Polychlorované bifenyly

Polychlorované bifenyly ( PCB ) nebo polychlorované bifenyly ( PCB ) je skupina organických sloučenin, která zahrnuje všechny chlorem substituované deriváty difenylu (1-10 atomů chloru připojených k jakémukoli atomu uhlíku difenylu, jehož molekula se skládá z dva benzenové kruhy), které splňují obecný vzorec C 12 H 10− n Cl n .

Poprvé byly syntetizovány v roce 1929 . Charakteristickými rysy této skupiny látek jsou dielektrická konstanta 2,5-2,7 [1] , velmi vysoká tepelná vodivost a relativně vysoký bod vzplanutí (od 170 do 380 °C), což umožnilo využít pro odvod tepla v transformátoru a kapacitní elektro strojírenství [1] . Bezbarvé a bez zápachu jsou PCB také chemicky stabilní. Z těchto důvodů byly PCB přidány do mnoha materiálů.

Polychlorované bifenyly (PCB) patří do skupiny perzistentních organických polutantů ( POPs ), jejichž sledování v ovzduší, vodě a půdě je ve vyspělých průmyslových zemích povinné pro jejich vysokou nebezpečnost pro životní prostředí a veřejné zdraví.

Fyzikální a chemické vlastnosti

Polychlorované bifenyly jsou třídou sloučenin s molekulovým vzorcem C12H10 - nCln , kde n je stupeň substituce. [2]

Existuje až 209 jednotlivých sloučenin, které se liší stupněm substituce atomů vodíku benzenových kruhů chlorem a také polohou atomů chloru v různých izomerech, což má velký biologický a lékařský význam.

Benzenové kroužky mohou být umístěny ve stejné rovině ( koplanární ) nebo vzájemně pod úhlem (až 90°). To je usnadněno nepřítomností nebo monosubstitucí atomů chloru v poloze ortho (2,6,2',6' na obrázku s chemickou strukturou PCB) [2] .

IUPAC klasifikační číslo a pozice atomů substituovaných chlorem: [3]

[3]

Aplikace

PCB se používají jako dielektrické kapaliny v transformátorech a kondenzátorech, kapaliny pro přenos tepla (včetně chladicích kapalin), maziva, stabilizační přísady do pružných polyvinylchloridových (PVC) povlaků elektrických vodičů a elektronických součástek, jako přísady pesticidů, retardéry hoření (retardéry), hydraulické kapaliny, tmely, lepidla, tmely, barvy, protiprachové (odprašovací) látky, v bezpopelovém papíru.

Výroba a použití polychlorovaných bifenylů: hodnocení stavu

PCB byly poprvé vyrobeny ve Spojených státech společností Monsanto v roce 1929. Jedná se o olejovité kapaliny, které nejsou hořlavé a nevedou elektrický proud, ale dobře vedou teplo. PCB jsou odolné vůči kyselinám a zásadám. Díky těmto vlastnostem jsou široce používány jako dielektrika v transformátorech a kondenzátorech, jako chladiva v systémech výměny tepla, ve vodním stavitelství, jsou součástí změkčovadel, barev, laků, mazacích olejů, plastů, uhlíkového papíru, přísad do domácích chemikálií.

V různých zemích byly vyráběny pod různými obchodními názvy:

• Arochlor
• Pyranol
• Inertin v USA
• Canechlor
• Sibanol v Japonsku
• Piralene ve Francii
• Delors v Československu

Podle předběžných údajů za rok 1991 bylo ve světě vyrobeno asi 1,2 mil. tun PCB, z nichž 35 % se dostalo do životního prostředí a pouze 4 % se rozložilo.

