RECETOX, Masaryk University, Brno, CR
holoubek@recetox.muni.cz; http://recetox.muni.cz
Ivan Holoubek
CHEMIE ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ II
Chemie technosféry a atmosféry
(II_02)
Technosféra - Zdroje chemických látek
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
2
Chemické látky
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
3
Chemické látky a my
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
4
Chemické látky
Chemické látky
 Anorganické
 Organické
Anorganické
 Kovy
 Polokovy
 Nekovy
 Jejich sloučeniny
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
5
Chemické látky
Organické
 Uhlovodíky
 Deriváty uhlovodíků
 Organokovové sloučeniny
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
6
Stabilita chemických látek
Chemické látky dle stability/reaktivity
Definice stability a reaktivity
Doba setrvání v prostředí vs. travel distance
Čím stabilnější tím delší TD
Definovat potenciál k DT
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
7
Závisí na fyzikálně-chemických vlastnostech
Stabilita
 Nedegradabilní
 Degradabilní – obtížně – persistentní
 Snadno rozložitelné (biologicky snadno rozložitelné –
problém ve vodách – v komentáři k tomuto dělení)
 Netečné plyny
Reaktivita
 Nereaktivní
 Reaktivní
Stabilita chemických látek
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
8
Rozložitelné – dle doby života
Definice dle SC
Stabilita chemických látek
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
9
Chemické látky v prostředí
 Esenciální, nezbytné pro různé životní procesy (vitamíny,
aminokyseliny, biogenní prvky)
 Bez zjevných škodlivých účinků (argon, celulóza) nebo jsou
snadno nahraditelné jinými (aminokyseliny, cukry)
 S nežádoucími, negativními vlivy pro některé nebo všechny
formy života (těžké kovy – Hg, Pb, Cd, PCDDs/Fs, PCBs..)
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
10
Environmental pollution (> 125 000 000)
Global inventory
and regulation
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
11
The Chemical Universe
The POTENCIAL Chemical Universe
 The KNOWN UNIVERSE of chemicals – more than 56 millions of
chemical compounds
 The Universe of POTENCIAL chemicals
- existed and identified compounds
- existed and not been identified yet
- compounds which could be possibly synthesized and added to a
seemingly limitless,
ever expanding chemical universe?
1060 compounds (30 atoms just C, N, O, or S)
- expanding to other heteroatoms (e.g., P a halogens), the number of
possible structures
defies our imagination
-chemical space –
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
12
The Chemical Universe
The KNOWN Chemical Universe
KNOWNN CHEMICAL UNIVERSE
- more than 56 millions chemical compounds (org. + inorg.)
- more than 62 million sequences
indexed in CAS Registry
ca 12 000 compounds !!! daily
COMMERCIALLY AVAILABLE chemicals - ca 14 millions
ca 250 000 chemicals were regulated worldwide
only ca - 1.8 % from commercially available compounds
less than - 0.5 % of the known universe of chemicals
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
13
 Průmyslové chemikálie
 Zemědělské chemikálie
 Polutanty globálního dopadu – CFCs, POPs, těžké kovy,
radionuklidy, částice
 Farmaceutika a prostředky osobní péče
 Látky modulující endokrinní systém
 Metabolity, degradační produkty
 Částice, nanočástice
Chemické látky v prostředí
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
14
Výskyt chemických látek v environmentálních
fázích
Atmosféra
 plynná fáze
 sorbované na tuhých částicích
 kapalná fáze (mokrá atmosférické depozice)
 sníh, led
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
15
Přírodní
Horniny a půdy Těžké kovy – Cd, Mn, Hg
Vegetace Se, Zn
Bažiny H2S, VOCs
Vulkanická činnost Těžké kovy
Požáry (lesní, prérijní..) PAHs, kovy
Antropogenní
Chemická výroba Kovy, OCs, pesticidy
Doprava HCs, PAHs, hetero-PAHs
Likvidace odpadů Kovy, organokovy, OCs
Spalovací procesy Kovy, PAHs, PCCs
Zdroje znečištění atmosféry
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
16
Lokální –
srovnání s NPK
Regionální –
změny
ekosystémů
Globální –
globální
změny
Emise, imise, transport
Emisní, imisní limity – dlouhodobé, krátkodobé
Intenzita zdroje – hmotnostní tok [g.h-1, kg.h-1]
Měrná emise – zatížení určité oblasti [g.m-2.d-1, t.km-2.r-1]
Střední doba setrvání
Znečištění atmosféry
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
17
Zdroje znečištění atmosféry
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
18
 Pevné částice
 Emise síry
 Emise NOx
 Ozón
 Těkavé organické látky
 Kyselé deště
 Emise oxidu uhličitého
Pevné částice
Emise síry
Ohrožení globální atmosféry
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
19
Antropogenní vlivy
Současné trendy
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
20
Toky polutantů ze spalování odpadů
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
21
Emise, transport a depozice acidifikujících
polutantů
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
22
Smogy
CHARAKTERISTIKY KLASICKÝ FOTOCHEMICKÝ
Místo prvního výskytu Londýn Los Angeles
Základní komponenty SOx, tuhé částice O3, NOx, HCs, CO,
volné radikály
Základní zdroje Průmyslové a domácí
spalování fosilních paliv
(uhlí, nafta)
Automobilová doprava
(benzín, nafta)
Vlivy na člověka Dráždění horních a
dolních cest dýchacích
Oční iritant
Vlivy na chemické látky Redukční Oxidační
Čas výskytu nejhorších
epizod
Zimní měsíce, zvláště
časné ráno (0 - 5 °C)
Okolo poledne v letních
měsících (25 - 30 °C)
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
23
Fotochemický smog – Los Angeles
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
24
Hydrosféra
 rozpuštěné látky (pravý roztok)
 nerozpuštěné látky (koloidy – sraženiny – splachy
z břehových partií – OV – atmosférická depozice)
 suspendované sedimenty
 dnové sedimenty
Výskyt chemických látek v environmentálních
fázích
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
25
Antropogenní ovlivnění hydrologického cyklu
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
26
Antropogenní znečištění vod
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
27
Primární:
 Inertní materiály (půda, kaolín..)
 Organické látky:
- přirozené - huminové látky, splašky…
- antropogenní - ropné látky, fenoly, pesticidy, detergenty..
 Anorganické látky:
- zvyšující solnost a korozivnost (NaCl, CaCl2)
- způsobující sekundární znečištění (PO4
3-, NO3
-)
- měnící pH vody (NH3, kyseliny)
- toxické (toxické kovy..)
 Bakteriální - patogenní organismy
 Tepelné - zvýšení T - pokles koncentrace kyslíku - urychlení
rozkladu organických látek
 Radioaktivní
Znečištění povrchových vod
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
28
Antropogenní zdroje odpadních vod z:
 těžby a zpracování rud, z hutí,
 válcoven,
 povrchové úpravy kovů,
 fotografického průmyslu,
 textilního průmyslu,
 kožedělného průmyslu,
 korozních procesů,
 vyluhování kalových depónií,
 anorganických pesticidů,
 atmosférické depozice.
Povrchové vody – znečištění - kovy
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
29
Uhlovodíky (RH, HCs), ropné látky
Ropné látky - uhlovodíky všech typů, nepolární i polární látky;
produkty zpracování ropy, benzíny, oleje, nafta.
Problémy:
 těžba
 přeprava
 zpracování
 použití
 odpady
 havárie na tocích i podzemních vodách
 technické závady
 chyby obsluhy
Ropné znečištění
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
30
Sekundární:
 eutrofizace vod - nadměrný rozvoj některých organismů
vyvolaný přísunem živin
Znečištění povrchových vod
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
31
Nepřímé vlivy chemických látek v prostředí -
eutrofizace
www.epa.gov
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
32
Povrchové vody – znečištění – eutrofizace
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
33
Nepřímé vlivy chemických látek v prostředí -
eutrofizace
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
34
Pedosféra
 sorbované na půdní částice
 rozpuštěné v půdní vodě
 obsažené v půdním plynu
Biosféra
Výskyt chemických látek v environmentálních
fázích
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
35
Agrochemikálie:
 Herbicidy (2,4-D; 2,4,5-T)
 Insekticidy (DDT, HCB)
 Fungicidy (Cu, Zn, Hg..)
