Ocena toksycznego oddziaływania wybranej cieczy jonowej względem przedstawicieli flory i fauny

• Autorzy: Arendarczyk A , Grabińska-Sota E , Zgórska A

Warianty tytułu

EN

Assessing toxicity of selected ionic liquid to representatives of flora and fauna

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Analizowano wpływ chlorku 1-heksylo-3-metyloimidazoliowego, będącego komercyjnie dostępnym prekursorem cieczy jonowych. Przeprowadzone badania ekotoksykologiczne obejmowały oznaczenie wpływu testowanej substancji na wschody oraz wzrost korzenia i łodygi pszenicy (Triticum aestivum)i rzodkwi (Raphanus sativus). Przeprowadzono również ocenę toksyczności ostrej z wykorzystaniem organizmów zwierzęcych, słonowodnych skorupiaków Artemia salina, oraz toksyczności chronicznej z wykorzystaniem skorupiaków Heterocypris incongruens. Stwierdzono toksyczne oddziaływanie chlorku 1-heksylo-3-metyloimidazoliowego na zdolność kiełkowania obu roślin testowych, natomiast nie odnotowano efektu toksycznego względem takich parametrów, jak wzrost korzenia i łodygi pszenicy oraz rzodkwi. Badany związek sklasyfikowano jako nietoksyczny w stosunku do skorupiaków Artemia salina, natomiast w teście z wykorzystaniem H. incongruens wykazano jego toksyczny wpływ. WartośćEC50wyznaczona w tym teście wyniosła 1,984 mg•kg-1.

EN

This paper reports on a study of the toxicity of 1-hexyl-3-methylimidazolium chloride, a compound that is a precursor of the synthesis of imidazolium ionic liquids (ILs). The con-ducted studies included determination of its influence on emergence and growth of roots and stems of wheat (Triticum aestivum) and radish (Raphanus sdativus). Also the acute toxicity test of aqueous solutions using salt-water crustacean Artemia salina and chronic toxicity test of spiked sediment using crustacean Heterocypris incongruens were performed. The toxic effect of 1-hexyl-3-methylimidazolium chloride on the germination of both T. aestivum and R. sativus was observed. The obtained data indicated that the lowest tested concentration which caused a significant inhibition of T. aestivum germination was 0.001 g/kg d.s.w-1, while for R. sativus it was 0.01 g/kg d.s.w.−1. There was no toxic effect observed according to such parameters as root and stem growth of both wheat and radish. The EC 50 toxic index estimated in the test carried out with the use of Artemia salina was 560 mg dm-3 and the substance was classified as non-toxic. The lowest concentration of tested compound that caused significant differences of Artemia salina mortality in comparison to control was 0.1 g dm-3. In the test with H. incongruens the toxic effect of chloride ionic liquid was observed in all of tested concentrations. EC 50 value determined in this assay was 1.984 mg•kg-1. The results of the present study has proved that 1-hexyl-3-methylimidazolium chloride could be toxic to selected organisms and it is necessary to include the ecotoxicological data at the stage of designing of novel ionic liquids structure.

Słowa kluczowe

PL

ciecze jonowe; toksyczność; chlorek 1-heksylo-3-metyloimidazoliowy

EN

ionic liquids; toxicity; 1-hexyl-3-methylimidazolium chloride

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 15, nr 3
• Strony: 225--236
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz.

Twórcy

autor

Arendarczyk A

• Politechnika Śląska, Katedra Biotechnologii Środowiskowej ul. Akademicka 2A, 44 100 Gliwice

autor

Grabińska-Sota E

• Politechnika Śląska, Katedra Biotechnologii Środowiskowej ul. Akademicka 2A, 44 100 Gliwice

