URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Горбунова Т.И., Первова М.Г., Забелина О.Н., Салоутин В.И., Чупахин О.Н. Полихлорбифенилы: Проблемы экологии, анализа и химической утилизации
Id: 118843
 
649 руб.

Полихлорбифенилы: Проблемы экологии, анализа и химической утилизации

URSS. 2011. 400 с. Твердый переплет. ISBN 978-5-396-00309-5.

 Аннотация

В настоящей книге обобщены данные, связанные с проблемой загрязнения объектов окружающей среды, биоты и живых организмов техническими полихлорбифенилами. Проанализирован литературный материал, посвященный химическим методам превращений полихлорбифенилов, развитым за последнее десятилетие, включая исследования авторов книги. Рассмотрены современные методы анализа производных технических полихлорбифенилов; представлены масс-спектры конгенеров полихлорбифенилов из базы данных NIST05, а также библиотека масс-спектров производных технической смеси полихлорбифенилов наиболее распространенной в России марки "Совол".

Книга ориентирована на специалистов, работающих в области аналитической, органической и экологической химии, преподавателей вузов, аспирантов и студентов, а также может быть полезной для сотрудников санитарно-эпидемиологических служб, Росздравнадзора, осуществляющих контроль в сфере обращения с веществами, относящимися к стойким органическим загрязнителям.


 Оглавление

Список сокращений и условных обозначений
Введение
 Список литературы к Введению
Глава 1. Анализ полихлорбифенилов и их смесей
 1.1.Газовая хроматография -- основной метод анализа смесей полихлорбифенилов
 1.2.Высокоэффективная жидкостная хроматография в анализе полихлорбифенилов
 1.3.Количественный анализ полихлорбифенилов
 1.4.Анализ полихлорбифенилов в объектах окружающей среды и биологических матрицах
 Список литературы к главе 1
 Приложение к главе 1
Глава 2. Химические методы превращений полихлорбифенилов
 2.1.Восстановительное дехлорирование (гидродехлорирование)
 2.2.Заместительное дехлорирование
 2.3.Окислительные методы
 2.4.Электрохимические методы
 2.5.Электрофильное ароматическое замещение
 Список литературы к главе 2
Глава 3. Анализ продуктов реагентных методов переработки технической смеси полихлорбифенилов "Совол"
 3.1.Анализ продуктов нитрования "Совола" и их последующего восстановления в аминопроизводные
 3.2.Анализ продуктов гидролиза и алкоксилирования "Совола"
 Список литературы к главе 3
 Приложение к главе 3
Заключение

 Введение

Стойкие органические загрязнители -- это класс высоко опасных химических загрязняющих веществ, представляющих собой серьезную глобальную угрозу здоровью человека и окружающей среде. Впервые термин "стойкие органические загрязнители" (СОЗ) был закреплен за 16 загрязняющими веществами и их группами в Протоколе по СОЗ к Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния, подписание которого состоялось в г.Орхус (Дания, 1998 г.).

В конце 90-х гг. прошлого столетия Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП, UNEP) создала Межправительственный комитет для ведения переговоров (МКП), наделенный мандатом на разработку международного документа об осуществлении международных мер в отношении некоторых СОЗ. Проведенная серия переговоров завершилась принятием Стокгольмской конвенции (2001 г.), предусматривающей сокращение или устранение выбросов в результате преднамеренного производства и использования СОЗ, а также сокращение или ликвидацию выбросов в результате их непреднамеренного производства. Российская Федерация подписала Стокгольмскую конвенцию в 2002 г.

В первоначальный перечень хлорсодержащих СОЗ, предусмотренный Стокгольмской конвенцией, вошло 3 группы химических соединений: пестициды (альдрин, эндрин, дильдрин, хлордан, ДДТ, токсафен, мирекс, гептахлор, гексахлорбензол), промышленные продукты (полихлорированные бифенилы (ПХБ, PCB)) и побочные продукты (полихлорированные дибензодиоксины (ПХДД, PCDD) и дибензофураны (ПХДФ, PCDF). Перечисленные органические соединения составляют сегодня так называемую "грязную дюжину" и относятся к антропогенным СОЗ. Вероятно, что существующий сегодня перечень СОЗ будет расширяться.

