Analýza organických látek v půdě z vojenského prostoru

Abstract

Tato diplomová práce se zaměřuje na analýzu organických polutantů přítomných v půdě pocházející z území vojenského prostoru. Studované skupiny polutantů zahrnují polycyklické aromatické uhlovodíky, polychlorované bifenyly a těkavé organické látky. Všechny tyto kontaminanty jsou spojeny s vojenskými aktivitami probíhajícími v minulosti i současnosti na analyzovaném území. Teoretická část práce se věnuje charakteristice vojenských prostorů, jejich vlivu na jednotlivé složky životního prostředí a podrobně rozebírá sledované organické polutanty: jejich původ, fyzikálně-chemické vlastnosti, chování v půdě a potenciální dopady na zdraví lidí i ekosystémy. Součástí této části je rovněž přehled používaných metod extrakce z půdních matric a principů analytických technik, konkrétně plynové chromatografie a hmotnostní spektrometrie. Experimentální část je zaměřena na optimalizaci metody stanovení těkavých organických látek pomocí headspace analýzy a na popis extrakce a stanovení polycyklických aromatických uhlovodíků a polychlorovaných bifenylů. Ve vzorcích půdy bylo analyzováno 16 prioritních polycyklických aromatických uhlovodíků podle seznamu Agentury pro ochranu životního prostředí Spojených států, šest základních těkavých organických látek (benzen, toluen, etylbenzen a izomery xylenu) a pět zástupců polychlorovaných bifenylů. U těkavých organických látek byla sledována možná souvislost mezi koncentrací těchto látek a výbuchem munice. V případě polychlorovaných bifenylů byl hodnocen jejich výskyt napříč jednotlivými vzorky. U polycyklických aromatických uhlovodíků byl zaznamenán rozdíl mezi koncentracemi lehkých a těžkých analytů, přičemž ve většině vzorcích byly naměřeny výrazně zvýšené hodnoty benzo(a)pyrenu, což představuje potenciální riziko pro životní prostředí i lidské zdraví.

This thesis focuses on the analysis of organic pollutants present in soil samples collected from a military area. The investigated groups of pollutants include polycyclic aromatic hydrocarbons, polychlorinated biphenyls, and volatile organic compounds. All these contaminants are associated with past and ongoing military activities within the studied area. The theoretical part of the thesis defines the concept of a military area and examines the impact of military operations on various components of the environment. It further discusses the selected organic pollutants in detail, including their origin, physical and chemical properties, behavior in the environment, and potential effects on human health and ecosystems. Additionally, this section presents an overview of extraction methods used for soil samples, along with the fundamental principles of gas chromatography and mass spectrometry. The experimental part focuses on the optimization of a method for the determination of volatile organic compounds using headspace analysis, as well as the extraction and analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons and polychlorinated biphenyls. The analyzed soil samples were tested for sixteen priority polycyclic aromatic hydrocarbons according to the list established by the United States Environmental Protection Agency, six major volatile organic compounds (including benzene, toluene, ethylbenzene, and isomers of xylene), and five representative polychlorinated biphenyls. The occurrence of volatile organic compounds was evaluated in relation to their possible connection with munitions explosions. For polychlorinated biphenyls, the study assessed their distribution across different sample sites. In the case of polycyclic aromatic hydrocarbons, significant differences were found between the concentrations of lighter and heavier compounds, and elevated levels of benzo(a)pyrene were detected in all samples, indicating a potential environmental and health risk.