Suvremene analitičke metode za praćenje eksploziva u okolišu

Eksplozivni spojevi predstavljaju važnu skupinu onečišćujućih tvari u okolišu koje se prvenstveno unose u ekosustave putem vojnih aktivnosti, proizvodnje, skladištenja ili odlaganja streljiva.

Njihova prisutnost u tlu i vodi predstavlja značajan rizik za ekosustave i ljudsko zdravlje. Određeni spojevi, poput heksogena (RDX) i 2,4 dinitrotoluena (2,4-DNT), čak su klasificirani kao potencijalni kancerogeni.
Stoga su praćenje, analitičko određivanje i osmišljavanje strategija za učinkovito uklanjanje eksploziva i njihovih ostataka iz okoliša ključni za učinkovito minimiziranje povezanih rizika.

TNT formula (Slika 2) i formula RDX/heksogena (Slika 3) — Slika 2: TNT formula (2,4,6-Trinitrotoluen) • Slika 3: Formula RDX/heksogena

Eksplozivi u okolišu

U 2025. godini, ALS laboratorij proširio je svoj analitički portfelj kako bi uključio akreditirane metode za određivanje eksploziva i srodnih spojeva u vodi i tlu.

Ovi postupci temelje se na međunarodno priznatim standardima kao što su US EPA 8330B, EN ISO 22478, i ISO 11916-1.

Razvoj učinkovitih strategija za otkrivanje i sanaciju kontaminacije eksplozivima u uzorcima okoliša, posebno u područjima testiranja, ključan je, jer trenutne metode ovise o ograničenim podacima o eksplozivima i njihovom utjecaju na okoliš. Često korišteni eksplozivni spojevi, poput nitroaromata i nitramina, predstavljaju relativno visok rizik od kontaminacije okoliša, dok su nitramini vrlo pokretni.

Unatoč svojoj reaktivnosti, ove tvari su relativno stabilne prirode u normalnim uvjetima. TNT, na primjer, može perzistirati u tlu desetljećima, posebno u područjima s ograničenim pristupom kisiku i niskom mikrobnom aktivnošću. Značajan primjer dugotrajne kontaminacije je područje Kolberger Heide u Baltičkom moru, gdje je streljivo u velikoj mjeri odlagano nakon Drugog svjetskog rata. Studija iz 2025. potvrdila je prisutnost metabolita TNT-a u urinu i žuči riba, što ukazuje na bioakumulaciju eksplozivnih tvari u morskim organizmima i njihovu perzistenciju u okolišu više od osam desetljeća.

Analiza eksploziva

Primjena točnih analitičkih metoda omogućuje pouzdanu identifikaciju i kvantifikaciju širokog raspona eksplozivnih tvari, uključujući njihove produkte razgradnje, antioksidanse i pogonska goriva.

Uvođenje takvih metoda odražava rastuću potrebu za praćenjem ovih onečišćujućih tvari iz civilnih i vojnih izvora.

Američka Agencija za zaštitu okoliša (EPA) koristi Metodu 8330B (SW-846) za analizu nitroaromata, nitramina i nitratnih estera pomoću HPLC-a, standardizirane metode koja osigurava precizne analitičke rezultate.

Laboratorijski pristup i pouzdanost rezultata

U ALS-u, tijekom rukovanja i pripreme uzoraka pridržavamo se postupaka propisanih primjenjivim standardima, a analize se provode na najsuvremenijim HPLC-DAD sustavima najnovije generacije. Svaki pozitivan nalaz u početku se provjerava na temelju spektralnog podudaranja i naknadno potvrđuje korištenjem alternativne stacionarne faze kromatografske kolone. Ovaj pristup osigurava visoku pouzdanost izmjerenih podataka.

Tablica 1: Popis ciljanih analita za njihovo određivanje u vodi i tlu

Analit	Kratica	CAS	LOR tlo (mg/kg)	LOR voda (µg/L)
Octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine	HMX / Oktogen	2691-41-0	0.2	0.4
Hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine	RDX / Hexogen	121-82-4	0.2	0.4
1,3,5-Trinitrobenzene	1,3,5-TNB	99-35-4	0.2	0.4
1,3-Dinitrobenzene	1,3-DNB	99-65-0	0.2	0.4
Methyl-2,4,6-trinitrophenylnitramine	Tetryl / CE	479-45-8	0.2	0.4
Nitrobenzene	NB	98-95-3	0.2	0.4
2,4,6-Trinitrotoluene	2,4,6-TNT	118-96-7	0.2	0.4
4-Amino-2,6-dinitrotoluene	4-Am-DNT	19406-51-0	0.2	0.4
2-Amino-4,6-dinitrotoluene	2-Am-DNT	35572-78-2	0.2	0.4
2,4-Dinitrotoluene	2,4-DNT	121-14-2	0.2	0.4
2,6-Dinitrotoluene	2,6-DNT	606-20-2	0.2	0.4
2-Nitrotoluene	2-NT	88-72-2	0.2	0.4
3-Nitrotoluene	3-NT	99-08-1	0.2	0.4
4-Nitrotoluene	4-NT	99-99-0	0.2	0.4
Nitroglycerin / Glycerol trinitrate	NG	55-63-0	1	1
Pentaerythritol tetranitrate	PETN	78-11-5	1	1
3,5-Dinitroaniline	3,5-DNA	618-87-1	0.2	0.4
Diphenylamine	DPA / Dpha	122-39-4	0.2	0.4
N-nitrosodiphenylamine	NDPhA	86-30-6	0.2	0.4

