Search

Cilj ovog rada bio je ispitati fitotoksičnost i oksidacijski stres kao mehanizam toksičnosti bisfenola A (BPA) u korjenčićima običnog luka (Allium cepa L.). Korjenčići lukovica luka (n = 10) bili su izloženi ili destiliranoj vodi (negativna kontrola) ili otopinama BPA (koncentracijski raspon 1-50 mg/l) kroz tri dana. Nakon trodnevne izloženosti, izvagana je masa svježeg tkiva korjenčića svake od lukovica te je pripremljen homogenat korjenčića luka u 5 % TCA (100 mg tkiva u 0,5 ml 5 % TCA). U supernatantu tako pripremljenog homogenata određeni su parametri oksidacijskog stresa: sadržaj reduciranog glutationa (GSH) i malondialdehida (MDA), a u talogu homogenata određen je sadržaj proteinskih karbonila. Sadržaj GSH određen je metodom prema Ellmanu (1959), MDA tiobarbituratnim testom, a proteinski karbonili metodom prema Levinu i sur. (1990), derivatizacijom karbonilne skupine proteina uz DNPH. Dobiveni rezultati statistički su obrađeni studentovim t-testom (Excell, MS Office). Masa svježeg tkiva korjenčića luka tretiranih otopinama BPA (1-50 mg/l) bila je niža u odnosu na negativnu kontrolu te je značajno smanjenje mase zabilježeno već nakon izloženosti BPA u koncentraciji 5 mg/l. Pad mase svježega tkiva s povećanjem koncentracije BPA ukazuje na fitotoksično djelovanje BPA na korjenčiće običnog luka. Sadržaj GSH bio je značajno niži u odnosu na kontrolu nakon izloženosti BPA u koncentraciji 1 mg/l. Značajan porast u odnosu na negativnu kontrolu sadržaja proteinskih karbonila zabilježen je nakon izloženosti BPA u koncentraciji 10 mg/l, a MDA nakon izloženosti 25 mg/l. Pad razine antioksidansa (GSH) i porast razine parametara oksidacijskog oštećenja lipida i proteina (MDA i proteinski karbonili) upućuju na to da je BPA izazvao oksidacijski stres u modelnom organizmu. Dobiveni rezultati pokazuju da BPA uzrokuje oksidacijsko oštećenje staničnih struktura te se može zaključiti da je oksidacijski stres jedan od mehanizama toksičnog učinka BPA. The aim of this study was to explore phytotoxicity and oxidative stress as a mechanism of bisphenol A (BPA) toxicity in onion roots (Allium cepa L.). Roots of onion bulbs (n = 10) were exposed to either distilled water (negative control) or BPA solutions (concentration range 1-50 mg/l) for three days. After a three-day exposure, the fresh root weight of each bulb was weighed, and in 5% TCA a homogenate of onion roots was prepared (100 mg of tissue in 0.5 ml of 5% TCA). In the supernatant of prepared homogenate oxidative stress parameters: the content of reduced glutathione (GSH) and malondialdehyde (MDA) was determined, and in the homogenate’s precipitate the content of protein carbonyls was assessed. The GSH content was determined based on the Ellman method (1959), MDA by using the thiobarbiturate test and the content of protein carbonyls was determined according to Levin et al. (1990), by derivatization of the proteins’ carbonyl group with DNPH. The obtained results were statistically analysed by student’s t-test (Excel, MS Office).The fresh tissue weight of onion roots treated with BPA (in concentration range 1-50 mg/l) was lower compared to the negative control, and a significant decrease in roots fresh weight was recorded already after exposure to BPA in concentration of 5 mg/l. The decrease in fresh tissue weight with increasing BPA concentration indicates that BPA had phytotoxic effect on onion roots. The exposure to BPA in concentration of 1 mg/l significantly decreased the content of GSH compared to the control. A significant increase compared to the negative control in the content of protein carbonyls was recorded after exposure to BPA in concentration of 10 mg/l, and MDA after exposure to BPA in concentration of 25 mg/l. A decrease in the level of antioxidants (GSH) and an increase in the level of lipid and protein oxidative damage parameters (MDA and protein carbonyls) indicate that BPA caused oxidative stress in the model organism. The obtained results imply that BPA caused oxidative damage to cellular structures, thus can be concluded that oxidative stress is one of the mechanisms of BPA toxicity.