 Akaricidy
 Hnojiva (Cd, U z fosforečnanů)
Likvidace odpadů:
 Zemědělské (kovy, pesticidy)
 Kaly z ČOV (kovy, PAHs, PCBs, PCDDs/Fs)
 Komunální
 Důlní (kovy)
 Popílky
Znečištění půd
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
36
Průmyslové zdroje:
 plynárny
 chemický průmysl
Nehody:
 koroze kovových konstrukcí
 ošetřování dřeva
 úniky podzemních skladovacích tanků
 sportovní aktivity
 válečné akce
Znečištění půd
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
37
Vlivy půdní kontaminace:
 přímá konzumace kontaminované půdy
 inhalace prachu a těkavých látek z kontaminovaných půd
 příjem rostlinami a následná kontaminace potravních
řetězců
 fytotoxicita
 likvidace kontaminovaných budov a zařízení
 požáry a výbuchy
 kontaminace vody
Znečištění půd
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
38
Chemizace zemědělství
Použití
průmyslových
hnojiv
Použití chemických
prostředků na ochranu
rostlin - pesticidy
Zemědělství
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
39
Použití průmyslových hnojiv a jejich vliv na prostředí:
Biogenní prvky:
 makrobiogenní - C, H, O, N, P, K, S, Ca, Mg, Fe (Na, Si)
 mikrobiogenní - stopové - B, Mn, Zn, Cu
Příjem:
C, H, O - bez problémů
N - jen některé rostliny přímo (luštěniny), další N - NH3,
N - NO3
P - rostlinné bílkoviny, tuky, NK; spolu s K, Ca, Mg, Fe, S - součást nerostů 
zvětrávání hornin  uvolnění  roztoky minerálních rozpustných solí
 vstřebávání rostlinami + NH4
+, NO3
- - z odumřelých organismů,
popř. po působení nitrifikačních
Zemědělství
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
40
Množství živin uvolněných přirozenou cestou - při dnešním
způsobu intenzivního hospodaření - nedostatečné
Použití hnojiv - dodání chybějících živin - udržení úrodnosti polí,
vzrůst rostlinné produkce
Přírodní hnojiva - malá koncentrace NPK, nesprávný poměr,
vedou však k tvorbě humusu
Průmyslová hnojiva - minerální soli, průmyslová produkce
Zemědělství
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
41
Vliv hnojení na prostředí:
 vzduch - výroba, transport, aplikace
 voda - OV z výroby a použití, splachy z polí
Transport z půdy do vody:
 rozpustnost - čím je větší, tím je transport živin rychlejší a
snazší
 sorpční vlastnosti živin
 vytěsňování - náhrada jinými ionty, vliv CO2 (Ca, Mg)
 snížení migrace - se vzrůstající hloubkou orničního profilu,
snížení průsaku atmosférických srážek, nižší mikrobiální
činnost
Povrchový splach živin (N, P) - eutrofizace jezer, rybníků,
vodních nádrží, pomalu tekoucích řek.
Zemědělství
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
42
Perspektivy:
výroba hnojiv v optimálních aplikačních formách:
 kapalná forma - aplikace postřikem (hnojení na list)
 výroba granulí - účinná látka vázaná na inertní nosič
Zemědělství
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
43
Chemická ochrana rostlin
Významný faktor intenzifikace zemědělské výroby
CÍL: ochrana kulturních rostlin a zásob potravin a materiálů
proti rostlinnýma živočišným škůdcům a ochrana zdraví
rostlin, zvířat a lidí proti přenašečům chorob a parazitům -
pesticidy
Z 800 000 existujících druhů hmyzu asi 10 000 způsobuje
významné ekonomické ztráty, z 30 000 plevelných rostlin, 1
800 vážně ohrožuje produkci obilí.
VÝZNAM:
 pro produkci potravin
 snížení výskytu epidemií
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
44
PESTICIDY: látky nebo směsi látek vyráběné pro prevenci,
likvidaci, přitahování, postřiky a kontrolu jakéhokoliv hmyzu
a nepotřebných druhů rostlin nebo zvířat během produkce,
skladování, transportu, distribuce a zpracování potravin,
zemědělských komodit nebo zvířecích krmiv nebo které
mohou být použity u zvířat pro kontrolu ektoparazitů.
Pojem zahrnuje je použití jako rostlinné regulátory, defolianty,
inhibitory růstu a látky aplikované na potraviny před a po
transportu.
Chemická ochrana rostlin
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
45
Způsob aplikace:
 postřiky:
 roztoky (vodné, organická rozpouštědla)
 disperze (emulgované nebo dispergované koncentráty)
 aerosoly
 popraše
 granule
 návnady
 součást průmyslových hnojiv
Chemická ochrana rostlin
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
46
RIZIKA:
 toxicita pesticidů pro užitečný hmyz, užitkový hmyz, člověka
 toxické degradační produkty
 riziko biologické přizpůsobivosti - adaptace organismů rezistence
škůdců vůči pesticidům - zvyšování dávek zvyšování
reziduí
 persistence v prostředí - adsorpce půdní organickou hmotou
- snížení pohyblivosti, biodostupnosti, sekundární
kontaminace
Chemická ochrana rostlin
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
47
Primární/sekundární polutanty
Primární polutanty
 Nebezpečné v původní podobě
 Látky primárně vstupující do prostředí z určitých zdrojů
(bodových, plošných, difuzních)
Sekundární polutanty
Mohou být nebezpečnější než primární.
V jednotlivých složkách prostředí vznikají přeměnou látek
primárně emitovaných:
 Biologickými procesy
 Chemickými reakcemi
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
48
Chemické látky
Podle původu:
 Přírodní (ropné, přírodně produkované..)
 Antropogenní (vyráběné/vedlejší produkty; průmyslové
chemikálie, prostředky ochrany rostlin, výbušniny, hořlaviny,
humánní a veterinární léky, kosmetické prostředky).
Velkotonážní/malotonážní produkce
Výrazně kontaminované matrice – atmosférické částice, kaly..
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
49
Kovy vs. organické látky
Kovy vs. OCs
Anorganické - kovy, metaloidy, kovové sloučeniny
Organické (sloučeniny C) - organické sloučeniny, organokovové
sloučeniny
Jedna z nejrizikovějších skupin znečišťujících ovzduší i další
složky prostředí vzhledem k jejich toxicitě, event. genotoxicitě
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
50
Periodická tabulka – 115 prvků
Výskyt v přírodě – 90, z nich kovů – 80
Polokovy, metaloidy – B, Si, Ge, As, Sb, Te
Nekovy – 11 – C, P, S, Se, Cl, Br, I…
Vzácné plyny…
Dominantní kov v zemské kůře – Al
Esenciální kovy:
Na, K, Mg, Ca, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo a W
Kovy
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
51
Těžké kovy nemohou být z prostředí odstraněny, ovlivněna může
být pouze ta část environmentálního množství vázaná na
antropogenní aktivity.
Kovy tedy ve srovnání se skupinou persistentních organických
polutantů schopných bioakumulace, můžeme podobně
označit za za persistentní, nedegradabilní prvky s vysokým
bioakumulačním potenciálem.
Kovy vs. organické látky
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
52
Kovy jsou převážně iontové sloučeniny, vysoce polární vazby,
vyšší koordinační číslo a vyšší variabilita oxidačních stavů
než u OL.
Rozdíly v chemických vlastnostech AL a OL vedou k rozdílům
v jejich chování v prostředí především pokud jde o
biodegradaci/persistenci a bioakumulaci/ bioobohacování.
OL mohou být persistentní.
Ale - kovy – mohou v prostředí měnit oxidační stav, ale ne svou
podstatu - jsou nedegradabilní.
Kovy vs. organické látky
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
53
Některé OL – obtížně rozložitelné (persistentní OL) – rychlost
jejich degradace (abiotické nebo biotické) vyjádřená
poločasem života může být nízká, ale může po určité době za
daných podmínek vést k postupnému odbourávání látky.
Poločas života nejde aplikovat u kovů – jsou nedegradabilní
(výjimka – radionuklidy).
