Качество воды в Центральной Азии

Органические вещества

Органический углерод

Органический углерод является наиболее надежным показателем суммарного содержания органических веществ в природных водах, на него приходится в среднем около 50 % массы органических веществ.

Состав и содержание органических веществ в природных водах определяется совокупностью многих различных по своей природе и скорости процессов: посмертных и прижизненных выделений гидробионтов; поступления с атмосферными осадками, с поверхностным стоком в результате взаимодействия атмосферных вод с почвами и растительным покровом на поверхности водосбора; поступления из других водных объектов, из болот, торфяников; поступления с хозяйственно-бытовыми и промышленными сточными водами.

Концентрация органического углерода подвержена сезонным колебаниям, характер которых определяется гидрологическим режимом водных объектов и связанными с ним сезонными вариациями химического состава, временными изменениями интенсивности биологических процессов. В придонных слоях водоемов и поверхностной пленке содержание органического углерода может значительно отличаться от его содержания в остальной массе воды.

Органические вещества находятся в воде в растворенном, коллоидном и взвешенном состояниях, образующих некоторую динамическую систему, в общем неравновесную, в которой под воздействием физических, химических и биологических факторов непрерывно осуществляются переходы из одного состояния в другое.

Наименьшая концентрация углерода растворенных органических веществ в незагрязненных природных водах составляет около 1 мг/дм³, наибольшая обычно не превышает 10-20 мг/дм³, однако в болотных водах может достигать нескольких сотен миллиграммов в 1 дм³.

Углеводороды (нефтепродукты)

Нефтепродукты относятся к числу наиболее распространенных и опасных веществ, загрязняющих поверхностные воды. Нефть и продукты ее переработки представляют собой чрезвычайно сложную, непостоянную и разнообразную смесь веществ (низко- и высокомолекулярные предельные, непредельные алифатические, нафтеновые, ароматические углеводороды, кислородные, азотистые, сернистые соединения, а также ненасыщенные гетероциклические соединения типа смол, асфальтенов, ангидридов, асфальтеновых кислот). Понятие "нефтепродуктов" в гидрохимии условно ограничивается только углеводородной фракцией (алифатические, ароматические, алициклические углеводороды).

Большие количества нефтепродуктов поступают в поверхностные воды при перевозке нефти водным путем, со сточными водами предприятий нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, химической, металлургической и других отраслей промышленности, с хозяйственно-бытовыми водами. Некоторые количества углеводородов поступают в воду в результате прижизненных выделений растительными и животными организмами, а также их посмертного разложения.

В результате протекающих в водоеме процессов испарения, сорбции, биохимического и химического окисления концентрация нефтепродуктов может существенно снижаться, при этом значительным изменениям может подвергаться их химический состав. Наиболее устойчивы ароматические углеводороды, наименее — н-алканы.

Нефтепродукты находятся в различных миграционных формах, растворенной, эмульгированной, сорбированной на твердых частицах взвесей и донных отложений, в виде пленки на поверхности воды. Обычно в момент поступления масса нефтепродуктов сосредоточена в пленке. По мере удаления от источника загрязнения происходит перераспределение между основными формами миграции, направленное в сторону повышения доли растворенных, эмульгированных, сорбированных нефтепродуктов. Количественное соотношение этих форм определяется комплексом факторов, важнейшими из которых являются условия поступления нефтепродуктов в водный объект, расстояние от места сброса, скорость течения и перемешивания водных масс, характер и степень загрязненности природных вод, а также состав нефтепродуктов, их вязкость, растворимость, плотность, температура кипения компонентов. При санитарно-химическом контроле определяют, как правило, сумму растворенных, эмульгированных и сорбированных форм нефти.

Содержание нефтепродуктов в речных, озерных, морских, подземных водах и атмосферных осадках колеблется в довольно широких пределах и обычно составляет сотые и десятые доли миллиграмма на литр.

В незагрязненных нефтепродуктами водных объектах концентрация естественных углеводородов может колебаться в морских водах от 0.01 до 0.10 мг/дм³ и выше, в речных и озерных водах от 0.01 до 0.20 мг/дм³, иногда достигая 1-1.5 мг/дм³. Содержание естественных углеводородов определяется трофическим статусом водоема и в значительной мере зависит от биологической ситуации в водоеме.

Неблагоприятное воздействие нефтепродуктов сказывается различными способами на организм человека, животный мир, водную растительность, физическое, химическое и биологическое состояние водоема. Входящие в состав нефтепродуктов низкомолекулярные алифатические, нафтеновые и особенно ароматические углеводороды оказывают токсическое и в некоторой степени наркотическое воздействие на организм, поражая сердечно-сосудистую и нервную системы. Наибольшую опасность представляют полициклические конденсированные углеводороды типа 3,4-бензапирена, обладающие канцерогенными свойствами. Нефтепродукты обволакивают оперение птиц, поверхность тела и органы других гидробионтов, вызывая заболевания и гибель.

Отрицательное влияние нефтепродуктов, особенно в концентрациях 0.001-10 мг/дм³, и присутствие их в виде пленки сказывается и на развитии высшей водной растительности и микрофитов.

В присутствии нефтепродуктов вода приобретает специфический вкус и запах, изменяется ее цвет, рН среды, ухудшается газообмен с атмосферой.

Предельно допустимая концентрация нефтепродуктов в водоемах общесанитарного пользования равна 0.3 мг/дм³, в рыбохозяйственных водоемах - 0.05 мг/дм³. Присутствие канцерогенных углеводородов в воде недопустимо.

Метан

Метан принадлежит к газам биохимического происхождения. Основным источником его образования служат дисперсные органические вещества в породах. В чистом виде он иногда присутствует в болотах, образуясь при гниении болотной растительности. Этот газ в природных водах находится в молекулярно-дисперсном состоянии и не вступает с водой в химическое взаимодействие.

Бензол

Бензол представляет собой бесцветную жидкость с характерным запахом.

Бензол поступает в поверхностные воды с предприятий и производств основного органического синтеза, нефтехимической, химико-фармацевтической промышленности, при производстве пластмасс, взрывчатых веществ, ионнообменных смол, лаков и красок, искусственных кож, а также со сточными водами мебельных фабрик. В стоках коксохимических заводов бензол содержится в концентрациях 100-160 мг/дм³, в сточных водах производства капролактама — 100 мг/дм³, производства изопропилбензола — до 20000 мг/дм³. Источником загрязнения акваторий может быть транспортный флот (применяется в моторном топливе для повышения октанового числа). Бензол используется также в качестве ПАВ.

Бензол быстро испаряется из водоемов в атмосферу (период полуиспарения составляет 37.3 минуты при 20°С). Порог ощущения запаха бензола в воде 0.5 мг/дм³ при 20°С. При 2.9 мг/дм³ запах интенсивностью в 1 балл, при 7.5 мг/дм³ — 2 балла; мясо рыб приобретает неприятный запах при 10 мг/дм³. При 5 мг/дм³ запах исчезает через сутки, при 10 мг/дм³ интенсивность запаха за сутки снижается до 1 балла, при 25 мг/дм³ запах снижается до 1 балла через двое суток.

Привкус при 1.2 мг/дм³ — 1 балл, при 2.5 мг/дм³ — 2 балла. Наличие в воде бензола (5 мг/дм³) не изменяет процессы биологического потребления кислорода, так как под влиянием биохимических процессов в воде бензол окисляется слабо; в концентрациях 5-25 мг/дм³ бензол не задерживает минерализации органических веществ, не влияет на процессы бактериального самоочищения водоемов.

В концентрации 1000 мг/дм³ бензол тормозит самоочищение разведенных сточных вод, в концентрации 100 мг/дм³ тормозит процесс очистки сточных вод в аэротенках, 885 мг/дм³ — сильно задерживает брожение осадка в метантенках.

При многократных воздействиях низких концентраций бензола наблюдаются изменения в крови и кроветворных органах, поражения ЦНС и периферической нервной системы, желудочно-кишечного тракта. Бензол классифицирован, как сильно подозреваемый канцероген. Основным метаболитом бензола является фенол. Бензол оказывает токсическое действие на гидробионты.

ПДК_в — 0.5 мг/дм³ (лимитирующий показатель вредности — санитарно-токсикологический), ПДК_вр — 0.5 мг/дм³.

