JODOVANÉ KONTRASTNÍ LÁTKY JAKO POLUTANTY VODY
Vědecké články | 2015 | Chemické listyInstrumentace
Jodované kontrastní látky (ICM) jsou široce aplikovány v medicínské diagnostice a díky své vysoké rozpustnosti, chemické i biochemické stabilitě nacházejí cestu do odpadních i pitných vod. Jejich přetrvávání ve vodním prostředí, neúčinná eliminace tradičními čistírenskými postupy a možnost vzniku toxických transformačních produktů představují potenciální riziko pro necílové organismy i kvalitu vody.
Cílem přehledového článku je shrnout současné poznatky o výskytu nejčastěji používaných ICM (jopromid, jomeprol, iohexol, iopamidol, iothalamát, joxithalamát), popsat jejich spotřebu a koncentrace v různých typech vod, způsoby biotické a abiotické eliminace a metodiky jejich analýzy.
Pro stanovení ICM a jejich metabolitů se nejčastěji využívá:
Reverzní osmóza představuje realistické řešení pro čištění odpadních vod ze zdravotnických zařízení a zajištění nízkých koncentrací ICM v systému úpravy pitné vody. Kombinace SPE-LC-MS/MS poskytuje robustní nástroj pro monitoring a kvantifikaci ICM ve všech typech vod.
ICM jsou perzistentními polutanty vody s prokázanou přítomností v odpadních, povrchových i pitných vodách. Biotické či abiotické procesy obvykle nevedou k jejich úplné degradaci, často vznikají nové rizikové produkty. Reverzní osmóza se jeví jako klíčový dočišťovací proces. Spolehlivá analýza pomocí SPE-LC-MS/MS je základem environmentálního monitoringu a hodnocení účinnosti eliminačních technologií.
HPLC, Iontová chromatografie, LC/MS, LC/MS/MS, Kapilární elektroforéza
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceSouhrn
Význam tématu
Jodované kontrastní látky (ICM) jsou široce aplikovány v medicínské diagnostice a díky své vysoké rozpustnosti, chemické i biochemické stabilitě nacházejí cestu do odpadních i pitných vod. Jejich přetrvávání ve vodním prostředí, neúčinná eliminace tradičními čistírenskými postupy a možnost vzniku toxických transformačních produktů představují potenciální riziko pro necílové organismy i kvalitu vody.
Cíle a přehled studie
Cílem přehledového článku je shrnout současné poznatky o výskytu nejčastěji používaných ICM (jopromid, jomeprol, iohexol, iopamidol, iothalamát, joxithalamát), popsat jejich spotřebu a koncentrace v různých typech vod, způsoby biotické a abiotické eliminace a metodiky jejich analýzy.
Použitá metodika a instrumentace
Pro stanovení ICM a jejich metabolitů se nejčastěji využívá:
- Kapalinová chromatografie spojená s hmotnostní spektrometrií v tandemovém módu (LC-ESI-MS/MS)
- Extrahci pevnou fází (SPE) se sekvenčním použitím C18 a grafitizovaného uhlí
- Detekci sumárního organicky vázaného jodu kapalinovou chromatografií s ICP-MS
- Fotometrické stanovení AOI po adsorpci na aktivním uhlí a spalování
- Použití membrán reverzní osmózy, ozonizéru, UV-lamp a Fentonova reaktoru pro eliminační experimenty
Hlavní výsledky a diskuse
- Spotřeba ICM dosahuje globálně 3 500 t ročně, v ČR stovky tisíc dávek ročně.
- Ve vyčištěných odpadních vodách se koncentrace pohybují v jednotkách až desítkách μg/l, v povrchových vodách jednotkách μg/l, v podzemní a pitné vodě řádově desetinách až setinách μg/l.
- Biotická eliminace v klasických aerobních čistírnách je nízká; při optimalizaci nitrifikace lze dosáhnout až 80–97 % degradace některých ICM, ale často vznikají perzistentní biotransformační produkty.
- Abiotické procesy (ozonizace, chlorace, AOP, fotolýza, UV/S2O82–, UV/H2O2) vedou k částečné eliminaci, zejména neiontových ICM, často však vznikají jodované dezinfekční produkty nebo perzistentní meziprodukty.
- Reverzní osmóza je nejefektivnější metodou uplatnitelnou jako dočišťovací stupeň – filtrací membránami jsou ICM redukovány o více než 90 % bez vzniku transformačních produktů.