Bisfenol A (BPA) je organski spoj koji se koristi u proizvodnji epoksidnih smola i polikarbonata koji su glavne komponente predmeta u svakodnevnoj upotrebi. Dosadašnja istraživanja su dokazala njegov toksični učinak na okoliš i ljudsko zdravlje pa je glavni cilj ovog istraživanja bio ispitati fitotoksični i genotoksični učinak BPA na meristemske stanice korjenčića luka (Allium cepa L). Allium test ima niz prednosti u istraživanju kao što su jednostavnost rukovanja, veličina i broj kromosoma koji su praktični za analizu kromosomskih aberacija te povoljna cijena. Nakon naklijavanja (dva dana) korjenčići luka (n = 10) bili su izloženi ili BPA (u koncentracijskom rasponu 1-50 mg/L) ili destiliranoj vodi (kontrola) kroz tri dana. Nakon tri dana, pregledana je morfologija korjenčića, izmjerena duljina korjenčića te su pripremljeni mikroskopski preparati meristemskih stanica korjenčića luka u kojima je praćena pojava kromosomskih oštećenja i mikronukleusa. Dobiveni rezultati statistički su obrađeni t-testom (Excel, MS Office), a razina značajnosti postavljena je na p < 0,05. Trodnevni tretman s BPA doveo je do smanjenja produžnog rasta korjenčića te je već nakon tretmana s najnižom ispitivanom koncentracijom (1 mg/L) zabilježena značajno manja duljina korjenčića u odnosu na kontrolu (4,07 ± 0,33 cm vs. 4,61 ± 0,38 cm; p < 0,05). Također, trodnevni tretman s BPA utjecao je i na izgled korjenčića te su s porastom koncentracije BPA korjenčići postali mekši, nepravilni i uvinuti u odnosu na kontrolu. Mikroskopska analiza meristemskih stanica korjenčića luka pokazala je da je trodnevni tretman s BPA doveo do pojave kromosomski oštećenja. S porastom koncentracije BPA povećala se učestalost pojave kromosomskih oštećenja kao što su gubitak kromosoma, lomovi kromosoma i anafazni mostovi. U interfaznim jezgrama meristemskih stanica luka nakon trodnevnog tretmana s BPA zabilježena je pojava mikronukleusa i jezgrinih pupova te je njihova učestalost rasla s povećanjem koncentracije BPA. Rezultati ovog istraživanja pokazuju da BPA ima fitotoksični i genotoksični, ali i potencijalno mutageni učinak na korjenčiće luka. Bisphenol A (BPA) is an organic compound used for production of epoxy resins and polycarbonates that are main components of items used in everyday life. Investigations conducted by now demonstrated its toxicity. Therefore, the aim of this study was to test phytotoxicity and genotoxicity of BPA on meristem cells of onion (Allium cepa L.) roots. The Allium test has number of advantages such as simple handling, size and number of chromosomes which make analysis of chromosome aberrations easy, as well as affordable price. After two-day germination, roots of onion bulbs (n = 10) were exposed to either BPA (in the concentration range of 1-50 mg/L) or distilled water (control) for three days. After three days, the morphology of the roots was examined, and the length of the roots was measured. Additionally, microscopic slides of meristem cells of the onion roots were prepared, in which chromosome aberrations and micronucleus were monitored. The obtained results were statistically analyzed by a t-test (Excel, MS Office), and the level of significance is set to p < 0.05. Three-day treatment with BPA reduced root length and the lowest BPA concentration (1 mg/L) significantly reduced root length compared to the control (4.07 ± 0.33 cm vs. 4.61 ± 0.38 cm; p < 0.05). Additionally, a three-day treatment with BPA had effect on the roots’ appearance; with an increase in the concentration of BPA the roots became softer, irregular, and twisted in comparison to the control. Analysis of onion roots meristem cells revealed that a three-day treatment with BPA led to the chromosome aberrations. The frequency of chromosome damage such as loss of chromosome, chromosome-breaks and anaphase bridges increased with the increase of BPA concentration. In meristem cells in the interphase treatment with BPA induce formation of micronucleus and nuclear buds, and their frequency increased with an increase in BPA concentration. The results of this study demonstrate that BPA has phytotoxic and genotoxic, but also potentially mutagenic effect on onion roots cells.

Cilj ovog istraživanja bio je ispitati fitotiksični i citotoksični učinak bisfenola A (BPA) na korjenčiće običnog luka (Allium cepa L.). Allium test je osjetljiv test koji omogućuje praćenje fitotoksičnosti (masa svježega tkiva korjenčića) i citotoksičnosti (mitotski indeks i učestalost pojedine faze staničnog ciklusa) nekoga spoja. Korjenčići lukovica luka (n = 10) su nakon 48-satnog naklijavnja u destiliranoj vodi izloženi ili otopinama BPA (u koncentracijskom rasponu 1-50 mg/L) ili destiliranoj vodi (negativna kontrola) kroz 72 sata. Nakon 72-satne izloženosti otopinama BPA ili destiliranoj vodi, korjenčićima svake od lukovica je izvagana masa svježeg tkiva, a u meristemskim stanicama korjenčića luka određen je mitotski indeks i učestalost pojedinih faza staničnog ciklusa. Mitotski indeks određen je kao postotak stanica koje se nalaze u diobi u odnosu na ukupan broj izbrojanih stanica po korjenčiću (n = 500). Dobiveni rezultati statistički su obrađeni korištenjem t-testa (Excel, MS Office). Masa svježeg tkiva korjenčića tretiranih otopinama BPA (1-50 mg/L) bila je niža u odnosu na kontrolnu skupinu te se smanjivala povećanjem koncentracije BPA. Masa svježeg tkiva korjenčića bila je najniža nakon tretmana s BPA u koncentraciji 50 mg/L (0,282 ± 0,044 g) što je bilo značajno niže u odnosu na negativnu kontrolu (0,365 ± 0,088 g; P < 0,05). Povećanjem koncentracije BPA zabilježen je pad mitotskog indeksa u odnosu na negativnu kontrolu. Najmanja vrijednost mitotskog indeksa bila je pri koncentraciji BPA 50 mg/L (3,6 ± 0,01 %) što je za 4 % manje u odnosu na negativnu kontrolu (7,5 ± 0,01 %; P < 0,05). Učestalost pojedinih faza staničnog ciklusa pratila je promjene mitotskog indeksa te je pri većim koncentracijama BPA zabilježen i manji broj stanica u telofazi. Rezultati mitotskog indeksa dobro su korelirali s masom svježeg tkiva korjenčića (r = 0,9348; P < 0,005). Iz dobivenih rezultata ovog istraživanja može se zaključiti da BPA djeluje fitotoksično i citotoksično na stanice korjenčića luka. The aim of this study was to explore phytotoxicity and cytotoxicity of bisphenol A (BPA) on roots of common onion (Allium cepa L.). Allium test is a very sensitive test that allows observations of phytotoxicity (roots fresh weight), and cytotoxicity (mitotic index and frequency of each phase of the cell cycle) of tested compound. After 48 hours of germination in distilled water, roots of onion bulbs (n = 10) were exposed to BPA (in concentration range 1-50 mg/L) or to distilled water (negative control) for 72 hours. After 72 hours of exposure to BPA or distilled water, the roots fresh weight per each bulb was weighted and in root meristem cells mitotic index and frequency of each phase of the cell cycle were determined. The mitotic index was calculated as the percentage of cells in division in relation to the total number of counted cells (n = 500). The statistical analysis of results was done by t-test (Excel, MS Office). The fresh weight of roots exposed to BPA (1-50 mg/L) was lower in comparison to the negative control and decreased with increase of BPA concentration. The fresh weight of roots was the lowest after exposure to BPA in concentration 50 mg/L (0.282 ± 0.044 g) that was significant in comparison to negative control (0.365 ± 0.088 g; P < 0.05). With an increase in BPA concentration a decrease in the mitotic index was noted in comparison to negative control. The lowest value of the mitotic index was at BPA in concentration 50 mg/L (3.6 ± 0.01 %) that is approximately 4 % lower in comparison to negative control (7.5 ± 0.01 %; P < 0.05). The frequency of cells in each phase of the cell cycle followed the changes in the mitotic index, and with the increase of BPA concentration fewer cells in telophase were recorded. The results obtained for mitotic index correlated well with the root fresh weight (r = 0.9348; P < 0.005). From obtained results it can be concluded that BPA is phytotoxic and cytotoxic to onion root cells.

