12

Prace IMŻ 3 (2010)

Michał KUBECKI

Instytut Metalurgii Żelaza

JAKOŚCIOWA I ILOŚCIOWA IDENTYFIKACJA

WIELOPIERŚCIENIOWYCH WĘGLOWODORÓW

AROMATYCZNYCH W GLEBACH POBRANYCH

Z TERENÓW POŁOŻONYCH W SĄSIEDZTWIE

HUTNICZYCH ZAKŁADÓW PRZEMYSŁOWYCH

Celem pracy było opracowanie i wdrożenie w Laboratorium Analiz Chemicznych Instytutu Metalurgii Żelaza metod

analitycznych identyfi kacji i oznaczania wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) w glebach, za

pomocą chromatografu gazowego sprzężonego ze spektrometrem masowym (HRGC/HRMS). Przedmiotem badań były

wzorce z atestowaną zawartością wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych i gleby z terenów położonych w

sąsiedztwie hutniczych zakładów przemysłowych. Ustalono warunki pracy chromatografu gazowego i spektrometru

masowego, wdrożono metodę ekstrakcji WWA z próbek gleb z zastosowaniem techniki SPE oraz sporządzono odpo-

wiednie procedury analityczne.

Słowa kluczowe: związki organiczne, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, gleba, metalurgia, przemysł

QUALITATIVE AND QUANTITATIVE ANALYSIS

OF POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS IN SOILS

FROM THE NEIGHBOURHOOD OF METALLURGICAL

INDUSTRIAL PLANTS

The aim of the research was to develop and implement the new analytical methods for identifi cation and determi-

nation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in soil with the use of gas chromatography coupled with mass

spectrometry (HRGC/HRMS). Research were performed with the use of Certifi ed Reference Materials, with certifi ed

content of polycyclic aromatic hydrocarbons. Soil samples from areas situated in the neighbourhood of metallurgical

industrial plants were also used. HRGC/HRMS operating conditions were established, specifi c methods for prepara-

tion samples and analytical procedures were developed.

Key words: organic compounds, PAH, soil, metallurgy, industry

1. WSTĘP

Analiza zanieczyszczeń gleby i gruntów w otoczeniu

źródeł ich potencjalnego powstawania, umożliwia okre-
ślenie wpływu działalności przemysłowej człowieka
na środowisko naturalne, a także stanowi jeden z kie-
runków kontroli funkcjonowania zakładów przemysło-
wych.

Niejednokrotnie podstawowy zakres kontroli obej-

muje oznaczanie w glebach głównie metali ciężkich
i związków nieorganicznych, których najczęstszym
źródłem jest przemysł wydobywczy, odlewnictwo oraz
procesy hutnicze [1, 3, 5, 9]. Badania zawartości związ-
ków organicznych, z uwagi na brak sprecyzowanych
wymagań co do ich dopuszczalnych stężeń w glebach,
przez długi okres czasu realizowane były w znikomym
stopniu. Jednak coraz częstsze doniesienia na temat
szkodliwego wpływu na zdrowie człowieka szeregu
grup związków organicznych powstających w proce-
sach przemysłowych, oraz pojawianie się ich w śro-

dowisku naturalnym, przyczyniły się do poszerzenia
zakresu kontroli gleb o wybrane grupy związków or-
ganicznych.

Spośród wielu związków organicznych, do środowi-

ska naturalnego głównie w wyniku nieprawidłowego
funkcjonowania systemu oczyszczania gazów spali-
nowych czy wód poodpadowych, najczęściej trafi ają:
wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA),
lotne związki organiczne (LZO) oraz węglowodory
chlorowane [2, 4, 6, 10]. Dotychczas nie prowadzono
stałego monitoringu tych substancji w próbkach gleb
z terenów położonych w sąsiedztwie hutniczych zakła-
dów przemysłowych. Dlatego też celem niniejszej pra-
cy było opracowanie metody identyfi kacji i ekstrakcji
wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych
z gleb, a następnie opracowanie metodyki ich ilościo-
wego oznaczania w tego typu próbkach.