Kovy vs. organické látky
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
54
Existují různé škály nebezpečnosti kovů, většinou jako
nejnebezpečnější environmentální kontaminant se uvádí
rtuť:
Hg >> Cr ~ V > Tl > Mo >> Cu > Co > Cd > Ni >> Pb >> Zn
Formy výskytu kovů v prostředí:
 volné kovy
 jednoduché komplexy s anorganickými ligandy (vodní
prostředí)
 cheláty s vícevazebnými organickými ligandy (přírodními,
antropogenními)
 sorbované na tuhé povrchy
Kovy
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
55
Organické sloučeniny v prostředí
Přírodní
Antropogenní
Degradabilní
Persistentní
Těkavé
Netěkavé
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
56
Povrchový odtok
Příjem rostlinami Kovy ve vodné fázi
Srážení v podobě
kovových solí
VymýváníGroundwater
Komplexace/sorpce na minerální
a organickou hmotu
Vytěkávání
Kovy v prostředí
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
57
 Těžba
 Metalurgie
 Splachy z městských aglomeracé (koroze, různé produkty –
Cu, Pb, Zn, Cd, Cr, Fe, Mn, Hg…)
 Textilní barviva
 Výtoky ze skládek
 Zemědělské splachy (půdy, hnojiva, pesticidy – Hg, As, Ni,
Cu, Zn, Cd..)
Zdroje kovů
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
58
Přírodní archiv historie kontamince prostředí (kovy,
prach) - rašeliniště
Dust Storm, Egypt
Asian Dust Episode
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
59
Přírodní zdroje prachu a kovů
Hawai
Etna
Vesuv
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
60
Koroze ve vodném prostředí
Vodní koroze kovů je elektrochemická reakce, která zahrnuje typ
přenosu elektronu, který je charakteristický pro
elektrochemický článek.
Pro korozi kovů to zahrnuje oxidační reakci (často při
rozpouštění kovu nebo vzniku oxidu) a redukční reakci
(redukci protonu nebo kyslíku).
Korozní procesy mohou být popsány jako dvě separátní reakce,
probíhající na dvou oddělených místech stejného povrhu
kovu.
Dvě reakce jsou spojeny za vzniku elektrochemického článku.
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
61
Přírodní zdroje: ve formě sloučenin - vyvřelé horniny,
sedimentované sulfidové minerály, v elementární formě
vzácně.
Antropogenní zdroje:
 některé fungicidy používané při výrobě celulózy a papíru
 zpracování chlorovaných uhlovodíků
 destilace olejů a uhlí
 výroba elektrických kontaktů
 zemědělská mořidla
 zpracování rud
 amalgamace
 elektrochemická výroba
 regulační technika
 lékařství - aktivní složka různých diuretik, antiseptik, kožních léčiv,
zubních amalgámů
 laboratorní barviva
Rtuť (Hg) – zdroje a využití
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
62
same view, 24 h later…
Výroba olova
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
63
Organokovové sloučeniny
VÝSKYT V PROSTŘEDÍ:
Přírodní původ – biomethylace v sedimentech
Antropogenní:
 Organortuťnaté – ošetřování semen, fungicidy
 Organoolovnaté – antidetonátory, fungicidy
 Organoarseničné – herbicidy, v lékařství
 Organokřemičité – chladiva, hydraulické kapaliny, maziva,
barvy
 Organociničité – moluskocidy
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
64
Organo Hg sloučeniny
Dimethylrtuť – ošetřování semen, fungicid
Diethylrtuť – ošetřování semen
Difenylrtuť – ošetřování semen, fungicid, slimicid, výroba
buničiny a papíru, barviva
Methoxyethylrtuť - ošetřování semen
RHgX – katalyzátor – výroba urethanu vinylacetátu
THIOMERSAL (ethyl Hg derivát) – antiseptikum
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
65
AZBEST - společný název pro skupinu přirozeně se vyskytujících
vláknitých minerálů (serpentiny a amfiboly).
Jedná se o 6 přírodních silikátů různého chemického složení a
vlastností:
 Chrysolit (bílý azbest)
 5 ambibolů:
- krocidolit (modrý azbest)
- amozit
- tremolit
- antofylit
- aktinolit
Azbest
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
66
Přírodní: okolí těžebních lokalit, přirozené emise (málo údajů)
Antropogenní:
 Těžba a mletí,
 Produkce azbestových výrobků,
 Stavební činnost,
 Doprava a používání výrobků obsahujících azbest,
 Skládky odpadů.
Azbest je obsažen v téměř 3 000 výrobcích (brzdové obložení..).
Azbestový aerosol v atmosféře vzniká mobilizací azbestu z
povrchu dálnic, půdy a důlních skládek azbestu do ovzduší
působením větru.
Azbest – zdroje
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
67
Zdroje, historie a použití chloru
God created 90 elements, man round 17, but Devil only 1 - chlorine
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
68
Přírodní zdroje organochlorových látek (OCs)
 Řasy, houby, bakterie a další organismy produkují OCs
přírodní povahy (µg.kg-1) – známo přes 1 500 látek
 Některé přírodní OCs jsou produkovány ve velké míře
(chlormethany, chlorované huminové kyseliny, chlorfenoly),
bez známek akumulace v prostředí
 Vznik činností haloperoxidázových enzymů
 Přírozený vznik PCDDs, PCDFs možný; nejistota u PCBs
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
69
Historie a využití chlóru
 Sloučeniny chlóru se využívají déle než písmo
 Dnes se má 4 hlavní aplikace:
1. Silný oxidant
2. Syntéza organických látek
3. Meziprodukt výroby nechlorovaných org. látek
4. Produkce anorganických látek
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
70
 1774 – Karl Scheele izoloval Cl2 plyn
 1785 – v kombinaci s KOH jako bělidlo
 1826 – chlorová voda poráží horečku omladnic
 1847 – chloroform uspává (anestezie)
 Konec 19. století – výroba chloru elektrolýzou
 1896-7 – desinfekce vody (tyfové epidemie)
 rychlý nárůst produkce do 70. let 20. století
Historie chlóru
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
71
 Startuje na bělení papíru a sanitaci
 20-30. léta rozpouštědla, VCM, PCBs, silikon…
 Rychlý nárůst po 2. světové válce
 1960-70 odhalený účinky chlorovaných PBT  zákaz PCB,
DDT, dieldrin, mirex, toxaphene …
 1987 Montrealský protokol – zákaz CFC
Historie chlóru – 20. století – století chlóru ???
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
72
 V přírodě v tříšti mořských vln
 Lidé (28 milionů tun) – výroba elekrolýzou soli
2 NaCl + 2H2O  2NaOH + Cl2 + H2
Způsoby výroby:
1. Amalgamový
2. Membránový
3. Diafragmový
Výroba chlóru (plyn)
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
73
 Při výrobě celulózy a papíru
Při chlorovém bělení jsou rozbity aromatické kruhy v ligninu přičemž vzniká
mnoho karboxylových skupin.
Zbývá 1% hydrofobních látek.
Snížení spotřeby Cl při lepším vaření (delignifikaci) a použitím alternativních
chemikálií.
 Pitnou a odpadní vodu
Desinfekce - po předchozím odstranění organických látek filtrací efektivní,
jednoduchý a široce použitelný proces.
Problémem jsou huminové látky, pokud projdou filtrací.
