68
1 POPs Perzistentni Organski Polutanti (Persistent Organic Pollutants)

Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

  • Upload
    others

  • View
    11

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

1

POPs Perzistentni Organski Polutanti

(Persistent Organic Pollutants)

Page 2: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

2

• POPs su organske supstance koje su rezistentne (postojane) u okolisu na:

- hemijske,

- bioloske i

- fotoliticke procese degradacije

Page 3: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

3

• One se klasificiraju kao:- rezistentne (postojane) u okolisu,

- mogucnost za njihov siroki trasport (pojavljuju se u prirodi tamo gdje nikad nisu koristeni niti proizvedeni) ,

- bioakumulacija u organizmima ljudi i zivotinja i

- koncentriranje u lancima ishrane, te tako imaju znacajan uticaj na ljudko zdravlje i okolis.

• Internaciona zajednica poziva na urgentano reduciranje i eliminiranje otpustanja (upotrebe) ovih stetnih hemikalija.

Page 4: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

4

• Mnogi POPs-ovi se trenutno (ili su bili koristeni) koriste kao pesticidi.

• Drugi se koriste u industriskim procesima, npr. u prizvodnji rastvaraca, polivinilhlorida, farmaceutskih preparata

• Postoji nekoliko prirodnih POPs-ova a vecina ih je kreirana od strane covjeka u ind.procesima.

Page 5: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

5

• U maju 1995.god. United Nations Environment Programme Governing Council (GC) odlucila je da pocne ispitivanje POPs supstanci, inicijalno pocinjuci sa kratkom listom slijedecih 12 POPs nazvane kao 'dirty dozen“

• aldrin, chlordane, DDT, dieldrin, endrin, heptachlor, hexachlorobenzene, mirex, polychlorinated biphenyls, polychlorinated dibenzo-p-dioxins, polychlorinated dibenzofurans, and toxaphene

Page 6: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

6

• Od tada, ova lista je generalno usvojena I ukljucuje I kancerogene policiklicke aromatskehidrokarbone (polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), kao i neka bromirana i organometalna jedinjenja kao sto je tributyltin (TBT), (C4H9)3Sn.

Grupe jedinjenja koje cine POPs takodje se klasificiraju kao:

• PBTs (Persistent, Bioaccumulative and Toxic) ili

• TOMPs (Toxic Organic Micro Pollutants.)

Page 7: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

7

Hemijske osobine

• Neke od hemijskih karakteristika POPs ukljucuju slabu rastvorljivost u vodi, dobru rastvorljivost u mastim, djelimicno su isparljivi i imaju visoke molekulske mase.

• POPs sa molekulskim masama manjim od 236 g/mol su manje toksicni, manje postojani u okolisu i imaju reverzibilnije efekte nego one sa visim molekulskim masama.

Page 8: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

8

• POPs su cesto halogenirani, obicno sa hlorom.

• Sto vise atoma hlora sadrzava neki POPs, to je on rezistentniji tokom vremena.

• Jedna bitna karakteristika hemijskih osobina ovih jedinjenja je da su topivi u mastima, i to im omogucava da mogu proci kroz bioloske fosfolipidne membrane i bioakumilirati se u masnom tkivu zivih organizama.

Page 9: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

9

Transport

• POPs koji se nadju u okolisu se transportuju na velike udaljenosti od samog izvora zagadjenja. Mnogi od njih su blago isparljivi i nerastvorljivi. Ove komponente se zato ne mogu direktno transportovati u okolisu.

• Indirektni transport ukljucuje vezanje sa drugim cesticama i ulazak u lanac ishrane.

• Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im da se transportuju na daleko kroz atmosferu prije nego se pocnu taloziti.

• Tako se ovi POPs-ovi mogu naci u cijelom svijetu , ukljucujuci i regije u kojima se ti POPs-ovi nikad nisu koristili kao sto su sredisnji dio okeana i Antarktik.

Page 10: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

10

• Njihova osobina da su djelimicno isparljivi znaci da oni volatiziraju u toplim regijama i akumuliraju se u hladnim, gdje se kondenziraju i ostaju.

• Mogucnost transportovanja POPs ova vjetrom u regije gdje se nisu ni koristili, objasnjava zasto pojedine zemlje zele zabraniti upotrebu specificnih POPs-ova ili smanjiti njihovu koncentraciju.

Page 11: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

11

Page 12: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

12

Uticaj na Zdravlje

Izlaganje POPs-ovima moze izazvati:• Poremecaj endokrinog, reproduktivnog i imunog sistema, cak i kancer ukljucujuci kancer dojke.

