Химический состав газов в газовых и газонефтяных залежах

* Включая пентаны и гексаны.

1998). Основными можно считать метан, этилен, изопрен, этило­вый спирт, ацетон.

Из других природных источников органических веществ следует отметить дегазацию верхней мантии. Так, в пробах газов из вулканов Камчатки выявлено порядка 100 органических соедине­ний с длиной цепи до 12 углеродных атомов. Повышено (особен­но в районах сейсмической активности) содержание органичес­ких соединений и над разрывными нарушениями. Среди них ус­тановлены углеводороды, легколетучие карбонильные соединения, спирты, галогенуглеводороды.

485

Над вулканами и разрывными нарушениями земной коры без вмешательства человека концентрация СFРС1з и СF₂С1₂ может пре­вышать фоновые в 2—15 раз. Содержание хлороформа и СС1₄ мо­жет быть выше фона даже на два порядка. Фреоны были обнару­жены в пузырьках воздуха льдов Антарктиды возраста около 2 ты­сяч лет. В 1998 г. СFС1з был обнаружен во впадинах (глубиной бо­лее 4000 м) Атлантического океана.

В условиях формирования ноосферы подавляющее большин­ство техногенных источников органических соединений скон­центрировано в селитебных ландшафтах. В приземной атмосфе­ре над ними и на расстоянии первых нескольких километров с под­ветренной стороны формируется своеобразное облако органиче­ских соединений.

Считается, что около 60% техногенных углеводородов (без учета аварий) связано с автомобильным транспортом. Вторым по значению антропогенным загрязнителем органическими соедине­ниями можно считать промышленное производство. Оно являет­ся источником этилена, пропилена, бутадиена, бензола, толуола, ксилола, метанола. Они используются для выработки свыше 40 000 наименований других органических соединений. Различные пред­приятия являются преимущественно источниками определенных органических веществ:

• заводы синтетических моющих веществ — алканов, карбо­нильных соединений, эфиров, карбоновых кислот;

• заводы синтетического каучука ~ исходных мономеров и рас­творителей;

• лесохимические предприятия — альдегидов, кетонов, спир­тов, карбоновых кислот, множества терпенов;

• целлюлозно-бумажные комбинаты — одорантов (дурнопахнущих газообразных веществ), формальдегида, спиртов, фе­нолов;

• заводы, производящие растворители, — углеводородов (до 25% от всех выбросов);

• предприятия аэрозольных установок — фторхлоруглеводородов — фреонов (около 85% их техногенного производства);

• очистные сооружения сточных вод — одорантов, метил- и ди-метилртути (СНзНgСНз и СНзНgСl), тетраметилсвинца (СН₃)₄Рb, диметилселена (СНз)₂Sе.

Значительное количество техногенных органических веществ Поступает в селитебных ландшафтах от коммунально-хозяйствен­ных служб. В первую очередь необходимо отметить поступление

486

такого опасного для здоровья вещества, как диоксин. Вентиляци­онные системы домов являются источниками более 40 токсичных и дурнопахнущих органических соединений. В их числе меркап­таны (дурнопахнущие), амины, спирты, альдегиды. Так, при сжи­гании в кухонной горелке 1 м³ газа образуется около 1500 мг форт мальдегида. Кроме него, по данным К.Н. Зеленина, выделяется еще 22 других соединения.

Различные отходы, сконцентрированные на социальных гео­химических барьерах, выделяют серосодержащие соединения (метилмеркаптан), диметилсульфид, диметилдисульфид, сероугле­род, ароматические и непредельные углеводороды, терпены, спир­ты, метан, карбонильные соединения. Все они образуются в ре­зультате самых разнообразных и пока не прогнозируемых хими­ческих реакций. Количество органических новообразований при этом довольно велико. Так, в среднем 1 т отходов приводит к об­разованию на свалке около 30 м³ метана, причем большая часть его выделяется за первые 10 лет. Значительные количества мета­на выделяются и из сельскохозяйственных периодически затоп­ляемых ландшафтов (в основном рисовых чеков) — до 6 • 10⁸ т/год.