Фенолы

Фенолы представляют собой производные бензола с одной или нескольким гидроксильными группами. Их принято делить на две группы - летучие с паром фенолы (фенол, крезолы, ксиленолы, гваякол, тимол) и нелетучие фенолы (резорцин, пирокатехин, гидрохинон, пирогаллол и другие многоатомные фенолы).

Фенолы в естественных условиях образуются в процессах метаболизма водных организмов, при биохимическом распаде и трансформации органических веществ, протекающих как в водной толще, так и в донных отложениях.

Фенолы являются одним из наиболее распространенных загрязнений, поступающих в поверхностные воды со стоками предприятий нефтеперерабатывающей, сланцеперерабатывающей, лесохимической, коксохимической, анилинокрасочной промышленности и др. В сточных водах этих предприятий содержание фенолов может превосходить 10-20 г/дм³ при весьма разнообразных сочетаниях.

В поверхностных водах фенолы могут находиться в растворенном состоянии в виде фенолятов, фенолят-ионов и свободных фенолов. Фенолы в водах могут вступать в реакции конденсации и полимеризации, образуя сложные гумусоподобные и другие довольно устойчивые соединения. В условиях природных водоемов процессы адсорбции фенолов донными отложениями и взвесями играют незначительную роль.

В незагрязненных или слабозагрязненных речных водах содержание фенолов обычно не превышает 20 мкг/дм³.

Превышение естественного фона может служить указанием на загрязнение водоемов. В загрязненных фенолами природных водах содержание их может достигать десятков и даже сотен микрограммов в литре. Фенолы - соединения нестойкие и подвергаются биохимическому и химическому окислению.

Простые фенолы подвержены главным образом биохимическому окислению. При концентрации более 1 мг/л разрушение фенолов протекает достаточно быстро, убыль фенолов составляет 50-75% за трое суток, при концентрации несколько десятков микрограммов в литре этот процесс замедляется, и убыль за то же время составляет 10-15%. Быстрее всех разрушается собственно фенол, медленнее крезолы, еще медленнее ксиленолы. Многоатомные фенолы разрушаются в основном путем химического окисления.

Концентрация фенолов в поверхностных водах подвержена сезонным изменениям. В летний период содержание фенолов падает (с ростом температуры увеличивается скорость распада).

Спуск в водоемы и водотоки фенольных вод резко ухудшает их общее санитарное состояние, оказывая влияние на живые организмы не только своей токсичностью, но и значительным изменением режима биогенных элементов и растворенных газов (кислорода, углекислого газа).

В результате хлорирования воды, содержащей фенолы, образуются устойчивые соединения хлорфенолов, малейшие следы которых (0.1 мкг/дм ³) придают воде характерный привкус.

В токсикологическом и органолептическом отношении фенолы неравноценны. Летучие с паром фенолы более токсичны и обладают более интенсивным запахом при хлорировании.

Установлены 2 норматива для суммы летучих фенолов: 0.001 мг/дм³ - ПДК для воды водоемов хозяйственно-питьевого водопользования при условии применения хлора для обеззараживания питьевой воды или при определении условий сброса сточных вод, подвергающихся обеззараживанию хлором и в рыбохозяйственных водоемах; 0.1 мг/дм³ - предельно допустимая концентрация для остальных участков водоемов.

Лимитирующий показатель вредности органолептический - образование хлорфенольных запахов при хлорировании воды (наиболее резкие запахи дают простой фенол и крезолы).

Гидрохинон

В поверхностные воды гидрохинон попадает со сточными водами производства пластмасс, кинофотоматериалов, красителей, предприятий нефтеперерабатывающей промышленности.

Гидрохинон является сильным восстановителем. Как и фенол, он обладает слабым дезинфицирующим действием. Гидрохинон не придает воде запаха, привкус появляется при концентрации несколько г/дм³; пороговая концентрация по окраске воды 0.2 мг/дм³, по влиянию на санитарный режим водоемов - 0.1 мг/дм³. Концентрация 100 мг/дм³ стерилизует воду, при 10 мг/дм³ тормозит развитие сапрофитной микрофлоры, ниже 10 мг/дм³ — гидрохинон подвергается окислению и стимулирует развитие водных бактерий; 2 мг/дм³ тормозят нитрификацию разведенных сточных вод, 15 мг/дм³ — процесс их биологической очистки.

Дафнии погибают при 0.3 мг/дм³; 0.04 мг/дм³ вызывает гибель икры форели.

В организме гидрохинон окисляется в п-бензохинон, который превращает гемоглобин в метгемоглобин.

ПДК_в — 0.2 мг/дм³ (лимитирующий показатель вредности — органолептический), ПДК_вр — 0.001 мг/дм³.

Спирты

Метанол

Попадает в водоемы со сточными водами производств получения и применения метанола. В сточных водах предприятий целлюлозно-бумажной промышленности содержится 4.5 - 58 г/дм³ метанола, производств фенолоформальдегидных смол 20-25 г/дм³, лаков и красок 2 г/дм³, синтетических волокон и пластмасс — до 600 мг/дм³, в сточных водах генераторных станций на буром, каменном угле, торфе, древесине — до 5 г/дм³.

При попадании в воду метанол снижает содержание в ней О₂ (вследствие окисления метанола). Концентрация выше 4 мг/дм³ влияет на санитарный режим водоемов; 200 мг/дм³ тормозит биологическую очистку сточных вод. Порог восприятия запаха 30-50 мг/дм³.

Концентрация 3 мг/дм³ стимулирует рост сине-зеленых водорослей, нарушает потребление кислорода дафниями. Летальные концентрации для рыб 250-17000 мг/дм³.

Метанол является сильным ядом, обладающим направленым действием на нервную и сердечно-сосудистую системы, зрительные нервы, сетчатку глаз. Механизм действия метанола связан с его метаболизмом по типу летального синтеза с образованием формальдегида и муравьиной кислоты, далее окисляющихся до СО₂. Поражение зрения обусловлено снижением синтеза АТФ в сетчатке глаза.

ПДК_в — 3 мг/дм³ (лимитирующий показатель вредности — санитарно-токсикологический), ПДК_вр — 0.1 мг/дм³.

Этиленгликоль

Этиленгликоль попадает в поверхностные воды со сточными водами производств, где он получается или применяется (текстильная, фармацевтическая, парфюмерная, табачная, целлюлозно-бумажная промышленность).

Токсическая концентрация для рыб составляет не более 10 мг/дм³, для кишечной палочки - 0.25 мг/дм³.

При попадании в желудок этиленгликоль очень токсичен, действуя главным образом на ЦНС и почки, а также вызывая гемолиз эритроцитов. Токсичны и метаболиты этиленгликоля — альдегиды и щавелевая кислота, обусловливающая образование и накопление в почках оксалатов кальция.

ПДК_в — 1.0 мг/дм³ (лимитирующий признак вредности — санитарно-токсикологический), ПДК_вр — 0.25 мг/дм³.

Органические кислоты

Органические кислоты относятся к числу наиболее распространенных компонентов природных вод различного происхождения и нередко составляют значительную часть всего органического вещества в этих водах. Состав органических кислот и их концентрация определяются, с одной стороны, внутриводоемными процессами, связанными с жизнедеятельностью водорослей, бактерий и животных организмов, с другой - поступлением этих веществ извне.

Органические кислоты образуются за счет следующих внутриводоемных процессов:

1. прижизненных выделений в результате нормальных физиологических процессов здоровых клеток;
2. посмертных выделений, связанных с отмиранием и распадом клеток;
3. выделений сообществами, связанных с биохимическим взаимодействием различных организмов, например водорослей и бактерий;
4. ферментативного разложения высокомолекулярных органических веществ типа углеводородов, протеинов и липидов.

Поступление органических кислот в водные объекты извне возможно с поверхностным стоком, особенно в период половодья и паводков, с атмосферными осадками, промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами и с водами, сбрасываемыми с орошаемых полей.

Данные о содержании и составе органических кислот необходимы при изучении процессов химического выветривания, миграции элементов, образования осадочных пород, а также при решении вопросов о взаимоотношении водных организмов со средой, поскольку органические кислоты служат одним из источников углерода и энергии для большинства этих организмов.

Концентрация органических кислот в речных водах колеблется от n^.10 до n^.10² ммоль/дм³. Амплитуда внутригодовых колебаний достигает нередко многих сотен процентов. Ряд высших жирных кислот присутствуют в природных водах в очень незначительных концентрациях. Концентрации пропионовой и уксусной кислот колеблятся от n^.10 до n^.10² мкг/дм³.