• Izlaganje POPs-ovima se desava unosenjem ishrane, izlaganjima u okolisu ili pri nekim nesrecama gdje se pojavljuju te supstance.

• Studije koje su objavljene 2006.godine potvrdjuju vezu izmedju nivoa POPs-ova u serumu krvi i dijabetesa. Osobe koje su imale povecani nivo POPs-ova ( DDT, dioksini, PCBs, i hlordana) u tijelu, 38 puta su bile rezistentnije na insulin nego osobe sa manjom koncentracijom ovim POPs-ova u tijelu.

Page 13: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

13

• Takodjer je pronadjeno da njihova akumulaciaj u organizmu ima veze sa konzumiranjem zivotinjske masti.

• Prema US Department of Veterans Affairs, tip 2 dijabetes je na listi mogucih bolesti koja je izazvana izlaganjima Agent Orange (2,3,7,8-tetrachlorodibenzodioxin) u Vijetnamskom ratu.

Page 14: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

14

Aldrin(pesticid)

• CAS chemical name: 1,2,3,4,10,10-Hexachloro-1,4,4a,5,8,8a-hexahydro-1,4:5,8-dimethanonaphthalene

• Synonyms and Trade Names (neka od):Aldrec, Aldrex, Aldrex 30, Aldrite, Aldrosol, Altox, Compound 118, Drinox, Octalene, Seedrin.

Page 15: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

15

• CAS No.: 309-00-2; molecular formula: C12H8Cl6; formula weight: 364.92

• Bijeli kristali,bez mirisa-cist

• Tamniji do tamno smedje boje, sa blagim mirisom-

tehnicki

Page 16: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

16

• Pesticid koj se koristi u kontroli insekata u tlu

• Insekti -Termiti, skakavci itd. (kukuruz, riza...)

• Zastita usjeva npr. Kukuruz, krompir,

• Zastita drvnih konstrukcija od termita

Page 17: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

17

• Lako i brzo se metaboloizira u dieldrin uz pomoc biljaka i zivotinja

• Kao rezultat, ostaci aldrina se rjetko nalaze u hrani i zivotinjama, i ako se nalaze onda je to u malim kolicinama.

• Cvrsto se veze za cestice tla i jako je otporan na ispiranje

Page 18: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

18

• Volatilizacija je jedan vazan mehanizam gubitka aldrina iz tla.

• Zahvaljujuci svojoj perzistentnosti, prirodi i hidrofobicnosti, aldrin se biokoncentrira, uglavnom kao njegovi konverzioni produkti.

Page 19: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

19

• Aldrin je zabranjen u mnogim zemljama, ukljucujuci Bugarsku, Finsku, madjarsku, Izrael, Svicarsku, Tursku itd.

• Strogo je zabranjen i u Argentini, Auatriji, Kanadi, Cileu, EU, Filipinama, SAD-u itd.

Page 20: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

20

Toksicnost Aldrina

• Toksican za ljude i zivotinje

• Letalna doza za odrasle muskarce oko 5 g

( ekvivalnetno 83 mg/kg tjelesne mase)

Znaci trovanja :

-glavobolja

-vrtoglavica

-mucnina

-malaksalost

-povracanje

-grcenje misica

-konvulzije itd.

Page 21: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

21

• Konstantno izlaganje aldrinu ( na radnom mjestu) u konjugaciji sa dieldrinom i endrinom, prati znacajnu akumulaciju u jetri i konacno dovori do kancera.

• Primjer: Prosjecna dnevna doza unosa aldrina i dieldrina je oko 19µg/osobi u Indiji i oko 0.55 µg/osobi u Vietnamu.

• Ishrana kao sto je mlijeko, puter, mesosu primarni izvori zaraze.

Page 22: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

22

Odredjivanje Aldrina

• GC/MS.

• Ekstrakcija:baznih/neutralnih i kiselih polutanata, tecno-tecna extrakcija

• Polutanti iz ekstrakta odredjivani pomocu GC/MS

• Metod pogodan za gradske i industrijske izvore zagadjenja(vode)

Page 23: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

23

Interference

1. Kontaminacija uzorka, rastvaraca i gasa

nosaca sa ciljanim analitom (narocito

jedinjenjima koja su prisutna svakodnevno

u laboratorijama za ispitivanje okolisa, kao

sto je metilen hlorid.

2. Kontaminacija uzoraka sa sumporom

(primarno sadrzana u bazno-neutralnim

frakcijama).