Основными отличительными чертами антропогенных СОЗ являются:

  • стойкость в окружающей среде;
  • биоаккумуляция;
  • устойчивость к деградации;
  • острая и хроническая токсичность;
  • трансграничный перенос на большие расстояния по воздуху, воде, либо с мигрирующими видами.

ПХБ в ряду СОЗ занимают особое место, так как они являются одними из самых распространенных антропогенных загрязнителей.

ПХБ были созданы в начале 20-х гг. XX в., когда перед мировой промышленностью встала задача разработки материалов с исключительными теплофизическими и электроизоляционными характеристиками. Поиск таких материалов был завершен созданием класса ароматических хлорированных соединений. Их получали посредством хлорирования бифенила в присутствии железной стружки. Степень хлорирования бифенила зависит от продолжительности реакции, которая составляет от 12 до 36 ч. Реакция хлорирования проходит неспецифически, поэтому конечный продукт содержит смесь большого числа индивидуальных ПХБ.

Производство и использование ПХБ началось с 1929 г. С тех пор и до прекращения их промышленного выпуска в мире было произведено более 1000000 тонн ПХБ.

По своим эксплуатационным характеристикам ПХБ действительно являлись уникальными соединениями: они обладают превосходными теплофизическими и электроизоляционными характеристиками, высокой термостойкостью, инертностью по отношению к кислотам и щелочам, огнестойкостью, хорошей растворимостью в жирах, маслах и органических растворителях, высокой совместимостью со смолами, отличной адгезионной способностью. Это способствовало их широчайшему применению в качестве диэлектриков в трансформаторах и конденсаторах, гидравлических жидкостей, теплоносителей и хладоагентов, смазочных масел, компонентов красок, лаков и клеевых составов, пластификаторов и наполнителей в пластмассах и эластомерах, антипиренов, растворителей.

Вероятно, при правильном обращении с ПХБ человечество могло использовать эти материалы очень долго. Однако последовавшая в XX в. череда происшествий поставила под сомнение правильность выбора этого жидкого диэлектрика. В 1968 г. в Западной Японии и в 1979 г. в Тайване произошли массовые отравления людей, приведшие к масштабному и тяжелому ущербу для здоровья. Это случилось в результате потребления пищи, для приготовления которой использовали рисовые масла, загрязненные ПХБ, вытекавшими из разгерметизировавшегося оборудования. В 1999 г. другой серьезный инцидент, получивший название "Бельгийский диоксиновый кризис", произошел изНза того, что загрязненный ПХБ животный жир использовался в приготовлении корма для кур. Добавим, что к концу 70--80-х гг. прошлого столетия случаи отравления людей и животных ПХБ были зарегистрированы многократно. Очевидно, что после таких событий необходимость пристального внимания за обращением ПХБ и строгих комплексных исследований их влияния на человека в частности и экосистему в целом назрела и требовала принятия незамедлительных мер для предотвращения и снижения негативного воздействия. Что же такое ПХБ? Чем опасны они для окружающей среды, человека и животного мира?

Как уже упоминалось, ПХБ -- это не одно химическое соединение, а многокомпонентная смесь хлорированных бифенилов, составляющие которой отличаются друг от друга количеством атомов хлора и их расположением в ароматических ядрах и называются конгенерами. Количество атомов хлора в индивидуальных конгенерах ПХБ находится в интервале от 1 до 10, а общее число конгенеров ПХБ составляет 209. Номенклатура конгенеров ПХБ определяется Международным союзом теоретической и прикладной химии (ИЮПАК, IUPAC).

Реальные смеси технических ПХБ, выпущенные мировой промышленностью, содержат до 50--70 составляющих в зависимости от условий производства. Эти смеси известны под различными названиями: "Арохлор" ("Aroclor", США), "Фенохлор" ("Fenochlor", Франция), "Клофен" ("Klofen", Германия), "Канехлор" ("Kanechlor", Япония), "Фенхлор" ("Fenclor", Италия), "Делор" ("Delor", Чехословакия), "Совол", "Совтол", "Трихлорбифенил" (РФ). Каждая из представленных выше марок также может делиться на различные виды, отличающиеся по составу. Для обозначения определенной марки к ее названию добавляется цифра (или буква и цифра), например, "Арохлор 1254", "Канехлор 300" или "Клофен А30".