Laboratorium Analiz Chemicznych Instytutu Meta-

lurgii Żelaza posiada wysokorozdzielczy chromatograf
gazowy (Trace GC Ultra) sprzężony z wysokorozdziel-

3-10.indb 12

21.09.2010 09:09:29

13

Prace IMŻ 3 (2010)

Jakościowa i ilościowa identyfi kacja wielopierścieniowych...

czym spektrometrem masowym (Finnigan MAT 95 XP)

umożliwiający analizę związków organicznych. W celu

przystosowania przyrządu do analizowania wielopier-

ścieniowych węglowodorów aromatycznych, konieczne

było przeprowadzenie odpowiednich prób eksperymen-

talnych, w toku których zostały opracowane nowe wa-

runki pracy urządzenia.

2. MATERIAŁ, ZAKRES I METODYKA

BADAŃ

Programy analityczne służące do oznaczania wielo-

pierścieniowych węglowodorów aromatycznych w gle-

bach, przygotowano bazując na pracach zrealizowa-

nych w Laboratorium Analiz Chemicznych w latach

2005–2008 [7, 8],

dostępnej literaturze [11], a także na

wskazówkach producentów kolumienek do ekstrakcji

do fazy stałej tzw. SPE (solid phase extraction). Opra-

cowano program do rozdziału WWA z zastosowaniem

kolumny chromatografi cznej Rtx-Dioxin (Restek) o dłu-

gości 60 m.

Badania prowadzono w oparciu o substancje wzor-

cowe z atestowaną zawartością WWA produkcji Accu-

Standards.

Materiał do badań stanowiły próbki gleb pobrane

przy pomocy laski glebowej do głębokości 0,2 metra,

z terenów położonych w odległości od 200 do 400 m od

granicy hutniczych zakładów przemysłowych.

2.1. ANALIZA JAKOŚCIOWA

WIELOPIERŚCIENIOWYCH WĘGLOWODORÓW

AROMATYCZNYCH

Istnieje kilka czynników ułatwiających identyfi kację

składników w badanej mieszaninie związków organicz-

nych. Najistotniejszym z nich jest czas retencji (RT –

retention time). Identyfi kacji dokonujemy poprzez po-

równanie czasu retencji badanego (szukanego) skład-

nika z czasem retencji wyznaczonym w identycznych

warunkach dla substancji wzorcowej.

W celu ustalenia parametrów pracy chromatografu

gazowego, przeprowadzono rozdział chromatografi czny

wzorca mieszaniny 17 wielopierścieniowych węglowo-

dorów aromatycznych. Do chromatografu wprowadza-

no 1

μl roztworu o stężeniu składników na poziomie

90

μg/ml. Przy kolejno zmienianych parametrach pra-

cy kolumny chromatografi cznej, ostatecznie uzyskano

program temperaturowy (T1), zamieszczony w tabli-

cy 1.

Tablica 1. Parametry pracy kolumny chromatografi cznej

w ramach programu temperaturowego T1
Table 1. Chromatographic column working parameters –
T1 temperature program

Przyrost temperatury,

o

C

Przedział czasowy, min

45 Æ 45

0–12

45 Æ 285

12–36

285 Æ 330

36–39

330 Æ 330

39–55

W trakcie analizy wzorcowej mieszaniny związ-

ków organicznych za pomocą systemu analitycznego

HRGC/HRMS (high resolution gas chromatography/

high resolution mass spektrometry) dla każdego z poja-

wiających się na chromatogramie pików, rejestrowano

pełne widmo masowe substancji opuszczającej kolum-

nę chromatografi czną. Po wyznaczeniu czasów retencji

i właściwym zinterpretowaniu widm masowych, przy-

pisano konkretnym pikom odpowiadające im związki

i wyznaczono dla nich najsilniejsze piki jonowe. Czasy

retencji oraz najsilniejsze piki jonowe dla WWA zesta-

wiono w tablicy 2.

