emergentne supstance u površinskim akvatičnim sistemima

Emergentne supstance u povrinskim akvatinim sistemima

REZIMEU specijalistikom radu dat je pregled optih fiziko-hemijskih karakteristika emergentnih supstanci (EmS), kao i specifine osobine pojedinih, najfrekventnije detektovanih emergentnih jedinjenja u povrinskim vodama. Razmotreni su glavni izvori emisije emergentnih supstanci u razliitim medijumima ivotne sredine, prvenstveno u povrinskim vodama, kao i naini njihove transformacije i transporta unutar i izmedju razliitih medijuma ivotne sredine. Obrazloeni su potvreni i potencijalni tetni efekti koje ova grupa zagaujuih materija moe imati na zdravlje ljudi i ivotnu sredinu, kao i naini za redukciju njihovog prisustva u razliitim biotskim i abiotskim sistemima. Drugi znaajan segment vezan za ovu grupu zagaujuih materija koji je predstavljen u specijalistikom radu je uestalost detekcije pojedinih emergentnih supstanci u slivu Dunava, prvenstveno se osvrui na detekciju EmS u naem regionu. Poseban akcenat stavljen je na metodologiju pasivnog uzorkovanja i analizu pojedinih zagaujuih materija iz ove grupe (eko)toksinih jedinjenja, kao i na koncept i primenu pasivnog uzorkovanja u monitoringu emergentnih jedinjenja prisutnih u akvatinim ekosistemima.

Fakultet tehnikih nauka | Departman za inenjerstvo zatite ivotne sredine i zatite na radu

1


UVODVoda je vitalni ikozaedarski klaster tene vode (HOH)254 i izvor ivota svih ivih organizama, ekonomski i strateki resurs i pokazatelj prosperiteta drutva, kao i razvoja privrednih, industrijkih, zdravstvenih, socijalnih i drugih aktivnosti. Sintetika hemijska jedinjenja predstavljaju svakodnevni deo savremenog ivota i prisutna su u svim sferama ljudskog delovanja. Najvei broj hemikalija organskog, ali i neorganskog porekla pripada grupi emergentnih supstanci (EmS), koje utiu na poboljanje kvaliteta ivota, razvoj i napredak drutva, ali istovremeno sadre osobine koje doprinose zagaenju vode, vazduha, biosistema i utiu negativno na zdravlje ljudi. Emergentne supstance (eng. emerging substances), EmS su industrijske hemikalije, tj. zagaujue materije koje se mogu detektovati u povrinskim vodama velikih renih slivova, podzemnim vodama, jezerima i drugim vodnim telima. Emergentne supstance/kontaminanti/polutanti nastaju kao proizvod industrijskih, farmaceutskih, hemijskih i poljoprivrednih aktivnosti iz filtratnih, procednih voda deponija, kao i iz svake druge antropogene aktivnosti, a putem otpadnih voda (tretiranih i netretiranih industrijskih, komunalnih otpadnih voda i sl.) se direktno isputaju u prirodne recipijente, nakon ega disperguju u sve delove ivotne sredine. EmS u povrinske vode najee dospevaju kroz otpadne vode industrijskih postrojenja, komunalne otpadne vode, spiranjem i filtracijom sa poljoprivrenog zemljita, pri emu odreena jedinjenja infiltracijom kontaminiraju i podzemne vode. EmS se jo nazivaju i trace polutanti, nano i piko koncentracija, i kao takvi iz povrinskih voda infiltriraju u druge medijume ivotne sredine. Termin trace (u prevodu trag) se odnosi na veoma niske koncentracije zagaujuih materija reda veliine ng/L i nie u odreenom medijumu u ivotnoj sredini. Ova osobina EmS izdvaja ovu vrstu polutanata od konvencionalnih zagaujuih supstanci. Moderna istraivanja pokazuju da dugotrajna upotreba i izloenost niskim dozama EmS ili dugotrajno konzumiranje ovih jedinjenja ima razliite i esto veoma ozbiljne negativne efekte na veinu ivih organizama, pa i oveka, pri koncentracijama od samo par ng/L. Veoma je teko predvideti i izolovati toksine efekte koje EmS imaju na zdravlje oveka.


2


1. KARAKTERISTIKE EMERGENTNIH SUPSTANCIEmS se u ivotnoj sredini mogu nai u vodi, zemljitu, vazduhu, sedimentu, renom mulju i drugim abiotskim i biotskim matriksima. Sudbina, ponaanje i ekotoksinost EmS su za sada nepoznate i u fazi su istraivanja, a koncentracioni nivoi i rutinski monitoring EmS jo uvek nisu definisani zakonskom regulativom na nivou Evropske Unije. EmS se uglavnom detektuju u vrlo niskim koncentracijama, reda veliine ppb, ppt i niih (g/L, ng/L i nie), posebno u povrinskim vodama, podzemnim vodama, kao i akviferama aluviona Dunava. EmS su ve due vreme prisutne u prirodnim recipijentima koji prihvataju otpadne vode, i kao takve se razliitim fiziko-hemijskim fenomenima transportuju i unose u povrinske vode, nakon ega isparavaju u atmosferu. EmS se dugi niz godina detektuju kao sastavne komponenate velikog broja industrijskih i komercijalnih proizvoda prisutnih u svakodnevnom ivotu, a tek su poslednjih godina prve dekade 21. veka prepoznate kao potencijalno tetni i vrlo toksini agensi sa kancerogenim, teratogenim i mutagenim efektima. One predstavljaju negativne ekotoksikolke agense koji se detektuju kao sastavne komponente razliitih lekova, antibiotika, sedativa, analgoantipiretika, aditiva u ishrani, kozmetikih proizvoda, usporivaa gorenja, nanomaterijala, pesticida, vetakih ubriva, deterdenata, boja, lakova, konzervanasa, antikoroziva, komponenata u proizvodnji plastinih materijala, antioksidansa, biolokih metabolita i drugih proizvoda. Osnovni nain na koji se EmS transportuju i unose u organizam oveka jeste konstantno prisustvo u povrinskim vodama i migracija u podzemne vode, ime se stvara mogunost dospevanja direktno u izvorita pijae vode.

