Ароматические углеводороды, ПАУ (полиядерные ароматические углеводороды)
К полициклическим ароматическим углеводородам (ПАУ) относят соединения, построенные из конденсированных или неконденсированных бензольных ядер, и их производные. ПАУ - жидкости или твердые вещества, отличающиеся от своих алифатических и ациклических аналогов более высокими показателями преломления и поглощения в близкой УФ - или видимой области спектра, а также обладающие высокой температурой плавления и кипения.
Из сотен ПАУ, обнаруженных в объектах окружающей среды, в список приоритетных включены 16 соединений, в том числе: нафталин, аценафтилен, аценафтен, флуорен, фенантрен, антрацен, пирен, бенз[а]антрацен, хризен, бенз[а]пирен и др.
Основанием для включения ПАУ в перечень приоритетных загрязняющих веществ являются мутагенные и канцерогенные свойства многих соединений этого класса, а также их распространенность, стабильность и миграционная способность в окружающей среде.
Источники их выделения:
- летучие выделения наземных частей растений (ячмень, картофель, томат, хлопчатник);
- тектонические разломы;
- извержение вулканов;
- лесные пожары;
- автомобильный транспорт (толуол, бензол, ПАУ!);
- химическая и нефтехимическая промышленность (компоненты необходимого сырья, промежуточные, побочные и условные продукты синтеза).
Для ПАУ: коксохимические, нефтехимические и металлургические заводы.
Ниже приведено содержание одного из наиболее опасных канцерогенов - бенз[а]пирена
|
|
|
Производство концентрация в воздухе, мкг/м
Коксохимическое 17-72
Асфальтное 42
Производство
алюминия 43
- Самый значительный источник ПАУ – это выбросы ТЭС и ТЭЦ!
(~500 т бензпирена в год (более всего для торфа)).
Атмосферная химия аренов
Основное направление превращений - это раскрытие цикла.
Галогенсодержащие соединения
Галогенуглеводороды являются одной из наиболее изучаемых групп органических соединений атмосферы со времени опубликования в 1974-75 гг. гипотезы о разрушении стратосферного О3 вследствие эмиссии фреонов (ФХУ).
Все источники этих соединений также можно разделить на две группы:
1. природные;
2. антропогенные.
К природным относятся:
- дегазация верхней мантии: (тектонические и вулканические выбросы) (в пробах воздуха над фуморальными и гидротермальными источниками концентрация фреонов в 2,5-15 р. больше их содержания в морском воздухе);
- существенный источник – мировой океан, особенно для метилхлорида (CH3Cl);
|
|
|
- далее следуют лесные пожары и микробиологическое разложение древесины. Кроме CH3Cl при горении растительности в атмосферу поступают и другие хлорсодержащие соединения, такие как полихлорирование дибензо-n-диоксины.
Один из основных источников поступлений – антропогенный. Промышленный выпуск фреонов начался в середине 1930-х годов, и практически все произведенные с того времени количество этих химически инертных соединений оказалось в атмосфере, что привело к возникновению ощутимого глобального фона. Это весьма опасно, т.к. озоноразрушающим действием обладают все легколетучие хлор- и бромсодежащие соединения способные проникать в атмосферу.
В настоящее время в атмосфере идентифицировано около 70 галогенулеводородов (C1 – C6). Наибольшие концентрации приходятся на долю аминхлоридов и ФХУ. Помимо легколетучих ГУ в газовой фазе атмосферы присутствуют полихлорированные производные углеводородов (C6 – C16 ), широко используются в качестве средств хим. защиты растений, полихлорированные бифенилы, дибензо-n-диоксины, дибензофураны.
