Превышение почв по бензапирену

Градуировку проводят по градуировочным растворам (во всем диапазоне определяемых концентраций) не реже 1 раза в две недели, а также при использовании новой партии реактивов, замене колонок и после ремонта хроматографа.

4.2. Определение количественного содержания бенз(а)пирена в пробе продукта.

Для определения количественного содержания компонента пробы продукта (бенз(а)пирена) проводят хроматографический анализ одного из градуировочных растворов и далее хроматографический анализ подготовленной пробы. Для достоверности измерений хроматографический анализ как градуировочного раствора, так и подготовленной пробы проводят не менее 2 раз подряд.

Используя установленное программное обеспечение – «МультиХром для Windows XP» в отчете или над пиком (в зависимости от установок опций «ВИД») по окончании измерения автоматически определяется результат в виде концентрации в пробе, введенной в хроматограф (но не в исходном образце, взятом для исследования!).

Для получения результата необходимо провести как минимум два параллельных измерения (получить две хроматограммы). За результат измерений принимают среднее арифметическое значение содержания бенз(а)пирена в анализируемой пробе C хр , мкг/л (рассчитывается из двух значений массовой концентрации бенз(а)пирена в анализируемой пробе С 1 и С 2 ).
Массовую концентрацию бенз(а)пирена в анализируемой пробе (в исходном образце) Х , мкг/кг рассчитывают по формуле:

где:
С хр – среднее значение концентрации бенз(а)пирена, полученное в результате хроматографирования в двух параллельных измерениях [нг/мл];
V 1 – объем гексана для первичной экстракции бенз(а)пирена из образца (8 мл);
V 2 – объем экстракта, который подвергается очистке методом ТФЭ (6 мл);
V 3 – измеренный объем элюата после ТФЭ (около 6 мл);
K экстр.1 – коэффициент первичной жидкостной экстракции гексаном, равен 0,95;
K ТФЭэкстр.2 – коэффициент твердофазной экстракции бенз(а)пирена, равен 0,95;
m пр. – почвы или грунта, взятой на анализ [г].

Что такое бензапирен

Бензапирен, как и все ПАУ — главным образом результат технического прогресса, следствие деятельности человека. Основные источники техногенного загрязнения ПАУ — сжигание твердых и жидких органических веществ, в том числе нефти и нефтепродуктов, древесины, антропогенных отходов. Из природных источников бензапирена стоит отметить лесные пожары, извержение вулканов.

Однако образование бензапирена может происходить и без процессов горения — при пиролизе, тлении, полимеризации.

Бензапирен выделяется при курении: содержание бензапирена в дыме одной сигареты в среднем составляет 0,025 мкг, что во много раз превышает ПДК (в среднем в 10 000 -15 000 раз). Было подсчитано, что выкуривание одной сигареты по содержанию бензапирена равнозначно шестнадцати часам вдыхания выхлопных газов.

Формула бензапирена

Существует два изомера бензапирена. Первый — 1,2-Бензапирен (3,4-бензпирен) — высокотоксичный канцероген, содержащийся во всех продуктах горения — нефти, смоле, угле, дыме различного происхождения, в том числе табачном. В чистом виде это игловидные кристаллы или пластинки светло-желтого цвета, с температурой плавления около 177 °С.

4,5-Бензопирен — кристаллы в виде игл и пластинок светло-желтого цвета, с температурой плавления 179°С. Содержится в каменноугольной смоле, обнаруживается в почвах (особенно вблизи предприятий и автомобильных дорог). Мутагенным, канцерогенным свойствами не обладает.

Химическая формула бензапиренов — C20H12.

Бензапирен в почве и воздухе

Бензапирен практически не встречается в свободном состоянии, а всегда осаждается на частицах, содержащихся в воздухе. Вместе с передвигающимися массами воздуха бензапирен разносится по большой площади, а выпадая вместе с твердыми частицами из воздуха (например, при осадках) попадает в почвенные слои, водоемы, на поверхности строений.

В миграции и накоплении бензапирена играет роль и такой его источник, как автомобильный транспорт. С одной стороны, передвигаясь на большие расстояния, автомобили способствуют равномерному разносу бензапирена. С другой стороны, осевший бензапирен в больших количествах скапливается вдоль автомобильных дорог и на объектах рядом с ними (так называемые «вторичные источники»).

Бензапирен легко «включается» в круговорот веществ в природе: с атмосферными осадками, всегда содержащими твердые частички, он заносится даже на территории, удаленные от основного источника ПАУ, попадает в водоемы, откуда, при процессах испарения, вновь поднимается в воздух. Именно такая способность бензапирена мигрировать приводит к тому, что его содержание может быть высоким в местах, где нет мощного источника этого вещества.

