Превращения органических веществ, загрязняющих окружающую среду, могут происходить также абиотическим путем.

СКЛОННОСТЬ ЗАГРЯЗНИТЕЛЯ К ДЕГРАДАЦИИ (БИОРАЗЛОЖЕНИЮ)

Мобильность и устойчивость посторонних веществ тесно связаны с процессами их превращений в окружающей среде.

 

Только минерализация, т.е. разложение органических соединений до СО2, Н2О и других небольших неорганических молекул, таких как СО, HCl, NH3 и т.п., окончательно выводит их из окружающей среды. Насколько быстро и каким путем происходит минерализация органических продуктов после их применения и рассеяния, зависит не только от их химической структуры, свойств окружающей среды, но и от физических условий.

Основным путем полного разложения посторонних органических веществ является их биологическая минерализация в обычной почве и водных средах. Почти всегда она осуществляется определенной группой микроорганизмов, которые оказываются способными включать эти посторонние вещества в метаболические процессы, т.е. использовать их в качестве единственного источника углерода для питания. Изменение во времени выделения диоксида углерода из органического вещества очень часто, особенно в почве, описывается S-образной кривой (рис. 4).

За периодом очень малой скорости разложения (область I), необходимым для адаптации микрофлоры к постороннему веществу, следует фаза быстрого разложения (область II), подчиняющаяся кинетическому уравнению первого порядка. Ее сменяет третья фаза (область III) относительно медленного разложения, при котором концентрация субстрата уже недостаточна для поддержания микробного метаболизма. Диффузия субстрата в почву также может оказаться лимитирующим фактором во время третьей фазы разложения. Полная минерализация субстрата, по крайней мере в почве, никогда не достигается. всегда имеется остаточная концентрация, величина которой зависит от исходной.

В таблице 4 представлены данные о количестве CO2, выделяющегося в течение определенного времени в процессе минерализации некоторых загрязнителей в аэробных условиях. Можно видеть, что минерализация через 5 дней может дойти до 70% (мочевина, анаэробные условия) и составить менее 0,1% (2,6-дихлорбензонитрил и ГХБ).

 


а)

 

 

б)

Рис. 4 – выделение CO2 в процессе минерализации

посторонних органических веществ: а) V(CO2) = f (τ); б) υминерализации = f (τ)

 

Таблица 4 – Аэробное и анаэробное разложение некоторых загрязнителей в почвенной суспензии

Вещество Длитель-ность опыта, сут CO2 через 5 сут., % CO2 по окончании опыта, % Остаток в воде по окончании опыта, %
Мочевина 66,3 66,3 25,3
Анилин 17,4 26,5 13,1
2,6-дихлор-бензонитрил не обн. 0,5 38,9
Гексахлорбензол не обн. 0,4 1,9