CETOCOEN
Projekt vybudování Centra pro výzkum toxických látek v prostředí
Centrum pro výzkum
toxických látek v prostředí
Kamenice 753/5, pavilon A29
625 00 Brno
www.recetox.muni.cz

Průběh Výzkumného programu 2

Průběh výzkumného programu k 03/2011


D2.1. Chemické procesy, které se nyní v rámci programu studují, jsou: (a) rozdělování mezi plynnou a partikulární frakcí ve vzduchu s anebo bez vymývání srážkami a (b) místní a dálkový atmosférický transport. Práce se soustřeďuje zejména na polycyklické aromatické uhlovodíky (PAHs). Studují se velikosti částic a chemické složení pomocí časově a prostorově rozlišených datových souborů získaných ve Středozemních oblastech (města a pozadí) a 2-leté údaje o dešti ve 2 místech střední Evropy (města a pozadí).

Výsledky, které jsou částečně komplementární s dřívějšími studiemi a částečně unikátní, byly publikovány nebo jsou připraveny k publikaci. Nový výzkum ukazuje, že pouze několik procent nebo méně je vymýváno srážkami, což znamená, že suchá depozice je důležitější pro koloběh PAHs v atmosféře. Analýza koncentrací PAHs v Antarktickém sněhu (ve spolupráci s německými partnery) sloužila jako komplementární informace při studiu dálkového transportu na pozaďové lokality. Bylo pro tento případ zjištěno, že PAHs pocházejí spíše z místních zdrojů spalování, zatímco dálkový transport ke znečištění nepřispíval.

Kukučka P., Lammel G., Dvorská A., Klánová J., Möller A. and Fries E.: Contamination of Antarctic snow by polycyclic aromatic hydrocarbons dominated by combustion sources in the polar region, Environmental Chemistry 7 (2010) 504-513.

Škrdlíková L., Landlová L., Klánová J. and Lammel G.: Wet deposition and scavenging efficiency of gaseous and particulate phase polycyclic aromatic compounds at a central European suburban site, submitted 2011.

D2.2 a 3. Vzhledem k velkému množství možných vlivů na studované procesy jsou výsledky stále nedostatečně přesvědčivé. Z toho důvodu se upravuje experimentální uspořádání pro budoucí studie. Zaměřujeme se na studium distribuce organických látek mezi plynnou atmosférickou fází a půdou pomocí dat získaných ve Středozemních oblastech (města a pozadí; organické halogen deriváty).

D2.4. Procesní studie, uvedené v předcházejících odstavcích, umožní v budoucnu kvantifikaci expozice ekosystémů i člověka POPs v kontaminovaných oblastech. Probíhají terénní studie zaměřené na studium distribuce semivolatilních organických látek mezi složky prostředí. Krátkodobá terénní studie s velkým časovým rozlišením v Bosně a Hercegovině měla odpovědět na otázku, zda jsou kontaminované půdy zdrojem atmosférického znečištění polychlorovanými bifenyly (PCBs) a polyaromatickými uhlovodíky. Data o distribuci PCBs, získaná z těchto měření, byla srovnána s podobnými studiemi v západní Evropě a severní Africe a byl na ně aplikován matematický model.

Gasić B., MacLeod M., Klánová J., Scheringer M., Ilić P., Lammel G., Pajović A., Breivik K., Holoubek I. and Hungerbühler K. (2010): Quantification of sources of PCBs to the atmosphere in urban areas: A comparison of cities in North America, Western Europe and former Yugoslavia, Environmental Pollution 158, 3230-3235.

Další skupinou sledovaných látek jsou polyaromatické uhlovodíky. Bylo zjištěno, že se distribuce PAHs mezi plynnou atmosférickou fází značně liší v městských a vesnických aglomeracích. V druhé části studie se studovala distribuce PAHs mezi plynnou atmosférickou fází a partikulemi v závislosti na jejich velikosti. Bylo zjištěno, že je distribuce závislá na teplotě.

Lammel G., Klánová J., Ilić P., Kohoutek J., Gasić B., Kovacić I., Lakić N. and Radić R., 2010. Polycyclic aromatic hydrocarbons on small spatial and temporal scales – I. Levels and variabilities. Atmospheric Environment 44, 5015-5021.

Lammel G., Klánová J., Ilić P., Kohoutek J., Gasić B., Kovacić I. and Škrdlíková L., 2010. Polycyclic aromatic hydrocarbons on small spatial and tempoval scales – II. Mass size distributions and gas-particle partitioning. Atmospheric Environment 44, 5022-5027.

Lammel G., Novák J., Landlová L., Dvorská A., Klánová J., Čupr P., Kohoutek J., Reimer E. and Škrdlíková L., 2010. Sources and distributions of polycyclic aromatic hydrocarbons and toxicity of polluted atmosphere aerosols, in: Urban Airborne Particulate Matter: Origins, Chemistry, Fate and Health Impacts (Zereini F., Wiseman C.L.S., eds.), Springer, Berlin, pp. 39-62.

