Poluanti Organici Semi-volatili.pptx

Poluanți organici semi-volatili în apele de suprafață din Iordania

Nae Mihai Bogdan – CEPA 1141

Introducere • Apa este una dintre resursele naturale pentru care susține viața pe pământ. Contaminarea apei cu micro-poluanți organici și anorganici este o preocupare deosebită care generează efecte toxice asupra oamenilor, florei și faunei. Cererea de apă crește din când în când cu o creștere în populație. Disponibilitatea apei la o mare parte a populației din mai multe țări ale lumii este o problemă serioasă. În zonele deluroase și regiunile semi-aride sau aride, oamenii nu au surse sigure de apă pentru băut. În astfel de circumstanțe, protecția resurselor de apă și exploatarea pentru nevoile umane sunt necesare.

• Iordania este printre cele zece țări care sunt cele mai sărace în resursele de apă. Precipitațiile sunt singura sursă regenerabilă de apă în Iordania. Peste 90% din precipitațiile anuale (8000 milioane de metri cubi) sunt pierdute la evaporare. Prin urmare, guvernul iordanian a construit baraje pentru a stoca excesul de precipitații în rezervoare din sezoanele ploioase. Unele rezervoare, cum ar fi rezervorul Barajului Regei Talal, primesc, de asemenea, apă reziduală tratată. Monitorizarea calității apelor de suprafață în Iordania este foarte importantă deoarece rezervoarele sunt surse esențiale pentru apa potabilă și alte activități domestice și agricole. Programe de monitorizare a metalelor grele au fost stabilite, substanțe chimice organice volatile, în special trihalometanii (THM) și poluanți organoclorurați persistenți (POP) pentru multe resurse de apă potabilă și de suprafață din Iordania.

• Apariția substanțelor nocive în mediu, inclusiv a compușilor organici semi-volatili antropogeni (SVOC), reprezintă o preocupare majoră, inclusiv hidrocarburile poliaromatice (PAHS), bifenilii policlorurați (PCB), esterii acidului ftalic (PAE), pesticidele organoclorurate (OCP) precum și dietileterii polibromurați (PBDEs) au fost responsabile pentru o serie de probleme de sănătate la oameni la animale. Unele SVOC (compusi org. semi-volatili antropogeni) pot fi transportate în atmosferă și condensate în locații relativ reci, cum ar fi corpurile de apă de suprafață. PCB-urile și unele OCP-uri au fost clasificate ca poluanți organici persistenți (POP) și interzise de a fi produse sau utilizate de Convenția de la Stockholm din 2001. Programele de monitorizare a contaminanților organici, inclusiv SVOC, în apă folosesc de obicei analiza GC / MS (cromatografia de gaze / spectrometria de masa) . O probă relativ mare de apă (până la 1 L) este de obicei extrasă fie prin extracție lichid-lichid (LLE) , fie prin extracția în fază solidă. Extractele reconstituite sunt analizate prin GC / MS.

Experimental • Eșantioane de apă lunare au fost colectate din cele patru zone de eșantionare în perioada aprilie-august 2010. Eșantionarea a fost efectuată în conformitate cu manualul USEPA (1982) pentru prelevarea probelor și conservarea probelor de apă și de canalizare. Eșantionarea a fost utilizată pentru colectarea probelor din fluviul Zarqa, în timp ce eșantionarea cu barca a fost folosită pentru baraje. Probele de apă au fost colectate utilizând vase de sticlă de marmură pre-curățate de 1 L, de la mijlocul celor trei rezervoare și la o adâncime de 30 cm de la râul Zarqa. Probele au fost analizate în două săptămâni de la prelevare, pentru a evita degradarea analitului. Probele au fost depozitate în întuneric, într-un frigider la 4 ° C. Probele au fost filtrate prin diametrul de 47 mm, dimensiunea porilor de 0,45 pm.

Extracție • A fost efectuată o serie de extracție lichid-lichid (LLE) la două valori pH, pH > 11 pentru analiții extractabili de bază / neutri și pH < 2 pentru analiții care pot fi extrași cu aciditate. Un litru de probă a fost transferat într-o pâlnie de separare de 2 L și s-au utilizat 60 ml dintr-un amestec 1: 1 de diclormetan și eter de petrol pentru extracție. După fiecare extracție, stratul organic a fost lăsat să se separe de faza apoasă timp de cel puțin 20 de minute. Procedura de extracție a fost repetată de două ori la fiecare pH. Extractul combinat a fost deshidratat prin trecerea prin sulfat de sodiu anhidru. Extractul uscat se evaporă rotativ (40 ° C, 130 rpm) până la 5 ml și apoi se concentrează până la 0,30 ml sub un curent de azot.

