Monitorizarea Hidrocarburilor Aromatice și Poliaromatice din Sol

1. Hidrocarburile aromatice policiclice (HAP) sunt compusi organici nepolari alcatuiti din doua sau mai multe nuclee benzenice fuzionate care pot fi aranjate linear, angular sau in grupuri (clustere). Ele sunt hidrofobe avand solubilitatea foarte mica in apa si un coeficient octanol-apa foarte ridicat. In general hidrofobicitatea creste si volatilitatea descreste odata cu masa moleculara. HAP sunt clasificate in functie de numarul de nuclee, tipul nucleului si compozitia atomica. HAP cu masa moleculara mica contin doua sau trei nuclee condensate, iar cele cu masa moleculara mare mai mult de trei. HAP alternante sunt alcatuite din nuclee cu sase atomi de carbon pe cand cele nealternante sunt alcatuite din nuclee cu mai mult sau mai putin de sase atomi de carbon (ex. fluoren si fluoranten). Prin definitie HAP contin numai atomi de carbon si hidrogen in structura lor, dar unii atomi de carbon pot fi substituiti cu atomi de azot, sulf si oxigen, rezultand hidrocarburi heteroaromatice policiclice (ex. carbazol si dibenzofuran). Structura si unele proprietati fizico-chimice ale HAP sunt prezentate in tabelul 1.

Tabelul 1. Structura si proprietarile fizico-chimice ale unor HAP.

Denumire Fenantren Antracen Piren Benzo(α)piren

a Mackay&Callcott (1998)

b Datele pentru fenantren si antracen au fost obtinute de la Muller (1996), iar pentru piren si benzo(α)piren au fost obtinute de la Cerniglia (1992). (Ames) Salmonella typhymurium reversion assay, (CA) chromosomal aberrations (UDS) unscheduled DNA synthesis, (DA) DNA adducts, (SCE) sister chromatid exchange.

1.1 Distributia in sol

Multe HAP sunt cancerigene si se gasesc in majoritatea solurilor de suprafata. Concentratiile obisnuite in solurile padurilor se situeaza intre 5μg - 100μg/kg. Cantitati substantiale de HAP sunt transferate solului padurii din resturi vegetale, deoarece acesti compusi sunt absorbiti din aer pe materii organice cum ar fi frunzele. Solurile din mediul rural contin concentratii de HAP ce variaza intre 10 – 100 μ/kg si care isi au originea in principal din precipitatiile atmosferice. Atat in solurile din mediul rural cat si in cele din paduri s-au gasit ocazional concentratii de HAP de pana la 1000μg/kg. Zonele urbane au concentratii mai mari de HAP decat solurile din paduri si din mediul rural datorita multor surse de ardere a combustibililor fosili. In majoritatea solurilor din zonele urbane concentratiile de HAP variaza intre 600 - 3000μg/kg.

2. Metode analitice de determinare a HAP din sol

Pasii care trebuiesc indepliniti pentru determinarea analitica a HAP sunt urmatorii:

- Pretratamentul - realizat pentru a spori omogenitatea solului si pentru a mari extrabilitatea analitilor din sol.

- Extractia – realizata pentru a indeparta contaminantii din matrita solului si pentru transferul cantitativ in alt mediu, de obicei un solvent organic.

- Curatirea – realizata pentru indepartarea compusilor co-extractati care pot interfera in timpul analizei, si pentru a separa diferitele clase de analiti inaintea analizei propriu-zise.

- Analiza instrumentala – realizata pentru a separa, identifica si cuantifica analitii individuali din proba

2.1 Pretratamentul – Inaintea luarii unei probe pentru analiza, probele existente trebuie sa fie suficient omogenizate. HAP pot fi extrase fie din proble uscate, fie din probe ude. Cu toate acestea pastrarea, omogenizarea si extractia sunt mai usoare atunci cand probele sunt uscate. Uscarea probelor la temperatura ambientala sau ridicata poate altera concentratiile ex: prin contaminarea sau pierderea unor compusi prin evaporare (Law et. al., 1994). Posibilele contaminari sau pierderi trebuiesc verificate. Contaminarea se poate verifica prin expunerea a 1-2g de C18 legat cu siliciu la conditii de uscare si analizand acest compus ca pe o proba (Smedes si de Boer, 1998). Uscarea chimica a probelor poate fi realizata prin macinarea cu Na2SO4 sau MgSO4 pana cand proba atinge o consistenta nisipoasa. Este esential sa treaca cateva ore de la momentul macinarii si pana la extractie pentru a se permite deshidratarea completa a probelor. Apa reziduala va micsora eficienta extractiei.