Трансформация люизита в объектах окружающей среды
Дипломная работа - Экология
Другие дипломы по предмету Экология
раммовых концентрациях. В минеральных водах его концентрация может достигать нескольких миллиграммов в 1 дм3, в морских водах в среднем содержится 3 мкг/дм3, в подземных - встречается в концентрациях пЮ5 мкг/дм3. Соединения мышьяка в повышенных концентрациях являются токсичными для организма животных и человека: они тормозят окислительные процессы, угнетают снабжение кислородом органов и тканей.
ПДКВ мышьяка составляет 0,05 мг/дм3.
Брауман изучал биологическое метилирование соединений мышьяка в различных природных экосистемах [3,7]. Было установлено, что проба воды из пруда, содержащая арсенит, при наличии питательной среды в аэробных условиях через определенный период времени начинает вырабатывать алкилмышьяковые кислоты и триметиларсин. Пробы вод озер и рек свидетельствуют, что наибольшая концентрация метилмышьяковых кислот приходится на верхний слой, т.е. они могут оставаться в водной фазе. Вместе с тем они могут осаждаться гидроксидом железа, о чем свидетельствует наличие метилмышьяковых кислот в донных отложениях.
Люизит обладает общеядовитым и кожно-нарывным действием при любом пути воздействия на организм и независимо от вида боевого состояния [4]. Техническому 0В присуще, кроме того, раздражающее действие.
Общеядовитое действие люизита обусловлено его способностью нарушать внутриклеточный углеводный обмен. Этот процесс осуществляется в присутствии пируват-дегидрогеназной ферментной системы, объединяющей несколько ферментов и коферментов. Одним из коферментов (небелковых простетических групп) является липоевая кислота:
Она связана с апоферментом (белковой частью двухкомпонентного фермента пируватоксидазы) и в процессе катализа превращается то в окисленную (дисульфидную), то в восстановленную (с двумя меркаптогруппами) форму:
Люизит взаимодействует с меркаптогруппами дигидролипоевой кислоты и таким образом исключает фермент из участия в окислительно-восстановительных процессах:
В итоге нарушается энергоснабжение всех органов и тканей организма. Местное действие люизита обусловлено ацилированием белков кожных покровов и тканей.
Склонность люизита к образованию циклических арсинсульфидов позволила создать средства для профилактики и лечения поражений этим 0В. К ним относятся 2,3-димеркаптопропанол (БАЛ) и натриевая соль 2,3-димеркаптопропан-сульфокислоты (Унитиол):
2. Обсуждение результатов
.1 Изучение трансформации люизита и 2-хлорвиниларсиноксида в реакциях с химическими соединениями, моделирующими активные компоненты окружающей среды
Основными процессами, определяющими поведение люизита в почве, являются испарение, сорбция его почвенными частицами, гидролиз, окислительно-восстановительные реакции. Доминирующий процесс -адсорбция. Скорость этих процессов зависит от того, в какой форме находится люизит в почве - в нерастворенной (например, при проливе), либо в растворенной (при смыве дождями или талыми водами). Скорость трансформации люизита в почве будет зависеть также от метеорологических условий, типа почвы, ее состава и влажности. Нами изучен процесс трансформации люизита на реальных образцах почвы пгт Горный Саратовской области. Показано, что скорость трансформации люизита в 2-хлорвиниларсиноксид существенно зависит от наличия влаги в почве. Так, при влажности почвы 55 % и температуре 25С превращение завершается к исходу первых суток. При влажности 3 % - в течение трех суток.
В качестве активных компонентов подземных и поверхностных вод, способных приводить к деструкции люизита, следует отнести воду, S- и N-содержащие соединения. Учитывая такое важное обстоятельство, что люизит легко гидролизу ется (см. разд.1), целесообразно изучить реакционную способность продукта его трансформации - 2-хлорвиниларсиноксида.
На первом этапе оценивалась реакционная способность различных полифункциональных соединений при реакции с 2-хлорвиниларсиноксидом в воде в гомогенных условиях; на втором этапе - в гетерогенных условиях.
В качестве объектов исследования выбраны следующие доступные кислород-, серу- и азотсодержащие соединения: 2-аминоэтанол, 3-аминопропанол, 2-меркаптоэтанол, этиленгликоль, унитиол и цистеин.
-Хлорвиниларсиноксид - малорастворимое в воде соединение. Установлено, что концентрация насыщенного при 20С водного раствора 2-хлорвиниларсиноксида составляет 2,36 10~4 М (или 0,036 мг/мл). Подготовленный раствор арсиноксида смешивали с растворами 2-аминоэтанола, 3-аминопропанола, 2-меркаптоэтанола, этиленгликоля, унитиола и цистеина, взятыми в эквимольном соотношении. Измерения выполняли с использованием спектрофотометра на диодной матрице HP 8452А (США). Спектры поглощения регистрировали при температуре 20С в кварцевых кюветах с длиной оптического пути 1 см. Результаты представлены на рис. П1-9 (Приложение 1). Как видно из рис. П1-9, реакционная способность нуклеофильных реагентов в реакциях с 2-хлорвиниларсиноксидом в водной среде изменяется в ряду: меркапто- > амино- > гидроксипроизводные.
Важно отметить, что этот ряд активности совпадает с найденным для иприта и продуктов его первичной деструкции [8].
Реакционная способность в гетерогенных условиях оценивалась по убыли (растворению) осадка 2-хлорвиниларсиноксида и накоплению продуктов реакции. Наибольшую активность проявляли соединения с меркаптогруппой, наименьшую - спирты, т.е. выявлена та же самая закономерность.
Проду