Полициклични ароматни въглеводороди (PAH): какво представляват те?

ПАВ са органични съединения, които съдържат множество пръстени от въглеродни атоми (полициклични) и поне един ароматен пръстен (арил).

Те се намират в суровия петрол и природния газ, както и в дима от горящи материали като дърво, въглища и нефт. PAH могат да бъдат открити и в храни като месо, риба и зеленчуци.

Какво представляват полицикличните ароматни въглеводороди?

Какво са те?

Полицикличните ароматни въглеводороди (ПАВ) са група от съединения, съставени от множество пръстени от въглеродни атоми. Те са известни също като полиароматни въглеводороди или полиядрени ароматни въглеводороди. PAH не включват бензен, но включват нафталин, който е най-простият PAH.

Различни типове

PAH се предлагат във всякакви форми и размери, включително:

• антрацен
• Феналин
• Коронен
• Овалене

Повечето PAHs са плоски, което означава, че са плоски. Но някои PAH, като коронен, могат да бъдат неравнинни, което означава, че са извити.

Хиралността

Някои PAHs са хирални, което означава, че имат две различни форми, които са огледални изображения една на друга. Пример за това е бензо [с] фенантрен, който има леко спираловидно изкривяване поради отблъскване между най-близката двойка водородни атоми в двата крайни пръстена.

Бензеноидни въглеводороди

Бензеноидните въглеводороди са подгрупа от ПАВ, които са кондензирани, полициклични, ненаситени и напълно спрегнати. Това означава, че всички въглеродни атоми и въглерод-въглеродни връзки имат същата структура като бензена. Към 2012 г. са открити над 300 бензоидни въглеводороди.

Каква е сделката с ароматността и свързването?

Правилото на Clar за ароматността

How to buy a bbq smoker video

Share

Watch on

Що се отнася до PAHs (полициклични ароматни въглеводороди), ароматността варира. Правилото на Clar гласи, че най-важната резонансна структура на PAH е тази с най-разединените ароматни пи секстети (известни още като бензеноподобни части).

Антрацен и фенантрен

Нека да разгледаме два примера: фенантрен и антрацен. Фенантренът има две Clar структури, една с един ароматен секстет (средния пръстен) и една с два (първия и третия пръстен). Последното е по-характерната електронна природа на двете, така че външните пръстени имат по-ароматен характер, а централният пръстен е по-реактивен.

Anthracene има различна история. Резонансните структури имат по един секстет, който може да бъде във всеки един от трите пръстена, така че ароматността се разпределя по-равномерно. Тази разлика в броя на секстетите се отразява в различните ултравиолетови видими спектри на тези два изомера.

Хризен

Chrysene има четири пръстена и три Clar структури с по два секстета. Ето разбивката:

• Секстети в първия и третия ринг
• Секстети във втория и четвъртия ринг
• Секстети в първия и четвъртия ринг

Суперпозицията на тези структури разкрива, че ароматността във външните пръстени е по-голяма от тази във вътрешните пръстени.

Редокс потенциал на полициклични ароматни съединения

Какво е полициклично ароматно съединение?

Полицикличните ароматни съединения (PACs) са молекули, направени от множество ароматни пръстени, които са свързани заедно. Те се срещат в природата и се използват и в различни индустриални приложения.

Какво е редокс потенциал?

Редокс потенциалът е мярка за това колко лесно дадено вещество може да се окисли или редуцира. Използва се за измерване на стабилността на дадено вещество и може да се използва за прогнозиране как то ще реагира с други вещества.

Как редокс потенциалът е свързан с PAC?

Когато PACs се третират с алкални метали, те обикновено дават радикални аниони. По-големите PAC образуват дианиони. Редокс потенциалът на PAC е свързан с техния размер, като по-големите PAC имат по-висок редокс потенциал. Ето поглед към редокс потенциала на някои често срещани PAC:

• Антрацен: -2.60 V (-3.18 Fc+/0)
• Фенантрен: -2.51 V (-3.1 Fc+/0)

Откъде идват полицикличните ароматни въглеводороди?

Естествени източници

ПАВ са навсякъде около нас и идват от различни източници! Ето някои от най-често срещаните:

• Битум: Това лепкаво, черно вещество е основен източник на ПАВ.
• Изкопаеми горива: Когато органичните утайки се превърнат в нефт и въглища, се произвеждат PAHs.
• Горски пожари: Когато органичната материя е непълно изгорена, ПАВ се отделят във въздуха.
• Междузвездна среда: PAH съставляват голяма част от средния инфрачервен обхват на дължина на вълната на галактиките.
• Вулканични изригвания: ПАВ се отделят в атмосферата по време на изригвания.
• Анаеробни утайки: Периленът може да се генерира в анаеробни утайки от съществуващ органичен материал.

