polybromované difenyl ethery

Jedná se o chemické látky, jejichž struktura je velmi podobná polychlorovaným bifenylům (PCBvoří ji dvě substituovaná aromatická jádra spojená jednoduchou vazbou přes atom kyslíku. Polybromované difenyl ethery mohou potencionálně tvořit až 209 různých kongenerů lišících se množstvím a pozicí bromovaných substituentů. Díky jejich podobnosti s polybromovanými bifenyly, jsou číslovány stejně podle IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) systému. V komerčně využívaných směsích se vykytuje menší množství kongenerů, než je teoreticky možné. Některé kongenery jsou totiž málo stabilní a mají sklony k debromaci, proto jsou jako FR využívány pouze některé z nich. V průmyslu jsou uplatňovány celkem čtyři komerčně dále využívané směsi PBDE: DekaBDE, OktaBDE, PentaBDE a Tetra BDE. [1,5] TetraBDE je znám pod komerčním označením Bromkal 70-5 DE [6]. Rozvoj produkce PBDE nastal v 70. letech minulého století. PBDE se začaly běžně používat a dodnes se používají v řadě průmyslových odvětví, jako například v elektronickém průmyslu (televizory, počítače), dopravním průmyslu (sedadla, bezpečnostní pásy u letadel či aut) a také v průmyslu textilním. PentaBDE v polyuretanových pěnách, DekaBDE je naproti tomu součástí syntetických plastů jako například polyester. Přestože používání celé řady chlorovaných sloučenin (PCB,DDT) bylo v mnoha světových zemích zakázáno, nebo velmi výrazně omezeno, pro PBDE žádné takové zákazy neplatí (vyjma zákazu produkce PentaBDE a OktaBDE v Evropě na základě Direktivy 76/769/ EEC) [21,22]. Naopak se produkce těchto látek neustále zvyšuje, například produkce DekaBDE v roce 2000 činila 55 000 tun, zatímco v roce 1991 byla spotřeba všech bromovaných retardátorů hoření pouze 36 000 tun [8], což činilo 82% ze všech vyráběných BFR.

Obrázek 1: Obecná struktura polybromovaných difenyl etherů [17]

Výroba

Komerční výroba začala v roce 1970 v Německu a pokračuje dodnes téměř po celém světě [24]. Průmyslová výroba spočívá hlavně v katalytické syntéze PBDE z difenyl etheru a bromu, kdy dochází k vzniku směsi různých izomerů. Nejprve dojde ke spojení fenolu a brombenzenu. Po spojení jsou sloučeniny dále bromovány pod zpětným tokem a to za použití bromidu železitého nebo hlinitého ( Friedel - Kraftsova katalýza) do vzniku aromatických sloučenin. Bromace difenylů je poměrně vysoce specifická a substituce probíhá nejprve do pozice 4 a poté do pozice 2 na každém fenylovém kruhu, dochází tak k tvorbě 2, 2´, 4, 4´- tetrabrom difenyl etheru [8]. Další možností syntézy PBDE je využití reakce fenolátu a brombenzenu, nebo reakce difenyljodoniové soli s bromfenolátem [9]. Průmyslově se nejvíce vyrábí směsi obsahující PBDE a jejich isomery. Z průmyslově vyráběných směsí jsou dominantní TetraBDE, PentaBDE, OktaBDE a dekabrom difenyl ether (DekaBDE). Komerčně vyráběné směsi PBDE jsou stabilní sloučeniny s teplotou varu mezi 310 a 425°C. Jsou hydrofobní (zvláště výše bromované) a lipofilní [8].

Dalším možným způsobem výroby PBDE je reakce fenolátu sodného s brombenzenem, tzv. Ullmanova syntéza.

difenyl ether 4,2´ - dibromo difenyl ether

Obrázek 2: Bromace bifenyl etheru

fenolát sodný brombenzen polybromovaný difenyl eter

Obrázek 3: Ullmanova syntéza

Fyzikálně - chemické vlastnosti

Komerčně využívané PBDE jsou relativně stabilní sloučeniny, jejich bod varu se pohybuje v rozmezí 310 - 425 °C. Tlak par PBDE závisí významně především na obsahu zde, že kongenery obsahující více bromu, mají tlak nasycených par nižší. PBDE, které jsou složkami směsí používaných jako retardátory hoření, mají bod tání v rozsahu 80 °C (BDE 47) až 300 °C (BDE 209). Celá řada kongenerů se přitom nachází za normálních podmínek v kapalném stavu [4]. Důležitou vlastností je u perzistentních polutantů jejich rozdělovací koeficient oktanol/voda (log K_ow). Čím je tato hodnota vyšší, tím více je sloučenina hydrofobní. Hodnoty log K_ow PBDE jsou v rozmezí 4 - 10, jedná se tedy o látky vysoce hydrofobní. PDBE jsou, stejně jako ostatní organohalogenované aromatické sloučeniny (PCB, DDT), značně lipofilní, perzistentní látky. Jsou velmi odolné vůči kyselinám, zásadám, teplu a světlu, oxidačním i redukčním reakcím, a proto představuje jejich únik do složek životního prostředí značné riziko, neboť zde mohou perzistovat velmi dlouhou dobu [2,7]. Navíc z nich při nadměrném zahřívání nebo spalování mohou vznikat velmi toxické látky, jako jsou například polybromované dibenzofurany (PBDF) a polybromované dibenzodioxiny (PBDD). 

V tabulce 1 jsou uvedeny vybrané fyzikálně - chemické vlastnosti BDE.

Tabulka 1: vybrané fyzikálně - chemické vlastnosti PBDE [2,4,5,6,11]

Toxicita

V současnosti není stále dostupné komplexní toxikologické hodnocení. Dá se ale předpokládat, vzhledem ke strukturní podobnosti PBDE vůči PCB, že se tyto látky budou v životním prostředí působit stejnými mechanismy jako polychlorované bifenyly [10].

Adsorbce, metabolismus a exkrece

Ohledně vstřebání, metabolismu a vylučování PBDE jsou k dispozici informace především pro hlodavce. Několik studií a testů s kongenerem 209 prokázalo na laboratorních myších, že tyto látky jsou poměrně rychle z organismu vylučovány, a to výkaly (cca 99%). Pouze 1 % bylo vyloučení kůží či močí. Tento výsledek naznačuje prakticky nulovou absorpci tohoto kongeneru v trávicím traktu [12]. U níže bromovaných kongenerů tomu tak není, např. pro některé testované TetraBDE či PentaBDE byly zjištěny vyšší koncentrace v játrech a ledvinách, což indikuje jejich pravděpodobnou bioakumulaci v těchto tělesných orgánech [13]. Například u BDE - 47 a BDE - 99 bylo množství vyloučené v moči 14% a ve výkalech 43% dávky po pěti dnech od expozice [2]. Biodostupnost je tedy u nízkobromovaných kongenerů mnohem nižší než u DekaBDE, cílové orgány jsou především tuková tkáň, játra, mozek a nadledvinky. Jako deriváty byly u kongeneru BDE - 209 detekovány hydroxy-deriváty, metoxy-deriváty byly nalezeny u nížebromovaných kongenerů. Hlavní metabolický mechanismus PBDE je u hlodavců oxidativní debromace [12].