Первоначально обращение к токсическому воздействию ПХБ на человека возникло в связи с заболеваниями персонала, обслуживающего установки для получения этих материалов. Специфическое воздействие ПХБ на рабочих предприятий было связано с возникновением у них угреподобного поражения кожи, называемого хлоракне. Развитие этого заболевания приводит к появлению папул и множественных пустул с черными головками в центре. Если человек многие годы контактирует с ПХБ, то у него могут появиться бородавки, и даже развиться рак кожи. Запрет на содержание открытых емкостей с ПХБ временно решил проблему заболеваемости хлоракне (60-е гг. XX в.). Позже стали поступать сведения о других негативных последствиях влияния ПХБ на персонал: возникновение у рабочих депрессии, невралгии, нарушение липидного и иммунного статусов, функциональные изменения со стороны нервной и периферической нервной системы, нарушения в эндокринной системе, генетические мутации, рождение больного потомства и др. Затем произошли описанные выше массовые отравления и стало ясно, что в данных случаях источниками всех бед являются технические ПХБ. В 70-х гг. прошлого столетия промышленный выпуск этих материалов завершился, и в массовом порядке приступили к изучению воздействий ПХБ на здоровье людей и окружающую среду.

Выводы по накопленному аналитическому материалу были неутешительны: выяснилось, что ПХБ являются не только токсичными соединениями, они же -- прекурсоры еще более токсичных ПХДФ и ПХДД, образование которых происходит как при производстве ПХБ, так и при их дальнейшей эксплуатации или при хранении в естественных климатических условиях.

Если сопоставить минимальную летальную дозу, характеризующую общую токсичность, и полулетальную дозу ПХДФ и ПХДД, то выяснится, насколько сильны эти яды. Их общая токсичность составляет 3,1х10-9 моль/кг, в то время как для яда кураре она равна 7,2х10-7 моль/кг, стрихнина -- 1,5х10-6 моль/кг, цианистого натрия -- 3,1х10-4 моль/кг, диизопропилфторфосфата (боевого отравляющего вещества) -- 1,6х10-5 моль/кг. Лишь минимальные летальные дозы ядов, вырабатываемых возбудителями ботулизма и дифтерии (3,3х10-17 моль/кг и 4,2х10-12 моль/кг соответственно), превышают токсичность ПХДФ и ПХДД. Что же касается значений их полулетальной дозы, то они варьируют: для кур составляют 0,5 мг/кг, собак -- 0,3 мг/кг, кошек и мышей -- 0,1 мг/кг, крыс -- 0,05 мг/кг и морских свинок -- 0,001 мг/кг.

Наиболее типичным и изученным, а также наиболее токсичным среди ПХДФ и ПХДД является 2,3,7,8-тетрахлордибензо-1,4-диоксин (2,3,7,8-ТХДД). Для сравнения биологической активности различных конгенеров ПХБ в 1987 г. была предложена концепция эквивалентов токсичности (TEF -- Toxic Equivalent Factor). Согласно этому подходу, токсичность или биологическая активность определенного конгенера выражается относительно активности 2,3,7,8-ТХДД. Так называемые эквивалентные токсичные концентрации (Toxic Equivalent Concentrations) рассчитываются путем умножения концентраций индивидуальных конгенеров ПХБ на соответствующее данному конгенеру значение TEF.

В зависимости от строения существуют значительные различия в токсичности конгенеров ПХБ. Конгенеры, не содержащие атомы хлора в орто-положениях молекулы (орто-незамещенные ПХБ), могут принимать планарную конфигурацию, которая энергетически наиболее выгодна. Такие конгенеры изостереомерны ПХДД и ПХДФ. Молекулы орто-незамещенных ПХБ являются наиболее токсичными и оказывают действие, аналогичное действию ПХДД и ПХДФ.