3. Curenje na septumu -(problemi na injektoru)

Page 24: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

24

Rukovanje Uzorkom

• Sakupljanje uzorka u tamne staklene boce od 1L.• Cuvati u frizideru na 4°C, na tamnom do analize.• Uzorak se tretira sa 80 mg natrijum tiosulfata/L uzorka

ako ima zaostalog hlora.• Ekstrahovati uzorak u roku od 7 dana od sakupljanja

uzorka• Analizirati u roku od 40 dana od vremena exstrakcije• Cijena analize: $201 to $400

• Detekcioni limit:1.9 ug/L

Page 25: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

25

GC-ECD

Kratak pregled metode:

• Ekstrakcija sa metilen hloridom

• Koncentriranje uzorka

• Ako je neophodno ciscenje uzorka:

magnezijum-silikagel colona za ciscenje (jedna od procedura)

Page 26: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

26

Ciscenje uzorka

• Usuti 20 g mg silikagela u kolonu i dodati 1-2 cm anhidrovanog granuliranog Na2SO4 na vrh. Vrsi se pred ispiranje kolone sa 60 mL heksana. Prije nego se sulfatni sloj izlozi zraku (da kolona ne ostane suha), doda se extract uzorka dopunjen do 10 mL sa heksanom i prenese se uzorak u kolonu. Vrsi se eluiranje po redu:

• eluati se skupljaju pojedinacno: 200 mL 6% etil eter u heksanu; 200 mL 15% etileter u heksanu i 200 mL 50% etileter u heksanu.

• Koncenzrirati uzorak. Dobiveni volumen dopuniti do 10 mL i analizirati.

Page 27: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

27

Interference

1. Kontaminacija uzorka, rastvaraca i gasa nosacasa ciljanim analitom (narocito jedinjenjima koja su prisutna svakodnevno u laboratorijama za ispitivanje okolisa, kao sto je metilen hlorid.

2. Kontaminacija uzoraka sa sumporom (primarno sadrzana u bazno-neutralnim frakcijama).

3. Curenje na septumu -(problemi na injektoru)-komponente iz injektora se analiziraju zajedno sa uzorkom.

4. Curenje kolone (unistava se obloga –jednjenja kojima je kolona napunjena (smanjuje se efikasnost kolone).

Page 28: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

28

5. „Ghost peaks“ (jedinjenja

koja se jako adsorbiraju za kolonu i produzavaju vrijeme (javljaju se kasnije)

• Contamination

– Injector

– Column

• Septum Bleed

• Dirty Syringe

• Sample Too Large

BOO!

Page 29: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

29

6. Koeluacja specija (Coelution of species)

7. Koextrakcija kontaminanata (Coextracted contaminants)

8. Ftalatni esteri interferiraju sa detekcijom pesticida sa ECD detektorom (electron capture detector)

Page 30: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

30

Rukovanje uzorkom

• Sakuplja se dupli uzorak ( u paru) u bocama od 1 L sa TFE (Tetrafluoroethylene )zatvaracima

• Uzorke i ekstrakte cuvati u frizideru na 4°C prije analize.

• Ako uzorci ne trebaju biti ekstrahirani 72 sata prije, treba se podesiti ph 5-9 sa NaOH ili H2SO4.

• Ako je zaostalo hlora treba dodati Na-tiosulfat.

• Exstrahirati uzorak u roku´od 7 dana

• Analizirati uzorak u roku od 40 dana

• Cijena analize:

$201 to $400

Page 31: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

31

• Natrijum tiosulfat (pH 11)

Na2S2O3 + 4CI2 + 5H2O 2NaHS04 +

8HCI

• Natrijum tiosulfat (pH 6.5)

Na2S2O3 + CI2 + H2O Na2S04 + S +

2HCI

Page 32: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

32

Dieldrin

• eng.dieldrin

• Hlorirani hidrokarbon

• Proizveden 1948.god

• Insekticid

• Ima prstenastu strukturu bziranu na naftalenu

• Usko je vezan sa strukturom aldina

• Aldrin nije toksican za insekte ali se oksidira u insektima u dieldrin koji je toksican

Page 33: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

33

Page 34: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

34

• Ekstremno je postojan polutant• Ne moze se lako razgraditi• Unosi se u organizam u lancu ishrane• Duze izlaganje je potvrdilo njegovu toksicnost

kod ljudi i zivotinja• Iz tih razloga je zabranjen u vecini zemalja• Povezuju ga sa Parkinsonovom bolescu,

kancerom dojke, unistenjem imunog, reproduktivnog i nervnog sistema, kao i ostecenja fetusa kod trudnica koje su izlozene izlaganju dieldrina