1.1 Osnovne fiziko-hemijske karakteristike emergentnih supstanciOsnovne fiziko-hemijske odobine EmS jesu strukturna stabilnost, perzistentnost i dug polu-ivot, t1/2, ali istovremeno i pseudo-perzistencija, jer je kinetika, odnosno brzina unosa EmS znatno vea od brzine razgradnje i mineralizacije, ???????????????????????????????????? ???????????????????????????????????? . ?????? ?????????????????? . , kao posledica konstantnog unosa EmS u vodotokove. EmS su lipofilne supstance, bioakumulativne i biomagnifikativne. Njihove logKow vrednosti se kreu u opsegu od 1.42 do 5.9. EmS, kao organske supstance, mogu biti i polarne i nepolarne, sa rastvorljivou u vodi od najnie 0.017g/L do 35g/L. EmS imaju izraenu akutnu i hroninu toksinost, kao i ekotoksinost, sa specifinim dejstvima vrlo niskih koncentracija, nano i piko nivoa. Poslednjih godina, posebna panja je usmerena na fenomen niskih koncentracija, naroito kod endokrinih disruptora (EDS), emergentnih supstanci koje ometaju rad endokrinog sistema ivih organizama i predstavljaju znaajan emergentni rizik za ljudsko zdravlje i ivotnu sredinu. Dimenzije nanopartikula u opsegu nanoveliina i kancerogenost, takoe, spadaju u potpuno nove fiziko-hemijske osobine EmS. Poznato je da se EmS u ivotnoj sredini nalaze u vrlo niskim koncentracionim nivoima, ppb, ppt i niim (fenomen niskih doza). Danas se one mogu uspeno detektovati korienjem vrlo osetljivih analitikih instrumentima. Pojava da niska doza izazove stimulaciju, a visoka doza inhibiciju biolokog odgovora naziva se horomezis1. Stara1

Hormetiki efekat je bio dugo ignorisan od strane toksikoloke javnosti, zbog toga to ga je teko meriti i kvantifikovati bez obimnih studija i korienja velikog broja laboratorijskih ivotinja. Fakultet tehnikih nauka | Departman za inenjerstvo zatite ivotne sredine i zatite na radu 3


toksikoloka paradigma je usmerena prvenstveno ka akutnoj toksinosti, dok nova paradigma ukazuje na to da postoje drugi naini funkcionisanja kontaminacije. Sistem uvoenja nove paradigme povlai za sobom duboke implikacije. Prema toksikolokim naelima niski nivoi (sa kojima se svakodnevno dolazi u dodir i koje je danas nemogue izbei) ovih polutanata su bezopasni. Meutim, endokrini sistem je kompleksan i regulisanje endokrinih disruptora je vrlo komplikovano, s obzirom na to da sniavanje nivoa izloenosti moe da povea rizik po zdravlje ljudi i ivotnu sredinu. Ovde je veoma vano prepoznati vezu izmeu izvora zagaenja i efekata na zdravlje i ivotnu sredinu. Ometanje endokrinog sistema nije dovoljno prouena oblast u toksikologiji. Proceni rizika se tek u poslednjih par godina posveuje dovoljna panja. Za razliku od kancerogenih i drugih toksinih supstanci koje su regulisane EPA (eng. Environmental Protection Agency) procedurama, zakonska regulativa i pravilnici ne definiu dozvoljene koncentracione nivoe EmS. EDS spreavaju endogene hormone da se vezuju za njih i izazovu bioloki efekat, tako to interaguju sa hormonskim receptorima. Mnogi endokrini disruptori pokazuju doza-zavistan efekat koji se opisuje kao nemonoton. To znai da u odreenom opsegu doza hemijski efekat postaje vei kako se doza smanjuje. Endokrini sistem ukljuuje veliki broj hemijskih glasnika i povratnih sprega. Endokrini sistem esto ne reaguje na hemikalije u skladu sa naelima tradicionalne toksikologije. U toksikolokim studijama, propust kod primene osnovnih bioprincipa interakcije hormon-receptor prilikom izbora doze moe potencijalno da dovede do velike greke u proceni rizika izlaganja dozama ispod NOEL doza (eng. No Observed Effect Level - doza pri kojoj se ne uoava bioloki efekat), utvrenih u tradicionalnim toksikolokim studijama. Ova pitanja su veoma problematina u toksikologiji, jer se namee pitanje istinitosti rezultata korienih tradicionalnih metoda, dobijenih u testovima sa visokim dozama u predvianju biolokih odgovora za nie, ekoloki relevantne doze. Na osnovu ovoga takoe se moe zakljuiti da neke tradicionalne pretpostavke koje se koriste u proceni rizika za sistemske, nekancerogene, toksikante (kao to je pretpostavka postojanja praga i linearnog dozaodgovor odnosa) ne mogu jedinstveno biti primenjene na EDS. Odnos izmeu niskih doza i rizika ne mora uvek biti linearan. Mogu nastati velike greke u proceni rizika ako se pretpostavi linearnost odnosa izmeu zauzetosti receptora i elijskog odgovora u celom opsegu doza, to je trenutno vaea pretpostavka. Veina toksina, naroito EDS, umesto linearne ima U - ili J krivu izmeu doze i efekta, u zavisnosti od toga da li posmatrana emergentna supstanca dovodi do poveanja ili smanjenja rizika. Danas se veruje da izloenost veoma niskim nivoima toksina moe imati tetnije dejstvo na homeostazu od izloenosti srednjem ili ak visokom nivou. Ovaj novi toksikoloki trend postao je vrlo vaan za istraivae, naunike i zakonodavce koji se bave problematikom novo-starih emergentnih hemikalija, zbog nekompatibilnosti dosadanjih metoda za odreivanje toksinosti, s obzirom na injenicu da danas veliki broj emergentnih supstanci ometa rad endokrinog sistema. Najnovija istraivanja su pokazala negativan uticaj vrlo niskih doza ovih supstanci na organizam oveka i ivotnu sredinu, iako se ranije smatralo da su niski nivoi toksinih supstanci sa kojima ovek svakodnevno dolazi u kontakt bezopasni. Fenomen koji se odnosi na toksinost niskih koncentracija nastaje usled slobodog kretanja malog broja molekula EmS i nezasenenih funkcionalnih grupa toksinog molekula, to omoguava brzu pokretljivost i orjentisanost, kao i neometanu penetraciju molekula EmS kroz elijske membrane, odnosno ciljane direktne napade na kljune fizioloke take funkcionisanja biosistema. Pri viim koncentracionim nivoima, molekuli zagaujuih supstanci se agregiraju i asociraju, titei aktivne funkcionalne grupe molekula, to smanjuje efikasnost aktivnih centara molekula pri toksikolokom delovanju. S obzirom na to da endokriniFakultet tehnikih nauka | Departman za inenjerstvo zatite ivotne sredine i zatite na radu 4


