Вопрос 49

Химия и экология диоксинов и дибензофуранов. Хлорорганические пестициды (ДДТ и его аналоги), применение и влияние на окружающую среду. ПДК.

Ответ:

В семейство диоксинов входят сотни хлор-, бром- и смешанных хлорброморганических циклических эфиров.

Диоксины — это глобальные экотоксиканты, обладающие мощным мутагенным, иммунодепрессантным, канцерогенным, тератогенным и эмбриотоксическим действием. Они слабо расщепляются и накапливаются как в организме человека, так и в биосфере планеты, включая воздух, воду, пищу.

Дибензофураны представляют собой почти планарные трициклические ароматические соединения и относятся к группе полихлорированных ароматических эфиров.

Дибензофураны представляют собой наиболее опасные экотоксиканты, то есть ядовитые химические загрязнители окружающей среды, способные долгое время сохраняться, мигрировать и накапливаться в её биотических и абиотических компонентах, оказывая длительное токсическое воздействие на человека и животных.

Хлорорганические пестициды представляют собой хлорпроизводные многоядерных углеводородов (ДДТ), циклопарафинов (гексахлорциклогексан), соединения диенового ряда (гептахлор), алифатических карбоновых кислот (пропанид).

В наибольших масштабах пестициды используют в сельском хозяйстве для борьбы с членистоногими, нематодами, грибными и бактериальными заболеваниями растений и животных, а также для борьбы с сорняками. К пестицидам относят также регуляторы роста растений , используемые для борьбы с полеганием различных культур, для дефолиации и десикации (подсушивания растений на корню), чтобы облегчить уборку урожая, а также для предохранения от заморозков и засухи.

Использование пестицидов приводит к сильному загрязнению окружающей среды: почвы, водных питьевых источников (даже артезианских вод), в целом агроландшафтов. Оно ведет к появлению устойчивых к ним видов организмов, особенно среди насекомых; губит хищников (естественных врагов вредителей) и других полезных животных. Последнее вызывает резкое увеличение устойчивости к пестицидам возбудителей опасных болезней растений. Например, сейчас уже 110 видов наиболее опасных фитопатогенных грибов стали высокоустойчивыми к 50 наиболее распространенным фунгицидам. А ведь грибные болезни вызывают 80% потерь урожая сельскохозяйственных культур.

Предельно допустимые концентрации ряда пестицидов в почве приведены в таблице 1.

Таблица 1 Предельно допустимые концентрации пестицидов

Пестицид	ПДК, мг/кг почвы	ДОК в растительных продуктах	Пестицид	ПДК, мг/кг почвы	ДОК в растительных продуктах
Прометрин	0,5	0,1-0,25	Полихлорпинен	0,5	Не допускается
Хлорамп	-	0,05	ГХЦГ - гексациклогексан	1,0	1.0
Хлорофос	0,5	1,0	Гамма-изомер гексахлорана	1,0	2,0
Карбофос	2,0	1,0-3,0	Полихлоркампен	0,5	0,1

Вопрос 50

Определение кислорода и хлора в водных средах. Значение ХПК и БПК. Содержание активного хлора.

Ответ:

Все методы химического анализа основываются либо на свойствах воды, изменяющихся с изменением концентрации кислорода или хлора в ней. Либо на свойствах растворённого кислорода. Методы можно разделить на несколько групп: химические, электрохимические, оптические, сводящие к газовому анализу. Эта классификация довольно условна так как большинство методов переплетаются между собой.

Существует большое количество методов определения концентрации растворённого кислорода и хлора в воде.

Количественные химические методы основаны на химическом преобразовании растворённого кислорода и использовании физических методов регистрации окончания химических реакций. Концентрация определяется по реагирующим массам, объемам.

Химические методы, как правило, не требуют определённой сложной аппаратуры, и особо квалифицированного персонала. Обеспечивают точность до десятых долей миллиграмма на литр воды. К недостаткам относится трудность автоматизации для большинства химических методов.