Летучие кислоты

Под летучими кислотами понимают сумму концентраций муравьиной и уксусной кислот.

Муравьиная кислота

В природных водах в небольших количествах муравьиная кислота образуется в процессах жизнедеятельности и посмертного разложения водных организмов и биохимической трансформации содержащихся в воде органических веществ. Ее повышенная концентрация связана с поступлением в водные объекты сточных вод предприятий, производящих формальдегид и пластические массы на его основе.

Муравьиная кислота мигрирует главным образом в растворенном состоянии, в виде ионов и недиссоциированных молекул, количественное соотношение между которыми определяется константой ионизации К_25°С = 2.4^.10^-4 и значениями рН. При поступлении муравьиной кислоты в водные объекты она разрушается главным образом под влиянием биохимических процессов.

В незагрязненных речных и озерных водах муравьиная кислота обнаружена в концентрациях 0-830 мкг/дм³, в снеговых - 46-78 мкг/дм³, в грунтовых - до 235 мкг/дм³, в морских - до 680 мкг/дм³. Концентрация муравьиной кислоты подвержена заметным сезонным колебаниям, что определяется главным образом интенсивностью биохимических процессов, протекающих в воде.

ПДК_в — 3.5 мг/дм³, ПДК_вр — 1.0 мг/дм³.

Уксусная кислота

ПДК_в — 1.0 мг/дм³ (лимитирующий признак вредности — общесанитарный), ПДК_вр — 0.01 мг/дм³.

Пропионовая кислота

Пропионовая кислота может поступать в природные воды со стоками химической промышленности.

Пропионовая кислота способна ухудшать органолептические свойства воды, придавая ей запах и кисловато-вяжущий привкус. Наиболее существенным для пропионовой кислоты является неблагоприятное влияние на санитарный режим водоемов и в первую очередь на процессы БПК и кислородный режим. На полное биохимическое окисление 1 мг пропионовой кислоты затрачивается 1.21 -1.25 мг молекулярного кислорода.

ПДК_вр — 0.6 мг/дм³.

Масляная кислота

ПДК_в — 0.7 мг/дм³ (лимитирующий признак вредности — общесанитарный).

Молочная кислота

В природных водах молочная кислота в микрограммовых концентрациях присутствует в результате образования в процессах жизнедеятельности и посмертного разложения водных организмов и биохимической трансформации содержащихся в воде органических веществ.

Молочная кислота находится в воде преимущественно в растворенном состоянии в виде ионов и недиссоциированнных молекул, количественное соотношение между которыми определяется константой диссоциации К_25°С = 3^.10^-4 и зависит от рН среды. Молочная кислота частично мигрирует в виде комплексных соединений с тяжелыми металлами.

Концентрация молочной кислоты подвержена заметным сезонным изменениям, что определяется главным образом интенсивностью биохимических процессов, протекающих в воде.

Молочная кислота в незагрязненных поверхностных водах обнаруживалась в концентрациях от 0.1 до 0.4 мкгэкв/дм³.

ПДК_в — 0.9 мг/дм³ (лимитирующий признак вредности — общесанитарный).

Бензойная кислота

В незагрязненных природных водах бензойная кислота в небольших количествах образуется в процессах жизнедеятельности водных организмов и их посмертного разложения. Основным источником поступления больших количеств бензойной кислоты в водоемы являются стоки промышленных предприятий, так как бензойная кислота и различные ее производные широко используются при консервировании пищевых продуктов, в парфюмерной промышленности, для синтеза красителей и т.д.

Бензойная кислота хорошо растворима в воде, и содержание ее в поверхностных водах будет определяться концентрацией сбрасываемых сточных вод и скоростью биохимического окисления.

Токсичными свойствами бензойная кислота практически не обладает. Неблагоприятное действие ее на водоем связано с изменением кислородного режима и рН воды.

ПДК_в — 0.6 мг/дм³ (лимитирующий признак вредности — общесанитарный).

Гумусовые кислоты

Гуминовые и фульвокислоты, объединяемые под названием гумусовые кислоты, нередко составляют значительную долю органического вещества природных вод и представляют собой сложные смеси биохимически устойчивых высокомолекулярных соединений.

Главным источником поступления гумусовых кислот в природные воды являются почвы и торфяники, из которых они вымываются дождевыми и болотными водами. Значительная часть гумусовых кислот вносится в водоемы вместе с пылью и образуется непосредственно в водоеме в процессе трансформации "живого органического вещества".

Гумусовые кислоты в поверхностных водах находятся в растворенном, взвешенном и коллоидном состояниях, соотношения между которыми определяются химическим составом вод, рН раствора, биологической ситуацией в водоеме и другими факторами.

Наличие в структуре фульво- и гуминовых кислот карбоксильных и фенолгидроксильных групп, аминогрупп способствует образованию прочных комплексных соединений гумусовых кислот с металлами. Некоторая часть гумусовых кислот находится в виде малодиссоциированных солей - гуматов и фульватов. В кислых водах возможно существование свободных форм гуминовых и фульфокислот.

Гумусовые кислоты в значительной степени влияют на органолептические свойства воды, создавая неприятный вкус и запах, затрудняют дезинфекцию и получение особо чистой воды, ускоряют коррозию металлов. Они оказывают влияние также на состояние и устойчивость карбонатной системы, ионные и фазовые равновесия и распределение миграционных форм микроэлементов. Повышенное содержание гумусовых кислот может оказывать отрицательное влияние на развитие водных растительных и животных организмов в результате резкого снижения концентрации растворенного кислорода в водоеме, идущего на их окисление, и их разрушающего влияния на устойчивость витаминов. В то же время при разложении гумусовых кислот образуется значительное количество ценных для водных организмов продуктов, а их органоминеральные комплексы представляют наиболее легко усваиваемую форму питания растений микроэлементами.

Почвенные кислоты: гуминовые (в щелочной среде) и особенно хорошо растворимые фульвокислоты играют наибольшую роль в миграции тяжелых металлов.

Гуминовые кислоты

Гуминовые кислоты содержат циклические структуры и различные функциональные группы (гидроксильные, карбонильные, карбоксильные, аминогруппы и др.). Молекулярная масса их колеблется в широком интервале (от 500 до 200 000 и более). Относительная молекулярная масса условно принимается равной 1300 - 1500.

Содержание гуминовых кислот в поверхностных водах обычно составляет десятки и сотни микрограммов в 1 дм³ по углероду, достигая нескольких миллиграммов в 1 дм³ в природных водах лесных и болотистых местностей, придавая им характерный бурый цвет. В воде многих рек гуминовые кислоты не обнаруживаются.

Фульвокислоты

Фульвокислоты являются частью гумусовых кислот, не осаждающихся при нейтрализации из раствора органических веществ, извлеченных из торфов и бурых углей обработкой щелочью. Фульвокислоты представляют соединения типа оксикарбоновых кислот с меньшим относительным содержанием углерода и более выраженными кислотными свойствами.

Хорошая растворимость фульвокислот по сравнению с гуминовыми кислотами является причиной их более высоких концентраций и распространения в поверхностных водах. Концентрации фульвокислот, как правило, превышает содержание гуминовых кислот в 10 раз и более.

Азот органический

Под "органическим азотом" понимают азот, входящий в состав органических веществ, таких, как протеины и протеиды, полипептиды (высокомолекулярные соединения), аминокислоты, амины, амиды, мочевина (низкомолекулярные соединения).

Значительная часть азотсодержащих органических соединений поступает в природные воды в процессе отмирания организмов, главным образом фитопланктона, и распада их клеток. Концентрация этих соединений определяется биомассой гидробионтов и скоростью указанных процессов. Другим важным источником азотсодержащих органических веществ являются прижизненные их выделения водными организмами. К числу существенных источников азотсодержащих соединений относятся также атмосферные осадки, в которых концентрация азотсодержащих органических веществ близка к наблюдающейся в поверхностных водах. Значительное повышение концентрации этих соединений нередко связано с поступлением в водные объекты промышленных, сельскохозяйственных и хозяйственно-бытовых сточных вод.

На долю органического азота приходится 50-75% общего растворенного в воде азота. Концентрация органического азота подвержена значительным сезонным изменениям с общей тенденцией к увеличению в вегетационный период (1.5-2.0 мг/дм³) и уменьшению в период ледостава (0.2-0.5 мг/дм³). Распределение органического азота по глубине неравномерно - повышенная концентрация наблюдается, как правило, в зоне фотосинтеза и в придонных слоях воды.

Мочевина

Мочевина (карбамид), будучи одним из важных продуктов жизнедеятельности водных организмов, присутствует в природных водах в заметных концентрациях: до 10 - 50 % суммы азотсодержащих органических соединений в пересчете на азот. Значительные количества мочевины поступают в водные объекты с хозяйственно-бытовыми сточными водами, с коллекторными водами, а также с поверхностным стоком в районах использования ее в качестве азотного удобрения. Карбамид может накапливаться в природных водах в результате естественных биохимических процессов как продукт обмена веществ водных организмов, продуцироваться растениями, грибами, бактериями как продукт связывания аммиака, образующегося в процессе диссимиляции белков. Значительное влияние на концентрацию мочевины оказывают внеорганизменные ферментативные процессы. Под действием ферментов происходит распад мононуклеотидов отмерших организмов с образованием пуриновых и пиримидиновых оснований, которые в свою очередь распадаются за счет микробиологических процессов до мочевины и аммиака. Под действием специфического фермента (уреазы) мочевина распадается до аммонийного иона и потребляется водными растительными организмами.

Повышение концентрации мочевины может указывать на загрязнение водного объекта сельскохозяйственными и хозяйственно-бытовыми сточными водами. Оно обычно сопровождается активизацией процессов утилизации мочевины водными организмами и потреблением кислорода, приводящего к ухудшению кислородного режима.

В речных незагрязненных водах концентрация мочевины колеблется в пределах 60-300 мкг/дм³, или в пересчете на азот 30-150 мкг/дм³, в водохранилищах и озерах - от 40 до 250 мкг/дм³. Наиболее высокая концентрация ее обнаруживается вещества пробах, отобранных в летне-осенний период (июль-сентябрь).

ПДК_вр — 80 мг/дм³.

Амины

К основным источникам образования и поступления в природные воды аминов следует отнести:

1. декарбоксилирование при распаде белковых веществ под воздействием декарбоксилаз бактерий и грибов и аминирование;
2. водоросли;
3. атмосферные осадки;
4. сточные воды анилино-красочных предприятий.

Амины присутствуют преимущественно в растворенном и отчасти в сорбированном состоянии. С некоторыми металлами они могут образовывать довольно устойчивые комплексные соединения.

Концентрация аминов в воде рек, водохранилищ, озер, атмосферных осадках колеблется в пределах 10 - 200 мкг/дм³. Более низкое содержание характерно для малопродуктивных водных объектов.

Амины токсичны. Обычно принято считать, что первичные алифатические амины токсичнее вторичных и третичных, диамины токсичнее моноаминов; изомерные алифатические амины более токсичны, чем алифатические амины нормального строения; моноамины с большей вероятностью обладают гепатотоксичностью, а диамины - нефротоксичностью. Наибольшей токсичностью и потенциальной опасностью среди алифатических аминов характеризуются непредельные амины из-за наиболее выраженной у них способности угнетать активность аминооксидаз.

Амины, присутствуя в водных объектах, отрицательно влияют на органолептические свойства воды, могут усугублять заморные явления.

ПДК_в для различных видов аминов - от 0.01 до 170 мг/дм³.

Анилин

Анилин относится к ароматическим аминам и представляет собой бесцветную жидкость с характерным запахом.

В поверхностные воды анилин может поступать со сточными водами химических (получение красителей и пестицидов) и фармацевтических предприятий.

Анилин обладаеет способностью окислять гемоглобин в метгемоглобин.

ПДК_в — 0.1 мг/дм³ (лимитирующий признак вредности — санитарно-токсикологический), ПДК_вр — 0.0001 мг/дм³.

Уротропин

Гексаметилентетрамин — (CH₂)₆N₄

ПДК_в — 0.5 мг/дм³.

Нитробензол

Нитробензол - бесцветная или зеленовато-желтая маслянистая жидкость с запахом горького миндаля.

Нитробензол токсичен, впитывается через кожу, оказывает сильное действие на центральную нервную систему, нарушает обмен веществ, вызывает заболевания печени, окисляет гемоглобин в метгемоглобин.

ПДК_в — 0.2 мг/дм³ (лимитирующий признак вредности — санитарно-токсикологический), ПДК_вр — 0.01 мг/дм³.

Сера органическая

Метилмеркаптан

Метилмеркаптан является продуктом метаболизма живых клеток. Он также поступает со стоками предприятий целлюлозной промышленности (0.05 - 0.08 мг/дм³).

В водном растворе метилмеркаптан является слабой кислотой и частично диссоциирует (степень диссоциации зависит от рН среды). При рН =10.5 50% метилмеркаптана находится в ионной форме, при рН =13 происходит полная диссоциация. Метилмеркаптан стабилен менее 12 часов, образует соли — меркаптиды.

ПДК_в — 0.0002 мг/дм³ (лимитирующий признак вредности — органолептический).

Диметилсульфид

Диметилсульфид выделяется водорослями (Oedogonium, Ulothrix) в ходе нормальных физиологических процессов, имеющих существенное значение в круговороте серы. В поверхностные воды диметилсульфид может поступать также со стоками предприятий целлюлозной промышленности (0.05 - 0.08 мг/дм³).

Концентрации диметилсульфида в морях достигает 12-27^.10^-6 мг/дм³ (повышенные концентрации наблюдаются в местах скопления водорослей).

Диметилсульфид долго не может сохраняться в воде водоемов (стабилен от 3 до 15 суток). Он частично подвергается превращениям при участии водорослей и микроорганизмов, а в основном испаряется в воздух.

В концентрациях 1-10 мкг/дм³ диметилсульфид обладает слабой мутагенной активностью.

ПДК_в — 0.01 мг/дм³ (лимитирующий показатель вредности — органолептический).

Диметилдисульфид

Диметилдисульфид образуется в клетках различных представителей флоры и фауны в ходе метаболизма сераорганических соединений, а также может поступать со стоками предприятий целлюлозной промышленности.

ПДК_в — 0.04 мг/дм³.

Карбонильные соединения

К карбонильным относятся соединения, содержащие карбонильные и карбоксильные группы (альдегиды, кетоны, кетокислоты, полуфункциональные карбонилсодержащие вещества).

В природных водах карбонильные соединения могут появляться в результате прижизненнных выделений водорослей, биохимического и фотохимического окисления спиртов и органических кислот, распада органических веществ типа лигнина, обмена веществ бактериобентоса. Постоянное присутствие карбонильных соединений среди кислородных соединений нефтей и в воде, контактирующей с залежами углеводородов, позволяет рассматривать последние в качестве одного из источников обогащения природных вод этими веществами. Источником этих соединений являются также наземные растения, в которых образуются альдегиды и кетоны алифатического рядов и фурановые производные. Значительная часть альдегидов и кетонов поступает в природные воды в результате деятельности человека.

Основными факторами, обусловливающими уменьшение концентрации карбонильных соединений, являются их способность к окислению, летучесть и относительно высокая трофическая ценность отдельных групп карбонилсодержащих веществ.

В поверхностных водах карбонильные соединения находятся в основном в растворенной форме. Средняя концентрация их в воде рек и водохранилищ колеблется от 1 до 6 мкмоль/дм³, несколько выше она (6 - 40 мкмоль/дм³) в озерах дистрофного типа. Максимальные концентрации в водах нефтяных и газонефтяных залежей — 40 - 100 мкмоль/дм³.

В воде водных объектов санитарно-бытового водопользования нормируются отдельные соединения с карбонильной группой: метилэтилкетон и циклогексанон (ПДК_в 1 мг/дм³) по органолептическому показателю, формальдегид (ПДК_в 0.5 мг/дм³) по санитарно-токсикологическому показателю, ацетон - по общесанитарному показателю.

Ацетон

В природные воды ацетон поступает со сточными водами фармацевтических, лесохимических производств, производства лаков и красок, пластмасс, кинопленки, ацетилена, ацетальдегида, уксусной кислоты, оргстекла, фенола, ацетона.

В концентрациях 40-70 мг/дм³ ацетон придает воде запах, 80 мг/дм³ — привкус. В воде ацетон малостабилен — при концентрациях 20 мг/дм³ на 7 сутки исчезает.

Для водных организмов ацетон сравнительно малотоксичен. Токсические концентрации для молодых дафний 8300, для взрослых 12900 мг/дм³; при 9300 мг/дм³ дафнии гибнут через 16 часов.

Ацетон - наркотик, поражающий все отделы ЦНС. Кроме того он оказывает эмбриотоксическое действие.

ПДК_в — 2.2 мг/дм³ (лимитирующий показатель вредности — общесанитарный), ПДК_вр — 0.05 мг/дм³ (лимитирующий показатель вредности — токсикологический).

Формальдегид поступает в водную среду с промышленными и коммунальными сточными водами. Он содержится в сточных водах производств основного органического синтеза, пластмасс, лаков, красок, лекарственных препаратов, предприятий кожевенной, текстильной и целлюлозно-бумажной промышленностей.

В дождевой воде городских районов зарегистрировано присутствие формальдегида. Формальдегид - сильный восстановитель. Он конденсируется с аминами, с NH₃ образует уротропин. В водной среде формальдегид подвергается биодеградации. В аэробных условиях при 20°С разложение продолжается около 30 часов, в анаэробных - примерно 48 часов. В стерильной воде формальдегид не разлагается. Биодеградация в водной среде обусловлена действием Pseudomonas, Flavobacterium, Mycobacterium, Zanthomonas.

Подпороговая концентрация, не влияющая на санитарный режим водоемов и сапрофитную микрофлору, 5 мг/дм³; максимальная концентрация, не вызывающая при постоянном воздействии в течение сколь угодно длительного времени нарушение биохимических процессов, 5 мг/дм³; максимальная концентрация, не влияющая на работу биологических очистных сооружений, 1000 мг/дм³.

БПК₅ = 0.68 мг/дм³, БПК_полн = 0.72 мг/дм³, ХПК = 1.07 мг/дм³. Запах ощущается при 20 мг/дм³.
При 10 мг/дм³ формальдегид оказывает токсическое действие на наиболее чувствительные виды рыб. При 0.24 мг/дм³ ткани рыб приобретают неприятный запах.

Формальдегид оказывает общетоксическое действие, вызывает поражение ЦНС, легких, печени, почек, органов зрения. Возможно кожно-резорбтивное действие. Формальдегид обладает раздражающим, аллергенным, мутагенным, сенсибилизирующим, канцерогенным действием.

ПДК_в — 0.05 мг/дм³ (лимитирующий показатель вредности — санитарно-токсикологический), ПДК_вр — 0.25 мг/дм³ (лимитирующий показатель вредности — токсикологичекий).

Углеводы

Группа органических соединений, которая объединяет моносахариды, их производные и продукты конденсации - олигосахариды и полисахариды. В поверхностные воды углеводы поступают главным образом вследствие процессов прижизненного выделения водными организмами и их посмертного разложения. Значительные количества растворенных углеводов попадают в водные объекты с поверхностным стоком в результате вымывания их из почв, торфяников, горных пород, с атмосферными осадками, со сточными водами дрожжевых, пивоваренных, сахарных, целлюлозно-бумажных и других заводов.

В поверхностных водах углеводы находятся в растворенном и взвешенном состоянии в виде свободных редуцирующих сахаров (смесь моно-, ди- и трисахаридов) и сложных углеводов.

Концентрация в речных водах свободных редуцирующих сахаров и сложных углеводов в пересчете на глюкозу составляет 100-600 и 250-1000 мкг/дм³. В воде водохранилищ концентрация их соответственно равна 100-400 и 200-300 мкг/дм³, в воде озер пределы возможных колебаний концентраций редуцирующих сахаров (80-65000 мкг/дм³) и сложных углеводов (140-6900 мкг/дм³) более широки, чем в реках и водохранилищах. В морских водах суммарная концентрация углеводов составляет 0-8 мг/дм³, в атмосферных осадках 0-4 мг/дм³. Наблюдается корреляция между содержанием углеводов и интенсивностью развития фитопланктона.

Жиры

Жиры представляют собой полные сложные эфиры глицерина и жирных кислот (стеариновой, пальмитиновой, олеиновой).

Жиры, присутствующие в природных водах, являются главным образом результатом метаболизма растительных и животных организмов и их посмертного разложения. Жиры образуются при фотосинтезе и биосинтезе и входят в состав внутриклеточных и резервных липидов. Высокие концентрации жиров в воде связаны со сбросом в водные объекты сточных вод предприятий пищевой и кожевенной промышленностей, а также хозяйственно-бытовых сточных вод. Понижение содержание жиров в природных водах связано с процессами их ферментативного гидролиза и биохимического окисления.

Жиры находятся в поверхностных водах в растворенном, эмульгированном и сорбированном взвешенными веществами и донными отложениями состояниях. Они входят в состав более растворимых сложных соединений с белками и углеводами, которые находятся в воде как в растворенном, так и в коллоидном состояниях.

Попадая в водный объект в повышенных концентрациях, жиры ухудшают его кислородный режим, органолептические свойства воды, стимулируют развитие микрофлоры.

Содержание жиров в поверхностных водах колеблется от сотых долей миллиграмма до нескольких миллиграммов в 1 дм³.

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ)

СПАВ представляют собой обширную группу соединений, различных по своей структуре, относящихся к разным классам. Эти вещества способны адсорбироваться на поверхностях раздела фаз и понижать вследствие этого их поверхностную энергию (поверхностное натяжение). В зависимости от свойств, проявляемых синтетическими поверхностно-активными веществами при растворении в воде, их делят на анионоактивные вещества (активной частью является анион), катионоактивные (активной частью молекул является катион), амфолитные и неионогенные, которые совсем не ионизируются.

Анионоактивные поверхностно-активные вещества в водном растворе ионизируются с образованием отрицательно заряженных органических ионов. Из анионоактивных СПАВ широкое применение шашли соли сернокислых эфиров (сульфаты) и соли сульфокислот (сульфонаты). Радикал R может быть алкильным, алкиларильным, алкилнафтильным, иметь двойные связи и функциональные группы.

Катионоактивные СПАВ - вещества, которые ионизируются в водном растворе с образованием положительно заряженных органических ионов. К ним относятся четвертичные аммониевые соли, состоящие из углеводородного радикала с прямой цепью, содержащей 12-18 атомов углерода; метильного, этильного или бензильного радикала; хлора, брома, иода или остатка метил- или этилсульфата.

Амфолитные СПАВ ионизируются в водном растворе различным образом в зависимости от условий среды: в кислом растворе проявляют катионоактивные свойства, а в щелочном - анионоактивные.

Неионогенные СПАВ представляют собой высокомолекулярные соединения, которые в водном растворе не образуют ионов.

В водные объекты СПАВ поступают в значительных количествах с хозяйственно-бытовыми (использование синтетических моющих средств в быту) и промышленными сточными водами (текстильная, нефтяная, химическая промышленность, производство синтетических каучуков), а также со стоком с сельскохозяйственных угодий (входят в состав инсектицидов, фунгицидов, гербицидов и дефолиантов в качестве эмульгаторов).

Главными факторами понижения их концентрации являются процессы биохимического окисления, сорбция взвешенными веществами и донными отложениями. Степень биохимического окисления СПАВ зависит от их химического строения и условий окружающей среды.
По биохимической устойчивости, определяемой структурой молекул, СПАВ делят на мягкие, промежуточные, жесткие с константами скорости биохимического окисления, составляющими соответственно не менее 0.30 сутки^-1; 0.3-0.05 сутки^-1; менее 0.05 сутки^-1. К числу наиболее легко окисляющихся СПАВ относятся первичные и вторичные алкилсульфаты нормального строения. С увеличением разветвления цепи скорость окисления понижается, и наиболее трудно разрушаются алкилбензолсульфонаты, приготовленные на основе тетрамеров пропилена.
При понижении температуры скорость окисления СПАВ уменьшается и при 0-5 градусов Цельсия протекает весьма медленно. Наиболее благоприятные для процесса самоочищения от СПАВ нейтральная или слабощелочная среда (рН=7-9).
С повышением содержания взвешенных веществ и значительным контактом водной массы с донными отложениями скорость снижения концентрации СПАВ в воде обычно повышается за счет сорбции и соосаждения. При значительном накоплении СПАВ в донных отложениях в аэробных условиях происходит окисление микрофлорой донного ила. В случае анаэробных условий СПАВ могут накапливаться в донных отложениях и становиться источником вторичного загрязнения водоема.

Максимальные количества кислорода (БПК), потребляемые 1мг/дм³ различных ПАВ колеблется от 0 до 1.6 мг/дм³. При биохимическом окислении образуются различные промежуточные продукты их распада: спирты, альдегиды, органические кислоты и др. В результате распада СПАВ, содержащих бензольное кольцо, образуются фенолы.

В поверхностных водах СПАВ находятся в растворенном и сорбированном состоянии и в поверхностной пленке воды водного объекта.

В слабозагрязненных поверхностных водах концентрация СПАВ колеблется обычно в пределах тысячных и сотых долей миллиграмма в 1 дм³. В зонах загрязнения водных объектов она повышается до десятых долей миллиграмма, вблизи источников загрязнения может достигать нескольких миллиграммов в 1 дм³.

Попадая в водоемы и водотоки, СПАВ оказывают значительное влияние на их физико-биологическое состояние, ухудшая кислородный режим и органолептические свойства, и сохраняются там долгое время, так как разлагаются очень медленно. Отрицательным, с гигиенической точки зрения, свойством ПАВ является их высокая пенообразующая способность. Хотя СПАВ не являются высокотоксичными веществами, имеются сведения о косвенном их воздействии на гидробионты. При концентрациях 5-15 мг/дм³ рыбы теряют слизистый покров, при более высоких концентрациях может наблюдаться кровотечение жабр.

ПДК_в СПАВ составляет 0.5 мг/дм³, ПДК_вр — 0.1 мг/дм³.

Неионогенные поверхностно-активные вещества (НПАВ)

Токсическое действие неионогенных поверхностно-активных веществ определяется главным образом неполярной частью молекулы, при этом оно более выражено при наличии в последней ароматического кольца.

ПДК_в большинства НПАВ (препараты ОП-7, ОП-10, ОС-20, оксанол КШ-9, оксанол Л-7, проксамин 385, проксанол 186, синтамид, синтанолы, ВН-7 и др.) 0.1 мг/дм³ , лимитирующий признак вредности — органолептический (пенообразование). Поскольку указанные соединения имеют один норматив с одним и тем же показателем вредности, при санитарно-химическом контроле можно ограничиваться определением их суммарного содержания.

Полиакриламид

Полиакриламид - твердое аморфное белое или частично прозрачное вещество без запаха, растворимое в воде. Молекулярная масса составляет до 5 500 000.

ПАА используется как флокулянт при осветлении сточных вод, коагулянт в металлургии, флотореагент, диспергатор, загуститель. Он содержится в сточных водах сульфатцеллюлозных заводов и обогатительных фабрик.

В воде ПАА постепенно гидролизуется до аммониевой соли полиакриловой кислоты.

ПДК_в — 2 мг/дм³ (лимитирующий признак вредности — санитарно-токсикологический), ПДК_вр — 0.88 мг/дм³.

Смолистые вещества

Некоторые растения вырабатывают сложные по химическому составу смолистые вещества. Наиболее токсичны для рыб и представителей планктона смолистые вещества, выделяемые хвойными породами (сосна, ель).

Смолистые вещества поступают в поверхностные воды в результате лесосплава, а также со стоками гидролизной промышленности (переработка непищевого растительного сырья).

ПДК_вр (для смолистых веществ, вымываемых из хвойных пород древесины) — ниже 2 мг/дм³ (лимитирующий показатель вредности — токсикологический).

Дубильные вещества (танниды)

Во многих растениях содержатся фенольные соединения - дубильные вещества. В поверхностные воды они поступают в результате лесосплава, а также со стоками гидролизной промышленности (переработка непищевого растительного сырья - целлюлозобумажной и отчасти текстильной промышленности).

ПДК_в.р. —10 мг/дм³ (лимитирующий признак вредности — токсикологический).

Водорастворимый сульфатный лигнин

Лигнин представляет собой высокомолекулярное соединение ароматической природы. Различают три класса лигнинов: лигнин хвойной древесины, лиственной древесины и травянистых растений. Общей структурной единицей всех видов лигнина является фенилпропан. Различия связаны с разным содержанием функциональных групп. В растворенной форме сульфатный лигнин поступает в поверхностные водоемы со сточными водами предприятий целлюлозно-бумажной промышленности (сульфатная варка целлюлозы).

Важнейшим свойством лигнина является его склонность к реакциям конденсации. В природных водах лигнин разрушается примерно через 200 суток. При разложении лигнина появляются токсичные низкомолекулярные продукты распада (фенолы, метанол, карбоновые кислоты).

В качестве ориентировочно безопасного уровня воздействия (ОБУВ) сульфатного лигнина для воды рыбохозяйственных водоемов рекомендован диапазон 1-10 мг/дм³.

Хлорорганические соединения

Хлорорганические соединения относят к суперэкотоксикантам - чужеродным веществам, которые отличаются уникальной биологической активностью, распространяются в окружающей среде далеко за пределы своего первоначального местонахождения и уже на уровне микропримесей оказывают негативное воздействие на живые организмы.

К хлорорганическим соединениям относят полихлорированные диоксины, дибензофураны, бифенилы, а также хлоорганические пестициды.

Диоксины хорошо растворимы в органических растворителях и практически нерастворимы в воде. Среди других характеристик диоксинов следует указать на их высокую адгезионную способность, в том числе к почве, частичкам золы, донным отложениям, что способствует их накоплению и миграции в виде комплексов с органическими веществами и поступлению в воздух, воду и пищевые продукты.

Однако опасность диоксинов состоит не столько в острой токсичности, сколько в кумулятивном действии и отдаленных последствиях. В настоящее время признано недопустимым присутствие диоксинов в продуктах питания, воздухе и питьевой воде. Однако достичь этого при наличии в окружающей среде больших количеств указанных ксенобиотиков практически невозможно. Поэтому санитарно-гигиеническими службами и органами охраны природы большинства развитых стран установлены нормы допустимого поступления диоксинов в организм человека, а также предельно-допустимые концентрации или уровни их содержания в различных средах.

Хлорированные бифенилы (трихлордифенил, бихлордифенил)

В воду хлорированные бифенилы попадают главным образом за счет сброса промышленных отходов в реки, а также из отбросов судов. Они накапливаются в иловых отложениях водоемов (в воде рек и лиманов содержится 50 - 500 мг/дм³).

В почву хлорированные бифенилы попадают при использовании ила в качестве удобрения и с полей орошения.

Снижение содержания их в почве происходит благодаря испарению и биотрансформации: период полуразложения около 5 лет.

Хлорированные бифенилы обнаружены во всех объектах окружающей среды и всех звеньях биологических цепей, в частности, яйцах птиц; они весьма устойчивы к воздействию факторов окружающей среды.

Хлорированные бифенилы - высокотоксичные соединения, поражающие печень и почки. Их хроническое действие сходно с действием хлорпроизводных нафталина. Они вызывают порфирию: активируют микросомные ферменты печени. С повышением содержания хлора в молекуле хлорбифенилов это последнее свойство усиливается.

Хлорбифенилы обладают эмбриотоксическим действием. По-видимому, токсическое действие хлорированных бифенилов связано с образованием высокотоксичных полихлордибензофуранов и полихлордибензодиоксинов. Медленно накапливаются в организме.

Хлорированные бифенилы оказывают выраженное влияние на репродуктивную функцию.

Прочие

Фурфурол

Фурфурол попадает в поверхностные воды со сточными водами химических комбинатов (он является сырьем для органического синтеза).

Фурфурол является стабильным веществом.

Кроме ингаляционного способа проникновения фурфурола в организм большую опасность представляет проникновение фурфурола через кожный покров. Попадание фурфурола на тело человека вызывает сильное раздражение кожного покрова.

ПДК_в. — 1.0 мг/дм³ (лимитирующий признак вредности — органолептический).

Ксантогенаты

Ксантогенаты представляет собой соли и эфиры ксантогеновых кислот ROC(S)SH. Это устойчивые соединения бледно-желтого цвета с неприятным запахом. Ксантогенаты щелочных растворов растворимы в воде. Они наиболее стабильны, когда R — остаток вторичного спирта. Увеличение молекулярной массы или разветвление углеводородного фрагмента повышает стабильность и уменьшает растворимость. Ксантогенаты щелочных металлов могут разлагаться до спиртов и сероуглерода. Ксантогенаты на основе третичных спиртов в воде нестабильны.

Ксантогенаты применяются как флотореагенты для извлечения сульфидов тяжелых металлов из руд. Ксантогенаты целлюлозы используют при производстве вискозного волокна и целлофана. Они применяются также для получения гербицидов, инсектицидов и фунгицидов, в качестве ингибиторов в азотных удобрениях.

Токсическое действие ксантогенатов связано с образованием из них в организме CS₂, чем объясняются значительная токсичность и влияние на ЦНС. Ксантогенаты воздействуют на окислительно-восстановительные процессы в организме, ингибируют ряд ферментов.

Таким образом, ксантогенаты должны включаться в программы наблюдений за состоянием водных объектов, принимающих сточные воды заводов по обогащению сульфидных руд металлов, производства вискозы, средств защиты растений.

По отдельным веществам установлены нормативы в воде водоемов: для этилксантогената калия ПДК_в 0.1 мг/дм³ , для изоамил- и изобутилксантогената калия 0.005 мг/дм³.

Капролактам

Капролактам хорошо растворим в воде, полимеризуется с образованием полиамидной смолы.

Капролактам применяют для получения поли-e-капроамида.

ПДК_в — 1 мг/дм³ (лимитирующий признак вредности — общесанитарный), ПДК_вр — 0.01 мг/дм³.

Циклогексанон

Циклогексанон попадает в водоемы со сточными водами лесохимического производства, производства капролактама и пластмасс.

В концентрации 1 мг/дм³ он придает воде запах. Токсические концентрации для рыб колеблются от 1 до 100 мг/дм³; для дафний ЛД₅₀ = 800 мг/дм³.

Циклогексанон является наркотиком с раздражающим действием.

ПДК_в — 0.2 мг/дм³ (лимитирующий показатель вредности — санитарно-токсикологический), ПДК_вр — 0.0005 мг/дм³.

Циклогексаноноксим

Циклогексаноноксим является промежуточным продуктом в систезе капролактама.

В концентрации 7800 мг/дм³ он сообщает воде водоемов запах в 1 балл, сохраняющийся долгое время.

Циклогексаноноксим является слабым наркотиком, нарушает структуру гемоглобина.

ПДК_в — 1 мг/дм³ (лимитирующий показатель вредности — санитарно-токсикологический), ПДК_вр — 0.01 мг/дм³.

К пестицидам относят химические вещества, применяемые для борьбы с различными вредными организмами: растительноядными клещами (акарициды), насекомыми (инсектициды), бактериями (бактерициды), высшими растениями (гербициды), грибами (фунгициды), моллюсками (лимациды), круглыми червями (нематоциды), паразитическими червями у животных (антигельминты), тлей (афицид), личинками и гусеницами (ларвициды) и др. В эту группу веществ обычно включают и антисептики, применяемые для предохранения неметаллических материалов от разрушения микроорганизмами, а также вещества, употребляемые для предуборочного удаления листьев с растений (дефолианты), вызывающие обезвоживание тканей растений, что ускоряет их созревание и облегчает уборку урожая (десиканты), предпосевной обработки семян (протравители семян) и др.

Пестициды подразделяются на два основных класса: хлорорганические и фосфорорганические. Хлорорганические пестициды представляют собой хлорпроизводные многоядерных углеводородов (ДДТ), циклопарафинов (гексахлорциклогексан), соединения диенового ряда (гептахлор), алифатических карбоновых кислот (пропанид) и др.

Важнейшей отличительной чертой большинства хлорорганических соединений является стойкость к воздействию различных факторов окружающей среды (температура, солнечная радиация, влага и др.) и нарастание концентрации их в последующих звеньях биологической цепи (например, содержание ДДТ в гидробионтах может превышать содержание его в воде на один-два порядка). Хлорорганические инсектициды обладают значительно большей токсичностью для рыб.

Фосфорорганические пестициды представляют собой сложные эфиры: фосфорной кислоты - диметилдихлорвинилфосфат (ДДВФ); тиофосфорной - метафос, метилнитрофос; дитиофосфорной - карбофос, рогор; фосфоновой - хлорофос. Преимуществом фосфорорганических пестицидов является их относительно малая химическая и биологическая устойчивость. Большая часть их разлагается в растениях, почве, воде в течение одного месяца, но отдельные инсектициды и акарициды внутрирастительного действия (рогор, сейфос и др.) могут сохраняться в течение года.

Основным источником поступления пестицидов в водные объекты является поверхностный сток талых, дождевых и грунтовых вод с сельскохозяйственных угодий, коллекторно-дренажные воды, сбрасываемые с орошаемых территорий. Пестициды могут вноситься в водные объекты во время их обработки с целью уничтожения нежелательных водных растений и других гидробионтов, со сточными водами промышленных предприятий, производящих ядохимикаты, непосредственно при обработке полей пестицидами с помощью авиации и при небрежной транспортировке их водным транспортом и при хранении. Несмотря на большой вынос стойких пестицидов в водную среду, содержание их в природных водах относительно невелико из-за быстрой кумуляции пестицидов гидробионтами и отложения в илах. Коэффициенты кумуляции (во сколько раз содержание химического вещества больше в гидробионтах, чем в воде) составляют от 3-10 до 1000-500000 раз.

В поверхностных водах пестициды могут находиться в растворенном, взвешенном и сорбированном состоянии. Хлорорганические пестициды содержатся в поверхностных водах обычно в концентрациях n^.10^-5 - n^.10^-3 мг/дм³, фосфорорганические — n^.10^-3 - n^.10^-2 мг/дм³.

Гербициды

Которан (фторметурон, пахтарон)

N,N- диметил-N'-(3-трифторметилфенил)мочевина

Малотоксичный гербицид, применяется для уничтожения сорняков в посевах хлопчатника. Белое кристаллическое вещество, труднорастворимое в воде. Сохраняется в почве значительное время.

ПДК_в — 0.3 мг/дм³. ПДК_вр — 0.0007 мг/дм³.

Пропазин (гезамил, милогард)

2,4-бис(изопропиламино)-6-хлор-1,3,5-триазин

Гербицид, применяется для уничтожения сорняков в посевах моркови, проса, сорго, кориандра. Белое кристаллическое вещество, труднорастворимое в воде. Для рыб малотоксично. Сохраняется в почве до 2-х лет.

ПДК_в — 1 мг/дм³.

Пропанид (ДПА, пропанил, стрел, суркопул)

3,4-дихлорфенилпропионанилид

Гербицид. Белое кристаллическое вещество, труднорастворимое в воде.

ПДК_в — 0.1 мг/дм³, ПДК_вр — 0.0003 мг/дм³.

Рамрод (ацилид, нитицид, шатецид, пропахлор)

N-изопропил-N-фенилхлорацетамид

Гербицид. Белое кристаллическое вещество. Период разложения в почве до нетоксичных продуктов - до 2-х месяцев.

ПДК_в — 0.01 мг/дм³, в рыбохозяйственных водоемах содержание препарата не допускается.

Сатурн (рисан, болеро, тиобенкарб, бентиокарб)

S-(4-хлорбензил)-N,N-диэтилтиокарбамат

п-Cl₆H₄CH₂SCON(C₂H₅)₂

Среднетоксичный гербицид. Светлая жидкость, труднорастворимая в воде. Нетоксичен для пчел и других насекомых.

ПДК_в — 0.05 мг/дм³, ПДК_вр — 0.0002 мг/дм³.

Симазин

2-хлор-4,6-бис(этиламино)-1,3,5-триазин

Малотоксичный гербицид для уничтожения сорняков в посевах кукурузы, в садах, виноградниках, на плантациях чая. Белое кристаллическое вещество. В воде легко гидролизуется с превращением в циануровую кислоту. Практически нетоксичен для птиц и пчел. В почве сохраняется длительное время.

ПДК_в - полное отсутствие , ПДК_вр - 0.0024 мг/дм³.

Трефлан (трифлурамин, гербитреф, дигермин, нитран, олитреф, флюран)

2,6-динитро-4-трифторметил-N,N-дипропилаланин

Гербицид. Кристаллическое вещество светло-желтого цвета, труднорастворимое в воде.

ПДК_в — 0.02 мг/дм³, ПДК_вр — 0.0003 мг/дм³.

Ялан (оксонат, тиолент, шаккимол)

Этилтио-N,N-гексаметиленкарбамат

Гербицид. Светлая маслянистая жидкость. В воде гидролизуется.

ПДК_в — 0.07 мг/дм³. ПДК_вр — 0.0025 мг/дм³.

