In Vitro Προσδιορισμός της Βιοπροσβασιμότητας Πολυκυκλικών Αρωματικών Υδρογονανθράκων (PAHs) μέσω της Εισπνοής Αιωρούμενων Σωματιδίων
Creators: name: Γάλλου, Δομνίκη Ιωάννη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2021
Subjects: Βιοπροσβασιμότητα
Πολυκυκλικοί Αρωματικοί Υδρογονάνθρακες
Αιωρούμενα Σωματίδια
Bioaccessibility
Polycyclic Aromatic Hydrocarbons
Suspended Particles

description: Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η πνευμονική βιοπροσβασιμότητα των Πολυκυκλικών Αρωματικών Υδρογονανθράκων (PAHs) που περιέχονται στα αιωρούμενα σωματίδια της ατμόσφαιρας της Θεσσαλονίκης. Για τον σκοπό αυτό, διενεργήθηκαν δειγματοληψίες αιωρούμενων σωματιδίων διαφόρων μεγεθών (&lt;0,49, 0,49-0,95, 0,95-1,5, 1,5-3, 3-7,2 και &gt;7,2 μm) στο κέντρο της Θεσσαλονίκης κατά την ψυχρή και θερμή περίοδο του έτους. Στα δείγματα προσδιορίσθηκαν 16 PAHs μετά από εκχύλιση/κλασματοποίηση με οργανικούς διαλύτες. Για τον προσδιορισμό του βιοπροσβάσιμου κλάσματος των PAHs, ένα μέρος από κάθε δείγμα υποβλήθηκε σε επώαση με προσομοιωμένο πνευμονικό υγρό (Gamble’s Solution) και το βιοπροσβάσιμο κλάσμα εκχυλίστηκε με οργανικό διαλύτη. Η ανάλυση των PAHs στα σωματίδια και στο βιοπροσβάσιμο κλάσμα πραγματοποιήθηκε με την τεχνική GC/MS σε συνθήκες παρακολούθησης μεμονωμένου ιόντος (SIM mode). Η βιοπροσβασιμότητα των PAHs εξετάστηκε σε σχέση με το μέγεθος των σωματιδίων, τις φυσικοχημικές ιδιότητες των ενώσεων και την εποχιακή διακύμανση των μετεωρολογικών συνθηκών. Τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν με αντίστοιχα αποτελέσματα από τη διεθνή βιβλιογραφία. Η μέση τιμή του Σ16PAΗs βρέθηκε ίση με 17,94 ng m-3 και 6,40 ng m-3 κατά τη χειμερινή και θερινή περίοδο δειγματοληψίας, αντίστοιχα, με στατιστικά σημαντική εποχιακή διακύμανση. Και για τις δύο περιόδους δειγματοληψίας, οι υψηλότερες συγκεντρώσεις των PAHs παρατηρήθηκαν στα σωματίδια &lt;0,49 μm, ενώ το μεγαλύτερο ποσοστό συνεισφοράς, τόσο στο σύνολο των σωματιδιακών κλασμάτων όσο και στα επιμέρους σωματιδιακά κλάσματα, παρουσίαζαν οι PAHs 4 –δακτυλίων. Η μέση τιμή του Σ16PAΗs στο πνευμονικό υγρό (διάλυμα Gamble) βρέθηκε ίση με 6,44 ng m-3 και 1,97 ng m-3 κατά τη ψυχρή και θερμή περίοδο δειγματοληψίας, αντίστοιχα, με στατιστικά σημαντική εποχιακή διακύμανση. Και για τις δύο περιόδους δειγματοληψίας, οι υψηλότερες συγκεντρώσεις των PAHs παρατηρήθηκαν στα σωματίδια &lt;0,49 μm, ενώ το μεγαλύτερο ποσοστό συνεισφοράς, τόσο στο σύνολο των σωματιδιακών κλασμάτων όσο και στα επιμέρους σωματιδιακά κλάσματα, παρουσίαζαν οι PAHs 4–δακτυλίων. Το βιοπροσβάσιμο κλάσμα των επιμέρους ενώσεων κυμάνθηκε από 9,8 έως 72,5% κατά την ψυχρή περίοδο, ενώ κατά την θερμή περίοδο κυμάνθηκε από 7,7% έως 73,6%, με εποχιακή διακύμανση μη στατιστικά σημαντική. Το συνολικό ποσοστό βιοπροσβασιμότητας και για τις δύο περιόδους δειγματοληψίας κυμάνθηκε από 8,8% έως 73%. Τα μεγαλύτερα ποσοστά βιοπροσβασιμότητας για το Σ16PAHs βρέθηκαν στα σωματιδιακά κλάσματα της περιοχής 0,95-1,5 μm και 3-7,2 μm κατά την ψυχρή περίοδο, ενώ κατά την θερμή περίοδο τα μεγαλύτερα βρέθηκαν στα σωματιδιακά κλάσματα της περιοχής 0,95-1,5 μm και 1,5-3 μm. Όσον αφορά τους μεμονωμένους PAHs, τα υψηλότερα ποσοστά βιοπροσβασιμότητας παρουσίαζαν οι PAHs με χαμηλότερο μοριακό βάρος γεγονός που μπορεί να αποδοθεί στην υψηλότερη υδατοδιαλυτότητα των μικρότερων μελών των PAHs (χαμηλότερο logKOW).