Přínosy a praktické využití metody
Reverzní osmóza představuje realistické řešení pro čištění odpadních vod ze zdravotnických zařízení a zajištění nízkých koncentrací ICM v systému úpravy pitné vody. Kombinace SPE-LC-MS/MS poskytuje robustní nástroj pro monitoring a kvantifikaci ICM ve všech typech vod.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Vývoj pokročilých membrán s vyšší selektivitou vůči ICM.
- Aplikace kombinovaných AOP (fotokatalýza, peroxodisíran) se zaměřením na minimalizaci toxických meziproduktů.
- Nasazení on-line monitoringu ICM pomocí miniaturizované LC-MS přístrojové techniky v čističkách.
- Studium dlouhodobých efektů transformačních produktů na ekosystémy a lidské zdraví.
Závěr
ICM jsou perzistentními polutanty vody s prokázanou přítomností v odpadních, povrchových i pitných vodách. Biotické či abiotické procesy obvykle nevedou k jejich úplné degradaci, často vznikají nové rizikové produkty. Reverzní osmóza se jeví jako klíčový dočišťovací proces. Spolehlivá analýza pomocí SPE-LC-MS/MS je základem environmentálního monitoringu a hodnocení účinnosti eliminačních technologií.
Reference
- Hirsch R., Ternes T. A., Lindart A., Haberer K., Wilken R. D.: Fresenius J. Anal. Chem. 366, 835 (2000).
- Busseti F., Linge K. L., Blythe W., Heitz A.: J. Chromatogr. A 1213, 200 (2008).
- Chan T. W., Graham N. J. D., Wei Ch.: J. Hazard. Mater. 181, 508 (2010).
- Schulz M., Löffler D., Wagner M., Ternes T. A.: Environ. Sci. Technol. 42, 7207 (2008).
- Chu W., Wang Z. R., Leung H. F.: Chem. Eng. J. 178, 154 (2011).
- Seitz W., Jiang J.-Q., Schulz W., Weber W. H., Maier M., Maier D.: Chemosphere 70, 1238 (2008).
- Kormos J. L., Schulz M., Ternes T. A.: Environ. Sci. Technol. 45, 8723 (2011).
- Santos L. H. M. L. M., Araújo A. N., Fachini A., Pena A., Delerue-Matos C., Montenegro M. C. B. S. M.: J. Hazard. Mater. 175, 45 (2010).
- Zemann M., Wolf L., Pöschko A., Schmidt N., Sawarieh A., Seder N., Tiehm A., Hötzl H., Goldscheider N.: Sci. Total Environ. 488, 100 (2014).
- Ternes T. A., Hirsch R.: Environ. Sci. Technol. 34, 2741 (2000).
- Seitz W., Weber W. H., Jiang J.-Q., Lloyd B. J., Maier M., Maier D., Schulz W.: Chemosphere 64, 1318 (2006).
- Putschew A., Schittko S., Jekel M.: J. Chromatogr. A 930, 127 (2001).
- Ternes T. A., Stüber J., Herrmann N., McDowell D., Ried A., Kampmann M., Teiser B.: Water Res. 37, 1976 (2003).
- Putschew A., Miehe U., Tellez A. S., Jekel M.: Water Sci. Technol. 56, 159 (2007).
- Busetti F., Linge K. L., Rodriguez C., Heitz A.: J. Environ. Sci. Health, Part A 45, 542 (2010).
- Duirk S. E., Lindell C., Cornelison Ch., Kormos J., Ternes T. A., Attene-Ramos M., Osiol J., Wagner E. D., Plewa M. J., Richardson S. D.: Environ. Sci. Technol. 45, 6845 (2011).
- Batt A., Kim S., Aga D. S.: Environ. Sci. Technol. 40, 7367 (2006).
- Pérez S., Eichhorn P., Celiz M. D., Aga D. S.: Anal. Chem. 78, 1866 (2006).
- Kormos J. L., Schulz M., Kohler H.-P. E., Ternes T. A.: Environ. Sci. Technol. 44, 4998 (2010).
- Jeong J., Jung J., Cooper W. J., Song W.: Water Res. 44, 4391 (2010).
- Kovalova L., Siegrist H., Singer H., Wittmer A., McArdell Ch. S.: Environ. Sci. Technol. 46, 1536 (2012).
- Steger-Hartmann T., Länge R., Schweinfurth H., Tschampel M., Reimann I.: Water Res. 36, 266 (2002).