V SSSR se polychlorované bifenyly vyráběly od roku 1934 do konce roku 1995. Vyráběly se pod značkami sovol , sovtol a hexol . Hlavními výrobci sovolů byly PO Orgsteklo (Dzeržinsk), PO Orgsintez (Novomoskovsk) a poloprovozní závod VNITIG (All-Union Scientific Research Institute of Herbicides, Ufa ). Papír byl impregnován trichlorbifenylem v kondenzátorech značek LS, LSM, LSE (Leninakan Electrotechnical Plant, pro zářivky v letech 1969-1990), IS, KS, KSE, KSEK, KSTS, KSP, KSPK, KSSH, KSF, FST, DS130 -45, PS, PSK, RST-2, RSTO-2, GST-1-50 (hašení pro metro), ES (kondenzátor Ust-Kamenogorsk), ESV, ESVP, ESVK, BKS, KSK (poslední do roku 1988 byly vyrobeny v NPO "Condenser, Serpukhov). Polychlorované bifenyly byly také nalévány do výkonových, vysokonapěťových, pulzních a dalších transformátorů vyráběných v mnoha ruských městech.

Výroba PCB se na celém světě téměř úplně zastavila. V roce 2001 podepsala většina evropských zemí Stockholmskou úmluvu o perzistentních organických polutantech pro rychlou a ekologicky bezpečnou likvidaci těchto látek . Účastníci této úmluvy se zavázali do roku 2028 zcela neutralizovat PCB dostupné v jejich zemích.

Toxické vlastnosti

Byl prokázán mnohostranný škodlivý účinek PCB na řadu orgánů a systémů spolu se schopností dlouhodobé akumulace v tukové tkáni.

Nebezpečí PCB pro lidské zdraví spočívá především v tom, že jsou silnými faktory potlačení imunity („chemický“ AIDS). Navíc vstup PCB do těla vyvolává rozvoj rakoviny , poškození jater, ledvin, nervového systému, kůže (neurodermatitida, ekzém, vyrážky). PCB, které se dostávají do těla plodu a dítěte, přispívají k rozvoji vrozených vývojových vad a dětských patologií (opoždění vývoje, snížená imunita, poškození krvetvorby).

Toxicita různých kongenerů PCB není jednotná, některé jsou vysoce toxické. Pro kvantitativní hodnocení zavedla Světová zdravotnická organizace systém toxických ekvivalentů pro PCB s působením podobným dioxinům [3] :

Příznaky chronické intoxikace závisí na cestě vstupu do těla [4] :

1. Jaterní syndrom - jaterní fibróza , poškození slinivky břišní , zvýšené hladiny transamináz , triglyceridů a cholesterolu v krvi
2. Kardiovaskulární syndrom - arteriální hypotenze , myokardiální dystrofie , dušnost a bušení srdce
3. respirační syndrom - poškození horních cest dýchacích, chronická toxická bronchitida
4. Kožní léze - chlorakné, hyperpigmentace, hyperkeratóza

Možná toxicita PCB obsažených v mateřském mléce je sledována environmentálními analytickými studiemi indikátorových PCB (28,52,101,138,153,180) [4] :

V roce 2019 byla provedena environmentální a analytická studie vzorků mateřského mléka od 26 žen žijících v autonomním okruhu Chukotka (ChAO). Věk žen od 15 do 44 let…

…Rozmezí koncentrací ΣPCB bylo 1,1-430,8, průměrná hodnota PCB byla 74±112 ng/g mléčných lipidů…

Téměř ve všech vzorcích byly nalezeny polychlorované bifenyly.

V Japonsku bylo v roce 1968 asi 16 000 lidí těžce otráveno rýžovým olejem kontaminovaným PCB a polychlorovanými dibenzodioxiny, což je incident zvaný Yushoova choroba .

Později na Tchaj-wanu v roce 1979 došlo k hromadné otravě 2000 lidí – Yu-chengova nemoc.

Výroba PCB byla zakázána v 70. letech 20. století kvůli vysoké toxicitě většiny sloučenin a směsí souvisejících s PCB. Jsou klasifikovány jako perzistentní organické polutanty , které se bioakumulují u zvířat.

Přidělování

Přístup k regulaci znečištění životního prostředí, založený na hygienických a hygienických požadavcích na kvalitu životního prostředí, je hlavní v Rusku a ve většině zemí světa.

Hygienické normy pro PCB schválené v Rusku:

MPC ve vzduchu pracovní oblasti - 1,0 mg / cu. m, páry, třída nebezpečnosti 2 (GOST 12.1.005-88; SSBT. Všeobecné hygienické a hygienické požadavky na ovzduší pracovního prostoru).