Bazując na masach analizowanych jonów utworzo-

no program analityczny do oznaczeń WWA z pomocą

spektrometru pracującego w trybie wysokiej rozdziel-

czości (R = 10000). W trybie tym, w trakcie pomiaru

rejestrowane są pojedyncze jony.

Jako wzorzec masy jonów do bieżącej kontroli usta-

wień spektrometru masowego zastosowano fl uorowa-

ną naftę – PFK (perfl uorokerosene) producenta Alfa

Aesar.

Tablica 2. Czasy retencji i najsilniejsze piki jonowe WWA
Table 2. Retention times and the strongest ions peaks for

PAH

Analizowany związek

Czas

retencji

min

Najsilniejsze

piki jonowe

Naftalen

25,30

128,0548

Acenaftylen

29,65

152,0626

Acenaften

30,07

154,0783

Fluoren

31,40

166,0783

Fenantren

34,09

178,0783

Antracen

34,19

178,0783

Fluoranten

37,39

202,0783

Piren

37,96

202,0783

Benz[a]antracen

40,92

228,0936

Chryzen

41,02

228,0936

Benzo[b]fl uoranten

44,50

252,0939

Benzo[k]fl uoranten

44,50

252,0939

Bezno[a]piren

45,78

252,0939

Dibenzo[a,h]antracen

51,05

278,1096

Indeno[1,2,3]piren

51,61

276,1252

Benzo[g,h,i] perylen

53,47

276,0939

Wzorzec wewnętrzny – Acenaften d

10

30,01

164,1410

Wzorzec kontrolny – Fenantren d

10

34,03

188,1410

Tworząc program analityczny wprowadzono 11 okien

czasowych. W każdym z przedziałów czasowych wyko-

nywana jest sekwencja pomiarów polegająca na usta-

wieniu parametrów optyki jonowej (ustalenie warto-

ści pola magnetycznego) na podstawie odnalezionych

w widmie jonów PFK, a następnie poprzez zmiany pola

elektrycznego prowadzony jest pomiar intensywności

wybranych jonów analizowanego składnika.

2.2. ILOŚCIOWE OZNACZANIE

WIELOPIERŚCIENIOWYCH WĘGLOWODORÓW

AROMATYCZNYCH

Ilościowe oznaczenia wielopierścieniowych węglowo-

dorów aromatycznych w badanych próbkach zrealizo-

wano w oparciu o wzorcowe mieszaniny tych związków

w ampułkach zawierających około 1 ml roztworu, które

posłużyły do sporządzenia podstawowych roztworów

wzorcowych. Otrzymane na bazie dichlorometanu roz-

twory zawierały około 90 μg/ml każdego składnika.

Wykorzystując tak sporządzone roztwory przygotowa-

no serię 5 próbek kalibracyjnych. W tym celu do kolbek

3-10.indb Sek1:13

21.09.2010 09:09:29

14

Prace IMŻ 3 (2010)

Michał Kubecki

miarowych o pojemności 10 ml wprowadzono odpowied-

nio: 0, 100, 400, 600, 800 μl roztworu podstawowego.

Dla realizacji oznaczeń ilościowych do dichlorome-

tanowych roztworów wprowadzano stałą objętość (100

μl) roztworu wzorca wewnętrznego zawierającego ace-

naften d

10

oraz dodatek (100 μl) wzorca kontrolnego

(fenentren d

10

), pozwalający na kontrolę procesu eks-

trakcji i umożliwiający wyznaczanie odzysku analitu.

Stężenia WWA w poszczególnych roztworach wzorco-

wych zestawiono w tablicy 3.

Dla wymienionych roztworów wzorcowych zareje-

strowano chromatogramy z wykorzystaniem opisa-

nego wcześniej programu analitycznego. Na kolumnę

chromatografi czną wprowadzano 1 μl roztworu wzor-

cowego. Przykład zarejestrowanego chromatogramu

zamieszczono na rys. 1 i 2.