Laboratorní výzkum, aplikovaná fotochemie

V rámci výzkumu nových typů syntetických bioaktivních molekul se podařilo podat patentovou přikhlášku na nový makrocyklický derivát glycolurilu. Nově patentovaná látka (resp. skupina látek) - bambusurily - má celou řadu perspektivních využití v praxi včetně aplikací v bioremediacích (snižování biodostupnosti, efektivní sorpce toxinů apod.

Patentová přihláška - Šindelář, Švec - Nové makrocyklické deriváty glykolurilu, způsob jejich přípravy a použití (New Macrocyclic derivatives of glycolurils, and methods and preparing using the same); European Patent Office; Internation application No. PCT/CZ2010/000110.

Schematická prezentace nové molekuly bambusurilu

Obrázek: Schematická prezentace nové molekuly bambusurilu

D2.5. V rámci této části se skupina zabývá laboratorními studiemi fyzikálních a chemických procesů, které se odehrávají na povrchu krystalů uměle připraveného sněhu. První studie se týká stanovení stupně pokrytí povrchu krystalů organickými molekulami a měření difúzního koeficientu jejich mobility. První výsledky ukazují, že chemické procesy odehrávající se na povrchu sněhových krystalů mohou být simulovány v laboratoři pomocí umělého sněhu. Pomocí fotofyzikálních metod byl srovnáván specifický povrch umělého a přirozeného sněhu. Navíc rychlosti chemických reakcí byly zjišťovány v závislosti na stupni pokrytí.

Kurková R., Ray D., Nachtigallová D. and Klán P. Chemistry of Small Organic Molecules on Snow Grains: The Applicability of Artificial Snow for Environmental Studies , Environmental Science and Technology 2011, 45 (v tisku).

D2.6. Pro projekt byl sestrojen unikátní přístroj, umožňující měření potenciálu mrznutí v ledu.

D2.7. V rámci této části byl učiněn objev nového typu fotochemického křížení peptidů. Skupina se zabývá detailním studiem mechanismu této reakce.

D2.8. Byl vyvinut nový typ fotoaktivovatelného linkeru a byl objasněn mechanismus jeho odštěpování. Skupina je založena na chromoforu s duálními vlastnostmi, které dovolují ortogonální separaci dvou substituentů. Skupina by mohla být užitečná pro automatickou a kombinatoriální syntézu peptidů na tuhých nosičích.

V dalších studiích byly studovány syntetické aplikace nadějného chromoforu – p-hydroxyfenacyl skupiny a supramolekulárních vlastností bambusurilu.

Kammari L., Šolomek T., Pitchou Ngoy B., Heger D. and Klán P. Orthogonal Photocleavage of a Monochromophoric Linker, Journal of the American Chemical Society 2010, 132, 11431–11433. Šebej P., Lim B. H., Park B. S., Givens R. S. and Klán P. The Power of Solvent in Altering the Course of Photorearrangements , Organic Letters 2011, 13, 644–647.

Givens S.R., Stensrud K., Conrad P.G. II., Yousef A.L., Perera C., Senadheera S.N., Heger D. and Wirz J. p-Hydroxyphenacyl Photoremovable Protecting Groups: Robust Photochemistry Despite Substituent Diversity, Canadian Journal of Chemistry (v tisku).

Švec J., Dušek M., Fejfarová K., Štacko P., Klán P., Kaifer A. E., Li W., Hudečková E. and Šindelář V. Anion-Free Bambus[6]uril and its Supramolecular Properties, Chem.-Eur. J. (v tisku).


Průběh výzkumného programu k 06/2010


Procesy ovlivňující osud chemických látek v prostředíStudium procesů v prostředí s pomocí časově a prostorově rozlišených datových souborů (města a pozadí) získaných ve Středozemních oblastech a 2letých údajů o dešti ve střední Evropě. Probíhají terénní studie zaměřené na studium distribuce semivolatilních organických látek mezi složky prostředí. Realizovány laboratorní studie procesů na povrchu krystalů sněhu (difúzní koeficient, mobilita a rychlosti reakcí organických látek). Sestrojen unikátní přístroj měření potenciálu mrznutí v ledu a objeven nový typ fotochemického křížení peptidů. Rovněž byl vyvinut nový typ fotoaktivovatelného linkeru a objasněn mechanismus jeho odštěpování; skupina je založena na chromoforu s duálními vlastnostmi, které dovolují ortogonální separaci dvou substituentů. Skupina by mohla být užitečná pro automatickou a kombinatoriální syntézu peptidů na tuhých nosičích.

Zpět