Bifenilii policlorurați ( PCB ) sau bifenilii policlorurați ( PCB ) sunt un grup de compuși organici care include toți derivații de difenil substituiți cu clor (1-10 atomi de clor conectați la orice atom de carbon al difenilului, a cărui moleculă este compusă din două inele benzenice ) care îndeplinesc formula generală C 12 H 10− n Cl n .
Au fost sintetizate pentru prima dată în 1929 . Caracteristicile acestui grup de substanțe sunt constanta dielectrică 2,5-2,7 [1] , conductivitate termică foarte mare și punctul de aprindere relativ ridicat (de la 170 la 380°C), care a făcut posibilă utilizarea pentru îndepărtarea căldurii în transformator și electric capacitiv. inginerie [1] . Incolore și inodore, PCB-urile sunt, de asemenea, stabile din punct de vedere chimic. Din aceste motive, PCB-urile au fost adăugate la multe materiale.
Bifenilii policlorurați (PCB) aparțin grupului de poluanți organici persistenți ( POP ), a căror monitorizare în aer, apă și sol este obligatorie în țările industriale dezvoltate, din cauza pericolului ridicat pentru mediu și sănătatea publică.
Bifenilii policlorurați sunt o clasă de compuși cu formula moleculară C 12 H 10-n Cl n , unde n este gradul de substituție. [2]
| Grupul congener | Masa moleculara | Presiunea vaporilor , Pa | Solubilitate în apă, mg/dm 3 | log K s |
|---|---|---|---|---|
| Monoclorobifenil | 188,7 | 0,9—2,5 | 1,21-5,5 | 4.3—4.6 |
| diclorobifenil | 223.1 | 0,008—0,60 | 0,06—2,0 | 4,9—5,3 |
| triclorobifenil | 257,5 | 0,003–0,22 | 0,015–0,4 | 0,015–0,4 |
| Tetraclorobifenil | 292,0 | 0,002 | 0,0043—0,01 | 5,6—6,5 |
| pentaclorobifenil | 326,4 | 0,0023—0,051 | 0,004—0,02 | 6,2—6,5 |
| Hexaclorobifenil | 360,9 | 0,0007—0,012 | 0,00040—0,0007 | 6,7—7,3 |
| Heptaclorobifenil | 395,3 | 0,00025 | 0,000045 | 6,7-7 |
| Octaclorbifenil | 429,8 | 0,00006 | 0,0002—0,0003 | 7.1 |
| Nonclorobifenil | 464,2 | — | 0,00018—0,0012 | 7.2–8.16 |
| Decclorobifenil | 498,7 | 0,00003 | 0,000001 | 8.26 |
Există până la 209 de compuși individuali care diferă în gradul de substituție cu clor a atomilor de hidrogen din inelele benzenice, precum și poziția atomilor de clor în diverși izomeri, ceea ce are o mare importanță biologică și medicală.
Inelele de benzen pot fi situate în același plan ( coplanare ) sau la un unghi unul față de celălalt (până la 90°). Acest lucru este facilitat de absența sau monosubstituția atomilor de clor în poziție orto (2,6,2',6' în figura cu structura chimică a PCB-urilor) [2] .
