonem i dwutlenkiem azotu. W pierwszym przypadku pojawiają się wielojądrowe chinony. W drugim - nitrobenzapyreny.
Wykrywanie PAH w powietrzu
W tym celu stosuje się następujące metody:
- Chromatografia gazowa (GC).
- Wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC)
Po pierwsze, oddzielonych jest 16 głównych składników grupy PAH. W tym celu stosuje się specjalne kolumny. Metoda 1 wykorzystuje urządzenia kapilarne. W drugim przypadku - bardzo skuteczny.
Aby rozwinąć skuteczność wyniku, przeprowadza się wstępne badanie przesiewowe wśród innych związków dostępnych w próbkach. W tym celu stosuje się LC ze zmniejszonym ciśnieniem w jednym z dwóch systemów:
- Ciecz jest ciałem stałym.
- Płyn to płyn.
Stosuje się tutaj dowolną odpowiednią adsorpcję, na przykład żel krzemionkowy. Detektory czułości są również używane do zwiększenia obiektywności wyników.
Pierwsza metoda jest uzupełniona przez:
- Urządzenie do jonizacji płomienia. Funkcja - pomiary ilościowe po oznaczeniu związku innymi niepowiązanymi metodami.
- Spektrometr masowy. Podaje dane ilościowe, ale często są one ograniczone ze względu na zbieżność mas substancji o różnych strukturach
Drugą technikę uzupełniają takie detektory:
- Fluorymetryczny. Określa śladowe ilości WWA, ale nie dostarcza danych o ich strukturze.
- Spektrofotometryczny Obiektywnie identyfikuje związki i ich strukturę.
Wybierając sprzęt analityczny przeznaczony do badań przesiewowych, określając i kwantyfikując badanie takich elementów, należy wziąć pod uwagę pewne kryteria:
- Stopień obliczonej zawartości w analizowanych próbkach.
- Liczba powiązanych zanieczyszczeń i substancji.
- Metodologia realizacji operacji pomiarowych.
- Potencjał technologii szeregowej.
Z punktu widzenia technologii separacji bardziej korzystne jest zastosowanie kapilarnej GC. Liczba związków, które teoretycznie w tej technice dzieli się na jednostkę tymczasową, jest 5–10 razy większa w porównaniu z metodą HPLC. Nie ma tu jednak wyraźnej przewagi. Ponieważ niektóre związki są skutecznie dzielone dokładnie za pomocą chromatografii cieczowej. Na przykład jest to piren dibenzo (a, h) antracen
Wykrywanie gleby
W nim WWA są spowodowane emisjami. Ich obecność zapewnia roślina lub inne źródło, które spowodowało zanieczyszczenie. W tym przypadku stosuje się następujące metody wykrywania i analizy wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych:
- Separacja chromatograficzna. Oddziela WWA od innych związków.
- Fluorymetria. Szczegóły analizują te substancje w glebie.
Z reguły próbki pobierane są z witryn w pobliżu jakichkolwiek przedsiębiorstw. Są to gleby torfowe i bielicowe.
Badania wody
Wykrywanie WWA w zbiornikach wodnych i ściekach jest dość trudne. Zastosowano wysokosprawny chromatograf cieczowy. Ma:
- Mechanizm elucji gradientowej.
- Czujnik UV na układzie diod.
- Wskaźnik fluorescencyjny.
Rozcieńczone roztwory wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w wodzie odzyskuje się za pomocą chlorku metylenu. Są one oczyszczane na kolumnie z użyciem żelu krzemionkowego. Nadmiar zanieczyszczeń jest usuwany. Rezultatem jest wyciąg. Jest suszony i rozpuszczany w kompozycji wody i acetonitrylu. Dalszą analizę przeprowadza się przy użyciu wskaźnika z matrycą diodową.
Sytuacja żywieniowa
Benzapyren może dostać się do gotowanego jedzenia. Ten przedstawiciel wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w żywności może być zawarty w różnych proporcjach. Są one przedstawione w poniższej tabeli.
|
Produkt |
Proporcja (mcg / kg) |
|
Spalony chleb |
0, 5 |
|
Biszkopt z ciemną skórką |
0, 75 |
|
Domowe wędzone mięso |
ponad 50 |
|
Gotowana kiełbasa |
0, 26 - 0, 5 |
|
Pieczona Cielęcina |
0, 18 - 0, 63 |
|
Owoce i Warzywa |
0, 2–150 |
|
Ryba Wędzona |
11.2 |
|
Olej roślinny |
0, 9 - 30 |
|
Ziemniak |
1–16 |
|
Jabłka z odcinków w pobliżu dróg |
10 |
|
Jabłka strefy nieprzemysłowej |
0, 2-0, 5 |
Obecnie czynnik rakotwórczy występuje w wielu popularnych produktach: chlebie, mleku, maśle, ziemniakach itp. Jeśli produkty są przetwarzane prawidłowo, stężenie szkodliwych substancji można zmniejszyć. Warzywa i owoce należy dokładnie umyć. Eliminuje to około 20% WWA.
Mogą pojawić się w wyniku reakcji eluentów (pierwiastków utworzonych w rozpuszczalniku) z pakowaniem polimeru. Na przykład tłuszcz mleczny tworzy około 95% benzapirenu z pojemników lub filiżanek z papieru parafinowego.
