Гигиенические критерии состояния окружающей среды для полихлорированных бифенилов и терфенилов

4. ТРАНСПОРТ И ТРАНСФОРМАЦИЯ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ

4.1 Транспорт в окружающей среде

Nisbet и Sarofim (1972) подчеркнули, что имеющиеся данные достаточны только для того, чтобы составить весьма грубую модель транспорта ПХБФ в окружающей среде. Можно высказать предположение, что распределение ПХБФ в окружающей среде напоминает распределение ДДТ, напоминающему в известной степени ПХБФ по своим физическим и химическим свойствам, о котором в настоящее время имеется больше сведений. Большая часть обсуждения, которое следует ниже, основана ка ситуации с ДДТ на Северо-Американском континенте.

4.1.1 Транспорт в воздушной среде

По аналогии с ДДТ можно предположить, что ПХБФ, попадая в атмосферу в парообразной фазе, быстро адсорбируется на взвешенных частицах, которые оседают или вымываются из атмосферы дождем со скоростью, зависящей от размера частиц; среднее время нахождения таких частиц в воздухе состовляет 2-3 дня. Это было подтверждено Sodergren (1972а) измерил осаждение ПХБФ в Южной Швеции, имевшей источником либо муниципальные мусоросжигательные печи, либо перенос частиц из Дании с попутным ветром. Одновременно было показано, что количество осажденных ПХБФ в центральной Швеции было значительно меньше. Carnes (1973) и Laveskog (неопубликованный доклад, 1973) обнаружили ПХБФ в дыме мусоросжигательных печей главным образом в виде частиц. Harvey и Steinhauer (1974), однако, пришли к заключению, что полученные ими результаты анализа воздуха в районах Северной Атлантики свидетельствуют о том, что большая часть ПХБФ, переносимых с воздухом, находится в парообразной фазе.

4.1.2 Транспорт в почве

ПХБФ попадают в почву главным образом с осаждающимися взвешенными частицами. Ежегодно в Северной Америке количество выпадающих ПХБФ оценивается в 1000-2000 т. при этом главная доля приходится на территорию городов. Небольшие окличества ПХБФ могут попадать в почву за счет использования ила в качестве удобрений, за счет утечки с полей орошения, а также за счет использования ПХБФ в составе смесей, применяемых в качестве пестицидов. Tucker и др. (1975) показали, что в экспериментальных условиях высокохлорированные соединения ПХБФ не вымываются из почвы перколирующей водой, в то время как соединения с низким уровнем хлорирования вымываются ею очень медленно, главным образом из почв с высоким содержанием глины Снижение содержания ПХБФ в почве происходит благодаря испарению и биотрансформации; по аналогии с ДДТ и еп> метаболитами период полураспада ПХБФ в почве оценивается примерно в 5 лет. Haque и др. (1974) показали, что скорость испарения уменьшается по мере увеличения содержания глины в почве, а также при более высокой степени хлорирования бифенила и возрастает при повышении температуры. Было показано также, что биотрансформация может играть роль в исчезновении низкохлорированных ПХБФ из почвы (Iwata et al., 1973).

Общее количество ПХБФ, находящееся в рассеянном состоянии над Северной Америкой, исключая количество, содержащееся на свалках и на полях орошения, было оценено в 20 000 т. Одна четверть этого количества переносится по воздуху в океан (Nisbet и Sarofim, 1972).

4.1.3 Транспорт в воде

Попадание ПХБФ в воду происходит главным образом в пунктах выброса промышленных и городских нечистот в реки, озера и прибрежные морские воды. Обычные методы обработки нечистот, по-видимому, способны удалить из воды ПХБФ адсорбированные на частицах, но нерастворенные ПХБФ; ПХБФ концентрируются в осадочном иле (Ahling и Jensen, 1970), который затем может попадать в реки или прибрежные морские воды. Holden (1970b) нашел в жидком иле в районе г. Глазго среднее содержание ПХБФ равным 3 мг/кг и рассчитал, что темп загрязнения лиманов Клайда Темзы ПХБФ составляет 1 т в год; к подобным же результатам привели расчеты, проведенные на водоочистных сооружениях на побережье Калифорнии (Schmidt и др., 1971). Другими локальными источниками загрязнения являются утечки или отбросы кораблей. ПХБФ находятся в воде главным образом на поверхности взвешенных частиц (Sodergren-1973а) и в конце концов выпадают в донные отложения со скоростью, зависящей от размера частиц. ПХБФ могут вымываться из донных отложений и достигать прибрежных вод. Nimmo и др. (1971) показали, что содержание ПХБФ в осадке в точке ниже по течению от источника загрязнения изменяется в течение 9 мес мало. Этот процесс может быть ускорен, если производится сбрасывание ила в воду с драг, прочищающих русло.

4.1.4 Транспорт живыми организмами

Согласно приблизительным расчетам, произведенным Nisbet и Sarofim (1972), во всем мире менее 1000 т ПХБФ локализовано внутри живых организмов. Таким образом, биологические пути переноса и разложения играют незначительную роль в судьбе ПХБФ в окружающей среде, хотя данный фактор имеет большое экотоксикологическое значение.

