Полихлорированные дифенилы (ПХД), или полихлорированные бифенилы (ПХБ), совтол, — группа органических соединений, включающая в себя все хлорозамещённые производные дифенила (1—10 атомов хлора, соединённые с любым атомом углерода дифенила, молекула которого составлена из двух бензольных колец), отвечающие общей формуле C12H10−nCln.
Химическая структура ПХД
Впервые были синтезированы в 1929 году. Особенностями этой группы веществ является диэлектрическая константа 2,5—2,7[1], очень высокая теплопроводность и относительно высокая температура вспышки (от 170 до 380 °C), что давало возможность использования для теплоотводения в трансформаторной и ёмкостной электротехнике[1]. Бесцветные и без запаха, ПХБ также химически стабильны. По этим причинам ПХБ стали добавлять во многие материалы.
Полихлорированные бифенилы (ПХБ) относятся к группе стойких органических загрязнителей (СОЗ), мониторинг которых в воздухе, воде и почве является обязательным в развитых индустриальных странах вследствие их высокой опасности для окружающей среды и здоровья населения.
Насчитывается до 209 отдельных соединений, отличающихся степенью хлорзамещения атомов водорода бензольных колец, а также положением атомов хлора в различных изомерах, что имеет большое биологическое и медицинское значение.
Структурная формула 12 диоксиноподобных ПХБ
Бензольные кольца могут располагаться в одной плоскости (копланарно) или под углом друг к другу (до 90°). Этому способствует отсутствие или монозамещение атомов хлора в ортоположении (2,6,2',6' на рисунке с химической структурой ПХБ)[2].
Номер по классификации ИЮПАК и позиции хлорзамещенных атомов:[3]
ПХБ использовались[уточнить] как диэлектрические жидкости в трансформаторах и конденсаторах, теплоносители (в том числе как хладагенты), смазки, стабилизирущие добавки в гибких поливинилхлоридных (ПВХ) покрытиях электрических проводов и электронных компонентов, как присадки к пестицидам, ингибиторы пламени (ретарданты), гидравлические жидкости, замазки, клеи, мастики, краски, противопылевые (англ.de-dusting) вещества, в беззольной бумаге.
Производство и использование полихлорированных бифенилов: оценка состояния
Конденсатор с пропиткой дихлорбифенила (ПХБ)
Впервые ПХБ были произведены в США компанией «Монсанто» в 1929 году. Это масляные жидкости, не горючие и не проводящие электричество, но хорошо проводящие тепло. ПХБ устойчивы к воздействию кислот и щелочей. Благодаря этим свойствам они нашли широкое применение в качестве диэлектриков в трансформаторах и конденсаторах, как охлаждающие жидкости в теплообменных системах, в гидравлической технике, входят в состав пластификаторов, красок, лаков, смазочных масел, пластмасс, копировальной бумаги, добавок в бытовой химии.
В разных странах они выпускались под разными торговыми названиями:
Арохлор
Пиранол
Инертин в США
Канехлор
Сибанол в Японии
Пирален во Франции
Делор в Чехословакии
По предварительным данным на 1991 год, в мире было произведено около 1,2 млн т ПХБ, из них 35 % поступило в окружающую среду и лишь 4 % подверглось разложению.
В СССР полихлорбифенилы производились с 1934 до конца 1995 года. Они выпускались под марками совол, совтол и гексол. Основными производителями соволов были ПО «Оргстекло» (Дзержинск), ПО «Оргсинтез» (Новомосковск) и опытный завод ВНИТИГ (Всесоюзный научно-исследовательский институт гербицидов, Уфа). Трихлордифенилом пропитывали бумагу в конденсаторах марок ЛС, ЛСМ, ЛСЕ (Ленинаканский электротехнический завод, для люминесцентных ламп в 1969—1990 годах), ИС, КС, КСЭ, КСЭК, КСТС, КСП, КСПК, КСШ, КСФ, ФСТ, ДС130-45, ПС, ПСК, РСТ-2, РСТО-2, ГСТ-1-50 (гасящие для метрополитена), ЭС (Усть-Каменогорский конденсаторный завод), ЭСВ, ЭСВП, ЭСВК, БКС, КСК (последние до 1988 года выпускались на НПО «Конденсатор» г. Серпухов). Полихлорбифенилы заливали также в силовые, высоковольтные, импульсные и другие трансформаторы, производившиеся во многих городах России.