Zmierzono pola powierzchni pod pikami poszczegól-

nych związków z grupy WWA, a następnie wyznaczono

stosunki tychże pół do pola powierzchni wzorca kontro-

lnego dodanego w stałej ilości do roztworów kalibracyj-

nych (tablica 4).

Na podstawie obliczonego stosunku pola powierzchni

piku analitu do pola powierzchni wzorca kontrolnego

opracowano 16 wykresów wzorcowych. Przykładowe

wykresy sporządzone dla naftalenu, acenaftylenu,

fl uorenu i benzo[k]fl uorantenu w układzie współrzęd-

nych

oś X – ng analitu wstrzykniętego do chromatografu,

–

oś Y – stosunek pola powierzchni analitu do pola po-

–

wierzchni standardu wewnętrznego (Internal Stan-

dard),

zamieszczono na rys. 3–6.

Tablica 3. Stężenia WWA w roztworach kalibracyjnych
Table 3. PAH concentration in calibration solutions

Związek organiczny

Roztwór, μg/ml

a

b

c

d

e

Naftalen

0

0,9

3,6

5,4

7,2

Acenaftylen

0

0,9

3,6

5,4

7,2

Acenaften

0

0,9

3,6

5,4

7,2

Fluoren

0

0,9

3,6

5,4

7,2

Fenantren

0

0,9

3,6

5,4

7,2

Antracen

0

0,9

3,6

5,4

7,2

Fluoranten

0

0,9

3,6

5,4

7,2

Piren

0

0,9

3,6

5,4

7,2

Benzo[a]antracen

0

0,9

3,6

5,4

7,2

Chryzen

0

0,9

3,6

5,4

7,2

Benzo[b]fl uoranten

0

0,9

3,6

5,4

7,2

Benzo[k]fl uoranten

0

0,9

3,6

5,4

7,2

Benzo[a]piren

0

0,9

3,6

5,4

7,2

Indeno[1,2,3-cd]piren

0

0,9

3,6

5,4

7,2

Dibenzo[a,h]antracen

0

0,9

3,6

5,4

7,2

Benzo[g,h,i]perylen

0

0,9

3,6

5,4

7,2

Wzorzec wewnętrzny 1,8

1,8

1,8

1,8

1,8

Wzorzec kontrolny

1,8

1,8

1,8

1,8

1,8

Rys. 1. Przykładowy chromatogram uzyskany dla roztworu kalibracyjnego „d’’ i czasów retencji z zakresu od 26 do 39 min
Fig. 1. Exemplary chromatogram of the PAH calibration solution ,,d’’ for retention times in the range from 26 to 39 minute

Tablica 4. Stosunek pola powierzchni piku związku do

pola powierzchni piku wzorca kontrolnego
Table 4. Compound peak area to control standard peak

area ratio

Składnik

Roztwór

a

b

c

d

e

Naftalen 0

0,083

0,340

0,543

0,654

Acenaftylen

0

0,308

1,632

2,605

3,408

Acenaften

0

0,198

1,064

1,698

2,279

Fluoren

0

0,295

1,178

1,879

2,520

Fenantren

0

0,319

1,781

2,842

4,193

Antracen

0

0,223

1,387

2,213

3,449

Fluoranten

0

0,242

1,446

2,307

3,086

Piren

0

0,245

1,327

2,118

3,214

Benzo[a]antracen

0

0,086

0,432

0,690

1,092

Chryzen

0

0,145

0,785

1,252

1,898

Benzo[b]fl uoranten

0

0,127

0,592

0,945

1,332

Benzo[k]fl uoranten

0

0,126

0,592

0,965

1,426

Benzo[a]piren

0

0,092

0,422

0,673

0,729

Indeno[1,2,3-cd]piren

0

0,033

1,110

0,177

0,228

Dibenzo[a,h]antracen

0

0,047

0,160

0,256

0,414

Benzo[g,h,i]perylen

0

0,062

0,361

0,576

0,872

Wzorzec wewnętrzny

0,146

0,146

0,146

0,148

0,146

Wzorzec kontrolny

1,000

1,000

1,000

1,000

1,000

3-10.indb Sek1:14

21.09.2010 09:09:29

15

Prace IMŻ 3 (2010)

Jakościowa i ilościowa identyfi kacja wielopierścieniowych...