Već nekoliko desetljeća mikroplastika se zamjećuje u okolišu u koji dospijeva putem otpadnih voda ili u njemu nastaje degradacijom plastičnog otpada pod utjecajem fizikalnih ili kemijskih sila. Prilikom proizvodnje plastike koriste se razni aditivi i katalizatori koji mogu biti otpušteni u okoliš tijekom procesa degradacije čestica plastike i kao takvi predstavljaju moguće onečišćenje okoliša. Zbog značajne količine proizvedene plastike u svijetu potrebno je istražiti ponašanje otpuštanja takvih tvari u vodeni okoliš i njihov utjecaj na žive organizme. Cilj ovog rada je korištenje analitičkih i bioanalitičkih metoda za određivanje brzine otpuštanja i koncentracije aditiva bisfenola A i katalizatora antimona iz UV-starenih i nestarenih uzoraka PET plastike u vodenom mediju. Također, praćen je i utjecaj toksičnosti otpuštenih tvari na bioluminiscentne bakterije Vibrio fischeri mjerenjem vrijednosti EC50, EC20 i EC10. Provedena ispitivanja pokazala su pojavu otpuštanja bisfenola A u vodeni medij iz starenih i nestarenih uzoraka, pri čemu je otpuštanje bilo brže iz UV-starenih uzoraka. Zamjećeno je i otpuštanje antimona, no u mnogo manjoj količini kod UV-starenih uzoraka. Uočen je i inhibicijski utjecaj otopine dobivene izluživanjem bisfenola A i antimona iz PET uzoraka na bakterije Vibrio fischeri. Koncentracija bisfenola A praćena je tekućinskom kromatografijom visoke djelotvornosti, a antimona induktivno spregnutom plazmom s masenim spektrometrom. Za mjerenje ekotoksičnosti korištena je standardna metoda ISO 11348-2:2007. Since several decades by now, microplastics has been detected in the environment which it reaches either by wastewater or is being created within from degradation of plastic waste by influence of physical or chemical environmental forces. During the plastics production many various additives and catalysts are being used which may leak into the environment during the plastics' degradation and as such they present possible polluting effect. Due to significant amounts of plastics produced in the world, it is necessary to research the behaviour of the release of such chemicals into the aquatic environment and their possible impact on living organisms. The aim of this work is to use analytical and bioanalytical methods to determine the rate of release and concentration of the additive bisphenol A and antimony catalyst from UV-aged and non-aged PET plastic samples in an aqueous medium. Likewise, the influence of the toxicity of the released substances on the bioluminescent bacteria Vibrio fischeri was monitored by measuring the values of EC50, EC20 and EC10. The conducted tests showed the release of bisphenol A and antimony into the aqueous medium from both UV-aged and unaged PET samples. The release of antimony was also observed, albeit its amount was much lower from the UV-aged sample. Leached samples with Antimony and bisphenol A also showed an inhibitory effect on Vibrio fischeri bacteria. The concentrations of bisphenol A and antimony were monitored by high performance liquid chromatography and inductively coupled plasma with a mass spectrometer respectively. The standard method ISO 11348-2:2007 was used to measure ecotoxicity.

Bisfenol A (BPA) spada u grupu endokrinih disruptora koji su klasificirani kao uzroci nastajanja reproduktivnih poremećaja, poremećaja u razvoju i pažnji uzrokovanih hiperaktivnošću te kao uzroci autizma. Budući da je otkrivena njegova prisutnost u rijekama, morima i tlu, BPA također negativno djeluje i na okoliš [1]. Zbog svojih štetnih svojstava, ograničena je upotreba BPA u državama Europske unije. U ovom radu je provedeno uklanjanje BPA iz uzoraka vode pomoću solarne fotokatalize uz TiO2 u laboratorijskom cijevnom (CPC) reaktoru u recirkulaciji (Slika 1.). Fotokatalizator je imobiliziran na mreže od staklenih vlakana. Za pripremu modalne vodene otopine korišten je BPA koncentracije 1 mg/L kao što je detektirano u površinskim vodama u ranijim istraživanjima [2]. Analiza uzoraka provedena je kromatografskom tehnikom pomoću LC-MS/Q-TOF uređaja. Naknadno će se istražiti koncentracije BPA u površinskim vodama sjeverozapadne Hrvatske, a cilj projekta je uklopiti sustav pročišćavanja voda solarnom fotokatalizom u okoliš kako bi se uklonile zaostale koncentracije BPA i ostalih mikroonečišćivala.

Bisfenol A je supstanca koja se naveliko proizvodi i ima široku upotrebu. Bisfenol A se prvenstveno koristi u proizvodnji polikarbonatne plastike i epoksidnih smola, međutim koristi se i prilikom proizvodnje termalnog papira te se može naći čak i u zubarskim brtvilima. Više istraživanja utvrdilo je štetne učinke bisfenola A, kako za životinje tako i za ljude, uključujući rak, neplodnost, dijabetes i pretilost. Iako se smatra kako je izloženosti ljudi ovoj opasnoj supstanci najčešće posljedica unosa kontaminirane hrane, 2015. godine, Europska agencija za sigurnost hrane zaključila je kako prisutnost bisfenola A u hrani ne predstavlja rizik za ljudsko zdravlje. U ovom radu predstavljena su osnovna obilježja bisfenola A te njegov biološki utjecaj. Također, predstavljeni su izvori bisfenola A, neke od metoda kojima ga je moguće analizirati te metode kojima se može ukloniti iz okoliša. S obzirom na relativno veću količinu bisfenola A u vodenom mediju te nedovoljan broj istraživanja povezanih s prisutnošću bisfenola A u zraku i tlu, u ovom radu obrađene su samo metode uklanjanja bisfenola A iz vodenog medija. Bisphenol A is a widely produced and a widely-used substance. Bisphenol A is primarily used in production of polycarbonate plastics and epoxy resins. Further, bisphenol A is used in production of thermal paper and can be found even in dental sealants. Multiple studies have shown adverse effects of bisphenol A on animals and humans. This included cancer, infertility, diabetes, obesity, etc. European Food Safety Authority (EFSA) provided an interesting statement in 2015. EFSA concluded that bisphenol A in food does not pose a health risk, even though food intake is considered to be the largest source of bisphenol A in human body. This bachelor’s thesis presents the basic characteristics of bisphenol A and an impact that this substance possible has on living beings. Furthermore, sources of bisphenol A in the environment, the applied analytical methods and the methods for removal of bisphenol A from the environment are discussed as well. The studies dealing with bisphenol A in air or soil are rare. However, it is known that amount of bisphenol A in aquatic environment is generally higher than the amounts in air or soil. Accordingly, only methods of removing bisphenol A from aqueous media are discussed in this thesis.