autor

Zgórska A

• Politechnika Śląska, Katedra Biotechnologii Środowiskowej ul. Akademicka 2A, 44 100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Pham T., Cho Ch.W., Yun Y.S., Environmental fate and toxicity of ionic liquids: A review, Water Research 2010, 44, 352-372.
• [2] Pernak J., Sobaszkiewicz K., Mirska I., Anti-microbial activities of ionic liquid, Green Chem. 2003, 5, 52-56.
• [3] Pernak J., Wasiński K., Praczyk T., Nawrot J., Cieniecka-Rosłonkiewicz A., Walkiewicz F., Materna K., Sweet ionic liquids-cyclamates: Synthesis, properties, and application as feeding deterrents, Sci. China Chem. 2012, 55, 1532-1541.
• [4] Pernak J., Syguda A., Janiszewska D., Materna K., Praczyk T., Ionic liquids with herbicidal anions, Tetrahedron 2011, 67, 4838-4844.
• [5] Pernak J., Syguda A., Materna K., Janus E., KardaszP., Praczyk T., 2, 4 based herbicidal ionic liquids, Tetrahedron 2012, 68, 4267-4273.
• [6] Praczyk T., Kardasz P., Jakubiak E., Syguda A., Materna K., Pernak J., Herbicidal ionic liquids with 2,4-D, Weed Science 2012, 60, 189-192.
• [7] Grabińska-Sota E., Arendarczyk A., Zgórska A., Oddziaływanie cieczy jonowych na środowisko wodne. Ciecze jonowe w innowacyjnych technologiach związanych z przetwarzaniem surowców lignocelulozowych, Instytut Technologii Drewna, Poznań 2011.
• [8] Pernak J., Sobaszkiewicz K., Foksowicz-Flaczyk J., Ionic liquids with symmetrical dialoxymet-hyl-substituted imidazolium cations, Chem. Eur. J. 2004, 10, 3479-3485.
• [9] Petković M., Seddon K.R., Paulo L., Rebelo N., Pereira C.S., Ionic liquids: a pathway to environmental acceptability, Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 1383-1403.
• [10] Matzke M., Stolte S., Thiele K., Juffernholz T., Arning J., Ranke J., Welz-Biermann U., Jastroff B., The influence of anion species on the toxicity of 1-alkyl-3-methylimidazolium ionic liquids observed in an (eco)toxicological test battery, Green Chem. 2007, 1198-1207.
• [11] Docherty K.M., Kulpa Jr. Ch. F., Toxicity and antimicrobial activity of imidazolium and pyridinium ionic liquids, Green Chem. 2005, 7, 185-189.
• [12] Kulacki K.J., Lamberti G.A., Toxicity of imidazolium ionic liquids to freshwater algae, Green Chem. 2008, 10, 104-110.
• [13] Stolte S., Abdulkarim S., Arning J., Blomeyer-Nienstedt A.K., Bottin-Weber U., Matzke M., Ranke J., Jastorff B., Thöming J., Primary biodegradation of ionic liquid cations, identification of degradation products of 1-methyl-3-octylimidazolium chloride and electrochemical wastewater treatment of poorly biodegradable compounds, Green Chem. 2008, 10, 214-224.
• [14] Latała A., Stepnowski P., Nędzi M., Mrozik W., Marine toxicity assessment of imidazolium io-nic liquids: Acute effects on the Baltic algae Oocystis submarina and Cyclotella meneghiniana, Aquat. Toxicol. 2005, 73, 91-98.
• [15] Coleman D., Gathergood N., Biodegradation studies of ionic liquids, Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 600-637.
• [16] Zgórska A., Grabińska-Sota E., Liszczyk G., Ocena oddziaływania amoniowej cieczy jonowej na organizmy glebowe, Przem. Chem. 2010, 89, 1555-1558.
• [17] PN-ISO 11269-2:2001. Jakość gleby. Oznaczanie wpływu zanieczyszczeń na florę glebową. Wpływ związków chemicznych na wschody i wzrost roślin wyższych.
• [18] Norma ISO 14371- Jakość wody - Określanie toksyczności osadów słodkowodnych wobec Heterocypris incongruens (Skorupiaki, Małżoraczki).
• [19] Dyrektywa Rady Wspólnoty Europejskiej 92/32/EEC, 30 kwietnia 1992.
• [20] Studzińska S., Buszewski B., Study of toxicity of imidazolium ionic liquids to watercress (Lepidium sativum L.), Anal. Bioanal. Chem. 2009, 393, 983-990.
• [21] Arendarczyk A., Zgórska A., Grabińska-Sota E, Ocena toksyczności chlorku 1-heksylo-3-metyloimidazoliowego względem wybranych organizmów wodnych, Inż. i Ochr. Środ. 2011, 14, 137-143.
• [22] Latała A., Nędzi M., Stepnowski P., Toxicity of imidazolium and pyridinium based ionic liquids towards algae. Bacillaria paxillifer (a microphytobenthic diatom) and Geitlerinema amphibium (a microphytobenthic blue green alga), Green Chem. 2009, 11, 1371-1376.
• [23] Stolte S., Matzke M., Arning J., Böschen A., Pitner W-R., Welz-Bierman U., Jastorff B., Ranke J., Effects of different head groups and functionalized side chains on the aquatic toxicity of ionic liquids, Green Chem. 2007, 9, 1170-1179.
• [24] Latała A., Nędzi M., Stepnowski P., Toxicity of imidazolium ionic liquids towards algae. Influence of salinity variations, Green Chem. 2010, 12, 60-64.
• [25] Pretti C., Chiappe C., Baldetti I., Brunini S., Monni G., Intorre L., Acute toxicity of ionic liquids for three freshwater organisms: Pseudokirchneriella subcapitata, Daphnia magna and Danio rerio, Ecotoxicol. and Environ. Safety 2009, 72, 1170-1176.