Конгенеры с одним атомом хлора в орто-положении (моно-орто-замещенные ПХБ) демонстрируют отклонение от планарной конфигурации. Их диоксиноподобная токсичность ниже, чем у орто-незамещенных. Конгенеры с двумя и более атомами хлора в орто-положениях молекулы принимают глобулярную конфигурацию и обладают очень низкой токсичностью диоксинового типа. Механизм действия орто-незамещенных и моно-орто-замещенных ПХБ аналогичен механизму воздействия 2,3,7,8-ТХДД.

Здесь можно было бы прервать описание коварства ПХБ и дать простую рекомендацию: "Избегайте контакта с ПХБ и будете здоровыми". Однако анализ потребления ПХБ в различных странах показал, что 40 % от произведенных ПХБ находится в окружающей среде. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), основными путями поступления ПХБ в окружающую среду являются испарения из пластификаторов, выделения при сжигании промышленных и бытовых отходов, возгорания промышленного оборудования, в котором используются ПХБ, несанкционированные утечки, вывоз ПХБ на свалки и на поля аэрации и другие неконтролируемые события. Учитывая трансграничный перенос ПХБ и их включение в биологические пищевые цепи, эти СОЗ распространены сегодня повсеместно. Их обнаруживают даже в тех местностях, где никогда не было никакого промышленного производства. Когда-то уникальные по физическим свойствам ПХБ (персистентность, липофильность, гидрофобность и др.) сегодня превратились в угрозу всемирного масштаба, ставящую под угрозу здоровье и благополучие всего живого на Земле.

Оставив позади дискуссионный характер токсичности ПХБ, сегодня можно уверенно сказать, что ПХБ обладают целым спектром токсического воздействия на человека и окружающую среду. ПХБ негативно влияют на репродуктивную функцию человека и его развитие в целом, вызывают порфирию печени, потерю веса, дерматологические эффекты, почечные нарушения, атрофию тимуса, канцерогенез, мутагенез, дезорганизацию стероидных гормонов, подавляют иммунную систему и т.д. В отношении окружающей среды ПХБ могут вызывать массовую гибель популяций живых организмов и целых экосистем за счет биоаккумуляции, а также образовывать более токсичные продукты. В конечном итоге вредоносное влияние ПХБ на человека и окружающую среду может привести к необратимым последствиям и нарушениям природного баланса.

Решение проблемы ПХБ естественным образом вытекает из анализа негативного влияния этих материалов: никогда не производить ПХБ, прекратить их использование, уничтожить имеющиеся запасы ПХБ и оздоровить экологический климат планеты.

Первые три положения, на первый взгляд, решаемы. Производство ПХБ прекращено в 70-х гг. прошлого столетия. Согласно Стокгольмской конвенции до 2015 г. необходимо изъять все имеющиеся ПХБ из эксплуатации, а до 2025 г. -- избавиться от них, т.е. уничтожить. Что же может последовать при выполнении потребителями ПХБ Стокгольмской конвенции? Выскажем свое мнение лишь в отношении российских держателей ПХБ. Самый лучший исход в реализации требований международного документа -- это санкционированный сбор ПХБ и организация специальных, особым образом оборудованных площадок хранения этих техногенных отходов. Подобный опыт имеется на предприятии ООО "Виз-Сталь" (г.Екатеринбург). Негативными вариантами выполнения Стокгольмской конвенции могут быть несанкционированные сливы ПХБ в почву и воду, что приведет к глобальным загрязнениям окружающей среды и необратимым последствиям. Чтобы избежать таких инцидентов, необходим строгий учет запасов ПХБ на предприятиях с обязательной периодической инвентаризацией. Самый оптимистичный прогноз в выполнении первого пункта Стокгольмской конвенции -- исчерпывающая инвентаризация и повсеместный сбор ПХБ в пунктах хранения до 2015 г.

А далее последуют логичные вопросы: "Что делать с собранными ПХБ? Как их утилизировать? Как очистить оборудование от остатков ПХБ?"

Разберемся с основными источниками поступления ПХБ для уничтожения. Трансформаторы. Это оборудование, которое можно встретить как в сельской местности, так и в городах. Стоимостные соображения вынуждают размещать трансформаторы над землей, а не закапывать их в траншеи. Размеры электротрансформаторов могут варьироваться от спичечного коробка до размеров очень большой комнаты или дома. Следовательно, и заполнение различных по размерам трансформаторов будет разным: от нескольких миллилитров до нескольких тонн ПХБ.