Производство ПХБ практически полностью прекращено во всем мире. Для скорейшего экологически безопасного обезвреживания этих веществ в 2001 году большинством европейских стран была подписана Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязнителях. Участники этой конвенции приняли на себя обязательства полностью обезвредить имеющиеся в своих странах ПХБ до 2028 года.
Доказано[кем?][где?] многогранное повреждающее воздействие ПХБ на ряд органов и систем вместе со способностью к длительному накоплению в жировой ткани[источник не указан 207 дней]. Обладает ярко выраженным, сильным канцерогенным действием[источник не указан 207 дней].
Токсичность различных конгенеров ПХБ неоднородна, некоторые являются высокотоксичными. Для количественной оценки Всемирной организацией здравоохранения
введена система токсических эквивалентов для ПХБ с диоксино-подобным действием[3]:
В 2019 году проведено эколого-аналитическое исследование образцов грудного молока 26 женщин, проживающих в Чукотском автономном округе (ЧАО). Возраст женщин от 15 до 44 лет…
…Диапазон концентраций ΣПХБ составил 1,1—430,8, среднее значение ПХБ 74±112 нг/г липидов молока…
Полихлорированные бифенилы обнаружены практически во всех образцах.
В Японии в 1968 году около 16 тысяч человек получили тяжелое отравление рисовым маслом, загрязненным ПХБ и полихлорированными дибензодиоксинами — данный инцидент получил название Болезнь Юшо.
Позднее в Тайване в 1979 году произошел инцидент массового отравления 2000 человек — болезнь Юй-чэн.
Подход к регламентированию загрязнения окружающей среды, основанный на санитарно-гигиенических требованиях к качеству окружающей среды, является основным в России и большинстве стран мира.
Гигиенические нормативы ПХБ, утвержденные в России:
ПДК в воздухе рабочей зоны — 1,0 мг/куб. м, пары, 2 класс опасности (ГОСТ 12.1.005-88; ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны).
ПДК воды в водных объектах хозяйственно-питьевого культурно-бытового водопользования — 0,001 мг/л, 2 класс опасности (СанПиН № 4630-88 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочно допустимые уровни (ОДУ) вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования»).
ПДК в воде рыбохозяйственных водоемов — наличие ПХБ не допускается (Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами, М 12-04-11; Инструкция Министерства мелиорации и водного хозяйства СССР от 16.05.74).
Гигиенические нормативы ПХБ для атмосферного воздуха населённых мест и допустимые уровни загрязнения кожных покровов не установлены.
ПХБ-содержащее оборудование подвергают специальной маркировке.
Отходы с материалами, содержащими ПХБ, уничтожаются на специальных заводах. Больше всего таких предприятий находится в Западной Европе. Наиболее эффективным методом уничтожения таких отходов является высокотемпературное сжигание.
ПХБ устойчивы к гидролизу и биотрансформации в воде, но при фотолизе на солнечном свету ПХБ могут в процессе ряда последовательных реакций образовывать диоксины, гораздо более токсичные загрязнители по сравнению с ПХБ. В почву ПХБ могут попадать не только с отходами в индустриальных районах, но и при использовании осадочного ила, в качестве удобрений. Полагают, что до настоящего времени в окружающую среду поступило до 80 % общего количества ПХБ, произведенного во всем мире, причем, большая часть этого количества попала в пресные и морские воды. Возможно образование ПХБ из хлорорганических пестицидов (ДДТ) в верхних слоях атмосферы под влиянием ультрафиолетовых лучей. Разложение хлороорганических пестицидов до простейших бифенилов может происходить и в морской воде. За многолетний период интенсивного использования ПХБ в промышленности во многих странах мира огромные количества этих соединений внесены в окружающую среду, и в настоящее время загрязнение этими ксенобиотиками затрагивает всю биосферу. Наряду с хлорорганическими пестицидами, ПХБ являются наиболее распространенными продуктами, загрязняющими воду в природных водоемах. Считается, что концентрация ПХБ в незагрязнённых пресных водах не должна превышать 0,5 нг/л, а умеренно загрязнённых 50 нг/л. Пороговая концентрация трихлорбифенила, изменяющая органолептические свойства воды, составляет 0,13 мг/л. Будучи устойчивыми соединениями, ПХБ кумулируются в объектах окружающей среды и передаются через пищевые цепи. Водные организмы — гидробионты, рыбы, моллюски, ракообразные — накапливают ПХБ. Содержание хлорированных углеводородов, в частности, ПХБ в мясе и печени рыб может достигать несколько десятков мг/кг. Даже однократное загрязнение ПХБ донных отложений может приводить к постоянному локальному загрязнению водных организмов в течение длительного времени (до нескольких лет) после того, как произошло это загрязнение.
