monitoring i analityka w badaniach … · ekosystem funkcje program monitoringu narzedzia i...

35
MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH SRODOWISKOWYCH Jacek Jacek NAMIEŚNIK NAMIEŚNIK Katedra Katedra Chemii Chemii Anal Anal i i t t y y c c znej znej , Wydzia , Wydzia ł ł Chemi Chemi czn czn y, y, Politechnika Politechnika Gda Gda ń ń sk sk a, a, ul. ul. G. G. Narutowicz Narutowicz a a 11/12, 11/12, 80 80 - - 952 952 Gda Gda ń ń sk sk ; ; tel tel : 347 : 347 - - 10 10 - - 10; 10; fax fax : 347 : 347 - - 26 26 - - 94; 94; E E - - Mail: Mail: chemanal chemanal @ @ pg pg . . gda gda . . pl pl http:// http:// www www . . pg pg . . gda gda . . pl pl / / chem chem /Katedry/Analityczna/ /Katedry/Analityczna/ analit analit . . htm htm

Upload: dangbao

Post on 28-Feb-2019

215 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH SRODOWISKOWYCH

Jacek Jacek NAMIEŚNIKNAMIEŚNIK

Katedra Katedra Chemii Chemii AnalAnaliittyyccznejznej, Wydzia, Wydziałł ChemiChemicznczny, y, Politechnika Politechnika GdaGdańńskska, a, ul. ul. G. G. NarutowiczNarutowicza a 11/12, 11/12, 8080--952 952 GdaGdańńsksk;; teltel: 347: 347--1010--10;10; faxfax: 347: 347--2626--94; 94;

EE--Mail:Mail: chemanalchemanal@@pgpg..gdagda..plpl

http://http://wwwwww..pgpg..gdagda..plpl//chemchem/Katedry/Analityczna//Katedry/Analityczna/analitanalit..htmhtm

Page 2: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

EDUKACJA

DOSTĘPNE TECHNIKII METODYKI ANALITYCZNE

BADANIA NAUKOWE I PRACEROZWOJOWE

ANALITYKACHEMICZNA

BADANIAPODSTAWOWE

BADANIASTOSOWANE

Page 3: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Wzajemne oddzialywania pomiedzy spoleczenstwemi analityka chemiczna

Problem:Spoleczne

zapotrzebowanie nainformacje chemiczne

Problemanalityczny

Uzyskanie potrzebnejinformacji analitycznej

Procesanalityczny

Rozwiązanie problemu

Page 4: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

NAUKI O ŚRODOWISKU

ANALITYKA

MONITORING

KONTROLA I ZAPEWNIENIE JAKOŚCI WYNIKÓW

POMIARÓW ANALITYCZNYCH

Page 5: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

TYPY INFORMACJI ANALITYCZNYCH UZYSKANYCH W TRAKCIE TYPY INFORMACJI ANALITYCZNYCH UZYSKANYCH W TRAKCIE BADABADAŃŃ PRPRÓÓBEK BEK ŚŚRODOWISKOWYCHRODOWISKOWYCH

stwierdzenie obecności danego indywiduum w badanej próbce;

stwierdzenie obecności analitu na wyższym poziomie stężeń niżwartość dopuszczalna;

stężenie analitu i jego zmiany w czasie;

rozmieszczenie analitu wewnątrz badanego obiektu materialnego;

całkowita zawartość danego pierwiastka w próbce i jego specjacja;

skład elementarny analitu;

budowa cząsteczki analitu.