MPC vody ve vodních útvarech užitkových a pitných kulturních a užitkových vod - 0,001 mg/l, třída nebezpečnosti 2 (SanPiN č. 4630-88 „Maximální přípustné koncentrace (MPC) a přibližné přípustné úrovně (TAC) škodlivých látek ve vody vodních objektů užitkových a pitných a kulturních a užitkových vod“).

MPC ve vodách rybářských nádrží - není povolena přítomnost PCB (Pravidla pro ochranu povrchových vod před znečištěním splaškovými vodami, M 12-04-11; Pokyn Ministerstva meliorací a vodních zdrojů SSSR ze dne 16.05. .74).

AEC (přibližná povolená množství) v půdě: PCB (celkem) - 0,06 mg/kg; trichlorbifenyly - 0,03 mg/kg; tetrachlorbifenyly - 0,06 mg/kg; pentachlorbifenyly - 0,1 mg / kg.

Hygienické normy pro PCB pro atmosférický vzduch v obydlených oblastech a přípustné úrovně kontaminace kůže nebyly stanoveny.

Zařízení obsahující PCB podléhá zvláštnímu označení.

Odpady s materiály obsahujícími PCB se likvidují ve speciálních závodech. Většina těchto podniků se nachází v západní Evropě. Nejúčinnější metodou likvidace takového odpadu je vysokoteplotní spalování.

Vliv na životní prostředí

PCB jsou odolné vůči hydrolýze a biotransformaci ve vodě, ale při fotolýze na slunečním světle mohou PCB tvořit dioxiny , mnohem toxičtější znečišťující látky než PCB, v sérii po sobě jdoucích reakcí. PCB se mohou do půdy dostat nejen s odpady v průmyslových oblastech, ale také při použití sedimentárních kalů jako hnojiv. Dosud se má za to, že až 80 % z celkového množství celosvětově vyprodukovaných PCB se dostalo do životního prostředí a většina z tohoto množství skončila ve sladkých a mořských vodách. PCB mohou vznikat také z organochlorových pesticidů ( DDT ) v horních vrstvách atmosféry pod vlivem ultrafialových paprsků . K rozkladu organochlorových pesticidů na nejjednodušší bifenyly může dojít i v mořské vodě. Za mnoho let intenzivního používání PCB v průmyslu v mnoha zemích světa se do životního prostředí dostalo obrovské množství těchto sloučenin a v současné době znečištění těmito xenobiotiky ovlivňuje celou biosféru. Spolu s organochlorovými pesticidy jsou PCB nejběžnějšími látkami znečišťujícími vodu v přírodních vodních útvarech. Předpokládá se, že koncentrace PCB v neznečištěných sladkých vodách by neměla překročit 0,5 ng/l a mírně znečištěných 50 ng/l. Prahová koncentrace trichlorbifenylu, která mění organoleptické vlastnosti vody, je 0,13 mg/l. Jako perzistentní sloučeniny se PCB hromadí v životním prostředí a přenášejí se potravním řetězcem. Vodní organismy - hydrobionti, ryby, měkkýši, korýši - akumulují PCB. Obsah chlorovaných uhlovodíků, zejména PCB, v rybím mase a játrech může dosahovat několika desítek mg/kg. I jednorázová kontaminace dnových sedimentů PCB může vést k trvalé lokální kontaminaci vodních organismů po dlouhou dobu (až několik let) poté, co k této kontaminaci došlo.

Hlavní zdroje PCB

Možné objekty hledání PCB zahrnují následující:

• elektrická zařízení (kondenzátory, transformátory atd.)
• podniky vyrábějící PCB;
• podniky-výrobci elektrozařízení s PCB;
• skládky průmyslového odpadu;
• skládky domovního odpadu;
• nepovolené skládky;
• podniky na zpracování neželezného a železného šrotu;
• hydraulická a další zařízení v různých průmyslových a vojenských zařízeních.