description: In the present study, the inhalation bioaccessibility of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) contained in the suspended particles of the atmosphere of Thessaloniki was studied. For this purpose, sampling of suspended particles of different sizes (&lt;0.49, 0.49-0.95, 0.95-1.5, 1.5-3, 3-7.2 and &gt;7.2 μm) was performed in the center of Thessaloniki during the cold and hot period of the year. 16 PAHs were determined in the samples after extraction/fractionation with organic solvents. To determine the bioaccessible fraction of PAHs, a portion of each sample was incubated with Gamble’s Solution and the bioavailable fraction was extracted with organic solvents. The analysis of PAHs in the particles and in the bioaccessible fraction was performed by GC/MS, under single ion monitoring conditions (SIM mode). The bioaccessibility of PAHs was examined in relation to particle size, physicochemical properties of the compounds and seasonal variation of meteorological conditions. The results were compared with similar results from the international literature. The average concentration of Σ16PAΗs in winter and summer were 17.94 ng m-3 and 6.40 ng m-3, respectively. The concentrations of all PAHs show seasonal variation. For both sampling periods, the highest concentrations of PAHs were observed in the particles &lt;0.49 μm, while the highest contribution rate, both in the total suspended particles and in the individual particle fractions, was the contribution of 4-ring PAHs. The average bioaccessible concentration of Σ16PAΗs in winter and summer were 6,44 ng m-3 and 1,97 ng m-3, respectively. The concentrations of all PAHs show seasonal variation. For both sampling periods, the highest concentrations of PAHs were observed in the particles &lt;0.49 μm, while the highest contribution rate, both in the total suspended particles and in the individual particle fractions, was the contribution of 4-ring PAHs. The bioaccessible fraction of individual PAHs ranged from 9.8 to 72.5% during the cold season, while during the warm season it ranged from 7.7% to 73.6%, with not statistically significant seasonal variation. The overall bioaccessibility fraction -for both sampling periods- ranged from 8.8% to 73%. The highest bioaccessibility rates for Σ16PAHs were found in the particulate fractions of 0.95-1.5 μm and 3-7.2 μm during the cold season, while during the warm season the highest bioaccessibility rates were found in the particulate fractions of 0.95-1.5 μm and 1.5-3 μm. The highest bioaccessibility rates were found for PAHS with lower molecular weight, which can be attributed to the higher water solubility of smaller PAHs members (lower logKOW).