Numărul de clasificare IUPAC și pozițiile atomilor substituiți cu clor: [3]
| IUPAC nr. | Structura | IUPAC nr. | Structura | IUPAC nr. | Structura | IUPAC nr. | Structura |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| unu | 2 (monoclor) | 56 | 2,3,3',4 (tetraclor) | 111 | 2,3,3',5,5' | 166 | 2,3,4,4',5,6 (hexaclor) |
| 2 | 3 (monoclor) | 57 | 2,3,3',5 (tetraclor) | 112 | 2,3,3',5,6 | 167 | 2,3', 4,4', 5,5' |
| 3 | 4 (monoclor) | 58 | 2,3,3',5' (tetraclor) | 113 | 2,3,3',5',6 | 168 | 2,3',4,4',5',6 |
| patru | 2,2' (diclor) | 59 | 2,3,3',6 (tetraclor) | 114 | 2,3,4,4',5 | 169 | 3,3', 4,4', 5,5' |
| 5 | 2,3 (diclor) | 60 | 2,3,4,4' (tetraclor) | 115 | 2,3,4,4',6 | 170 | 2,2',3,3',4,4',5 |
| 6 | 2,3' (diclor) | 61 | 2,3,4,5 (tetraclor) | 116 | 2,3,4,5,6 | 171 | 2,2',3,3',4,4',6 |
| 7 | 2,4 (diclor) | 62 | 2,3,4,6 (tetraclor) | 117 | 2,3,4',5,6 | 172 | 2,2', 3,3', 4,5,5' |
| opt | 2,4' (diclor) | 63 | 2,3,4',5 (tetraclor) | 118 | 2,3',4,4',5 | 173 | 2,2',3,3',4,5,6 |
| 9 | 2,5 (diclor) | 64 | 2,3,4',6 (tetraclor) | 119 | 2,3',4,4',6 | 174 | 2,2',3,3',4,5,6' |
| zece | 2,6 (diclor) | 65 | 2,3,5,6 (tetraclor) | 120 | 2,3', 4,5,5' | 175 | 2,2',3,3',4,5',6 |
| unsprezece | 3,3' (diclor) | 66 | 2,3',4,4' (tetraclor) | 121 | 2,3', 4,5', 6 | 176 | 2,2',3,3',4,6,6' |
| 12 | 3,4 (diclor) | 67 | 2,3',4,5 (tetraclor) | 122 | 2',3,3',4,5 | 177 | 2,2',3,3',4',5,6 |
| 13 | 3,4' (diclor) | 68 | 2,3',4,5' (tetraclor) | 123 | 2',3,4,4',5 | 178 | 2,2', 3,3', 5,5', 6 |
| paisprezece | 3,5 (diclor) | 69 | 2,3',4,6 (tetraclor) | 124 | 2',3,4,5,5' | 179 | 2,2',3,3',5,6,6' |
| cincisprezece | 4,4' (diclor) | 70 | 2,3',4',5 (tetraclor) | 125 | 2',3,4,5,6' | 180 | 2,2',3,4,4',5,5' |
| 16 | 2,2',3 (triclor) | 71 | 2,3',4',6 (tetraclor) | 126 | 3,3',4,4',5 | 181 | 2,2',3,4,4',5,6 |
| 17 | 2,2',4 (triclor) | 72 | 2,3', 5,5' (tetraclor) | 127 | 3,3', 4,5,5' | 182 | 2,2',3,4,4',5,6' |
| optsprezece | 2,2',5 (triclor) | 73 | 2,3',5',6 (tetraclor) | 128 | 2,2',3,3',4,4' (hexaclor) | 183 | 2,2',3,4,4',5',6 |
| 19 | 2,2',6 (triclor) | 74 | 2,4,4',5 (tetraclor) | 129 | 2,2',3,3',4,5 (hexaclor) | 184 | 2,2',3,4,4',6,6' |
| douăzeci | 2,3,3' (triclor) | 75 | 2,4,4',6 (tetraclor) | 130 | 2,2',3,3',4,5' (hexaclor) | 185 | 2,2',3,4,5,5',6 |
| 21 | 2,3,4 (triclor) | 76 | 2',3,4,5 (tetraclor) | 131 | 2,2',3,3',4,6 (hexaclor) | 186 | 2,2',3,4,5,6,6' |
