Во внешней среде производные нитрофенола под влиянием различных ферментативных систем быстро превращаются в разнообразные метаболиты, токсичность которых во много раз ниже токсичности исходных препаратов.
2.4 Мочевина и ее производные
Мочевина и ее производные достаточно широко используется в сельском хозяйстве в качестве азотного удобрения и химических средств защиты растений. Мочевина малотоксична и не накапливается в организме, однако способность влиять на качественные показатели воды вынуждает ограничивать ее содержание в воде после обработки. Предельно допустимая концентрация мочевины нормируемая по органолептическому признаку, состовляет 10 мг/дм3.
Систематическое исследование пестицидных свойств производных
мочевины показало, что инсектецидные и фунгицидные свойства их
выражены слабо. Большинство соединений этого класса обладают высокой гербецидной активностью, некоторые из них применяют в качестве альгицидов и арборицидов.
Важнейшую группу этого класса соединений состовляют
N-арил-N,N-диалкилмочевины, содержащие в фенолтном остатке не более двух функциональных групп. По своей практической значимости они занимают ведущее место среди гербецидных препаратов, используемых в народном хозяйстве.
Гербецидные мочевины обладают малой и средней токсичностью (ЛД50>1000 мг/кг), кумулятивные свойства их выражены слабо, механизм токсического действия обусловлен ингибированием фотосинтеза и других процессов, связанных с превращением энергии в растениях.
2.5 Хлорорганические соединения
Хлорорганические пестициды (ХОП) применяют в сельском хозяйстве в качестве активных инсектецидов, акарицидов и фумигантов в борьбе с вредителями зерновых и технических культур. Их используют также для обработки семян, фумигации почв, помещений складов и тепличных хозяйств. По химической природе соединения этого класса представляют собой хлорпроизводные ароматических углеводородов (гексахлорбензол, ДДТ и его аналоги, метоксихлор и др.), циклопарафинов (гексахлорциклогексан и его аналоги), терпенов (полихлоркамфен, полихлорпинен и др.). Широкое применение всельском хозяйстве и промышленности получили полициклические инсектициды - производные би-,три- и тетрациклических углеводородов (хлордан, гептахлор, дилор, альдрин, дильдрин и др.). Больштнство хоп плохо рпстворимы в воде, но хорошо в орагнических растворителях, в том числе в жирах. Согласно гигиенической классификации их относят к стойким и очень стойким пестицидам.
2.6 Арилоксиалкилкарбоновые кислоты и их производные
Широко используют в качестве гербецидов, альгицидов и регуляторов роста растений арилоксиалкилкарбоновые кислоты (ААКК), среди которых большое распространение получили такие препараты, как 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2.4-Д) и ее производные,
2,4-дихлорфеноксипропионовая кислота (2,4-ДП) и ее производные, 2-метил-4-хлорфеноксиуксусная кислота (2М-4Х), 2,4,5-трихлорфеноксиуксусная кислота (2,4,5-Т) и ее производные и др.
Изучена их биологическая активность и установлена взаимосвязь между строением кислот и их пестицидной активностью. Отмечено резкое повышение физиологической активности феноксиуксусной кислоты при ведении в ее молекулу атомов галогена, положение которых оказывает существенное влияние на этот показатель.
Многие промышленные препараты гербецидов представляют собой не свободные ААКК, а их соли (с металлами или аминами) или эфиры. Последние являются более сильными гербецидами, чем соответствующие свободные кислоты и их соли. Из большого числа эфиров 2,4-Д практическое применение нашли этиловый, бутиловый, амиловый, гептиловый, октиловый, полипропилен- и полиэтиленгликолевые и др.
Больштнство гербецидов группы ААКК среднетоксичны, их ЛД50 для крыс находится в пределах от 375 до 100 мг/кг. Действие этих пестицидов на качество воды проявляется главным образом в ухудшении ее вкуса и запаха, связанных с присутствием в товарных препаратах примесей фенолов. Предельно допустимые концентрации ААКК составляют до 1 мг/дм3.
2.7 Азотсодержащие гетероциклические соединения
К этой группе пестицидов относят многие органические вещества, из которых наиболее широкое применение получили пяти- и шестичленные гетероциклы с одним, двумя и тремя атомами азота в цикле. Это производные пиридина, пирадазина и пиримидина, симм-триазина и др. В ряде случаев гетероциклические остатки входят в состав препаратов и других классов пестицидов (диазинос, сайфос и др.).
