1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif 1212570_28446780.jpg logo_mu_cerne.gif
Luděk Bláha, PřF MU
Chemické látky v ekosystémech
- Část 2: transformace -
OPVK_MU_stred_2

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
Co by si student(ka) měl(a) odnést ?
•Vysvětlit hlavní transformační procesy, které látky prodělávají v prostředí
•
•Vysvětlit co je persistence, jak se měří a jak se vyjadřuje
•
•
•

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
Typy transformací organických látek:
- částečná změna struktury (např. vstup OH do neutrální mk)
  - degradace na menší organické molekuly
- úplná degradace org. látky (CO2, H2O)
Hlavní procesy
- chemická (fotochemie, hydrolýza) / biotická (enzymatická)
Výsledek transformace
à produkce netoxických produktů
à tvorba ještě toxičtějších produktů (! př. Hg -> Me-Hg)
CHEMICKÁ TRANSFORMACE A DEGRADACE

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
Hlavní procesy (záleží na prostředí)
- atmosféra: fotochemické transformace, oxidace (kyslík!)
- voda: reakce kyslíkem (v prostředí i v těle!), hydrolýza
(hydroxyl, carbonyl ... -> vyšší polarita a rozpustnost)
- anoxické prostředí (sedimenty, hluboké vrstvy v podzemí) - redukční reakce
-
Členění biotransformace (zjednodušeně)
Úplná biotransformace („Ready biodegradability“ )
- látka je využívána mikroorganismy jako zdroj uhlíku à produkce CO2
Kometabolizace
- mikroorganismy potřebují jiný (hlavní) zdroj C
- transformace látky v rámci „vedlejších“ procesů
CHEMICKÁ TRANSFORMACE A DEGRADACE

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif E3



1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
Kinetika transformace - důležitá pro environmentální osud
Kinetika prvního řádu
Ct = C0 . e-kt
Ct - koncentrace v čase t
C0 - počáteční koncentrace
k - konstanta (rychlost degradace)
t - čas
k - odvození ze závislosti ln (C0/Ct) vs. t
Po odvození:
t1/2 = ln2 / k = 0.693 / k (= poločas života half-life)
CHEMICKÁ TRANSFORMACE A DEGRADACE

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
CHEMICKÁ TRANSFORMACE A DEGRADACE
Time (days)

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
Poločas života vybraných pesticidů v půdě
Příklady
Látka
Poločas života v půdě (roky)
(t1/2,
resp. DT50 – disappearance time 50%)
Chlorované látky
     DDT
3-10
     Dieldrin
1-7
     Toxafen
10
Organofosfát – chlorfenos
0,2
Karbamát – carbofuran
0,05 – 1

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
Stanovení degradace v praxi (standardy)
Doporučení OECD – guideline 307
•Aerobic and Anaerobic Transformation in Soil
–Přidání studované látky (může být radioaktivně značená)
–Inkubace v čase
àextrakce půdy (volatilní frakce)
àstanovení úbytku původní látky
vznik produktů transformace
àChemické metody (GC, LC apod)
–
–
•Domácí úkol (1)
•Znát OECD 307 guideline
•(zejména části: Principles + část 55 = Test report)
•
•Domácí úkol (2)
•Experimentální test anaerobní degradace:
•http://www.youtube.com/watch?v=Y_zFPkbrwSY

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
Kde najít informace o vlastnostech látek ?
•CAS – Chemical Abstract Services
•Provozuje Americká Chemická Společnost (ACS)
•CAS Number - Unikátní identifikátor
•eChemPortal.org

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
Domácí úkol (3)
•Pro jednu z chemických „látek“, které jste našli v koupelně vyhledejte tyto údaje:
•CAS Number
•Biodegradabilita
•

1212569_21823227.jpg logo_mu_cerne.gif
Který prvek hraje nejvýznamnější roli v transformacích chemických látek v prostředí země?
Které hlavní transformační procesy prodělávají látky v různých matricích v prostředí (vzduch, půda,
voda, sedimenty)
Co je to poločas života látky? Uveďte příklad látky s krátkým a dlouhým poločasem života? Jak
dlouhé jsou u takových látek jejich poločasy života?
Jak se v praxi stanovuje biodegradovatelnost chemické látky?
Jak se bude lišit poločas života benz[a]pyrenu (BaP) v těchto rozdílných situacích? BaP je vázán na
částice aerosolu ve vzduchu, BaP vázán v sedimentu na dně vodní nádrže.
V půdě je triazin v koncentraci 120 mg/kg a jeho DT50 je 180 dní. Za jak dlouho lze očekávat
snížení koncentrace pod 10 mg/kg?
SHRNUTÍ – otázky