Oxy-PAH Ett markproblem som sprider sig

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Oxy-PAH Ett markproblem som sprider sig"

Pernilla Lundström
för 8 år sedan
Visningar:

1 xy-pah Ett markproblem som sprider sig Staffan Lundstedt Kemiska Institutionen Umeå Universitet polar pac network

Umeå Universitet staffan.lundstedt@chem.

2 PAH vs. xy PAH 16 US EPA PAH 1 Swe UmU oxy PAH CH 3 Naphthalene Acenaphthene Acenaphthylene Fluorene 1-Indanone 9-Fluorenone Anthracene-9,1-dione 2-Methylanthracenedione Phenanthrene Anthracene Pyrene Fluoranthene 4H-Cyclopenta[def]phenanthrenone Benzo[a]fluorenone 7H-Benz[de]anthracen-7-one Benzo[a]anthracene Chrysene Benzo[k]fluoranthene Benz[a]anthracene-7,12-dione Naphthacene-5,12-dione 6H-Benzo[cd]pyren-6-one Benzo[b]fluoranthene Benzo[a]pyrene Dibenz[a,h]anthracene Indeno[1,2,3-cd]pyrene Benzo[ghi]perylene

Anthracene-9,1-dione 2-Methylanthracenedione Phenanthrene Anthracene Pyrene Fluoranthene 4H-Cyclopenta[def]phenanthrenone

3 Källor till oxy PAH.och PAH Bildas och släpps ut i samma processer som PAH. fullständig förbränning Pyrolytiska processer (koksverk, gasverk) Koltjära och kreosot Kan också bildas genom omvandling av PAH i miljön.

4 Bildning av oxy PAH Fotokemisk oxidation av PAH i luft och vatten Kemisk och mikrobiell oxidation av PAH i mark och vatten PAH Fullständig nedbrytning Koldioxid + vatten fullständig nedbrytning / omvandling xy-pah

PAH i mark och vatten PAH Fullständig nedbrytning

5 Biologisk omvandling av PAH sanering? PAH-nedbrytning med vitrötesvamp 2 Benz[a]anthracene Benz[a]antracene-7,12-dion 15 mg/kg weeks Andersson et al. 23, ET&C 22:6,

6 Kemisk omvandling av PAH sanering? Fenton s reagens / etanol (H Fe 2+ H + H Fe 3+ ) 3 25 Before After Relative conc. (% of initial) Acenaphthylene Acenaphthene Fluorene Anthracene Benzo[a]anthracene 1-Indanone 1,8-Naphthalic anhydride 4-hydroxy-9-fluorenone Anthracene-9,1-dione 1-Methylanthracenedione 2-Methylanthracenedione Benzo[a]anthracene-7,12-dione Lundstedt et al. 26, Chemosphere 65,

(% of initial) Acenaphthylene Acenaphthene Fluorene Anthracene Benzo[a]anthracene 1-Indanone

7 Bildning av oxy PAH Fotokemisk oxidation av PAH i luft och vatten Kemisk och mikrobiell oxidation av PAH i mark och vatten PAH Fullständig nedbrytning Koldioxid + vatten fullständig nedbrytning / omvandling xy-pah

8 PAH förorenade platser Mer än 16 PAH Hundratals andra PAH Alkylerade PAH Heterocykliska PAC:er Polära PAC:er, t.ex oxy PAH, nitro PAH, hydroxy PAH and azaarener N 2 H Bensinstationer Gasverk N 2 N Sågverk och träimpregn. anl. Koksverk Bangårdar

ex oxy PAH, nitro PAH, hydroxy PAH and azaarener N 2 H

9 xy PAH en viktig del av föroreningen Halter av PAH och oxy-pah i jord från Holmsunds f.d. träimpregneringsanl. mg/kg 25 2 Fluoranten: 13 mg/kg Pyren: 63 mg/kg

10 xy PAH en viktig del av föroreningen Halter av 16 PAH och 16 xy PAH i olika jordar ug/g dry soil Σ16-USEPA-PAH Σ16-xy-PAH 65 Ibland är oxy PAH halterna till och med högre än PAH halterna. Bandowe and Wilcke 21 J. Environ Qual. 39: och för enskilda ämnespar, som t.ex.: fluorenone / fluorene 9,1 anthracenedione / anthracene Sawmill 1 Sawmill 2 Coke oven Sawmill 3 Sawmill 4 Gasworks CRM Lundstedt et al. 27 Ambio 36(6): är kvoten oxy PAH / PAH ofta >1...ibland till och med >1. Bandowe et al. 21 Environ Poll. 158:

