Adieu 16 EPA-PAK?

Adieu 16 EPA-PAK?
Adieu 16 EPA-PAK?
Zeit für die Berücksichtigung von 40 Jahren PAK-Forschung
Jan T. Andersson
Institut für Anorganische und Analytische Chemie
Universität Münster
[email protected]
Langenauer Wasserforum 2015, 10.11.2015
Adieu 16 EPA-PAK?
Dieser Vortrag ist ein Denkanstoß –
Mehr in einem Sonderheft der Zeitschrift Polycyclic Aromatic Compounds, Nr. 2-4, 2015
Inhalt:
- The Source of U.S. EPA‘s 16 Priority Pollutants
- PAH and IUPAC Nomenclature
- Overview of PACs
- Analytical Methods for Determination of PAHs
- Occurrence of EPA PAHs in Food – A Review
- Beyond 16 Priority Pollutants: Environmental Forensic Chemistry
- PACs in the Atmosphere
- Time to Say Goodbye to the 16 EPA PAHs?
Adieu 16 EPA-PAK?
Die 16 EPA PAK
Google verzeichnet >5000
Treffer für „EPA PAH“
und
>4500 für „EPA PAH“ + toxicity
Adieu 16 EPA-PAK?
Wozu dienen diese Verbindungen?
Ursprünglich (1976) wurde die Liste von der EPA erstellt, um eine standardisierte Analyse der
industriellen Verunreinigung von Gewässern zu ermöglichen.
1975: Im Wasser des Mississippi in New Orleans wurden >100 Verbindungen, überwiegend aus
der Petrochemie entdeckt, darunter einige PAK.
1976: Eine Liste von repräsentativen Verbindungen aus der Wasseranalytik wird erstellt.
Kriterien:
- Häufigkeit des Vorkommens
- Benutzte Menge in der Industrie
- Kommerzielle Erhältlichkeit der angedachten Stoffe als Referenzverbindungen
129 „priority pollutants“ wurden ausgewählt, davon auch Naphthalen, Acenaphthen und
Fluoranthen.
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PAKs als priority pollutants
13 zusätzliche PAKs wurde nach den folgenden Kriterien ausgesucht:
- 7, da davon ein analytischer Standard erhältlich war und sie allen oder einigen der oben
erwähnten Kriterien entsprachen
- 3, da sie in einem Bericht als potentielle Karzinogene angenommen wurden:
Acenaphthylen, Fluoren, Phenanthren
- 3 weitere: Anthracen, Pyren, Benzo[ghi]perylen.
„No one – especially politicians and lawmakers – ever thought to ask the question: Are
these the best representative analytes to use for regulating chemical pollutants in our
country?“
(L.H. Keith, Polycycl. Aromat. Comp. 35 (2015) 147-160)
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Und wofür wird die Liste tatsächlich benutzt?
Blick durch die jüngsten Hefte einiger Zeitschriften zeigt:
Analytische Methoden
Bioabbau
Vorkommen in der Umwelt
Quellen der Belastung
Verteilung
Verbrennungsstudien
Source apportioning
Persistenz
Entfernung
Wasserqualitätsbeurteilung
und:
Toxizität, Mutagenizität, Karzinogenizität
Adieu 16 EPA-PAK?
Die Vertreterrolle
Die wenigen Verbindungen auf einer Liste sollen eine ganze Stoffgruppe oder sogar die
gesamte Belastung repräsentieren
One size fits all?
Adieu 16 EPA-PAK?
Die Vertreterrolle
Die wenigen Verbindungen auf einer Liste sollen eine ganze Stoffgruppe oder sogar die
gesamte Belastung repräsentieren
One size fits all?
Herausforderung: die richtigen Verbindungen für den beabsichtigten Zweck!
Adieu 16 EPA-PAK?
Bleiben wir bei der Toxizität von Umweltproben
„The EPA PAHs play only a minor role in causing acute toxicity to Vibrio fischeri“
(Env. Toxicol. Chem. 23 (2004) 557)
„Parent PAHs contributed appr. 1 % to the toxic units in petroleum“
(Env. Toxicol. Chem. 25 (2006) 287)
„Risks to wildlife were underestimated by 40 to 70 times by only considering parent PAHs“
(Hum. Eco. Risk Assess. 9 (2003) 1533)
„Parent PAHs alone in sediments and tissues vastly underestimate the potential toxic effects in food webs“
(JAOAC int. 81 (1998) 657)
„A major part of the activity is due to non-monitored alkylated and heterocyclic PAHs“
(Water Env. Research 82 (2010) 1837)
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Alternative Listen für Toxizitätscharakterisierung
Im National Waste Minimization Program der USA sind 31 Priority Chemicals aufgeführt,
deren Minimierung in Produkten und Abfällen vorrangig ist,
davon
28 PACs, nämlich die 16 EPA PAK
plus
TEF 10
0,1
10
6 PAKs mit 5 oder 6 aromatischen Ringen
10
1
0,9
Adieu 16 EPA-PAK?