 Bělení tkanin, povrchová desinfekce, bazény
Oxidační schopnosti chlóru
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
74
 PVC – všestranné využití, 28% vyrobeného chloru, produkce
polutantů průběžně snižována, meziprodukty recyklovány
nebo jinak využity, velké rozdíly jednotlivých výrob
 Polyvinyldenchlorid – z dichloretylenu, velká odolnost, 150
000 tun
 Neopren a chlorobutylová guma – 1,3-chlorbutadien tepelná
stabilita, odolnost oleji a pružnost, 400 000 tun
Chlór v chemické výrobě
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
75
 Perchlorethylen – suché čištění látek a kovů, odmašťování; silné,
nehořlavé a účinné rozpouštědlo; prodražuje zamezení emisím a únikům
 CFC – freony jsou zakázány Montrealským protokolem, využití ve
speciálních uzavřených aplikacích
 Trichlorethan – hlavní průmyslové rozpouštědlo, odmašťování; nízká
toxicita, reaktivita a hořlavost, výborné rozpouštědlo, na použití se
vztahuje Montrealský protokol
 Dichlormethan (DCM) – rozpouštění a extrakce, hnací plyn (barvy),
čištění kovů a odmašťování; omezuje se používání aerosolu
 Methylchlorid – methylační činidlo, silikonová chemie, meziprodukt
chemických výrob C1 OC
 Trichlorethylen (TCE) – plynné čištění a odmašťování; silné, nehořlavé
a volatilní rozpouštědlo
Chlór v chemické výrobě - rozpouštědla
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
76
 Chloroform – po ukončení produkce CFC používán ve
speciálních aplikacích (rozpouštědlo farmacie), výroba
fluorovaných látek
 Chlorbenzeny – surovina pro chloraniliny (herbicidy,
bakteriostatika, barviva)
 Chlortolueny a benzylchloridy – surovina výroby parfémů,
vůní, benzylperoxidů, benzaldehydu, UV-stabilizátorů, léků,
baktericidních a dalších látek
 Chlorované parafiny – 35-70% substituce chlorovými atomy,
C10-C30, změkčovadla, lubrifikanty, protihořlavé aplikace
 Chladící média – náhrada CFC (obsahují v molekule vodík)
Chlór v chemické výrobě - rozpouštědla
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
77
 Fosgen - >80% na výrobu isokyanátů  polyuretan, 10%
polykarbonáty, 10% herbicidy, farmaka atd., zákaz
transportu
 Chlorhydriny – epoxidová struktura, produkce propylenu a
polypropylenu, epichlorhydrinu (surovina)
 Deriváty celulózy – široké spektrum sloučenin od celulózy
acetátu po látky upravující viskozitu
 Nylon-6,6 – z 1,4-dichlor-2-butenu, vlákno v tkaninách atd.
 Fluoropolymery – výroba začíná s OCs, nejvýznamnější
teflon PTFE, 50 000 tun
 Grignardova činidla a Friedl-Crafts reakce – Grignardova
činidla při výrobě farmak aj., jako nezbytné meziprodukty;
F-C reakce - mnoho reakcí za katalýzy AlCl3, FeCl3, ZnCl2
Chlór v chemické výrobě – nechlorované výrobky
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
78
 TiO2 – čištění titanu, 150 000 tun
TiO2 (sur.) + 2 Cl2  TiCl + CO2
 HCl – meziprodukt mnoha reakcí; ošetření oceli a železa
(odrez.), surovina v další chemické výrobě, pH úpravy,
regenerace ionexů, těžba ropy
 Siloxany – reakcí methylchloridu a křemíku, další reakce
(polymerizace)  mnoho elastických materiálů
 Hliník – Cl2 s roztavenou rudou, deodoranty a
antiperspiranty, flokulační látky
 Sloučeniny železa – terciální úpravy odpadních vod
(odstraňování živin)
 Fosfáty – PCl3 jako surovina organofosfátů
 Síra – SOCl2 a SO2Cl2 v produkci alkylchloridů, baterií
Chlór v chemické výrobě – výroba anorganických
látek
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
79
 Cílené vstupy v zemědělství – rezidua
 Úniky z otevřených technologií do atmosféry (výroby),
skladování a „tankování“
 Nedokonalé spalování
 Rozklad materiálů
Vstupy OCs do prostředí
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
80
 Chlorligniny – obecné označení AOX-Cl, špatně rozpustné v
nepolárních rozpouštědlech, ve vodě rozpustné při pH > 8,
méně než 1% volatilních; povětšinou z výroby papíru, 30-70%
biologicky odbouratelných, zbytek perzistentní v prostředí
 Čištění vod – většinou z huminových látek ve vodě, podobné
vlastnosti jako předchozí, nízká bioakumulace
 Půdní rezidua – chlorofenoly z impregnací dřeva ad.
 PBTs – PCBs, DDTs, PCDDs/Fs, dieldrin, aldrin, chlordan,
endrin, heptachlor, HCB, mirex, toxafen; v různé míře podle
doby zákazu (pokud), celosvětová distribuce, stále vstupy a
zásoby
Vstupy směsí polutantů do prostředí
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
81
PBT - svět zkratek: vyráběné, chtěné látky
 PCBs – 209 kongenerů, 1-10 chlórů, směsi, mnoho zásob,
relativně nejvíce známe rozšíření, přes 1,7 mil. tun
 PCBzs – polychlorované benzeny, rozpouštědla,
meziprodukty
 PCNs – polychlorované naftaleny (Halowax)
 PCPs – polychlorované fenoly, PeCP - pentachlorfenol,
široká distribuce v prostředí díky aplikaci v impregnaci dřeva
 PCTs – polychlorované terpenyly, náhrada PCB (Arochlory)
 PCBTs – hydraulické kapaliny, v Německých dolech
 CPs – chlorované parafiny s různou délkou řetězce rozpouštědla,
změkčovadla, lubrifikanty, protihořlavé látky,
většinou v otevřených systémech, 340 000 tun, široká škála
efektů, silná bioakumulace
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
82
Těkavé organické látky (VOCs= Volatile Organic
Compounds)
Definice UN ECE:
VOCs jsou všechny organické sloučeniny antropogenního
původu, jiné než methan, které jsou schopné vytvářet
fotochemické oxidanty reakcí s NOX v přítomnosti
slunečního záření
Nemethanické VOCs - NM VOCs
Nemethanové pojetí VOCs
Methan - 70 % HCs přírodního původu, cA = ca 1 ppm
- dle fyzikálních vlastnosti VOC
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
83
Definice US EPA:
VOCs - látky, jejichž tenze nasycených par při 20 °C je rovna nebo
větší než 0,13 kPa
Skupina organických látek Maximální počet atomů uhliků
Alkany 10 - 11
Alkeny 10 - 11
Aromáty 10
Alkoholy 5 - 6
Aldehydy 7 - 8
Ketony 8
Monokarboxylové kyseliny 4 -5
Estery 8 - 9
Ethery 9
Aminy 9
Heterocyklické N- sloučeniny 10 - 11
Těkavé organické látky (VOCs)
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
84
 uhlovodíky - alkany, alkeny, aromáty,
 deriváty uhlovodíků - Cl, O, N, S, P - alkoholy, ethery,
aldehydy, ketony, kyseliny, estery, aminy, heterocykly
Dělení VOCs
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
85
Antropogenní zdroje:
 použití rozpouštědel
 výfukové plyny z dopravních prostředků
 evaporace benzínových par
 skladování a distribuce benzínu
 petrochemický průmysl
 zemní plyn a jeho distribuce
 spalování biogenních paliv
 spalování fosilních paliv
 chemický průmysl
 rafinace minerálních olejů
 skládky odpadů
 potravinářský průmysl
 zemědělství
 materiály z vnitřního zařízení budov (koberce, podlahové krytiny, lepidla,
nátěrové hmoty, konstrukční materiály...)
Zdroje VOCs
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
86
Hlavní cesty snižování emisí VOCs
 spalovací procesy - optimalizace spalovacího procesu
 mobilní zdroje:
- využití katalyzátorů
- opatření v cyklu výroba benzínu - skladování - distribuce –
tankování
 použití rozpouštědel - snižování použití ev. snižování jejich
podílu na výrobky
 o snížení emisí rozhoduje až z 90 % úroveň techniky,
zvláštním problémem jsou malé provozy (použití barev, laků,
lepidel) - nutná změna koncepce výroby nebo její modifikace
na produkty
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
87
POPs - Zdroje, vstupy do prostředí, osud v prostředí
 Organické sloučeniny používané v zemědělství - DDT,
HCHs, PCCs, chlordany, cyklodieny, atraziny
 Vedlejší produkty průmyslových aktivit - HCB, PeCP
 Produkty chemických transformací - DDE a DDD z
metabolismu DDT, dieldrin oxidací aldrinu
 Produkty biochemických transformací - methyl-sulfonylové
deriváty
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
88
(a) Combustion processes;
(b) Industrial processes;
(c) Diffusing sources (mobile sources, open burning etc.);
(d) Secondary sources (volatilisation from landfills etc.); and
(e) Accidental sources (industrial accident, transport accident
etc.).