Широкое применение в сельском хозяйстве из пестицидов - производных пиридина получили пиклорам (3,5,6-трихлор-4-аминопиколиновая кислота), дикват (1,1-этилен-2,2дипиридилий бромид), паракват (1,1-диметил-4,4-дипиридилий дихлорид) и др. Пиклорам обладает высокими арборицидными свойствами; дикват и паракват используют в качестве десиктантов, гербицидов сплошного действия, водных гербецидов.
В отличие от малотоксичного пиклорама (ЛД50=8200 мг/кг),
дикват и паракват относятся к средне- и высокотоксичным препаратам, значение ЛД50 соответственно равны 231 и 57 мг/кг.
Одну из основных групп используемых гербецидов составляют производные симм-триазина. Гербециды этой группы прредставляют собой диамино-симм-триазины, у которых третий заместитель, связанный с гетероциклическим кольцом, является атомом хлора, метокси- или метилтиогруппой. Общая формула симм-триазинов выглядит следующим образом:
где Х-Cl,OCH3SCH3;R-R-H,Alk.
симм-Триазины малотоксичны для теплокровных животных, при пероральном введении их острая токсичность для крыс состовляет 1400-5000 мг/кг.
3.Основные методы анализа обьектов окружающей среды содержащих пестициды
4.Химические основы обезвреживания природных обьектов от пестицидов
При очистки вод от пестицидов наиболее полно исследованны и используются несколько способов: щелочной и кислотный гидролиз, деструктивное окисление пестицидов и адсорбционные методы.
4.1 Гидролиз пестицидов
Одним из путей очистки воды от пестицидов - эфиров фосфорных
кислот являтся гидролитическое расщепление. Возможность использования химического гидролиза в качестве метода очистки от ФОПопределяется главным образом характером образующихся продуктов превращения, степенью устойчивости и токсичности, их влиянием на органолептику воды. Максимальная устойчивость ФОП наблюдается в кислой среде. С повышением рН скорость гидролиза возростает. Исключение состовляют диазинон, диазоксон, актеллик, для которых характерна высокая стабильность в нейиральной среде.
Изучение кинетиеи и продуктов гидролиза позволило установить, что щелочной гидролиз ФОП обычно протекает с разрывом связи фосфор-кислород (P-O(S)), в то время, как при кислотном гидролизе происходит преймущественное расщепление углерод-кислородного фрагмента (O(S)-R)).
Для производных карбаминовых кислот - карбаматов наличие эфирной связи обуславливает их гидролиз, продуктом которого является неустойчивая карбаминовая кислота и оксисоединение. Схема гидролиза фенилкарбаматов на примере хлорпроизводного изопропил-N-фенилкарбамата (ИФК) приведена ниже:(стр37)
Образующиеся при гидролизе неустойчивая 3-хлорфенилкарбаминовая кислота быстро разлагается на 3-хлоранилин и оксид углерода (IV). Показано, что скорость гидролитического расщепления карбаматов и характер образующихся соединений определяется в основном химической природой вещества.
В случае гидролиза сложных эфиров динитрофенола кинетика реакций была подробно изучена на примере наиболее часто используемых представителях этого ряда - акрекса и каратана. Их ПДК, определяемый по санитарному признаку 0,5-0,2 мг/дм3. Показано, что в щелочной среде гидролиз протекает с заметной скоростью (время полураспада 9-17 суток), и поэтому он может быть применен в качест-
ве метода, сокращающего и время и дозы реагентов на следующих
этапах очистки воды.
Гидроли мочевины заметно протекает в кислой или щелочной среде при нагревании, в результате которого мочевина разлагается с образованием аммиака и диоксида углерода. Процесс этот рекомендовандля очистки от мочевины сточных вод.
4.2 Диструктивное окисление пестицидов
Как правило деструктивное окисление соединений связано с участием в реакции сильных окислителей, таких как хлор, озон, перекись водорода и др. Выбор данных соединений обусловлен широтой их использования в народном хозяйстве. Их действие на органические вещества и в частности на пестициды неоднозначно, однако можно выделить некоторые основные моменты позволяющие при выборе технологической схемы предпочтительней использовать тот или иной окислитель сообразуясь как с финансовыми, так и с научно техническими возможностями.
В результате проведенных исследований было установленно, что хлор в качестве реагента для обезвреживания ФОП в воде не представляет интереса, так как с одними соединениями он не реагирует (хлорофос), с другими (метафос, карбофос) может образовывать токсичные соединения.
Исследования выполненные по использованию озона для очистки воды от ФОП показали, что озон является перспективным реагентом для диструкции ФОП, при правильном подборе режима разложения.