Page 6: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Oznaczanie poziomuzanieczyszczeń w próbkachśrodowiskowych (powietrze,woda, gleba, osady denne,

żywność, biota)

Instrumentacja

ANALITYKA I MONITORING

Społeczeństwo,polityka,

administracja

Bilans masowy, cyklebiogeochemiczne,

degradacja, badaniazmian (szlaki przemian)

Testy in vitro

Przyszłe badania

ZANIECZYSZCZENIA SRODOWISKA

Metodykianalityczne

Dokumentacja.Wymiana informacji

Oganizmy żywe

Rola analityki i monitoringu w badaniach srodowiska

Resorpcja

Wyniki badań in vivo

Badania metabolizmu

Ocena zagrożenia

Normy, przepisy prawne

Page 7: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Identyfikacja źródełemisji zanieczyszczeń

Ocena efektywnościzabiegów

sozotechnicznych

Oszacowanie zasięguoddziaływania źródełemisji zanieczyszczeń

Oszacowanie emisjii

Standardowa ocenajakości elementów

środowiska(zgodność znormami i

przepisami)

Badanie tła i trendówdługookresowych

Badanie przemianchemicznych,

biochemicznych ifootchemicznychzanieczyszczeńśrodowiska

Badanie drógprzemieszczania się

zanieczyszczeń

Cele i zadania analityki i monitoringuœrodowiskowego

Pomiar imisjiBadania procesów

zachodz¹cyh wœrodowisku

Badanie wpływuzanieczyszczeń nazmiany klimatyczne

Badaniaekotoksykologiczne

Pomiar ekspozycji

Badania procesówkumulacji i

metabolizmuzanieczyszczeńprzez organizmy

żywe

Page 8: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Ekosystem Funkcje

Program monitoringu

Narzedzia i dzialania Podejmowaniedecyzji

Normy iprzepisyPolityka srodowiskowa

Zarzadzanie srodowiskiem

Interwencje WEJSCIE WYJSCIE

Monitoring srodowiskowy jako czesc systemu zarzadzania i kontroli srodowiska

Page 9: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Schemat postepowania przy projektowaniu i ocenie programów monitoringusrodowiska

CELEIdentyfikacja rodzajów informacjiniezbędnych dla podjęcia decyzji

ZEWNETRZNE OGRANICZENIA- ekologiczne- techniczne- metodologiczne- statystyczne- fizyczne

Wykorzystanie informacjiprzy podejmowaniu decyzji

Dostepne srodki

Koszty

Korzysci

Oczekiwane korzysciAnaliza korzysci

i kosztów

1. Zadania monitorngu- ocena stanu środowiska- wykrywanie zmian w środowisku

2. Obiekty monitoringu (wskaźniki)

3. Strategia pobierania próbek- wybór miejsc pobierania próbek- zasady popdziału monitorowanego obszaru

4. Uzyskanie danych pomiarowych- wybór metod pomiarowych (metody polowe)- określenie stopnia rozdzielczości wyników pomiarów w czasie i przestrzeni

5. Gromadzenie danych pomiarowych- przechowywanie danych- obróbka statystyczna i prezentacja danych

6. Kontrola i zapewnienie jakości

7. Zarządzanie programem

Page 10: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

CzujnikiTesty

Chromatograficzne

Termiczne

Immunochemiczne

Spektroskopowe

Analit(y)

Technikiinstrumentalne

ElektrochemiczneChemiczne

BioczujnikiSondy

Techniki analityczne wykorzystywane w badaniach srodowiska

Page 11: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

TENDENCJE ROZWOJOWE W ANALITYCE I MONITORINGU ŚRODOWISKOWYM

Etap procedury analitycznej Aspekty metodologiczne Instrumentacja

Pobieranie próbek--------- Pasywne techniki

pobierania próbek analitów

Przygotowanie próbek do analizy

Bezrozpuszczalnikowe techniki przygotowania próbek

Miniaturyzacja przyrządów analitycznych

Wykrywanie, identyfikacja i

oznaczanie ilościowe analitów

Genomika – proteomika –metabolomika –transkryptomika. Analityka specjacyjna.