Rys. 2. Przykładowy chromatogram uzyskany dla roztworu kalibracyjnego „d’’ i czasów retencji z zakresu od 39 do 54 min
Fig. 2. Exemplary chromatogram of the PAH calibration solution ,,d’’ for retention times in the range from 39 to 54 minute

Rys. 3. Wykres wzorcowy dla naftalenu
Fig. 3. Standard diagram for naphthalene

Rys. 4. Wykres wzorcowy dla acenaftylenu
Fig. 4. Standard diagram for acenaphthylene

Rys. 5. Wykres wzorcowy dla fl uorenu
Fig. 5. Standard diagram for fl uorene

Rys. 6. Wykres wzorcowy dla benz[k]fl uorantenu
Fig. 6. Standard diagram for bezn[k]fl uoranthene

2.3. OPRACOWANIE METODY POBORU ORAZ

PRZYGOTOWANIA PRÓBKI ANALITYCZNEJ

W trakcie pobierania, jak i przechowywania próbek

do oznaczeń związków organicznych, głównym proble-

mem jest możliwość strat spowodowana ich parowa-

niem i migracją do materiału pojemnika. Dlatego też,

ważną rolę odgrywał zarówno odpowiedni dobór miej-

sca poboru próbek jak i wybór pojemników, w których

były one przechowywane.

Opracowując metodykę pobierania i przechowywania

próbek posłużono się m.in. normami PN-ISO 10381-1,
PN-ISO 10381-2 i PN-ISO 10381.

Przyjęto, że w celu zminimalizowania strat analitu,

próbki do badań należy pobierać do szczelnych pojemni-
ków. W przypadku większości prac zaleca się używanie
pojemników, które mogą pomieścić około 2 kg próbki.
Napełnianie i uszczelnianie pojemnika powinno odby-
wać się w taki sposób, aby pozostawić jak najmniejszą

3-10.indb Sek1:15

21.09.2010 09:09:30

16

Prace IMŻ 3 (2010)

Michał Kubecki

przestrzeń powietrzną nad próbką. Podstawową spra-
wą jest, aby pojemnik nie zanieczyszczał próbki i nie
adsorbował jej składników.

Dlatego w przypadku oznaczeń związków organicz-

nych konieczne jest użycie pojemnika z materiału
bardziej obojętnego niż tworzywa sztuczne. Do takich
celów używać można szerokoszyjnych pojemników
szklanych, pojemników aluminiowych zamykanych
nakrętkami, puszek z wtłaczanymi przykrywkami albo
pojemników z fl uorowanego polimeru np. PTFE.

Do strategii pobierania próbek wymagane jest roz-

ważenie, jaki stosować schemat, z jakiej głębokości po-
bierać próbki oraz jaka ma być ich wielkość.

Zaleca się, aby liczba miejsc pobierania próbek

w każdej potencjalnie zanieczyszczonej strefi e była pro-
porcjonalna do wielkości tej strefy, lecz zawsze z zacho-
waniem minimalnej liczby sześciu próbek. Szczegółowe
uwagi dotyczące schematów pobierania próbek podane
są w PN-ISO 10381-1.

W ramach prowadzonych badań zastosowano sche-

mat systematycznego pobierania próbek z siatką
o kształcie regularnym na obszarze wybranym losowo
z terenu położonego w określonej odległości od zakładu
hutniczego. Próbki pobierano przy pomocy laski glebo-
wej do głębokości 0,2 metra. Tak pobrane próbki na-
leżało w jak najkrótszym czasie przetransportować do
laboratorium, gdzie do momentu przygotowania próbki
analitycznej były przechowywane w lodówce w tempe-
raturze 4

o

C.