Page 35: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

35

Metode odredjivnja

• GC-MS

• GC ECD

Page 36: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

36

GC ECD

Page 37: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

37

GC uslovi

Page 38: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

38

Page 39: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

39

Page 40: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

40

Page 41: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

41

Page 42: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

42

Dioksini

• Eng. Dioxins (PCDDs):

• Chlorinated Chlorinated dibenzo-p-dioxins

• Grupa od 75 supstanci

• Bezbojni su, bez mirisa, cvrste supstance

• Primjer je TCDD (jedan od najtoksicnijih dioksina):

2,3,7,8-tetrachlorodibenzodioxin ili 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-para-dioxin

Page 43: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

43

Izvori

• Proces izbjeljivanja

• Otpadne i vode za pice

• Hemijske tvornice

• Talozenje u tlu

• Koncentriranje u lancu ishrane

• Transportuje se na velike daljine

Page 44: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

44

Izlaganje ljudi

• 95% ishranom (meso, riba,dojenje)

• Kontakt putem koze sa zagadjenim zrakom, vodom, manje uticaja ima manji uticaj

• Efekat na imuni sistem,kozu, reproduktivni sistem, mogucnost kancera itd.

Page 45: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

45

Polychlorinated biphenyls

(PCBs)

• Klasa organskih jedinjenja koji sadrze (1-10 Clatoma na bifenilu)

• Hemijska formula je PCBs is C12H10-xClx, gdje je x = 1-10

• Siroko se primjenjuju kao dielekricki fluidi, stabilizatori aditiva u premazima boja,vodonepropusnih materijala itd.

• Ima 209 (teoretski mogucih)specificnih slicnih hemikalija ili njihovih kombinacija koje ulaze u sastav PCBs, ali samo 130 ih je nadjenou komercijalnih PCBs smjesama

Page 46: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

46

Page 47: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

47

Page 48: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

48

• Jako su postojani

• Slabo topivi u vodi

• Topivi u mastima

• Hemijski veoma postojani- prema oksidaciji,redukciji, eliminaciji, adicijii elektrofilnoj supstituciji

• Jako ih je tesko razgraditi i unistiti

• Uglavnom odlaze u hidrosferu

• U atmosferi mogu se razgraditi hidroksi radikalom ili direktno fotolizom

Page 49: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

49

U biosferi PCBs mogu se razgraditi pomocu:

• Bakterija- reduktivno dekloriranje ili oksidacija pomocu dioksigenaze, enzima ili

• Eukariota (oksidacija uz pomoc razlicitih enzima oksidaza).

• Brzina ovih reakcija zavisi od broja Cl atomau molekuli i pozicije Cl (-p, -m idu brze od vise supstituiranih)

Page 50: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

50

Efekat na zdravlje

Ljudi• Osip• Ostecenje jetre• Neregularne menstrualne

cikluse• Glavobolja• Kancer• Promjene na kozi itd.• Hronicni bronhitis• Spazammisica• Obezbojavanje koze i

noktiju itd.

Zivotinje• Anemija• Problemi sa Tiroidom• Stomacne tegobe• Imuni sistem itd.

Page 51: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

51

• PCBs su izuzetno postojani, perzistentni.

• Tesko se razgradjuju i postojani su godinama

• Tesko ih je unistiti

Page 52: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

52

Metode razgradje PCBs

Hemijska

• Nukleofilna aromatska supstitucija

(za unistavanje malih koncentracija PBCs u uljima, kao sto su transformatorska ulja)

Supstitucija Cl sa polietilenglikolima i prevodjenje u aril poliglikole koji se mogu izdvojiti iz ulja

Page 53: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

53

• Fotohemijskim putem (samo za PCBs koji su topivi u vodi)

• Atmosfreska razgradnja uz pomoc OH radikala itd.

Page 54: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

54

Fizikalne

• Ultrazvuk

• Radijacija

• Piroliza

Mikrobioloska

• mikrobi

Page 55: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

55

• Nalaze se u okolisu, hrani tz.da svako moze biti kontaminiran

• Poslovi vezani za PCBs

• Nakupljaju se u tijelu dugi period, godinama

Page 56: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

56

Metode odredjivanja

• GC/ECD

• 1 L uzorka sse ekstrahira sa metilen hloridom ili nekim drugim pogodnim otapalom.

• Exstrakt se susi, koncentrira.

