Стойкие органические загрязнители - СОЗ

1. Гуминовые вещества – лекарства для больной природыВ.С. Петросянпрофессор Химического факультета МГУ академик, председатель Секции химии РАЕНпрезидент Центра «Экология и Здоровье»ректор Открытого Экологического Университетаэксперт ООН по проблемам химической безопасности

2. Проблемы химической безопасности50-е годы:залив Минамата (Япония) - тысячи людейотравились солями метилртути из морепродуктов;60-е годы:США – «Безмолвная весна» - гибельмиллионов птиц из-за хлорорганических пестицидов;70-е годы:авария в Севезо (Италия) – тысячи людейотравились диоксинами и фуранами;80-е годы:авария в Чернобыле – рост заболеваний щитовидной железы в СНГ и Европе;90-е годы:накопление ПХБ, диоксинов и фурановв грудном молоке кормящих матерей.

3. Стойкие органические загрязнители - СОЗ Стокгольмская конвенция 2001 года определила меры по уменьшению и ликвидации выбросов и сбросов СОЗ: 1-8) Хлорорганические пестициды: альдрин, гептахлор, ДДТ, дильдрин, мирекс, токсафен, хлордан, эндрин; 9-10) Промышленные продукты:ПХБ и гексахлорбензол; 11-12) Непреднамеренные загрязняющие вещества: ПХДД и ПХДФ.

4. Новые стойкие токсичные вещества - СТВ 1-5) Пестициды:атразин, линдан, полихлорфенолы, хлордекон, эндосульфан; 6-14) Промышленные продукты:гексабромбифенил, КЦХУ, нонил- и октилфенолы, оловоорганические соединения, ПБДЭ, полифтороктансульфонат (ПФОС), свинецорганические соединения, фталаты; 15-16) Непреднамеренные загрязняющие вещества:ПАУ и метилртутные соединения.

5. Химические спутники Земли и глобальное загрязнение биосферы Попадающие в атмосферу СОЗ и СТВ совершают с ветром короткие и дальние (включая кругосветные) маршруты и, встретившись с дождевым, снежным или пыльным облаком, выпадают в одном из регионов Земного шара. В результате имеем две серьёзных проблемы: 1) Загрязнение почв СОЗ и СТВ и качество продуктов питания; 2) Загрязнение водоёмов СОЗ и СТВ и качество питьевой воды.

6. Химические бумерангии здоровье населения Это такие вещества, которые химики «запускают в жизнь» для позитивного решения конкретных проблем. Однако, после решения проблемы (на 1-й половине петли бумеранга) они возвращаются (на 2-й половине петли) в живые организмы (по трофическим цепям), биоаккумулируются в них и вызывают серьезные химические стрессы.

7. За что мы должны быть благодарны гуминовым веществам? За то, что они, благодаря ионным и донорно-акцепторным взаимодействиям с «химическими спутниками Земли» и «химическими бумерангами», связывают их в почвах и водоёмах в объёмные высокомолекулярные комплексы, неспособные пройти через биомембраны и, следовательно, бионедоступные растениям, животным и человеку.

8. Гумус и плодородие почв Классическая формулировка «Наиболее плодородными являются максимально богатые гумусом почвы» сегодня может звучать несколько иначе: «Чем больше в почве гуминовых веществ, тем эффективнее детоксикация почв и, следовательно, растения в такой почве, оптимизированной по другим параметрам, дадут максимальные урожаи».

9. Количественные характеристики связывания гуминовыми веществами HS + ET  HS·ET Связывание атразина

10. Связывание атразина растворёнными гуминовыми веществами

11. Связывание ПАУ растворёнными гуминовыми веществами

12. K , l/kg C OC Atrazine 600 r2 = 0.81 400 200 S C , % Ar 0 20 30 40 50 60 Кореляционные соотношениядля связывания атразина

13. –5 ´ K 10 , l/kg C OC 3 Pyrene r2 = 0.83 2 Fluoranthene r2 = 0.82 Anthracene 1 r2 = 0.74 S C , % Ar 0 20 30 40 50 60 Корреляционные соотношениядля связывания ПАУ KOC–константа связывания ПАУ ГВ SCAr –ароматичность ГВ

14. Связывание атразина комплексами каолина с гуминовыми веществами Kd каолин-ГВ Каолин-ГВ-А + A  Связывание атразина

15. Связывание атразина иммобилизованными гуминовыми веществами

16. y 12 t i c a 10 p C a c g 8 / g l n o i 6 m x e m l p 4 m 2 o R = 0.7 2 C 0 0 20 40 60 Total acidity, mmol/g C Связывающая способность гуминовых веществ по отношению к Hg(II) Связывающая способность – сумма сильных и слабых центров, связывающих Hg(II); Общая кислотность - сумма групп COOH и ArOH

17. Корреляционные соотношениядля связывания Hg(II) logKBScalc = 13.9 – 1.9CСОО – 2.2CArO + 2.9CAlk + 9.8(N/C) CСОО, CArO, CAlk –данные ЯМР 13C, N/C – соотношение атомов

18. Структурные параметры, определяющие связывающую активность гуминовых веществ Ароматичность(CAr) –определяет связывание гидрофобных токсикантов ГВ; Суммарное содержание кислотных групп (СК) –связывающая активность ГВ по отношению к тяжёлым металлам; Содержание хелатирующих фрагментов (ХФ) –связывающая активность ГВ по отношению к тяжёлым металлам;