| 22 | 2,3,4' (triclor) | 77 | 3,3',4,4' (tetraclor) | 132 | 2,2',3,3',4,6' (hexaclor) | 187 | 2,2', 3,4', 5,5', 6 |
| 23 | 2,3,5 (triclor) | 78 | 3,3',4,5 (tetraclor) | 133 | 2,2',3,3',5,5' (hexaclor) | 188 | 2,2',3,4',5,6,6' |
| 24 | 2,3,6 (triclor) | 79 | 3,3',4,5' (tetraclor) | 134 | 2,2',3,3',5,6 (hexaclor) | 189 | 2,3,3',4,4',5,5' |
| 25 | 2,3',4 (triclor) | 80 | 3,3', 5,5' (tetraclor) | 135 | 2,2',3,3',5,6' (hexaclor) | 190 | 2,3,3',4,4',5,6 |
| 26 | 2,3',5 (triclor) | 81 | 3,4,4',5 (tetraclor) | 136 | 2,2',3,3',6,6' (hexaclor) | 191 | 2,3,3',4,4',5',6 |
| 27 | 2,3',6 (triclor) | 82 | 2,2',3,3',4 | 137 | 2,2',3,4,4',5 (hexaclor) | 192 | 2,3,3',4,5,5',6 |
| 28 | 2,4,4' (triclor) | 83 | 2,2',3,3',5 | 138 | 2,2',3,4,4',5' (hexaclor) | 193 | 2,3,3',4',5,5',6 |
| 29 | 2,4,5 (triclor) | 84 | 2,2',3,3',6 | 139 | 2,2',3,4,4',6 (hexaclor) | 194 | 2,2', 3,3', 4,4', 5,5' |
| treizeci | 2,4,6 (triclor) | 85 | 2,2',3,4,4' | 140 | 2,2',3,4,4',6' (hexaclor) | 195 | 2,2', 3,3', 4,4', 5,6 |
| 31 | 2,4',5 (triclor) | 86 | 2,2',3,4,5 | 141 | 2,2',3,4,5,5' (hexaclor) | 196 | 2,2', 3,3', 4,4', 5,6' |
| 32 | 2,4',6 (triclor) | 87 | 2,2',3,4,5' | 142 | 2,2',3,4,5,6 (hexaclor) | 197 | 2,2', 3,3', 4,4', 6,6' |
| 33 | 2',3,4 (triclor) | 88 | 2,2',3,4,6 | 143 | 2,2',3,4,5,6' (hexaclor) | 198 | 2,2',3,3',4,5,5',6 |
| 34 | 2',3,5 (triclor) | 89 | 2,2',3,4,6' | 144 | 2,2',3,4,5',6 (hexaclor) | 199 | 2,2',3,3',4,5,6,6' |
| 35 | 3,3',4 (triclor) | 90 | 2,2',3,4'.5 | 145 | 2,2',3,4,6,6' (hexaclor) | 200 | 2,2', 3,3', 4,5', 6,6' |
| 36 | 3,3',5 (triclor) | 91 | 2,2',3,4',6 | 146 | 2,2',3,4',5,5' (hexaclor) | 201 | 2,2',3,3',4',5,5',6 |
| 37 | 3,4,4' (triclor) | 92 | 2,2', 3,5,5' | 147 | 2,2',3,4',5,6 (hexaclor) | 202 | 2,2', 3,3', 5,5', 6,6' |
| 38 | 3,4,5 (triclor) | 93 | 2,2',3,5,6 | 148 | 2,2',3,4',5,6' (hexaclor) | 203 | 2,2',3,4,4',5,5',6 |
| 39 | 3,4',5 (triclor) | 94 | 2,2',3,5,6' | 149 | 2,2',3,4',5',6 (hexaclor) | 204 | 2,2',3,4,4',5,6,6'(octaclor) |
| 40 | 2,2',3,3' (tetraclor) | 95 | 2,2', 3,5', 6 | 150 | 2,2',3,4',6,6' (hexaclor) | 205 | 2,3,3',4,4',5,5',6 (octaclor) |
| 41 | 2,2',3,4 (tetraclor) | 96 | 2,2',3,6,6' | 151 | 2,2',3,5,5',6 (hexaclor) | 206 | 2,2',3,3',4,4',5,5',6 (nonaclor) |
| 42 | 2,2',3,4' (tetraclor) | 97 | 2,2', 3', 4,5 | 152 | 2,2',3,5,6,6' (hexaclor) | 207 | 2,2',3,3',4,4',5,6,6' (nonaclor) |
| 43 | 2,2',3,5 (tetraclor) | 98 | 2,2',3',4,6 | 153 | 2,2',4,4',5,5' (hexaclor) | 208 | 2,2',3,3',4,5,5',6,6' (nonaclor) |