Основные источники ПХБ
Электрический трансформатор
К возможным объектам нахождения ПХБ можно отнести следующие:
электротехническое оборудование (конденсаторы, трансформаторы и др.)
предприятия-производители ПХБ;
предприятия-производители электротехнического оборудования с ПХБ;
полигоны размещения промышленных отходов;
полигоны размещения бытовых отходов;
несанкционированные свалки;
предприятия по переработке лома цветных и чёрных металлов;
гидравлическое и другое оборудование на различных промышленных и военных объектах.
↑ 12Гумовская, Ю.П. Стойкие органические загрязняющие вещества(СОЗ) в организме человека: опыт России и бывших советских республик / Ю.П. Гумовская, А.В. Полевщиков, В.Ю. Цыганков … [и др.]. — 2020. — ISBN 978-5-7444-4891-2. — doi:10.24866/7444-4891-2/283-316.
↑Пьер Кампо, Кэти Маген, Стефан Габриэль, Анжела Мёллер, Эберхард Нис, Мария Долорес Соле Гомес и Эско Топпила.Ухудшение слуха при воздействии промышленного шума и химикатов. Обзор = Combined exposure to Noise and Ototoxic Substance (англ.) / Эусебио Риал Гонсалес и Джоанна Коск-Биенко (ред). — Люксембург: Европейское агентство по безопасности и гигиене труда, 2009. — 63 p. — ISBN 978-92-9191-276-612. — doi:10.2802/16028. Архивировано 9 декабря 2023 года.P. Campo, K. Maguin, S. Gabriel, A. Möller, E. Nies, M. Dolores, S. Gómez, E. Toppila.Combined Exposure to Noise and Ototoxic Substances (англ.) / E.R. González, J. Kosk-Bienko. — Luxembourg: European Agency for Safety and Health, 2009. — 62 p. — (Literature reviews). — ISBN 978-92-9191-276-6. — doi:10.2802/16028.
ПРИКАЗ ГОСКОМЭКОЛОГИИ РФ ОТ 13.04.99 N 165 О РЕКОМЕНДАЦИЯХ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ИНВЕНТАРИЗАЦИИ НА ТЕРРИТОРИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПРОИЗВОДСТВ, ОБОРУДОВАНИЯ, МАТЕРИАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ ИЛИ СОДЕРЖАЩИХ ПХБ, А ТАКЖЕ ПХБ СОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ
Кухарчик, Т. И. Полихлорированные бифенилы в электрооборудовании [Текст] / Т. И. Кухарчик, С. В. Какарека, П. В. Цытик; Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь, Национальная академия наук Беларуси, Институт проблем использования природных ресурсов и экологии. — Минск, 2003.
Газохроматографический метод определения полихлорированных бифенилов в рыбе и рыбной продукции [Текст] / Н. В. Буневич [и др.] // Перспективы производства продуктов питания нового поколения: материалы международной научно-практической конференции. — Минск, 2005
Кухарчик, Т. И. Рекомендации по предотвращению загрязнения окружающей среды полихлорированными бифенилами [Текст] / Т. И. Кухарчик, С. В. Какарека, В. С. Хомич; Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь, Институт проблем использования природных ресурсов и экологии Национальной академии наук Беларуси. — Минск, 2006.
Федорова, Т. А. Методика одновременного определения остаточных количеств полихлорированных бифенилов и хлорорганических пестицидов в продуктах животноводства с помощью газожидкостной хроматографии [Текст] / Т. А. Федорова, О. В. Шуляковская, Е. Н. Баркатина // Совершенствование технологий и оборудования пищевых производств: сборник докладов VI Международной научно-практической конференции (г. Минск, 2—3 октября 2007 г.): в 2-х частях. — Несвиж, 2007. Ч.2.
Кухарчик, Т. И. Трансформация природных компонентов ландшафтов в результате утечек полихлорированных бифенилов [Текст] / Т. И. Кухарчик, Т. Л. Лапко //Антропогенная трансформация ландшафтов: сборник научных статей / Министерство образования Республики Беларусь, Учреждение образования «Белорусский государственный педагогический университет имени Максима Танка». — Минск, [БГПУ], 2012.