Akutní a chronická toxicita

Toxicita PBDE závisí především na jejich molekulové struktuře. Toxicita akutní se u komerčně používaných směsí ukázala při testech na laboratorních krysách jako poměrně nízká (LD₅₀> 1 g/ kg živé váhy). Ale u krys, kterým byla směs OktaBDE podávána, byla pozorována například zvýšená hmotnost jater a mikroskopické změny v jaterní tkáni [13]. Jiná studie prokázala, že zejména u nížebromovaných směsí dochází u exponovaných myší k indukci jaterních enzymů [4].

Vlivy na thyroidní hormony

že některé efekty PBDE mohou v lidském těle vést ke snížení hladiny thyroidního stimulativního hormonu (TSH), snížení hranice séra T₄ a snížení thyroidní protilátky u pracovníku vystavených vlivům DecaBDE. Nebyla však nalezena žádná spojitost mezi hodnotu BDE 47 v krevní plasmě a hodnotami thyroidních hormonů u mužů konzumujících různé druhy ryb z Baltského moře. Thyroidní efekty zahrnující například snížení hladiny séra T₄, nebo hyperplasii, byly pozorovány na laboratorních krysách a myších, kterým byly orálně podávány níže bromované komerční směsi PBDE [24]. Doprovázející změny v hladinách TSH nebyly zjištěny a pokles hladiny séra T₄ byl pravděpodobně způsoben zvýšením metabolických formací hydroxydových metabolitů PBDE, které byly svázány s thyroidnímy transportními proteiny. Současné probíhající studie ukazují snížení séra T₄ u krys a myší vystavených expozici vyšší než 18 mg/kg váhy/den OktaBDE, nebo dávky vyšší než 30 mg/kg váhy/den PentaBDE po dobu 4 dní a u krys a myší vystavených expozici vyšší než 18 mg/kg váhy/den PentaBDE po dobu 14 dní. Dále současné studie prokázaly, že expozice komerční směsi obsahující 77% DecaBDE a 22% NonaBDE v dávce vyšší než 80 mg/kg váhy/den trvající 30 dní, způsobují thyroidní hyperplasii. Efekty působení PBDE na hodnoty T₄ se mohou měnit v závislosti na druhu, krysy jsou na tyto vlivy více citlivé než člověk. Tento názor je založen na studii ukazující, že PBDE ovlivňují vazbu thyroidních hormonů na transthyretin (TTR), hlavní transportní protein krys. Protože TTR není hlavním transportním proteinem u lidí, tak závěry studie jsou takové, že lidé jsou na thyroidní efekty PBDE méně citliví než krysy. Přestože TTR není hlavním lidským transportním hormonem, je to protein ovlivňující transport T₄ do mozku [24].

Další studie byla založena na podávání příslušných dávek směsí PBDE zvířatům a po 24 hodinách od poslední dávky byly odebrány vzorky krevního séra a jater. Obě podávané směsi s převažujícím obsahem níže bromovaných kongenerů (BDE - 71, BDE - 79) způsobovaly značný pokles sérového tyroxinu a o něco méně výrazný pokles trijodtyroinu. Oba poklesy byly závislé na koncentraci. Naproti tomu při podání směsi, která obsahovala téměř 98% BDE - 209, nedošlo k významnějším změnám v hladinách hormonů. Přestože výše uvedená krátkodobá studie neprokázala účinek DekaBDE na thyroidní hormony a jaterní enzymy, dlouhodobá studie karcinogenity prokázala zvýšený výskyt nezhoubných nádorů a karcinomů štítné žlázy u myší po expozici DekaBDE [26]. Jak naznačují tyto skutečnosti, mohou PBDE (respektive jejich metabolity) působit jak tzv. „endocrine disruptors“ neboli látky s endokrinním účinkem, které interferují s hormonálními pochody [4, 14, 15].

K dalším možným závažným a nežádoucím biologickým efektům patří jeneurotoxicita. PBDE jsou strukturně velmi podobné další skupině významných organických kontaminantů, a to PCB, u nichž byly již v minulosti prokázány vlivy, které vedly ke změně chování u myší. Zatím nebyl prokázán významnější vliv na reprodukci myší a také nebyla prokázána teratogenita těchto látek. Při podávání komerční směsi OktaBDE myším docházelo ovšem například ke zvýšení hladiny cholesterolu a také k významnému snížení průmrné váhy novorozeňat [4].

Vedle nežádoucích efektů vyvolaných samotnými PBDE je nutné zohlednit i riziko vzniku toxických látek při jejich fotolýze nebo pyrolýze. Mezi nejnebezpečnější vznikající sloučeniny pak bezesporu patří polybromované dibenzodioxiny (PBDD) a polybromované dibefurany (PBDF) [4]. Bylo objasněno, že PBDE mají ve složkách životního prostředí podobné účinky jako PCD a DDT, jako například množná genetická rekombinace, která může vést k řadě vážných onemocnění, např. k rakovině [24].

Informace vztahující se k toxikologii PBDE na člověka jsou omezená. Je známo pouze pár výsledků z testů prováděných na laboratorních zvířatech. Velmi známý je případ náhodné expozice z roku 1973, který se stal v Michiganu v USA. Přípravek Firemaster (směs 12 různých kongenerů PBB) byl omylem přidán do krmení pro zvířata na farmě, celkem cca 450 kg této látky. O rok později byly PBB stanoveny v laboratoři v Marylandu a přípravek Firemaster byl zakázán [34].

Neurologické efekty

Při testech myší a krys nebyly pozorovány žádné známky neurotoxicity nebo neurohistopatologie. Při expozici byla zvířatům podávána komerční směs DekaPBDE a to v množství 16 - 19 mg/kg váhy/den po dobu 14 dní, dále 8 - 9 mg/kg váhy/den po dobu 13 dní a třetí skupině 2,55 - 7,78 mg/kg váhy/den a to po dobu 103 týdnů. Vyhodnocení u potomků i u dospělých neukázalo žádné změny v rozvoji motorických nebo senzorických funkcí [24].