| 44 | 2,2',3,5' (tetraclor) | 99 | 2,2',4,4',5 | 154 | 2,2',4,4',5,6' (hexaclor) | 209 | 2,2',3,3',4,4',5,5',6,6'(decaclor) |
| 45 | 2,2',3,6 (tetraclor) | 100 | 2,2',4,4',6 | 155 | 2,2',4,4',6,6' (hexaclor) | ||
| 46 | 2,2',3,6' (tetraclor) | 101 | 2,2', 4,5,5' | 156 | 2,3,3',4,4',5 (hexaclor) | ||
| 47 | 2,2',4,4' (tetraclor) | 102 | 2,2',4,5,6' | 157 | 2,3,3',4,4',5' (hexaclor) | ||
| 48 | 2,2',4,5 (tetraclor) | 103 | 2,2', 4,5', 6 | 158 | 2,3,3',4,4',6 (hexaclor) | ||
| 49 | 2,2',4,5' (tetraclor) | 104 | 2,2',4,6,6' | 159 | 2,3,3',4,5,5' (hexaclor) | ||
| cincizeci | 2,2',4,6 (tetraclor) | 105 | 2,3,3',4,4' | 160 | 2,3,3',4,5,6 (hexaclor) | ||
| 51 | 2,2',4,6' (tetraclor) | 106 | 2,3,3',4,5 | 161 | 2,3,3',4,5',6 (hexaclor) | ||
| 52 | 2,2',5,5' (tetraclor) | 107 | 2,3,3',4',5 | 162 | 2,3,3',4',5,5' (hexaclor) | ||
| 53 | 2,2',5,6' (tetraclor) | 108 | 2,3,3',4,5' | 163 | 2,3,3',4',5,6 (hexaclor) | ||
| 54 | 2,2',6,6' (tetraclor) | 109 | 2,3,3',4,6 | 164 | 2,3,3',4',5',6 (hexaclor) | ||
| 55 | 2,3,3',4 (tetraclor) | 110 | 2,3,3',4',6 | 165 | 2,3,3',5,5',6 (hexaclor) |
PCB-urile au fost folosite ca fluide dielectrice în transformatoare și condensatoare, fluide de transfer de căldură (inclusiv lichide de răcire), lubrifianți, aditivi stabilizatori în acoperiri flexibile de clorură de polivinil (PVC) ale cablurilor electrice și componentelor electronice, ca aditivi pentru pesticide, retardanți de flacără, hidraulici. fluide, chituri, adezivi, mastice, vopsele, substanțe anti-praf (desprăfuire), în hârtie fără cenușă.
PCB-urile au fost produse pentru prima dată în Statele Unite de către compania Monsanto în 1929. Acestea sunt lichide uleioase care nu sunt inflamabile și nu conduc electricitatea, dar conduc bine căldura. PCB-urile sunt rezistente la acizi și baze. Datorită acestor proprietăți, ele sunt utilizate pe scară largă ca dielectrici în transformatoare și condensatoare, ca lichide de răcire în sistemele de schimb de căldură, în inginerie hidraulică, fac parte din plastifianți, vopsele, lacuri, uleiuri lubrifiante, materiale plastice, hârtie carbon, aditivi în produsele chimice de uz casnic.
În diferite țări au fost produse sub diferite denumiri comerciale:
Conform datelor preliminare pentru 1991, în lume au fost produse aproximativ 1,2 milioane de tone de PCB, dintre care 35% au intrat în mediu și doar 4% s-au descompus.