Човешка дейност

Ние, хората, сме отговорни за много ПАВ в околната среда. Ето как:

• Изгаряне на дърва: Това е най-големият източник на ПАВ, особено в Индия и Китай.
• Промишлени процеси: Това представлява повече от една четвърт от глобалните емисии на PAH.
• Добив и използване на изкопаеми горива: Това е основният източник на ПАВ в индустриалните страни.
• Пушене на тютюн: Нискотемпературно горене като това произвежда PAH с ниско молекулно тегло.
• Високотемпературни промишлени процеси: Те обикновено генерират ПАВ с по-високи молекулни тегла.

Какво представляват PAH и къде се намират?

Какво представляват PAH?

PAH или полицикличните ароматни въглеводороди са група химикали, открити в неща като въглища, катран и нефт. Те могат да бъдат намерени и в дима от горящи дърва, тютюн и други материали.

Къде се намират PAHs?

PAH са предимно неразтворими във вода, така че не пътуват много далеч. Те обаче могат да се придържат към финозърнести утайки, богати на органични вещества. ПАВ с два или три пръстена е по-вероятно да се разтворят във вода, което ги прави по-достъпни за биологично усвояване и разграждане.

PAH могат да бъдат намерени и във въздуха, тъй като PAH с два до четири пръстена могат да се изпарят и да станат газообразни. Съединенията с пет или повече пръстена, обаче, обикновено са в твърда форма и са свързани със замърсен въздух, почви или седименти.

Човешко излагане на ПАВ

Човешката експозиция на PAH варира в зависимост от няколко фактора, като например:

• Проценти за пушене
• Видове горива, използвани при готвене
• Контрол на замърсяването на електроцентрали, промишлени процеси и превозни средства

В развитите страни хората са изложени на по-ниски нива на ПАВ, докато развиващите се и неразвитите страни са склонни да имат по-високи нива.

Печките за готвене на открито на дърва са голям източник на ПАВ в световен мащаб, тъй като изгарянето на твърди горива като дърва и въглища може да доведе до високи нива на излагане на замърсен въздух на закрито с частици, съдържащи ПАВ.

Хората, които пушат тютюневи изделия или които са изложени на вторичен дим, са сред най-изложените групи. За общото население в развитите страни диетата е доминиращият източник на експозиция на PAH, особено от пушене or печене месо или консумация на PAHs, отложени върху растителни храни.

Превозните средства също могат да бъдат значителен външен източник на ПАВ в замърсяването на въздуха с прахови частици. Главните пътища са източници на ПАВ, които могат да се разпространяват в атмосферата или да се отлагат наблизо.

Хората също могат да бъдат професионално изложени по време на работа, която включва изкопаеми горива или техните производни, изгаряне на дърва, въглеродни електроди или излагане на дизелови газове. Индустриалната дейност, която може да произвежда и разпространява PAH, включва производство на алуминий, желязо и стомана; газификация на въглища, дестилация на катран, добив на шистов нефт; производство на кокс, креозотсажди и калциев карбид; производство на пътни настилки и асфалт; производство на гуми; производство или използване на металообработващи течности; и дейност на електроцентрали на въглища или природен газ.

Нефтени разливи, креозот, прах от добив на въглища и смог също могат да бъдат източници на ПАВ.

Какви са рисковете за здравето от PAHs?

Какво представляват PAH?

ПАВ са полициклични ароматни въглеводороди, които са група химикали, открити в околната среда. Те се намират в неща като въглища, петрол, бензин и тютюнев дим.

Какви са рисковете за здравето?

Никой не е наистина сигурен какви са рисковете за здравето от непрякото излагане на ниски нива на PAH. Но ето какво знаем:

• Ако вдишвате много нафталин, това може да раздразни очите и дихателните ви пътища.
• Ако работите с течен нафталин или вдишвате изпаренията му, това може да е лоша новина за вашето здраве. Хората са се разболявали от големи количества експозиция, с проблеми като проблеми с кръвта и черния дроб.
• Някои ПАВ и смеси от тях са свързани с рак. Ех!

Така че вероятно е най-добре да избягвате излагането на PAH, доколкото е възможно.

Метаболити на PAH: Какво трябва да знаете

Какво представляват метаболитите на PAH?

Метаболитите на PAH са химикали, които влизат в тялото ви, когато влезете в контакт с определени вещества. Те могат да бъдат намерени във въздуха, водата, почвата и дори в храната, която ядете.

Как се измерват метаболитите на PAH?