Попадая в окружающую среду и накапливаясь в ней, бензапирен проникает в растения, которые в дальнейшем служат кормом для скота или используются в питании человека. Концентрация бензапирена в растениях выше, чем его содержание в почве, а в продуктах питания (или кормах) выше, чем в исходном сырье для их изготовления. Этот эффект наращивания концентрации химических веществ, в том числе бензапирена, получил название биоаккумуляции.

Таким образом, бензапирен представляет опасность не только как фоновое загрязнение окружающей среды, но и как вещество, проникающее в организм по пищевой цепочке.

ПДК бензапирена

Основной метод определения и контроля бензапирена — метод жидкостной хроматографии.

Согласно Гигиеническим нормативам 2.1.6.695-98 и 2.1.6.1338-03 предельно допустимое среднесуточное количество бензапирена в воздухе (ПДКсс) — 0,1 мкг/100 м3 или 10–9 г/м3, а ПДК его в почве по Гигиеническим нормативам 2.1.7.2041-06 — 0.02 мг/кг в сумме с учетом фонового уровня. В воздухе на рабочих местах среднесменная ПДК не более 0,00015 мг / куб.м. (из п.1. и п.2. ГН 2.2.5. 1313-03).

ПДК бензапирена в воде не более 0,000001 мг/л, в питьевой воде при централизованной системе водоснабжения — не более 0,000005 мг/л. В бутилированной питьевой воде — от не более 0,001 мкг/л (вода высшего качества) до не более 0,005 мкг/л в бутилированной воде первой категории качества.

В продуктах питания, в которых допустимо наличие бензапирена из-за технологических особенностей, допустимый уровень бензапирена не более 0,001 мг/кг. К ним относятся: колбасные изделия и изделия с использованием субпродуктов, в том числе копченые; сало копченое; колбасные изделия и копчености из мяса и субпродуктов птицы; копченый консервы и пресервы из рыбы, рыба копченая; зерно продовольственное.

При использовании коптильных ароматизаторов содержание бензапирена не более 2 мкг/кг(л), а после их использования содержание бензапирена в готовых продуктах не должно быть выше 0,03 мкг/кг(л).

В других продуктах питания наличие бензапирена не допускается.

Однако по результатам мониторинга, нормы содержания бензапирена превышены во много раз. В среднем, уровень загрязнения воздуха в городах выше ПДК в 5—12 раз, в почвах — в 3–7 раз, в продуктах питания — от 1,5 до 11 раз.

Влияние бензапирена на организм человека

Бензапирен отнесен к веществам первого класса опасности. Первый класс опасности — это вещества с чрезвычайно высоким опасным воздействием на окружающую среду, при этом изменения, вызываемые ими, необратимы и восстановлению не подлежат.

Бензапирен — один из самых мощных и при этом широко распространенный канцероген. Будучи химически и термически устойчивым, обладая свойствами биоаккумуляции, он, попав и накапливаясь в организме, действует постоянно и мощно. Помимо канцерогенного, бензапирен оказывает мутагенное, эмбриотоксическое, гематотоксическое действие.

Пути проникновения бензапирена в организм разнообразны: с пищей и водой, через кожу и путем вдыхания. Степень опасности находится вне зависимости от того, каким путем произошло попадание бензапирена в организм. В экспериментах, а также по данным мониторинга экологически неблагоприятных районов, бензапирен внедряется в комплекс ДНК, вызывая необратимые мутации, которые переходят в последующие поколения. Особую тревожность вызывает факт биоаккумуляции бензапирена: вероятность развития мутаций у ближайших поколений потомства возрастает из-за биоаккумуляции во много раз.

ХОТИТЕ БРОСИТЬ КУРИТЬ?

Тогда вам к нам на марафон по отказу от сигарет.
С его помощью бросить будет гораздо проще.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ БЕНЗ(α)ПИРЕНА В ПОЧВАХ И ГРУНТАХ МЕТОДОМ ВЭЖХ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОНЦЕНТРИРУЮЩИХ ПАТРОНОВ «ДИАПАК-С»

и ПИ Экологии города»; г. Москва, *****@***ru

Бенз(а)пирен (3,4-бензпирен) относится к классу полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и является приоритетным токсикантом окружающей среды во всех развитых странах. Это обусловлено устойчивостью ПАУ в окружающей среде и их высокими мутагенными и канцерогенными свойствами.

