Als Petroleumkohlenwasserstoffe (PHCs) werden zahlreiche Chemikalien bezeichnet, darunter Erdöl und raffinierte Erdölprodukte wie Benzin und Diesel. Dieses chemische Gemisch kann auch durch allgemeine chemische Eigenschaften wie Siedepunktbereiche oder Molekülgrößen beschrieben werden. Diese Eigenschaften sind für die Wertbestimmung von Rohöl von entscheidender Bedeutung. Beispielsweise enthält leichtes Rohöl vor allem kleine, wertvolle Chemikalien, während schweres Bitumen vor allem größere, weniger wertvolle Chemikalien enthält und aufwändiger raffiniert werden muss, um einen Mehrwert zu erzielen.
Auch die chemischen Eigenschaften der Erdölkohlenwasserstoffe sind wichtig, wenn es um die Bewertung der möglichen Auswirkungen von verschüttetem Material geht. Dies stellt jedoch ein Problem dar, da es unpraktisch ist, alle mit PHCs in Zusammenhang stehenden Chemikalien zu messen. Bestimmte Chemikaliengruppen innerhalb der PHCs, wie etwa Benzol und Toluol sowie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), stellen besondere toxikologische Gefahren dar und diese Chemikalien werden in einer PHC-Mischung einzeln gemessen.
Die übrigen PHCs werden normalerweise zusammen gruppiert und es gelten spezifische Gesundheitsrichtlinien für die Gruppe(n). Die Art und Weise, wie dies erreicht wird, ist weltweit nicht einheitlich und die Einzelheiten können recht komplex sein. Die Messmethoden variieren je nach Land und Provinz innerhalb eines Landes und sind sogar auf einen bestimmten Standort zugeschnitten, je nach Art der PHCs.
Die einfachste Methode ist die sogenannte „Gesamt-Erdölkohlenwasserstoff-Methode“, bei der es sich um einen Schätzwert für die Summe der PHCs handelt. Allerdings wird bei der Gesamtmenge der Erdölkohlenwasserstoffe das Toxizitätsspektrum der PHCs nicht berücksichtigt.
Es ist allgemein anerkannt, dass die Bandbreite der PHCs eine Skala toxikologischer Gefahren darstellt. Von milderen PHCs geht eine größere Gefahr aus als von schwereren PHCs. Daher werden PHCs bei der Analyse üblicherweise auf der Grundlage der Molekülgröße in vier Fraktionen unterteilt. Für jede Fraktion gelten spezifische Richtlinien hinsichtlich toxikologischer Gefahren, sodass die Methode grundsätzlich die unterschiedlichen Gefahren berücksichtigen kann, die beispielsweise mit leichtem Rohöl und schwerem Bitumenöl verbunden sind.
In den USA werden die gesamten Erdölkohlenwasserstoffe häufig in bestimmte Klassen unterteilt, beispielsweise organische Stoffe im Benzinbereich oder organische Stoffe im Dieselbereich. Dabei werden die unterschiedlichen Gefahren berücksichtigt, die mit verschiedenen Arten von PHC-Produkten in Kanada verbunden sind.
PHCs fungieren außerdem als Fingerabdruck des Erdölprodukts und werden häufig bei forensischen Untersuchungen im Umweltbereich verwendet. Mithilfe bestimmter Chemikaliengruppen kann forensisch ermittelt werden, wo ein Leck entstanden sein könnte, wie alt es ist und ob es letztlich einer dafür verantwortlichen Partei zugeordnet werden kann. Der Fingerabdruck von PHCs besteht aus einer Reihe hochspezifischer Merkmale, die durch die folgenden Mechanismen erzeugt werden:
Durch die Untersuchung der Gesamtzusammensetzung von Erdölkohlenwasserstoffen (PHCs) können verschiedene Arten von Kohlenwasserstoffquellen identifiziert werden. Auf der einfachsten Ebene kann dies durch die Analyse des GC-Chromatogramms oder extrahierter Ionenchromatogramme und den Vergleich mit Proben anderer Produkttypen erfolgen.
Eine umfassendere und präzisere Analyse kann durchgeführt werden, wenn bestimmte Gruppen von Chemikalien innerhalb der Erdölkohlenwasserstoffe analysiert werden. Viele davon werden Biomarker genannt. Dies sind Chemikalien, die einige gängige Strukturen aus der Biologie konservieren. Eine umfassende Analyse von Biomarkern stellt eine grundlegende Methode zur Bestimmung der Quelle einer Ölpest oder zur Charakterisierung von Erdölprodukten dar.
Kurz gesagt: Die Verschmutzung durch Erdölkohlenwasserstoffe (PHC) ist eines der häufigsten Umweltprobleme, mit denen Umweltexperten konfrontiert werden. Die Umweltverschmutzung durch Erdöl, das auf den Boden, in Oberflächengewässer oder in den Untergrund gelangt, ist besorgniserregend, da die Chemikalien in PHCs eine Gefahr für Mensch und Umwelt darstellen können, wenn die Konzentrationen in den Umweltmedien hoch genug sind. Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Sanierungstechnologien entwickelt, um die Konzentration von Erdölkohlenwasserstoff-Verunreinigungen im Boden und Grundwasser zu reduzieren. Allerdings ist es schwierig, Gebiete, in denen Öl den Boden und das Grundwasser verunreinigt hat, vollständig wiederherzustellen, weil
Glücklicherweise sind die meisten PHC-Komponenten in aeroben oder anaeroben Umgebungen biologisch abbaubar, sodass mit PHC kontaminierte Standorte leichter zu reinigen sind als Standorte, die mit typischen chlorierten Lösungsmitteln oder Metallen kontaminiert sind.
Der Begriff „Gesamt-Erdölkohlenwasserstoffe“ wird zur Beschreibung aller in Rohöl vorkommenden Kohlenwasserstoffmischungen verwendet. Es gibt mehrere Hundert dieser Verbindungen, aber nicht alle davon werden in einer einzigen Probe gefunden. Da Rohöl und andere Erdölprodukte so viele verschiedene Chemikalien enthalten, ist es unpraktisch, jede einzelne zu messen. Es ist jedoch sinnvoll, die Gesamtmenge an Erdölkohlenwasserstoffen in einem Feld zu messen.
PHCs werden im Allgemeinen in zwei Gruppen unterteilt: Aliphaten und Aromaten:
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