Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию - Фелленберг Г.
ISBN 5-03-002857-9
Скачать (прямая ссылка):
Паратион
(3.7)
Аналогично протекает N-дезалкилированне, например, фосфа-мидона:
о
сн,
i NP' C=C N!
H3C-U/ хох I >
Cl !
C5H«
(3.8)
Фосфамидон
О-Алкильные группы
N-Алкильные группы
Кольца могут разомкнуться также под влиянием ферментов после предварительного гадрохсилирования.
по
3. Загрязнение грунтовых, речных и морских вод
Совсем другое условия для протекания реакций создаются в илистых отложениях водоемов. Независимо от того, протекают реакции с участием биологических процессов или нет, они носят восстановительный характер. При этом нитрогруппы могут восстанавливаться до аминогрупп, как, например, в случае паратиона (уравнение 3.9).
H5C2-O S H,Cj—о vs
Ларатион Аминопаратион
Хлорсодержащие соединения частично или полностью теряют хлор:
ч>к>-ч>к> ¦«
Cl— С—Cl Cl—С—Cl
I I '
Cl H
ДДТ ДДД
CI
ci-^Y^ci
Cl
Линдан Бензол
(3.11)
В морской воде, видимо, под действием биологических факторов, ДДТ переходит в бис-(п-хлорфенил)ацетонитрил:
н н
Q-Z-Vc-Z-Vc1 — с.-/л4-/Л-с.
Cl—C-CI
I
CI
с
(3.12)
ДДТ Бис-(п-хлорфенил)-
. ацетонигрил
3.2. Органические остатки
Ul
Некоторые вещества сточных вод могут вступать во взаимодействие. Так, возможны реакции димеризации при достаточно высошх концентрацгах различньхх фенодшдержащихсоединений. Например, гербицид пропалил превращается в 3,3', 4Л *трихлорг4-(3,4-дихлоранилин)азобензол:
(3.13)
Cl
Другие примеры реакций синтетических препаратов, так называемых ксенобиотиков, будут разобраны при рассмотрении загрязнения почв (гл. 4) и пищевых продуктов (гл. 6);
Липофильные вещества, даже при больших размерах их молекул, сравнительно легко проникают через клеточные мембраны и быстро усваиваются организмом. Эти соединения проходят через наружные покровы, а также жабры и прочие поглощающие ткани рыб и других обитателей вод. Внутри организма липофильные вещества накапливаются преимущественно в жировых тканях. Эти ткани содержат мало ферментов и отлагающиеся там вещества могут сохраняться в течение длительного времени. Поэтому рыбий жир рассматривают как хранилище липофильных веществ, он служит объектом изучения загрязнений воды, главным образом методом газовой хроматографии. Таким образом, при планомерном отлове рыбы в определенных участках реки и последующем химическом анализе рыбьего жира можно получить характерную картину распределения липофильных загрязнений^ в отдельных водных регионах. Анализ рыбьего жира является важным жрите? рием для определения загрязненности воды при наличии достаточт ного количества местных рыб.
3.2.4. Роль поверхностно-активных веществ
За последние пятьдесят лет появилась большая группа органических соединений, которые создали дополнительную проблему, связанную с загрязнениемвод; это поверхностно-активные веще
112
3. Загрязнение грунтовых, речных и морских вод
ства (ПАВ) или детергенты (тензиды). Эти вещества используют как моющие средства, понижающие поверхностное натяжение воды; их использование часто сопровождается пенообразованием. Возросшая потребность в ПАВ на промышленных предприятиях, а также их использование в быту, прежде всего при стирке, привели к большим скоплениям пены в руслах рек ив водоемах. Эта пена препятствует судоходству, а токсичность ПАВ приводит к массовой гибели рыбы.
С химической точки зрения ПАВ представляют собой органические вещества с гидрофильными и гидрофобными участками совершенно различного химического строения. К наиболее распространенным ПАВ относятся алкилсульфоновые кислоты, у которых остаток серной кислоты образует гидрофильный участок:
Ri-CH-R2
. ¦ г;
SO3- ...
У полиоксиэтиленов, соединений неионного характера, гидрофильная часть молекулы создается за счет спиртовых групп ОН. Полиоксиэтилен может образовать сложный эфир с остатком жирной кислоты или простой эфир с остатком высокомолекулярного спирта:
R-(CH2-CH2O)nH
где R —; остаток жирной кислоты или высшего спирта.
Алкиламмониевые соединения содержат в качестве полярного компонента положительно заряженную третичную аммониевую группу. Поэтому они носят название инверсионных мыл и прояв-ляют бактерицидное действие.
Ri-N(CHa)2-R2
Отрицательный опыт 1950-х г. заставил прибегнуть к использованию таких ПАВ, которые разрушаются под действием биологических факторов. К относительно легко разрушающимся относятся тензиды с неразветвленной цепью, как, например, детергенты неионного характера и алкилбензолсульфонаты:
[CH3(CH^)n-C6H4-SO3- JR +
которые кроме того обладают малой токсичностью для людей и рыб. Биотический распад цепей в молекулах осуществляется за счет /3-окйсления, т.е. отщепления остатков уксусной кислоты.
3.3. Неорганические остатки
113
Если сейчас опасность отравления рыб и образования пены на поверхности водоемов значительно понизилась, то остался целый ряд других проблем. Незначительная концентрация ПАВ 0,05— 0,1 мг/л в речной воде достаточна, чтобы активизировать токсичные вещества, адсорбированные на донных осадках. Кроме того, просачивание в почву и в скопления отбросов вод, содержащих тензиды, также может привести к активизации токсичных продуктов: в этом таится большая угроза для грунтовых вод. Ясно, что необходимо продолжать поиск таких тензидов биогенного происхождения, которые распадались бы быстро и по возможности полностью.