Dla realizacji badań pobrano 5 próbek gleb z terenów

położonych w odległości od 200 do 400 metrów od gra-
nicy hutniczych zakładów. Tereny te sklasyfi kowano
w odniesieniu do Rozporządzenia Ministra Środowiska
z dnia 9 września 2002 (poz. 1359), jako grunty zali-
czane do gruntów leśnych oraz zadrzewionych i zakrze-
wionych, nieużytków, a także gruntów zabudowanych
i zurbanizowanych (Grupa B). Tylko jedna z próbek
pochodziła z terenu zakładu przemysłowego, którego to
grunt sklasyfi kowano w grupie C.

2.4. BADANIA PROCESU EKSTRAKCJI WWA

Z GLEB

W celu wyizolowania wielopierścieniowych węglo-

wodorów aromatycznych z matrycy próbki, w Labo-
ratorium Analiz Chemicznych wykorzystano proces
ekstrakcji za pomocą rozpuszczalnika, wspomagany
ultradźwiękami. Proces ten polegał na poddawaniu 5
gramowej próbki gleby, umieszczonej w określonym
rozpuszczalniku organicznym, działaniu fal ultradź-
więkowych. Prowadzono go przez 30 minut, następnie
otrzymany ekstrakt oddzielano od próbki gleby przez
odwirowanie w wirówce laboratoryjnej przy 3000 obr/
min przez określony czas. Oddzielony ekstrakt oczysz-
czano na kolumienkach SPE w układzie próżniowym.
Związki zaadsorbowane na kolumience wymywano do
fi olki o objętości 2 ml odpowiednio dobranym rozpusz-
czalnikiem.

Ekstrakt zatężano w strumieniu azotu, a w ostat-

nim etapie dodawano roztworu wzorca wewnętrznego
(Syringe Standard) i kierowano do oznaczenia ilościo-
wego.

W pierwszym etapie, badania procesu ekstrakcji pro-

wadzono na próbkach syntetycznych – 5 g wyprażone-
go piasku z dodatkiem 400 μl wzorcowej mieszaniny
WWA i 200 μl wzorca wewnętrznego zawierającego

deuterowane związki acenaftenu, chryzenu, 1,4-dichlo-

robenzenu, naftalenu, perylenu i fenantrenu.

W wyniku przeprowadzonych eksperymentów, usta-

lono prowadzenie ekstrakcji w dwóch cyklach po 30

min, za każdym razem nową porcją rozpuszczalnika, za

który wybrano 2-propanol. Szybkość odwirowania po-

zostawiono bez zmian, natomiast czas ustalono na 10

minut. Do oczyszczania zastosowano kolumienkę SPE

z oktadecylową fazą stacjonarną, kondycjonowaną 3 ml

2-propanolu i 3 ml mieszaniny propanolu z wodą. Ozna-

czane związki eluowano z kolumny dwoma porcjami di-

chlorometanu po 500

μl każda. Ekstrakt zatężano do

objętości około 100

μl w strumieniu azotu. Dla kontroli

procesu ekstrakcji, do badanej próbki przed ekstrakcją

wprowadzano dodatek 200 μl wzorca kontrolnego.

3. WYNIKI I ICH DYSKUSJA

W oparciu o opracowaną metodykę (analizy i eks-

trakcji) przeprowadzono identyfi kację i oznaczenie za-

wartości wielopierścieniowych węglowodorów aroma-

tycznych w próbkach gleb pobranych z otoczenia hut-

niczych zakładów przemysłowych. Stwierdzono obec-

ność wymienionych substancji. Określono sumę stężeń

WWA – w 4 próbkach na poziomie dopuszczalnym, na-

tomiast dla gleby pochodzącej z terenu położonego przy

dawnej Hucie Bobrek (P1) stwierdzono czternastokrot-

ne przekroczenie dopuszczalnego stężenia (tablica 5).

Oszacowano, że granica wykrywalności wynosi około 7

do 80 fg substancji.