Данное вещество является продуктом неполного сгорания органических соединений, присутствует в продуктах переработки угля, нефти. Основными источниками эмиссии техногенных ПАУ в окружающую природную среду являются предприятия энергетического комплекса, автомобильный транспорт, химическая и нефтеперерабатывающая промышленность.. Бенз(а)пирен вместе с другими ПАУ оседает в частицах сажи и смолы на поверхности почвы. Мониторинг его содержания осуществляется в почве, воде, воздухе, пищевых продуктах и продовольственном сырье. Предельно допустимая концентрация бенз(а)пирена в почве составляет 0,02 мг/кг.

Наиболее распространенным инструментальным методом определения бенз(а)пирена в почве является метод высокоэффективной жидкостной хроматографии с флуориметрическим или ультрафиолетовым детектированием. Менее распространены газохроматографический и криоскопический методы анализа.

Самым длительным этапом анализа содержания бенз(а)пирена в почве является пробоподготовка, которая включает следующие стадии:

· экстракция бенз(а)пирена из образца органическим растворителем;

· очистка экстракта от примесей, мешающих определению целевого компонента;

Для целей экологического мониторинга на сегодняшний день широко применяются следующие аттестованные методики: «Методика выполнения измерений массовой доли бенз(а)пирена в продовольственном сырье, пищевых продуктах и почве методом ВЭЖХ» — БСТ-МВИ-03-03 ПАУ, «МУК по отбору проб из объектов внешней среды и подготовка их для последующего определения канцерогенных ПАУ» № 000-76 и «Методика выполнения измерений массовой доли бенз(а)пирена в пробах почв, грунтов, донных отложений и твердых отходах методом ВЭЖХ с использованием анализатора жидкости «Флюорат-02 в качестве флуориметрического детектора» — ПНД Ф 16.1:2:2.2:3.39-03.

Общим недостатком всех этих методик является большой расход экстрагентов, образование в процессе анализа больших объемов отработанных растворителей, требующих специфической утилизации, и длительность процедуры пробоподготовки.

По методике БСТ-МВИ-03-03 ПАУ полученный экстракт очищается последовательным использованием трех видов специальных концентрирующих патронов («Диапак-С», «Диапак А-3» и «Диапак П-3»), что делает анализ очень трудозатратным и дорогим.

Недостатками МУК 1424-76 является низкая селективность, большие временные затраты, потери целевого вещества в ходе пробоподготовки, низкая воспроизводимость и невозможность работы с высокими концентрациями ПАУ.

Методика ПНД Ф 16.1:2:2.2:3.39-03 предполагает очистку и концентрирование экстракта от примесей в статическом режиме на стеклянной хроматографической колонке, заполненной специально подготовленным оксидом алюминия. Недостатком этой методики является трудоемкий процесс подготовки и эксплуатации концентрирующей колонки, возможное загрязнение последующей пробы, длительное выпаривание больших объемов экстракта на стадии замены растворителя.

Выбор того или иного метода определения бенз(а)пирена обусловлен рядом причин, таких как наличие соответствующего оборудования, удовлетворение метрологических характеристик требованиям поставленных задач, селективность при анализе, трудоемкость, финансовые затраты.

Учитывая массовость анализов почв и грунтов на содержание бенз(а)пирена, выполняемых в лаборатории экологии города», была поставлена задача оптимизации процесса пробоподготовки в целях снижения временных затрат, уменьшения трудоемкости, экономичного расхода реактивов и уменьшения объема отработанных растворителей. Для достижения поставленной задачи в процедуру пробоподготовки и в режим хроматографирования по методике ПНД Ф 16.1:2:2.2:3.39-03 были внесены следующие изменения:

· уменьшен объем хлористого метилена до 15мл на стадии экстракции;

· на стадии очистки экстракта применили концентрирующие патроны «Диапак-С» с силикагелем вместо стеклянных набивных колонок с оксидом алюминия;

· учитывая высокий уровень содержания бенз(а)пирена в городских почвах и грунтах, на патрон наносится аликвотная часть экстракта, что избавило от длительного выпаривания больших объемов экстракта на стадии замены растворителя;

· использование более короткой хроматографической колонки длиной 50 мм, диаметр – 4,6 мм, сорбент HYPERSIL, зерно – 3мкм.

Загрязнение почв/грунтов городских территорий 3,4-бенз(а)пиреном характеризуется очень высокой пространственной неоднороднос­тью, что серьезно осложняет отбор репрезентативной навески пробы для проведения химического анализа. Поэтому была проведена работа по определению оптимальной массы навески для обеспечения необходимой воспроизводимости анализа.

Предварительная подготовка проб выполнялась в соответствии с методикой ПНД Ф 16.1:2:2.2:3.39-03. Концентрирующие патроны «Диапак-С» предварительно насыщались гексаном, каждый патрон использовался однократно.

Оптимизированная схема процесса пробоподготовки представлена на рис. 1.

Источник