Policiklični aromatični ugljovodonici: hemijska struktura, procesi formiranja i efekti na ljudski organizam

Policiklični aromatični ugljovodonici (skraćeno PAH) su postojani organski zagađivači. Imaju izražene kancerogene karakteristike. Ukupno u ovoj grupi ima preko 200 predstavnika. Benzapiren se smatra najopasnijim od njih. Često se nalazi prilikom učenja ekološki objekti.

O benzapirenu

Otkriće ove komponente dogodilo se 1933. godine. Dvije godine kasnije, zahvaljujući pažljivom istraživanju, dokazana je njegova kancerogenost.

Danas je benzapiren klasifikovan kao prvi klasa opasnosti. Ima mutagene karakteristike. Čak i njegova skromna koncentracija štetno utiče na ljudski organizam. Sa značajnim proporcijama u vazduhu (iznad normale) i produženim izlaganjem, javlja se rak pluća.

Iz tog razloga, njegovo otkrivanje je posebno važno. Na osnovu svojstava supstance stvorene su metode za njeno izračunavanje. Razlikuju se samo po fazama uzorkovanja i formiranja uzorka.

Analiza PAH kategorije

Uključuje elemente čiji hemijski dizajn sadrži najmanje tri benzenska prstena. Najjednostavniji policiklični aromatični ugljovodonici su antracen i fenantren. Ne mutiraju i ne razlikuju se po toksičnim kvalitetama. Piren i benzperilen slični su im po svojoj strukturi.

Koji su policiklični aromatični ugljovodonici PAH kancerogeni? Holatren, dibenzpiren i perilen su klasifikovani kao posebno toksični (pored benzapirena). Oni predstavljaju najveću prijetnju ljudsko zdravlje.

Uslovi za generisanje

Formiranje PAH-a se dešava tokom sagorevanja sledećih proizvoda:

• kategorija nafte;
• ugalj;
• drvo;
• otpad za smeće;
• duhanskih proizvoda;
• hrana.

Što su niže vrednosti temperature u aparatu za sagorevanje, to je veća količina ovih supstanci. Benzapiren je otkriven u asfaltu u relativno skromnim proporcijama.

Zajedno sa drugim proizvodima sagorevanja, policiklični aromatični ugljovodonici prodiru u vazduh. Na podacima o sobnoj temperaturi, sve ove komponente imaju čvrsti kristalni oblik. Oni se tope na 200 °C

Kada se vrući gasovi, uključujući PAH, ohlade, navedeni elementi se akumuliraju na mjestu emisije. Na primjer, na udaljenosti od 2-5 km od termoelektrane na ugalj, površinski sloj tla zasićen je takvim zagađivačima. Ali veći procenat njih zrakom žuri na znatne udaljenosti.

Najbolji adsorbent za policiklične aromatične ugljovodonike PAH je čađ. Otprilike 10 se može koncentrirati na jedan kvadratni centimetar njegove površine¹⁴ molekuli ovih supstanci.

Izvori i prilozi

Ovdje statistika uzima u obzir uglavnom emisije benzapirena. Dat je indikator t / godina. Na primjeru SAD-a dobijaju se sljedeći podaci.

Izvor	Parametar (t / godina)
Sagorevanje uglja	600
Proizvodnja kokaina	200
Šumski požari	150
Gorenje wood	70
Dim cigarete	0.05

Posljednja vrijednost je najmanja i na prvi pogled može izgledati beznačajno. Međutim, s lokalnim proporcijama dobivaju se prilično značajni pokazatelji. Oni su navedeni u donjoj tabeli.

Air	Indikator (ng / m3)
U selu	0.1-1.0
U gradu	0,2-20
U sobi zasićenoj duvanskim dimom	100

U vodi za piće, kancerogen je koncentrisan u zapremini od 0,3-2,0 ng / l.

Policiklični aromatični ugljovodonici, koji su u atmosferi, pokazuju posebnu stabilnost. Postepeno se pretvaraju u druge proizvode interakcijom sa ozonom i azot dioksidom. U prvom slučaju pojavljuju se polinuklearni kinoni. U drugom-nitrobenzapyrenes.

Otkrivanje PAH-a u vazduhu

Za to se koriste sljedeće tehnike:

1. Gasna hromatografija (GC).
2. Visoko efikasna Tečna hromatografija (LCVE)

Prvo, glavne 16 komponente PAH grupe su odvojene. U tu svrhu koriste se posebni stubovi. U akcijama metode 1 koriste se kapilarni uređaji. U drugom slučaju-visoko efikasan.

Da bi se razvila efikasnost rezultata, vrši se preliminarni skrining između ostalih jedinjenja dostupnih u uzorcima. U tu svrhu, LC niskog pritiska se koristi u jednom od dva sistema:

1. Tečnost-čvrsta.
2. Tečnost-tečnost.

Ovdje se koristi bilo koja odgovarajuća adsorpcija, na primjer, silika gel. Takođe, za povećanje objektivnosti rezultata koriste se detektori visoke osetljivosti.

