4.5 Загрязнение реки нефтепродуктами и фенолами

Согласно работе Г. Тейлора, а также исследованиям по биохимии фенольных соединений фенолы – это ароматические соединения, в которых гидроксильная группа непосредственно связана с ароматическим кольцом. Из нескольких сотен известных природных фенольных соединений флавоноиды и родственные им вещества образуют наиболее многочисленную группу; широко распространены также фенолохиноны, лигнаны, ксантоны, депсидоны и другие классы соединений, а также многие простые моноциклические фенолы. Ряд важных полимерных веществ – лигнины, меланины, танины – представляют собой полифенолы.

Название «фенол» используется также для обозначения простейшего соединения – гидроксибензола (С₆Н₅ОН).

Простые фенолы представляют собой жидкости или низкоплавкие вещества, часто с характерным запахом, умеренно растворимые в воде и хорошо растворимые в большинстве органических растворителей. Фенолы являются слабыми кислотами.

В естественных условиях фенолы имеют широкое распространение. Так, согласно обобщениям, фенольные гликозиды играют важную роль в окраске цветов, поэтому в лепестках цветов найдены относительно сложные смеси этих веществ. Фенольные гликозиды встречаются в плодах. В семенах одних растений фенолы присутствуют в свободном состоянии, в то время как в семенах других они содержатся в форме гликозидов. Большинство фенольных веществ присутствует в сердцевине и коре деревьев в свободном виде [5].

В природных водах фенолы образуются при процессах метаболизма водных организмов, при биохимическом окислении и трансформации органических веществ, протекающих как в водной толще, так и в донных отложениях. Фенолы являются одним из наиболее распространенных загрязняющих веществ, поступающих в природные воды со сточными водами нефтеперерабатывающих, лесохимических, коксохимических, анилинокрасочных др. предприятий.

В природных водах фенолы могут находиться в растворенном состоянии в виде фенолятов, фенолятных ионов и свободных фенолов. Фенолы подвергаются химическому и биохимическому окислению. Интенсивность процессов окисления зависит от температуры воды, значений рН, содержания кислорода, состава фенолов, их концентрации, химической структуры, содержания и качественного состава органических веществ.

Спуск сточных вод, содержащих фенольные соединения, в водотоке резко ухудшает их общее санитарное состояние, оказывая влияние на живые организмы не только своей токсичностью, но и значительным изменением режима биогенных веществ и растворенных газов (кислород, диоксид углерода).

Нефтепродукты разделяются на следующие основные группы: топлива, масла, твердые углеводороды (парафины, перезины, озокериты), битумы и др.

Нефтепродукты относятся к числу наиболее распространенных и опасных веществ, загрязняющих природные воды. Понятие «нефтепродукты» в гидрохимии условно ограничивается только углеводородной фракцией (алифатические, ароматические, алициклические углеводороды), которая составляет 70 – 90% суммы всех веществ, входящих в состав нефти и продуктов ее переработки.

Большие количества нефти поступают в природные воды со сточными водами любых промышленных предприятий, особенно предприятий нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, с хозяйственно-бытовыми сточными водами.

В результате биохимического и химического окисления концентрация нефтепродуктов в воде может существенно снижаться; при этом значительным изменениям может подвергаться их химический состав.

Скорость этих процессов зависит от состава нефтепродуктов, температурного режима водного объекта, интенсивности развития утилизирующих их микроорганизмов. Нефтепродукты находятся в природных водах в различных миграционных формах: растворенной, эмульгированной, сорбированной на твердых частицах взвешенных веществ и донных отложений, в виде пленки на поверхности воды.

Количественное соотношение этих форм определяется комплексом факторов, важнейшими из которых являются условия поступления нефтепродуктов в водный объект, расстояние от места сброса, скорость течения и перемешивания водных масс, а также состава нефтепродуктов.

Для р. Томи поступление фенолов и нефтепродуктов связано со сточными водами промышленных предприятий, а также талыми водами с территорий водосбора [5].

При изучении годовых показателей нефтепродуктов и фенолов в створе г. Междуреченска (1985 г.) можно отметить значительное увеличение концентраций в период половодья, за счет сброса промышленных сточных вод, и уменьшение концентраций в период зимней и летней межени. Максимальная концентрация нефтепродуктов была зафиксирована в августе (0,88), минимальная - в ноябре (0,04). Максимальная концентрация фенолов отмечена в марте, апреле, мае (0,007), минимальная – в октябре, июне (0,002) (Прил. А, рис. 2). График зависимости расхода воды и концентраций фенолов имеет два хода и представлен на рис. 13, прил. В. График зависимости расхода воды и концентраций нефтепродуктов имеет также два хода и представлен на рис.12 прил. В. В створе г. Кемерово, по данным мониторинга за 1989 г., максимальная концентрация нефтепродуктов отмечена в августе (1,14), минимальная в ноябре (0,12). График зависимости концентрации нефтепродуктов и расхода воды имеет два хода и представлен на рис. 6, прил. В. Максимальная концентрация фенолов была зафиксирована в октябре (0,012) и в июне (0,011), 22 марта загрязнения не наблюдалось. Концентрации нефтепродуктов и фенолов в течении года имеют скачкообразный характер, что связано в первую очередь с залповыми сбросами предприятий. График зависимости между концентрациями фенолов и расходом воды имеет два хода, представлен на рис. 7, прил. В.