Toxické látky znečišťující ovzduší z fosilních paliv „rostou“ na slunci

Když elektrárny spalují uhlí, je součástí výsledného znečištění ovzduší třída sloučenin zvaná Polycyklické aromatické uhlovodíky neboli PAH. Vědci zjistili, že toxiny PAH se slunečním zářením rozkládají na sloučeniny a děti vedlejších produktů. Některé „dětské“ sloučeniny mohou být toxičtější než „mateřské“ PAH. Potoky a přehrady postižené PAH jsou pravděpodobně kontaminovány více toxiny, než jsou uvolňovány primárními znečišťujícími látkami. Studie vědců z University of Johannesburg a University of Maryland ukázala chemosféru. Uznání: Therese van Wyk, University of Johannesburg

Když elektrárny spalují uhlí, je součástí výsledného znečištění ovzduší třída sloučenin zvaná Polycyklické aromatické uhlovodíky neboli PAH. Vědci zjistili, že toxiny PAH se slunečním zářením rozkládají na sloučeniny a děti vedlejších produktů.

Některé „dětské“ sloučeniny mohou být toxičtější než „mateřské“ PAH. Potoky a přehrady postižené PAH jsou pravděpodobně kontaminovány více toxiny, než jsou uvolňovány primárními znečišťujícími látkami, uvedli vědci Chemosféra.

Uhelná elektrárna a cigareta mají společného více, než by si člověk myslel. Stejně jako výfukové potrubí z automobilů a spálené zbytky sklizně. To platí také pro letadlo, které vysoko zasáhne oheň, který ničí stromy a trávu.

Všechny tyto látky produkují třídu „typických“ toxických chemikálií, které se nazývají PAH, když fosilní paliva nebo organické látky nejsou zcela hořlavé. Tyto podpisy PAH jsou natolik odlišné, že vědci mohou poznat, jaké jsou možné zdroje znečištění. Dokážou to analýzou vzorků vody a sedimentů z potoků a přehrad ovlivněných znečištěním.

PAH jsou polycyklické aromatické uhlovodíky.

Některé z „mateřských“ sloučenin PAH ze zdrojů znečištění se u „dětí“ rozkládají na menší sloučeniny a při vystavení slunečnímu záření produkují další vedlejší produkty, uvedli vědci ve zveřejněné studii v Chemosféře.

Některé studie ukázaly, že některé „dětské“ sloučeniny jsou toxičtější než původní „mateřské“ PAH.

To znamená, že v přehradách a řekách může být současně více toxických, karcinogenních sloučenin PAH, než se dříve myslelo, tvrdí Drs. Mathapelo Seopela, hlavní autor studie.

Seopela je výzkumným pracovníkem na katedře chemie v University of Johannesburg.

„Procesy spalování produkují PAH, které se liší velikostí od dvou do šesti kondenzovaných benzenových kruhů. Čím je proces spalování teplejší, tím více se tvoří sloučenina a čím je škodlivější,“ řekl.

„Například pokud se uhlí spaluje v elektrárně, která využívá uhlí k výrobě elektřiny, pravděpodobně se vytvoří pět a šest prstenců PAH. Je to proto, že proces spalování je také při velmi vysoké teplotě. Při 1000 stupních Celsia. “

Velké sloučeniny PAH cestují se zbytkovým kouřem z chladných věží elektrárny. Vítr pak může foukat sloučeniny velmi daleko, do potoků, přehrad, zemědělství nebo do dalšího města.

“Když se v automobilu spaluje palivo, často se tvoří dva až tři prstence PAH. Stejné PAH se vyrábějí v letadlech, když farmáři spalují zbytky rostlin nebo trávy nebo hoří ve stromech,” řekl.

„PAH končí ve vzduchu, ve vzduchu, který dýchají. Často mohou cestovat velmi daleko od zdrojů, které je vytvářejí, jako jsou elektrárny nebo požáry.“

Mnoho sloučenin PAH je velmi škodlivých. Je vyroben ze dvou nebo více kondenzovaných molekul benzenu nebo kruhů během neúplného spalování fosilních paliv nebo organických látek. Benzen je hořlavá, toxická kapalina. Částečně je zodpovědný za pachovou charakteristiku čerpací stanice.

Nejjednodušší PAH je naftalen, který má dva benzenové kruhy. Někteří lidé používají naftalenové kuličky k ochraně oblečení před můrami. Je jedovatý pro člověka.

Další větší PAH je anthracen, složka černouhelného dehtu, se třemi benzenovými kruhy. Anthracen je nebezpečná složka na pracovišti. Je vysoce toxický ve vodním prostředí a je považován za perzistentní a pollaktantní bioakumulativní prostředek.

Organizace jako EPA, WHO a Evropská komise uvedly několik PAH jako látky způsobující rakovinu nebo karcinogenní. To znamená, že lidé mohou trpět nějakou formou rakoviny, pokud jsou dlouhodobě vystaveni PAH.

Některé PAH mohou způsobit trvalou změnu genů u zvířat, což může vést ke zpoždění vývoje nebo poškození rybích embryí. Takové sloučeniny PAH jsou také klasifikovány jako mutagenní.

Pokud dešťové kapky vtáhnou sloučeniny PAH do potoků a přehrad, může nastat mnoho environmentálních problémů. Déšť přenáší toxiny do pitné vody, vody používané k zavlažování potravinářských rostlin a vody pro dobytek. Ryby hromadí PAH ve svém těle.