Prvi metod je dopunjen:

1. Uređaj za jonizaciju plamena. Funkcija-kvantitativna mjerenja nakon određivanja veze drugim nepovezanim metodom.
2. Maseni spektrometar. Daje kvantitativne podatke, ali su često ograničeni zbog podudarnosti masa supstanci različite strukture

Drugu tehniku dopunjuju takvi detektori:

1. Fluorimetrijski. Određuje količine PAH-a u tragovima, ali ne daje podatke o njihovoj strukturi.
2. Spektrofotometrijski. Objektivno identificira spojeve i njihovu strukturu.

Prilikom odabira analitičke opreme namijenjene za skrining, određivanje i kvantificiranje takvih elemenata treba uzeti u obzir određene kriterije:

1. Stepen izračunatog sadržaja u analiziranim uzorcima.
2. Broj susednih nečistoća i supstanci.
3. Metodologija za sprovođenje mernih operacija.
4. Potencijal serijske tehnologije.

Sa pozicije tehnologije razdvajanja, isplativije je koristiti kapilarni GC. Broj jedinjenja, koji je u teoriji podeljen vremenskom jedinicom u ovoj tehnici, 5-10 puta je veći po analogiji sa lcve metodom. Međutim, ovdje nema očigledne prednosti. Pošto su neka jedinjenja efikasno podeljena tečnom hromatografijom. Na primjer, ovo je piren-dibenzo(a,h)antracen

Detekcija u zemljištu

PAH-ovi završavaju u njemu zbog emisija. Njihovo prisustvo obezbjeđuje biljka ili drugi izvor koji je izazvao zagađenje. Ovdje se koriste sljedeće metode za otkrivanje i analizu policikličnih aromatičnih ugljovodonika:

1. Hromatografsko razdvajanje. Odvaja PAH od drugih jedinjenja.
2. Fluorimetrija. Detaljno analizira ove supstance u tlu.

U pravilu se za proučavanje uzimaju uzorci sa lokacija bliskih bilo kojem preduzeću. Ovo su tresetna i podzolna tla.

Istraživanje vode

Otkrivanje PAH-a u rezervoarima i otpadnih voda je li prilično teško. Koristi se tečni hromatograf visoke efikasnosti. On ima:

1. Mehanizam elucije gradijenta.
2. UV senzor na diodnoj matrici.
3. Fluorescentni indikator.

Razblaženi rastvori policikličnih aromatičnih ugljovodonika u vodi se ekstrahuju pomoću metilen hlorida. Čiste se na stubu pomoću silika gela. Višak nečistoća se uklanja. Rezultat je ekstrakt. Suši se i rastvara u sastavu vode i acetonitrila. Dalja analiza se vrši pomoću indikatora sa diodnom matricom.

Situacija sa hranom

Benzapiren može prodrijeti u hranu koja je podvrgnuta termičkoj obradi. Ovaj predstavnik policikličnih aromatičnih ugljovodonika u prehrambenim proizvodima može se sadržati u različitim proporcijama. Oni su prikazani u sljedećoj tabeli.

Proizvod	Proporcija (mcg / kg)
Izgorela kora hljeba	0,5
Biskvit sa tamnom koricom	0.75
Domaće dimljeno meso	više od 50
Kuvana kobasica	0,26 – 0,5
Pržena teletina	0,18 – 0,63
Voće i povrće	0,2-150
Dimljena riba	11,2
Biljno ulje	0.9 - 30
Krompir	1 - 16
Jabuke sa parcela u blizini puteva	10
Jabuke iz neindustrijskih zona	0.2-0.5

Danas se kancerogen nalazi u mnogim uobičajenim proizvodima: hljeb, mlijeko, puter, krompir itd. . Ako su proizvodi pravilno obrađeni, možete smanjiti koncentraciju štetnih tvari. Povrće i voće treba dobro oprati. Ovo eliminiše oko 20% PAH-a.

Mogu se pojaviti zbog reakcije eluenata (elemenata formiranih u rastvaraču) sa polimernom ambalažom. Na primjer, mliječna mast stvara oko 95% benzapirena iz parafinsko-papirnih posuda ili čaša.

Uticaj na osobu

Godišnja stopa dobijanja benzapirena od strane odrasle osobe sa hranom je 0,006 mg. U područjima sa problematičnom ekologijom parametar je tri puta veći.

Dozvoljene norme udjela tvari su sljedeće.

Srijeda	Kalendar
Air	0,1 mikrograma / 100 m3
Rezervoara	0,005 mg / l
Zemlja	0,2 mg / kg

Efekat policikličnih aromatičnih ugljovodonika na ljude je sledeći: kada uđu u organizam, reaguju sa enzimima i formiraju epoksidno jedinjenje. U kontaktu je sa gvaninom. Kao rezultat, DNK se ne sintetiše, dešavaju se mutacije. Ovo su optimalni uslovi za razvoj kancerogenih tumora. Sa visokom koncentracijom u vazduhu, PAH prodire u pluća, izazivajući njihov rak.