Zdravotní rizika

Toxicita DekaBDE je mnohem méně výrazná než toxicita komerčních směsí Okta a Penta toxicita akutní tak chronická. Tento rozdíl pravděpodobně souvisí se skutečností, že níže bromované kongenery se lépe akumulují v lidském těle a to z důvodu jejich lepšího štěpení, zadržování v lipidových tkáních a rychlostí metabolismu a eliminace. Především při srovnání s nížebromovanými kongenery ukazuje orální studie u krys pouze minimální absorpci DekaBDE (0,3 - 2%), poměrně krátký poločas rozpadu (<24 hodin) a velmi rychlou exkreci z těla (>99% za 72 hodin). Tyto toxikokinetické odlišnosti ukazují mnohem nižší sklon DekaBDE k bioakumulaci. Tři rozměrové diference v molekulové struktuře mohou také přispívat k rozdílné toxicitě těchto kongenerů. Převážná většina negativních zdravotních efektů, které byly o PBDE zjištěny, pocházejí laboratorních zvířat. Tato data ukazují, že DekaBDE způsobuje mnohem méně zdraví škodlivých efektů v lidském těle než nížebromované kongenery. Dále ukazují, že hlavním cílem nížebromovaných kongenerů jsou v lidském těle játra, štítná žláza a centra neurotického vývoje [24].

Tabulka 2: Přehled toxikologických efektů vyvolaných vybranými PBDE [2]

Průmyslové využití PBDE

Největší producenti technických směsí na bázi PBDE [10]:

Dead Sea Bromines and Eurobrome, Nizozemí

Atochem, Francie

Great Lakes Chemical Ltd, Velká Británie

Great Lakes Chemical Corporation, USA - foto

ALbermale, USA

Tosoh, Japonsko

Matsunaga, Japonsko

Nippo, Japonsko

Obrázek 4: Letecký pohled na továrnu firmy Great Lakes Chemical Corporation v Texasu, USA. Zdroj: Google Earth

DekaBDE: BDE 209 se začal komerčně využívat od roku 1976 v USA. Celoroční produkce této látky je přibližně 55 000 tun (9 800 v Japonsku, 2 000 v SRN či 1 300 v Nizozemí) [6]. Hlavní využití nachází tato surovina v „high impact“ polystyrenech, polyetylen ftalátech, termoplastických polyesterových pryskyřicích, polyvinylchloridu a elastomerech. Směs DekaBDE s přídavkem SB₂O₃ se používá k ochraně nylonu a polyester - bavlněných vláken, která například k výrobě stanů. BDE 209 se také hojně používá jako přísada izolačních materiálů pro elektrické kabely. Je známa celá řada komerčních výrobků BDE 209, mezi nejhojněji využívané patří například ty s komerčním označením FR - 300BA, Bromkal 81, DE 83, DP 10F, FR - 1210, EB10FP, Chemflam 011, FlameCut Br 100, Tardex 100, Hexcel PF1 a mnoho dalších [6].

OktaBDE:Jeho celková spotřeba se pohybuje okolo 6 000 tun/rok, přičemž například v Japonsku činí zhruba 1 000 tun a v Německu a Nizozemí 800 tun [6]. Vysoký obsah bromu a velké rozpětí bodu tání činí OktaBDE vhodné pro použití v řadě termoplastů. Jejich aplikace je nejběžnější například v nylonu, „high impact“ polystyrenu, „low density“ polyetylenu či polypropylenových kopolymerech. Jejich též vhodné v adhezivech a nátěrových hmotách [6]. Hlavní oblastí využití OktaBDE kongenerů je v součástkách počítačů a dalších kancelářských přístrojích. Komerční názvy jsou u běžně používaných směsí OktaBDE např. Bromkal 79-8 DE, Fr 143, Tardex 80, Fr 1208, Adine 404 či Saytex 111 [6].

PentaBDE: Současná celosvětová spotřeba PentaBDE směsí je zhruba 8 500 tun/rok [6]. Komerční směsi PentaBDE jsou používány jako aditiva v nesaturovaných polyesterech, flexibilních polyuretanech, epoxy-pryskyřicích, fenolových pryskyřicích a textiliích [10]. Komerčně využívané jsou zejména směsi DE 71, FR 1205/1210, Bromkal 70, Bromkal 61 nebo PentaBromProp. V minulosti byla hojně využívána směs Bromkal 70 - 5 DE (34% TetraBDE, 60% PentaBDE a 6% HexaBDE). Ta se již v současné době komerčně nevyrábí, ani nepoužívá a to zejména díky tomu, že tato směs v minulosti významně přispěla ke kontaminaci životního prostředí pentabromovanými difenyl ethery [6].

TetraBDE. Komerčně využívaná směs obsahuje v průměru 41% TetraBDE, 45% PentaBDE, 6% HexaBDE a cca 8% směsi PBDE různorodého složení. Roční spotřeba TetraBDE se pohybuje řádově v tisíci tunách a nejčastější využití nachází podobně jako PentaBDE v epoxy a fenolových pryskyřicích a textilních vláknech [6]. 

Tabulka 3: Přehled některých aplikací PBDE používaných jako retardátory hoření v polymerech [8]

PBDE ve složkách životního prostředí

Výsledkem masivního používání retardátorů hoření je jejich postupné uvolňování do životního prostředí a s tím související kontaminace téměř všech jeho složek. Vzhledem ke skutečnosti, že zvláště výšebromované bifenyl ethery jsou poměrně málo chemicky reaktivní, vysoce hydrofobní, velmi perzistentní. Tím pádem mají tendenci k bioakumulaci v tukových tkáních organismů, sedimentech a kalech odpadních vod [2,4,5]. Poprvé byla přítomnost PBDE zjištěna ve vodních sedimentech z oblasti Velkých jezer v USA (1979) a v tukových tkáních ryb ve Švédsku (1981), jako například ve štice, úhoři nebo mořském pstruhovi [3,18]. Kromě ryb byly nalezeny i v tuleních tkáních, či tkáních různých druhů ptáků a jejích vejcích a to v koncentraci ng/g tuku. Nejvyšší koncentrace PBDE se vyskytly u ryb žijících v okolí průmyslových podniků, které se zabývají buď přímo výrobou PBDE, nebo jejich následným zpracováním (např. textilní podniky). Dalšími státy, ve kterých byl potvrzen výskyt PBDE v životním prostředí, jsou např. Japonsko (nálezy v rybách, škeblích a sedimentech), Německo (ryby, mořští ptáci, mateřské mléko), Nizozemí (v úhoři z některých řek a jezer, ale také v játrech tresky a sledě ze Severního moře) a mnoha dalších [2,4,5].  Z výsledků monitorování výskytu polybromovaných difenyletherů v životním prostředí je patrné, že nejvíce rozšířeným kongenerem je BDE 47 (2,2´,4,4´,5,5´- hexaBDE) a BDE 154 (2,2´,4,4´,5,6´- hexaBDE) [2,4,5,6,8]. Velmi znepokojující je také fakt, že navzdory stále relativně dosti nízkým hodnotám koncentrací nalézaných PBDE ve srovnání s typickými hladinami např. pro polychlorované bifenyly, je patrný dosti vysoký vzestup kumulace retardátorů hoření ve složkách životního prostředí [2].