Termokromne boje su materijal čija je uporaba u porastu, a glavne komponente često su im pseudoestrogeni bisfenol A i benzofenon. Za identifikaciju i kvantifikaciju ovih spojeva u termokromnim bojama razvijena je tekućinskokromatografska metoda obrnutih faza s UV-detekcijom. Tri od analiziranih petnaest uzoraka boja sadržavali su bisfenol A s masenim udjelima oko 2 %, a dva uzorka benzofenon s masenim udjelima od 0,34 % i 0,66 %. Termokromna boja koja sadrži bisfenol A i koju je moguće tiskati u laboratorijskim uvjetima otisnuta je na različite vrste papira. Razvijena je tekućinskokromatografska metoda za određivanje bisfenola A u termokromnim otiscima na papiru ekstrakcijom metanolom. Maseni udio bisfenola A u papirima bio je od 0,126 mg g‒1 do 0,778 mg g‒1. Otisci termokromne boje koja sadrži bisfenol A podvrgnuti su anaerobnoj razgradnji u tlu čime su simulirani uvjeti razgradnje na deponiju otpada. Razvijena je tekućinskokromatografska metoda s UV-detekcijom kojom je određen maseni udio bisfenola A u tlu u vremenu od 14 do 150 dana razgradnje papira i procijenjena brzina njegova raspada. Tijekom anaerobne ragradnje maseni udio bisfenola A u termokromnim papirima smanjio se do vrijednosti bliske granici određivanja metode od 0,0025 mg g‒1. Maseni udio bisfenola A u tlu tijekom anaerobne razgradnje se povećavao i nakon 150 dana razgradnje bio je od 3,21 ng g‒1 do 35,1 ng g‒1. Thermochromic inks, materials increasingly used, may contain pseudo-estrogens bisphenol A and benzophenone as main ingredients. To identify and quantify these compounds, reversed-phase liquid chromatographic method with UV-detection was developed. Three out of 15 analyzed samples contained bisphenol A in mass fractions of about 2 %. Two samples contained benzophenone with mass fractions of 0,34 % and 0,66 %. Thermochromic ink that contains bisphenol A and was applicable in laboratory conditions was printed on various types of papers. Liquid chromatographic method for determination of bisphenol A extracted in methanol was developed. Mass fraction of bisphenol A in papers was from 0,126 mg g–1 to 0,788 mg g–1. Prints of thermochromic ink containing bisphenol A were subjected to anaerobic degradation in soil to simulate the conditions at a landfill site. Reversed-phase liquid chromatographic method with UV-detection was developed to determine mass fraction of bisphenol A in soil at time intervals from 14 to 150 days, and the rate of its degradation was estimated. During the anaerobic degradation, mass fraction of bisphenol A in papers decreased to value close to detection limit of the method of 0,0025 mg g–1. Mass fraction of bisphenol A in soil increased during the anaerobic degradation, and after 150 days ranged from 3,21 ng g–1 to 35,1 ng g–1.

Bisfenol A je kemijski spoj koji se uglavnom koristi za proizvodnju polikarbonatne plastike i poliepoksida. Danas Bisfenol A zauzima sve više mjesta u kliničkoj stomatologiji gdje se koristi za proizvodnju dentalnih kompozita i adheziva. 30.-ih godina prošloga stoljeća dokazano je da bisfenol A ima estrogena svojstva te je izražena velika zabrinutost oko njegove upotrebe u potrošačkim proizvodima, posebice dentalnim preparatima s kojima je čovjek u direktnom kontaktu. Cilj ovog istraživanja je utvrditi na koji način dentalni adheziv Bis – GMA i njegov raspadni produkt Bisfenol A djeluju na metabolizam stanica kvasaca. Stanice kvasca na kojima se provodilo istraživanje su iz roda Saccharomyces, vrsta cerevisiae tj. pivski kvasac. Ovaj jednostanični eukariot odlikuje jednostavan životni ciklus i kratko generacijsko vrijeme. Budući da kvasci dijele veće sličnosti s životinjama nego biljkama odličan su model za ljudske stanice. Djelovanje Bisfenol A i Bis – GMA na metaboličku aktivnost kvasaca praćena je bojanjem stanica kombinacijom boja FUN-1 i Calcoflour White te analizom fluorescentnom mikroskopijom i fluorimetrom. Rezultati dobiveni fluorescentnom mikroskopijom pokazuju da Bisfenol A i Bis – GMA djeluju na stanice kvasaca, uzrokujući smrt stanice ili smanjenje metaboličke aktivnosti. Ti su rezultati potvrđeni i flurimetrijskim istraživanjem jer su BPA i Bis – GMA uzrokovali zamjetno smanjenje omjera crvene i zelene fluorescencije u usporedbi s kontrolnim vrijednostima., Bisphenol A is a chemical compound mainly used for the production of polycarbonate plastics and polyepoxides. Today, Bisphenol A is more and more involved in clinical dentistry where it's used for dental composite and adhesive production. In the 1930s, it was discovered that bisphenol A possesses estrogenic properties, and that discovery caused a great concern when it comes to using it in different products; especially in dental preparations which usually come in a direct contact with people. The aim of this study was to determine how the dental adhesive Bis-GMA and its brakedown product Bisphenol A affect the yeast's metabolism. The yeast used in this study were from the genus Saccharomyces, a species of cerevisiae, also known as brewer's yeast. This single-celled eukaryote is characterized by a simple life cycle and short generation time. Because of their greater similarity to animals than plants, they are a great model for human cells. The effect of Bisphenol-A and Bis-GMA on the yeast metabolic activity was monitored by cell staining using the combination of FUN-1 and Calcoflour White stains and then analyzing it by using both fluorescence microscopy and fluorimeter analysis. The results given by fluorescence microscopy show that Bisphenol A and Big-GMA affect the yeast cells; by killing the cells or by reducing their metabolic activity. These results were also confirmed by fluorimetric studies because BPA and Bis - GMA reduced the noticeable decrease in red and green fluorescence ratios compared to control values.