The main sources of persistent organic pollutants
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
89
Podle typu uspořádání kondenzovaných benzenových jader v
molekule dělí tyto látky na:
 lineárně anelované
 klastrově (minimálně jedno jádro je obklopeno alespoň
třemi jinými kondenzovanými jádry)
 angulárně uspořádané
Toto uspořádání také predikuje jejich stabilitu, která roste od
lineárních k angulárním.
Klasifikace PAHs
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
90
Nejvýznamnější environmentální zdroje PAHs
ANTROPOGENNÍ
(a) Průmyslové zdroje
 Výroba tepelné a elektrické energie
 Výroba koksu
 Produkce a zpracování kamenouhelného dehtu
 Výroba, zpracování a použití asfaltu
 Katalytické krakování
 Stroje s vnitřním spalováním
 Výroba a použití sazí
 Odpadní vody
 Potravinářské technologie
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
91
(b) Neprůmyslové zdroje
 Požáry lesů, stepí atd.,
 Volné hoření odpadů
 Spalovny odpadů
 Kouření
 Domácí topeniště
Nejvýznamnější environmentální zdroje PAHs
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
92
NEANTROPOGENNÍ
(a) Geochemické zdroje
 Uhlí
 Sedimentované horniny
 Minerály (curtizit, idrialit..)
 Vulkanická činnost
(b) Biologické zdroje
 Biochemická syntéza makrofyty a mikroorganismy
Nejvýznamnější environmentální zdroje PAHs
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
93
Přírodní zdroje PAHs - uhlí
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
94
Jestliže je směs organických látek obsahujících uhlík a vodík
vystavena teplotám vyšším než 700 °C, tzn. podmínkám
pyrolýzy, resp. podmínkám nedokonalého spalování,
dochází k tvorbě nestabilních menších molekul - prekurzorů
PAHs a v přítomnosti atomů O, N, S aj. též k tvorbě
příslušných heterocyklických analogů.
Tyto fragmenty, vesměs radikály, se rekombinují při vysokých
teplotách (500 – 800 °C) za vzniku poměrně stabilních
aromatických uhlovodíků.
Vznik PAHs při spalovacích procesech
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
95
Vysoce reaktivní fragmenty se stabilizují uzavřením kruhu, kondenzací,
dehydrogenací, Diels - Alderovými reakcemi, rozšířením kruhu a jinými
způsoby za vzniku různorodých polycyklických systémů.
Vznik PAHs při spalovacích procesech
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
96
Výsledek pyrosyntézy je funkcí mnoha proměnných, v
neposlední řadě též přítomností redukční atmosféry uvnitř
plamene, kde řetězová radikálová propagace dosahuje
většího rozsahu a dochází tak k tvorbě složitých molekul
PAHs.
Tvorba těchto velkých molekul je podporována přítomností
radikálů vyšší molekulové hmotnosti.
Vznik PAHs při spalovacích procesech
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
97
 12 izomerů (mono – hexa)
 Všudypřítomné
 Rozdílné vlastnosti
Molekulová hmotnost 113 – 285
Bod varu 132 – 326 °C
Bod tání -45,5 – 231 °C
log Kow 2,84 – 5,97
Tenze par 11,8 - 1,68 * 10-5 mm Hg
Polychlorované benzeny (PCBzs)
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
98
PCBzs - zdroje
 Antropogenního původu
 Chemická výroba, meziprodukty
 Rozpouštědla, mazadla, teplonosná média
 Zemědělství - složky herbicidů, pesticidů
 Spalovny
 DiCBs – deodoranty
 Opětovné uvolnění z dříve kontaminovaných matric
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
99
Nejznámnější je pentachlorfenol (PeCP), používán k ochranným
nátěrům a impregnaci dřeva; často významně kontaminován
PCDDs/Fs (spoluprodukty při výrobě pentachlorfenolu)
 PCPs jsou spoluprodukty při bělení celulózy
 Hydroxylová skupina může být biomethylována
mikroorganismy za vzniku hydrofobnějších a více
bioakumulovatelných anisolů
 Ve vyšších organismech PCPs snadno konjugují s
glukuronidem
 Biodostupnost výrazně ovlivněna hodnotou pKa , která závisí
na počtu a umístění atomů chloru
Polychlorované fenoly (PCPs)
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
100
Polychlorované fenoly, guajakoly, katecholy
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
101
PeCP – zdroje
 Spalovací procesy:
- Spalování mateiálů s obsahem chloru nebo s obsahem
plastických hmot (PVC)
- Vzdušná pyrolýza PCBs (požáry)
- Výfukové plyny z automobilů
 Výroba chlorfenolů
 Výroba hexachlorbenzenu
 Užití chlorfenoxyoctových kyselin a jejich derivátů
 Výroba PCBs
 Likvidace výrobků na bázi PCBs nebo odpadů tyto látky
obsahující
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
102
 Výroba celulozy a papíru (chlorace)
 Konzervace dřeva
 Použití jako pesticidy
 Dezinfekce vody chlorem
 Kožedělný a textilní průmysl
 Environmnetální degradace chlorbenzenů
PeCP – zdroje
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
103
CAS index 1336-36-3
C12H10-(x+y)Clx+y (x + y = 1 až 10)
Polychlorované bifenyly (PCBs)
Clx Cly
para
meta
meta
ortho ortho
ortho ortho
meta
meta
para4'
6' 5'
23 2' 3'
4
5 6
x = 1 - 5
y = 0 - 5
Celkem 209 kongenerů
3,3’,4,4’,5-pentachlorbifenyl
(nejtoxičtější PCB
kongener)
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
104
Zdroje PCBs
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
105
Globální PCB spotřeba
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
106
Prioritní zdroje - POPs
 Zásoby/Používané PCBs
 Kolem 1.7 milionu tun bylo historicky vyrobeno
 Transformátory, kondenzátory, hydraulické
kapaliny, uskladněné barely….topné oleje !?
RBA PTS Projekt
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
107
 Prioritní environmentální problémy – POPs
 PCBs continue to show in developing countries
RBA PTS Projekt
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
108
Zdroje POPs
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
109
PRIMÁRNÍ ZDROJE VSTUPU PCBs DO PROSTŘEDÍ
Uzavřené systémy
 Chladící kapaliny v transformátorech
 Dielektrické kapaliny ve velkých a malých kondenzátorech
 Teplonosná media
 Ohnivzdorné a teplonosné antikorozní hydraulické kapaliny v důlních
zařízeních a vakuových pumpách
 Použití mazadel
Zdroje PCBs
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
110
 Electrical transformers
 Electrical capacitors:
 Power factor capacitors in electrical distribution systems
 Lighting ballasts
 Motor start capacitors in refrigerators, heating systems, air conditioners,
hair dryers, water well motors, etc.
 Capacitors in electronic equipment including television sets and
microwave ovens
 Electrical motors (minor usage in some specialized fluid
cooled motors)
 Electric magnets (minor usage in some fluid cooled
separating magnets)
Closed Applications
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
111
Zdroje PCBs – uzavřené systémy - transformátory
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
112
Zdroje PCBs – uzavřené systémy - kondenzátory
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
113
Application Typical Location(s)
Heat transfer fluids Inorganic chemical, organic chemical, plastics and
synthetics, and petroleum refining industries
Hydraulic fluids Mining equipment; aluminum, copper, steel, and iron
forming industries
Vacuum Pumps Electronic components manufacture; laboratory, instrument
and research applications; and waste water discharge sites
Switches a Electric utilities
Voltage Regulators a Electric utilities
Liquid Filled Electrical
Cables a
Electric utilities, and private generation facilities (e.g.
Military installations)
Liquid Filled Circuit
Breakers a
Electric utilities
a These applications were not generally designed to contain PCB materials but may have become contaminated through
regular maintenance and servicing.
