Fotochemi organických polutantů v tuhých médiích

RNDr. Jindřiška Dolinová, Ph.D.

Disertační práce

Photochemistry of organic pollutants in rigid media

Anotace:

Disertační práce se zabývá studiem fotochemických procesů antropogenních organických polutantů v pevných matricích životního prostředí. Diskutuje dynamiku fotolytických reakcí, vznik fotolytických produktů a jejich vliv na životní prostředí. V první části se studie zabývá fotolýzou chlorovaných organických polutantů na voscích získaných extrakcí jehličí. Pro hodnocení fotochemických vlastností matrice jsou použity modelové chromofory, jejichž fotochemické reakce jsou dobře známy. Jako modelová matrice byl současně je testován i parafín. Studie je zakončena laboratorním studiem fotolýzy chlorovaných organických sloučenin na povrchu kontaminovaného jehličí. Výsledky ukázují, že parafín lze použít jako modelovou matrici pro simulaci fotochemických procesů na povrchu přírodních vosků. Stejně jako vosky je parafín zdrojem vodíkového atomu a nebrání intramolekulárním přesmykům organických molekul. Proto také probíhají redukční dechlorace chlorovaných polutantů na obou typech matric. Na druhou stranu ale neúplná hmotnostní bilance fotochemických reakcí, která je více zřejmá u fotochemie na povrchu z přírodních vosků a jehličí ukazuje, že část ozařovaných polutantů reaguje se sloučeninami vosků jehličí, avšak tyto fotolytické produkty nebyly identifikovány použitou měřící technikou. Druhá část disertační práce se zabývá fotochemickou oxidací polycyklických aromatických uhlovodíků hydroxylovými radiály ve vodném ledu. Benzen, naftalen a antracen podléhají adičně-eliminačním reakcím za vzniku oxidačních produktů. Stupeň oxidace při umělém světle (> 290 nm) závisí na koncentračním poměru ozařovaných sloučenin, teplotě a dostupnosti oxidantů v ledové matrici. Na základě výsledků hmotnostní bilance fotochemické oxidace v ledu lze předpokládat i vznik těkavých fotoproduktů. Výsledky práce slouží k vysvětlení procesů, které mohou probíhat v přírodním kontaminovaném sněhu v polárních oblastech.

Abstract:

Photochemical processes of anthropogenic organic pollutants on/in solid environmental matrices under laboratory conditions were investigated. The photolytical rates, formation of the photoproducts and their influence on the environment are discussed. In the first part, wax extracted from spruce needles was used as a medium for photolysis of chlorinated organic compounds. For evaluation of photochemical properties of this medium, the compounds with well-known photochemical behavior were used. Paraffin was tested as a model matrix simultaneously. Photolysis of chlorinated organic compounds was studied directly on contaminated spruce needles. In addition, parrafin was found to be a suitable medium for simulation of photolysis on nature plant waxes. Both natural wax and model parafin can also serve as an H-atom source and a matrix that restricts intramolecular rearrangements of organic molecules. Reductive dechlorination proceeds on both types of media. On the other hand, mass balance loss is more pronounced in waxes layers and spruce needles. It can be explained by reactions with matrix compounds. In the second project, photochemical oxidation of polycyclic aromatic compounds by hydroxyl radicals in water ice was investigated. Benzene, naphthalene and anthracene undergo addition-elimination reactions to produce oxidation products. The degree of oxidative process under artifical light (> 290 nm) used depends on concentration of irradiated compounds, temperature and availability of oxidant at specific sites of the ice matrix. The results explain processes that can undergo in natural snowpack in polar areas.

Klíčová slova

Fotochemie, vosk, rostliny, led, organické polutanty Photochemistry, wax, plants, ice, organic pollutants

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 6. 6. 2007

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 25. 6. 2007
• Vedoucí: prof. RNDr. Petr Klán, Ph.D.
• Oponent: prof. RNDr. Zdeněk Friedl, CSc., prof. Ing. Pavel Janoš, CSc., prof. Ing. Jan Tříska, CSc.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Chemie / Chemie životního prostředí