Bisfenol A (BPA) je sveprisutni organski spoj koji se primjenjuje u proizvodnji polikarbonata, epoksi smola i raznih drugih materijala. Polikarbonati se koriste u proizvodnji plastičnih ambalaža za hranu i piće, bočica za djecu, kuhinjskih pomagala, pakiranju lijekova, elektroničke opreme. BPA dospijeva u okoliš, odnosno u tlo i vode, tijekom kemijske proizvodnje, transporta ili prerade te neispravnim odlaganjem proizvoda koji ga sadržavaju. Zanimljiv je zbog štetnog utjecaja na ljudsko zdravlje, životinjski svijet i okoliš te ga je potrebno ukloniti. Biorazgradnja BPA u vodi je jedan od mogućih načina uklanjanja BPA iz okoliša. U ovom radu provedena je biorazgradnja bisfenolom A u vodi bakterijskim kulturama Pseudomonas aeruginosom BSW i Streptomycesom sp. Pokusima su ispitani različiti čimbenici koji utječu na proces biorazgradnje BPA, poput pH- vrijednosti (5, 6 i 7), koncentracije biomase P. aeruginosa BSW i Streptomyces sp. (optička gustoća 0, 1 ; 0, 2 ; 0, 3), koncentracije BPA (od 0 do 15 mg dm-3 ) i temperature (25, 35 i 40°C). Prema dobivenim rezultatima Pseudomonas aeruginosa BSW najviše BPA razgradila je pri temperaturi od 35 °C, pH-vrijednosti 7 i optičkoj gustoći od 0, 3. Streptomyces sp. najviše BPA razgradio je pri temperaturi od 35 °C, pH- vrijednosti 7 i optičkoj gustoći 0, 2. Pri ispitivanju utjecaja različitih početnih koncentracija BPA na njegovu biorazgradnju, Pseudomonas aeruginosa BSW pokazala je najbolje rezultate pri početnoj koncentraciji BPA od 5 mg dm-3 , a Streptomyces sp. pri 7, 5 mg dm-3. Uspoređujući rezultate pokusa s modelom može se ustanoviti da Monodov model dobro opisuje kinetiku procesa.

Otpadne vode ekološki su problem jer su vrlo često opterećene nepoželjnim, često i toksičnim organskim spojevima. Zbog toga ih je prije ispuštanja u okoliš potrebno obraditi različitim metodama. U današnje doba se sve više uz klasične mehaničke, fizikalne i biološke metode koriste napredni oksidacijski procesi. Fotokataliza, jedan od naprednih oksidacijskih procesa zasniva se na razgradnji onečišćavala uz prisutnost katalizatora čije djelovanje aktivira svjetlost. Kao najčešći fotokatalizator u naprednim oksidacijskim procesima koristi se metalni poluvodič titanijev dioksid (TiO2). Zbog velike energije zabranjene zone TiO2 je aktivan samo pod UV svjetlom pa su u radu sintetizirani kompozitni fotokatalizatori na bazi elektrovodljivog polimera poli(3,4-etilendioksitiofen) (PEDOT) koji zbog male energije zabranjene zone apsorbira vidljivo zračenje, te proširuje aktivnost u vidljivi dio spektra. Kemijskom polimerizacijom sintetizirani su kompozitni fotokatalizatori PEDOT-a i TiO2 uz oksidanse željezov(III)klorid i amonijev persulfat (APS), te različite početne molarne udjele monomera EDOT-a od 2, 6 i 10 %. Karakterizirani su infracrvenom spektroskopijom, termogravimetrijskom analizom, pretražnom elektronskom mikroskopijom, difuznom reflektancijskom spektroskopijom i plinskom adsorpcijsko-desorpcijskom analizom. Fotokatalitička aktivnost ispitana je praćenjem razgradnje modelnog onečišćivala bisfenola A (BPA) pod simuliranim Sunčevim zračenjem na tekućinskoj kormatografiji visoke učinkovitosti. U svrhu optimiranja uvjeta fotokatalize i pronalaska optimalnog pH, udjela PEDOT-a i koncentracije fotokatalizatora osmišljen je Box-Behnken plan eksperimenta. Rezultati ispitivanja pokazali su da se sintetiziranim fotokatalizatorima koji su aktivni pod vidljivim zračenjem može ukloniti preko 50 % BPA u 60 minuta. Wastewaters are an ecologic problem as they are frequently polluted with undesired, often toxic, organic compounds. Therefore, before being discharged into the environment, they must be treated by various methods. Today, advanced oxidation processes are being used more often, in addition to the classical mechanical, physical and biological methods. Photocatalysis, one of the advanced oxidation processes, is based on pollutant degradation in the presence of a catalyst activated by light. The most frequently used photocatalyst is the metallic semiconductor, titanium dioxide (TiO2). Because of the high band gap energy, TiO2 is active only under UV light. Therefore, composite photocatalysts based on conductive polymer, poly(3,4-ethylenedioxytiophene) (PEDOT), which due to low band gap energy absorbs visible irradiation and expands the activity to the visible part of the spectrum, was synthetized. The composite photocatalysts of PEDOT and TiO2, was synthesized by chemical polymerization with oxidants iron(III)chloride and ammonium persulfate (APS), and with different initial molar ratios of EDOT monomer (2, 6 and 10 %). Composites were characterized by infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, scanning electronic microscopy, diffusion reflectance spectroscopy, and gas adsorption-desorption analysis. The photocatalytic activity was evaluated by monitoring the degradation of a model pollutant bisphenol A (BPA) under simulated solar irradiation using high-performance liquid chromatography. A Box-Behnken plan of experiment was used for finding optimal photocatalysis conditions in terms of pH, PEDOT share and photocatalyst concentration. The results showed that it is possible to remove over 50 % of BPA in 60 minutes, using synthesized, under visible irradiation active, photocatalysts.

