Polychlorinated Bifenyls

Natural Source, Contaminant Source, Physical and Chemical Characteristic, Fate &

Transport, Speciation, Accumulation, Pool / Sink, Mass Balance

10/9/2013 1University of Indonesia - Environmental

Engineering

10/9/2013University of Indonesia - Environmental

Engineering2


Engineering3


Engineering4


Engineering5

• Sejak tahun 1929, PCB sebanyak 2 juta ton PCB diproduksi dan terdapat 10% konsentrasiyang bertahan di alam walaupun EPA telahmelarang penggunaan pada tahun 1979.

• PCB berada di urutan ke-5 daftar prioritasbahan beracun berbahaya di lingkunganberdasarkan Superfund Amendments and Reauthorization Act (SARA).


Engineering6

• PCB [1929-1970] merupakan bahan organikbuatan manusia yang terdiri atas 2 gugus fenil(benzena) dan n (1-10) atom klorin dan 10-n atom hidrogen.

• Rumus molekul : C12H10-nCln• Struktur molekul : PCB akan sangat toksik yaitu,

PCB koplanar dan spesies mono-orthosubstitutes.

• Manufaktur : Fenil terbentuk dari produksamping proses dealkilasi (toluena – benzena). Terdapat 209 kongeners, diidentifikasikanmelalui angka.

10/9/2013 7University of Indonesia - Environmental

Engineering

• Bentuk : Cair atau solid, tidak berbau danberasa, jernih sampai kekuningan

• Nama dagang : Aroclor (USA), Kanechlor, Clophen (Jerman), Phenochlor (Prancis).

• Beberapa PCB memiliki aktivitas sepertidioksin melalui ikatan hidrokarbon aril sehingga memiliki efek yang sama dengandioksin (dibenzosulphonate)


Engineering8


Engineering9

• Aliran air ke badanair

• Produk sisa PCB dilandfill

• Pestisida• Kebocoran produk• Pembuangan tidak

benar• Pembakaran tidak

sempurna padainsinerator


Engineering10

PCB Ke Lingkungan

• Tidak mudah terbakar (titik api tinggi = 170 – 3800 C)

• Bertekanan lebih rendah, tidak mudah meledak

• Konduktivitas listrik rendah

• Tahan terhadap asam, basa dan panas

• Tidak mudah dikristalkan walaupun suhu rendah

• 92% PCB dideteksi pada fase gas

• LPCBs (gugus klor rendah )→ mudah tervolatilisasimenjadi gas

• HPCBS (gugus klor tinggi) → persisten di sedimendasar, akumulasi di biota air.


Engineering11

• Mudah berikatan dengan bahan organik(lipofil)

• Densitas = 1,44 pada suhu 300 C

• Koef. Penyerapan tanah = Koc > 5000, mobilitasrendah, dapat berikatan dengan SOM (leaching)

• Bioconcentration factor = Log BCF -3.26 sampai 5.27

• Spesies dominan = ortho- ( cukup mudahterdegradasi)

• PCB seperti dioksin (non-ortho) = sangat stabil, resistan dari biodegradasi dan metabolisme


Engineering12


Engineering13

Class of Compounds

Henry’s Constant (atm·L/mol)

Halogenated C1 and C2 hydrocarbons 0.5-50

Alkylbenzenes (butylbenzene-benzene) 0.1-1.0

Chlorobenzenes (hexachlorobenzene-monochlorobenzene) 0.5-10

Phthalate esters 0.001-0.002

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) 0.005-1

Alipatic hydrocarbons (C18-C5) 10-10000

PCB 0.01-1

Sumber : www.chem.unep.ch


Engineering14

Compound Number of Chlorine Atoms

S (mg/L) log KOW

Benzene 0 1,78 2.13

Hexachlorobenzene 6 0.006 6.18

Phenol 0 82 1.45

Pentachlorophenol 5 14 3.7

Biphenyl 0 5.9-7.5 3.89

PCB 209 10 0.000004 8.23

Dibenzo-p-dioxin 0 0.842 4.3

2,3,7,8-Cl4DD 4 0.000008 7

Cl8DD 8 0.0000004 8.2



Engineering15

Molecular Name: Number of IUPAC-No. Molecular % of No. of Isomers

Formula Chlorobiphenyl Isomers Mass Chlorine Identified

C12H9Cl Mono 3 01-Mar 188.65 18.79 3

C12H8Cl2 Di 12 Apr-15 233.10 31.77 12

C12H7Cl3 Tri 24 16-39 257.54 41.30 23

C12H6Cl4 Tetra 42 40-81 291.99 48.65 41

C12H5Cl5 Penta 46 82-127 326.43 54.30 39

C12H4Cl6 Hexa 42 128-169 360.88 58.93 31

C12H3Cl7 Hepta 24 170-193 395.32 62.77 18

C12H2Cl8 Octa 12 194-205 429.77 65.98 11

C12HCl9 Nona 3 206-208 464.21 68.73 3

C12Cl10 Deca 1 209 498.66 71.10 1



Engineering16

• Kemampuan degradasi bergantung pada derajatklorinasi dan lokasi klornya.

• Proses dapat langsung maupun tidak langsungmelalui matahari (fotolisis), mikroorganisme

• Semakin tinggi derajat klorinasi, waktu degradasi(half life) akan semakin lama

• Peran mikroorganisme dalam penguraian mono-, di-, and triklorobifenil

• Biomagnifikasi pada biota air dan manusia yang berbahaya bagi kesehatan.

• Laju reaksi biodegradasi HPCBs pada kondisianaerobik = 5% / dekade


Engineering17

Continued…

• Indoor : Konsentrasi PCB 10 kali lebih tinggidari outdoor (1980s)

• Industrial area : 100 kali lebih tinggi daripesisir pantai

• Rivers Sediment : konsentrasi PCB tertinggipada saat PCB sedang tren digunakan. Sekarang konsentrasi mulai menurun.

• Fish : 80% telah berkurang. Umumnyadibawah 1 µg/kg berat basah


Engineering18

Continued…


Engineering19

Sumber : www.epa.gov

Lake Michigan Mass Balance Study


Engineering20

Sink :

Sedimen dasar

Tanah


Engineering21

• Gedik, Kadir. Levels, Distribution and Sources of Polychlorinated Biphenyls in Sediments of Lake Eymir, Turkey. Springer Science New York, April, 2013.

• Morris & Chapman. Polychlorinated Biphenyls (PCBs). Green Facts. Website : www.greenfacts.org (Diakses pada 06 oktober 2013 11.45 pm)

• Nagpal Ph.D., Water Quality Criteria for Polychlorinated Biphenyls (PCBs).Ministry of Environment, Land, and Parks Province of British Columbia. January,1992.

• Roberta C. Barbalace. The Chemistry of Polychlorinated Biphenyls: PCB The Manmade Chemicals that Won’t Go Away.

• Shuang Qi. PCB Volatilization from Sediments. University of Cincinnati.• UNEP Chemicals, 1999. Guidelines for the Identification of PCBs and

Materials Containing PCBs, First Issue, August 1999. • U.S. Environmental Protection Agency (EPA). Polychlorinated Biphenils

(PCBs). January, 2013.• WHO, 2000. Air Quality Guidelines.Second Edition. Denmark


Engineering22

http://www.greenfacts.org/

Polychlorinated Bifenyls

Documents

Transcript of Polychlorinated Bifenyls