Метаболитите на PAH могат да бъдат измерени чрез изследване на урината на хора. Учени от CDC тестваха урината на 2,504+ души на възраст 6 и повече години като част от Националното проучване за изследване на здравето и храненето (NHANES). Това им позволи да преценят колко PAHs са били абсорбирани от всеки човек.

Какво показват резултатите?

Резултатите показват, че метаболитите на PAH присъстват в повечето от участниците, което показва, че излагането на PAH е широко разпространено в САЩ. Пушачите са склонни да имат по-високи нива на метаболити на PAH в урината си, отколкото непушачите.

Какво означава това за мен?

Само защото метаболитите на PAH присъстват в тялото ви, не означава непременно, че причиняват вреда. Но измерването на тези нива може да даде на здравните служители по-добро разбиране за това какво е нормално в едно общество. Може също така да им помогне да планират и проведат изследвания относно експозицията и ефектите върху здравето.

Така че, ако сте загрижени за излагането си на PAH, най-доброто нещо, което трябва да направите, е да предприемете стъпки за намаляване на излагането си. Ето няколко съвета:

• Избягвайте да пушите или да сте около пасивното пушене
• Яжте органични храни, когато е възможно
• Филтрирайте водата и въздуха
• Ограничете времето си на открито в райони с високо замърсяване на въздуха

Какво представляват полицикличните ароматни въглеводороди?

В какво се намират?

Ах, полициклични ароматни въглеводороди. Звучи като хапка, нали? Е, тези малки гадинки се срещат на много места. Ето кратко описание:

• Тютюнев дим
• Отопление на дома (дърва или нафта)
• Храна на скара
• Обработени с креозот дървени продукти
• Инсталации за производство на въглищен катран
• Коксови заводи
• Инсталации за производство на битум и асфалт
• Опушени къщи
• Инсталации за производство на алуминий
• Инсинератори за боклук
• Петрол, петролни продукти или въглища
• Дърво или други растителни материали
• Почва, където са изгорени въглища, дърва, бензин или други продукти
• Храна, произведена от тези почви

Къде можете да ги намерите?

Полицикличните ароматни въглеводороди са навсякъде! Можете да ги намерите в собствения си дом, на работа и дори в храната, която ядете.

У дома те могат да бъдат намерени в тютюнев дим, дим от домашно отопление, храна на скара и третирани с крезот дървени продукти.

На работа те могат да бъдат намерени в заводи за производство на въглищен катран, заводи за коксуване, заводи за производство на битум и асфалт, пушилни, заводи за производство на алуминий и инсинератори за боклук. Навсякъде, където се произвежда или използва петрол, петролни продукти или въглища, или където се изгарят дърва или други растителни материали, можете да намерите тези досадни малки частици.

И не забравяйте за почвата! Ако са изгорени въглища, дърва, бензин или други продукти, почвата може да съдържа полициклични ароматни въглеводороди. И ако храната се произвежда от тези почви, тя също може да съдържа тези частици.

И така, ето го. Полицикличните ароматни въглеводороди са навсякъде и трябва да внимавате за тях!

Какви са стандартите за излагане на нафталин на работното място?

Какво е нафталин?

Нафталинът е бял, кристален, ароматен въглеводород, открит в каменовъглен катран и петролни продукти. Обикновено се използва в производството на пластмаси, бои и пестициди.

Какви са стандартите?

Ако работите с нафталин, ето какво трябва да знаете за стандартите за експозиция на работното място, определени от Safe Work Australia:

• Максимално осемчасово средно претеглено време (TWA): 10 части на милион (52 mg/m3)
• Максимална граница на краткотрайна експозиция (STEL): 15 части на милион (79 mg/m3)

Какво означават тези стандарти?

Тези стандарти са предназначени да предпазят работниците при работа с нафталин. Те не са ограничени до конкретна индустрия или операция, така че е важно да разберете как да ги тълкувате. По този начин можете да сте сигурни, че спазвате правилата и поддържате работното си място безопасно.

Заключение

В заключение, полицикличните ароматни въглеводороди (ПАВ) са очарователна група от съединения, които могат да бъдат намерени в много ежедневни предмети. От нафталина в нафталина до коронена в отработените газове на колите, PAH са навсякъде! Така че, ако искате да научите повече за тези завладяващи съединения, не се страхувайте да се потопите дълбоко в света на PAHs.

Йост Нуселдер, основателят на Lakeside Smokers, е търговец на съдържание, баща и обича да изпробва нова храна с пушенето на барбекю (и японска храна!) в основата на своята страст и заедно с екипа си той създава задълбочени статии в блогове от 2016, за да помогне на лоялните читатели с рецепти и готварски съвети.