W tablicy 5 przyjęto następujące oznakowania:

P1 (Grupa B) – gleba z terenu położonego przy Hucie

Bobrek,

P2 (Grupa B) – gleba z terenu lasu położonego przy

Hucie Tlenku Cynku „Bolesław” w Bukownie,

P3 (Grupa C) – gleba pobrana z terenu położonego

w odległości 50 m od komina Huty Tlenku Cynku

„Bolesław” w Bukownie,

P4 (Grupa B) – gleba z terenu łąki położonej przy Hu-

cie Tlenku Cynku „Bolesław” w Bukownie,

P5 (Grupa B) – gleba pobrana z terenów położonych

w sąsiedztwie dawnej Huty Zabrze.

4. PODSUMOWANIE

W ramach pracy przeprowadzono cykl badań zawar-

tości wielopierścieniowych węglowodorów aromatycz-

nych w glebach. W ich wyniku wyznaczono za pomocą

pektrometru masowego widma masowe oraz dobrano

odpowiednie warunki rozdziału chromatografi cznego

badanych związków.

Na bazie roztworów wzorcowych wyznaczono wykre-

sy analityczne dla oznaczania grupy 16 wielopierście-

niowych węglowodorów aromatycznych w dichlorome-

tanowych ekstraktach z próbek gleb. Opracowano me-

todę ekstrakcji WWA z zastosowaniem ultradźwięków

oraz zaadaptowano, do oczyszczania uzyskanego eks-

traktu, technikę SPE (Solid Phase Extraction). Prze-

prowadzono próby z użyciem próbek syntetycznych.

Odzysk WWA wahał się w granicach 87–90%.

W oparciu o opracowaną metodykę (analizy i eks-

trakcji) przeprowadzono oznaczenia zawartości WWA

w próbkach gleby. Wszystkie przeanalizowane próbki

gleb wykazywały obecność 16 podstawowych związków

3-10.indb Sek1:16

21.09.2010 09:09:31

17

Prace IMŻ 3 (2010)

Jakościowa i ilościowa identyfi kacja wielopierścieniowych...

z grupy wielopierścieniowych węglowodorów aroma-

tycznych.

Największe ich stężenie stwierdzono w próbce P1

pochodzącej z terenu znajdującego się w bezpośrednim

sąsiedztwie niedziałającej już Huty Bobrek. Suma 10

WWA obecnych w tej próbce przekracza ponad czter-

nastokrotnie wartości dopuszczalne określone w rozpo-

rządzeniu Ministra Środowiska (tablica 5) dla gruntu

z grupy B. Sugerować to może konieczność ponowne-

go określenia stężenia WWA tym razem na większym

obszarze przylegającym do Huty Bobrek. Dodatkowo

w związku z losowym sposobem wyboru obszarów po-

boru próbek zastosowanym w przedstawionej pracy,

należy liczyć się koniecznością przeprowadzenia dal-

szych, bardziej precyzyjnych badań i opracowaniem

odpowiedniego systematycznego schematu pobierania

próbek. W konsekwencji tego powinna powstać szcze-

gółowa mapa zanieczyszczenia tego terenu związkami

organicznymi.

Tablica 5. Zawartość WWA w badanych próbkach gleb oraz ich wartości dopuszczalne stężeń
Table 5. PAH content in soil samples and their admissible concentration values