„V naší studii jsme zkoumali PAH se dvěma až šesti pojistnými benzenovými kroužky. Představují znečištění od dřevěných požárů a automobilů po uhelné elektrárny.

“Víme, že obecně se složené PAH začínají měnit nebo poškozovat, když na ně svítí slunce. Chceme však vědět, co konkrétní PAHs dělají, když se poškodí, a jestli je to tak rychlé,” řekl Seopela.

V předchozím výzkumu zkoumal na PAH vodu a sedimenty ze znečištěné přehrady v Jižní Africe. Přehrada Loskop je napájena řekou Olifants, hlavní průmyslovou oblastí, oblastí těžby uhlí a elektráren v Mpumalanga.

V řece byla zaznamenána četná úmrtí ryb a krokodýlů a je známo, že k tomu přispívá organické znečištění včetně PAH.

V jiných studiích vědci zjistili, že PAH jsou poškozovány slunečním zářením, ale menší vytvořené „dětské“ sloučeniny (fotoprodukt) mohou být toxičtější než větší sloučeniny, které „rodiče“.

Seopela a vědci z Chesapeake Biological Laboratory na University of Maryland Center for Environmental Science vytvořili uzavřený cirkulační systém pro své laboratorní studium.

Testovali pět PAH uvedených v USA EPA jako prioritní kontaminující látky. Jedná se o naftalen, anthracen, benzo (a) anthracen, benzo (a) pyren a benzo (ghi) perylen.

Pro každou PAH testovali jeho čisté vzorky jako kontrolu. Poté testovali každý čistý PAH v čisté vodě se specifickým množstvím přírodní organické hmoty (NOM) přidaným za účelem simulace podmínek toku a přehrady. Otestovali každý PAH samostatně a poté vše zamíchali, aby zjistili, co se děje.

Víme, že když slunce svítí na PAH rodičů, rozpadá se na malé „PAH“ děti, kterým říkáme degradační produkty. Ale současně jsou vyráběné produkty také úplně jiné, “řekl profesor Michael Gonsior z Chesapeake Biological Laboratory na University of Maryland.

“Je to opravdu o.” Mateřské sloučeniny PAH, poškozené dětské PAH a vedlejší produkty nebo fotoprodukt mohou být všechny současně v řekách a přehradách postižených PAH, “pokračoval.

Víme také, že podle Drs. Se obvykle 5 až 6 PAH kroužků rozpadne rychleji než dva PAH kroužky v čisté vodě. Leanne Powers, pomocná chemička v Chesapeake Biological Laboratory.

Rozklad se ale zpomaluje, když je ve vodě hodně přírodní organické hmoty. Očekáváme, že PAH ve vodě nebo sedimentu v imaginární řece budou brzy zničeny. Trvalo více než tři hodiny a málo, aby PAH zkazily čistou vodu v naší laboratoři.

“Metodiku použitou v této studii lze použít k určení, jak se ostatní PAH degradují a co dělají ve sladkovodním prostředí,” uvedl Powers.

Seopela říká: „To znamená, že lidé, zvířata a rostliny závislé na vodě budou pravděpodobněji vystaveni více toxinům současně, než budou uvolňováni ze zdrojů, jako jsou elektrárny.“

Odkaz: „Kombinovaná fluorescenční měření, analýza stejného faktoru a analýza hmotnostní spektrometrií GC k vyhodnocení fotodegradace PAHS ve sladkovodních systémech“ Mathapelo Pearl Seopela, Leanne C. Powers, Cheryl Clark, Andrew Heyes a Michael Gonsior, 21. prosince 2020, Chemosféra.
DOI: 10.1016 / j.chemosfer.2020.129386

Tato práce je založena na výzkumu plně nebo částečně podporovaném Národní výzkumnou nadací pro Jihoafrickou republiku (číslo grantu: 111211); a Fulbrightův stipendijní program (číslo ocenění: E0566195).

Autoři děkují University of Maryland Center for Environmental Science Chesapeake Biological Laboratory jako hostitelské instituci Fulbright.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Líheň je otevřená, stanici zabírá 10 členů posádky

Nově přidaný personál stanice, který se skládal z 10 členů, se shromáždil v servisní jednotce Zvezda, aby uspořádali uvítací ceremoniál s rodinnými příslušníky a...

Chronické virové infekce mohou mít hluboký trvalý účinek na imunitu člověka, podobně jako stárnutí

Analýza topologie sítě funkce imunitního systému představující desítky integrovaných buněčných odpovědí, které jsou během odstraňování viru hepatitidy C u lidí obráceny. Zkoumané signální...

Byly odhaleny bizarní dýchací orgány 450 milionů let starých mořských živočichů

Zápočet: UCR Trilobité měli při dýchání jednu nohu Nová studie našla první důkazy o vysoce vyvinutých dýchacích orgánech u mořských živočichů starých 450 milionů let. ...

“Čmáranice světla” v reálném čase

Vědci z Tokijské metropolitní univerzity vyvinuli zjednodušený algoritmus pro převod volně nakreslených čar na standardním stolním procesoru na hologramy. Dramaticky snižují náklady na...

Mineralogie hluboké kůry Země pohání hotspoty pro domácí život

Tým DeMMO Field zleva doprava: Lily Mumper, Britney Kruger a Caitlin Cesar vzorky zlomenin z vrtné soupravy DeMMO. Kredit: © Matt Kapost Pod zeleným...

Newsletter

Subscribe to stay updated.