Wykorzystanie parametrów sumarycznych.Bioanalityka i biomonitoring

Nowe detektory i czujniki.Techniki łączone.Szybkie testy.Zdalne techniki pomiaru stopnia zanieczyszczenia

Obróbka danych pomiarowych

--------- Systemy eksperckie

Wspomaganie procesu analitycznego

---------Systemy eksperckieWykorzystanie GIS, dokumentacji video, fotograficznej i filmowej

Page 12: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Ocena stopnia zanieczyszczenia środowiskaBIOANALITYKA i BIOMONITORING

ANALITYKA SPECJACYJNA WSKAŹNIKI SUMARYCZNE

Uzyskana informacja jest bardzo ogólna, ale daje kompleksową odpowiedź

czy środowisko oddziaływuje toksycznie na

organizmy żywe

Informacja analityczna jest bardzo szczegółowa,ale nie-

wystarczająca z punktu widzenia niekorzystnego

oddziaływaniazanieczyszczeń obecnych w danym elemencie środowiska

na organizmy żywe

Źródło ogólnych informacjianalitycznych, które nie są powiązane za pomocą

prostej zależności z toksycznością danego elementu środowiska.

Page 13: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Schematyczne przedstawienie zależności występujących w środowisku

Informacje o stanie zanieczyszczeń środowiska

Rozcieńczenie(stężenie zanieczyszczeń)

Skład pierwiastkowyzanieczyszczeń

Sumaryczne parametry stopnia zanieczyszczeniaśrodowiska

ppth ppm ppb ppt ppq

Bioakumulacja

Ekotoksykologia

Fizjologia (niezbędność)

Odległe skutki toksyczne

Interpretacja środowiskowa

Specjacja zanieczyszczeń

Wzajemne zależności pomiędzyindywiduami chemicznymi

zależności

Los środowiskowy (szlaki przemian)

Page 14: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

GŁÓWNE OBSZARY WYKORZYSTANIA ANALITYKI SPECJACYJNEJ

Rodzaj próbek Przykłady

Próbki środowiskowe

określenie cykli biogeochemicznych poszczególnych pierwiastków;wyjaśnienie ścieżki przemian (losu środowiskowego) określonego indywiduum

chemicznego;określenie ekotoksykologicznego działania poszczególnych indywiduów

chemicznych (ocena ekspozycji endemicznej i zawodowej);oszacowanie frakcji biodostępnej poszczególnych zanieczyszczeń;oszacowanie niebezpieczeństwa wyługowania niektórych składników gleby i

skał (metali ciężkich) do wód powierzchniowych

Próbki materiałówbiologicznych

identyfikacja i ilościowe oznaczanie indywiduów odgrywających ważną rolę w fizjologii (toksyczność i niezbędność);

wyjaśnienie mechanizmu procesów metabolizmu;poszukiwania wskaźników (markerów) opisujących rolę poszczególnych

indywiduów (kliniczna diagnoza objawów chorobowych);ocena zagrożenia związanego z ekspozycją na różnego typu czynniki

szkodliwe (ekspozycja endemiczna i zawodowa);określenie mechanizmu procesu detoksykacji;

Próbki produktówżywnościowych

określenie roli mikroskładników (niezbędność a toksyczność)

Próbki związków aktywnych biologicznie (farmaceutyki iparafarmaceutyki)

rozróżnienie związków o działaniu leczniczym i toksycznym (specjacja chiralna)

Page 15: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Z A N IE C Z Y S Z C Z E N IA S R O D O W IS K A

E N V IR O N M E N T A L P O L L U T A N T S

Z a n ie c z y s z c z e n ia p o d le g a ja c eu r e g u lo w a n io m p r a w n y m

R e g u la te d p o l lu ta n ts

Z a n ie c z y s z c z e n ia n ie p o d le g a ja c eu r e g u lo w a n io m p r a w n y mN o n r e g u la te d p o l lu ta n ts

E to k s y la n y a lk i lo fe n o lo w eA lk y lp h e n o l e to x y la te s - A P E O ’s

S te re o id o w e h o rm o n y p łc io w eS te re o id s e x h o rm o n e s

Ś r o d k i o d k a ż a ją c eA n t is e p t ic s

D o d a tk i d o b e n z y n yG a s o lin e a d d it iv e s

Ś ro d k i h ig ie n y o s o b is te jP e rs o n a l c a re p ro d u c ts

N o w o p o ja w ia ja c e s ie z a n ie c z y s z c z e n iaN e w e m e rg in g p o l lu ta n t s

