Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (abreviados como HAP) son contaminantes orgánicos persistentes. Tienen características cancerígenas pronunciadas. En total, más de 200 representantes figuran en este grupo. El más peligroso de ellos es el benzapireno. A menudo se encuentra en el estudio de objetos ambientales.
Sobre el benzapireno
El descubrimiento de este componente ocurrió en 1933. Dos años después, a través de una cuidadosa investigación, se comprobó su carcinogenicidad.
Hoy el benzapireno está clasificado en la primera clase de peligro. Tiene características mutagénicas. E incluso su modesta concentración afecta negativamente al cuerpo humano. Con sus proporciones significativas en el aire (por encima de lo normal) y la exposición prolongada, se produce cáncer de pulmón.
Por esta razón, su detección es especialmente relevante. En función de las propiedades de la sustancia, se crearon métodos para su cálculo. Difieren solo en las etapas de muestreo y formación de la muestra.
Análisis de categoría de PAC
Incluye elementos cuya estructura química contiene al menos tres anillos de benceno. Los hidrocarburos aromáticos policíclicos más simples son el antraceno y el fenantreno. No mutan y no difieren en las cualidades tóxicas. El pireno y el benzperileno son similares en estructura a ellos.
¿Qué hidrocarburos aromáticos policíclicos son HAP cancerígenos? Cholatrene, dibenzpireno y perileno están calificados como especialmente tóxicos (además del benzapireno). Representan la mayor amenaza para la salud humana.
Condiciones para generar
La formación de HAP se produce durante la combustión de los siguientes productos:
- categoría de aceite;
- carbón
- madera
- desperdicios de basura;
- productos de tabaco;
- comida
Cuanto más baja es la temperatura en el incinerador, mayor es la cantidad de estas sustancias. En proporciones relativamente modestas, el benzapireno se encuentra en el asfalto.
Junto con otros productos de combustión, los hidrocarburos aromáticos policíclicos penetran en el aire. A los datos de temperatura ambiente, todos estos componentes tienen una forma cristalina sólida. Se funden a 200 ° C
Cuando los gases calientes, incluidos los HAP, se enfrían, estos elementos se acumulan en la sección de emisión. Por ejemplo, a una distancia de 2 a 5 km de una central térmica de carbón, la capa superficial del suelo está saturada de dichos contaminantes. Pero un mayor porcentaje de ellos se precipita por el aire a distancias considerables.
El mejor adsorbente para los PAH de hidrocarburos aromáticos policíclicos es el negro de humo. Aproximadamente 10 14 moléculas de estas sustancias pueden concentrarse en un centímetro cuadrado de su superficie.
Fuentes y contribuciones
Aquí las estadísticas tienen en cuenta principalmente las emisiones de benzapireno. Se da el indicador t / año. Por ejemplo, los Estados Unidos obtuvieron dichos datos.
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Fuente |
Parámetro (t / año) |
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Quema de carbón |
600 |
|
Hacer Coca Cola |
200 |
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Incendios forestales |
150 |
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Madera ardiendo |
70 |
|
Humo de cigarrillo |
0, 05 |
El último valor es el más pequeño y a primera vista puede parecer insignificante. Sin embargo, con proporciones locales, se obtienen indicadores bastante significativos. Se enumeran en la tabla a continuación.
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Aire |
Indicador (ng / m 3) |
|
En el pueblo |
0.1-1.0 |
|
En la ciudad |
0.2-20 |
|
En una habitación llena de humo de tabaco |
100 |
En el agua potable, el carcinógeno se concentra en un volumen de 0.3-2.0 ng / L.
Los hidrocarburos aromáticos policíclicos, cuando están en la atmósfera, son particularmente estables. Se convierten gradualmente en otros productos, interactuando con el ozono y el dióxido de nitrógeno. En el primer caso, aparecen quinonas polinucleares. En el segundo - nitrobenzapirenos.
Detección de HAP en el aire
Para esto se utilizan los siguientes métodos:
- Cromatografía de gases (GC).
- Cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC)
Primero, los 16 componentes principales del grupo HAP están separados. Para esto, se utilizan columnas especiales. El método 1 usa dispositivos capilares. En el segundo caso, altamente efectivo.
Para desarrollar la efectividad del resultado, se realiza un examen preliminar entre otros compuestos disponibles en las muestras. Para esto, se utiliza LC con presión reducida en uno de dos sistemas:
- El líquido es un sólido.