Působení PBDE nejsou pochopitelně vystaveni pouze ryby a další zástupci živočišné říše, ale také lidé zabývající se výrobou či zpracováním těchto sloučenin, protože tyto látky se mohou dostat do těla i při kontaktu s kůží nebo inhalací PBDE vázaných na částečky prachu ve vzduchu [19]. Významnou cestou expozice je poté i konzumace ryb z kontaminovaných vod a jejich možných predátorů (např. vodní ptáci). Není proto překvapením, že v posledních letech byly stopy PBDE identifikovány i v lidské krevní plazmě, tukové tkáni, vlasech nebo mateřském mléce a to v hodnotách mezi 500 - 1 000 pg/g tuku (resp. na gram matrice u krevní plazmy) [15]. Zvláště přítomnost v mateřském mléce je velmi znepokojující, neboť jeho konzumací mohou být kontaminací přímo ohrožení kojenci.

Mezi zdroje PBDE patří hlavně odpadní vody z továren vyrábějících tyto látky, dále z továren vyrábějících a zpracovávajících tyto látky. Dalším významným zdrojem jsou odpadní produkty ze skládek nebo spaloven odpadů. Zdrojem emisí pak jsou elektronická zařízení, která PBDE obsahují, dále recyklační provozy a městské odpadní vody.  Mimo syntetických PBDE se bromované bifenyl ethery vyskytují v přírodě také přirozeně. Např. u hub Dyidea herbecea, Dysidea chlorea a Phyllospongia falascens z ostrova Palau v Mikronésii [16] byla zjištěna produkce některých PBDE.

PBDE ve vzduchu

PBDE byly nalezeny nejen v řadě biologických vzorků, ale také ve vzduchu, a to jak v uzavřených místnostech, tak i ve volném prostranství. Níže bromované PBDE se vyskytují ve vyšších koncentracích než výše bromované kongenery, a to zřejmě díky vyšší těkavosti [4]. Poprvé byly PBDE (kongener 209) detekovány v roce 1979 v blízkém okolí továren vyrábějících PBDE [2]. V dalších letech byly PBDE (zejména kongenery 47, 99, 100, 153 a 154) detekovány v řadě dalších vzorků vzduchu. Naměřené hodnoty se pohybovaly v jednotkách až desítkách pg/m³ vzduchu. Kongener 47 byl přednostně nacházen v plynné fázi, zatímco kongenery 99 a 100 ve fázi tuhé (na částicích). Vysoké koncentrace PBDE byly nalezeny především ve vzorcích vzduchu z místností s vyšším počtem počítačů, ale ve srovnání s nálezy z blízkosti průmyslových závodů jsou stále řádově nižší [20]. Zdaleka nejvyšší koncentrace byly zjištěny v blízkosti průmyslových továren zabývajících se demontáží elektrotechnických zařízení. Koncentrace PBDE zde byly 400 - 4000 krát vyšší, než koncentrace v kancelářích a místnostech s počítači [2].

PBDE v odpadních kalech

V roce 1988 byla provedena studie několika vzorků odpadních kalů z různých oblastí Švédska, přičemž byly detekovány kongenery 47, 99 100 v koncentracích 20 - 30 ng/g sušiny. Hodnoty těchto nálezů jsou srovnatelné s výsledky zjištěnými v Německu. Na základě statistických analýz jsou vidět významné rozdíly mezi obsahy jednotlivých látek v odpadních kalech [10].

PBDE ve vodě a vodních sedimentech

Sedimenty jsou jedny z nejvýznamnějších matric, které byly dosud na obsah PBDE vyšetřovány. Poprvé byly PBDE identifikovány v USA v roce 1979 právě ve vodních sedimentech. V sedimentech je v nejvyšší koncentraci zastoupen kongener 209, který tvoří ve většině případů až 99% celkového obsahu PBDE, dále jsou obsaženy zejména kongenery 47, 99, 100 [10]. Zvláště těžší kongenery PBDE jsou ve vodě jen velmi málo rozpustné, a proto jsou ve vodním prostředí nacházeny jen ve velmi malých koncentracích pouze s výjimkou kontaminovaných řek, kde se jejich obsah pohybuje v jednotkách pg/l. Převládají kongenery BDE - 47 a BDE - 99 [8]. Vzorkování vod se provádí převážně   vzorkování (SPMD).

PBDE v organismu člověka

PBDE se nacházejí v tukových tkáních lidí, v krvi a mateřském mléce. Střední hodnota PBDE je ve spojených státech amerických 35 ng/g tukové váhy. Ve Švédsku je tato koncentrace téměř dvacetkrát menší a to 2 ng/g tukové váhy. Vzorky lidské tkáně ze spojených států amerických mají jedny z nejvyšších obsahů PBDE na světě. Celková koncentrace PBDE vyšší než 500 ng/g tukové váhy byla stanovena v krvi a hodnota přesahující 700 ng/g tukové váhy byla naměřena v mateřském mléce. Přestože hodnoty PBDE v lidských tukových tkáních, krvi a mateřském mléce dramaticky rostou, jsou stále nižší než koncentrace nalezené v rybách a mořských savcích [17].

Vzorky tkání

První záznamy o výskytu PBDE ve vzorcích lidské tkáně pocházejí z USA, kde byly detekovány Hexa - NonaBDE spolu s kongenerem 209. V období let 1995 - 1997 byla ve Švédsku provedena analýza 77 vzorků tukových tkání lidí. Koncentrace kongeneru 47 se pohybovala v rozmezí 3,8 - 16 ng/g lipidů. V roce 1999 pak opět ve Švédsku proběhl test, při kterém bylo analyzováno několik vzorků tukové a jaterní tkáně (analyzovány byly kongenery 28,47, 85, 99, 100, 153 a 154), nejvyšší nálezy byly zjištěny v případě BDE 47, 99 a 153, přičemž celkový obsah PBDE se pohyboval do 5 ng/g lipidů u tukové a 6 - 14 ng/g lipidů u jaterní tkáně. Podobné hladiny PBDE v těchto tkáních byly zjištěny taktéž ve Finsku nebo Španělsku. Ve stejném období byly provedeny testy na kongenery 47, 99 a 153 také ve vzorcích prsního tuku v USA, kdy byly detekovány přibližně ve stejné koncentraci [10].

