Závěrečná zpráva grantu 184/1997/B-CH/PrF

Název projektu:Laboratorní metody destrukce nitrovaných polycyklických aromatických uhlovodíků
Hlavní řešitel:Doc. RNDr. Jiří Barek, CSc.
Spoluřešitelé: Marie Kolářová; RNDr. Jiří Zima, CSc.; Mgr. Josef Cvačka; Mgr. Alexandr Muck
Období řešení:1997-1999
Celková dotace:240 tis. Kč

Souhrn výsledků

  Cílem tohoto projektu byl vývoj účinných metod laboratorní destrukce modelových chemických karcinogenů ze skupiny nitrovaných polycyklických aromatických uhlovodíků (NPAH) a současně vypracování dostatečně citlivých analytických metod použitelných k monitorování chemické účinnosti provedené destrukce. Vývoj metod laboratorních metod destrukce chemických karcinogenů vhodných pro dekontaminaci laboratoří a laboratorního odpadu byl iniciován Mezinárodní agenturou pro výzkum rakoviny v Lyonu (International Agency for Research on Cancer, IARC) v zájmu ochrany zdraví pracovníků v chemických laboratořích zabývajících se výzkumem a sledováním chemických karcinogenů a v zájmu naplnění legislativních předpisů vyžadujících existenci účinných a spolehlivých metod likvidace chemických karcinogenů, komerčně dodávaných jako standardní látky, léčiva, pro výzkumné účely atp.
 V souladu s plánem projektu byla nejprve věnována pozornost destrukci NPAH založené na kombinaci jejich chemické redukce a oxidace. V této souvislosti byla porovnávána vhodnost a účinnost řady redukčních činidel, např. hydridu sodno-boritého, chloridu titanitého a práškového zinku. První dvě redukční činidla nejsou vhodná vzhledem k  nízké účinnosti (pod 20% během 20 minut). Naproti tomu byla úspěšně vyvinuta metoda destrukce založená na redukci NPAH práškovým zinkem na odpovídající aminoderivát (APAH) s jeho následnou oxidací manganistanem draselným až na oxid uhličitý, vodu a amoniak. Na řadě modelových látek (2-nitrobifenylu, 3-nitro- bifenylu, 4-nitrobifenylu, 1-nitronaftalenu, 2-nitronaftalenu, 2-nitrofluorenu, 2,7-dinitrofluorenu,1-nitropyrenu,
9-nitroanthracenu a 3-nitrofluoranthenu) bylo demonstrováno, že jejich destrukce založená na redukci práškovým zinkem na odpovídající aminoderiváty a jejich následné oxidaci manganistanem draselným, je dostatečně účinná. Kontrolu účinnosti provedené destrukce lze snadno provést spektrofotometrií v UV oblasti  pomocí standardních přídavků destruovaného nitrovaného polycyklického aromatického uhlovodíku či přechodně vzniklého aminoderivátu .Takto určený stupeň destrukce se pohyboval mezi 97 a 99 %, a to jak z hlediska destruovaných NPAH, tak i z hlediska přechodně vznikajících APAH. Dále byla vypracována metoda sledování účinnosti provedené destrukce založená na stanovení nezreagovaného NPAH pomocí diferenční pulsní polarografie na klasické rtuťové kapkové elektrodě či pomocí diferenční pulsní voltametrie na visící rtuťové kapkové elektrodě a na stanovení nezreagovaného APAH pomocí diferenční pulsní voltametrie na diskové elektrodě ze skelného uhlíku či na uhlíkové pastové elektrodě. Rovněž byly nalezeny podmínky pro stanovení nezragovaného NPAH pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie se spektrofotometrickou detekcí a nezreagovaného APAH rovněž se spektrofotometrickou detekcí nebo s citlivější detekcí elektrochemickou s použitím platinového tubulárního detektoru vyvinutého na pracovišti řešitele či s ještě citlivější fluorimetrickou či chemiluminiscenční detekcí.
  Dále byly nalezeny podmínky pro chemickou destrukci modelových APAH jejich oxidací chlornanem sodným a Fentonovým činidlem a pro jejich enzymatickou destrukci založenou na působení křenové peroxidázy a byly vypracovány metody kontroly jejich účinnosti pomocí HPLC.
  Na základě předběžných pokusů týkajících se elektrochemické či enzymatické redukce NPAH bylo konstatováno, že vzhledem k složitému provedení nemají tyto metody šanci na praktické uplatnění v konkurenci se snadnou a jednoduchou redukcí práškovým zinkem.