Влияние Новочеркасской ГЭС на содержание бенз(а)пирена в почвах
Курсовой проект - Экология
Другие курсовые по предмету Экология
матические углеводороды (ПАУ) - высокомолекулярные органические соединения, основными структурными элементами которых являются соединенные между собой бензольные кольца. Два соединенных между собой бензольных кольца в молекуле ПАУ или имеют два общих атома углерода или соединены углерод-углеродной связью (Шурубор, 2000).
ПАУ могут быть замещенными и незамещенными.
Незамещенные ПАУ рассматривают как производные молекулы простейших поликонденсированных соединений бензоланафталина и дифенила.
Замещенные ПАУ в своем составе как минимум вместо одного атома водорода, содержат какуюнибудь функциональную группу.
Структурными аналогами ПАУ являются гетероциклические ароматические соединения, в состав молекул которых вместо атома углерода входят атомы других химических элементов (гетероатомы).
Структуру ПАУ в зависимости от относительного расположения бензольных колец можно разделить на две группы, два типа сочленения: линейное в антрацене, тетрацене и др. и угловое, например, в фенантрене, хризене, пирене.
Особый случай углового сочлененияналичие общих для трех сочлененных циклов атома углерода, как, например, в пирене (Кулакова. 1982).
ПАУ, являющиеся производными нафталина, составляют группу ката-анелированных ПАУ. ПАУ, являющиеся производными дифенила, составляют группу пери-конденсированных ПАУ.
3,4бенз(а)пирен относится к пятикольчатым незамещенным пери-конденсированным ПАУ (рис.1 ).
Эти соединения (ПАУ) способны вступать в реакции замещения и присоединения. Легче в такие реакции вступают менее стабильные углеводороды. Для ПАУ характерны реакции электрофильного замещения. ПАУ не вступают в обычных условиях в реакции присоединения, что объясняется особенностью их электронного строения. В особых условиях ПАУ могут вступать в реакции присоединения, например, присоединение к бензольному кольцу галогенов может происходить под действием ультрафиолетового облучения, а присоединение водорода с образованием циклопарафиновых углеводородов может происходить в присутствии катализаторов при повышенной температуре (Шабад,1982).
ПАУ способны окисляться с образованием хинонов и карбоновых кислот; могут разлагаться под действием сильных концентрированных кислот, токов высокой частоты, ультразвука.
Рис. 1. Структурная формула 3,4бенз(а)пирена
ПАУ-молекулярные соединения, представляющие собой при комнатной температуре кристаллы (за исключением ряда производных нафталина).
Температура их кипения и плавления растет с увеличением числа бензольных колец, достигая соответственно у нафталина 80 и 2180C, у 3,4бенз(а)пирена 1770C и 4560C (Дикун, 1979).
Растворимость ПАУ в чистой воде невелика и значительно варьирует от одного углеводорода к другому. Растворимость их в органических растворителях уменьшается с увеличением молекулярного веса в зависимости от взаимного расположения конденсированных бензольных колец в молекуле. Растворимость пирена в воде в тысячу раз выше, чем 3,4бенз(а)пирена, которая в ряду изученных ПАУ минимальна. Солевой состав не оказывает влияния на растворимость ПАУ. Растворимость ПАУ в воде растет в присутствии бензола, нефти и нефтепродуктов. ПАУ обладают магнитными свойствами, являются полупроводниками. Отличительной способностью ПАУ является их способность люминесцировать. Люминесцирующие соединения имеют свои спектры излучения (люминесценции) и поглощения (возбуждения). На изучении электронных спектров поглощения и излучения, лежащих в видимой и ультрафиолетовой частях спектра, основан анализ ПАУ. Люминесценцию относят к физическим свойствам ПАУ (Теплицкая,1980).
1.3 Источники поступления ПАУ в окружающую среду
Выделяют четыре группы факторов, способствующих образованию ПАУ:
1. космические;
2. эндогенные геологические;
3. биогеохимические;
4. техногенные.
Обычно ПАУ образуются в процессе разложения органического вещества при температурах 650-9000C и недостатке кислорода. Состав и строение, образовавшихся таким образом ПАУ, зависит от природы исходного материала и от температуры, при которой они образовались.
Необходимо отметить, что естественные, то есть природные ПАУ не представляют собой реальной угрозы. Они, как и все природные объекты и соединения не чужды матери природе. В сложившейся ситуации работает такое утверждение, как хорошо все то, что в меру. Говоря о проблеме ПАУ, имеются в виду именно техногенные продукты (Пиковский, 1993).
Ежегодное поступление ПАУ в ландшафты мира исчисляется десятками тысяч тонн. При этом ПАУ уже в наноколичествах способны оказывать на живые организмы канцерогенное, мутагенное и другое негативное воздействие. Наибольшей опасностью по степени такого воздействия в обширном ряду ПАУ обладает 3,4бенз(а)пирен.
По данным (Ровинский, 1988), предельно допустимые концентрации 3,4бенз(а)пирена, по принятым в России нормам, имеют значения приведенные ниже в таблице 1.
1.4 Естественные источники ПАУ
Реальный источник природных ПАУ в современных и древних осадках, а также в почвахэто воздействие глубинного тепла Земли на захороненное в них органическое вещество. Состав ПАУ при этом будет зависеть от мощности и длительности теплового потока, каталитических свойств пород и типа органического вещества. 3,4-бенз(а)пирен и другие ПАУ возникают в результате вулканической деятельности. А. П. Ильницкий и его сотрудники (1975), исследуя образцы вулканического пепла и лавы,