10.2. Диоксины

Диоксинами кратко называют большую группу хлорорганиче- ских высокотоксичных загрязняющих веществ — полихлорированных дибензодиоксинов (ПХДД) и полихлорированных дибензофу- ранов (ПХДФ), или фуранов.

Существуют также и полибромированные дибензодиоксины (ПБДД), и дибензофураны (ПБДФ). Число изомеров на основе диоксинов и фуранов из-за наличия хлорированных, бромирован- ных, а также смешанных изомеров превышает тысячу.

Физические, химические и биологические свойства диоксинов определяются в основном их общей химической природой, в том числе количеством атомов галогена и их положением в молекуле.

Рис. 10.4. Некоторые конгенеры хлорза-

мещенных диоксинов и фуранов

Диоксины—химически инертные соединения. Они стабильны при воздействии растворов сильных кислот и щелочей, а также при окислении в некаталитических условиях. Известна, однако, способность диоксинов к нуклеофильному замещению и гидролизу в сильнощелочных спиртовых растворах при нагревании. Гидролиз является основным путем метаболизма диоксинов и в живых организмах (Панин, 2002).

Наиболее важными с экологических позиций свойствами диоксинов являются их низкая растворимость в воде, низкая летучесть, липофильность, высокая способность к сорбции, устойчивость к разложению. Все это способствует накоплению ксенобиотиков в почвах и донных отложениях, являющихся общими депо для большинства загрязняющих веществ.

Следует отметить, что растворимость диоксинов в воде может повышаться в присутствии водорастворимых полимеров, например гумусовых кислот (Панин, 2002).

Диоксины устойчивы к воздействию высоких температур. Их необратимое разрушение происходит при температуре выше 1200 °С.

Одним из важнейших с экологических позиций свойств диоксинов является их высокая адгезионная способность по отношению к веществам, характеризующимся высокой удельной поверхностью, особенно при наличии в матрице органических веществ (тонкие фракции почвы, донных отложений, атмосферные аэрозоли). Именно с этим свойством связан основной массоперенос названных загрязняющих веществ в окружающей среде

Диоксины образуются в качестве побочных продуктов при многих производственных процессах. Основные источники по-

Основные источники диоксинов и фуранов

(Ревич и др., 2004, с добавлениями)

Таблица 10.11

ступления этих загрязняющих веществ в окружающую среду при- ведены в табл.

Выбросы диоксинов сопутствуют и некоторым другим технологическим процессам. Данные о величинах удельной эмиссии диоксинов на различных производствах г. Красноярска представлены в табл. 10.12.

Оценка выбросов диоксинов за счет работы технологического оборудования

на предприятиях Красноярска

(Кучеренко и др , 2002)

Таблица 10.12

Высокотемпературные процессы (в диапазоне от 200 до 1200 °С) и (или) неполное сгорание, наличие органического углерода и хлора — это те основные условия, которые способствуют поступлению диоксинов в воздух.

Наибольшая концентрация диоксинов образуется в мусоросжигательных печах при температуре 300—400 °С (Hagenmaier et al., 1987).

Диоксины попадают в сточные воды предприятий целлюлозно- бумажной и химической промышленности, где используется хлор, предприятий, где применяют загрязненные этими ксенобиотиками защитные пропитки, покрытия или красители для текстиля, кожи, древесины и др. материалов. Поэтому загрязнение почв и вод возможно при применении городских осадков сточных вод (ОСВ).

Еще одним источником поступления загрязнителей в окружающую среду служат пестициды, производные хлорфеноксикислот. Так, один из наиболее токсичных диоксионов, 2,3,7,8-ТХДД (те- трахлордибензодиоксин), образуется в естественных условиях из 2,4,5-Т (трихлорфеноксиуксусной кислоты) — пестицида, широко применявшегося ранее для уничтожения кустарничковой и древесной растительности. 2,3,7,8-ТХДЦ образуется при нарушении технологии производства 2,4,5-Т, а также при хранении препаративных форм пестицида (Бродский и др., 1992). Содержание диоксинов и их предшественников в пестициде 2,4,5-Т послужило причиной прекращения его производства. Тем не менее пестицид 2,4,5-Т (и диоксины) содержится в коммерческих препаратах такого широко используемого пестицида, как 2,4-Д (Еремин и др., 1998).

Природными источниками диоксинов являются лесные и степные пожары и вулканическая деятельность.

Эмиссия диоксинов (в ТЭ) в России, по разным оценками, колеблется в пределах 6,9—10,8 кг в год, и основной вклад вносит сжигание хлорсодержащих отходов (Курляндский, 2001).Схема миграции диоксинов в окружающей среде показана на рис. 10.5. Ксенобиотики проникают во все объекты среды: они встречаются в воздухе, воде, почве, донных отложениях, живых организмах, включая и продукты питания (рыбу, мясо, молоко, овощи и т.д.). Средние концентрации диоксинов в различных природных средах приведены в табл. 10.13. Липофильность и устойчивость в окружающей среде способствуют сверхаккумуляции диоксинов в пищевых цепях. Попадая в организм человека, они увеличивают свою концентрацию в 104—108 раз по сравнению с водой (Ревич идр., 2004).