În URSS, bifenilii policlorurați au fost produși din 1934 până la sfârșitul anului 1995. Au fost produse sub mărcile sovol , sovtol și hexol . Principalii producători de sovoluri au fost PO Orgsteklo (Dzerzhinsk), PO Orgsintez (Novomoskovsk) și instalația pilot VNITIG (Institutul de Cercetare Științifică a Erbicidelor din întreaga Uniune, Ufa ). Hârtia a fost impregnată cu triclorbifenil în condensatoare mărcilor LS, LSM, LSE (Uzina Electrotehnică Leninakan, pentru lămpi fluorescente în 1969-1990), IS, KS, KSE, KSEK, KSTS, KSP, KSPK, KSSH, KSF, FST, DS130 -45, PS, PSK, RST-2, RSTO-2, GST-1-50 (stingerea metroului), ES (instalație de condensare Ust-Kamenogorsk), ESV, ESVP, ESVK, BKS, KSK (acesta din urmă până în 1988). au fost produse la NPO " Condenser, Serpukhov). Bifenili policlorurați au fost, de asemenea, turnați în transformatoare de putere, de înaltă tensiune, de impuls și alte transformatoare produse în multe orașe rusești.
Producția de PCB-uri a încetat aproape complet în întreaga lume. În 2001, majoritatea țărilor europene au semnat Convenția de la Stockholm privind poluanții organici persistenți pentru eliminarea rapidă și sigură pentru mediu a acestor substanțe . Participanții la această convenție și-au asumat obligația de a neutraliza complet PCB-urile disponibile în țările lor până în 2028.
Efectul dăunător cu mai multe fațete al PCB-urilor asupra unui număr de organe și sisteme, împreună cu capacitatea de acumulare pe termen lung în țesutul adipos, a fost dovedit.
Pericolul PCB-urilor pentru sănătatea umană constă în primul rând în faptul că sunt factori puternici de suprimare a sistemului imunitar (SIDA „chimic”). În plus, intrarea PCB în organism provoacă dezvoltarea cancerului , leziuni ale ficatului, rinichilor, sistemului nervos, pielii (neurodermatită, eczeme, erupții cutanate). Intrând în corpul fătului și al copilului, PCB-urile contribuie la dezvoltarea malformațiilor congenitale și a patologiilor copilăriei (întârzierea dezvoltării, imunitatea redusă, deteriorarea hematopoiezei).
Toxicitatea diferiților congeneri PCB nu este uniformă, unii sunt foarte toxici. Pentru evaluarea cantitativă, Organizația Mondială a Sănătății a introdus un sistem de echivalenți toxici pentru PCB cu acțiune asemănătoare dioxinei [3] :
| tip PCB | IUPAC nr. | Formula structurală a congenerului | Echivalent toxic al PCDD |
| Orto-nu substituit | 77 | 3,3', 4,4' | 0,0005 |
| 126 | 3,3',4,4',5- | 0,1 | |
| 169 | 3,3', 4,4', 5,5'- | 0,01 | |
| Monoorto-substituit | 105 | 2,3,3',4,4'- | 0,0001 |
| 114 | 2,3,4,4',5- | 0,0005 | |
| 118 | 2,3',4,4',5- | 0,0001 | |
| 123 | 2',3,4,4',5- | 0,0001 | |
| 156 | 2,3,3',4,4',5 | 0,0005 | |
| 157 | 2,3,3',4,4',5'- | 0,0005 | |
| 167 | 2,3', 4,4', 5,5'- | 0,00001 | |
| 189 | 2,3,3',4,4',5,5'- | 0,0001 | |
| Diorto-substituit | 170 | 2,2',3,3',4,4',5- | 0,0001 |
| 180 | 2,2',3,4,4',5,5'- | 0,00001 |
Simptomele intoxicației cronice depind de calea de intrare în organism [4] :
Posibila toxicitate a PCB-urilor conținute în laptele matern este monitorizată prin studii analitice de mediu ale PCB-urilor indicatori (28,52,101,138,153,180) [4] :
În 2019, a fost efectuat un studiu de mediu și analitic al mostrelor de lapte matern de la 26 de femei care locuiesc în regiunea autonomă Chukotka (ChAO). Vârsta femeilor de la 15 la 44 de ani...