Главным хлорсодержащим компонентом земной атмосферы является метилхлорид (до h – 35км). Фреоны (фреон-11(СFCl3) и фреон-12(CF2Cl2)) имели самую высокую концентрацию в 70-80-х годах. (С 1994 года производство и продажа их запрещена).
|
|
|
В начале 50-х во всем мире начали применять пестициды – вещества, предназначенные для борьбы с сорняками (гербициды и дефолианты), грибковыми заболеваниями (фунгициды) и насекомыми вредителями (инсектициды). Долгое время преимущество оказывалось эффективным хлорорганическим пестицидам, среди которых наиболее известны:
Эти соединения устойчивы в почве (период полураспада от 1,5 до 20 лет). Хлорорганические пестициды имеют тенденцию к аккумуляции в отдельных органах и жировых тканях и передаются по трофическим цепочкам. В последние годы наблюдается повсеместное загрязнение всех объектов ОС остаточными количествами хлорорганических пестицидов (ХОП). За последние 30 лет в снежном покрове Антарктиды накопилось более 3000 г ДДТ (они при низких температурах почти не разлагаются).
В развитых странах от использования ХОП отказываются, но в развивающихся странах их активно применяют (особенно в тропиках).
Один из главных путей распространения ХОП – это их миграция в атмосфере (в виде паров). Один из главных путей удаления этих соединений из атмосферы служит вымывание их осадками (влажное осаждение).
|
|
|
Экстремально высокую опасность могут предъявлять гербициды и дефолианты ряда 2,4-Д и 2,4,5-Т:
Токсическое действие основано на содержащихся в них микроскопических примесей полихлорированных дибензо-n-диоксинов (технологические примеси в виде миллионных долей).
Полихлорированные дибензо-n-диоксины, дибензофураны и бифенилы (ПХБ) относятся к супертоксикантам.
Они обладают тератогенным, канцерогенным, мутагенным действиями, отличаются большой устойчивостью (персистентностью) в окружающей среде (ОС) и способностью к биоконцентрированию – накоплению в различных органах и тканях организмов. Всего в промышленности использовалось примерно 100 ПХБ (~60% в электротехнической промышленности в качестве диэлектрика в конденсаторах и трансформаторах, ~ 30% в качестве пластификаторов для копировальной бумаги, пластмасс, красителей). Загрязнение ОС ПХБ происходит не во время производства, а при их последующем использовании и удалении в составе отходов, в частности, при сжигании, т.к. они устойчивы к пиролизу. При сжигании они попадают в атмосферу, адсорбируются на взвешенных частицах и переносятся воздушными потоками на большие расстояния!
Существуют три основных способа их образования:
1) полихлорированные дибензо-n-диоксины (ПХДД) и дибензофураны (ПХДБФ) образуются при различных высокотемпературных процессах, в частности при горении любых органических материалов, содержащих фенольные соединения и хлор. Они никогда не служили целевыми продуктами синтеза, однако являются частями микропримесей, а кроме того имеют и природное происхождение (при горении древесины).
Наиболее токсичны 2,3,7,8-тетрахлор-, 1,2,3,7,8-пентахлор- и др. дибензо-n-диоксины.
Особенно большие количества ПХДД и ПХДФ выделяются в атмосферу при открытом сжигании древесины, обработанной для предотвращения микробиологического разрушения хлорсодержащими соединениями (пентахлорфенол). При горении образуются полихлорированные феноксифенолы и дифениловые эфиры, которые затем циклизуются.
Их термическое разложение происходит при температуре больше 1100 0С, но и тогда возможен их ресинтез, если продукты быстро выводятся из зоны горения. Следовательно, на современных заводах по сжиганию мусора применяют усовершенствованную 2-х ступенчатую технологию: отходы сжигают при температуре 600-7500С, а отходящие газы сжигают при температурах 1200-14000С в течение 4-7с в специальной камере;
2) попадают в атмосферу при промышленных авариях на химических заводах;
3) захоронения отходов некоторых химических заводов.
В настоящее время интерес вызывают и ПХА – полихлоралканы, заменившие ПХБ, т.к. они обладают практически теми же полезными свойствами и считаются менее токсичными. Опасение вызывает их чрезвычайная устойчивость в ОС (персистентные ксенобиотики, что потенциально опасно!).
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 717; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!