Среди методов определения концентрации растворенного кислорода самым старым, но до сих пор не потерявшим своей актуальности, остается химический метод Винклера. В этом методе растворенный кислород количественно реагирует со свежеосажденной гидроокисью Mn(II). При подкислении соединения марганца более высокой валентности высвобождает йод из раствора иодида в эквивалентных кислороду количествах.

ИСО 5813 устанавливает иодометрический метод определения растворенного в воде кислорода (метод Винклера, модифицированный для исключения некоторых помех).

Иодометрический метод применим для всех типов вод, свободных от мешающих веществ и содержащих растворенный кислород в концентрации более чем 0,2 мг/л вплоть до двойного насыщения кислородом (приблизительно 20 мг/л). Легко окисляемые органические вещества, такие как танины, гуминовые кислоты и лигнины, оказывают мешающие влияния. Окисляемые соединения серы, такие как сульфиды и тиомочевина, также оказывают мешающее влияние. В присутствии этих веществ предпочтительно использовать метод электрохимического датчика по ИСО 5814.

ИСО 5814 устанавливает электрохимический метод определения растворенного кислорода в воде с помощью электрохимической ячейки.

В зависимости от вида применяемого датчика можно измерять концентрацию кислорода (мг/л), процент насыщения кислорода (% растворенного кислорода), а также оба эти показателя одновременно.

Метод применим для измерения концентрации кислорода в воде, соответствующий насыщению от 0 до 100%.

Полярографический метод основан на поляризации погруженного в электролит индикаторного или вспомогательного электрода при наложении напряжения от внешнего или внутреннего источника.

Под поляризацией электрода понимают изменение значения равновесного электродного потенциала при прохождении через электрод постоянного электрического тока. Интенсивность этого процесса оценивают по значению ДЕ, соответствующему разности между равновесным потенциалом и потенциалом поляризованного электрода.

ИСО 7393-1 устанавливает титриметрический метод с использованием N2N-диэтил-1,4-фенилендиаминсульфата (ЦПВ-1) для определения свободного и общего хлора в воде (от 0,0004 до 0,07 ммоль/л или от 0,03 до 5 мг/л).

Показатель, характеризующий суммарное содержание в воде органических веществ по количеству израсходованного на окисление химически связанного кислорода, называется химическим потреблением кислорода (ХПК). Являясь интегральным (суммарным) показателем, ХПК в настоящее время считается одним из наиболее информативных показателей антропогенного загрязнения вод. Этот показатель, в том или ином варианте, используется повсеместно при контроле качества природных вод, исследовании сточных вод.

В естественных условиях находящиеся в воде органические вещества разрушаются бактериями, претерпевая аэробное биохимическое окисление с образованием двуокиси углерода. При этом на окисление потребляется растворенный в воде кислород. В водоемах с большим содержанием органических веществ большая часть растворенного кислорода потребляется на биохимическое окисление, лишая таким образом кислорода другие организмы. При этом увеличивается количество организмов, более устойчивых к низкому содержанию растворенного кислорода, исчезают кислородолюбивые виды и появляются виды, терпимые к дефициту кислорода. Таким образом, в процессе биохимического окисления органических веществ в воде происходит уменьшение концентрации растворенного кислорода, и эта убыль косвенно является мерой содержания в воде органических веществ. Соответствующий показатель качества воды, характеризующий суммарное содержание в воде органических веществ, называется биохимическим потреблением кислорода (БПК).

Активный хлор - это хлор, который выделяется в свободном виде при взаимодействии данного вещества с соляной кислотой. Выделение хлора происходит в результате окислительно-восстановительной реакции HCl с соединениями, в которых хлор имеет положительные степени окисления

Содержание активного хлора в водопроводной воде может изменяться в довольно широких пределах. Избыток хлора придает воде неприятный запах, особенно при ее нагревании, когда растворимость хлора снижается. Ничтожные концентрации хлора в питьевой воде не представляют опасности для здоровья, хотя пить такую воду неприятно.

Содержание активного хлора в хлорсодержащих препаратах характеризует их бактерицидные свойства.