Физико-химические свойства ксенобиотиков типа диоксинов

К сожалению, ситуация с изучением поставленных вопросов существенно усложняется проблемой их изомерного состава. Так, (I) имеет 22 изомера, (II) – 38 изомеров. Совокупность однородно замещенных полихлор- или полибромдибензо-п-диоксинов и дибензофуранов включает 420 изомеров. Состав смешанных хлорбромсодержащих ксенобиотиков (VII) и (VIII) еще богаче. Вот некоторые данные.

Т_пл= 305С диоксина (I), его растворимость (в г/л):

бензол	0,57
хлороформ	0,37
ацетон	0,11
н-октанол	0,05
вода	2 107

Для (I) характерно комплексообразование, что существенно увеличивает растворимость.

Летучесть ксенобиотиков незначительна. Давление пара (I) составляет (20С) – 0,17 Па. Однако они хорошо сорбируются в почве, золях, осадках, характеризуются высоким коэффициентом распределения в системе н-октанол – вода (для (I)lg= 5 – 8,6). Это в определенной мере определяет особенности поведения ксенобиотиков в окружающей среде и поступление в живые организмы.LД₅₀обезьян менее 710^5г/кг, крыс – 2,2 – 4,510^5г/кг.

Соединения (III) и (IV) чрезвычайно химически стабильны в кислых и щелочных растворах, устойчивы к окислителям в отсутствие катализаторов. Период полураспада (I) в почве более 8 – 10 лет, ничтожна роль фотолиза в деградации ксенобиотиков.

Необратимое термическое разложение хлорорганических ксенобиотиков протекает при t> 1200С. Ниже этого температурного предела процесс является обратимым. Все это предъявляет определенные ужесточенные требования к режиму работы мусоросжигательных печей.

Кстати отметим, что транспорт ксенобиотиков в воздухе и воде определяется движением их носителей – аэрозольных частиц в воздухе и молекулярных комплексов в почве и воде, а не законами массопереноса в истинных растворах.

Источники ксенобиотиков

Источники ксенобиотиков, как уже отмечалось, имеют исключительно техногенный характер. Их три основные группы:

1. Функционирование несовершенных технологий производства и применения химической продукции – ароматических или алифатических хлор- и броморганических соединений. Наличие сточных вод этих производств.

2. Выбросы предприятий целлюлозно-бумажной, металлургической промышленности, предприятий, специализирующихся на сжигании промышленных и бытовых отходов.

3. Выхлопные газы автотранспорта. Средний выброс ксенобиотиков автомобилем, использующим этилированный бензин, составляет (30 54010^12) г/км. Это количество лишь на первый взгляд кажется незначительным. В действительности автотранспорт создает очаги сильного заражения диоксинами автострад и прилежащих к ним районов, например, плохо проветриваемых автомобильных тоннелей.

Предотвращение и ликвидация загрязнений диоксинами.Ограничение опасности, связанной с распространением и аккумуляцией ксенобиотиков определяется прежде всего следующими мероприятиями:

1. Совершенствованием действующих технологий, ведущим к полному прекращению генерирования подобных экотоксикантов, либо сокращению их выбросов до безопасных уровней. Проводятся, в частности, работы по модернизации целлюлозно-бумажной промышленности (Швеция, США). Внедряются новые технологии отбеливания (процессы хлорирования) целлюлозной пульпы, практически не сопровождающиеся образованием ксенобиотиков (III) и (IV). Начат выпуск бумаги, свободной от диоксинов. Усилен контроль. Особенно жесткий контроль установлен за качеством бумаги для детей.

Осуществляются программы сокращения выбросов ксенобиотиков в окружающую среду из многочисленных мусоросжигательных печей в Швеции, Японии, Канаде и других странах. Внесение технологических усовершенствований в процесс сжигания отходов обеспечило минимальное образование или даже практически полную деструкцию ксенобиотиков. Эти разработки должны стать достоянием всех стран, ибо, как мы уже отмечали, миграция экотоксикантов вообще и ксенобиотиков, в частности, не знает национальных границ. Необходимо распространить эффективный метод разрушения их при прохождении отходящих газов и летучей золы печей через слой катализатора, учитывая, что он позволяет почти полностью разрушить диоксины уже при 300 – 450 С.

Необходимые законодательные акты, обеспечивающие, в том числе, предотвращение или резкое ограничение залповых выбросов ксенобиотиков. В частности, запрет на использование в крупных зданиях электросиловых установок с полихлорированными бифенилами.

2. Разработанной комплексной системы мер по ликвидации диоксинового заражения местности, уничтожению ксенобиотиков в объектах окружающей среды и промышленных отходах. Наиболее эффективным считается уничтожение диоксинов каталитическим окислением и фотодеструкцией после предварительного извлечения из почв растворителями или возгонкой растворов при 500 – 600 С. Разрабатываются биологические методы разрушения диоксинов. Выделено несколько видов грибов, способных разрушать ксенобиотики (III) и (IV) до нетоксичных продуктов. Созданы (США) мобильные установки для термообработки почв, зараженных ксенобиотиками, а также твердых и жидких отходов, при температурах до 4500С. В этом случае ксенобиотики уничтожаются на 99,9999 %.

К сожалению, все это чрезвычайно дорогостоящие работы, на которые в нашей стране не находилось и не находится средств. Нет их ни для серьезного аналитического контроля, нет их и для исследовательской и внедренческой деятельности.