Логичным решением уничтожения трансформаторного масла, в состав которого входят ПХБ, является следующая цепь операций: слив масел в закрытые емкости, отправка их на уничтожение и очистка внутренней поверхности оборудования от следов ПХБ. Казалось бы, задача решаема. Однако есть еще ряд проблем, связанных с устройством трансформаторов. Как очистить от ПХБ провода медной обмотки, покрытой лаком, и изолирующие детали оборудования, к которым относятся деревянные стойки и пористый картон? Необходим демонтаж (разгерметизация) многотонного оборудования и замена изоляционных составляющих трансформатора. А уже затем отправка загрязненных ПХБ частей на очистку или уничтожение. Конденсаторы. Подобно трансформатору, конденсатор представляет собой герметичный металлический контейнер, содержащий активный сердечник, выполненный из сплошных пластин тонкой алюминиевой фольги, скрученных вместе и разделенных изолирующей пленкой из полипропилена и/или бумаги (картона). При этом все перечисленные части пропитаны ПХБ. Путь избавления от ПХБ точно такой же, как и в случае с трансформаторами, сложности очистки конденсаторов от следов ПХБ аналогичны: как очистить алюминиевые пластинки и полимерные/бумажные части, адсорбировавшие ПХБ? Отработанные масла. К сожалению, эта категория продуктов является обычным для промышленности явлением из разряда халатности и разгильдяйства. Зачастую загрязненные ПХБ отработанные масла смешиваются с обычными маслами, которые не представляют особой опасности. При этом объемы масел для уничтожения или очистки существенно увеличиваются.

Среди источников поступления ПХБ для уничтожения необходимо отметить некоторые запасы неэксплуатируемых ПХБ на предприятиях, участки несанкционированного слива (или пролива). В последнем случае встает проблема обезвреживания почвы и водоемов.

На сегодняшний день существует немало дискутируемых методов уничтожения ПХБ: термические (сжигание), электрохимические, плазменные, пиротехнические, биологические, химические и др. Часть из них применяют для уничтожения высококонцентрированных ПХБ, например сжигание, другие -- для очистки от остатков ПХБ (химические, плазменные).

Термические методы. Наиболее распространенными являются термические методы. Многочисленными исследованиями было показано, что для успешной реализации сжигания ПХБ необходимо выполнение "правила трех Т": высокая турбулентность, нахождение вещества в зоне реакции около 2--3 секунд и температура более 2000 °С. Для термического разложения 1 тонны ПХБ необходимо 4--6 тонн кислорода, взятого из атмосферы. Только при соблюдении этих условий процесс образования из ПХБ более токсичных ПХДФ и ПХДД при сжигании становится невозможным. Оборудование, соответствующее этим требованиям, производится на базе ракетных двигателей в Российском космическом агентстве (руководитель А.И.Папуша, г.Королев). Мощность высокотемпературной установки, предназначенной для разложения ПХБ, составляет 1 тонну в час, температура в зоне реакции -- 3000 °С, уровень деструкции -- 99,9995 %, приблизительная стоимость утилизации 1 тонны ПХБ в зависимости от их концентрации -- от 1500 долларов США. Учитывая громадные количества высококонцентрированных ПХБ, подлежащих уничтожению, колоссальный объем требуемого кислорода, значительные материальные и энергетические ресурсы, формирующие высокую стоимость процесса сжигания, напрашивается вывод: термическими методами можно утилизировать только небольшую часть ПХБ. А как распорядиться остальными техногенными отходами?

Пиротехнические технологии. Данный способ уничтожения техногенных отходов разработан специалистами Уральского научно-исследовательского института коммунального хозяйства и московской компанией ООО "НЭТПРОМ". Официальное название метода -- утилизация высокотоксичных отходов с применением технологии высокотемпературного пиролиза. Согласно этой технологии сжигание техногенных отходов производится с помощью пиротехнического материала, состоящего из магниево-алюминиевого порошка и других ингредиентов. При этом на специальном полигоне вырывается траншея, в которую слоями вносятся пиротехнический состав и уничтожаемые отходы. При воспламенении пиротехнического материала развивается температура горения до 2000 °С.

