Polutan udara beracun dari bahan bakar fosil berkembang biak di bawah sinar matahari

Ketika pembangkit listrik membakar batu bara, kelas senyawa yang disebut hidrokarbon aromatik polisiklik atau PAH adalah bagian dari polusi udara yang dihasilkan. Para peneliti telah menemukan bahwa racun PAH terurai di bawah sinar matahari menjadi senyawa “kekanak-kanakan” dan produk sampingan. Beberapa senyawa “bayi” mungkin lebih beracun daripada PAH “induk”. Sungai dan bendungan yang terkena PAH kemungkinan besar akan tercemar oleh jumlah racun yang jauh lebih besar daripada yang dikeluarkan oleh polutan utama. Studi oleh para peneliti di Universitas Johannesburg dan Universitas Maryland muncul di Chemosphere. Kredit: Therese van Wyk, Universitas Johannesburg

Ketika pembangkit listrik membakar batu bara, kelas senyawa yang disebut hidrokarbon aromatik polisiklik atau PAH adalah bagian dari polusi udara yang dihasilkan. Para peneliti telah menemukan bahwa racun PAH terurai di bawah sinar matahari menjadi senyawa “kekanak-kanakan” dan produk sampingan.

Beberapa senyawa “bayi” mungkin lebih beracun daripada PAH “induk”. Sungai dan bendungan yang terkena PAH kemungkinan besar akan tercemar oleh jumlah racun yang jauh lebih besar daripada polutan utama yang dikeluarkan, menurut para peneliti. Kemosfer.

Pembangkit listrik tenaga batu bara dan rokok memiliki lebih banyak kesamaan daripada yang orang kira. Begitu pula pipa knalpot mobil dan puing-puing tanaman. Hal yang sama berlaku untuk pesawat yang melayang di atas bubuk mesiu yang merusak pepohonan dan rumput.

Semua ini menghasilkan kelas bahan kimia beracun “tanda tangan”, yang disebut PAH, ketika bahan bakar fosil atau bahan organik tidak terbakar seluruhnya. Tanda tangan PAH ini cukup berbeda bagi para ilmuwan untuk mengetahui kemungkinan sumber kontaminasi. Mereka dapat melakukannya dengan menganalisis sampel air dan sedimen dari sungai dan bendungan yang terkena polusi.

PAH adalah hidrokarbon aromatik polisiklik.

Beberapa senyawa PAH “orang tua” dari sumber polusi terurai menjadi senyawa “anak” yang lebih kecil dan membentuk produk sampingan tambahan saat terkena sinar matahari, para peneliti menunjukkan dalam sebuah penelitian yang diterbitkan di Chemosphere.

Beberapa senyawa “bayi” lebih beracun daripada PAH “induk” asli, penelitian lain telah menemukan.

Ini berarti bahwa mungkin ada senyawa PAH yang lebih beracun dan karsinogenik yang ada di bendungan dan sungai (pada saat yang sama) daripada yang diperkirakan sebelumnya, kata Dr. Mathapelo Seopela, penulis utama studi tersebut.

Seopela adalah seorang peneliti di Departemen Kimia di Universitas Barcelona Universitas Johannesburg.

“Proses pembakaran menciptakan PAH yang ukurannya berkisar dari dua hingga enam cincin benzena yang menyatu. Semakin panas proses pembakarannya, semakin besar senyawa yang terbentuk dan semakin berbahaya, ”ujarnya.

“Sebagai contoh, ketika batu bara dibakar di pembangkit listrik tenaga batu bara untuk mendapatkan listrik, PAH lima dan enam cincin kemungkinan besar akan terbentuk. Ini karena proses pembakaran berada pada suhu yang sangat tinggi, di atas 1000 derajat Celsius“.

Senyawa PAH yang besar ini bergerak bersama sisa asap dari menara pendingin pabrik. Angin dapat meniup kompleks cukup jauh, sampai ke sungai, bendungan, lahan pertanian, atau kota di bawahnya.

“Saat bensin dibakar di mesin mobil, biasanya terbentuk dua hingga tiga cincin PAH. PAH serupa dibuat dari pesawat terbang, ketika petani membakar sisa tanaman atau rumput atau dengan membakar kayu bakar, ”katanya.

