Policiklusos aromás szénhidrogének: kémiai szerkezet, képződési folyamatok és hatások az emberi testre

A policiklusos aromás szénhidrogének (rövidítve PAH-k) a környezetben tartósan megmaradó szerves szennyező anyagok. Kifejezett karcinogén tulajdonságokkal rendelkeznek. Összesen több mint 200 képviselő van ebben a csoportban. A benzapirént tekintik a legveszélyesebbnek. Gyakran megtalálható a tanulás során környezeti objektumok.

A benzapirénről

Ennek az összetevőnek a felfedezése 1933-ban történt. Két évvel később, a gondos kutatásnak köszönhetően, rákkeltő hatása bizonyított.

Ma a benzapirol az első veszélyességi osztály. Mutagén tulajdonságokkal rendelkezik. Még a szerény koncentrációja is káros hatással van az emberi testre. Jelentős arányban a levegőben (normál felett) és hosszan tartó expozíció esetén tüdőrák fordul elő.

Ezért az észlelése különösen fontos. Az anyag tulajdonságai alapján számítási módszereket hoztak létre. Ezek csak a mintavétel és a minta kialakításának szakaszában különböznek egymástól.

A PAH kategória elemzése

Olyan elemeket tartalmaz, amelyek kémiai kialakítása legalább három benzolgyűrűt tartalmaz. A legegyszerűbb policiklusos aromás szénhidrogének az antracén és a fenantrén. Nem mutálódnak és nem különböznek a mérgező tulajdonságokban. A pirén és a benzperilén szerkezetükben hasonlóak hozzájuk.

Mely policiklusos aromás szénhidrogének a PAH-k karcinogének? A kolatrént, a dibenzpirént és a perilént (a benzapirén mellett)különösen mérgezőnek kell besorolni. Ők jelentik a legnagyobb veszélyt a emberi egészség.

Előállítási feltételek

A PAH-k képződése a következő termékek égése során következik be:

• olaj kategória;
• szén;
• fa;
• szemét hulladék;
• dohánytermékek;
• étel.

Minél alacsonyabb az égési készülék hőmérsékleti értéke, annál nagyobb ezeknek az anyagoknak a mennyisége. A benzapirént aszfaltban viszonylag szerény arányban detektálták.

Más égéstermékekkel együtt a policiklusos aromás szénhidrogének behatolnak a levegőbe. Szobahőmérsékleten adatok, mindezen komponensek szilárd kristályos formában. Elolvadnak 200 kb

Amikor a forró gázokat, beleértve a PAH-kat is, lehűtik, a felsorolt elemek felhalmozódnak a kibocsátási helyen. Például egy széntüzelésű hőerőműtől 2-5 km-re a talaj felszíni rétege ilyen szennyező anyagokkal telített. De nagyobb részük levegővel jelentős távolságokra rohan.

A policiklusos aromás szénhidrogének PAH-jának legjobb adszorbense a korom. Körülbelül 10 koncentrálható a felületének egy négyzetcentiméterére¹⁴ ezen anyagok molekulái.

Források és hozzájárulások

Itt a statisztikák elsősorban a benzapirén-kibocsátást veszik figyelembe. A T/év mutató meg van adva. Az USA példáján keresztül a következő adatokat kapjuk.

Az utolsó érték a legkisebb, első pillantásra jelentéktelennek tűnhet. Helyi arányokkal azonban meglehetősen jelentős mutatókat kapunk. Ezeket az alábbi táblázat tartalmazza.

Az ivóvízben a rákkeltő anyag 0,3-2,0 ng/l térfogatban koncentrálódik.

A légkörben lévő policiklusos aromás szénhidrogének különleges stabilitást mutatnak. Az ózonnal és a nitrogén-dioxiddal való kölcsönhatás révén fokozatosan más termékekké alakulnak át. Az első esetben polinukleáris kinonok jelennek meg. A második-nitrobenzapyrenes.

A PAH-k kimutatása a levegőben

Ehhez a következő technikákat alkalmazzák:

1. Gázkromatográfia (GC).
2. Nagy hatékonyságú folyadékkromatográfia (LCVE)

Először a PAH csoport 16 fő alkotóelemét különítjük el. Erre a célra speciális oszlopokat használnak. Az 1. módszer műveleteiben kapilláris eszközöket használnak. A második esetben-nagyon hatékony.

Az eredmény hatékonyságának fejlesztése érdekében előzetes szűrést végeznek a mintákban rendelkezésre álló egyéb vegyületek között. Ebből a célból az alacsony nyomású LC-t a két rendszer egyikében használják:

1. Folyékony-szilárd.
2. Folyadék-folyadék.

Bármilyen alkalmas adszorpciót használunk itt, például szilikagélt. Az eredmények objektivitásának növelése érdekében nagy érzékenységű detektorokat is használnak.