Składnik

Zawartość WWA, mg/kg

Wartości dopuszczalne

stężeń, mg/kg

P1

P2

P3

P4

P5

Grupa B

Grupa C

Naftalen

9·10

-5

0,002

0,003

0,001

0,001

0,1

40

Acenaftylen

0,09

2·10

-4

3·10

-4

5·10

-5

1·10

-4

-

-

Acenaften

0,11

3·10

-4

4·10

-4

9·10

-5

2·10

-4

-

-

Fluoren

1·10

-4

3·10

-4

4·10

-4

1·10

-4

3·10

-4

-

-

Fenantren

1,8

0,004

0,005

0,001

0,06

0,1

40

Antracen

0,4

0,001

7·10

-4

0,000

0,001

0,1

40

Fluoranten

5,9

0,01

0,007

0,002

0,02

0,1

40

Piren

4,7

0,005

0,006

0,001

0,01

-

-

Benzo[a]antracen

2,6

0,002

6·10

-4

0,0003

0,01

0,1

40

Chryzen

1,6

0,003

0,003

0,001

0,01

0,1

40

Benzo[b]fl uoranten

0,002

1·10

-5

8·10

-5

6·10

-5

0,01

0,1

40

Benzo[k]fl uoranten

0,002

1·10

-5

8·10

-5

6·10

-5

0,01

-

-

Benzo[a]piren

0,002

1·10

-5

5·10

-4

4·10

-5

0,01

0,02

40

Indeno[1,2,3-cd]piren

0,5

3·10

-4

1·10

-4

2·10

-4

3·10

-6

-

-

Dibenzo[a,h]antracen

4,2

0,002

2·10

-4

5·10

-4

8·10

-7

-

-

Benzo[g,h,i]perylen

2,1

0,001

2·10

-4

3·10

-4

2·10

-6

0,1

40

SUMA WWA

14,4

0,023

0,0018

0,0010

0,02

1

200

LITERATURA

Culbart E.B., Thorton I., Watt J., Wheatley, S., Moorcroft, S.

1.

and Thompson M.: Metal contamination in British Dusts and

Soils, J. Environ. Qual. (1988) 17, 226–234.

Dyke P.H., Foan C., Fiedler H.: PCB and PAH release from

2.

power stations and waste incineration processes in UK, Che-

mosphere (2003) 50, 469–480.

Guo-li L., Da-xue L., Quan-ming L.: Heavy metals contamina-

3.

tion characteristics in soil of different mining activity zones,

Trans. Nonferrous Met. Soc. China (2008) 18, 207-211.

Jiayin Dai, Muqi Xu, Jiping Chen, Xiangping Yang, Zhenshan

4.

Ke: PCDD/F, PAH and heavy metals in the sewage sludge

from six wastewater treatment plants in Beijing, China, Che-

mosphere (2007) 66, 353–361.

Krishna A.K., Govil P.K.: Soil contamination due to heavy me-

5.

tals from an industrial

area of Surat, Gujarat, Western India, Govil Environ Monit

6.

Assess (2007) 124, 263–275.

Smith J.N., Lee K., Gobeil C., Macdonald R.W.: Natural rates

7.

of sediment containment of PAH, PCB and metal inventories

in Sydney Harbour, Nova Scotia, Science of the Total Environ-

ment (2009) 407, 4858–4869.

Spiewok W.: Wdrożenie techniki GC/MS do praktyki Labora-

8.

torium Analiz Chemicznych, Sprawozdanie z pracy badawczej

Nr S0-0562, Gliwice 2005.

Spiewok W.: Identyfi kacja i oznaczanie związków organicz-

9.

nych WWA i PCB w pyłach hutniczych, Sprawozdanie z pracy

badawczej Nr S0-0564, Gliwice 2006.

Srinivasa Gowd S., Ramakrishna Reddy M., Govil P.K.: Asses-

10.

sment of heavy metal contamination in soils at Jajmau (Kan-

pur) and Unnao industrial areas of the Ganga Plain, Uttar

Pradesh, India, Journal of Hazardous Materials (2010) 174,

113-121.

White Paul A., Claxton Larry D.: Mutagens in contaminated

11.

soil: a review, Mutation Research (2004) 567, 227–345.

Wolska L., Gdaniec-Pietryka M., Konieczka P., Namieśnik J.:

12.

Problems of PAH quantifi cation by GC–MS method using iso-

tope-labelled standards, Talanta (2009) 78, 730-735.

Recenzent: prof. dr hab. Mariusz Holtzer

3-10.indb Sek1:17

21.09.2010 09:09:31