“PAH berakhir di atmosfer, di udara yang kita hirup. Mereka seringkali dapat menempuh jarak yang sangat jauh dari sumber yang menghasilkannya, seperti pembangkit listrik atau kebakaran hutan.

Banyak senyawa PAH yang sangat berbahaya. Mereka terbentuk dari dua atau lebih molekul benzena atau cincin yang menyatu, selama pembakaran bahan bakar fosil atau bahan organik yang tidak sempurna. Benzene adalah cairan beracun yang sangat mudah terbakar. Ini sebagian bertanggung jawab atas bau khas sebuah pompa bensin.

PAH yang paling sederhana adalah naftalena, yang memiliki dua cincin benzen. Beberapa orang menggunakan kapur barus untuk melindungi pakaian mereka dari ngengat. Itu beracun bagi manusia.

PAH terbesar berikutnya adalah antrasen, komponen tar batubara, yang memiliki tiga cincin benzen. Antrasen merupakan zat berbahaya di tempat kerja. Ini sangat beracun di lingkungan akuatik dan dianggap sebagai polutan yang persisten dan bioakumulatif.

Beberapa PAH telah terdaftar oleh organisasi seperti EPA, WHO, dan Komisi Eropa sebagai karsinogenik atau penyebab kanker. Ini berarti bahwa orang bisa terkena beberapa bentuk kanker jika mereka terpapar PAH dalam waktu lama.

Beberapa PAH dapat menyebabkan perubahan permanen pada gen hewan, yang dapat menyebabkan keterlambatan perkembangan atau malformasi pada embrio ikan. Senyawa PAH ini juga tergolong mutagenik.

Ketika tetesan hujan menyeret senyawa PAH ke sungai dan bendungan, tantangan lingkungan yang sangat besar dapat diciptakan. Hujan mengirimkan racun ke air minum, air yang digunakan untuk mengairi tanaman pangan, dan air untuk ternak. Ikan menumpuk PAH dalam dagingnya.

“Dalam penelitian kami, kami memeriksa PAH dengan dua hingga enam cincin benzena yang menyatu. Ini mewakili polusi kebakaran kayu dan mobil ke pembangkit listrik tenaga batu bara.

“Kita tahu, secara umum senyawa PAH akan mulai berubah atau terdegradasi saat disinari matahari. Tapi kami ingin mengetahui apa yang menjadi PAH spesifik ketika mereka menurun dan seberapa cepat mereka terjadi, ”kata Seopela.

Dalam penelitian sebelumnya, dia menganalisis air dan sedimen dari bendungan yang terkontaminasi di Afrika Selatan untuk mendeteksi PAH. Bendungan Loskop dialiri oleh Sungai Olifants, di kawasan industri penting tambang batu bara dan pembangkit listrik tenaga batu bara di Mpumalanga.

Kematian besar-besaran ikan dan buaya telah dicatat di sungai dan polutan organik, termasuk PAH, telah diidentifikasi sebagai faktor penyebabnya.

Dalam penelitian lain, para peneliti telah menemukan bahwa PAH terurai di bawah sinar matahari, tetapi senyawa yang lebih kecil yang terbentuk (fotoproduk) bisa lebih beracun daripada senyawa “induk” yang lebih besar.

Seopela dan peneliti di Laboratorium Biologi Chesapeake di Pusat Ilmu Lingkungan di Universitas Maryland membangun sistem resirkulasi sirkuit tertutup untuk dipelajari di laboratorium mereka.

Mereka menguji lima PAH yang terdaftar oleh EPA AS sebagai polutan prioritas. Ini adalah naftalena, antrasen, benzo (a) antrasen, benzo (a) pirena dan benzo (ghi) perilen.

Untuk setiap PAH, mereka menguji sampel murni dalam air murni sebagai kontrol. Mereka kemudian menguji setiap PAH murni dalam air murni dengan sejumlah bahan organik alami (NOM) tertentu yang ditambahkan untuk mensimulasikan kondisi sungai dan bendungan. Mereka menguji setiap PAH sendiri-sendiri dan kemudian mencampurkan semuanya untuk melihat apa yang terjadi.