Vzorky krve

Krev patří mezi významné biologické matrice, na základě jejíž analýzy lze zjistit zátěž lidského organismu různými environmentálními kontaminanty. Existují 3 způsoby analýzy krve - vyšetření krevní plasmy, séra či celé krve [10]. V roce 1997 byla provedena analýza 40 vzorků krevní plasmy ve Švédsku, přičemž bylo detekováno 6 kongengerů PBDE - 28, 47, 66, 99, 100 a 153. Nejvyšší hodnoty byly zjištěny v případě kongeneru BDE 47, jehož průměrná koncentrace byla 2,2 ng/g lipidů. Při podobných testech v Německu byl jako majoritní kongener určen opět BDE 47 s průměrnou koncentrací 3,9 ng/g lipidů. Tyto testy probíhaly v letech 1985, 1990, 1995 a 1999 [32]. Zajímavá je bezesporu skutečnost, že u žen byly zjištěny hladiny PBDE v krvi výrazně nižší než u mužů. Tato skutečnost může být vysvětlena například větší bioakumulací PBDE v mateřském mléce [10]. Zajímavá studie byla provedena mezi pracovníky v továrně, která se zabývá demontáží počítačů. Testy byly provedeny přímo mezi pracovníky, kteří demontáž prováděli, dále mezi úředníky pracující v počítačových místnostech a uklízeči v těchto místnostech. Nejvyšší průměrné koncentrace PBDE byly detekovány u demontážních pracovníků (26ng/g lipidů), zatímco u zbývajících dvou skupin byly naměřeny hodnoty nižší, a to 4,1ng/g lipidů u úředníků a 3,3ng/g lipidů u uklízečů [25]. Stejně tak, jako tomu bylo u tkání tukových, byly i v krvi detekovány PBDE v řadě dalších zemí, jako například v USA, Japonsku, nebo např. v Norsku.

Vzorky mateřského mléka

Podobně jako PCB lze samozřejmě i PBDE nalézt v mateřském mléce. Na základě hladin PBDE je možné posoudit míru zatížení organismu. Samozřejmě bylo realizováno mnoho studií, při kterých byly hodnoty PBDE v mateřském mléce zkoumány. Např. v roce 1988 byla zjištěna přítomnost některých kongenerů PBDE ve vzorcích mateřského mléka odebraného 25 německým matkám. Hodnoty PBDE se v těchto vzorcích pohybovaly v rozmezí 0,6 - 11 ng/g lipidů [30]. Jiná studie provedená o deset let později ve Švédsku (Uppsala) se zabývala vzorky mateřského mléka odebraného 39 kojícím matkám. Byly nalezeny kongenery BDE 47, 99, 100, 153 a 154 a jejich průměrná koncentrace činila 4,4 ng/g lipidů. Nejvíce, 55 % z celkového množství, byl opět zastoupen kongener BDE 47. Součástí této studie byla také dotazníková akce, která prokázala spojitost mezi kouřením a hladinou PBDE v mateřském mléce, zatímco věk, konzumace ryb, alkoholu či frekvence používání počítačů neměla na hladinu PBDE přímý vliv. Studie provedené v několika posledních letech pak prokázaly přítomnost PBDE v mateřském mléce např. v Kanadě (2,6 - 19 ng/g lipidů), ve Finsku (0,88 - 5,9 ng/g lipidů), či v Japonsku.

Výskyt PBDE v rybách

Sladkovodní ryby jsou významným bioindikátorem zátěže životního prostředí PBDE. Tyto kontaminanty se z odpadních vod dostávají zejména do vodního ekosystému a dále se pak akumulují nejen v kalech a sedimentech, ale také v rybách [10]. Při analýze několika druhů ryb ve Švédsku v letech 1986 - 1987 byly nalezeny nejvyšší koncentrace PBDE  v tresce (až 520 ng/g lipidů). Ze zastoupení jednotlivých kongenerů ve vzorcích pak vyplynulo, že směs PBDE v rybách byla velmi podobná komerčně využívané směsi s názvem Bromkal 70 - 5 DE [29]. Jedna z nejvyšších koncentrací PBDE v rybách vůbec byla nalezena v roce 2000 v USA, kdy ve vzorku kapra odebraného pod průmyslovou oblastí, ve které se nacházela celá řada textilních a dalších továren, byla zjištěna koncentrace až 57 000 ng/g lipidů [34]. Obecně lze z výsledků provedených studií konstatovat, že nejvyšší úroveň kontaminace PBDE se vyskytuje u ryb odebraných z vodního ekosystému v blízkosti velkých továren a průmyslových podniků. Samozřejmě nejvyšší hladina je pak u vzorků odebraných u továren, které se přímo zabývají výrobou nebo dalším zpracováním PBDE např. některé textilní továrny.

Mořské ryby jsou velmi často předmětem studií, neboť zastoupení PBDE v jejich tělech velmi dobře ukazuje, do jaké míry je mořský ekosystém zatížen PBDE.

Výskyt PBDE v ptácích

Přítomnost PBDE byla zjištěna např. ve vzorcích orlovce říčního, u kterého byla hladina PBDE 2 100 ng/g lipidů [29]. Zvýšená konzumace ryb během migrace ptáků do Afriky může být příčinou této poměrně vysoké hodnoty [10]. PBDE se samozřejmě kumulují i ve svalovině, tucích, játrech nebo vejcích u mořských ptáků. Velmi vysoké hodnoty PBDE byly nalezeny např. u kormorána žijícího na pobřeží Velké Británie. Zjištěné koncentrace kongenerů BDE 47, 99, 100, 153 a 154 dosahovaly v jeho játrech hodnot 300 - 6 400 ng/g lipidů.

Analytické stanovení

Díky podobnosti PBDE s PCB jsou metody používané pro stanovení PCB použitelné také pro stanovení  PBDE. Nejvíce využívanou technikou pro stanovení PBDE je v současné době plynová chromatografie ve spojení s hmotnostní spektrometrií se zápornou chemickou ionizací. Toto spojení se využívá pro stanovení kvality a zároveň i kvantity PBDE ve vzorcích z životního prostředí. Běžně je chromatografické separace dosaženo pomocí určitého teplotního programu pece, ve které se nachází kapilární kolona a za použití helia, jako nosného plynu. Až do nedávné doby byla kvantitativní analýza prováděna za použití technických PBDE produktů, a to z důvodu nedostatku čistých standardů pro většinu PBDE kongenerů [34].

Vzorkování

Vzorkování PBDE se provádí nejčastěji ve vzduchu a ve vodě. Probíhá buď metodou pasivní, nebo aktivní. Pokud se stanovují PBDE v těle člověka, odebírají se především vzorky krve přímo ze žíly.

Vzorkování ovzduší

Pokud chceme přímo odebrat vzorek pro analýzu, postupujeme nejčastěji metodou aktivního vzorkování, při vzorkování používáme vzorkovače s pevným definovaným objemem, jako jsou např. vzorkovací vaky, vzorkovací nerezové kanystry či skleněné „myši“. Tato zařízení jsou velice jednoduchá na obsluhu, avšak velmi náročná na čištění před opakovaným odběrem. Aktivním nasátím je odebrán určitý objem vzorku, který je poté analyzován. Tento typ vzorkovačů je vhodný pro odběry vyšších koncentrací polutantů, nebo těch, které není potřeba před analýzou zakoncentrovat.