Пиротехнический метод не получил широкого распространения для уничтожения ПХБ, так как он не содержит четких рекомендаций по обращению с жидкими отходами, недоказанным является отсутствие образования ПХДФ и ПХДД в процессе пиролиза ПХБ, а развиваемая температура горения пиротехнической смеси ниже 2000 °С.Как отмечалось выше, при такой температуре трансформация ПХБ в ПХДФ и ПХДД неизбежна.

Электрохимические методы. Электрохимические методы для уничтожения ПХБ не являются перспективными. Кроме того, что для их осуществления необходим тщательный подбор материала электродов, электрохимическая деградация любого материала протекает в растворах, а значит, утилизировать такими способами значительные количества ПХБ не удастся.

Биологические методы. Данная группа методов также ограниченно пригодна для уничтожения ПХБ. Известно, что биодеградации, в первую очередь, подвергаются низкохлорированные ПХБ (моно-, ди-, три- и некоторые тетрахлорбифенилы). Высокохлорированные конгенеры остаются неизменными в условиях биоразложения и негативно влияют на все виды штаммов бактерий.

Плазменные технологии. Принцип данных методов заключается в том, что на поток материала воздействует мощный электрический заряд. Возникшая плазменная дуга имеет чрезвычайно высокую температуру, при которой химические вещества полностью и очень быстро распадаются. Сложность этих технологий заключается в высокой стоимости очистки. Она может применяться, в основном, для удаления следов ПХБ с внутренней поверхности предварительно промытых растворителем трансформаторов или конденсаторов или для уничтожения проэкстрагированных ПХБ. В Российской Федерации разработкой плазменного метода занимается ЗАО "Петрохимтехнология" (г.Санкт-Петербург), широкого распространения эти технологии не получили, точные сведения об экологичности процесса отсутствуют.

Суммируя обзор имеющихся технологий утилизации ПХБ, отметим, что на сегодня нет ни одного метода, позволяющего полностью уничтожить все запасы техногенных ПХБ. Только их совокупность может обеспечить ликвидацию значительной части этих СОЗ и очистить ПХБ-содержащее оборудование от следов загрязнителей.

Вместе с тем возникает вопрос: "Нельзя ли облегчить перечисленным технологиям задачу в решении проблемы утилизации ПХБ?" Для того чтобы снять часть нагрузки на методы уничтожения ПХБ, можно изначально "подготовить" эти отходы. Как это сделать?

Химические методы. Методами предподготовки ПХБ для дальнейшей утилизации могут стать химические способы их трансформации.

Под химическими методами переработки ПХБ сегодня понимаются результаты взаимодействий начальных смесей хлорированных бифенилов с химическими реагентами, осуществляющих перевод ПХБ в нетоксичные (малотоксичные) материалы или вещества с пониженным содержанием атомов хлора.

Наиболее распространенной методикой избавления масел от следовых количеств ПХБ является обработка базовых материалов высокодисперсным натрием. Взаимодействие протекает по типу реакции Вюрца, конечными продуктами являются хлорид натрия и полимеры общей формулы С_xH_y, образованные в результате различной рекомбинации бифенильных радикалов. Других хлорированных продуктов в регенерированных маслах не обнаружено.

Данная технология реализована в Канаде (Powertech Labs Inc.) и Японии. Мощность канадской установки составляет 700 тонн масла в год, стоимость регенерации 1 кг масла -- около 1 канадского доллара. Преимуществом такого способа очистки масел от ПХБ является регенерация базовых материалов и их возврат в производственную сферу, а недостатком -- использование для очистки масел с очень низким содержанием ПХБ.

Этот результат и ему подобные, позволяющие устранить минимальные и даже следовые количества ПХБ, представляются весьма важными. Как будет показано ниже, большинство химических методов довольно легко справляется с основной массой ПХБ, но при этом в продуктах остаются малые концентрации хлорированных бифенилов. Разработка приемов отделения и переработки этих минорных продуктов от основной массы бесхлорных ингредиентов -- актуальная задача, которая, похоже, является одним из основных камней преткновения химической утилизации ПХБ.