Bisfenol A (BPA) je sveprisutni organski spoj koji se primjenjuje u proizvodnji polikarbonata, epoksi smola i raznih drugih materijala. Polikarbonati se koriste u proizvodnji plastičnih ambalaža za hranu i piće, bočica za djecu, kuhinjskih pomagala, pakiranju lijekova, elektroničke opreme. Epoksi smole koriste se u proizvodnji boja, metalnih konzervi za hranu i piće, bačve za vino i u stomatologiji. BPA dospijeva u okoliš, odnosno u tlo i vode, tijekom kemijske proizvodnje, transporta ili prerade te neispravnim odlaganjem proizvoda koji ga sadržavaju. Zanimljiv je zbog štetnog utjecaja na ljudsko zdravlje, životinjski svijet i okoliš te ga je potrebno ukloniti. Jedan od mogućih načina uklanjanja BPA iz okoliša je procesom bioremedijacije koji se provodi uz primjenu različitih mikroorganizama koji imaju sposobnost razgraditi BPA. U ovom radu provedena je bioremedijacija vode onečišćene bisfenolom A s bakterijskim kulturama Pseudomonas aeruginosom BSW, Pseudomonas putidom i Streptomycesom sp. u šaržnim uvjetima rada. Pseudomonas aeruginosa BSW i Pseudomonas putida izolirane su iz biootpada, odnosno aktivnog mulja, dok Streptomyces sp. izolirao se iz tla. Pokusima su ispitani različiti čimbenici koji utječu na proces bioremedijacije BPA, poput pH- vrijednosti (5, 6 i 7), koncentracije biomase P. aeruginose BSW i Streptomycesa sp. (0, 1 ; 0, 2 ; 0, 3), koncentracije BPA (od 0 do 15 mg dm- 3) i temperature (25, 35 i 40°C). Prema dobivenim rezultatima Pseudomonas aeruginosa najviše BPA razgradila je pri temperaturi od 35 °C, pH-vrijednosti 7 i optičkoj gustoći od 0, 3. Streptomyces sp. najviše BPA razgradio je pri temperaturi od 35 °C, pH-vrijednosti 7 i optičkoj gustoći 0, 2. Pri ispitivanju utjecaja različitih početnih koncentracija BPA na njegovu biorazgradnju, Pseudomonas aeruginosa BSW pokazala je najbolje rezultate pri početnoj koncentraciji BPA od 5 mg dm-3, a Streptomyces sp. pri 7, 5 mg dm-3. U vremenu od dva sata razgradilo se 50 % BPA, a najintenzivnija biorazgradnja bila je unutar 30 minuta.

Bisfenol A (BPA) je osnovna građevna jedinica u proizvodnji polikarbonata, epoksi smola te drugih materijala. Najviše se koristi u proizvodnji plastike i time ulazi u život svakog čovjeka. Bisfenol A je sveprisutan kemijski spoj u okolišu, unatoč njegovom kratkom životnom vijeku, zbog konstantnog otpuštanja u okolinu. Količina BPA koja će se osloboditi zavisi od vremena izloženosti, temparature, pH vrijednosti. BPA metabolizam započinje u crijevima i jetri nakon oralne primjene (apsolutna bioraspoloživost 2, 8 % u odraslih štakora), prvenstveno do glukuronid konjugata. Na taj način se BPA brzo metabolizira u neaktivan oblik koji se potom izlučuje iz organizma putem mokraće. Kod ljudi kvantitativno se luče konjugirani oblici BPA u urinu unutar 6 sati, u skladu s kratkim vremenom BPA poluraspada (< 2 h za izlučivanje). Do otpuštanja BPA u okolinu, odnosno u tlo i vode, može doći tijekom kemijske proizvodnje, transporta ili prerade. BPA negativno utječe na životinjski svijet i ljudsko zdravlje te ga je potrebno ukloniti iz okoliša. Biorazgradnja BPA u vodenim sustavima može se provesti primjenom različitih mikroorganizama koji imaju sposobnost razgradnje BPA. U ovom radu provedena je biorazgradnja BPA u vodenoj otopini s bakterijskom kulturom Pseudomonas aeruginosa BSW u šaržnim uvjetima rada. Pseudomonas aeruginosa BSW izolirana je iz biootpada i ima sposobnost razgradnje organskih, toksičnih spojeva. Ispitani su različiti čimbenici koji utječu na proces biorazgradnje, poput pH-vrijednosti, koncentracije BPA, temperature i koncentracije biomase P. aeruginosa BSW. Prema dobivenim rezultatima najviše se BPA razgradilo pri temperaturi od 35 °C, pH-vrijednosti 7 i optičkoj gustoći od 0, 3. U vremenu od dva sata razgradilo se 50 % BPA, a najintenzivnija biorazgradnja bila je unutar 30 minuta.