4.2 Трансформация в окружающей среде

4.2.1 Абиотическая трансформация

Судьба различных ПХБФ в коммерческих смесях зависит от их физических и химических свойств. Некоторое фракционирование происходит при испарении ПХБФ в результате уменьшения давления паров по мере возрастания содержания хлора в соединениях. ПХБФ химически весьма стабильны и не склонны распадаться в существенной мере путем гидролиза или подобных реакций в обычных условиях окружающей среды. Их, однако, удается довольно легко разложить с помощью фотолиза в лабораторных условиях. Safe и Hutzinger (1971) и Hutzinger et al. (1972b) показали, что ПХБФ дехлорируются в растворе гексана со скоростью, которая возрастает по мере возрастания степени содержания хлора в соединениях. ПХБФ в виде водно-диоксановых суспензий и тонких пленок превращаются при облучении в производные оксикарбоновой и карбоновой кислот. Низкохлорированные бифенилы при концентрации паров в воздухе 1,5 мг/м3 легко разрушаются с "омощью фотолиза в лабораторных условиях. Нет никаких прямых свидетесльств, характеризующих степень разложения ПХБФ в атмосфере в обычных условиях окружающей среды.. Также ничего неизвестно о стойкости и токсичности любых продуктов трансформации ПХБФ.

4.2.2 Биотрансформация

Биотрансформация ПХБФ обсуждается в разделе 6.6. Благодаря тому, что очень малая часть общего количества ПХБФ, содержащихся в окружающей среде, находится в живой материи, биотрансформация не влияет существенно на общее содержание ПХБФ в окружающей среде, хотя она оказывает заметное влияние на ПХБФ, проходящие через пищевые цепи.

4.2.3 Метаболизм в ограниченных экосистемах

Присутствие ПХБФ в иле сточных вод говорит о том, что не все из них легко трансформируются микроорганизмами. Choi и др. (1974) не обнаружили никаких признаков биотрансформации Арохлора 1254, который был специально добавлен в воду, поступающую в систему биологической очистки с помощью аэрации, несмотря на то, что большая часть этого соединения удалялась вместе с илом. Присутствие ПХБФ, по-видимому, никак не влияет на эту способность системы очистки. Vodcien (1973) цитирует исследования, показывающие, что ПХБФ, имеющие 4 или менее атомов хлора, легко расщепляются микроорганизмами, однако этот процесс подавляется в присутствии более высокохлорированных ПХБФ. Моно- и дихлорбифенил могут трансформироваться Achromobacter, выделенным из сточных вод (Ahmed и Focht, 1973), а культура озерных бактерий может разлагать некоторые низкохлорированные компоненты Арохлора 1242 до свободных от хлора производных (Kaiser и Wong, 1974).

Sodergren (1972b) изучал транспорт Хлофена А50 при добавлении его к модели водной экосистемы; это соединение быстро захватывалось водорослями (хлорелла); никаких существенных изменений в соотношениях между компонентами ПХБФ не наблюдалось в рыбе, являвшейся первым потребителем этих водорослей при наличии некоторой потери низко-хлорированных компонентов ПХБФ в организме окуня, являющегося вторым звеном пищевой цепи. Прогрессирующих потерь низкохлорированных ПХБФ не наблюдалось ни в донных отложениях, ни в планктоне, ни в беспозвоночных и рыбе, обитающей в одном из шведских озер (Sodergren, 1973a). Данные о способности рыбы метаболпзировать ПХБФ противоречивы, однако представляется вероятным, что большинство видов, в особенности стоящих на низших трофических стадиях пищевых цепей, не способны разлагать низкохлорированные ПХБФ.

4.3 Биологическое накопление

Хотя концентрация ПХБФ в живых организмах четко свидетельствует о прогрессирующем накоплении их в пищевых цепях, ряд факторов, приводившихся в предыдущих разделах, свидетельствует о невозможности получить какую-либо надежную величин}', характеризующую биаккумуляцию ПХБФ в каждой из трофических стадий. Имеется много сомнений относительно того, какую величину содержания в тканях следует использовать в расчетах: содержание во всем теле, в жире или в печени.

Имеется много веских доказательств того, что все водные организмы, изученные в аквариумах, могут абсорбировать ПХБФ прямо из воды. Накопление в них ПХБФ может варьировать в зависимости от продолжительности экспозиции и концентрации этих веществ в водной среде. Диатомовые водоросли, экспонированные к Арохлору 1242, показали фактор накопления, равный 1100 (Keil el al., 1971); с Арохлором 1254 были получены следующие факторы накопления: чилим - 6600; краб - 4600; устрица - 8100; анельтес - 980 (Duke et al., 1970); лагодон 37 000 (Hansen et al., 1971); ушастый окунь до 71 400 (Stalling и Mayer, 1972). Фактор накопления у мелких ракообразных, подвергавшихся воздействию Арохлора 1254 в течение 4 дней, достиг максимума, равного 24 000, и оставался далее довольно постоянным (Sanders и Chandler, 1972). Аналогичные результаты были получены с другими беспозвоночными, хотя в случаях с крупными ракообразными скорость поглощения была медленнее и накопление продолжало возрастать даже после 21 дня экспозиции. Однако представляется вероятным, что большая часть ПХБФТ поступающая в водные системы, задерживается взвешенными частицами, и упомянутые выше факторы накопления нельзя без оговорок переносить на естественные экосистемы. Nimmo и др. (1971) показали, что крабы могут поглощать ПХБФ, содержащиеся в донных отложениях. Реснитчатые простейшие, являющиеся главным резервуаром бентоса, поступающего в водные пищевые цепи, будучи подвергнутыми воздействию Арохлора 1254 в воде, показали фактор накопления, равный 60 (Cooley et al., 1972).