P o z o s ta ło ś c i ś ro d k ó w fa rm a c e u ty c z n y c hP h a rm a c e u t ic a l re s id u e s

Z w ią z k i z a k łó c a ją c e ró w n o w a g ę h o rm o n a ln ąE n d o c r in e d is ru p t in g c o m p o u n d s - E D C ’s

B ro m o w a n e o p ó ź n ia c z e z a p ło n uB ro m in a te d f la m e re ta rd a n ts - B F R ’s

S y n te ty c z n e z w ią z k i p iżm o w eS y n th e t ic m u s k c o m p o u n d s

N ie z id e n ty f ik o w a n e z a n ie c z y s z c z e n iaN o n id e n t i f ie d p o l lu ta n t s

Page 16: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

MIĘDZYNARODOWY PROJEKT ODRA (IOP)(1997-2001)

Miejsca pobierania próbek wody oraz wybrane punktowe źródła emisji zanieczyszczeń

Opole

Wrocław

Głogów

Kostrzyń

Szczecin

Połęcko

KGHMHUTA MIEDZI(85 tys.m3/d)

PRZECIĄŻONEPOLA IRYGOWANE(60 tys.m3/d)

WROCŁAWSKAOCZYSZCZALNIAŚCIEKÓW (22 tys.m3/d)

ZGKMMIASTO OŁAWA(7,5 tys.m3/d)

ZAKŁADY CHEMICZNE“ROKITA”(30 tys.m3/d)

JELCZAŃSKIEZAKŁADYSAMOCHODOWE(2 tys. m3/d)

PUNKTOWE ŹRÓDŁAEMISJI ZANIECZYSZCZEŃ

MIEJSCA POBRANIAPRÓBEK WODY (KAMPANIA X/2000)

Page 17: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

BRZEG DOLNY - dno - Ś

5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 30.000 35.000 40.000rt 0

100

%

21.987

3.315

3.185

0.246

5.018

7.788 12.261 14.094

33.793

32.636

32.02528.032

23.66425.406

30.230

Chromatogram uzyskany w wyniku analizy próbki wody rzecznej techniką PT-TD-GC-MS (miejsce pobrania: Brzeg Dolny)

Czas retencji (min)

Page 18: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Związki organiczne zidentyfikowane w wodach rzeki Odry- wyniki analiz przesiewowych techniką PT-TD-GC-MS

heksan, benzen, heptan, disiarczek dimetylu, toluene, octan butylu, heksanal, o – ksylen, p – ksylen, etylobenzen, nonan, styren, heptanal, n – propylobenzen, dekan, 1,2,3 – trimetylobenzen, 1-etylo-4-metylobenzen, α-metylostyren, 1,3,5 – trimetylobenzen, 6-metylo-5-hepten-1-on, benzaldehyd, oktanal, 1,2,4 –trimetylobenzen, 2-etylo-1-heksanol, benzonitryl, 1 –propenylobenzen, 1,4 – dietylobenzen, undekan, 1-metylo-4-propylobenzen, kwas (p-hydroksyfenylo) fosfonowy, 1-etylo-3,5-dimetylobenzen, 2,5-dimetylo-1-hepten-4-ol, 2-etylo-1,3-dimetylobenzen, 3,7-dimetylo-1,6-oktadien-3-ol, nonanal, acetofenon, 1,2,3,4 – tetrametylobenzen, benzoesan metylu, 2,7 –dimetylooktan, 1-etenylo-4-etylobenzen, N – etylobenzamina, dekanal, naftalen, kwas benzoesowy, 3,6 – dimetyloundekan, undekanal, octan bornylu, nasycone rozgałęzione C13-15, dodekanal, 2-etenylonaftalen, eter difenylowy, 6,10-dimetylo -5,9-undekadien-2-on, α-farnesen, ftalan dibutylu, 1,2-dihydro-2,2,4-trimetylochinolina, butylohydroksytoluen, α-izometylojonon, heksadekan, lilial, propionian 2-metylo-1-(1,1-dimetylo- etylo)-2-metylo-1,3-propanodiylu, heptadekan, ftalan dietylu, 1 – oktadeken, dihydrojasmonian metylu, mirystynian izopropylu