Известны многочисленные химические методы снижения количества атомов хлора в базовых структурах ПХБ (гидродегалогенирование, дехлорирование), потенциально приводящие к снижению токсичности конечных продуктов по сравнению с начальными субстратами. Низкохлорированные ПХБ, полученные в результате данных химических превращений, являются "предпродуктами" для процессов биодеградации, окисления, электрохимических методов и иных химических приемов.

Кроме того, существует ряд окислительных методов, позволяющих полностью минерализовать токсичные ПХБ; разработаны методики перевода жидких ПХБ в твердые полимерные отходы, которые удобно подвергнуть захоронению.

Но если рассматривать ПХБ глазами специалиста-химика, то невозможно не увидеть в них ценное сырье для химической промышленности и не выразить недоумения по поводу того, что все усилия международных групп, созданных для борьбы с СОЗ, направлены лишь на уничтожение ПХБ и избавление от них человечества и окружающей среды. Даже процесс полного гидродехлорирования ПХБ, приводящий к возврату истраченного ранее бифенила, является значительным прогрессом химической науки и крупным этапом в сохранении (возобновлении) сырья. Другим примером возможного использования ПХБ может стать разработка на их основе методов получения нетоксичных (малотоксичных) материалов с полезным комплексом свойств.

Обзор преимуществ и недостатков известных методов утилизации (переработки) техногенных ПХБ показывает, что нужен обобщенный экономический, токсикологический и экологический анализ всех возможных способов. Не менее важно инжиниринговое оформление химико-технологических процессов, обеспечивающее безопасность персонала и окружающей среды. Иначе поставленные перед человечеством задачи в отношении ПХБ, прописанные в Стокгольмской конвенции, невыполнимы. В конечном итоге предприятия и представители бизнеса вынуждены будут избавляться от имеющихся ПХБ всеми законными и незаконными путями. Самое главное, что еще есть 10--15 лет в запасе для развития методов обезвреживания (уничтожения) ПХБ. Разработанные ранее в РФ Программы по СОЗ практически не работают, инвентаризация ПХБ является неполной, средства для разработки методов борьбы с ПХБ практически не выделяются. И это неполный перечень недостатков.

Не менее тяжелой является проблема ПХБ, находящихся в окружающей среде. Как оздоровить экологический климат планеты? Что делать с попавшими в природу техногенными ПХБ?

Начнем с того, что "врага нужно знать в лицо". Что знают специалисты и население о ПХБ, находящихся вокруг нас? Практически ничего. Почему так сложилось? Попытаемся ответить на этот вопрос.

ПХБ, попавшие в почву, воду и воздух, как радиация, являются невидимыми и до поры никак себя не проявляют. Проходит время и выясняется, что где-то исчез определенный вид растений, погибла группа животных или зафиксирован всплеск заболеваний населения. Начинается разбирательство, проводятся санитарно-эпидемиологические мероприятия, и обнаруживаются высокие уровни содержания ПХБ или ПХДФ и ПХДД. Далее в лучшем случае следуют оздоровительные работы, в худшем -- загрязненные ПХБ участки просто консервируются, а население продолжает проживать на таких территориях.

Для предотвращения подобных катастроф необходим периодический повсеместный мониторинг всех объектов окружающей среды с целью установления в них уровней всех СОЗ. Для этого нужна как разработка соответствующего законодательства, так и подготовка методик и персонала для специализированных лабораторий.

