هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای (PAHs) گروه بزرگی از ترکیبات آلی حاوی دو تا هفت حلقه بنزن. PAH ها طیف گسترده ای از آلاینده های زیست محیطی هستند که از احتراق ناقص مواد آلی مانند سوخت های فسیلی ناشی می شوند. برخی از PAH ها سرطان زا، جهش زا و تراتوژن هستند و خطرات جدی برای سلامتی ایجاد می کنند و نگرانی هایی را در مورد حضور PAH در خارج از منزل ایجاد می کنند. PAH ها هم از منابع طبیعی و هم از منابع مصنوعی وارد محیط می شوند. حضور گسترده PAH به دلیل تولید آن از طریق سوزاندن انواع مواد آلی است. منابع مصنوعی و مشتقات PAH بسیار متنوع هستند و شامل احتراق ناقص سوخت، ضایعات یا سایر مواد آلی مانند تنباکو و مواد گیاهی است. آتش سوزی های جنگلی و فوران های آتشفشانی نیز منابع طبیعی PAH هستند. در میان PAH ها، 16 ترکیب به دلیل عدم تجزیه سریع زیستی توسط میکروارگانیسم ها و سمیت و خطر در محیط زیست اهمیت بیشتری دارند و نشانگر آلودگی به ترکیبات PAH هستند. این 16 ترکیب عبارتند از: نفتالین (Nap)، آسنفتیلن (Acy)، آسنفتن (ace)، فلورن (آنفولانزا)، فنانترن (فن)، آنتراسن (مورچه)، فلورانتن (flrt)، پیرن (پیر)، بنزو[a] آنتراسن BaA)، کریسن (Chr)، Bbenzo [b] فلورانتین (BbF)، بنزو [k] فلورانتین (BkF)، بنزو [a] پیرن (BaP)، دیبنزو [a، h] آنتراسن (DBahA)، بنزو [ghi] پریلن (BghiP) و ایندنو [1،2،3-cd] پیرنه (Ind) هستند.
مشخص شده است که PAH ها که به طور گسترده در جو یافت می شوند، یکی از اولین آلاینده های هوا با پتانسیل سرطان زایی هستند. PAH های آزاد شده در اتمسفر قبل از ته نشین شدن در خاک، گیاهان یا آب به فواصل زیادی از منبع منتقل می شوند. با افزایش وزن مولکولی، سرطان زایی PAH ها افزایش می یابد و سمیت حاد آنها کاهش می یابد. سرطان زاترین PAH ها BaA، BaP و DBahA هستند.
خواص شیمیایی PAH ها
PAH ها مواد آلی متشکل از اتم های کربن و هیدروژن هستند که ساختاری با حداقل دو حلقه معطر را تشکیل می دهند. PAH ها را می توان به دو گروه تقسیم کرد. گروه اول PAH با وزن مولکولی کم (LMWs) است که شامل PAH های دو و سه حلقه ای می شود. و گروه دوم HAP های با وزن مولکولی بالا (HMW) حاوی PAH های چهار، پنج و شش حلقه ای. PAHهای خالص معمولاً جامدات رنگی و کریستالی در دمای اتاق هستند. یکی از منابع انتشار PAH، طبق تحقیقات، خودروهایی هستند که عمدتاً PAH با وزن مولکولی بالا و خودروهای دیزلی عمدتاً PAH با وزن مولکولی پایین منتشر می کنند.
خواص فیزیکی PAH ها بر اساس وزن مولکولی و ساختار آنها متفاوت است. فشار بخار PAH با افزایش وزن مولکولی کاهش می یابد. PAH ها بسیار چربی دوست هستند و بنابراین در حلال های آلی حل می شوند. هرچه تعداد حلقه ها بیشتر باشد وضوح کمتری دارد. PAH ها همچنین دارای خواص دیگری مانند حساسیت به نور و مقاومت در برابر حرارت هستند.
سرنوشت و تغییر شکل PAH ها در جو.
