Polycyclische aromatische koolwaterstoffen (afgekort als PAK's) zijn persistente organische verontreinigende stoffen. Ze hebben uitgesproken kankerverwekkende eigenschappen. In totaal zijn er meer dan 200 vertegenwoordigers in deze groep opgenomen. De gevaarlijkste is benzapyreen. Het wordt vaak gevonden in de studie van omgevingsobjecten.
Over benzapyrene
De ontdekking van dit onderdeel vond plaats in 1933. Twee jaar later werd, door zorgvuldig onderzoek, de carcinogeniteit ervan bewezen.
Tegenwoordig wordt benzapyreen gerangschikt in de eerste klasse van gevaar. Hij heeft mutagene kenmerken. En zelfs de bescheiden concentratie heeft een nadelig effect op het menselijk lichaam. Met zijn aanzienlijke verhoudingen in de lucht (boven normaal) en langdurige blootstelling treedt longkanker op.
Daarom is de detectie ervan bijzonder relevant. Op basis van de eigenschappen van de stof zijn methoden gemaakt voor de berekening ervan. Ze verschillen alleen in de stadia van bemonstering en monstervorming.
PAC-categorieanalyse
Het bevat elementen waarvan de chemische structuur minstens drie benzeenringen bevat. De eenvoudigste polycyclische aromatische koolwaterstoffen zijn antraceen en fenantreen. Ze muteren niet en verschillen niet in toxische eigenschappen. Pyreen en benzperyleen lijken qua structuur op hen.
Welke polycyclische PAK's van aromatische koolwaterstoffen zijn kankerverwekkend? Cholatreen, dibenzpyreen en peryleen worden aangemerkt als bijzonder giftig (naast benzapyreen). Ze vormen de grootste bedreiging voor de menselijke gezondheid.
Voorwaarden voor het genereren
De vorming van PAK's vindt plaats tijdens de verbranding van de volgende producten:
- olie categorie;
- kolen;
- hout;
- afvalafval;
- tabaksproducten;
- eten.
Hoe lager de temperatuur in de verbrandingsoven, hoe groter de hoeveelheid van deze stoffen. In relatief bescheiden hoeveelheden wordt benzapyreen aangetroffen in asfalt.
Samen met andere verbrandingsproducten dringen polycyclische aromatische koolwaterstoffen de lucht in. Bij kamertemperatuur hebben al deze componenten een vaste kristallijne vorm. Ze smelten bij 200 ° C
Wanneer hete gassen, inclusief PAK's, worden gekoeld, hopen deze elementen zich op in het emissiegedeelte. Bijvoorbeeld, op een afstand van 2-5 km van een kolencentrale, is de oppervlaktelaag van de grond verzadigd met dergelijke verontreinigende stoffen. Maar een groter percentage van hen haast zich op aanzienlijke afstanden door de lucht.
Het beste adsorptiemiddel voor PAK's van polycyclische aromatische koolwaterstoffen is roet. Ongeveer 10 14 moleculen van deze stoffen kunnen zich concentreren op een vierkante centimeter van het oppervlak.
Bronnen en bijdragen
Hier houden de statistieken voornamelijk rekening met de emissie van benzapyreen. De indicator t / jaar wordt gegeven. De Verenigde Staten hebben bijvoorbeeld dergelijke gegevens verkregen.
|
Bron |
Parameter (t / jaar) |
|
Kolen branden |
600 |
|
Coke maken |
200 |
|
Bosbranden |
150 |
|
Brandend hout |
70 |
|
Sigarettenrook |
0, 05 |
De laatste waarde is de kleinste en lijkt op het eerste gezicht onbeduidend. Met lokale verhoudingen worden echter vrij significante indicatoren verkregen. Ze staan in de onderstaande tabel.
|
Lucht |
Indicator (ng / m 3) |
|
In het dorp |
0.1-1.0 |
|
In de stad |
0.2-20 |
|
In een kamer vol tabaksrook |
100 |
In drinkwater is het carcinogeen geconcentreerd in een volume van 0, 3-2, 0 ng / L.
Polycyclische aromatische koolwaterstoffen zijn in de atmosfeer bijzonder stabiel. Ze worden geleidelijk omgezet in andere producten, in wisselwerking met ozon en stikstofdioxide. In het eerste geval verschijnen polynucleaire quinonen. In de tweede - nitrobenzapyrenes.
PAK-detectie in de lucht
Hiervoor worden de volgende methoden gebruikt:
- Gaschromatografie (GC).
- Krachtige vloeistofchromatografie (HPLC)
Eerst worden de 16 belangrijkste componenten van de PAK-groep gescheiden. Hiervoor worden speciale kolommen gebruikt. Methode 1 maakt gebruik van capillaire apparaten. In het tweede geval - zeer effectief.
