Warunki beztlenowej biodegradacji pospolitych bromowanych środków antypalnych (BFR) w oparciu o modelowe badania elektrochemiczne heksabromocyklododekanu (HBCD)

• Autorzy: Baron L. , Kozłowska A. , Kurek S.

Warianty tytułu

EN

Conditions of anaerobic biodegradation of common brominated flame retardants based on model electrochemical studies of hexabromocyclododecane (HBCD)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Bromowane uniepalniacze mogą ulegać degradacji redukcyjnej w naturalnych warunkach środowiskowych. Obliczenia termodynamiczne oparte na reakcji z wodorem cząsteczkowym, często stosowane przez ekologów, dają potencjały dalece za wysokie anodowe dla tej reakcji. Jest to mylące, ponieważ proces jest związany z wysoką barierą energetyczną. Niekatalizowana dehalogenacja redukcyjna wymaga stosowania wysoko katodowych potencjałów. Obecność katalizatora, takiego jak porfiryna kobaltowa lub kobalamina, przesuwa ten potencjał do wartości bardziej umiarkowanych. Heksabromocyklododekan można zredukować w obecności CoTPP lub kobalaminy w potencjale redukcji Co(II)/Co(I), tj. przesuniętym o 1,2 V w stosunku do procesu niekatalizowanego i z o wiele większymi szybkościami. 1,2-Dibromocyklododekan także ulega debromowaniu w obecności CoTPP, ale kataliza jest znacznie mniej efektywna, chociaż zachodzi przy tych samych potencjałach.

EN

Brominated flame retardants may undergo reductive degradation under natural environmental conditions. Thermodynamic calculations based on the reaction with molecular hydrogen, often used by the environmentalists, yield far too anodic potentials for this reaction. This is misleading as the process is associated with a high energy barrier. Uncatalysed reductive dehalogenation needs using highly cathodic potentials. The presence of a catalyst, such as cobalt porphyrin or cobalamin, shifts this potential to much milder values. Hexabromocyclododecane may be reduced in the presence of CoTPP or cobalamin at the potential of Co(II)/Co(I) reduction, i.e., shifted by 1.2 V with respect to the uncatalysed process, and with much higher rates. 1,2-Dibromocyclododecane also undergoes debromination in the presence of CoTPP, but the catalysis is much less efficient, though occurs at the same potentials.

Słowa kluczowe

PL

heksabromocyklododekan; HBCD; redukcyjne dehalogenacji; kobalt porfiryny; kobalamina

EN

hexabromocyclododecane; HBCD

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, ZW CHEMPRESS-SITPChem
• Czasopismo: Chemik
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 65, nr 10
• Strony: 1003--1010
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tabl.

Twórcy

autor

Baron L.

autor

Kozłowska A.

autor

Kurek S.

• Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej, Politechnika Krakowska, Kraków

Bibliografia

• 1. Yogui G.T., Sericano J.L.: Polybrominated diphenyl ether flame retardants in the U.S. marine environment: A review. Environ. Int. 2009, 35, 655-666.
• 2. Jiao L., Zheng G.J., Binh Minh T., Richardson B., Chen L., Zhang Y., Yeung L.W., Lam J.C.W., Yang X., Lam P.K.S., Wong M.H.: Persistent toxic substances in remote lake and coastal sediments from Svalbard, Norwegian Arctic: Levels, sources and fluxes. Environ. Pollut. 2009, 157, 1342-1351.
• 3. Wang Z., Ma X., Lin Z., Na G., Yao Z.: Congener specific distributions of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) in sediment and mussel (Mytilus edulis) of the Bo Sea, China. Chemosphere 2009, 74, 896-901.
• 4. Bromine Science and Environmental Forum - http://www.bsef.com/ -accessed 1 June 2011.
• 5. REACH and HBCD - http://www.ebfrip.org/main-nav/european-regulatory-centre/registration-evaluation-and-authorisation-and-restriction-of-chemicals-reach/reach-and-hbcd - accessed 1 June 2011.
• 6. HBCD included in the Annex XIV list of substances for Authorisation under REACH, http://www.bsef.com/index.php?mact=Media-Room, cntnt01,details,O&cntnt01 documentid = 603&cntnt01 datefomat=%25A%20%25d%20%25B%20%25Y&cntnt0lreturnid=l50 - accessed 1 June 2011.
• 7. Guerra P., Eljarrat E., Barceló D.: Enantiomeric specific determination of hexabromocyclododecane by liquid chromatography- quadrupole linear ion trap mass spectrometry in sediment samples. J. Chromatography 2008, 1203, 8-87.
• 8. Gerecke A.C., Giger W, Hartmann RC, Heeb N.V., Kohler H.-P.E., Schmid P., Zennegg M., Kohler M.: Anaerobic degradation of brominated flame retardants in sewage sludge. Chemosphere 2006, 64, 311-317.
• 9. Costentin C., Robert M., Saveant J.M.: Stepwise and Concerted Electron-Transfer/Bond Breaking Reactions. Solvent Control of the Existence of Unstable π Ion Radicals and of the Activation Barriers of Their Heterolytic Cleavage. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1683-16840.
• 10. Lexa D., Savéant J.M.: The Electrochemistry of Vitamin B12. Acc. Chem. Res. 1983, 16, 235-243.
• 11. Thauer R.K.: Biochemistry of methanogenesis: a tribute to Marjory Stephenson. Microbiology 1998, 144, 2377-2406.
• 12. Holliger C., Wohlfarth G., Diekert G.: Reductive dechlorination in the energy metabolism of anaerobic bacteria. FEMS Microbiol. Rev. 1999, 22, 383-398.
• 13. Dolfing J., Harrison B.K.: Gibbs free energy of formation of halogenated aromatic compounds and their potential role as electron acceptors in anaerobic environments. Environ. Sci. Technol. 1992, 26, 2213-2218.
• 14. O’Connell K.M., Evans D.H.: Electron-Transfer Reactions and Associated Conformational Changes. Electrochemical Reduction of Some Vicinal Dibromides. J. Amer. Chem. Soc. 1983, 105, 1473-1481.
• 15. Hu X., Hu D., Song Q., Li J., Wang R: Determinations of hexabromocyclododecane (HBCD) isomers in channel catfish, crayfish, hen eggs and fish feeds from China by isotopic dilution LC-MS/MS. Chemosphere 2011, 82, 698- 707.
• 16. Heeb N.V., W. Schweizer W.B., Mattrel P., Haag R., Gerecke A.C, Schmid P., Zennegg M., Vonmont H.: Regio- and stereoselective isomerization of hexabromocyclododecanes (HBCDs): Kinetics and mechanism of γ- to α -HBCD isomerization. Chemosphere 2008, 73, 120-1210.