disruptori predstavljaju emergentni rizik za ivotnu sredinu, ljude i ivotinje, mnoge od ovih hemikalija se u okviru NORMAN Projekta2 navode kao emergentne supstance od znaaja. Detekcija dugotrajnog prisustva i utvrivanje tetnih efekata koje nano koncentracije velikog broja EmS u dugom vremenskom periodu imaju tokom unosa u ivi organizam, dovode do modifikacije tradicionalnih pristupa i formiranja novog koncepta u pristupu analize i zatite ivotne sredine, gde se posebna panja posveuje zatiti povrinskih i podzemnih voda koje slue kao izvorita za apstrakciju pijae vode. Jedna grupa emergentnih industrijskih supstanci odnosi se na globalne organske zagaujue supstance, proizvedene u cilju zatite ljudskog zdravlja, poboljanja kvaliteta ivota i poboljanja industrijske i poljoprivredne proizvodnje. Nove, visokoselektivne, sofisticirane analitike metode omoguavaju identifikaciju i kvantifikaciju EmS veoma niskih koncentracionih nivoa (ppb, ppt) u uzorcima povrinskih voda, abiotskog i biotskog matriksa, u kojima su EmS bile prisutne godinama unazad. Danas je u okviru CAS (eng. Chemical Abstract Service) prepoznato i registrovano vie od 32 miliona razliitih organskih supstanci. Od toga su 15 miliona komercijalno dostupna jedinjenja, a adekvatna kontrola i odgovarajui propisi postoje samo za 250 000 CAS supstanci, to iznosi 1.6% od komercijalno korienih EmS. To znai da vie od 98% EmS nisu uopte registrovane, nemaju katastarske liste i ine supstance sa zakonski nedefinisanim MDK (maksimalne dozvoljene koncentracije) i nedefinisanim EQT (eng. Environmental Quality Technology). Transport, sudbina i ekotoksikoloki efekti ovih supstanci su uglavnom jo uvek u fazi ispitivanja. Nedostatak odgovarajuih toksikolokih studija, koje bi pruile neophodne podatke o mehanizmima delovanja EmS na ivi svet u duem vremenskom periodu predstavlja znaajnu prepreku za dalju analizu ove grupe pseudo-perzistentnih kontaminanata. Odgovarajua procena rizika ne moe biti sa sigurnou utvrena za veinu EmS. Iz tog razloga tradicionalni pristup i upravljanje emergentnim kontaminantima mora biti modifikovano i mora se primeniti novi model koji ukljuuje prevenciju i savremene naune metode, bazirane na matematikim modelima predikcije i ranog otkrivanja.

1.2 Klasifikacija emergentnih supstanciLista trenutno najfrekventnije registrovanih i kvantifikovanih emergentnih supstanci, koja je otvorena za novo-detektovane supstance iz ove grupe definisana je u okviru NORMAN Projekta. EmS se prema NORMAN Projektu navode kao supstance detektovane u ivotnoj sredini (otpadne, povrinske i podzemne vode), koje trenutno nisu ukljuene u rutinske monitoring programe u okviru EU i ija sudbina, ponaanje i (eko) toksikoloki efekti jo uvek nisu potpuno jasni niti poznati. U okviru NORMAN liste postoji 23 kategorija (klasa) sa 79 podkategorija (podklasa) i preko 700 registrovanih emergentnih supstanci, pri emu je lista otvorena, a spisak EmS se proiruje i dopunjuje novodetektovanim supstancama sa emergentnim osobinama i delovanjem.

2

NORMAN eng. Network of reference laboratories for monitoring of emerging environmental pollutants, www.norman-network.net. Fakultet tehnikih nauka | Departman za inenjerstvo zatite ivotne sredine i zatite na radu 5


Tabela 1. NORMAN lista emergentnih supstanci3 (www.norman-network.net)Kategorija/ klasa Algal toxins Antifoaming agents Antioxidants Podklasa Cyanotoxins Antifoaming agents Antioxidants Antifouling compounds Antifouling compounds Bio-terrorism/ sabotage agents Complexing agents Organotin compounds Bio-terrorism/sabotage agents Complexing agents Aromatic sulphonates Alcohol ethoxylates (AEs), Alkanol amides, Alkyl glucamides (AGs), Alkyl polyglucosides (APGs), Alkyl sulfates (AS), Alkylether sulfates (AES), Alkylphenol ethoxylates (APEOs), alpha-Olefin sulfonates (AOS), Amine ethoxylates, Cocamidopropyl betaine, Fatty acid diethanolamides (FADAs), Organosilicones, Polyethylene glycols, Secondary alkane sulfonates (LAS) Linear alkylbenzene sulfonates (LAS) Ethoxylates/carboxylates of octyl/nonyl phenols C10-C14-LAS, C12-LAS 4-Nonylphenol di-ethoxylate (NPE2O), 4-Nonylphenol mono-ethoxylate (NPE1O), 4-Nonylphenoxy acetic acid (NPE1C), Individualne supstance Microcystin-LR,Microcystin-RR, Microcystin-YR Surfinol-104 2,6-Di-tert-butylphenol, 4-tert-Butylphenol, BHA, BHQ, BHT Irgarol Dibutyl tin ion, Monobutyl tin ion, Tetrabutyl tin ion, Diphenyltin ion, Triphenyltin ion Chloropicrin DTPA, EDTA, NTA, Oxadixyl, TAED Naphthalene sulphonic acid

Detergents

3

Autor specijalistikog rada je odluio da hemijske nazive jedinjenja ostavi u izvornom engleskom jeziku prema NORMAN Projektu zbog specifinosti vrste i tipa EmS.


6


4-Nonylphenoxyethoxy acetic acid (NPE2C), 4-Octylphenol di-ethoxylate (OPE2O), 4-Octylphenol mono-ethoxylate (OPE1O), 4-Octylphenoxy acetic acid (OPE1C), 4-Octylphenoxyethoxy acetic acid (OPE2C) Iodo-trihalomethanes, Bromoacids, Bromoacetonitriles, Bromoaldehydes, Haloacetic acids (chloro-, bromo-, iodo-) Bromate, Cyanoformaldehyde, Decabromodiphenyl ethane, Hexabromocyclododecane (HBCD), NDMA Benzylbutylphthalate (BBP), Diethylphthalate (DEP), Dimetylphthalate (DMP), Di-n-butylphthalate (DBP), Di-n-octylphthalate (DOP) Bisphenol A, Triphenyl phosphate 2,4-Dihydroxybenzophenone 1,2,5,6,9,10-Hexabromocyclododecane (HBCD),Tetrabromo bisphenol A (TBBPA), Tetrabromo bisphenol A bis (2,3 dibromopropylether), Hexabromocyclododecane (isomers), Decabromodiphenyl ethane 2,2\',3,4,4\',5\',6-Heptabromodiphenyl ether (BDE 183), 2,2\',4,4\',5,5\'-Hexabromodiphenyl ether (BDE-153), 2,2\',4,4\',5,6\'-Hexabromodiphenyl ether (BDE-154), 2,2\',4,4\',5-Pentabromodiphenyl ether (BDE-99), 2,2\',4,4\',6-Pentabromodiphenyl ether (BDE-100), 2,2\',4,4\'-Tetrabromodiphenyl ether (BDE-47), 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-Decabromodiphenyl ether (BDE-209), Technical Decabromodiphenyl ether, Technical Octabromodiphenyl ether,7