Partially closed applications
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
114
Zdroje PCBs – částečně otevřené systémy
Vakuové pumpy Kapalinou
naplněné kabely
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
115
PRIMÁRNÍ ZDROJE VSTUPU PCBs DO PROSTŘEDÍ
Otevřené systémy:
 Použití plastifikátorů na bázi PCBs
 Bezuhlíkový kopírovací papír
 Lubrifikanty
 Tiskařské barvy
 Impregnanční materiály
 Barvy
 Lepidla
 Vosky
 Aditiva do cementů a omítek
 Materiály na mazání odlévacích forem
 Materiály používané pro výrobu odlučovačů prachu
Zdroje PCBs
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
116
PRIMÁRNÍ ZDROJE VSTUPU PCBs DO PROSTŘEDÍ
Otevřené systémy:
 Těsnící kapaliny
 Inhibitory hoření
 Imerzní oleje
 Pesticidy
 Skládky odpadů
 Spalování odpadů
 Pevné a kapalné materiály obsahující PCBs
 Laminátovací činidla
 Těžké oleje
 Samolepící pásky
 Balící papír
 Recyklovaný papír
Zdroje PCBs
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
117
SEKUNDÁRNÍ ZDROJE VSTUPU PCB DO PROSTŘEDÍ
 Revolatilizace ze sedimentů a půd
 Odpařování z aplikovaných barev
Zdroje PCBs
Open systems example sealants Open systems, example corrosive
protection paint
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
118
Open applications
 Open systems are applications in which PCBs are in direct
contact with their surroundings and thereby may be easily
transferred to the environment.
 Direct PCB contact with the environment is of greater
concern for open uses than it is for closed applications.
 Plasticizers are the largest group of open applications and
are used in PVC (polyvinyl chloride), neoprene, and other
chlorinated rubbers.
 In addition, PCBs have been used in a number of other open
uses including in paints as flame-retardants, adhesives as
plasticizers, and in surface coatings as flame-retardants.
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
119
 Lubricants
 Immersion oils for microscopes (mounting media)
 Brake linings
 Cutting oils
 Lubricating oils
* Natural gas air compressors
 Casting Waxes
 Pattern waxes for investment castings
Open applications
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
120
 Surface Coatings
 Paints
* Paint on the undersides of ships
 Surface treatment for textiles
 Carbonless copy paper (pressure sensitive)
 Flame retardants
* On ceiling tiles
* On furniture and walls
 Dust Control
* Dust binders
* Asphalt
* Natural gas pipelines
 Adhesives
 Special adhesives
 Adhesives for waterproof wall coatings
Open applications
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
121
 Plasticizers
 Gasket sealers
 Filling material in joints of concrete
 PVC (polyvinyl chloride plastics)
 Rubber seals
* Around vents
* Around doors and windows
Open applications
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
122
 Inks
 Dyes
 Printing inks
 Other Uses
 Insulating materials
 Pesticides a
a Scrap transformer fluid has been used as an ingredient in pesticide formulas
Open applications
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
123
Specific examples of activities that generate PCB wastes include:
 PCBs in used oil
 Navigational dredging of PCB-contaminated waters and
sediments
 Repair and decommissioning of equipment
 Building demolition
 Volatilization and leaching from landfills
 Recycling operations
 Incinerators
 Inadvertent production by organic chemical manufacturing
and use industries
PCB-containing wastes
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
124
Zdroje PCBs
Closed Applications
Dielectric Fluids
- Transformers
- Capacitors
- Microwave ovens
- Air conditioners
- Electric motors
Electrical Light Ballasts
Electromagnets
Partially Closed Applications
Hydraulic Fluids
Heat Transfer Fluids
Switches
Voltage Regulators
Circuit Breakers
Vacuum Pumps
Electrical Cables
Open Applications
Inks
Lubricants
Waxes
Flame Retardant
Adhesives
Surface Coatings
Insulating Materials
Pesticides
Dyes
Paints
Asphalt
Condensate from Pipelines
Plasticisers
Waste
Fluff
Inadvertent Production
Navigational Dredging
Spills
Decommissioned Equipment
Building Demolition
Recycling Operations
Oil (Mineral Oil Market)
Carbonless Copy Paper
Plastics
Interim Storage/Permanent Disposal
Temporary Storage Facilities
High Temperature Incineration
Underground Storage Facilities
Chemical Decontamination
Hydrogenation
Industrial Dumpsites
Landfills
Soil
Air
Water
Food
Products Made with
Recycled Materials
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
125
O
O
Clx Cly
O
Clx Cly
Polychlorované dibenzop-dioxiny
(PCDDs)
75 kongenerů
Polychlorované
dibenzofurany (PCDFs)
135 kongenerů
Polychlorované dibenzo-p-dioxiny a dibenzofurany
(PCDDs/Fs)
 PCDDs/Fs nikdy nebyly vyráběny, nemají žádný praktický
význam
 Stopové kontaminanty průmyslových a termických procesů
 Chemicky, fyzikálně a biologicky stabilní
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
126
PCDDs/Fs - Úvod
 Jsou stabilní v prostředí po dlouhou dobu
 PCDDs/Fs z primárních zdrojů mohou být transportovány
do dalších složek prostředí
 Sekundárními zdroji se potom stávají kontaminované půdy
či sedimenty, ale také kaly z ČOV nebo komposty
 Biologický vznik z prekurzorů
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
127
Primární zdroje PCDDs/Fs
V minulosti: chemický průmysl a průmysl výroby celulózy a
papíru - produkce a používání chlorovaných organických
sloučenin
V současnosti: hlavně termické procesy
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
128
A) PRIMÁRNÍ ZDROJE
1) Spalovací procesy
a) stacionární zdroje
- spalovny TKO
- spalovny nebezpečných odpadů
- spalovny nemocničních odpadů
- spalovny kalů z ČOV
Primární zdroje PCDDs/Fs
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
129
A) PRIMÁRNÍ ZDROJE
1) Spalovací procesy
b) difúzní zdroje
- automobilová doprava používající olovnatý benzín
- domácí topeniště, spalování uhlí, topných olejů, dřeva a bioplynu
- kouření cigaret
c) nehody
- požáry PCBs
- požáry PVC
- požáry skladišť
Primární zdroje PCDDs/Fs
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
130
2) Průmyslové zdroje
a) procesy v chemickém průmyslu, např.:
- chlorace fenolu
- výroba 2,4,5-trichlorfenolu
- výroba pentachlorfenolu
- Friedel-Craftsovy syntézy s AlCl3 a FeCl3
- výroba pesticidů
- PCBs (dnes již zakázána)
- výroba chloru pomocí grafitových elektrod a j.
Primární zdroje PCDDs/Fs
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
131
2) Průmyslové zdroje
b) výroba buničiny, bělení celulózy
c) metalurgické procesy
- výroba železa a oceli
- výroba mědi, niklu, hořčíku
- procesy znovuzískání kovů (mědi, hliníku)
- použití starého železa při výrobě oceli
d) suché čištění
Primární zdroje PCDDs/Fs
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
132
Sekundární zdroje PCDDs/Fs
B) SEKUNDÁRNÍ ZDROJE
a) výtok ze skládek odpadů
b) nekontrolovatelné hoření skládek
c) aplikace kalů z ČOV
d) atmosférický spad
e) plošná aplikace výrobků s obsahem PCDDs/Fs či jejich
prekurzorů (pesticidy, pentachlorfenol - PCP a j.)