11 xy PAH:ers giftighet Flera enskilda oxy PAH:er har visat sig vara akut giftiga mot olika bakterier, alger, akvatiska organismer och växter, t.ex: Vibrio fischeri Daphnia magna Lemna gibba Flera oxy PAH:er orsakar oxidativ stress, hormonstörningar och celldöd vid exponering av däggdjursceller. Flera oxy PAH:er har visat sig vara genotoxiska och mutagena

ex: Vibrio fischeri Daphnia magna Lemna gibba Flera oxy PAH:er orsakar oxidativ stress,

12 xy PAH:ers giftighet Revertants / mg dry soil Mutagen effekt av den icke polära, PAHinnehållande ( ) och den semi polära, oxy PAH innehållande fraktionen ( ) av jordextrakt från olika PAH förorenade platser. Strain TA98 Revertants / mg dry soil Strain YG141 Gasw orks Coke oven Saw mill 1 Saw mill 2 Saw mill 3 Lemieux et al. 28 ET&C 27: Gasw orks Coke oven Saw mill 1 Saw mill 2 Saw mill 3

13 xy PAH:ers giftighet xy-pah:er och andra semi-polära ämnen är toxikologiskt mycket relevanta i många förorenade miljöer. Har visats genom effektbaserad fraktionering (EDF), och inte minst av Werner Brack m.fl. vid UFZ-Helmholtz Centre for Environmental Research, Leipzig, Tyskland. 4 number of positive wells TA98 TA98 with metabolic activation mutagenicity Resent results for sediments samples. % maximum induction estrogenicity pmol T4 eq/g dry sediment P1 P2 thyroid hormone disturbing potency P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P1 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P18 Lübcke-von Varel et al., in prep P 1 P 2 P 3 P 4 P 5 P 6 P 7 P 8 P 9 P 1 P 11 P 12 P 13 P 14 P 15 P 16 P 17 P 18 PCBs, PCDD/Fs, halogenated pesticides PAHs polar compounds

4 number of positive wells 5 4 3 2 1 TA98 TA98 with metabolic activation mutagenicity 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 Resent results for sediments samples.

14 xy PAH:ers lakbarhet och mobilitet Acc. leached frac. (%) a) b) Acc. leached frac. (%) L/S-ratio L/S-ratio.4 c) d).4 Acc. leached frac. (%) Acc. leached frac. (%) L/S-ratio Figure. Accumulated leached fraction of PAHs ( ) and oxy-pahs ( ) containing a) two, b) three, c) four, and d) five fused rings during column leaching of soil from the wood preservation site in Holmsund, Sweden L/S-ratio

$Accumulated leached fraction of PAHs ( ) and oxy-pahs ( ) containing a) two, b) three, c) four, and d) five fused rings$

15 mg/kg µg/l 3 xy PAH:ers lakbarhet och mobilitet PAHs and oxy-pah in soil ( ) and ground water ( ) at a wood preservation site. The average oxy-pah 12 /PAH 16 ratio in the groundwater was 24%, which should be compared to 15% in the soil.

16 xy PAH:ers lakbarhet och mobilitet xy-pah vs. PAH i jord och grundvatten Compound pair Average oxy-pah/pahratio in surface soil (%) Average oxy-pah/pahratio in groundwater (%) 1-indanone / naphthalene 5.1 (.48-2) 24 (1.9-93) 9-fluorenone / fluorene 198 (5.4-12) 125 (.16-7) anthracene-9,1-dione / 6 (9.7-15) 12 (4.6-41) anthracene methylanthracenedione / 11 (3.5-22) 5 (3.-14) methylphenanthrene 4H-Cyclopentaphenanthrenenone 5 (15-12) 67 (.91-25) / pyrene benzofluorenone / Fluoranthene 5.4 (1.1-16) 6.1 (.38-19) oxapyrenone / pyrene 6.6 (.6-23) 23 (.43-16) 7H-benz[de]anthracen-7-one / 1. ( ) 2.1 (.15-11) fluoranthene benz[a]anthracen-7,12-dione / 19 (2.8-63) 16 (.24-72) benz[a]anthracenen Naphthacene-5,12-dione / 14 (6.2-2) 2 (4.2-7) Chrysene xy-pah 12 / PAH (8.2-28) 24 (1.3-1)