Disinfection byproducts (drinking water)

Other disinfection byproducts

Phthalates Plasticizers Other Benzophenone derivatives

Brominated flame retardants

Flame retardants Polybrominated diphenylethers



Technical Pentabromodiphenyl ether Tri-(dichlorisopropyl)phosphate, Triethylphosphate, Tri-n-butylphosphate, Triphenylphosphate, Tris(2-chloroethyl)phosphate Long chain PCAs (lPCAs, C>17), Medium chain PCAs (mPCAs, C14-17), Technical PCA products Acetylcedrene, Benzylacetate, Benzylsalicylate, Camphor, g-Methylionone, Hexylcinnamaldehyde, Isoborneol, Isobornylacetate, Isoquinoline, dLimonene, Methyldihydrojasmonate, Methylsalicylate, p-t-Bucinal, Terpineol Muskketone, Muskxylene, Musk ambrette

Organophosphates

Chlorinated paraffins

Fragrances

Fragrances Nitro musks Macrocyclic musks Polycyclic musks Gasoline additives Industrial chemicals Dialkyl ethers Industrial chemicals Carbon fullerenes Carbon nanotubes Carbon black Nanoparticles Silicon-based Titanium dioxyde Aluminium Oxide

AHTN (Tonalide), Galaxolide, OTNE, AHDI (Phantolide), ADBI (Celestolide), ATII (Traseolide) Methyl-tert-butyl ether (MTBE) TCEP, Triphenyl phosphine oxide Buckyballs (Fullerene C-60) Carbon nanotubes - single-wall, Carbon nanotubes - multi-wall,Carbon nanotubes - coated Carbon black Silicon Carbide, Silica Titanium dioxyde Aluminium Oxide (powder), Aluminium Oxide (fibre) 2-(N-ethylperfluorooctanesulfonamido)ethyl alcohol (N-Et-FOSE), 2-(N-methylperfluorooctanesulfonamido)ethyl alcohol (N-Me-FOSE), 6:2 Fluorotelomer sulfonate (6:2 FTS), Alcohol N-methylperfluorooctane sulfonamidoetanol (N-MeFOSE), N-ethylperfluorooctanesulfonamide

Perfluoroalkylated substances and their transformation products

Perfluoroalkylated substances


8


(EtFOSA), N-methylperfluorooctanesulfonamide (MeFOSA), N-methylperfluorooctanesulfonamidoethyl acrylate (N-MeFOSEA), Perfluorobutanesulfonate anion (PFBS), Perfluorodecane sulfonate (PFDS), Perfluorodecanoic acid (PFDA), Perfluorododecanoic acid (PFDoA) Perfluorododecanoic acid (PFDoA), Perfluoroheptanoic acid (PFHpA) Perfluoroheptanoic acid (PFHxA), Perfluorohexane sulfonate (PFHS), Perfluorononanoic acid (PFNA), Perfluorooctane sulfonamide (PFOSA), Perfluorooctane sulfonamidoethanol (FOSE), Perfluorooctane sulfonate (PFOS), Perfluorooctanesulfonyl fluoride (POSF), Perfluorooctanoic acid (PFOA), Perfluorosulfonamide, Perfluorotetradecanoic acid (PFTDA), Perfluoroundecanoic acid (PFUnA) Fluorotelomer alcohols Perfluorosulfonamido alcohols 4-Methylbenzylidene camphor, Benzophenone, Benzophenone-3, Butyl methoxydibenzoylmethane, Ethylhexyl methoxycinnamate, Eusolex, Homosalate, N,N-Diethyltoluamide, Octocrylene, Oxybenzone N,N-diethyl-m-toluamide (DEET), Bayrepel Octamethylcyclotetrasiloxane (D4), Decamethylcyclopentasiloxane (D5), Dodecamethylcyclohexasiloxane (D6), Hexamethyldisiloxane (HM or HMDS), Octamethyltrisiloxane (MDM), Decamethyltetrasiloxane (MD2M), Dodecamethylpentasiloxane (MD3M) Methyl-paraben, Ethyl-paraben, Propylparaben, Isobutyl-paraben Amitrole, Bentazone, Bromofos-ethyl, Carbazole, Carbendazim, Carboxin, Glyphosate, Chloridazon, Clopyralid,9

4:2 FTOH, 6:2 FTOH, 8:2 FTOH, 10:2 FTOH, 12:2 FTOH

Sun-screen agents

Insect repellents Personal care products Carriers

Parabens (hydroxybenzoic acid esters) Pesticides Polar pesticides and their degradation products



Chlorpropham, Chlorpyrifos, Chlorotoluron, 2,4 D, Dicamba, Desethylterbutylazine, Desmedipham, Desmetryn, Diazinon, Diclobenil, dDichlorvos, Dinoterb, Endosulfan-sulfate, Ethoprophos, Ethofumesate, Fluroxypyr, Heptenophos, Iodofenphos, Imidacloprid, MCPA, MCPB, MCPP (Mecoprop), Metalaxyl, Methomyl, Metamitron, Mevinphos, Phenmedipham, Prometryn, Prometon, Secbumeton, Terbutryn, Terbutylazine, Thiabendazyl, Triadimefon Other pesticides New pesticides Degradation products of pesticides Antimicrobial agents Biocides Biocides Analgesic Anorexic Anthelmintic Cypermethrin, Deltamethrin, Permethrin Sulfonyl urea Desisopropylatrazine, Desethylatrazine Dichlofluanide Triclosan, Methyltriclosan, Chlorophene Acetaminophen (paracetamol), Codeine, Hydrocodone Fenfluramine Ivermectin Amoxicillin, Ampicillin, Azithromycin, Chloramphenicol, Chlortetracycline, Ciprofloxacin, Clarithromycin, Cloxacillin, Danofloxacin, Dicloxacillin, Doxycycline (anhydrous), Doxycycline (monohydrate), Enoxacin, Enrofloxacin, Erythromycin, Flumequine, Josamycin, Lincomycin, Methicillin, Minocycline, Norfloxacin, Novobiocin, Ofloxacin, Oleandomycin, Oxacillin, Oxytetracycline, Penicillin G, Penicillin V, Roxithromycin, Spiramycin, Sulfadiazine, Sulfamerazine, Sulfamethazine Sulfamethoxazole, Sulfapyridine, Carbamazepine, Primidone Tetracycline, Tiamulin, Citalopram, Escitalopram, Sertraline, Fluoxetine, Fluvoxamine, Paroxetine Glyburide (glibenclamid, glybenzcyclamide), Metformin Diphenhydramine

