168480 (Воздействие нефтепродуктов на водные экосистемы, их свойства), страница 2

Ксилолы (о – Ксилол, м-Ксилол, n – Ксилол).

Химическая формула С8Н10. Молекулярный вес 106,2. Плотность от 0,8611 до 0,8802 при 20 ºС. Растворимость в воде около 0,02%. Все К. бесцветные жидкости, легковоспламеняющиеся, с ароматическим запахом.

Антропогенные источники поступления в окружающую среду. Сточные воды производств основного органического синтеза, лаков и красок, искусственных волокон и др. Промышленные выбросы в атмосферу производств органического синтеза, растворителей, бензойной кислоты, красителей, полиэфирных волокон [22, 24]. Выбросы К. на нефтеперерабатывающем заводе составляли 13185 – 1145 г/ч. При пропитке изделий лаками в электротехнической промышленности К. в воздухе рабочей зоны достигает 150 – 400мг/м3 [31]. В первосортном бензине кроме других ароматических углеводородов содержится 4,2% n – К., 12,2 % м- К., 5,2% о-К. [25]. Средняя концентрация К. в отработанных газах двигателей внутреннего сгорания составляет 31 млн –1 [32].

Примечание. Для обозначения концентраций веществ в воздухе наряду с размерностью мг/м3 нередко используется характерной для англо – язычной литературы значение в млн-1 (части на миллион частей воздуха). Переход между этими значениями для нормальных условий (температура 10 – 30 ºС, атмосферное давление) можно производить с достаточной степенью точности по формулам:

где М – молекулярная масса вещества [9].

Годовая эмиссия К. в окружающую среду составляет: 0,5 млн. т из растворителей; 2 млн. т из выбросов производств и транспорта в нефтеперерабатывающей промышленности; 0,5 – 1,0 млн. т - как компонент выхлопных газов автотранспорта; 50 тыс. т из выбросов предприятий химической промышленности, 100 тыс. т при транспортировке и распределении бензина. В воздушной части городов К. содержится в концентрациях 0,05 – 0,78 мг/м3[9].

В поверхностных водах содержание К. достигает 2 – 8 мкг/л (Флорида – Бей, США), в водопроводной воде - до 3 – 8 мкг/л (штат Луизиана); в области Цюриха К. обнаружен в водопроводной воде, в талых водах, на различных глубинах в воде Цюрихского озера [33]. В штате Мэн (США) 70 индивидуальных колодцев были закрыты вследствие загрязнения К. (в районе промышленных предприятий. Наивысшая концентрация К. в колодцах питьевой воды США 0,3 мг/л [34].

Растворимость в воде некоторых ароматических углеводородов: бензол- 2000мг/л, толуол – 380 мг/л, м-Ксилол – 200 мг/л, этилбензол –

140 мг/л.

Циклоалканы - предельные углеводороды алициклического ряда.

Алициклические соединения по своим свойствам сходны со свойствами соответствующих алканов. Это бесцветные газы (циклопропан) или жидкости, а высшие соединения - твердые вещества. Трех и четырехчленные кольца относительно мене устойчивы, чем соединения с большим числом углеродных атомов, поэтому для них характерны реакции, сопровождающиеся раскрытием цикла. Циклопропан легко гидрируется и при 120°С присоединяет два атома водорода с разрывом кольца и образованием пропана. Циклобутан также способен к гидрированию, но при 180°С. Данные соединения не растворимы в воде, но растворимы в спиртах, бензоле.

Содержание в природе. Содержатся в нефтях, особенно в кавказских. Вырабатываются некоторыми растениями [9].

Получение. При перегонке и крекинге нефти. Образуются при каталитической гидрогенизации ароматических соединений (бензола, ксилолов, толуола).

Применение. Циклогексан и его производные – растворители. В смеси с другими углеводородами циклоалканы входят вы состав моторного топлива. Испольцуются в производстве синтетических материалов (капралактама и др.).

Антропогенные источники поступления в окружающую среду. В производстве капролактама и других синтетических материалов циклоалканы могут содержатся в воздухе рабочих помещений [35]. В составе выхлопных газов автотранспорта выбрасываются в атмосферу.

Миграция и трансформация в окружающую среду. Как и алканы, циклоалканы вовлекаются в микробное окисление.

Токсическое действие. По общему характеру действия сходны с алканами, но наркотический эффект с Ц. более выражен, чем у соответствующих алканов. Ряд Ц. повышают чувствительность сердечной мышцы к адреналину. Биохимические сдвиги в крови во время наркоза незначительны. Начиная с циклопентана, вызывают воспалительную реакцию кожных покровов; эта реакция возрастает с увеличением числа углеродных атомов в кольце Ц. С5 → С12 [36]. Простейший Ц. – циклопропан – не разрушается в организме и выделяется в неизменном виде с выдыхаемым воздухом и через кожу [37, 38]. Наибольшее накопление в организме Ц. наблюдается в жировой ткани, меньше – в мышцах [39].

Нами были даны некоторые подробные характеристики нефтепродуктов алифатического, ароматического, алициклического ряда. Дать полную характеристику на все эти вещества не возможно по объему материала, но мы перечислим их в табл. 1.2 с краткой характеристикой. Проанализируем совпадение по табл.1.2 и табл. 2 из [2]. Для наглядности анализа этих веществ в табл. 1.2 их выделим – они составляют от всего списка не более 15%.

В табл. 1.2 не вошло вещество бенз[а]пирен (Бн.) С20Н12., которое присутствует в табл. 2 [2]. Это было сделано по причине, что это твердое вещество (форма и цвет кристаллов зависит от того, из какого растворителя они выкристаллизовались). По литературным данным растворимость Бп. в воде колеблется в значительных пределах: от 0,5 до 12 мкг/л, однако хорошо растворим в минеральных маслах [9].

Поскольку в экологических статьях на Бп. обращают особое внимание, имеет смысл остановиться на этом нефтепродукте подробнее.

Содержание в природе. Бенз[а]пирен и другие полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), полный список этих веществ содержит более 350 (!) соединений, содержатся в некоторых каменных и бурых углях, нефтях, природных битумах и т.п. Так, в буром угле Березовского месторождения содержание Бп. достигает 75 мкг/кг, а Ирша – Бородинского – 342 мкг/кг [40].

Таблица 2 – Физико – химические, токсикологические свойства некоторых жидких углеводородов (нефтепродуктов)

Примечание. В научной литературе встречается аналогичные названия: бензо[а]пирен, бензопирен.

ПАУ широко распространены практически во всех сферах окружающей человека среды, около трети из этих соединений обладают канцерогенными свойствами. Это дало основание для введения понятия фонового содержания канцерогенных ПАУ в окружающей среде [41]. Основными источниками поступления ПАУ в окружающую среду является процесс горения практически всех видов горючих материалов: передвижной транспорт, котельные, ТЭЦ и промышленные предприятия. Наиболее изученным из огромного списка ПАУ является соединение Бп. Его находят и в местах стихийных лесных пожаров. Другим источником образования Бп. является пиролиз. В результате вулканической деятельности создаются условия, необходимые для образования Бп. и других ПАУ: высокие температуры в очагах вулканической деятельности и большое количество метана в земной коре [42]. Максимальный выход Бп. наблюдается при температуре пиролиза около 80 ºС. При дальнейшем повышении температур выход ПАУ резко снижается вследствие деструкции сложных соединений. Из продуктов пиролиза практически из всех исходных соединений образуется большой набор веществ более сложного состава, включая ПАУ, в том числе Бп. [43].