رفتار PAH ها در جو به واکنش های فیزیکوشیمیایی پیچیده، برهمکنش با سایر آلاینده ها، تغییر شکل های فتوشیمیایی و بارش خشک و مرطوب بستگی دارد. PAH ها در هوای محیط یافت می شوند و بر روی سطح ذرات یا بر اساس شرایط جوی (مانند دمای هوا، رطوبت و سایر عوامل)، ماهیت ذرات معلق در هوا و خواص PAH های گازی جذب می شوند. به طور کلی، PAH ها در BPM بسیار فرار و عمدتاً در فاز گاز هستند. اگرچه PAH های سبک تر سمی کمتری دارند، اما می توانند با سایر آلاینده ها (ازون، دی اکسید نیتروژن و دی اکسید گوگرد) واکنش داده و یون ها، نیترو و دینیترو PAH ها و اسیدهای سولفوریک را تشکیل دهند که می تواند سمیت آنها را تا حد زیادی افزایش دهد. PAH ها با چهار حلقه یا بیشتر در شرایط محیطی بسیار کم تبخیر می شوند. بنابراین، بیشتر PAH های سنگین به دلیل فشار بخار کم در اتمسفر در فاز ذرات هستند. برخی از مطالعات رابطه معنی داری بین میزان PM در هوا و غلظت PAH در فاز ذرات یافته اند. مقدار PAH در فاز گازی و ذرات موجود در هوا تابعی از دمای هوا و فراریت PAH است. بنابراین با افزایش دمای هوا، مقدار PAH گازی نیز افزایش می یابد. به طور کلی سهم اجزای PAH در فازهای ذره ای و گازی هوا در جدول زیر آورده شده است.
قرار گرفتن انسان در معرض PAH
برای عموم مردم، مسیر اصلی مواجهه با PAH ها تنفس هوای داخل و خارج خانه، خوردن غذاهای حاوی PAH، سیگار کشیدن، یا استنشاق دود اجاق گاز است. مسیر اصلی مواجهه برای افراد غیر سیگاری غذا است. فرآوری مواد غذایی (خشک کردن و دود کردن) و پختن غذا در دمای بالا عامل مهمی در تولید PAH در مواد غذایی است. برخی از محصولات زراعی مانند گندم، گندم سیاه (چودار) و عدس می توانند PAH را از طریق آب، هوا یا خاک سنتز یا جذب کنند. PAH ها همچنین می توانند از طریق بلع خاک آلوده و استنشاق یا استنشاق بخارات PAH از طریق پوست وارد بدن شوند.
اثرات سلامتی PAHs
اثرات گسترده PAH ها در موجودات زنده، میکروارگانیسم ها، گیاهان خشکی، موجودات آبزی، دوزیستان، خزندگان، پرندگان و پستانداران گزارش شده است. اثرات سمی آن بر رشد، متابولیسم و تومورزایی، یعنی سمیت حاد، مزمن، سیتوپلاسمی، ژنتیکی و سرطان زا نیز نشان داده شده است. در عین حال، تمرکز اصلی تحقیقات سم شناسی PAH ها، سمیت ژنتیکی و سرطان زایی این ترکیبات بوده است.
سرعت ورود PAH ها به بدن تحت تأثیر وجود ترکیباتی است که فرد به طور همزمان در معرض آنها قرار می گیرد. جذب PAH از غذا معمولاً کند است. PAH ها می توانند وارد تمام بافت های چربی شوند. این ترکیبات تمایل دارند در کلیه ها و کبد ذخیره شوند، اما مقادیر کمی در طحال و غدد فوق کلیوی نیز ذخیره می شوند. این ترکیبات از PAH های اصلی در بافت های بدن تبدیل می شوند، برخی کمتر خطرناک و برخی مضرتر هستند. مطالعات حیوانی نشان داده است که PAH ها تمایلی به ماندن طولانی مدت در بافت های مختلف ندارند و بیشتر این ترکیبات پس از چند روز از طریق مدفوع و ادرار دفع می شوند. نوع و شدت اثرات بر سلامت انسان به عوامل مختلفی از جمله میزان ورود این مواد به بدن انسان، مدت زمان تماس، سن، جنسیت، وضعیت تغذیه، سلامت فردی و مانع یا مسیر تماس بستگی دارد. این ترکیبات.