Dalším způsobem aktivního vzorkování PBDE v ovzduší může být aktivní vzorkování s použitím čerpadla. Vzduch je pomocí čerpadla nasáván buď přímo přes analyzátor, nebo přes filtr či sorbent, který je později analyzován. Tento způsob vzorkování můžeme rozdělit na vzorkování kontinuální, semikontinuální a diskontinuální. Jako vzorkovací zařízení se používá vysokoobjemový vzorkovač nebo tzv VAPS (Versaitile air pollution sampler), neboli univerzální vzorkovač ovzduší. Vysokoobjemový vzorkovač má ve své hlavě sorbent, přes který je vzduch prosáván čerpadlem, množství prosátého vzduchu je přibližně 1 m³ za sekundu. Po určité době je filtr vyjmut a zachycené polutanty jsou vhodným způsobem extrahovány. Na podobném principu pracuje také VAPS.

Vzorkování může probíhat také pasivně. Zde se používají vzorkovače typu PUF nebo POG. Ty mají ve své hlavě také sorbent (v tomto případě polyuretanovou pěnu) přes kterou proudí vzduch. Rozdílem oproti vzorkovačům aktivním je, že zde vzduch proudí přes sorbent samovolně a není nasáván žádným čerpadlem ani jiným zařízením. Tento typ vzorkování se používá spíše pro dlouhodobější sledování škodlivin. Množství vzduchu, který přejde přes vzorkovač, je přibližně 100 m³ za měsíc.

Vzorkování vod

Nejčastěji používanou metodou pro pasivní vzorkování PBDE ve vodách je v současné době pasivní vzorkovač na bázi semipermeabilní membrány s lipidickou náplní (SPMD). Jako náplň se používá rybí tuk - triolein. Princip vzorkování je založen na průniku organických polutantů syntetickou membránou a následným zakoncentrováním v náplni vzorkovače, tento proces v podstatě napodobuje biokoncentraci lipofilních polutantů z vodního prostředí do tukové tkáně vodních živočichů. Vzhledem k hydrofobním vlastnostem membrán jimi pronikají pouze látky lipofilní, zatímco voda a polární sloučeniny jsou odpuzovány. Pro vzorkování se obvykle používá vzorkovací koš, který zabraňuje mechanickému poškození. Tento koš s otvory, kterými volně proudí kapalina, je rozdělen do pater. Membrány jsou do pater umístěny pomocí háčků a pružin.

Obzázek 6 a) – struktura vzorkovače SPMD, 6 b) SPMD membána umístěná ve vzorkovači

Extrakce

Většina analytických metod je využitelná pro stanovení nížebromovaných kongenerů, pro stanovení výšebromovaných (Okta a Deka kongengery) je jejich využití omezené. Při analýze DekaBDE může vzniknout problém s jeho citlivostí na světlo a s jeho malou stabilitou při vysokých teplotách, která je při plynové chromatografii požadována. Právě tato teplotní nestabilita je to, co z něj dělá dobrý retardátor hoření. Abychom se vyvarovali degradačních problémů, musí být vzorek při extrakci chráněn před UV zářením a při analýze plynovou chromatografií je používána taková teplota, aby nedošlo k degradaci.

Pro extrakci vzorků se používá u PBDE metoda mikrovlnné extrakce nebo klasická extrakce Soxhletova. Nejvyšší využití však, zejména v poslední době, nachází metoda extrakce pevnou fází.

Mikrovlnná extrakce

Ohřev je podporován mikrovlnami - elektromagnetickým vlněním o frekvenci 300 MHZ - 3 000 GHz. Běžně používaná frekvence je 2 450 MHz. Při záhřevu se molekuly s vysokou dielektrickou konstantou snaží orientovat ve vzniklém elektrickém poli, to se ale mění tak rychle, že molekuly začnou vibrovat a v důsledku tření okolních molekul se také zahřívat. Důležitý je výběr vhodné frekvence, pokud je příliš nízká, molekuly se stihnou zorientovat, pokud je příliš vysoká, molekuly se ani orientovat nezačnou. Rozpouštědlo se tak začíná zahřívat až ke svému bodu varu., dojde tak k urychlení extrakce analytu. Extrakce probíhá za vysokých teplot a tlaků (200°C, 170 psi). Výhodou metody je opakovatelnost, rychlost a malá spotřeba rozpouštědel [35].

Obrázek 6: Mikrovlnný extraktor [35]

Soxhletova extrakce

je další extrakční metodou používanou při úpravě vzorků PBDE. Vzorek se zde umístí do Soxhletovy extrakční patrony (tvrzený filtrační papír nebo sklo s fritou místo dna). Patrona je umístěna do Soxhletovy aparatury, rozpouštědlo zde po zahřátí na svůj bod varu kondenzuje se a odkapává zpět do patrony, kde vymývá analyty a vrací se s nimi do varné baňky, kde se opět odpařuje. Jako rozpouštědlo se používá směs hexanu s acetonem [34]. Maximální teplota je zde omezena teplotou rozpouštědla. Výhodou této metody je její vysoká výtěžnost, je však velmi pomalá, proto bývá často nahrazována tak zvanou vysokotlakou Soxhletovou extrakcí [35].

Extrakce pevnou fází

Extrakce pevnou fází (Solid phase extraction - SPE) je jednou z nejvýkonnějších metod, které se používají, pro rychlou a selektivní extrakci vzorku. Podstatou této metody je zachycení molekul látky na tuhém sorbentu, přes něž protéká vzorek. Mezi výhody této metody proti např. klasické extrakci v systému kapalina - kapalina patří především dobrá selektivita a úspora organických rozpouštědel. SPE lze snadno automatizovat a navázat na další instrumentální metody.

SPE je velmi jednoduchá technika, v principu pracuje takto:

Kapalný vzorek je veden přes SPE kolonku a sloučeniny jsou ze vzorku zachyceny materiálem sorbentu v koloně

Nežádoucí příměsi mohou být z kolonky selektivně odstraněny promytím správně zvolenými rozpouštědly

Nakonec mohou být z kolonky žádoucí analyty znovuzískány elučním rozpouštědlem v podobě vysoce čistého extraktu. Tento extrakt má pak podstatně vyšší koncentraci, než měl vzorek původní.

Sorbenty jsou tvořeny částicemi o velikosti v průměru 50 μm a kladou odpor protékající kapalině. Jsou v kolonce uzavřeny fritami z polyetylenu, případně oceli nebo polytetrafluorethylenu.

Postup SPE:

Obvyklý postup se skládá z šesti základních kroků:

Příprava vzorku před extrakcí

Solvatace kolonky

Předrovnovážná úprava kolonky

Aplikace vzorku

Promývaní kolonky

Eluce analytu z kolonky

SPE se s výhodou používá pro PBDE z důvodu, že je nutné vzorky s poměrně nízkou koncentrací PBDE vhodně zakoncertovat. Bez zakoncentrování bychom často zůstali pod detekčními limity. Zachycení PBDE se provádí, podobně jako zachycování PCB, na kolonce s náplní Florisil. Zachycené PBDE se poté eluují isooktanem a analyzují např. plynovou chromatografií s detektorem elektronového záchytu [36].