1,1 – dichloroeten, 1,2 – dichloroetan,

trichloroeten, 1,2 – dichloropropan,

tetrachloroeten, chlorobenzen,

1,3 – dichlorobenzen, 1,4 – dichlorobenzen, 1,2 – dichlorobenzen,

eter bis(2-chloroizo-propylowy)

INNE ZWIĄZKI ORGANICZNEZWIĄZKI

CHLOROORGANICZNE

Page 19: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Klasyfikacja szybkich testKlasyfikacja szybkich testóów w wykorzystywanych wykorzystywanych w praktyce analitycznejw praktyce analitycznej

SZYBKIE TESTY

CHEMICZNE BIOLOGICZNE

MOKRE TESTY BIOTESTY

TESTY IMMUNOLOGICZNE........................

ELISA

SUCHE TESTY...................................PÓŁSUCHE TESTY

Page 20: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Narzędzia bioanalityczne... z wykorzystaniem mikrobiotestów

Vibrio fischeriOrganizm wskaźnikowyOrganizm wskaźnikowy TestTest Normy Normy

WODAVibrio fischeri (toksyczność ostra) Microtox(M 500 Analyzer SDI, USA) ISO 11348:1996

Daphnia magna (toksyczność ostra)

Daphtoxkit FTM magna (przesiewowy test toksyczności ostrej wód powierzchniowych

ISO 6341 Testy MicroBiozalecenia producenta

Daphnia magna (toksyczność chroniczna) Oznaczanie toksyczności ostrej ISO 10706

OSADYHeterocypris incongruens(toksyczność chroniczna)

Ostracodtoxkit FTM zalecenia producenta

Heterocypris incongruensDaphnia – a waterflea

Page 21: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Klasyfikacja odcieków ze składowisk parametry

fizykochemiczne parametry ekotoksykologiczne

Piezometr

wg rozporządzenia MŚ wg Helcom wg Krebsa składowisko Bądki

P1 (01.07.2003) I P2 (11.10.2003) I P3 (01.07.2003) 0 P3 (11.10.2003) II P4 (11.10.2003)

brak dostępu do

dokumentacji

0 składowisko Bierkowo

P1 (15.11.2003) 0 P5 (15.11.2003)

brak dostępu do dokumentacji 0

składowisko Linowiec P2 (07.12.2003) V III P2 (23.02.2004) V IV P6 (07.12.2003) V VI P6 (23.02.2004) V VI P7 (07.12.2003) V I P7 (23.02.2004) V I P8 (07.12.2003) V 0 P8 (23.02.2004) V VI P9 (07.12.2003) IV 0 P9 (23.02.2004) IV II P10 (07.12.2003) IV 0 P10 (23.02.2004) IV II

składowisko Lucin P1a (15.11.2003) V II P2 (15.11.2003) V III P3a (15.11.2003) V III

składowisko Rokitki P1 (10.11.2003) III I P2 (10.11.2003) IV I P3 (10.11.2003) IV I P4 (10.11.2003) V I P5 (10.11.2003) V I

składowisko Rybska Karczma P1 (16.06.2003) II I P2 (16.06.2003) II 0 P3 (16.06.2003) II 0 P3 (04.11.2003) II 0

składowisko Łebcz P1 (12.07.2003) III 0 P1 (23.10.2003) III I P2 (12.07.2003) III 0 P2 (23.10.2003) III 0 P3 (12.07.2003) II 0 P3 (23.10.2003) V* 0 P4 (12.07.2003) II 0

Przekroczenia wartości dopuszczalnej takich parametrów jak: mętność, barwa, Fe i Cl sprawiają, że wody podziemne są zakwalifikowane do V klasy, podczas gdy ich jakość ekotoksykologiczna jest bardzo dobra.

