Determinarea naftalinelor policlorurate (PCN) în matrici solide și apoase

PCNs Introducere

PCN-urile reprezintă o clasă de compuși în care atomii de hidrogen din structura naftalinei sunt înlocuiți cu atomi de clor. În total, au fost identificați 75 de congeneri în funcție de numărul și poziția atomilor de clor (pozițiile 1–8), formula generală fiind C₁₀H 8-n Cln. Congenerii diferă prin gradul de clorinare și prin proprietățile fizico-chimice. Din cauza persistenței și toxicității lor, PCN-urile sunt
considerațe contaminanți importanți ai mediului. Datorită stabilității termice ridicate, hidrofobicității și stabilității chimice în contact cu alte substanțe, PCN- urile au fost utilizate ca fluide dielectrice în condensatori, materiale izolatoare pentru fire și cabluri, conservanți pentru lemn, ignifuganți, aditivi pentru uleiuri de motor și materii prime pentru producția de coloranți. Se estimează că producția totală de PCN-uri tehnice a fost de 150.000–400.000 tone.
PCN-urile au fost sintetizate pentru prima dată în 1833
și utilizate comercial din anii 1900 până în anii 1980.
Figura 1: Imagine ilustrativă
Figura 2: Structura generală a naftalinelor policlorurate
PCNs Introducere
Riscurile asupra sănătății umane asociate cu
PCN
Figura 3: Surse de PCN în mediu
Figura 4: Echipament GC/MS/MS (QqQ) utilizat pentru analizele PCN
La ALS utilizăm cele mai moderne metode analitice
pentru determinarea PCN, acoperind grupuri clorurate
de la monocloro- până la octacloronaftaline și, dacă este
necesar, congenerii selectați (vezi Tabelul 1) în probe
apoase, solide și deșeu.
Folosim cromatografie gazoasă cuplată cu spectrometrie
de masă de înaltă rezoluție (GC-HRMS) sau cromatografie
gazoasă cu spectrometrie de masă în tandem cu triplă
cuadrupolă (GC-MS/MS). Ambele tehnici utilizează ionizare
prin electroni și sunt bazate pe metoda diluției izotopice
folosind standarde marcate izotopic, ceea ce asigură
o precizie ridicată a rezultatelor. Metoda dezvoltată
atinge limite de cuantificare conforme cu Regulamentul
UE 2019/1021 privind POPs, permițând compararea
rezultatelor cu limitele legislative.
Expunerea la PCN a fost asociată cu diverse efecte
negative asupra sănătății, cum ar fi neurotoxicitatea,
hepatotoxicitatea, supresia sistemului imunitar și dereglarea
endocrină, care pot cauza probleme reproductive
și de dezvoltare. PCN-urile cu conținut ridicat de clorură,
în special hexacloronaftalina, sunt deosebit de toxice
și pot acționa similar cu dioxinele. Din cauza persistenței,
toxicității și bioacumulării lor, PCN-urile au fost adăugate
în 2015 la Convenția de la Stockholm.
Pentru a gestiona eficient riscurile și politicile de mediu,
este esențială cuantificarea exactă a emisiilor de PCN. Deși
inventarele globale sunt limitate, studii recente identifică
sursele principale, cum ar fi producția de fier și oțel,
incinerarea deșeurilor și industriile de metale neferoase.
Inventarele globale noi, bazate pe metode de modelare
și analiză a transportului atmosferic, sunt cruciale pentru
înțelegerea distribuției PCN-urilor și pentru ghidarea
strategiilor de reducere.
Determinarea PCN în laboratoarele ALS
SCAN OR CLICK
Summary of All
EnviroMails EXPERTS
Ask the
Tabel 1: Lista compușilor PCN analizați de laboratoarele ALS
Analiți fără țintă
Congener și identificare Grup omo-
log clorat
1-Cloronaftalină PCN #1 Mono-CN
1,4-Dicloronaftalină PCN #5 Di-CN
1,4,6-Tricloronaftalină PCN #24 Tri-CN
2,3,6,7-Tetracloronaftalină PCN #48 Tetra-CN
1,2,3,6,7-Pentacloronaftalină PCN #54 Penta-CN
1,2,4,5,7,8-Hexacloronaftalină PCN #72 Hexa-CN
1,2,3,4,5,6,7-Heptacloronaftalină PCN #73 Hepta-CN
Octacloronaftalină PCN #75 Octa-CN
Referințe
Alwyn R. Fernandes, Anna Kilanowicz, Joanna Stragierowicz, Michał Klimczak, Jerzy Falandysz:
The toxicological profile of polychlorinated naphthalenes (PCNs), Science of The Total Environment 837
(2022) DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.155764.
Specificații tehnice ISO/TS 16780.
Regulamentul UE 2019/1021 referitor la poluanții organici persistenți.1,4-dioxane is an emerging contaminant of concern. It is highly soluble in water, does not bind to soils and readily leaches to groundwater. Given 1,4-dioxane’s mobility, a key issue in characterising impacted sites is establishing the extent of migration in groundwater.1,4-dioxane is not only mobile in the environment but also persistent.

Uses of 1,4-dioxane

The main application of 1,4-dioxane was as a stabiliser in common solvents such as 1,1,1-trichloroethane. Solvents used in de-greasing, electronics and many other applications may have contained 1,4-dioxane. It is now understood that 1,4-dioxane is widespread in the US due to its use in personal care products and detergents. It can also be found in lacquers, paints and plastics and as an impurity in antifreeze and de-icing fluids.

Potential human health and environmental impacts of 1,4-dioxane

1,4-dioxane unique physical and chemical characteristics identified above, make 1,4-dioxane an increasing focus of controlled waters risk assessment. The fate and transport properties of 1,4-dioxane create challenges for investigation, assessment remediation. As such, particular care and experience must be applied to the analysis of 1,4-dioxane in environmental samples. 1,4-dioxane is primarily a contaminant in groundwater. The miscibility and low sorption potential of 1,4-dioxane, allows it to migrate ahead of other contaminants in extended plumes. 1,4-dioxane has a very low octanol water partitioning coefficient (Log Kow of –0.27) and Henry’s constant (4.8 × 10-6). Impacts have been identified at drinking water abstractions and focus globally has be on public water supplies. This mobility and recalcitrance has challenged remediation professionals to redesign existing treatment systems such as air stripping and adsorption to granular activated carbon. It is classified by United States Environmental Protection Agency (US EPA) as likely to be carcinogenic to humans by all routes of exposure and the International Agency for Research on Cancer (IARC) as a Group 2 probable human carcinogen.

1,4-Dioxane Analysis

ALS can carry out analysis of water samples for 1,4-dioxane by Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS). The analytical approach adopted increases sensitivity using GC-MS in conjunction with isotope dilution and selective ion monitoring. The limit of reporting (PQL) is 0.07 μg/l.

Samples should be collected in glass bottles (minimum volume: 100 mls). 1,4-dioxane can also be sampled utilizing Rigid Porous Polyethylene (RPP) samplers, reducing labor cost for clients.

Equipment used in sampling can be a source of crosscontamination. 1,4-dioxane also might be present in detergents used for de-contamination purposes. When collecting samples for 1,4-dioxane, submission of additional field and equipment blanks is recommended prior to and during sampling to ensure a robust system of QA/QC is followed.