Pharmaceuticals

Antibacterial

Anticonvulsant

Antidepressant

Antidiabetic Antiemetic


10


Antihistaminic Antihypertensive

Loratadine Nadolol, Verapamil Aceclofenac, Acemetacin, Acetylsalicylic acid (aspirin), Alclofenac, Diclofenac, Fenoprofen, Fenoprofen calcium salt dihydrate, Ibuprofen, Indomethacin, Ketoprofen, Meclofenamic acid, Mefenamic acid, Naproxen, Phenylbutazone, Phenazone, Propyphenazone, Tolfenamic acid Clotrimazole Cyclophosphamide, Cyclophosphamide (anhydrous form), Daunorubicin, Doxorubicin, Epirubicin, Fluorouracil, Ifosfamide Famotidine, Lansoprazole, Omeprazole, Ranitidine Acyclovir Alprazolam, Bromazepam, Diazepam, Lorazepam, Medazepam, Meprobamate, Nordiazepam, Oxazepam, Temazepam Acebutolol, Atenolol, Betaxolol, Bisoprolol, Carazolol, Metoprolol, Oxprenolol, Pindolol, Propranolol, Sotalol, Timolol Pentoxifylline Albuterol, Albuterol sulfate, Clenbuterol, Fenoterol, Salbutamol, Terbutaline Caffeine, Furosemide, Hydrochlorothiazide Bezafibrate, Clofibric acid, Etofibrate, Fenofibrate, Fenofibric acid, Gemfibrozil, Lovastatin, Mevastatin, Pravastatin, Simvastatin Acecarbromal, Allobarbital, Amobarbital, Butalbital, Hexobarbital, Pentobarbital, Aprobarbital, Secobarbital sodium 17-alpha-Estradiol, 17-alphaEthinylestradiol, 17-beta-Estradiol, Beta-sitosterol, Cholesterol, Diethylstilbestrol, Estriol, Estrone, Estrone 3-sulphate, Prednisolone, Dexamethasone, Bethametasone, Mestranol

Anti-inflammatory

Antimicrobial agent

Antineoplastic

Antiulcerative Antiviral Anxiolytic

Beta-Blockers Blood viscosity agents Bronchodilators Diuretic

Lipid regulators

Sedatives, hypnotics

Steroids and hormones


11


Psychiatric drugs X-ray contrast media Trace metals and their compounds Trace metals and their compounds Benzotriazoles Anticorrosives Methylbenzotriazoles (MBT) Tolyltriazoles (TT) Wood preservatives Phenols Drugs of abuse Other Benzothiazoles (BT) Nicotine metabolite

Amitryptiline, Doxepine, Imapramine, Nordiazepam, Zolpidem Diatrizoate, Iohexol, Iomeprol, Iopamidol, Iopromide Tetramethyllead, Tetraethyllead

4-Methyl-1H-benzotriazole, 5-Methyl-1H-benzotriazole, 5,6-Dimethyl-1-H-benzotriazole Tolyltriazole, 4-/5-Tolyltriazole (TTri) para-Cresol Cocaine, Codeine, Dihydrocodeine, Heroin, Hydrocodone, Morphine, Oxycodone Benzothiazole, 2-Mercapto-benzothiazole, Benzothiazole sulfonic acid Cotinine

Bez obzira na to to je veina EmS u ivotnoj sredini prisutna veoma dugo, znaaj i delovanje Ems molekula poznati su tek u poslednje etiri godine, zbog ega jo uvek ne postoji regulativa njihovog korienja i isputanja u ivotnu sredinu. Klasifikacija EmS se najee vri u skladu sa vrstom hemijskih jedinjenja kojima pripadaju, na osnovu tipa primene koju imaju (primene u razliitim granama industrijske ili komercijalne upotrebe), prema efektima koje izazivaju, izvorima emisije ili tipu izloenosti. U skladu sa navedenim kriterijumima, hemijska emergentna jedinjenja mogu biti, kao to je ve navedeno, farmaceutici i sredstva za linu higjenu (eng. pharmaceuticals and personal care products, PPCPs), industrijske hemikalije, aditivi i agensi, usporivai gorenja, aditivi u proizvodnji nafte i naftnih derivata, bioloki metaboliti i toksini, steroidi, ksenoestrogeni i druge endokrine disruptivne komponente (EDCs), metil tert-butil etri i slina jedinjenja, povrinski aktivne materije i njihovi metaboliti, nanopartikule, nusproizvodi hemijske dezinfekcije pijae vode, pesticidi i proizvodi njihove degradacije i mnoga druga jedinjenja kao na primer kofein, holesterol i sl. Izloenost organizma emergentnim supstancama je od posebnog znaaja u vodenim sistemima, zbog toga to se biotski matriks vodenih ekosistema nalazi pod stalnim dejstvom EmS. Zbog ove karakteristike EmS se navode kao pseudo-perzistentni polutanti i pored relativno kratkog vremena polu-ivota pojedinih jedinjenja u okviru ove klase. Polarna, odnosno nepolarna priroda jednog dela ili itavog molekula pojedinih emergentnih supstanci esto spreava ili oteava difuziju jedinjenja kroz graninu povrinu (voda/vazduh, voda/sediment, voda/biotski materijal, voda/mulj, voda/zemljite), a time i disperziju molekula iz vode u druge medijume ivotne sredine. To je u skladu sa koeficijentom difuzije kroz medijume, gasovitu, vodenu i vrstu fazu. EmS ozbiljno zagauju akvifere aluviona reka i najfrekventnije se u njima detektuju.


12


U daljem tekstu obrazloiemo osam opteprihvaenih grupa EmS, koje su klasifikovane na taj nain zbog sistematinosti i lakeg pregleda.