Пока техногенная составляющая органических соединений еще не доросла до природной, но стала соизмеримой с нею. На­пример, в атмосфере техногенные углеводороды составляют уже в среднем около 10% их общего содержания. При этом, что осо­бо важно, они сконцентрированы в основном над селитебными ландшафтами, где плотность населения наибольшая. Чтобы оце­нить возможные последствия такого загрязнения (а пока о нем го­ворят недостаточно много), кратко рассмотрим некоторые свой­ства отдельных органических соединений.

Метан (СН₄) — не обладает запахом, участвует (несмотря на низкую концентрацию в атмосфере) в создании парникового эф­фекта, поскольку его молекула в определенных диапазонах погло­щает в 25 раз больше ИК-радиации, чем молекула СО₂.

Изопрен ( — жидкость, кипящая при 34° С, полимеризуется в каучук; один из основных участников фотохи­мических процессов, происходящих в атмосфере. Его физиологобиохимическая роль не вполне ясна. Выделение изопрена расте­ниями резко возрастает в стрессовых ситуациях (повреждение тканей, засуха и т.д.). В результате ограничивается проникнове­ние болезнетворных микроорганизмов в ткани, происходит сте-

487

рилизация поврежденных участков. Эмиссия изопрена растения­ми может рассматриваться как неспецифический, эволюционно выработанный иммунитет.

Этилен (С₂Н₄) — газ, влияющий на скорость созревания пло­дов и опал листьев. В связи с этим иногда его называют гормо­ном созревания, переводящим растения в состояние покоя. Пред­полагается, что он вырабатывается всеми лиственными растени­ями. Его биосинтез и многие биохимические особенности пока сла­бо изучены.

Карбонильные соединения и спирты — изменяют проницаемость

клеточных мембран и ингибируют (замедляют) обмен веществ (ме­таболизм). Карбонильные соединения (особенно формальдегид и ацетальдегид) даже при низких концентрациях убивают патоген­ные грибы (возбудители ряда болезней у растений).

Колины — органические вещества, выделяемые растениями и подавляющие прорастание семян у растений-конкурентов.

Аттрактанты и репелленты — соединения, выделяемые рас­тениями и влияющие на животных. Аттрактанты, например терпен а-пинен , привлекают насекомых опыли­телей, в частности жуков-лубоедов. Терпены 3-цинеол и эвгенол (углеводорода состава С,оН,в) привлекают насекомых опылителей для многих видов орхидей. Репелленты — вещества, отпугиваю­щие животных. Например, терпен р-пинен отпугивает жука-ко­роеда, а ментол (спирт терпена ментана), составляющий главную часть мятного масла, отпугивает тутового шелкопряда. Иногда од­но и то же органическое соединение может быть аттрактантом для одних животных и репеллентом — для других. Так а-пинен не толь­ко привлекает жуков-лубоедов, но и отпугивает жука-короеда.

Таким образом, рассмотренные органические соединения во многом могут представлять собой вещества, способствующие фор­мированию определенных биоценозов.

Низшие карбоновые кислоты (НСООН и СНзСООН), выделяе­мые рядом лиственных деревьев, могут изменять кислотность ат­мосферных осадков до величин рН = 4-5 без техногенной со­ставляющей. Это явление отмечалось в лесных районах Австралии и в бассейне реки Амазонки.

Пероксид водорода (НаО;), образующийся в дневное время в сосновых лесах, является фитотоксикантом для многих насаж­дений.

488

Заканчивая краткий обзор миграции органических соедине­ний в период начала формирования ноосферы, следует отметить, что интенсивность миграции этих веществ, хотя и возросла, но пока незначительно, примерно в 1,1-1,2 раза. Причем наиболь­шее увеличение интенсивности происходит в селитебных ландшафтах. Его последствия даже для растительных организмов очень трудно прогнозируемы. Еще сложнее сделать это для жи­вотных и для человека. Однако уже сейчас есть основания счи­тать, что многие заболевания (в первую очередь аллергические) могут быть связаны с увеличением интенсивности миграции ор­ганических соединений.