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
133
Chemické profily PCDDs/Fs:
 Chemické a termické procesy - všech 210 kongenerů
 Environmentální matrice - směs všech 210 kongenerů
 Biota: vegetace + mořské organismy - všech 210 kongenerů
 Vyšší živočichové: pouze 2,3,7,8-substituované PCDDs/Fs
 výsledek: bioakumulace, bioobohacování
Primární zdroje PCDDs/Fs
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
134
Pozice 1, 4, 5, 8 se nazývají apikální a pozice 2, 3, 6, 7 laterální
nebo peri pozice
Struktura a systém číslování kruhu PCNs
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
135
PCNs - zdroje, technická syntéza
Od 1910 do 1970s byly PCNs vyráběny jako průmyslové
chemikálie pod obchodními názvy:
 Halowaxes
 Nibren waxes
 Seekay waxes
 Clonacire waxes
 Perna waxes
 Basileum
 Cerifal materials
 N-oil
 N-wax
 Woskol
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
136
 Aditiva, mazadla
 Lubrifikanty pro grafitové elektrody
 Separátory v bateriích
 Vysokovroucí rozpouštědla a teplosměnné kapaliny
 Dispergátory při výrobě barev
 Vlhkosti odolné tmely, chemicky odolné kapaliny
 Zhášeče hoření
 Maskovací látky při elektropokovování
 Aditiva do syntetického kaučuku a adhesiv – do 2002
Použití PCNs
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
137
CPs (polychlorované n-alkany)
Nové polutanty, sumární vzorec CnH2n+2-zClz
Vyráběny od roku 1930 chlorací n-alkanů za vysokých teplot a
přítomnosti UV záření
Užití:
Světová produkce 300 000 tun/rok, roční nárůst produkce o 1%
Náhrada za PCBs (od 80. let), pro srovnatelné fyzikálně-chemické
vlastnosti
Strojírenský průmysl (71%), gumárenský průmysl (10%)
 plastifikátory, lubrikanty, retardanty hoření, jako aditiva
 při výrobě barviv, tmelu, adhesiv aj.
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
138
CH3
CH3
? % Cl ?*C
CPs (polychlorované n-alkany)
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
139
 Nehořlavé materiály, pro snížení nebezpečí požárů,
interference se spalovacím procesem
 Široké použití v řadě produktů: umělé hmoty, textil, pěny…
 Bromované retardéry hoření - BFRs: nejlacinější alternativa -
40 % celkové produkce retardérů
Flame retardants – zhášeče hoření
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
140
Polybromované difenylethery (PBDEs)
PBDE were produced by the bromination of diphenyl oxide,
the degree to which it was brominated resulted in
products containing mixtures of brominated diphenyl
ethers with the three principle commercial mixtures
being PentaBDE, OctaBDE and DecaBDE.
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
141
Teplo (nárůst teploty)  rozklad FRs (dříve než rozklad
matrice polymeru)  vstup produktů zabraňujících /
likvidujících požár
reaktivní
aditivní
2 typy FRs
Ideální situace: retardant se rozkládá při teplotě přibližně o 50
°C nižší než polymer – bromované reterdéry hoření (BFRs)
v kombinaci s mnoha polymery splňují tento požadavek
Mechanismus zhášení hoření
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
142
- They are thermally labile
- Break down with heat – give off HBr (g)
- HBr ‘quenches’ flame
- Increases ‘flash-over’ time - More time to escape
- BFRs save lives, but are toxic and persistent!
Treated with PBDEs:
Non-flame retarded:
Jak působí polybromované zhášeče hoření ?
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
143
 syntetické fluorované látky (včetně jejich oligomerů a polymerů)
 persistentní látky s bioakumulačním potenciálem
 od poloviny 90. let se výzkum zaměřuje na fluorované uhlovodíky
s delším řetězcem – v průmyslových směsích C4 - C20
perfluoroalkylové kyseliny (PFOA)
soli perfluoroalkylsulfonových kyselin (PFOS)
perfluoroalkylsulfonové kyseliny
perfluoroalkylsulfoamidy
perfluoroalkyl alkoholy
alkylované odvozeniny
 producenti 3M, DuPont, Clariant, Daikan
Perfluorované látky (PFCs)
J. Bečanová
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
144
Charakteristika – fluorované deriváty
 FOCs …. Fluorinated Organic Compounds
 Vlastnosti: odolnost vůči hydrolýze, fotolýze, mikrobiální
degradaci a metabolismu obratlovců
 Zástupci: freony, teflon, halothan
 Známá produkce rostlinami: rod Dichapetalum
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
145
Charakteristika – perfluorované deriváty
 Látky plně fluorované
 Jedinečné fyzikální, chemické a biologické vlastnosti
 Zástupci: perfluorované alifatické uhlovodíky
perfluorované karboxyly
perfluorované sulfonáty
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
146
Použití PFCs
 ochrana textilií, kůže a koberců proti znečištění, olejům i vodě
(PFOA při výrobě funkčních materiálů - GoreTex)
 ochrana papíru a papírových obalů proti vodě a olejům (PFOS
- 3M - papírové talíře, tašky, obaly - v r. 2001 linka odstavena 
nově používání fluorovaných telomerů - sáčky na hranolky )
J. Bečanová
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
147
Použití PFCs
 součást hasicích pěnových přístrojů používaných při hašení
požárů hořlavých tekutin
 aditiva do nátěrových hmot  odpudivost vody a špíny
(3M)
 ve fotografickém průmyslu pro lepší funkce fotografického
media
 při výrobě polovodičů
 jako surfaktanty do hydraulických tekutin J. Bečanová
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
148
End products
Chemical
producers
?
??
Upstream
Downstream
Special care needed for industrial chemicals like
PFOS because: Used in numerous processes and parts
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
149
PFOS
photo masks
semiconductor
metal
plating
fix-unit
HDD
PWB
parts, modules
solder
dispersion
surface treatment
surface treatment
De-smearing
etching
adhesive
paintPhoto resist
anti-reflective
coating
other use
..may also affect
other industries
Special care needed for industrial chemicals like PFOS because:
Long supply-chain, involve many producers/ users
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
150
Povrchově aktivní látky
Povrchově aktivní látky (tenzidy, surfaktanty) mají široký rozsah
použití zejména jako součástí detergentů, ale jsou také
součástí kosmetických prostředků osobní péče.
V současné době jsou nejrozšířenější a nejpoužívanější aniontové
a neiontové typy, které například v Evropě představují 90 %
používaných typů.
Nejpoužívanější jsou alkybenzen sulfonáty, kterých se v Evropě ročně vyrobí
434 000 t, následují alkylethoxy sulfáty a alkylsulfáty, používané jako
součástí šamponů vzhledem ke svým vynikajícím pěnovým vlastnostem
s roční produkcí 404 000 t.
Z neiontových tenzidů se nejvíce vyrábí alkoholpolyethoxyláty, které se
používají jako emulzifikátory v čisticích domácích i průmyslových
prostředcích.
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
151
Povrchově aktivní látky
Problém spojený s řadou používaných tenzidů je jejich degradace
během procesů v čistírnách odpadních vod na látky
s estrogenní aktivitou - například degradace alkylfenol
ethoxylátů na alkylfenoly, jež jsou příkladem toxičtějších
produktů rozkladu než jsou původní, rodičovské látky.
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
152
Přísady:
 aktivační (polyfosforečnany, boritany, křemičitany),
 plniva (Na2SO4),
 optické zjasňovací prostředky,
 barviva,
 parfémy.
Tenzidy - 80 % produkce - aniontové, nejméně kationtové a
amfolytické.
Biologicky obtížně rozložitelné.
Z vodohospodářského hlediska poměrně vhodné alkylbenzensulfonany
(ABS) - pomalý biologický rozklad a
pravděpodobně bez rozkladu aromatického jádra.
Povrchové vody – znečištění – tenzidy
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
153
Globální antropogenní cyklus - farmaka
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
154
Globální antropogenní cyklus - léky
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
155
Globální antropogenní cyklus – humánní a
veterinární farmaka
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
156
Estery ftalové kyseliny (ftaláty, PAEs)
Vysoká produkce ftalátů – důsledek - jejich rozšíření do všech
složek životního prostředí vzhledem k jejich výborné
využitelnosti pro změkčování plastů, zejména
polvinylchloridu (PVC) a polyvinylidenchloridových
kopolymerů.
Aby bylo docíleno žádoucího účinku, může celkový přídavek
ftalátů k polymerní matrici činit až 60 % hmotnostních.
V plastech nejsou ftaláty chemicky vázány, což znamená, že
může docházet k jejich poměrně snadnému uvolňování
(vyluhování, vypařování) do materiálu, se kterým je plast v
kontaktu.
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
157
Estery ftalové kyseliny (ftaláty, PAEs)
Nejčastěji používaný ester, bis(2-ethylhexyl)ftalát (BEHP) prakticky
všudypřítomným environmentálním
kontaminantem v důsledku jeho masivního používání a jeho
perzistentního charakteru.