Wykonane badania wskazują, że nie istnieje prosta korelacja pomiędzy

klasyfikacją czystości wód w oparciu o badania parametrów

fizykochemicznych a ich jakościąekotoksykologiczną.

Przykład I

Page 22: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Klasyfikacja odcieków ze składowisk parametry

fizykochemiczne parametry ekotoksykologiczne

Piezometr

wg rozporządzenia MŚ wg Helcom wg Krebsa składowisko Bądki

P1 (01.07.2003) I P2 (11.10.2003) I P3 (01.07.2003) 0 P3 (11.10.2003) II P4 (11.10.2003)

brak dostępu do

dokumentacji

0 składowisko Bierkowo

P1 (15.11.2003) 0 P5 (15.11.2003)

brak dostępu do dokumentacji 0

składowisko Linowiec P2 (07.12.2003) V III P2 (23.02.2004) V IV P6 (07.12.2003) V VI P6 (23.02.2004) V VI P7 (07.12.2003) V I P7 (23.02.2004) V I P8 (07.12.2003) V 0 P8 (23.02.2004) V VI P9 (07.12.2003) IV 0 P9 (23.02.2004) IV II P10 (07.12.2003) IV 0 P10 (23.02.2004) IV II

składowisko Lucin P1a (15.11.2003) V II P2 (15.11.2003) V III P3a (15.11.2003) V III

składowisko Rokitki P1 (10.11.2003) III I P2 (10.11.2003) IV I P3 (10.11.2003) IV I P4 (10.11.2003) V I P5 (10.11.2003) V I

składowisko Rybska Karczma P1 (16.06.2003) II I P2 (16.06.2003) II 0 P3 (16.06.2003) II 0 P3 (04.11.2003) II 0

składowisko Łebcz P1 (12.07.2003) III 0 P1 (23.10.2003) III I P2 (12.07.2003) III 0 P2 (23.10.2003) III 0 P3 (12.07.2003) II 0 P3 (23.10.2003) V* 0 P4 (12.07.2003) II 0

anilina

chlorobenzen

Chromatogram uzyskany w wyniku analizy próbki wody podziemnej pobranej w dniu 7.12.2003 r. z piezometru P-6 (składowisko w Linowcu) z wykorzystaniem techniki GC-MS

Najwyższą toksyczność ostrą wykazują próbki wód z piezometru P6 (VI klasa jakości ekotoksykologicznej) Jednocześnie ich jakość oceniona w oparciu o parametry fizykochemiczne jest równie zła (V klasa –przekroczone parametry to: zawartość azotu amonowego i fenoli).Szczegółowe badania chemiczne pozwoliły zidentyfikować silnie toksyczne związki takie jak anilina i chlorobenzen.Wydaje się, że klasyfikacja jakości wód wykonana w oparciu o parametry fizykochemiczne nie oddaje faktycznego zagrożenia związanego z chemicznym zanieczyszczeniem wód podziemnych. Monitoring powinien być uzupełniony o badania ekotoksykologiczne.

dibutyloftalan

Przykład II

Page 23: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

EUROCAT European Catchments. Catchments Changes and their impact on the coast(realizacja 2001-2003, projekt realizowany w ramach V PR EU)

Projekt Pilotowy wdrożenia wytycznych monitoringu i oceny jakości wód transgranicznych w zlewni rzeki Bug w ramach Konwencji EKG/ONZ o ochronie i użytkowaniu cieków transgranicznych i jezior międzynarodowych”(realizacja w latach 04.2001-2002)

Ocena wpływu wybranych składowisk komunalnych województwa pomorskiego na ekotoksyczność wód podziemnych. Projekt pilotowy(realizowany w roku 2003; dotowany przez WFOŚ w Gdańsku)