“Kami telah menemukan bahwa ketika sinar matahari jatuh pada PAH utama, ia terurai menjadi PAH ‘kecil’ yang lebih kecil, yang kami sebut produk degradasi. Tetapi pada saat yang sama, produk sampingan yang sama sekali berbeda juga terbentuk,” kata Profesor Michael. Gonsior, dari Laboratorium Biologi Chesapeake di Universitas Maryland.

“Itu hanya menjadi perhatian kami saat itu. Senyawa PAH induk, PAH masa kanak-kanak yang terdegradasi dan produk sampingannya, atau fotoproduk, kemungkinan besar akan hadir secara bersamaan di sungai dan bendungan yang terkena PAH, ”lanjutnya.

“Kami juga menemukan bahwa PAH 5 hingga 6 cincin umumnya terurai jauh lebih cepat daripada PAH dua cincin dalam air murni,” kata Dr. Leanne Powers, ahli kimia penelitian tambahan di Laboratorium Biologi Chesapeake.

“Tapi degradasi melambat ketika ada lebih banyak bahan organik alami di dalam air. Mudah-mudahan PAH yang ada di air atau sedimen sungai yang keruh membutuhkan waktu yang lama untuk terurai. Lebih dari tiga jam dan sedikit yang PAH ambil untuk terdegradasi dalam air murni lab kami.

“Prosedur yang digunakan dalam studi ini dapat digunakan untuk memahami bagaimana PAH lain terdegradasi dan akan menjadi apa di lingkungan air tawar,” kata Powers.

Seopela mengatakan, “Ini berarti bahwa orang, hewan, dan tumbuhan yang bergantung pada air ini kemungkinan besar akan terkena racun dalam jumlah yang jauh lebih besar pada saat yang sama daripada yang dipancarkan dari sumber, seperti pembangkit listrik.”.

Referensi: “Pengukuran Fluoresen Gabungan, Analisis Faktor Paralel, dan Spektrometri Massa GC dalam Evaluasi Fotodegradasi PAHS dalam Sistem Air Tawar” oleh Mathapelo Pearl Seopela, Leanne C. Powers, Cheryl Clark, Andrew Heyes, dan Michael Gonsior, 21 Desember 2020, Kemosfer.
DOI: 10.1016 / j.chemosphere.2020.129386

Pekerjaan ini didasarkan pada penelitian sepenuhnya dan / atau sebagian didukung oleh National Research Foundation of South Africa (Grant Number: 111211); dan Program Beasiswa Fulbright (Nomor Penghargaan: E0566195).

Para penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Pusat Laboratorium Biologi Universitas Maryland Chesapeake untuk Ilmu Lingkungan sebagai lembaga tuan rumah di Fulbright.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Penerima Quantum-Enhanced Canggih Meningkatkan Komunikasi Serat Optik

Ilustrasi yang menunjukkan bagaimana pendeteksian foton yang unik digunakan untuk umpan balik. Setelah parameter yang benar untuk balok referensi telah ditetapkan, status input...

Video yang ditingkatkan menunjukkan debu selama penerbangan helikopter cerdas NASA ke Mars

Per Laboratorium Propulsi Jet 21 April 2021 https://www.youtube.com/watch?v=2aADYG4KaKc NASAHelikopter Ingenuity dapat dilihat di sini lepas landas, meluncur, dan kemudian mendarat di permukaan Mars pada 19 April 2021....

Terkadang menggunakan gelombang ultrasonik untuk membuat pola yang tidak berulang

Pola dua dimensi kuasiperiodik. Kredit: Atas kebaikan Fernando Guevara Vasquez Proses menghasilkan pola kuis dapat menghasilkan materi yang dapat disesuaikan. Matematikawan dan insinyur di Universitas...

Tinta Polimer Konduktif Baru Membuka Jalan bagi Barang Elektronik Cetak Generasi Berikutnya

Para peneliti di Universitas Linköping di Swedia telah mengembangkan pewarna polimer yang stabil dengan konduktivitas tinggi. Material tipe-n baru hadir dalam bentuk tinta...

Gorila Gunung Dapat Menggunakan Irama Dada Untuk Membesarkan Diri

Payudara pria berdebar kencang. Pendanaan: Jordi Galbany / Dian Fossey Gorilla Fund Memukul dada dengan gorila gunung - dengan cepat mengetuk dada dengan tangan...

Newsletter

Subscribe to stay updated.