- Seitz W., Jiang J.-Q., Schulz W., Weber W. H., Maier M., Maier D.: Chemosphere 64, 1318 (2006).
- Drábek K.: Diplomová práce, VŠCHT Praha 2013.
- Poyatos J. M., Muñio M. M., Almecija M. C., Torres J. C., Hontoria E., Osorio F.: Water Air Soil Pollut. 205, 187 (2010).
- Dušek L.: Chem. Listy 104, 846 (2010).
- Krause H., Schweiger B., Schuhmacher J., Scholl S., Steinfeld U.: Chemosphere 75, 163 (2009).
- Bindzar J., Smrčková Š., Kollerová Ľ.: Hydrochémia 2004 (2004).
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Sborník příspěvků VITATOX 2023
2023||Ostatní
VITATOX 29. – 31. května 2023 Hotel Za Vodou, Dvůr Králové nad Labem Sborník příspěvků 1 Vážené kolegyně, vážení kolegové, přátelé, rádi bychom vás přivítali ve Dvoře Králové nad Labem na 7. ročníku konference VITATOX. Cílem této konference je vytvářet…
Klíčová slova
látek, látekpro, provývoj, vývojjako, jakovyužití, využitínávykových, návykovýchanalýzu, analýzunebo, nebomnožství, množstvídalší, dalšípostupů, postupůléčiv, léčivvýzkum, výzkumanalýzou, analýzounových
ANALÝZA ORGANOFOSFOREČNÝCH OTRAVNÝCH LÁTEK (OL), JEJICH PREKURZORŮ A DEGRADAČNÍCH PRODUKTŮ
1999||Vědecké články
Chem. Listy 93, 181- 190 (1999) ANALÝZA ORGANOFOSFOREČNÝCH OTRAVNÝCH LÁTEK (OL), JEJICH PREKURZORŮ A DEGRADAČNÍCH PRODUKTŮ 3 3 ZORA NÝVLTOVÁ , JANA PARÝZKOVÁ , 3 b JIŘÍ ČERMÁK a JAROSLAV CHURÁČEK 1 "Výzkumný ústav organických syntéz, a.s., 532 18Pardubice-Rybitví, ^Katedra…
Klíčová slova
látek, láteknervově, nervověvzorku, vzorkupro, prozeminy, zeminyjsou, jsouokružních, okružníchanalýze, analýzedalší, dalšíúmluvy, úmluvyindexů, indexůchemických, chemickýchretenčních, retenčníchlátky, látkysorbentu
RÁDIOMETRICKÉ METÓDY A METÓDY HMOTNOSTNEJ SPEKTROMETRIE PRE STANOVENIE DLHOŽIJÚCICH ŠTIEPNYCH PRODUKTOV URÁNU
2020||Vědecké články
Chem. Listy 114, 815−822 (2020) Referát VZTAH VÝSKYTU REZIDUÍ ANTIBIOTIK A BAKTERIÁLNÍ REZISTENCE V ODPADNÍCH A PŘÍRODNÍCH VODÁCH Petr Fryčák klasifikace ve skupině „antibakteriální léčiva pro systémovou aplikaci“ přes 250 chemických individuí využitelných v humánní2 (ATC J01) a veterinární medicíně3…
Klíčová slova
atb, atbrezistence, rezistencereziduí, reziduíčov, čovvoda, vodaodpadní, odpadníreferát, referátgenů, genůrezistentních, rezistentníchbýt, býtantibiotické, antibiotickésystém, systémmohou, mohoufrakce, frakcevýtoku
ROSTLINNÉ FENOLY V ALLELOPATII
1999||Vědecké články
Chem. Listy 93, 243 - 248 (1999) Referáty ROSTLINNÉ FENOLY V ALLELOPATII BOŘIVOJ KLEJDUS a VLASTIMIL KUBÁŇ kterých případech může být tato symbióza volnější (ektomykorrhiza), jindy je velmi úzká (endomykorrhiza), kdy houbová vlákna prorůstají dovnitř kořenů hostitelské rostliny nebo dokonce…
Klíčová slova
fenolických, fenolickýchnebo, neboreferáty, referátyallelochemikálií, allelochemikáliírostlin, rostlinsloučenin, sloučeninlátek, látekextrakce, extrakceallelopatického, allelopatickéhofaktory, faktorybiotické, bioticképro, promezi, mezivztahy, vztahystanovení