Om de effectiviteit van het resultaat te ontwikkelen, wordt een voorlopige screening uitgevoerd onder andere verbindingen die beschikbaar zijn in de monsters. Hiervoor wordt LC met verlaagde druk gebruikt in een van twee systemen:
- Vloeistof is een vaste stof.
- Vloeistof is een vloeistof.
Hier wordt elke geschikte adsorptie, bijvoorbeeld silicagel, gebruikt. Gevoeligheidsdetectoren worden ook gebruikt om de objectiviteit van de resultaten te vergroten.
De eerste methode wordt aangevuld met:
- Vlamionisatie-apparaat. Functie - kwantitatieve metingen na bepaling van de verbinding met andere niet-gerelateerde methoden.
- Massa spectrometer. Geeft kwantitatieve gegevens, maar vaak zijn ze beperkt vanwege het samenvallen van de massa's stoffen met verschillende structuren
De tweede techniek wordt aangevuld met dergelijke detectoren:
- Fluorimetrisch. Bepaalt de sporenhoeveelheden van PAK's, maar geeft geen gegevens over hun structuur.
- Spectrofotometrisch. Identificeert objectief verbindingen en hun structuur.
Bij het selecteren van analytische apparatuur bedoeld voor screening, het bepalen en kwantificeren van de studie van dergelijke elementen, moet rekening worden gehouden met bepaalde criteria:
- De mate van berekende inhoud in de geanalyseerde monsters.
- Het aantal gerelateerde onzuiverheden en stoffen.
- Methodologie voor de implementatie van meetoperaties.
- Het potentieel van seriële technologie.
Vanuit het oogpunt van scheidingstechnologie is het voordeliger om capillaire GC te gebruiken. Het aantal verbindingen, dat in theorie in deze techniek in een tijdelijke eenheid wordt verdeeld, is 5–10 keer groter in vergelijking met de HPLC-methode. Hier is echter geen duidelijk voordeel. Omdat sommige verbindingen effectief precies worden verdeeld door vloeistofchromatografie. Dit is bijvoorbeeld pyrene dibenzo (a, h) antraceen
Bodemdetectie
Daarin zijn PAK's het gevolg van emissies. Hun aanwezigheid wordt geleverd door de plant of een andere bron die vervuiling heeft veroorzaakt. De volgende methoden worden gebruikt om hier polycyclische aromatische koolwaterstoffen te detecteren en te analyseren:
- Chromatografische scheiding. Scheidt PAK's van andere verbindingen.
- Fluorimetrie. Details analyseert deze stoffen in de bodem.
In de regel worden monsters genomen van locaties in de buurt van bedrijven. Dit zijn turfachtige en podzolische bodems.
Wateronderzoek
Het detecteren van PAK's in waterlichamen en afvalwater is vrij moeilijk. Er wordt een hoogwaardige vloeistofchromatograaf gebruikt. Hij heeft:
- Gradiënt elutiemechanisme.
- UV-sensor op een diode-array.
- Fluorescerende indicator.
Verdunde oplossingen van polycyclische aromatische koolwaterstoffen in water worden teruggewonnen met methyleenchloride. Ze worden op een kolom gezuiverd met silicagel. Overtollige onzuiverheden worden verwijderd. Het resultaat is een uittreksel. Het wordt gedroogd en opgelost in een samenstelling van water en acetonitril. Verdere analyse wordt uitgevoerd met behulp van een indicator met een diodematrix.
Voedselsituatie
Benzapyrene kan in gekookt voedsel terechtkomen. Deze vertegenwoordiger van polycyclische aromatische koolwaterstoffen in voedingsmiddelen kan in verschillende verhoudingen voorkomen. Ze worden weergegeven in de volgende tabel.
|
Product |
Aandeel (mcg / kg) |
|
Verbrande broodkorst |
0, 5 |
|
Cake met donkere korst |
0.75 |
|
Zelfgemaakt gerookt vlees |
meer dan 50 |
|
Gekookte worst |
0, 26 - 0, 5 |
|
Geroosterd kalfsvlees |
0, 18 - 0, 63 |
|
Groenten en fruit |
0.2-150 |
|
Gerookte vis |
11, 2 |
|
Plantaardige olie |
0, 9 - 30 |
|
Aardappel |
1-16 |
|
Appels van secties nabij wegen |
10 |
|
Appels buiten de industriële zone |
0.2-0.5 |
Tegenwoordig wordt kankerverwekkend aangetroffen in veel gangbare producten: brood, melk, boter, aardappelen enz. Als de producten correct worden verwerkt, kan de concentratie van schadelijke stoffen worden verlaagd. Groenten en fruit moeten grondig worden gewassen. Dit elimineert ongeveer 20% van de PAK's.
Ze kunnen verschijnen als gevolg van de reactie van eluenten (elementen gevormd in het oplosmiddel) met polymeerverpakkingen. Melkvet vormt bijvoorbeeld ongeveer 95% benzapireen uit paraffinepapiercontainers of bekers.