Viz také

• Dioxiny
• Perzistentní organické polutanty

Poznámky

1. ↑ 1 2 Transformátory a kondenzátory PCB od správy přes reklasifikaci až po likvidaci . chem.unep.ch 55, 63. Program OSN pro životní prostředí. Získáno 30. prosince 2014. Archivováno z originálu 21. června 2003. (neurčitý)
2. ↑ 1 2 Perzistentní organické polutanty (POPS) v oblasti Dálného východu: moře, organismy, člověk. - 2020. - ISBN 978-5-7444-4891-2 . - doi : 10.24866/7444-4891-2/12-61 .
3. ↑ 1 2 3 Kapitola 5.10 Polychlorované bifenyly (PCB) . euro.kdo.int 2-5. Regionální kancelář WHO pro Evropu, Kodaň, Dánsko, 2000. Získáno 12. září 2021. Archivováno z originálu 21. ledna 2022. (neurčitý)
4. ↑ 1 2 Gumovskaya, Yu.P. Perzistentní organické polutanty (POP) v lidském těle: zkušenosti Ruska a bývalých sovětských republik / Yu.P. Gumovská, A.V. Polevshchikov, V.Yu. Tsygankov … [ a další ] . - 2020. - ISBN 978-5-7444-4891-2 . - doi : 10.24866/7444-4891-2/283-316 .

• Polychlorované bifenyly (PCB)
• http://www.dioxin.ru/history/pcb.htm Archivováno 19. července 2012 na Wayback Machine

Odkazy

• NAŘÍZENÍ GOSKOMEKOLOGIE RUSKÉ FEDERACE ZE DNE 13. 4. 99 N 165 O DOPORUČENÍCH PRO ÚČELY INVENTURY NA ÚZEMÍ RUSKÉ FEDERACE VÝROB, ZAŘÍZENÍ, MATERIÁLŮ, KTERÉ POUŽÍVAJÍ NEBO OBSAHUJÍ DPS OBSAHUJÍCÍ DPS
• http://www.dioxin.ru/doc/prikaz165.htm Archivováno 17. června 2013 na Wayback Machine
• https://web.archive.org/web/20160304142047/http://ukrm.ru/content/view/359/1/ - likvidace PCB kondenzátorů
• Elektrické kondenzátory a kondenzátorové jednotky. Příručka, ed. G. S. Kuchinsky. M., Energoatomizdat, 1987
• Stockholmská úmluva o perzistentních organických polutantech
• Kukharchik, T. I. Polychlorované bifenyly v elektrických zařízeních [Text] / T. I. Kukharchik, S. V. Kakareka, P. V. Tsytik; Ministerstvo přírodních zdrojů a ochrany životního prostředí Běloruské republiky, Národní akademie věd Běloruska, Institut problémů využívání přírodních zdrojů a ekologie. - Minsk: 2003.
• Plynová chromatografická metoda pro stanovení polychlorovaných bifenylů v rybách a rybích produktech [Text] / N. V. Bunevich [et al.] // Perspektivy výroby potravinářských produktů nové generace: materiály mezinárodní vědecké a praktické konference. - Minsk, 2005
• Kukharchik, T. I. Doporučení pro prevenci znečištění životního prostředí polychlorovanými bifenyly [Text] / T. I. Kukharchik, S. V. Kakareka, V. S. Khomich; Ministerstvo přírodních zdrojů a ochrany životního prostředí Běloruské republiky, Institut problémů využívání přírodních zdrojů a ekologie Národní akademie věd Běloruska. - Minsk: 2006.
• Fedorova, T. A. Metoda pro současné stanovení zbytkových množství polychlorovaných bifenylů a organochlorových pesticidů v živočišných produktech pomocí plynové kapalinové chromatografie [Text] / T. A. Fedorova, O. V. Shulyakovskaya, E. N. Barkatina // Zlepšení technologií a zařízení pro výrobu potravin: sbírka zprávy z VI. mezinárodní vědecké a praktické konference (Minsk, 2.-3. října 2007): ve 2 částech. - Nesviž, 2007. Část 2.
• Kukharchik, T. I. Transformace přírodních složek krajiny v důsledku úniků polychlorovaných bifenylů [Text] / T. I. Kukharchik, T. L. Lapko // Antropogenní transformace krajiny: sborník vědeckých článků / Ministerstvo školství Běloruské republiky, Vzdělávací instituce " Běloruská státní pedagogická univerzita pojmenovaná po Maximu Tankovi. - Minsk: [BSPU], 2012.