Alternative Listen für Toxizitätscharakterisierung
Im National Waste Minimization Program der USA sind 31 Priority Chemicals aufgeführt,
deren Minimierung in Produkten und Abfällen vorrangig ist,
davon
28 PACs, nämlich die 16 EPA PAKs
plus
6 PAKs mit 5 oder 6 aromatischen Ringen
TEF 22
5,7
3 PAKs mit Methylgruppen
1
Adieu 16 EPA-PAK?
Alternative Listen für Toxizitätscharakterisierung
Im National Waste Minimization Program der USA sind 31 Priority Chemicals aufgeführt,
deren Minimierung in Produkten und Abfällen vorrangig ist,
davon
28 PACs, nämlich die 16 EPA PAKs
N
N
plus
6 PAKs mit 5 oder 6 aromatischen Ringen
TEF 0,1
0,1
3 PAKs mit Methylgruppen
NO2
3 PACs mit Stickstoffheterozyklen
1 PAC mit einer Nitrogruppe (1-Nitropyren)
N
H
1
0,1
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Alternative Listen für Toxizitätscharakterisierung (2)
Diese Listen sind für die Luftuntersuchung gedacht
TrAC 25 (2006) 716
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Alternative Listen für Toxizitätscharakterisierung (3)
Drinking Water Directive der EU:
Seit 2012 Höchstwerte:
Benzo[a]pyren
0,010 µg/l
und
Summe von Benzo[b]fluoranthen, Benzo[k]fluoranthen, Benzo[ghi]perylen und
Indeno[1,2,3-cd]pyren
0,10 µg/l
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Alternative Listen für Toxizitätscharakterisierung (4)
Die 15+1 PAK der EU für
die Lebensmittelanalytik
(EU Recommendation 256/2005)
(Albrecht Seidel)
Adieu 16 EPA-PAK?
Toxische Äquivalenzfaktoren für 24 PAK
1
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Für Toxizitätsabschätzungen ist die EPA Liste suboptimal!
Erfasst werden keine
- größeren PAK, z.B. Dibenzopyrene,
- alkylierten Verbindungen, z.B. 5-Methylchrysen,
- heterozyklischen Aromaten,
- heteroatomsubstituerten Aromaten.
Diese Verbindungsklassen beeinflussen die Toxizität in erheblichem Maß!
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Eine maßgeschneiderte Gruppe von Analyten für jede Art von Problemstellung?
EPA PAK
liefern i.W. Daten über sich selbst
liefern allgemeinere Daten
Bioabbau
Analytische Methoden
Verteilung
Persistenz
Vorkommen in der Umwelt
Toxizität
Verbrennungsstudien
Wasserqualitätsbeurteilung
Quellen der Belastung
Source apportioning
Adieu 16 EPA-PAK?
Analysierbarkeit ist essentiell
GC-MS of PAKs in Kakaobutter – ein einfaches Chromatogramm
Adieu 16 EPA-PAK?
Analysierbarkeit ist essentiell
PAC Fraktion, Muschelextrakt,
GC-MS total ion current
ES&T 41 (2007) 457
Adieu 16 EPA-PAK?
GCxGC der Aromatenfraktion aus den Muscheln
ES&T 41 (2007) 457
Adieu 16 EPA-PAK?
Was sollte stattdessen kommen?
Wahrscheinlich:
Je nach Anwendung, Kompartiment, Quelle etc. – eine andere Auswahl an Analyten
unter Berücksichtigung der spezifischen Fragestellung.
Standardisiert?
Vielleicht gibt es nicht one size fits all!
Adieu 16 EPA-PAK?
Was sollte stattdessen kommen?
Wahrscheinlich:
Je nach Anwendung, Kompartiment, Quelle etc. – eine andere Auswahl an Analyten
unter Berücksichtigung der spezifischen Fragestellung.
Standardisiert?
Vielleicht gibt es nicht one size fits all!
Adieu 16 EPA-PAK?
Warum bleiben die EPA PAKs dann so beliebt?
-
Sie sind einfach erhältlich in hoher Reinheit
Analysemethoden sind Routine
Es gibt viele Referenzmaterialien
Es gibt einen großen Erfahrungsschatz
Es gibt zeitliche Trends
Juristische Probleme, z.B. in der Remediation
Trägheit
Adieu 16 EPA-PAK?
Herzlichen Dank, und Gruß von der Universität Münster!

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