Az első módszer kiegészül:

1. Lángionizációs eszköz. Funkció-kvantitatív mérések a kapcsolat más, nem kapcsolódó módszerrel történő meghatározása után.
2. Tömegspektrométer. Mennyiségi adatokat szolgáltat, de gyakran korlátozottak a különböző szerkezetű anyagok tömegének egybeesése miatt

A második technikát ilyen detektorok egészítik ki:

1. Fluorimetriás. Nyomokban meghatározza a PAH-kat, de nem ad adatokat a szerkezetükről.
2. Spektrofotometriás. Objektíven azonosítja a vegyületeket és azok szerkezetét.

Az ilyen elemek kiszűrésére, meghatározására és számszerűsítésére tervezett analitikai berendezések kiválasztásakor figyelembe kell venni bizonyos kritériumokat:

1. A számított tartalom mértéke az elemzett mintákban.
2. A szomszédos szennyeződések és anyagok száma.
3. A mérési műveletek végrehajtásának módszertana.
4. A Soros technológia lehetőségei.

Az elválasztási technológia szempontjából jövedelmezőbb a kapilláris GC használata. A vegyületek száma, amely elméletileg egy időegységgel oszlik meg ebben a technikában, 5-10-szer nagyobb az LCVE módszerrel analóg módon. Itt azonban nincs nyilvánvaló előny. Mivel egyes vegyületeket hatékonyan osztanak folyadékkromatográfiával. Például ez a pirén-dibenzo (a,h)antracén

Kimutatás a talajban

A PAH-k a kibocsátás miatt kerülnek bele. Jelenlétüket a szennyezést okozó növény vagy más forrás biztosítja. A következő módszereket alkalmazzuk a policiklusos aromás szénhidrogének kimutatására és elemzésére:

1. Kromatográfiás elválasztás. Elválasztja a PAH-Kat más vegyületektől.
2. Fluorimetria. Részletesen elemzi ezeket az anyagokat a talajban.

Általános szabály, hogy a vállalkozásokhoz közeli helyszínekről mintákat vesznek tanulmányozásra. Ezek tőzeges és podzolikus talajok.

Vízkutatás

A PAH-k kimutatása a tartályokban és szennyvíz elég nehéz. Nagy hatékonyságú folyadékkromatográfot használnak. Neki van:

1. Gradiens elúciós mechanizmus.
2. UV érzékelő egy dióda mátrixon.
3. Fluoreszkáló indikátor.

A policiklusos aromás szénhidrogének vízben hígított oldatait metilén-klorid alkalmazásával extraháljuk. Ezeket egy oszlopon szilikagél segítségével tisztítják. A felesleges szennyeződéseket eltávolítják. Az eredmény egy kivonat. Szárítják és vízben és acetonitril összetételben oldják. A további elemzést diódamátrixos indikátorral végezzük.

Az élelmiszer-helyzet

A benzapirén behatolhat a hőkezelés alatt álló élelmiszerekbe. Az élelmiszerekben található policiklusos aromás szénhidrogének ezen képviselője különböző arányban lehet. Ezeket a következő táblázat mutatja.

Ma a rákkeltő anyag számos közös termékben megtalálható: kenyér, tej, vaj, burgonya stb. . Ha a termékeket megfelelően dolgozzák fel, csökkentheti a káros anyagok koncentrációját. A zöldségeket és gyümölcsöket alaposan meg kell mosni. Ez kiküszöböli a PAH-k körülbelül 20% - át.

Ezek megjelenhetnek az eluensek (oldószerben képződött elemek) polimer csomagolással való reakciója miatt. Például a tejzsír körülbelül 95% benzapirént képez paraffin-papír tartályokból vagy csészékből.

Egy személyre gyakorolt hatás

A benzapirén felnőtt általi étellel történő előállításának éves aránya 0,006 mg. A problémás ökológiájú területeken a paraméter háromszor magasabb.

Az anyag arányának megengedett normái a következők.

A policiklusos aromás szénhidrogének emberre gyakorolt hatása a következő: a szervezetben lévő enzimekkel reagálva epoxi vegyületet képeznek. Érintkezik a guaninnal. Ennek eredményeként a DNS nem szintetizálódik, mutációk fordulnak elő. Ezek optimális feltételek a rákos daganatok kialakulásához. A levegőben nagy koncentrációban a PAH-k behatolnak a tüdőbe, ami rákot okoz.