„Oddziaływanie na wody morskie oczyszczonych ścieków z komunalnej oczyszczalni „Gdańsk – Wschód” wprowadzonych do Zatoki Gdańskiej za pomocą kolektora podmorskiego w odległości 2,5 km od brzegu”(realizowany w latach 2002-2003; wykonana na zlecenie Gminy Miasta Gdańska)

„Ocena stanu ekologicznego Jeziora Turawskiego w celu opracowania działań na rzecz jego poprawy”(realizowany w latach 2003-2004; współfinansowany przez Biuro Pełnomocnika Rządu do Spraw „Programu dla Odry – 2006 i WFOŚ w Opolu )

Page 24: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Wady i zalety technikWady i zalety technik imunoanalitycznych imunoanalitycznych wykorzystywanych w wykorzystywanych w badaniach badaniach śśrodowiskowychrodowiskowych

ZALETY WADY I OGRANICZENIA

możliwość szerokiego wykorzystywania w praktyce analitycznejwysoka czułość i specyficznośćłatwość i szybkość wykonania analizyredukcja praco- i czasochłonnych etapów przygotowania próbek do analizybezpośredni charakter techniki (duża szybkość uzyskiwania informacji analitycznej)łatwość automatyzacji proceduryduża przydatność zarówno w warunkach laboratoryjnych, jak i polowychidealne narzędzie do badań próbek zawierających duży ładunek zanieczyszczeńwysoka efektywność ekonomiczna procesu analitycznego próbek o małej masie lub

- wysokie koszty wprowadzenia do praktyki analitycznej (opracowanie nowych metodyk)

- skomplikowany proces syntezy haptenów- wrażliwość na reakcje zakłócające

(reakcje krzyżowe)- możliwość występowania

niespecyficznych interferencji- ograniczona przydatność w przypadku

próbek charakteryzujących się niewielkim ładunkiem zanieczyszczeń

- mała przydatność do jednoczesnego oznaczania wielu zanieczyszczeń

- brak akceptacji wśród analityków –praktyków (głównie ze względu na konserwatywne przekonania i postawy)

-

---

-

--

-

-

objętości

Page 25: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

BIOMONITORINGBIOMONITORING

Oznaczanie niezmienionych form związków chlorowco-organicznych w płynach biologicznych człowieka:

krew (ograniczenia)

mocz

Wyniki badań analitycznych próbek moczu Wyniki badań analitycznych próbek moczu ludzkiego mogą być źródłem informacji o wielkości ludzkiego mogą być źródłem informacji o wielkości

narażenianarażenia

Page 26: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Źródła lotnych Źródła lotnych zwizwiĄĄzków chlorowcoorganicznychzków chlorowcoorganicznychprzedostajprzedostajĄĄcychcych się do organizmu ludzkiegosię do organizmu ludzkiego

POWIETRZE WEWNĘTRZNE

PRODUKTY SPOŻYWCZE

Woda

OPADY ATMOSFERYCZNE śnieg, deszcz, mgła

ORGANIZMLUDZKI

ATMOSFERA NA STANOWISKU PRACY

POWIETRZE ZEWNĘTRZNE

MOCZ

WODY POWIERZCHNIOWE

Parowanie

KREW

Page 27: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Zasada działania zestawu do izolacji lotnych analitów organicznyZasada działania zestawu do izolacji lotnych analitów organicznych z ch z próbek o złożonym składzie matrycypróbek o złożonym składzie matrycy

Technika analityczna: TLHSTechnika analityczna: TLHS--DAIDAI--GCGC--ECDECD

Page 28: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Chromatogramy uzyskane w trakcie analizy próbek wodnych roztworów wzorcowych: a) przed (z pominięciem etapu izolacji i wzbogacania próbki) i b) po wzbogaceniu przy zastosowaniu techniki TLHS

12

3

4

5

0 10 20

min.

b)

a)

1 – dichlorometan, 2 – chloroform,3 – bromodichlorometan4 – dibromochlorometan5 – tetrachloroeten

CHROMATOGRAMY

Page 29: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

WYNIKI OZNACZEŃ Rodzaj narażenia: „woda pitna”