В РФ есть все предпосылки для подобных действий:

  • Сотрудниками Института органического синтеза им.И.Я.Постовского Уральского отделения РАН разработан и утвержден государственный стандартный образец (ГСО) состава раствора "Совола" -- одной из самых распространенных в России марок ПХБ (ГСО N7821--2000). До 2000 г. подобные ГСО для ПХБ в России отсутствовали.
  • Проводятся исследования по разработке внутренних стандартов-имитаторов, т.е. таких соединений, которые в процессах пробоподготовки и при анализе ведут себя аналогично исследуемым соединениям.
  • Предложены методы переработки как отдельных конгенеров ПХБ, так и их смесей.
  • Проблема выделения ПХБ из различных матриц остается сложной, но решаемой. Существуют различные методы и приемы для объективного извлечения суммы всех ПХБ из объектов природы.
  • Сегодня приборная база для аналитических исследований, в том числе для определения ПХБ, развита и поднята до такого уровня, что проблемы идентификации этих СОЗ сведены к минимуму.
  • Отсутствует системность подготовки квалифицированных кадров для проведения аналитических работ, связанных с определением ПХБ в объектах окружающей среды, но единичные центры (лаборатории) по подготовке такого персонала существуют.

Следовательно, во всей цепи не хватает одного начального звена -- соответствующих законодательных и организационных мер, которые позволят дать импульс стройной системе мероприятий по созданию лабораторий мониторинга объектов окружающей среды, обеспечению их соответствующим оборудованием и высококвалифицированным штатом. Все это будет способствовать ликвидации экологической безграмотности как специалистов, так и населения, и, возможно, даст толчок для следующих наших действий, направленных на проведение комплекса оздоровительных мероприятий и улучшение экологического климата региона, страны и планеты.

Настоящая монография преследует несколько целей:

  • дать обобщенный литературный аналитический материал по химическим превращениям ПХБ, изученным за последнее десятилетие;
  • познакомить широкий круг читателей с проблемами токсичности ПХБ и их влиянием на различные природные объекты;
  • информировать специалистов-аналитиков о сегодняшнем состоянии анализа смесей конгенеров ПХБ;
  • предоставить имеющиеся справочные данные по идентификации отдельных конгенеров ПХБ и продуктов их химических трансформаций.

В книге обобщены аналитические данные, связанные с определением технических полихлорбифенилов в объектах окружающей среды, биоте и организме человека; проанализирован литературный материал, посвященный химическим методам превращений полихлорбифенилов, развитым за последнее десятилетие, включая исследования авторов; рассмотрены методы анализа производных технических полихлорбифенилов; представлены масс-спектры некоторых конгенеров полихлорбифенилов из базы данных NIST05 и библиотека масс-спектров производных технической смеси полихлорбифенилов наиболее распространенной в России марки "Совол".

Книга ориентирована на специалистов, работающих в области аналитической, органической и экологической химии, преподавателей вузов, аспирантов и студентов и может быть полезной для сотрудников Росздравнадзора и санитарно-эпидемиологических служб, осуществляющих надзор в сфере обращения с техногенными отходами, относящимися к СОЗ.


 Об авторах

Татьяна Ивановна ГОРБУНОВА

Старший научный сотрудник лаборатории фторорганических соединений Института органического синтеза им. И. Я. Постовского Уральского отделения РАН, кандидат химических наук. Область научных интересов: синтез, строение и реакционная способность органических и элементоорганических соединений, химия новых функциональных фторорганических материалов.

Марина Геннадьевна ПЕРВОВА

Старший научный сотрудник лаборатории фторорганических соединений Института органического синтеза им. И. Я. Постовского Уральского отделения РАН, кандидат химических наук. Область научных интересов: аналитическая химия, газовая хроматография, хроматомасс-спектрометрия.

Ольга Николаевна ЗАБЕЛИНА

Научный сотрудник лаборатории фторорганических соединений Института органического синтеза им. И. Я. Постовского Уральского отделения РАН, кандидат химических наук. Область научных интересов: аналитическая химия, газовая хроматография, хроматомасс-спектрометрия.

Виктор Иванович САЛОУТИН

Заместитель директора по научной работе Института органического синтеза им. И. Я. Постовского Уральского отделения РАН, доктор химических наук, профессор. Область научных интересов: органический синтез, металлокомплексные соединения, химия новых органических и гибридных функциональных материалов.

Олег Николаевич ЧУПАХИН

Научный руководитель Института органического синтеза им. И. Я. Постовского Уральского отделения РАН, доктор химических наук, академик РАН. Область научных интересов: синтез, строение и реакционная способность органических, металло- и элементоорганических соединений, каталитические методы в органическом синтезе, медицинская химия и фармакология. Основатель SNH-методологии.

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце