Трансформация люизита в объектах окружающей среды

a-Люизит легко гидролизуется уже во влажном воздухе [9], образуя на первой стадии 2-хлорвиниларсонистую кислоту ClCH=СHAs(ОН)2, на второй стадии - ХВАО ClCH=СHAs=O. В большинстве обзоров реакция гидролиза люизита дана как обратимая. Однако равновесие между люизитом, 2-хлорвиниларсонистой кислотой и ХВАО не истинное, т.к. в растворе не остается люизита [12].

Гидролизованный люизит обнаруживает высокую токсичность, близкую к исходному продукту. Образующийся оксид представляет собой твердое, мало растворимое в воде вещество, по токсичности не уступающее люизиту.

Постоянная Генри для a-люизита составляет 3,2·10 - 4 атм∙м3/моль. Большая скорость гидролиза люизита приводит к его трансформации.

-Хлорвиниларсонистая кислота - это водорастворимое соединение. Данные о поведении или стойкости в объектах окружающей среды этого соединения отсутствуют. ХВАО мало растворим в воде [13]. Сведения о его стабильности в водных растворах приведены в [12]. Для оценки стабильности ХВАО в воде была исследована зависимость скорости разложения этого вещества в водных растворах от рН. Анализ полученных данных показывает, что ХВАО в достаточно стабилен, причем его стойкость выше в кислых средах (при рН=4,4 период полуразложения Т50=53 суток). Напротив, в нейтральной (рН=6,4) и слабощелочной (рН=9,4) средах скорость разложения этого вещества примерно в два раза выше (Т50=21-25 суток), чем в кислых. В слабощелочной среде гидролиз люизита идет с образованием солей мышьяковистой кислоты. Таким образом, наибольшую опасность будет представлять ХВАО - малорастворимое и высокотоксичное мышьяковистое соединение.

Разложение ХВАО в природных водах, по-видимому, происходит не только за счет гидролиза, но и за счет окисления до ХВАК [10], не обладающей кожно-нарывным действием. b-Люизит гидролизуется значительно медленнее. Возможна дальнейшая трансформация люизитов в неорганический мышьяк, т.е. образование оксидов, арсенитов и арсенатов. Трансформация α- и β-люизитов показана на рисунке 1.

Продукты гидролиза и окисления люизита являются высокотоксичными соединениями [14-29] и на длительное время могут заражать объекты окружающей природной среды.

Люизит, попадая на поверхность почвы, сорбируется почвенными частицами и задерживается в верхнем гумусовом слое, богатом органической частью почвы, где и подвергается процессам деструкции активными компонентами почвы. В отдельных случаях (в период весенних паводков и сильных дождей) люизит практически не способен сорбироваться почвой, насыщенной влагой, и, с током воды, продукты его разложения могут проникать вглубь почвы или же вытесняться из нее и смываться поверхностными водами.

Почвы являются основной депонирующей средой, куда загрязнители поступают с выпадениями из атмосферы, лиственным опадом, отмершими частями растений и т.д. Состояние почв - интегральный индикатор многолетнего процесса загрязнения всей окружающей среды, дающий представление о качестве жизнеобеспечивающих сред - атмосферного воздуха и вод. Кроме того, загрязненные почвы сами являются источником вторичного загрязнения приземного слоя воздуха, поверхностных и грунтовых вод. Таким образом, почвы представляют тройной интерес, как начальное звено пищевой цепи, как источник вторичного загрязнения атмосферы и как интегральный показатель экологического состояния окружающей среды.

Рисунок 1 - Схема трансформации α- и β-люизитов

Среднее содержание мышьяка для незагрязненных почв принято 2 мг/кг. Почвы с естественным содержанием мышьяка не представляют опасности для здоровья человека. Предельно-допустимая концентрация люизита в почве составляет 0,1 мг/кг. Почвы, содержащие значительное количество мышьяка, представляют угрозу для населения и окружающей среды. Поэтому вопросы их фитобиотоксичности и безопасности для здоровья человека выступают на первый план.

Основными процессами, определяющими поведение люизита в почве, являются испарение, сорбция почвенными частицами, гидролиз и окислительно-восстановительные реакции. Скорость этих процессов зависит от формы нахождения вещества в почве: в нерастворенной (например, при проливе), либо растворенной (при смыве дождями и талыми водами). Скорость трансформации люизита будет зависеть от метеорологических условий, типа почвы, ее состава и влажности.

Почва представляет собой многофазную полидисперсную систему, состоящую на 40-60 % из почвенной влаги (раствора) и твердой фазы, в порах которой находится вода, почвенный воздух и почвенные организмы. 90-99 % Твердой фазы составляют минеральные вещества (оксиды алюминия, кремния, железа), остальные 1-10 % приходится на органическую часть, представленную в виде гумуса и негумусовых органических веществ.

Гумусом называют сложный динамический комплекс органических соединений, образующихся при разложении и гуминификации органических остатков. Выделяют три формы гумусовых веществ в почве: свободные гумусовые кислоты (гуминовые и фульфокислоты); гетерополярные соли гумусовых кислот (гуматы и фульваты сильных оснований); комплексно-гетерополярные соли гумусовых кислот (алюмо- и железогумусовые соли).

Перейти на страницу: 1 2

Интересное по теме

Функции живого вещества в биосфере
Биосфера - наружная оболочка земли, развитие которой определяется постоянным притоком солнечной энергии. Сложная организация биосферы связана с деятельностью живого вещества - сово ...

Трансформация люизита в объектах окружающей среды
Для организации и проведения мониторинга состояния окружающей среды в районах хранения и уничтожения химического оружия, а также для прогнозирования развития возможных критических ...

Наш экологический след
Актуальность. Забота об экологии и экологическая безопасность с каждым годом становятся все более актуальными, как в нашей стране, так и во всем мире. В понятие экологической безо ...

Правовой режим зон чрезвычайной экологической ситуации и экологического бедствия
Мы не унаследовали Землю наших отцов. Мы взяли ее в долг у наших детей… В начале ХХI века экологическая ситуация во всем мире и во многих регионах нашей страны стала уху ...