Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию - Фелленберг Г.
ISBN 5-03-002857-9
Скачать (прямая ссылка):
3.2. Органические остатки__ 107
В отличие от загрязнений природы нефтью загрязнения фенолами происходят в значительно меньших размерах. Скорость распада фенолов в воде зависит как от их химического строения, так и от окружающих условий. Особую роль при этом играют УФ-излучение, микроорганизмы и концентрация кислорода в воде. Простые фенолы в аэробных условиях под действием соответствующих бактерий полностью распадаются в течение 7 дней на 96-97% от исходного количества. В анаэробных условиях распад идет медленнее. Концентрации фенолов в европейских водах, как правило, не являются токсичными. Так, например, в Рурской области средняя концентрация фенолов составляет 0,25 мкг/л. Столь ма-, лые концентрации все же влияют на вкус воды и мяса рыбы. В сильно хлорированной воде образуются хлорфенолы, которые ухудшают вкус воды еще в "большей степени, чем негалогенизиро-ванные фенолы. Нормативы, принятые для питьевой воды, устанавливают предельно допустимую концентрацию фенолов на уровне 0,5 мкг/л.
Фенолы используют для дезинфекции, а также изготовления клеев и фенолформальдегидных пластмасс. Кроме того, они входят в состав выхлопных газов бензиновых и дизельных двигателей, образуются при сгорании и коксовании дерева и. угля.
Наряду с упомянутыми фенолами, имеются галогенсодержа-щие соединения фенольного характера, которые при попадании в природную среду действуют не только как загрязняющие воду вещества, поэтому нуждаются в специальном рассмотрении (гл. 5).
К долгоживущим вредным примесям в воде относится и так называемая лигнинсульфоновая кислота, собственно лигнингидро-сульфит, в котором концы пропановых цепей лигнина, как в эфи-рах, связаны с сульфитом. Этот продукт образуется при обработке древесины гидросульфитом кальция при повышенных температуре и давлении. В результате этой реакции высокомолекулярный лигнин переходит в растворимую в воде форму и таким образом может быть отделен от целлюлозы. Кроме того, из древесины выделяют гемицеллюлозу и сахар. При изготовлении 1 т целлюлозы примерно такое же количество других составных частей древесины идет в отходы, остающиеся в растворе. В то время как гемицеллю-лоза (гексозан и пентозан) и сахара сравнительно быстро разрушаются микробиологическим путем, лигнинсульфоновая кислота разрушается очень медленно, основную роль в этом процессе играют грибы, например Sphaerotilus natans и др. Вредное действие лигнинсульфоновой кислоты прежде всего сказывается в том, что
108
3. Загрязнение грунтовых, речных и морских вод
оно увеличивает вязкость воды, а также влияет на ее запах, цвет и вкус. Рыба также приобретает при этом неприятный вкус. Разрастание Sphaerotilus natans — гриба нитевидного строения — еще больше, увеличивает вязкость сточных вод. Распад лигнинсульфо-новой кислоты длится многие недели и, таким образом, сточные воды целлюлозной промышленности надо рассматривать как долговременный источник загрязнения, Сухую лигниновую кислоту можно сжечь, но при этом образуется большое количество SCh, действие которого также надо устранять.
К числу продуктов, распад которых идет с трудом и длится более двух дней, относятся также хлорированные углеводороды, как, например, органические растворители с одним-двумя атомами углерода, полихлорированные бифенилы и хлорорганические пестициды. Хлоруглеводороды могут образоваться уже в самой воде, когда хлорированная вода входит в контакт с.продуктами распада гумуса. Таким образом, в первую очередь образуется три-хлорметан (CHCb) • Наиболее распространенные углеводороды подробнее рассматриваются в гл. 5, когда будут разобраны представители наиболее трудно распадающихся продуктов.
Устойчивость хлорсодержащих органических соединений к процессам распада повышается с увеличением содержания хлора. Устойчивость негалогезированных соединений повышается с увеличением разветвленности углеродных цепей.
Для водной среды характерны реакции гидролиза. Этот процесс особенно легко идет в случае эфиров фосфорной кислоты.,, а также таких эфиров тиофосфорной кислоты, как инсектициды сис-токс, малатион, паратион и др. Гидролитическое расщепление этих соединений идет по эфирным связям с образованием фосфатов и тиофосфатов. Скорость гидролитического расщепления определяется скоростью поступления в воду обеззараживающих веществ. Гидролизоваться могут не только эфиры, но также амиды и гидрокарбонаты, например карбарил. В случае гидролиза га-логенсодержащих соединений эффект обеззараживания может быть выражен слабее, чем для эфиров. Ниже дан пример гидролиза соединения, содержащего семь атомов хлора;
Cl CI CI Cl
(3.5)
Гептахлор 1-экзо- Гйдроксихлорден
3.2. Оргштаж остатки
109
В окислительной среде возможны процессы с участием биохимических реакций или без них. Примером служит эпоксид, который показывает не только высокую химическую устойчивость, но как химический продукт часто может оказаться сильно токсичен. В качестве примера рассмотрено окисление альдрина в диэльдрин:
(3.6)
Альдрин
Cl
Димьдрин
Иногда, хотя и редко, для гидроксилированных колец циклическжх соединений имеет место разрушение кольца. Подобному окислительному разрушению может подвергаться тиоэфир. К биологическим процессам относится О-дезалкюшрование, осуществляющееся в случае паратиона и соединений сходного строения. Подобное дезалкилирование приводит к образованию продуктов распада с очень малой токсичностью для теплокровных существ.