Analýza

V případě analýzy vzorků PBDE je nejpoužívanější metodou plynová chromatografie ve spojení s hmotnostním spektrometrem. Plynová chromatografie: Vzorek se dávkuje do proudu plynu, který jej unáší kolonou. Vzorek se ihned přeměňuje na plyn, aby mohl být transportován kolonou. V koloně se jednotlivé složky rozdělí podle schopnosti poutat se na stacionární fázi a poté kolonu opouštějí. Na výstupu z kolony jsou pak jednotlivé složky indikovány detektorem a z časového průběhu intenzity signálu se určí druh a kvantitativní zastoupení složek.

Plynový chromatograf: je přístroj, na němž probíhá analýza - plynová chromatografie. Skládá se z:

Zdroj nosného plynu: tlaková láhev obsahující dusík, helium nebo argon (u PBDE nejčastěji Helium). Úkolem plynu je unášet vzorek kolonou. [n1] 

Čistící zařízení: zachycuje vlhkost a nečistoty v nosném plynu, zejména odstraňuje stopy reaktivního kyslíku.

Regulační systém: zajišťuje stálý, nebo programově se měnící, průtok nosného plynu.

Dávkovač: slouží k zavedení vzorku do proudu nosného plynu. Nástřik může být proveden třemi způsoby: přímo do kolony, pomocí děliče toku, nebo bez děliče toku. Pro PBDE se používá nástřik bez děliče toku, protože je potřeba relativně velké objemy (0,5 - 5 μl) upravit pro stopovou analýzu.

Kolona: je část chromatografu, ve které je umístěna stacionární fáze, zde nastává separace složek. V plynové chromatografii používáme buď kolony náplňové (trubice naplněné sorbentem), nebo kapilární (využívají své vnitřní stěny jako nosiče stacionární fáze).

Termostat: zajišťuje dostatečně vysokou teplotu dávkovače, kolony a detektoru, aby byl vzorek po celou dobu analýzy udržen v plynném stavu.

Detektor: slouží k detekci látek v nosném plynu (signalizuje jejich přítomnost). U PBDE (směsí) je jako detektor nejčastěji použit hmotnostní spektrometr. V plynovém chromatografu dojde k separaci složek, které jsou pak v spektrometru analyzovány.

Vyhodnocovací zařízení: zpracovává signál z detektoru, zakresluje chromatografickou křivku (chromatogram) a provádí její vyhodnocení [36].  

Vybrané případové studie

Z důvodu výše uvedených vlastností PBDE a jejich neustále se zvyšujícímu výskytu ve složkách životního prostředí je prováděno velké množství vědeckých studií, které se PBDE zabývají. Většina studií zkoumá místa, kde se PBDE v životním prostředí vyskytují a stanovuje jejich množství.

Studie stanovení PBDE v kabinách letadel

Tato studie se zabývá stanovením PBDE v prachu z kabin a v krevním séru cestujících z dopravních letadel létajících na mezinárodních linkách. Komerčně využívaná letadla potřebují zajistit vysoký stupeň ochrany proti požáru z důvodu bezpečnosti pasažérů. Pro tyto účely se pak obvykle používají BFR, konkrétně PBDE. Protože se PBDE velice rychle absorbují do malých prachových částic, mohou být ohroženi i posádka letadla negativními vlivy PBDE. Hlavní cesta vstupu do organismu je inhalace.

Vzorkování

Devět dospělých jedinců, kteří cestovali ze Švédska mezinárodními lety v délce 9 - 11 hodin do Japonska, Bangladéše, Kanady, USA a zpět v období od září do října roku 2007, bylo zapojeno do této studie. Byl odebrán jeden nebo více vzorků z prostředí kabiny letadla v průběhu letu.

Vzorky prachu byly odebrány ručně cestujícími, převedeny do čistých skleniček, nebo plastových skleniček a ihned uschovány ve tmě. Vzorky prachu byly odebrány v kabině, pokud byly viditelná, větší množství pak bylo odebráno na výfucích ventilace umístěných na toaletách.

Vzorky krve cestujících pak byly odebrány z loketní žíly několik dní po příletu. Krevní sérum bylo odstředěno, převedeno do skleněných lahví, které byly vypláchnuté acetonem, zamrazeno a uchováno při teplotě -20 °C do doby stanovení.

Extrakce

Vzorky prachu: 10 ml tetrahydrofuranu, který byl před extrakcí po dobu 10 minut mírně protřepán, bylo přidáno ke každému vzorku prachu (1 - 200 mg). Vzorky byly ještě jednou extrahovány 5 ml tetrahydrofuranu, oba extrakty byly spojeny a odpařeny do sucha při teplotě 40 °C v jemném proudu dusíku. Zbytek po odpaření byl rozpuštěn v 0,4 ml směsi cyklohexan - dichlormethan (1:1). Přečištění vzorku bylo provedeno za použití 2 kolon, každá obsahovala 0,1 g silika gelu a 0,9 gramu směsi kyselina sírová - silikagel (1:2, hmotnostní poměr), pro eluci bylo použito 7 ml roztoku cyklohexan - dichlormethan (1:1). Po eluci bylo odpařeno rozpouštědlo a ke vzorkům bylo přidáno 0,9 ml cyklohexanu a 32 ng BDE - 77.

Vzorky krve: U vzorků krevního séra probíhala extrakce a přečištění stejným způsobem jako u vzorků prachu. Vzorky, jejichž hmotnost byla menší než 5 g, byly na tuto hmotnost upraveny přidáním 1% roztoku chloridu draselného. ¹³C-BDE-209 (1 ng/vzorek) a BDE-77 (0,5 ng/vzorek) byly přidány před extrakcí. Vzorky séra byly okyseleny 1 ml 6M chlorovodíkové kyseliny, znečištěny 6 ml 2 - propanolu, extrahovány 6 ml směsi cyklohexan - MTBE (1:1) a znovu extrahovány 3 ml cyklohexanu. Extrakty byly spojeny a promyty 3 ml 1% roztokem chloridu draselného. Lipidy ve vzorcích byly stanoveny gravimetricky a odstraněny 2 ml koncentrované kyseliny sírové. Lipidové zbytky dále odstraněny na koloně obsahující 0,1 g silika gelu a 0,9 g směsi kyselina sírová - silika gel (1:2 - hmotnostní poměr). Kolony byly předem upraveny promytím 7 ml směsi cyklohexan - dichlormethan (1:1).

Analýza

Vzorky prachu: Vzorky prachu byly analyzovány na plynovém chromatografu spojeném s hmotnostním spektrometrem, který používal pro detekci iontů iontovou past. Chromatograf obsahoval křemennou kapilární kolonu DB_5HT, 15m x 0,25 mm s tloušťkou filmu 0,1 µg výrobce J&W Scientific (Folsom, USA). Jako nosný plyn bylo použito helium. Teplotní program začínal na teplotě 80°C, po jedné minutě rostl na teplotu 300°C s gradientem 15°C za minutu. Nástřik byl prováděn ve splitless módu za použití automatického dávkovače, objem nástřiku byl 2 µl a jeho teplota 250°C. Vzorky byly měřeny selektivním monitoringem (SIM) skenováním záporných bromidových iontů (isotopy s poměrem m/z 79 a 81).