Slika 4: Polipropilenski spremnik za uzorkovanje čvrstog tla. U slučaju da ste zainteresirani za analizu eksploziva,
molimo kontaktirajte nas i spremnik bit će vam dostavljen.

Prvo eksperimentalno testiranje

Početni rezultati iz ALS laboratorija ukazuju na potencijalno pozitivne detekcije heksogena (RDX) u analiziranim uzorcima, s koncentracijama u vodenim uzorcima koje dosežu do desetaka µg/L, a uzorci tla pokazuju vrijednosti u rasponu jednoznamenkastih mg/kg (izvornog uzorka).

Iako trenutno ne postoje zakonski zahtjevi za sustavno praćenje eksplozivnih tvari u okolišu, povećana svijest i razumijevanje ovih tvari potiču zakonske promjene. Na primjer, 2020. godine Kanada je propisala praćenje heksogena (RDX) u vodama koje se koriste za proizvodnju pitke vode, postavivši ograničenje od 100 µg/L zbog pozitivnih nalaza RDX-a u površinskim i podzemnim vodama u blizini vojnih baza.

Provedba novih akreditiranih metoda prema međunarodnim standardima predstavlja ključni korak prema učinkovitom praćenju eksplozivnih tvari u okolišu. Rezultati potvrđuju prisutnost ovih onečišćujućih tvari u tlu i vodama te naglašavaju nužnost njihovog sustavnog praćenja. Dobiveni podaci ključni su ne samo za procjenu okolišnih rizika, već i za projektiranje odgovarajućih mjera sanacije.

Slika 5: Primjer kromatograma analita (10 µg/mL miješani standard): (1) HMX; (2) RDX; (3) 1,3,5-Trinitrobenzen;
(4) 1,2-Dinitrobenzen; (5) 1,3-Dinitrobenzen; (6) 3,5-Dinitroanilin; (7) Tetril; (8) Nitrobenzen; (9) Nitroglicerin;
(10) 2,4,6-Trinitrotoluen; (11) 4-Amino-2,6-Dinitrotoluen; (12) 2-Amino-4,6-Dinitrotoluen; (13) 2,6-Dinitrotoluen;
(14) 2,4-Dinitrotoluen; (15) 2-Nitrotoluen; (16) 4-Nitrotoluen; (17) 3-Nitrotoluen; (18) PETN; (19) N-nitrosodifenilamin;
(20) Difenilamin.

Primjer kromatograma analita (Slika 5) — Slika 5: Primjer kromatograma analita (10 µg/mL miješani standard): (1) HMX; (2) RDX; (3) 1,3,5-Trinitrobenzen;
(4) 1,2-Dinitrobenzen; (5) 1,3-Dinitrobenzen; (6) 3,5-Dinitroanilin; (7) Tetril; (8) Nitrobenzen; (9) Nitroglicerin;
(10) 2,4,6-Trinitrotoluen; (11) 4-Amino-2,6-Dinitrotoluen; (12) 2-Amino-4,6-Dinitrotoluen; (13) 2,6-Dinitrotoluen;
(14) 2,4-Dinitrotoluen; (15) 2-Nitrotoluen; (16) 4-Nitrotoluen; (17) 3-Nitrotoluen; (18) PETN; (19) N-nitrosodifenilamin;
(20) Difenilamin.

Zahtjevi za uzorak

Voda: idealno 2 L uzorka bez sedimenta, tamna staklena posuda za uzorkovanje
Tlo: idealno uzorak od 200 g, plastična posuda (vrećica/čaša)

Napomena o posudi za uzorkovanje: uzorci vode moraju se prikupljati i transportirati SAMO u tamnim staklenim bocama kako bi se spriječila potencijalna fotodegradacija ciljanih analita uzrokovana izlaganjem svjetlosti zbog prozirnosti vode. Uzorci tla ne zahtijevaju takvu zaštitu jer nisu pod sličnim utjecajem.

Vrijeme analize (TAT)

Rezultati određivanja eksploziva bit će dostavljeni u roku od 10 – 14 dana, ovisno o vrsti matrice.

Ekspresna analiza: NIJE moguća zbog obrade uzorka.

Laboratorij za ekološka ispitivanja

ALS EnviroMail 28 Suvremene analitičke metode za praćenje eksploziva u okolišu