1.2.1 Farmaceutici Kontaminacija ivotne sredine farmaceuticima (eng. pharmaceuticals) je vrlo frekventna. Dokazano je da se vie od 65% proizvedenih farmaceutskih proizvoda nikada ne upotrebi, ve se vei deo njih odlae na deponije ili kao vrsti ili tean otpad uputa u kanalizacione sisteme (Vojinovi Miloradov Mirjana i dr., 2011). Primarni putevi kojima farmaceutici dospevaju u povrinske vode ukljuuju konvencionalna postrojenja za tretman komunalnih otpadnih voda i sisteme za isputanje netretiranih sanitarnih otpadnih tokova. Tehnoloke operacije koje se primenjuju za tretman komunalnih i industrijskih otpadnih voda nisu u mogunosti da odvoje niti otklone farmaceutike iz izlaznih tokova, ak ta vie, pojedine faze tretmana mogu da iniciraju degradaciju farmaceutika do formi koje imaju jo istaknutije negativne efekte po ivotnu sredinu. Drugi izvori emisije farmaceutika su farmaceutska i hemijska industrija, bolnice i ambulante, hemijske i bioloke laboratorije i odlaganje neupotrebljenih medikamenata kao vrst otpad. Kanalizacioni mulj se esto koristi kao poljoprivredno ubrivo, to predstavlja jo jedan od naina dospea farmaceutskih proizvoda i njihovih metabolita u zemljite. Zbog postojanja rezidua farmaceutskih proizvoda, u povrinskim vodama moe doi do akumulacije farmaceutika u sedimentu i renom mulju, koji na taj nain postaju novi izvori emisije EmS. Rezultati studija su potvrdili prisustvo rezidua razliitih klasa farmaceutika u povrinskim vodama. Meu njima najee su bili detektovani: antibiotici za humanu i animalnu upotrebu, kao to su ciprofloksacin, eritromicin, sulfametoksazol, tetraciklin, zatim, kodein, salbutamol, karbamazepin, antiinflamatori i analgetici, diklofenak, ibuprofen, paracetamol, i jodirana rendgen kontrastna sredstava (eng. iodinated X-ray contrast media), kao to su lopromid, lopamidol. U povrinskim vodama detektovane su i odreene koncentracije tamiflua i medikamenata, kao to su 5-fluorourcil ili ciklofosfamid, koji se koriste u okviru hemoterapije, kao i prisustvo stimulativnih sredstava, kokaina i amfitamina. Zukato (Zuccato et al., 2005) je objavio prvu sistematinu studiju o prisustvu kokaina i njegovih degradacionih proizvoda u povrinskim vodama reke Po. U ovoj reci su pronaeni i kofein iz aja, kafe i gaziranih pia, kao i nikotin, koji su takoe bili ukjueni u navedenu studiju. Koncentracioni nivoi detektovanih EmS u povrinskim vodama bili su reda veliine ng/L i nie. Jedan od najveih i najozbiljnijih problema kontaminacije jeste unoenje rezidua EmS iz izvorita vode u pijau vodu, a zatim i u organizam oveka. Iako se skoro uvek radi o niskim koncentracijama ovih kontaminanata, stalan i nekontrolisan unos farmaceutika putem pijae vode u duem vremenskom periodu moe da ostavi tetne posledice po zdravlje ljudi. U najsavremenijim istraivanjima iz ove oblasti dobijeni su podaci koji ukazuju na naglaenu akumulaciju farmaceutika u ivim organizmima. Pored toga, jo jednan izuzetno negativan aspekt hronine izloenosti EmS predstavlja i rezistencija na lekove usled konstantnog unoenja i njihove akumulacije u biosistemima.


13


1.2.2 Sredstva za linu higijenu U grupu sredstava za linu higijenu (eng. personal care products, PCPs) spadaju aktivni sastojci razliitih kozmetikih proizvoda, toaletnih preparata, osveivaa i mirisa koji se koriste za linu higijenu, negovanje i ulepavanje, i imaju zatitnu, korektivnu ili preventivnu namenu. Neke grupe PCPs sadre aromatine pseudo-perzistentne komponente, kao to su policiklini mousi, tonalidi i galaksolidi. Drugu tipinu podklasu PCPs ine amponi, sapuni, pomade i toaletni preparati koji u svom sastavu imaju zatitne komponente tipa parabena za inhibiranje razliitih bakterijskih procesa. Dezinfekciona sredstva kao to su triklozan (C12H7Cl3O2) i hlorofen (C13H11ClO) predstavljaju aromatine organske pseudo-perzistentne supstance iroko rasprostranjene u velikom broju komercijalnih proizvoda. Bakteriocidni i antigljivini agens, triklozan, predstavlja osnovni sastojak velikog broja proizvoda, od pasta za zube, sapuna i deterdenata, do deijih igraaka i odevnih predmeta. Poslednjih godina, posebna panja se posveuje ispitivanju uticaja koji na zdravlje oveka imaju rezidue komponenata krema i losiona za sunanje, koje obezbeuju UV zatitu UV filteri, tipa benzofenona (Vojinovi Miloradov Mirjana i dr., 2011). Putevi kojima PCPs dospevaju u ivotnu sredinu ukljuuju direktno isputanje efluenata u postrojenja za tretman industrijskih i komunalnih otpadnih voda (tuiranje, pranje odee, posua) i vode koja se koristi u rekreacione svrhe (bazeni, vlane saune, provrine za sunanje). Tenutno se sprovodi veliki broj toksikolokih istraivanja o predstavnicima EmS iz grupe PCPs koji mogu da izazovu odreeni stepen poremeaja hormonskih aktivnosti (UV blokatori, parabeni), toksikaciju organizma (UV blokatori) i ekstremnu bioakumulaciju u tkivima ivih organizama (mousi).

1.2.3 Nanoestice U poslednje vreme posebna panja je usmerena na analizu i istraivanje nanoestica (eng. nanoparticles), nanotehnologije i nanofenomena. Nanomaterijali su materijali sa morfolokim specifikumima sa strukturom manjom od jedne desetine mikrometra u najmanje jednoj dimenziji. Nanomaterijal je bilo koji materijal koji ima stukturu dizajniranu i proizvedenu tehnologijom prema nanoskali ili materijal veliine podmikronske estice. Prenici nanoestica se kreu u opsegu od 1 do 100nm. Fizike osobine nenoestica se razlikuju od osobina krupnijih formacija istog sastava. Odreeni materijali i metali dispergovani do nanoestica pokazuju potpuno nove katalitike i super-provodne osobine, a zlato i srebro dobijaju magnetne karakteristike. Pored neorganskih komponenata, poput TiO2 (titanium dioksid) i nanosrebra, postoje i organske nanoestice, ugljenine nanotube i nano-C60, fuleren. Nanomaterijali mogu biti prirodnog porekla ili proizvedeni sintetikim putem. Neki od njih se ve primenjuju u medicini, prehrambenoj industriji, katalitikoj proizvodnji, avio i raketnoj industriji, dok se za mnoge nove nanomaterijale tek predvia ekspanzija primene u razliitim granama industrije.