Vzorky krve: Vzorky krve byly analyzovány na plynovém chromatografu s hmotnostně spektrometrickou detekcí. Kolona plynového chromatografu byla kapilární z taveného křemenného skla, stejná jako u stanovení PBDE v prachu. Nástřik byl opět prováděn automatickým vzorkovačem, přes septum, při teplotě 250°C a objem nástřiku byl 1 µl. Teplotní program začínal na 85°C, po jedné minutě začala teplota stoupat s gradientem 15°C za minutu až na 300°C, poté s gradientem 2°C za minutu na 310°C, tato teplota byla zachována po dobu 5 minut. Vzorky byly analyzovány SIM skenováním záporně nabitých bromidových iontů (isotopy m/z 79 a 81) [11].

Stanovení PBDE ve vzduchu a prachu

Další studie zabývající se stanovením PBDE v domácím prachu ze Severo-Západního Španělska pomocí mikrovlnné extrakce rozpouštědlem, plynovou chromatografií tandemově spojenou s hmotnostní spektrometrií

Příprava vzorku pro analýzu se obvykle skládá z extrakce analytu z matrice vzorku, následuje přečištění, frakcionace a zkoncentrování vzorku. Nakonec je provedena analýza na plynovém chromatografu s hmotnostně spektrometrickou detekcí. Stanovení PBDE v domácím prachu je však složité a to z důvodu vysokého obsahu organického základu (od 20 do 40% celkového organického uhlíku) v tomto druhu matric. Z tohoto důvodu je nutné velmi důkladné přečištění pro získání roztoku vzorku použitelného v chromatografii. Dříve byly používány extrakční metody jako např. Soxhletova extrakce nebo extrakce rozpouštědlem za zvýšeného tlaku. Vzhledem k použití těchto extrakčním metod bylo nutné použít pro separaci dalších metod jako použití sorbentů nebo gelová permeační chromatografie. Je však známo, že vícekrokové procesy přinášejí problémy. Jednak jsou časově náročnější, častá je také mnohanásobně vyšší spotřeba rozpouštědel a také možnost ztráty analytu nebo jeho kontaminace. V současné době bývá tedy při stanovení PBDE v domácím prachu prvním krokem mikrovlnná extrakce rozpouštědlem (MASE). Následná finální analýza je poté provedena pomocí spojení plynového chromatografu s hmotnostním spektrometrem.

Vzorkování

Vzorky pro analýzu byly odebírány do odběrových vaků v domácnostech v Severo Západním Španělsku. Vzorky byly přesáty přes ocelové síto s velikostí ok 60µm a poté skladovány při pokojové teplotě až do analýzy.

Extrakce

Pro mikrovlnnou extrakci byl použit Ethos E Microwave Solvent Extraction Labstation (výrobce Milestone, Bergamo, Italy), opatřený dvanácti tlakovými vialkami. Před extrakcí bylo ke každému vzorku přidáno 20 ng náhražky standartu BDE-99 (v hexanu) označeného jako ¹³C. Po dosažení optimálních podmínek byly vzorky extrahovány 8ml nn-hexanu a 4ml 10% vodného roztoku hydroxidu sodného při teplotě 80°C po dobu 15 minut. Organická fáze byla poté vysušena anhydridem síranu sodného. Po vyčištění byly 2ml extraktu zkondenzovány na přibližně 0,5ml za použití Turbo Vap systému (výrobce Zymark, Hopkinton, MA, USA) a zakoncentrovány na 0,2ml v proudu dusíku do vialek používaných v automatických vzorkovačích plynového chromatografu. Vzorky byly poté uloženy při teplotě -20°C až do analýzy.

Chromatografie

Stanovení bylo provedeno na Varian 3800 plynovém chromatografu (výrobce Varian Chromatography Systems, Walnut Creek, CA, USA) spojeného s hmotnostním spektrometrem Varian Saturn 2000, který pro detekci iontů používal iontovou past. Kolona byla použita CP - Sol8 CD (30m x 0,25mm I. D., 0,25µm tloušťka filmu Florisilu). Teplotní program byl nastaven na počáteční teplotě 60°C. Tato teplota po 2 minutách začalo růst s gradientem 30°C za minutu až do teploty 250°C, následně teplota stoupala po 5°C za minutu až do teploty 280°C, tato teplota pak byl zachována po dobu 8 minut. Celkový čas analýzy činil 22,33 minut. Teplota injektoru byla držena na 280°C a nástřik vzorku byl prováděn ve splitless módu v intervalu 2 minuty. Nástřikový tok byl nastaven na 50 ml za minuty. Jako nosný plyn bylo použito Helium o čistotě 99,999% s rychlostí toku 1,2 ml za minutu.

Hmotnostní spektrometrie

Hmotnostní spektrometr pracoval v pozitivně ionizačním elektronovém módu při 70 eV a hmotnostní spektra byla získána v hmotnostním rozsahu m/z 40 - 650 při 1.0s scanu [33]. 

Regulace PBDE

Německo, Švédsko a Nizozemsko začaly jako první v polovině osmdesátých a počátkem devadesátých let jednat o zákazech tykajících se PBDE. Nakonec byly penta- a okta- kongener zakázány ve státech Evropské unie, avšak až v roce 2004. Listina omezující nebezpečné látky v elektrických spotřebičích a příkaz o elektrických výrobcích (RoHS Directive) obsahovaly v červenci roku 2006 Deka-BDE na seznamu látek zakázaných pro použití v elektrických spotřebičích [46], přestože tato látka dostala v říjnu roku 2005 výjimku od evropské komise. Tato výjimka byla nakonec zrušena evropským soudním dvorem 1. dubna roku 2008. Švédská vláda také zakázala používání Deca-PBDE v textilu, nábytku a různých kabelech již v roce 2007. V USA došlo v některých státech k zákazu výroby a distribuce některých Penta- a Octa- kongenerů. Ve státech Miami a Washington platila až do konce roku 2008 výjimka povolující částečné využívání Deca-PBDE. Společnost Great Lakes Chemical Corporation, jediný výrobce komerčních směsí Penta- a Deca.HBCD v USA pak v roce 2004 výrobu těchto kongenerů ukončil. Ačkoliv již dochází k regulaci níže bromovaných PBDE, vystavení vlivům těchto látek bude probíhat ještě dlouhou dobu a to z důvodu jejich dlouhého poločasu rozpadu, dobré schopnosti bioakumulace a neustálé výrobě a používání některých kongenerů. Navíc je zde stále pokračující produkce Deca-BDE, která se přidá k již existující zátěži životního prostředí a také bude sloužit jako zdroj níže bromovaných kongenerů [18].