Uporaba endokrino aktivnih tvari kao što je bisfenol A za sintezu različitih materijala predstavlja sve veći problem zbog njihova djelovanja na hormonsku ravnotežu kod ljudi i životinja. Pseudoestrogeni bisfenol A i benzofenon mogu biti sastojci termokromnih boja bitni za njihovo funkcioniranje. Bisfenol A ima ulogu razvijača boje, a benzofenon se koristi kao fotoinicijator u bojama koje se suše pomoću UV zračenja. Uporaba termokromnih boja je u porastu, a koriste se u raznim tipovima "pametne" ambalaže, za sigurnosni tisak, u komercijalne svrhe te za različite vrste temperaturnih indikatora. Široka uporaba predstavlja povećani rizik intoksikacije ljudi i zagađenja okoliša endokrino aktivnim tvarima koje termokromne boje sadrže. U sklopu ovog diplomskog rada validirana je metoda za određivanje bisfenola A i benzofenona u termokromnim tiskarskim bojama po parametrima koje propisuju smjernice međunarodnih organizacija. Validirani parametri su specifičnost, selektivnost, linearnost, preciznost, točnost i robustnost. Validiranom metodom određen je sadržaj bisfenola A i benzofenona u 15 uzoraka termokromnih boja različitih proizvođača, načina tiska i sušenja. Use of the endocrine disruptors like bisphenol A for the synthesis of different materials represents a growing problem due to their impact on the hormone balance in humans and animals. Pseudo-estrogenes bisphenol A and benzophenone may be important ingredients for the activity of thermochromic printing inks. Bisphenol A has a role of the colour developer and benzophenone is used as a photo-initiator in the UV-curing inks. Thermochromic printing inks are increasingly used in various types of ''smart'' packaging, security printing, for commercial purposes and different types of temperature indicators. Widespread use represents increasing fate of intoxication of humans and environmental pollution by the endocrine disruptors contained in the thermochromic printing inks. In this diploma thesis the method for determination of bisphenol A and benzophenone in thermochromic printing inks has been validated according to parameters prescribed in guidelines of the international organisations. Validated parameters were specificity, selectivity, linearity, precision, accuracy and robustness. The validated method was applied for bisphenol A and benzophenone analyses in 15 samples of thermochromic printing inks of various producers, printing and drying modes.

U ovom radu su predstavljeni prvi rezultati istraživanja bisfenola A (BPA) u školjkašima hrvatskog Jadrana. Istraživanje je provedeno na dagnjama Mytilus galloprovincialis (Lamarck, 1819) i brbavicama Venus verrucosa (Linnaeus, 1758). Tri uzorka prikupljena su u području Vranjičkog bazena, po jedan uzorak je prikupljen na postajama Mlinice kod Trogira i Stipan Jaz u Marinskom zaljevu (srednji Jadran), dok je šest uzoraka prikupljeno u području Malostonskog zaljeva i to na postajama: Bistrina, Banja, Mali Ston, Kanal Usko, Brijesta i Sutvid (južni Jadran). Bisfenol A određen je u uzorcima sa svih postaja osim u uzorcima sa postaja Banja i Sutvid. Od svih izmjerenih uzoraka donekle se izdvaja postaja Stipan Jaz s masenim udjelom 50% većim od ostalih izmjerenih. Nije evidentirana značajna razlika u razinama masenih udjela BPA u uzgojnim i prirodnim populacijama. Također, iz podataka ovog istraživanja vidljivo je da nema velike razlike u koncentracijama BPA između područja srednjeg i južnog Jadrana. Nadalje, nije ustanovljena razlika u količini bioakumuliranog BPA izmjerenog u školjkašima iz Malostonskog zaljeva i Vranjičkog bazena, koji se smatra relativno zagađenim područjem.

Udjeli bisfenola A (BPA) određeni su u sedimentu skupljenom na 35 postaja na Jadranu (kanali, estuarij, zaljevi, otvoreno more i luke) te u suspendiranoj tvari skupljenoj u Kaštelanskom zaljevu u periodu od 1999. do 2014. godine. U sedimentima je određen i granulometrijski sastav te maseni udjeli organske tvari i organskog ugljika. Maseni udjeli BPA su u sedimentu bili u rasponu od 1,05 g kg-1 do 69,99 g kg-1, a u suspendiranoj tvari od 1,84 g kg-1 do 103,06 g kg-1. Najviši maseni udio BPA određen je na postajama izloženim antropogenim utjecajima: u Kaštelanskom zaljevu, u luci Split te u području Bakarskog zaljeva i estuarija Krke. Analizom mjesečne raspodjele udjela BPA utvrđeno je da nema izraženih sezonskih oscilacija udjela BPA u sedimentu kao ni u suspendiranoj tvari. Usporedba rezultata analize BPA u sedimentu kroz duže razdoblje na većini je postaja pokazala porast masenih udjela BPA. Istraživanje je pokazalo da ne nepostoji direktna veza između sitnozrnate frakcije u sedimentu i udjela BPA, kako je bilo pretpostavljeno u hipotezi disertacije, a slijedom uobičajene povezanosti između udjela organske tvari, organskog ugljika, fosfora i frakcije silta ili gline. Razlog je vjerojatno potpuno drukčije porijeklo BPA i kemija BPA u sedimentu koja je bitno različita od ciklusa biogenih elemenata u morskom ekosustavu. BPA mass fractions were determined in the sediments of 35 sites in the Adriatic Sea (channels, bays, open sea and city harbours) as well as in the suspended matter at the Kaštela Bay during 1999 to 2014 period. Sediment granulometric composition and content of organic matter and organic carbon were also analyzed. Mass fractions of BPA in sediments ranged between 1,05 g kg-1 and 69,99 g kg-1, and in suspended matter between 1,84 g kg-1 and 103,06 g kg-1. The highest BPA mass fractions were found in areas under anthropogenic impacts: in Kaštela Bay, Split city harbour, Bakar Bay and Krka River estuary. Monthly analysis of BPA distribution indicated no seasonal oscilations of BPA mass fractions in sediments and suspended matter. Comparison of results of BPA analysis during a longer period indicated an increase in BPA mass fractions in sediments at the majority of sampling sites. The research revealed the lack of a direct link between the fine grain fractions in the sediment and the mass fractions of BPA, as has been assumed in the hypothesis of the dissertation following the usual relationship between the proportion of organic matter, organic carbon, phosphorus and fractions of silt or clay. The reason is probably completely different origin of BPA and its chemistry in the sediment that is significantly different from the cycle of biogenic elements in the marine ecosystem.

U „Slobodnoj Dalmaciji“ od 20. prosinca 2015. godine, na stranici br. 7, objavljena je vijest pod naslovom „Plastične boce i rak“, a vezano za plastiku i kemikaliju pod nazivom Bisfenol A (BPA). Vijest je vjerojatno neselektivno prenešena iz stranih medija te nepotrebno i neutemeljeno zastrašuje ljude. Slični tekstovi periodično se pojavljuju u različitim medijima, a u više slučajeva se pokazalo kako su rezultat kampanja različitih organizacija koje su svrha same sebi ili pak proizvodnih i trgovačkih lobija.