9-93) 9-fluorenone / fluorene 198 (5.4-12) 125 (.16-7) anthracene-9,1-dione / 6 (9.7-15) 12 (4.6-41) anthracene methylanthracenedione / 11 (3.5-22) 5 (3.

17 xy PAH:ers lakbarhet och mobilitet Vertikal fördelning av PAHs och oxy-pah i jord från förorenade platser. Sum xy PAH Sum US EPA.5m.5 1m 1 1.5m 1.5 2m 2 2.7m ug/g dry soil Vertikal fördelning av PAH och oxy-pah i jord från en f.d. träimpregneringsanläggning. Lundstedt, Manuskript under bearbetning Bandowe 21, PhD-thesis, Johannes Gutenberg University, Mainz, Germany

7m 1 2 3 4 5 ug/g dry soil Vertikal fördelning av PAH och oxy-pah i jord från en f.d. träimpregneringsanläggning.

18 Sammanfattningsvis Mycket tyder på att oxy PAH utgör en ytterligare risk som bör beaktas vid riskbedömning och efterbehandling av PAHförorenade platser De uppträder ofta i halter som är jämförbara med PAH halterna Flera av de är giftiga. En del kan bildas när PAH:er bryts ned, och kan därför ackumulera i saneringsprocesser. xy PAH:er har generellt högre mobilitet än PAH:er och ugör därför en större spridningsrisk.

med PAH halterna Flera av de är giftiga.

19 The Polar PAC Network Nätverk av forskare, myndigheter, företag m.m. som har intresse av polära PAC:er (inkl. xy-pah) och hur dessa kan vara relevanta som markföroreningar. Kontaktnät, informations- och kunskapsutbyte, samarbeten samt uppmuntran till fortsatt forskning. Utgångspunkter Giftighet Halter i miljön Uppträdande i miljön 3 25 ug/g dry soil Σ16-USEPA-PAH Σ16-xy-PAH 2 15 Benz[a]anthracene Benz[a]antracene-7,12-dion Strain YG mg/kg 1 Revertants / mg dry soil Gasworks Coke oven Sawmill 1 Sawmill 2 Sawmill 3 Uppmätt mutagenicitet i den ickepolära ( ) och den semi-polära ( ) fraktionen av jordextrakt från olika PAC-förorenade platser 1 5 Sawmill 1 Sawmill 2 Coke oven Sawmill 3 Sawmill 4 Gasworks CRM Halter av 16-PAH ( ) och 16- xy-pah ( ) i jord från olika förorenade platser. Acc. leached frac. (%) L/S-ratio Lakhastighet för ( ) treringade PAH och ( ) treringade oxy-pah weeks mvandling av benz[a]antracen till 7,12-benzantracendion

Utgångspunkter Giftighet Halter i miljön Uppträdande i miljön 3 25 ug/g dry soil Σ16-USEPA-PAH Σ16-xy-PAH 2 15 Benz[a]anthracene Benz[a]antracene-7,12-dion 14 12 Strain YG141 2 15 2.

20 Aktiviteter Polar PAC Network Nätverkande, nya kontakter Aktiv web sida polar pac network.html Allmän info, 38 medlemmar från 14 länder >1 referenser Nätverksnyheter Informations och kunskapsutbyte workshop (6 pers) Informationsspridning via konferenser Forskning och publicering av resultat Samarbeten interkalibrering Gemensamma ansökningar

html Allmän info, 38 medlemmar från 14 länder >1 referenser Nätverksnyheter Informations och

Relevanta dokument

Tillämpad forskning med spets visst går det! Och med fördel tillsammans med branschen

Tillämpad forskning med spets visst går det! Och med fördel tillsammans med branschen Mats Tysklind Kemiska institutionen Umeå Universitet mats.tysklind@chem.umu.se +46-70-586 6999 Marksaneringscentrum