• PCBs zatim reagira sa antimon pentahloridom,SbCl5 uz prisustvo Fe kao katalizatora i uz zagrijavanje formira se DCB (dekahlorobifenili)

• DCB se exstrahira sa heksanom iz reakcione smjese

• PCBs u ekstarktu se detektuju mjerenjem DCB produkata korstenjem GC sistema sa electron capture detektorom (ECD).

Page 57: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

57

• Ovom procedurom se ne mogu odredjivati izvorni PCBs jer se oni konvertiraju u jedinstven produkt DCB

Page 58: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

58

• DDT

• Hlordan

• Endrin

• Furans (PCDFs)

• Heptachlor

• Hexachlorobenzene

• Mirex

• Polychlorinated biphenyls (PCBs)

• Toxaphene

Page 59: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

59

PAHsPoliciklicki aromatski hidrokarboniPolycyclic aromatic hydrocarbons

• Hemijska jedinjenja koja sadrze kondenzirane aromatske prstenove

• Ne sadrze heterotome

• Benzen nije PAHs po IUPAC najjednostavniji su fenantren i antracen

Page 60: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

60

• 2 ringsAzulene · Naphthalene · 1-Methylnaphthalene• 3 ringsAcenaphthene · Acenaphthylene · Anthracene ·

Fluorene · Phenalene · Phenanthrene• 4 ringsBenzo[a]anthracene · Benzo[c]phenanthrene ·

Chrysene · Fluoranthene · Pyrene · Tetracene ·Triphenylene

• 5+ ringsAnthanthrene · Benzopyrene ·Benzo[a]pyrene · Benzo[b]fluoranthene ·Benzo[ghi]perylene · Benzo[j]fluoranthene ·Benzo[k]fluoranthene · Corannulene · Coronene ·Dicoronylene · Helicene · Heptacene · Hexacene ·Ovalene · Pentacene · Picene · Perylene ·Tetraphenylene

Page 61: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

61

PAHs

Page 62: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

62

• Sadrze ga ulja, katrani

• Nastaju bioprodukcijom izaranja fosilnih goriva ili biomase

• Kancerogeni

• Nalaze se i u hrani

Page 63: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

63

• "small" PAHs - do 6 kondenziranih aromatskih prstenova

• "large" PAHs –iznad 6 kondenziranih aromatskih prstenova

• Apsorbiraju u UV spektru-korisno za identifikaciju, posebno isomera

• Vecina PAHs su fluorescentni

Page 64: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

64

• Glavni unos u organizam je preko zitarica, ulja, masti

• Manje kolicine preko povrca i mesa

• Nadjeni na kometama i meteoritima

• Slabo topivi u vodi i slabo isparljivi

• Lipofilni su

zato se javljaju u tlu, sedimentu i uljnim supstancama a manje u zraku i vodi

Page 65: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

65

• Oni su jedni od najrasprostranjenijih organskih polutanata

• Takodjer nastaju izgaranjem goriva koja sadrze C (drvo, ugalj, dizel goriva), cigare,masnoca,

• Razlicite vrste izgaranja daju razlicite PAHs, kao i njihovu kolicinu i vrstu izomera

• Razlicite produkte daju izgaranja goriva za motore od gorenja sume ili uglja

Page 66: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

66

Toksicnost

• Zavisi od izomera, moru biti od netoksicnih do izuzetno toksicnih

• benzopyrene je jedan od stetnih PAHs

nalazi se dimu cigareta, kancerogen

• EPA je klasificirala sedam PAH jedinjenja kao vjerovatne uzrocnike kancera: benz[a]anthracene, benzo[a]pyrene, benzo[b]fluoranthene, benzo[k]fluoranthene, chrysene, dibenz[a,h]anthracene, and indeno[1,2,3-cd]pyrene

Page 67: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

67

• U.S. EPA - 16 PAH jedinjenja kao proiritetni polutanti

• To su: naphthalene, acenaphthylene, acenaphthene, fluorene, phenanthrene, anthracene, fluoranthene, pyrene, benz[a]anthracene, chrysene, benzo[b]fluoranthene, benzo[k]fluoranthene, benzo[a]pyrene, dibenz[a,h]anthracene, benzo[g,h,i]perylene, and indeno[1,2,3-cd]pyrene.

• Oni su uvijek cilj odredjivanja kod zagadjenja okolisa

Page 68: Perzistentni Organski Polutanti - pmf.unsa.ba za organsku hemiju i biohemiju... · cesticama i ulazak u lanac ishrane. • Hemijska osobina da su djelimicno isparljivi omogucuje im

68

Metode odredjivanja

• GC/FID

• HPLC sa UV i fluorescentnom detekcijom