Инсектициды

Альдрин (аглюкон, вератокс, ГГДН, картофин, окталин, соединение 118)

1,2,3,4,10,10-гексахлор-1,4,5,8-диэндометилен-1,4,4а,5,8,8а-гексагидронафталин

Инсектицид. Белое кристаллическое вещество почти без запаха. В воде нерастворим. Химически очень стабилен. В РФ применение альдрина не разрешено.

Ранее широко использовался для протравливания семян и опрыскивания хлопчатника. В почве, растениях, в организме насекомых и позвоночных метаболизируется с образованием дильдрина. В почве сохраняется длительно: через год после опрыскивания обнаруживается 90 %, а через 3 года 72-80 % использованного инсектицида. В дильдрин при 24-40°С превращается 4-8 % альдрина.

Придает воде специфический запах и горько-вяжущий привкус. Порог ощущения запаха соответствует концентрации 0.03 мг/дм³, привкус возникает при концентрации 0.002 мг/дм³. В концентрациях 0.02-0.1 мг/дм³ не изменяет процессов биохимического окисления органических соединений, а при концентрациях 1-10 мг/дм³ повышает БПК и оказывает стимулирующее влияние на развитие сапрофитной микрофлоры воды.

Сильнодействующее ядовитое вещество. Поражает внутренние органы (печень, почки).

ПДК_в — 0.002 мг/дм³ (лимитирующий показатель вредности — органолептический).

Гексахлорциклогексан (ГХЦГ, гексахлоран, гексатокс, долмикс, синекс)

C₆H₆Cl₆

Технический продукт — смесь восьми стереоизомеров (альфа, бета, гамма, дельта, e,x,h,тэта) — желтовато-серого (грязного) цвета с запахом плесени. Инсектицид комплексного действия. Применяют для борьбы с различными вредными насекомыми, в том числе в качестве инсектицидной добавки к протравителям семян с целью предохранения всходов от повреждения почвообитающими вредителями. В воде нерастворим.

В водоемы поступает из почвы с поверхностными стоками, и ирригационными водами. При содержании гексахлорциклогексана в почве 3.3 -5 мг/кг в воду переходит 0.6 мг/дм³ препарата. Если дожди идут сразу после внесения в почву гексахлорциклогексана, в водоемы переходит ~ 1 % препарата. Вынос гексахлорциклогксана зависит от состояния почвы: с необработанных площадей в 2 раза больше, чем со вспаханного поля. В водоемы поступает также в результате непосредственного применения гексахлорциклогексана или гамма-гексахлорциклогексана для обработки воды при борьбе с комарами, за счет загрязнения сточными водами предприятий по производству пестицидов.

Из воды гексахлорциклогексан мигрирует по водным биологическим цепям: вода — фитопланктон — зоопланктон — рыбы — рыбоядные птицы; рыбы — морские млекопитающие; рыбы — человек. Длительно сохраняется в почве. Через 3 года после обработки в почве определялось 5% гексахлорциклогексана.

В воде без гидробионтов период полусуществования гексахлорциклогексана равен 23 сут, Т95 равен 525 сут. При наличии ила и водных растений Т95 равен 34 сут, в присутствии рыб 2 сут.

Высокотоксичный нейротропный яд, обладающий эмбриотоксичеким, кожно-резорбтивным и местно-раздражающим действием. Поражает кроветворную систему. Летальная доза для человека 15 грамм.

ПДК_в — 0.02 мг/дм³ (лимитирующий признак вредности — органолептический), ПДК_вр — отсутствие (лимитирующий признак вредности — токсикологический).

ДДД

1,1-ди(4'-хлорфенил)-2,2-дихлорэтан

Инсектицид. В воде нерастворим. Продукт восстановительного метаболизма ДДТ.

ДДТ (п,п' -ДДТ)

1,1,1-трихлор-2,2-бис-(4-хлорфенил)-этан

Инсектицид, ларвицид. Белое кристаллическое вещество, малорастворимое в воде. Технический препарат обычно содержит 75-76% основного вещества, остальное — родственные соединения (о,п-изомер и др.). Запрещен повсеместно, в РФ — с 1970г. Обладает высокой стойкостью. В воде труднорастворим. В окружающей среде и в организме животных метаболизируется, давая метаболиты нескольких типов, основным из которых является ДДЭ. Является канцерогеном и мутагеном, обладает способностью к накоплению в организме животных и человека.

ПДК_в (для суммы изомеров и метаболитов) — 0.002 мг/дм³. Содержание препарата в воде рыбохозяйственных водоемов не допускается.

Дильдрин

1,2,3,4,10,10-гексахлор-6,7-эпокси-1,4

Инсектицид. Кристаллическое вещество. Химически стабилен. В воде труднорастворим.

Карбофос (малатион, сумитокс, фостион, цитион)

О,О-диметил-S-(1,2-диэтоксикарбонилэтил)дитиофосфат

Среднетоксичный инсектицид, акарицид, нематицид, ларвицид. Бесцветная жидкость.

ПДК_в — 0.05 мг/дм³ (лимитирующий показатель вредности — органолептический), ПДК_вр — полное отсутствие.

Линдан (гаммафекс, гаммагексан, изотокс, линдатокс, линдрам, нексол, примекс)

Гексахлорциклогексан (гамма-изомер)

Инсектицид. Белый кристаллический порошок, нерастворимый в воде. Кумулятивные свойства слабые. Применение в РФ строго регламентировано. Очень токсичен для пчел и других полезных насекомых. В воде стабилен. Для биологического разрушения необходимо от 3 недель до 3 лет. Дафнии погибают при концентрации 0.1 мг/дм³.

ПДК_в — 0.004 мг/дм³.

Метафос (вофатокс, метацид, фолидол, паратион-метил)

О,О-диметил-О,п-нитрофенилтиофосфат

(CH₃O)₂P(S)OC₆H₄NO₂-4

Афицид, инсектицид. Белое кристаллическое вещество. Быстро гидролизуется, особенно в щелочной среде.

ПДК_в — 0.02 мг/дм³ (лимитирующий показатель вредности — органолептический). В воде рыбохозяйственного назначения содержание препарата не допускается.

Рогор (диметиат, роксион, фосфамид, цигон)

О,О-диметил-S-(N-метилкарбамоилметил)дитиофосфат

(CH₃)₂P(S)SCH₂CONHCH₃

Системный инсектицид, акарицид, афицид. Белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде. В щелочной среде быстро гидролизуется. Все продукты метаболизма практически нетоксичны. В зависимости от нормы расхода препарат полностью разрушается в течении 16-20 дней.

ПДК_в — 0.03 мг/дм³ (лимитирующий показатель вредности — органолептический), ПДК_вр — 0.0014мг/дм³.

Севин (карбарил, арилат, дикарбам, карбатокс, терцил)

альфа-Нафтил-N-метилкарбамат

Инсектицид, применяется для уничтожения вредных насекомых в посевах хлопчатника, льна, в садах. Белое кристаллическое вещество, плохорастворимое в воде. Остаточное содержание в растительной продукции и продукции животноводства не допускается.

ПДК_в — 0.1 мг/дм³ (лимитирующий показатель вредности — органолептический), ПДК_вр — 0.0005 мг/дм³.

Хлорофос (трихлорфон, дилокс, диоксафос, тугон, рицифон, метрифонат)

1-гидрокси-2,2,2-трихлорэтил-О,О-диметилфосфонат

(CH₃O)₂P(O)CH(OH)CCl₃

Инсектицид, антигельминтик, афицид. Препарат широко применяется для борьбы с различными вредителями растений и паразитами животных. Белый кристаллический порошок. Разлагается на свету, а также в щелочной среде, где протекает дегидрохлорирование. В природных водах постепенно гидролизуется, окончательными продуктами гидролиза являются хлорацетальдегид и фосфорная кислота. Кумулятивные свойства умеренные.

ПДК_в — 0.05 мг/дм³ (лимитирующий показатель вредности — органолептический), ПДК_вр — полное отсутствие.

Дефолианты

Бутифос

S,S,S-трибутилтритиофосфат

(C₄H₉S)₃P=O

Среднетоксичный дефолиант, применяется для предуборочного удаления листьев у хлопчатника. Светло-желтая жидкость с неприятным характерным запахом, нерастворимая в воде.

ПДК_в — 0.0003 мг/дм³.

Публикации ВОЗ Публикации РЭЦ ЦА Публикации НИЦ МКВК Соглашения Стандарты Гидрохимия Нормативы