14


Slika 1a. Struktura nanomaterijala

Slika 1b. Fuleren C60

Slika 1c. (C60) 540

Slika 1d. Nanotuba

Slika 1e. Nanopore i nanocvetFakultet tehnikih nauka | Departman za inenjerstvo zatite ivotne sredine i zatite na radu 15


Uprkos malim dimenzijama, povrina nanoestica je izuzetno velika. To obezbeuje dug vremenski period hemijske reaktivnosti, specifinu kinetiku hemijskih i biohemijskih reakcija. Nanoestice penetriraju direktno kroz nanometarske kapilarne otvore elijskih membrana i dospevaju u razliite organe oveka i ostalih ivih organizama. Nanoestice izazivaju neka oteenja, od kojih su najznaajnija oteenja DNK i inflamantorne reakcije. Pored toga, zabeleene su odreene toksikoloke kontaminacije ivih organizama koje nastaju prilikom izlaganja EmS nanodimenzija. Potvreno je da nanoestice i nanofenomeni formiraju potpuno nove fizike osobine supstanci koje su jo uvek fazi istraivanja (Vojinovi Miloradov Mirjana i dr., 2011). Porast broja istraivakih studija i razvoj analitikih metoda u oblasti nanofenomena bi trebalo da dovede do prvog monitoringa podataka koji bi blie definisali sudbinu nanoestica u ivotnoj sredini, njihov ekotoksikoloki uticaj i potencijalni rizik po zdravlje ljudi.

1.2.4 Usporivai gorenja Usporivai gorenja (eng. fire retardants, FR) spadaju u grupu aditiva koji se koriste u tehnolokim procesima proizvodnje plastike, tekstilnih materijala, pene, nametaja, podnih i zidnih obloga, materijala kojima se oblae unutranjost automobila, sa ciljem smanjenja potencijalne opasnosti od izbijanja poara. FR se takoe nalaze u kompjuterskoj opremi, elementima televizora i drugih tehnikih ureaja. Njihova funkcija je da u sluaju pojave vatre inhibiraju ili usporavaju sagorevanje materijala iji su sastavni deo. Kao tipini usporivai gorenja najee su se primenjivali vrlo toksini polibromovani bifenili (PBB) i polibromovani difenil etri (PBDEs). Ova jedinjenja su strikturno vrlo slina konvencionalnim perzistentnim organskim polutantima (POPs), kao to su polihlorovani bifenili, te im je ponaanje, sudbina, transport i depozicija unutar medijuma i kroz razliite medijume ivotne sredine gotovo ista. FR su bioakumulativna hemijska jedinjenja koja su perzistentna u ivotnom okruenju, sa izraenim difuzionim svojstvom. Detektovana su u svim medijumima ivotne sredine, ak i u udaljenim regionima kao to su okeani i polarne oblasti u kojima nikada nisu proizvedeni ili upotrebljeni. Kada jednom dospu u prirodno okruenje, FR ne podleu procesima degradacije, ve nasuprot tome, zapoinju procese kruenja i particije izmeu osnovnih medijuma ivotne sredine. Na taj nain oni postaju ozbiljna smetnja primarnim fiziolokim funkcijama ivih organizama, ukljuujui i oveka. Veoma je komlikovano dijagnostikovati i inhibirati toksine efekate koje oni iniciraju i upravljati tokovima njihove depozicije. Ove supstance karakterie intenzivna bioakumulacija u masnom tkivu i biomagnifikacija kroz trofike lance ishrane. Rezidue pojedinih usporivaa gorenja mogu se detektovati u tkivima, krvnoj plazmi, humanom mleku i tkivima ivotinjskih organizama (Vojinovi Miloradov Mirjana i dr., 2011). Ve pri niskim koncentracijama, FR toksino deluju na ljude i ivotinje, sa suspektnim dejstvima na kancerogenezu, neuroloka obolenja, imunoloke disfunkcije, reproduktivne i endokrine poremeaje i sl. Najrasprostranjeniji BFRs koji se moe nai na tritu je tetrabrom-bisfenol-A (TBBPA), (slika 1.1). Bez obzira na to to se TBBPA primarno upotrebljava kao reaktivni usporiva gorenja (kovalentno vezan za polimer), izvesne koliine ovog BFRs bile su koriene kao aditivi.


16


Slika 1.1 Hemijska struktura tetrabrom-bisfenol-A (TBBPA) U drugu po veliini grupu BFRs spadaju polibromovani difenil-etri (PBDEs), (slika 1.2). PBDEs se dobijaju bromovanjem difenil-etra u prisustvu Friedel-Craftovog katalizatora (AlCl3) u rastvarau kao to je dibrom-metan. Molekul difenil-etra teorijski sadri 10 vodonikovih atoma i svaki od njih moe biti zamenjen bromom. Zbog toga postoji 209 moguih kongenera. Ipak, postoji manji broj kongenera, usled male stabilnosti i tenji ka debrominaciji.

Slika 1.2 Hemijska struktura polibromovanih difenil-etara (PBDEs) PBDEs se najee proizvode kao: penta-BDE, okta-BDE i deka-BDE i za razliku od drugih komercijalnih proizvoda, oni su relativno iste meavine. Ukoliko se PBDEs izloi sunevoj svetlosti dolazi do raspadanja molekula na nie PBDEs, za koje se smatra da su potencijalno jo toksiniji. Zbog svoje slabe rastvorljivosti bromovani usporivai gorenja ne dostiu svoje kritine koncentracije u vodi, ali se zato lako sorbuju u sedimentu i mulju. PBDEs se vrsto adsorbuju u zemljitu, sedimentu i mulju i koliine adsorbovanih kongenera se znatno razlikuju, kao posledica razliitog sadraja ovih materija u komercijalnim proizvodima. Procentualni udeli PBDEs kongenera, u razliitim biolokim uzorcima, nisu u skladu sa sastavom njihovih smea prisutnim u komercijalnim proizvodima. Ova injenica ukazuje na intenzivne procese degradacije i transformacije molekula PBDEs. Heksabromociklododekani (HBCDs) formiraju jo jednu grupu BFRs koja se primenjuje u komercijalnim prizvodima. Drugu klasu FR ine organofosfatna jedinjenja. Tipini predstavnici ove grupe su tributil fosfat i tris(2-hloroetil)fosfat. U skladu sa utvrenim i kvantifikovanim tetniim uticajima koje bromovani usporivai gorenja imaju na ivotnu sredinu i ive organizme, redukovana je njihova primena, a kasnije i zabranjena. U mnogim komercijalnim proizvodima FR su danas zamenjeni organofosfornim jedinjenjima. Ekotoksikoloi efekti organofosfatnih FR jo uvek nisu sa sigurnou utvreni. Usled bolje rastvorljivosti u vodi, u odnosu na bromovane usporivae gorenja, lake se disperguju kroz sve medijume ivotne sredine i detektuju u povrinskim vodama.