Analiza GC/MS • Analiza GC / MS este alcătuită dintr-un GC-17 gaz cromatograf , un OP5050 spectrometru de masă, precum și un sistem de date-Class 5000, ce a fost utilizat pentru analiza instrumentală . Separarea a fost realizată utilizând o coloană capilară de accent Optima 5 ( grosimea peliculei de 0,25 mm, grosime de 0,25 μm). Gazul purtător a fost 99,999% heliu , utilizat la un debit de 0,7 ml / min. Temperatura injectorului și a liniei de transfer a fost de 300° C, respectiv de 280° C. Au fost utilizate atât modul de scanare completă (cromatograma totală de ioni, TIC), pentru identificare, cât și modul de monitorizare selectivă a ionilor (SIM), pentru cuantificare.

Rezultate • Obiectivul nostru principal a fost monitorizarea concentrațiilor de SVOC din rezervoarele Iordaniene. Cincizeci și cinci de poluanți au fost vizați și au fost găsiți. Au fost identificați și cuantificați alți poluanți, referitori la acizi organici naturali.

• Figura 1 prezintă cele unsprezece baraje majore din Iordania. Barajul Al-Wehda are cel mai mare rezervor, cu o capacitate de 150 MCM. Celelalte trei rezervoare selectate reprezintă mai mult de 75% din capacitatea totală de stocare a apei din Iordania. Am urmărit, de asemenea, râul Zarqa, deoarece transferă apele reziduale tratate de la stația de epurare naturală a apei. Perioada de monitorizare a fost de la aprilie până în august, deoarece celelalte luni sunt fie ploioase (decembrie-martie), fie rezervoarele sunt drenate de cea mai mare parte a apei (septembrie-noiembrie) pentru irigații și scopuri casnice.

Fig 1. Harta Iordaniei cu principalele baraje.

• Figura 2 și Figura 3 prezintă cromatogramele tipice de curent total de ioni GC / MS (TIC) pentru probele de apă luate din rezervorul barajului King Talal ( fig.2 ) și celelalte trei ( figura 3 ). Figura 2 include cromatogramele GC / MS pentru probele prelevate din rezervorul de la King Talal, ca suprapuneri, pentru a ilustra consistența vârfurilor cromatografice prezente și variațiile lor de intensitate. Suprapunerile eșantioanelor sunt afișate deoarece apa de suprafață tratată de la stația de tratare Zay a fost contaminată cu apă uzată în mai multe rânduri. Pentru a determina dacă sursa de contaminare a fost rezervorul King Talal Dam, aceste cromatograme au fost utilizate ca o amprentă chimică pentru apa rezervorului King Talal.

• Fenolul a fost principalul contaminant al barajului River Zarqa și al barajului King Talal cu niveluri de 18,5 și 12,5 μg / l și concentrație mult mai scăzută la barajul Wadi Al-Arab (2,5μg / l). Fenolul este utilizat pe scară largă ca antiseptic în Iordania. S-au detectat esteri de ftalat la concentrații semnificative (μg / l) în toate probele de apă. DEHP(dietil hexil ftalat) este o preocupare majoră din punct de vedere ecologic, dar rădăcina sa principală este alimentară. OMS stabilește 8,0 μg / L ca valoare directă pentru DEHP în apa de băut. Această valoare este mult mai mare decât cea mai mare valoare detectată (1,15μg / l la râul Zarqa). S-au detectat șase din cele șaisprezece HAP-uri vizate în probele de apă colectate din rezervorul de la Barajul King Talal și din râul Zarqa, dar la concentrații mult mai mici.

Fig 2. Cromatograme GC/MS pentru probele de apa din barajul King Talal.

Figura 3 . Cromatograme GC / MS pentru probele de apă colectate în luna august de la: A: râul Zarqa (Seal Jarash); B: rezervorul Wadi Arab; C: rezervorul Wadi Mujib.

• O altă comparație a fost făcută între rezultatele Regei Talal Dam și valorile orientative pentru apele de suprafață. Fenolul depășește numai valorile orientative cu un factor 2 și 3 cu toate acestea, permite o concentrație maximă admisă de 46 μg / L. DCPh este ușor mai mare (0,25 față de 0,20 μg / L), în timp ce alți parametri, în special HAP, au valori mult mai mici. Aceste comparații confirmă buna calitate a apelor de suprafață din Iordania în ceea ce privește poluarea cu SVOC.

Concluzii • Acest studiu este primul care a raportat o analiză cuprinzătoare a SVOC (compușilor organici semi-volatili antropogeni) în apele de suprafață din Iordania . Aceste rezultate arată că regele Talal Dam și râul Zarqa au un număr mai mare de poluanți și concentrații. Această concluzie este de așteptat, deoarece ambele sunt situate în centrul Iordaniei, unde locuiesc circa 80% din populație. Rețeaua Talal Dam și apele din râul Zarqa sunt în prezent utilizate pentru irigații restricționate. Studiul comparativ împreună cu valorile internaționale de orientare ( tabelul 3 ), relevă calitatea bună a apelor de suprafață din Iordania.

• Concluzionăm că poluarea cu SVOC a apelor de suprafață din Iordania se încadrează în limite internaționale acceptabile, însă ar trebui implementate programe de monitorizare pe termen lung, în special pentru plastifianți , substanțe chimice fenolice și compuși poliaromatici.

Bibliografie • https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1878535214 000148