Plasty změkčované ftaláty - výroba podlahových krytin,
plastových komponent interiérů automobilů, lékařských
materiálů, nejrůznějších obalových materiálů (včetně
některých potravinářských), plastových fólií a pomůcek
(rukavice, pláštěnky, apod.).
Nížemolekulární estery využity také jako stabilizátory vonných
složek parfémů či jako příměsi inkoustů či laků.
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
158
Typický gradient znečištění
Vzdálenost
Koncentrace
“Hot spot”
Zřeďování
Disperse
Degradace
Solution of pollution is not dilution
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
159
Global emission inventory for selected PCBs
Mass balance approach
1. Production
2. Consumption
3. Emissions
+ Uncertainty
Breivik et al 2002a,b/2007 Sci Total Environ
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
160
Hazards associated with the recycling chain
Disassembly
Metallurgical
treatment
Size reduction
and separation
Removal of hazardous
components
Hg switches: Hg
Batteries: Cd, Pb, Hg
Gas discharge lamps:
Hg
CRTs: Pb, P
Formation of dust
particles containing
plastics, metals,
ceramic and silica
Emission of metal
fumes, mixed
chlorinated and
brominated dioxins
and furans
(PXDD/Fs)
Hazards
Recycling chain
Shredding Smelting Incineration and
landfilling
Emission of metal
fumes, PXDD/Fs
Leaching of heavy
metals and BFRs
Final
treatment
Risks in the recycling and waste treatment process
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
161
Major emissions of PCBs and BFRs associated
with wastes
Procedures used in the recycling of e-waste/other wastes are
considered primitive without adequate measures of
protecting environmental and human health
Techniques involve melting and open burning of the e-waste to
recover precious metals, but inevitably also make PCBs and
other semi-volatile organic substances prone to volatilization
Emission factors associated with open burning of PCBs could be
on the order of 10-20% in terms of masses lost into the
atmosphere
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
162
Global movement of e-waste
Major Exporters
(high labour costs, stringent regulations)
North America
(USA: 50-80% for export)
Europe
Australasia
Importers
China (70%)
India
Pakistan
Vietnam
The Philippines
Malaysia
Nigeria
Ghana Graphics: UNEP / Grid-Arendal
(PCB wastes ≠ e-waste)
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
163
Parameters influencing the quantity of emissions
(1) Factors which characterise the "production" technology or
process
(a) Use pattern
(b) Tonnage
(c) Type of technology or process (closed, opened etc.)
(d) Technology processes - composition of
 reaction mixtures
 combusted mixtures and
 use mixtures (application, disposal etc.)
(e) Technology conditions
 recommended parameters (temperature, pressure etc.)
 composition and types of fuels or reaction mixture
 age of technology
 state of technology
 technology discipline
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
164
(2) Factors, which characterise the pollutants:
(a) Quantity
(b) Physical-chemical properties
(c) Environmental-chemical properties
(d) Composition of chemical mixtures or wastes
(3) Factors, which characterise the environmental
conditions:
(a) Ambient temperature
(b) Wind
(c) Sunlight
(d) Processes of atmospheric deposition
Parameters influencing the quantity of emissions
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
165
Emission factors
 An emission factor is a number that relates the quantity of
pollutant released and the intensity of an activity.
 Emission factors are used as statistical tools to estimate
emissions.
 They are defined as average values, relating emission rates to
process parameters.
 For industrial activities, the intensity of the activity is, in
general, related to the production of a certain component.
 For non-industrial sources, a wide range of emissiondetermining
aspects can be defined.
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
166
 Emission factors are one method used to estimate the
emission of air toxins from sources.
 Inputs required to calculate emissions using emission factors
include:
1) Activity information about sources (amount of product
produced, fuel used, etc.);
2) Emission factors to translate activity information into
"uncontrolled" emission estimates; and
3) Control device efficiency information to provide the basis for
estimation of emissions to the atmosphere after passage
through a control device.
Emission factors
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
167
The algorithm for estimating emissions is given by:
E = R x EF x (1 - C/100)
where:
E = emission estimate for source
R = activity level
EF = emission factor
C = control device efficiency
Thus the accuracy of the emission estimate (E) depends upon
the accuracy of R, EF, and C.
Errors introduced by any one of these quantities will affect the
final emission estimate.
Emission factors
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
168
Several variables affect the value of the emission factor.
These include:
(1) Time, because the state of the art of technology changes,
e.g., the change of emission factors for vehicles;
(2) Location, because of the variation of technical parameters
from one plant to the next, or one country to another, e.g.,
fuel used, technology used, plant age, etc., and
(3) Knowledge, because on going results can be used to improve
measurements techniques.
Emission factors
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
169
HEXACHLOROCYCLOHEXANE (ISOMERS, TECHNICAL
MIXTURES):
(a) production;
(b) use as a pesticide;
(c) environmental contamination;
(d) disposal of wastes and materials containing HCH;
(e) use in livestock treatment;
(f) use in wood and seed applications; and
(g) volatilisation from landfills (flared and unflared).
Pesticide inventory (OCPs)
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
170
Exchange of pollutants in gaseous phase between air and soil is
diffusive process.
Direction and magnitude of difussion gradient is influenced by
the concentrations in the air and soil and partion coeffcient
soil/air Ksa.
This coefficient is critical parameter for this proces and can be
calculated from partion coefficients Ksw (soil/water) a Kaw
(air/water):
Ksa = Ksw / Kaw
Pesticide inventory (OCPs)
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
171
Calculation of Ksw is based on the Karickhoff work:
Ksw = foc* Koc = 0,411 * foc * r * Kow
Where:
foc – organic carbon fraction,
Koc – partion coefficient organic carbon/water,
Kow – partion coefficien n-octanol/water,
r – soil density
Pesticide inventory (OCPs)
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
172
The Conference of the Parties of Stockholm Convention shall
cooperate closely with the appropriate bodies of the Basel
Convention on the Control of Transboundary Movements of
Hazardous Wastes and Their Disposal to, inter alia:
 Establish levels of destruction and irreversible
transformation necessary to ensure that the characteristics of
persistent organic pollutants are not exhibited;
 Determine methods that constitute environmentally sound
disposal for stockpiles and for other POPs wastes;
 Work to establish, as appropriate, the concentration levels of
the chemicals listed in Annexes A, B and C in order to define
the low persistent organic pollutant content.
Transboundary moment of HWs
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
173
Obsolete stocks
20 000 tonnes of lindane residues - Soils contamination: 1 – 3 g HCH.kg-1
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
174
CZ3
0
10
20
30
40
50
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003
PCB-153airconc.,pg/m3
Measured
Calculated
Soil sample
Glass volatilization
chamberGas meter
High-volume air
sampling pump
PUF adsorbing the PCBs
in the air stream
PUF pre-cleaning air
Soil sample
Glass volatilization
chamberGas meter
High-volume air
sampling pump
PUF adsorbing the PCBs
in the air stream
PUF pre-cleaning air
POPs Stockpiles
Research Centre for Toxic Compounds in the Environment
http://recetox.muni.cz
175
Stockpiles of POPs in the soil [t] - territory of the Czech Republic
HCB 120.96
PCB118 19.06
PCB101 25.48
PCB52 15.52
PCB28 13.57
PCB180 63.25
PCB153 61.39
PCB138 82.44
PCBs 280.70
pp´-DDT 897.18
pp´-DDD 51.43
pp´-DDE 529.64
op´-DDT 149.32
op´-DDD 19.22
op´-DDE 22.32
DDTs 1 669.11
a-HCH 71.85
b-HCH 88.33
g-HCH 118.89
d-HCH 24.16
HCHs 303.23
BUT we have ??? - the estimation of obsolete waste storage,
dumps, unsatured and saturated zones
in the area of former producer … – ten´s
thousands tones Holoubek et al., 2009, Čupr et al., 2010
POPs Stockpiles
 PCB 153: 61.39 tonnes
Evaporation flux from the soils in
the CR
 22 kg/y for PCB 153 / 0°C
 65 kg/y for PCB 153 / 20°C
Reported amounts of S PCBs
from the industrial sources: 48
kg/y