Mehanizam multiksenobiotičke otpornosti (MXR) dio je staničnog detoksifikacijskog mehanizma posredovan aktivnošću ABC transportnih proteina. Glavni predstavnici MXR mehanizma su P-glikoprotein (P-gp; ABCB1), multidrug resistance associated proteins (MRP1-5; ABCC1-5) i breast cancer resistance (BCRP; ABCG2) protein. Navedeni transmembranski prijenosnici prisutni su u svim organizmima i predstavljaju prvu liniju obrane organizma. Uz pomoć ATP-a izbacuju iz stanice endogene spojeve, ksenobiotike, uključujući antropogeno stvorene spojeve, spriječavajući na taj način potencijalno toksičan učinak u stanici (organizmu). Bisfenol A, zbog sve šire upotrebe u industriji polikarbonatne plastike postao je sveprisutno okolišno zagađivalo. U ovom radu po prvi puta je identificirana prisutnost MXR mehanizma i identificiran nukleotidni slijed gena koji kodira za P-glikoprotein u gujavici vrste E. fetida. Uz to, u navedenom modelnom organizmu istraživan je utjecaj bisfenola A i onečišćenih uzoraka snijega na MXR mehanizam. Multixenobiotic resistance mechanism (MXR) is cellular detoxification mechanism mediated by the activity of ATP-binding cassette (ABC) transporters. The main representatives of MXR mechanism are P-glycoprotein (P-gp; ABCB1), multidrug resistance associated proteins (MRP; ABCC1-5) and breast cancer resistance (BCRP; ABCG2) protein. These transmembrane efflux proteins are present in all organisms and represent a first line defence mechanism, by extrusion endogenous chemicals, xenobiotics, including man-made chemicals out of the cell (organism), thus preventing toxic effect. Bisphenol A is one of the highest volume chemicals produced worldwide because of their use in the manufacture of polycarbonate plastic. In this study was for the first time identified presence of MXR efflux activity, determined the partial sequence of P-gp/ABCB1 and defined impact of bisphenol A and polluted snow samples on detoxification mechanisms in earthworm Eisenia fetida.

BPA je tvar koja se proizvodi u velikim količinama. Godišnja svjetska proizvodnja procjenjuje se na 3-4 milijuna tona. BPA je također prisutan u nekim materijalima koji dolaze u dodir s hranom, jer se koristi u proizvodnji polikarbonata i epoksi-fenolne smole. Polikarbonat (PC) je polimer koji se naširoko koristi u proizvodima poput bočica za hranjenje dojenčadi, priboru za jelo (tanjuri, vrčevi), posudama za mikrovalnu pećnicu, povratnim bocama za vodu i mlijeko te galonima za vodu. PC se također koristi u proizvodnji vodovodnih cijevi. Epoksi-fenolne smole koriste se kao unutarnje zaštitne obloge za izradu limenki te kao premaz metalnih poklopaca za boce i staklenke u kojima se čuva hrana i napitci. Epoksi-fenolne smole se koriste kao površinski premaz za velike spremnike za pitku vodu i vino. BPA se također koristi u proizvodnji poli(vinil- klorida) (PVC). Poznato je da se monomeri mogu izlučiti (migrirati) iz polimera i prijeći u hranu te se naći u ljudskom organizmu i našem okolišu. Mali dio ukupne proizvodnje (ali još uvijek prilično velik iznos od 1500 tona godišnje) koristi se za proizvodnju termopapira. Kako se svi ovi proizvodi mogu reciklirati BPA se vrlo lako može naći u recikliranom papiru u svim oblicima. Osim toga u Europi oko 7000 tona ove sirovine završi i kod malih potrošača, te se sudbina ovog dijela proizvodnje BPA u okolišu ne može predvidjeti. Utjecaj BPA na rizik po ljudsko zdravlje i okoliš sa znanstvenog stanovišta vrlo su različiti. U posljednjih deset godina, intenzivno se raspravlja o ovoj temi. Iako se mnoge regulatorne agencije oslanjaju na rezultate istraživanja provedene u skladu s postojećim regulatornim smjernicama, dio znanstvene zajednice je mišljenja da se smjernice proizišle iz neistraživanih studija, a koje pokazuju učinak pri nižim dozama ili koncentracijama, nebi smjele odbaciti pri procjeni rizika. U skladu s time postoje i različita mišljenja među poznatim i priznatim regulatorinim agencijama u Svijetu.

Proizvodnja petrokemikalija je dio organske kemijske industrije, koja je specifična po komparativnim mogućnostima proizvodnje pa se iz različitih sirovina može proizvesti isti proizvod ili pak iz iste sirovine nastaju različiti proizvodi, naravno ovisno o uvjetima provedbe procesa (temperatura, tlak, katalizatori). Te su mogućnosti otvorene i u proizvodnji monomera, s posebnim naglaskom na izbor primijenjenoga katalizatora. Broj raspoloživih monomera iz kojih se danas proizvodi veliki broj polimernih materijala mnogo je manji, ali ipak dovoljno obiman za cjelokupno prikazivanje njihove proizvodnje. Stoga će u ovom radu biti prikazani samo katalizatori (i možebitne novosti na tom polju) za sintezu monomera koji su ishodne komponente za proizvodnju široko primjenjivih plastomera (PE, PVC, PP, PS i PET) i još nekih polimera koji se u svijetu najviše proizvode, bilo lančanom ili postupnom polimerizacijom.

O bisfenolu A je posljednjih godinu dana napisano toliko napisa u medijima u Hrvatskoj i svijetu, da se čini da o njemu svi sve znaju. No pitanje je koliko je od tih napisa znanstveno utemeljeno, a koliko ih je poslužilo samo za nepotrebno sijanje panike i širenje negativnog imidža plastike u javnosti: Nije ovo niti prvi niti posljednji napad na plastiku, a takvi napisi i krive interpretacije periodički se ponavljaju. Bili smo svjedoci napada na PVC, PET boce, kao i na polietilenske vrećice, pa je tako došao red i na polikarbonatne bočice za hranjenje, osobito dojenčadi.