Porównanie stężeń wybranych lotnych chlorowcoorganicznych w próbkach wody i moczu pobranych od dawców zamieszkujących różne dzielnice Trójmiasta

Page 30: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

ProblemyProblemy i wyzwaniai wyzwania

szeroka gama analitów

szerokie zakresy stężeń analitów w próbkach o różnym składzie i pochodzeniu

niebezpieczeństwo wystąpienia interferencji związanych z występowaniem w próbce innych składników o bardzo zbliżonych właściwościach fizykochemicznych

zmiany czasowe i przestrzenne stężeń analitów w obrębie danego elementu środowiska

brak wyczerpujących informacji o ścieżkach przemian i metabolizmie analitów i pojawiających się produktach tych procesów

wielofazowy charakter poszczególnych elementów środowiska

trudności z walidacją stosowanych procedur analitycznych w związku z ograniczonym dostępem do materiałów odniesienia

Page 31: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Centrum Doskonałości Analityki i Monitoringu Środowiska (CEEAM)

Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny, Katedra Chemii Analitycznej

http://www.pg.gda.pl/chem/CEEAMhttp://www.ceeam.edu.pl

Projekt badawczy realizowany dzięki wsparciu otrzymanego w ramach Piątego Programu Ramowego Komisji Europejskiej, akcja kluczowa „Zrównoważone zarządzanie i jakość wody”,

priorytet „Energia, Środowisko i Zrównoważony Rozwój”

Page 32: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Działania prowadzone w ramach CEEAM

1) Dydaktyczna (organizacja konferencji, seminariów, kursów, staży naukowych, współpraca

ze środowiskiem nauczycielskim Trójmiasta, Klubem Rzymskim oraz Instytutem Polityki i

Gospodarki w Hamburgu)

2) Wydawnicza (opublikowanie 7 pozycji naukowych, współpraca z Wydawnictwem

Naukowym PWN S.A)

3) Naukowa (realizacji projektów w ramach 5 i 6 PR UE, programie ERASMUS MUNDUS,

LEONARDO DA VINCI oraz SOKRATES, kooperacja z Pomorskim Centrum Badań i

Technologii Środowiska).

Page 33: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

01-07.08.2005 Szkoła letnia „CHEMOMETRIC ASPECTS OF ENVIRONMENTAL ANALYSIS”

04-30.07.2005 Studium podyplomowe „ANALYSIS OF ENVIRO-NMENTAL AND FOOD POLLUTANTS”

Kursy: Kurs chromatografii gazowej - kurs podstawowy14-18.02.2005 / 10-24.06.2005 Kurs chromatografii cieczowej20-24.06.2005Kurs Przygotowania Próbek do Analizy 27-29.06.2005

W przygotowaniu:Kurs zastosowania chromatografii gazowejKontrola i zapewnienie jakości wyników analitycznych

Plany na rok 2005

Page 34: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Granty europejskie realizowane przez Katedrę Chemii Analitycznej (Wydział Chemiczny Politechniki Gdańskiej)

Akronim Pełna nazwa projektu Czas realizacji

FERTILIZERS AND HEALTH

Workplace monitoring and occupational health studies at some plants using nuclear and related analytical techniques

2001-2002

EUROCAT European catchments. Catchments changes and their impact on the coast

2001-2003

TRAP-NAS Training on the production and use of reference materials in NAS

2002-2003

VI-RM The European Virtual Institute for Reference Materials

2003-2005

QUA-NAS Improving the infrastructure for metrology in chemistry in candidate New Member States

2003-2005

CEEAM Centre of Excellence in Environmental Analysis and Monitoring

2003-2005

ELME European Lifestyles and Marine Ecosystems

2004-2006

Page 35: MONITORING I ANALITYKA W BADANIACH … · Ekosystem Funkcje Program monitoringu Narzedzia i dzialania Podejmowanie decyzji Normy i przepisy. Polityka srodowiskowa Zarzadzanie srodowiskiem

Dziękuję za uwagęDziękuję za uwagę