- El fluido es un fluido.
Aquí se usa cualquier adsorción adecuada, por ejemplo gel de sílice. Los detectores de sensibilidad también se utilizan para aumentar la objetividad de los resultados.
El primer método se complementa con:
- Dispositivo de ionización de llama. Función: mediciones cuantitativas después de determinar el compuesto por otros métodos no relacionados.
- Espectrómetro de masas. Proporciona datos cuantitativos, pero a menudo son limitados debido a la coincidencia de las masas de sustancias con diferentes estructuras.
La segunda técnica se complementa con tales detectores:
- Fluorimétrico Determina las cantidades traza de HAP, pero no proporciona datos sobre su estructura.
- Espectrofotométrica Identifica objetivamente los compuestos y su estructura.
Al seleccionar equipos analíticos destinados a la detección, determinación y cuantificación del estudio de tales elementos, se deben tener en cuenta ciertos criterios:
- El grado de contenido calculado en las muestras analizadas.
- El número de impurezas y sustancias relacionadas.
- Metodología para la implementación de operaciones de medición.
- El potencial de la tecnología en serie.
Desde el punto de vista de la tecnología de separación, es más ventajoso utilizar GC capilar. El número de compuestos, que en teoría se divide en una unidad temporal en esta técnica, es 5-10 veces mayor en comparación con el método HPLC. Sin embargo, no hay una ventaja clara aquí. Dado que algunos compuestos se dividen efectivamente de manera precisa por cromatografía líquida. Por ejemplo, esto es antireceno de dibenzo (a, h) de pireno
Detección de suelos
En él, los HAP se deben a las emisiones. Su presencia es proporcionada por la planta u otra fuente que causó la contaminación. Los siguientes métodos se utilizan para detectar y analizar hidrocarburos aromáticos policíclicos aquí:
- Separación cromatográfica. Separa los HAP de otros compuestos.
- Fluorimetría Los detalles analizan estas sustancias en el suelo.
Como regla general, se toman muestras de sitios cercanos a cualquier empresa. Estos son suelos turbosos y podzólicos.
Investigación del agua
La detección de HAP en cuerpos de agua y aguas residuales es bastante difícil. Se utiliza un cromatógrafo de líquidos de alto rendimiento. El tiene:
- Mecanismo de elución en gradiente.
- Sensor UV en una matriz de diodos.
- Indicador fluorescente.
Las soluciones diluidas de hidrocarburos aromáticos policíclicos en agua se recuperan usando cloruro de metileno. Se purifican en una columna usando gel de sílice. Se eliminan las impurezas en exceso. El resultado es un extracto. Se seca y se disuelve en una composición de agua y acetonitrilo. El análisis adicional se lleva a cabo utilizando un indicador con una matriz de diodos.
Situación alimentaria
El benzapireno puede ingresar a los alimentos que se cocinan. Este representante de los hidrocarburos aromáticos policíclicos en los alimentos puede estar contenido en diferentes proporciones. Se muestran en la siguiente tabla.
|
Producto |
Proporción (mcg / kg) |
|
Corteza de pan quemado |
0.5 0.5 |
|
Bizcocho de corteza oscura |
0, 75 |
|
Carne ahumada casera |
más de 50 |
|
Salchicha hervida |
0.26 - 0.5 |
|
Ternera asada |
0.18 - 0.63 |
|
Frutas y verduras |
0.2-150 |
|
Pescado ahumado |
11, 2 |
|
Aceite vegetal |
0.9 - 30 |
|
Papa |
1 - 16 |
|
Manzanas de secciones cerca de carreteras |
10 |
|
Manzanas de zona no industrial |
0.2-0.5 |
Hoy en día, se encuentra un carcinógeno en muchos productos comunes: pan, leche, mantequilla, papas, etc. Si los productos se procesan correctamente, se puede reducir la concentración de sustancias nocivas. Las verduras y frutas deben lavarse a fondo. Esto elimina aproximadamente el 20% de los HAP.
Pueden aparecer debido a la reacción de eluyentes (elementos formados en el solvente) con el empaque de polímero. Por ejemplo, la grasa de la leche forma aproximadamente el 95% de benzapireno a partir de recipientes o vasos de papel de parafina.