17


Tabela 1.1 Sadraj bromovanih usporivaa gorenja (BFRs) u razliitim polimerimaPolimer polistirenska pena polistiren epoksi smole poliamidi poliolefini poliuretani politeraftalati nezasieni poliestri polikarbonati kopolimeri stirena Sadraj BFRs (%) 0,8 4 11 15 19 33 13 16 58 10 18 8 11 13 28 46 12 15 Tip BFRs HBCDs dekaPBDE, bromovani polistiren TBBPA dekaPBDE, bromovani polistiren dekaPBDE, propilen dibromo stiren pentaPBDE, estri TBBPA bromovani polistiren, 18erivate PBDE TBBPA bromovani polistiren, 18erivate PBDE oktaPBDE, bromovani polistiren

Polibrominovani difenil etri (PBDEs) bioakumuliraju u biotskom materijalu i imaju potencijalne karakteristike endokrinih disruptora. Usporivai gorenja na bazi fosfata u dodiru sa otvorenim plamenom formiraju nesagorivu barijeru. Akumulacija rezidua jedinjenja tipa tris-(2-hloroetil)fosfat (TRCP), koje se koriste danas u mnogim industrijskim i komercijalnim proizvodima, prema najnovijim istraivanjima, mogu da dovedu do pojedinih poremeaja u radu centralnog nervnog sistema.

1.2.5 Endokrino-modularne komponente Endokrino-modularne komponente spadaju u grupu EmS koja obuhvata prirodne i sintetizovane hormone, fitoestrogene, biljne sterole, surfaktante, pesticide, polihlorovane bifenile (PCBs), dioksine, furane i druga jedinjenja. Polni hormoni ukljuuju androgene, kao to su androstenedion i testosteron, i estrogene, kao to su estron, estriol, 17 estradiol, 17-estradiol i progesterone. Takoe, postoje i sintetiki androgeni (ksenestrogeni), kao to su 17-etinil estradiol i dietilstilbestrol, koji se korisiti u kontracepciji. Estrogeni se ekskretuju iz ljudskog organizma. Oni se lako degradiraju u aerobnim uslovima, dok je za degradaciju u anaerobnim uslovima karakteristina usporena kinetika procesa. Neka od ovih jedinjenja su uobiajeno prisutna u otpadnim vodama i efluentima postrojenja za tretman kanalizacionog mulja, gde se esto formiraju anaerobni uslovi (Vojinovi Miloradov Mirjana i dr., 2011).


18


1.2.6 Siloksani Siloksan predstavlja hemijsko jedinjenje koje se sastoji od strukturnih jedinica R2SiO, gde R predstavlja vodonikov atom ili ugljovodoninu grupu. Pripada iroj grupi organosilicijumskih jedinjenja.

Slika 1.3 Siloksan jedinica Siloksani mogu imati dve vrste osnova razgranate ili nerazgranate. One se sastoje od naizmeninih atoma silicijuma i kiseonika Si-O-Si-O-, sa sporednim lancima R koji su povezani sa atomima silicijuma. Siloksani se nalaze u proizvodima kao to su dezodoransi, lubrikanti, aditivi za hranu i neki sapuni, ali i u deponijskom gasu i ine alternativu za perhloroetilene kod hemijskog ienja. Ciklotetrasiloksani i ciklopentasiloksani (poznati i kao D4 i D5) su toksini, perzistentni, i u akvatinim organizmima imaju naglaen potencijal ka bioakumulaciji. EEA (eng. European Environmental Agency) klasifikuje D4 kao endokrini disruptor, jer utie negativno na funkciju hormona oveka i reproduktivni sistem jer smanjuje plodnost. Takoe je potvreno da izloenost visokim dozama D5 uzrokuje tumore materice i tetno utie na reproduktivni i imuni sistem, a ima i negativan uticaj na neurotransmitere u nervnom sistemu.

1.2.7 Heksahlorobutadieni (HCBDs) Hlorovani aromatini dien predstavlja emergentnu supstancu koja se koristi kao konstitutivni fluid razliitih komercijalno proizvedenih rastvaraa za druge hlorovane organske komponente.

Slika 1.4 Hemijska struktura heksahlorobutadiena (HCBDs)


19


1.2.8 Perfluorooktan sulfonska kiselina (PFOS) i perfluorooktanska kiselina (PFOA) Ove kiseline predstavljaju industrijski proizvedene, sintetizovane hemikalije koje se smatraju globalnim emergentnim polutantima. to se tie njihovih karakteristika i toksinosti, oni su perzistentni molekuli, sa sumnjivo negativnim uticajima na normalan rast, razvoj i funkcionisanje ivih organizama. Eksperimenti na ivotinjama potvrdili su toksina dejstva ovih supstanci. Perfluorooktan sulfonska kiselina (PFOS) ili perfluorooktan-sulfonat je sintetski proizveden fluorosurfaktant. Dodat je Aneksu B dopunjene i korigovane Stokholmske konvencije o perzistentnim organskim zagaujuim supstancama 2009 godine (www.pops.int).

Slika 1.5 Hemijska struktura perfluorooktan sulfonske kiseline (PFOS) i perfluorooktanske kiseline (PFOA) Perfluorooktanska kiselina (PFOA), poznata kao C8 i perfluorooktanat, je sintetika, stabilna perfluorisana karboksilna kiselina i fluorosurfaktant. Osnovna jedinica C8F17 je visoko hidrofobna kao i drugi fluorougljenici, dok sulfonska grupa poveava polarnost. Osnovna industrijska primena PFOA je kao surfaktanta u polimerizaciji emulzije fluoropolimera.


20


1.3 Fiziko-hemijske karakteristike selektovanih emergentnih supstanci ije je prisustvo u aluvionu Dunava od najveeg znaaja za istraivanje kontaminacije regiona VojvodineU tabeli 1.2 prikazani su karakteristini fizikio-hemijski parametri najfrekventnije detektovanih emergentnih supstanci, prema literaturnim podacima, u renom slivu Dunava. Tabela 1.2 Fiziko-hemijske karakteristike odabranih EmSNaziv jedinjenjaIbuprofen (analgetik, antiinflamatorni antipiretik) 206.29 3.5 0.021 0.025Pa

Hemijska struktura

Molekulska masa(g/mol)

logKow

Rastvorljivost u vodi (na 25C) g/L

Napon pare

BCF

Vreme poluivota

1.86X10 mmHg

-4

9 (ribe, nakon 48h)

1.82h

Diklofenak (Analgetik, antiinflamatorni antipiretik) Karbamazepin (antikonvulzivni i lek za stabilizaciju raspoloenja) 1H-Benzo-1,2,3triazol (inhibitor korozije) 236.269 2.25 0.01766 296.148 4.51 0.00237

6.14X10 mmHg 8.186X10 Pa-6

-8

7 (ribe, nakon 48h)

1.2-2h

1.4X10 mmHg 1.866X10 Pa-5

-7

2565h (posle nekoliko doza 12-17h)

119.12

1.42

21

emergentne supstance u površinskim akvatičnim sistemima

Documents