...Intervalul de concentrație al ΣPCB a fost 1,1-430,8, valoarea medie a PCB a fost 74±112 ng/g de lipide din lapte...
Bifenili policlorurați au fost găsiți în aproape toate probele.
În Japonia, în 1968, aproximativ 16.000 de oameni au fost otrăviți grav cu ulei de orez contaminat cu PCB și dibenzodioxine policlorurate, un incident numit boala Yusho .
Mai târziu, în Taiwan, în 1979, a avut loc un incident de otrăvire în masă a 2.000 de oameni - boala Yu-cheng.
Producția de PCB a fost interzisă în anii 1970 din cauza toxicității ridicate a majorității compușilor și amestecurilor înrudite cu PCB. Sunt clasificați drept poluanți organici persistenti care se bioacumulează la animale.
Abordarea de reglementare a poluării mediului, bazată pe cerințele sanitare și igienice pentru calitatea mediului, este cea principală în Rusia și în majoritatea țărilor lumii.
Standarde de igienă pentru PCB-uri aprobate în Rusia:
MPC în aerul zonei de lucru - 1,0 mg / cu. m, perechi, clasa de pericol 2 (GOST 12.1.005-88; SSBT. Cerințe generale sanitare și igienice pentru aerul zonei de lucru).
MPC al apei din corpurile de apă de uz menajer și potabil pentru cultură și apă menajeră - 0,001 mg/l, clasa de pericol 2 (SanPiN nr. 4630-88 „Concentrații maxime permise (MPC) și niveluri aproximative permise (TAC) de substanțe nocive în apa apei obiecte de uz menajer si potabil si cultural si menajer al apei”).
MPC în apa rezervoarelor de pescuit - prezența PCB-urilor nu este permisă (Reguli pentru protecția apelor de suprafață împotriva poluării cu canalizare, M 12-04-11; Instrucțiunea Ministerului Recuperării Terenurilor și Resurselor de Apă al URSS din 16.05 .74).
AEC (cantități admisibile aproximative) în sol: PCB (total) - 0,06 mg/kg; triclorbifenili - 0,03 mg/kg; tetraclorbifenili - 0,06 mg/kg; pentaclorobifenili - 0,1 mg / kg.
Nu au fost stabilite standarde de igienă pentru PCB pentru aerul atmosferic din zonele populate și nivelurile admisibile de contaminare a pielii.
Echipamentele care conțin PCB fac obiectul unui marcaj special.
Deșeurile cu materiale care conțin PCB sunt distruse la instalații speciale. Majoritatea acestor întreprinderi sunt situate în Europa de Vest. Cea mai eficientă metodă de distrugere a acestor deșeuri este incinerarea la temperatură ridicată.
PCB-urile sunt rezistente la hidroliză și biotransformare în apă, dar când sunt fotolizate în lumina soarelui, PCB-urile pot forma dioxine , poluanți mult mai toxici decât PCB-urile, într-o serie de reacții succesive. PCB-urile pot pătrunde în sol nu numai cu deșeurile din zonele industriale, ci și atunci când se utilizează nămolul sedimentar ca îngrășăminte. Până în prezent, se crede că până la 80% din cantitatea totală de PCB-uri produse la nivel mondial a intrat în mediu, iar cea mai mare parte a acestei cantități a ajuns în apele dulci și marine. PCB-urile pot fi, de asemenea, formate din pesticide organoclorurate ( DDT ) în atmosfera superioară sub influența razelor ultraviolete . Descompunerea pesticidelor organoclorate în cei mai simpli bifenili poate avea loc și în apa de mare. De mulți ani de utilizare intensivă a PCB-urilor în industrie în multe țări ale lumii, cantități uriașe din acești compuși au fost introduse în mediu, iar în prezent, poluarea cu aceste xenobiotice afectează întreaga biosferă. Alături de pesticidele organoclorurate , PCB-urile sunt cei mai frecventi poluanți ai apei în corpurile naturale de apă. Se crede că concentrația de PCB în apele dulci nepoluate nu trebuie să depășească 0,5 ng/l, iar moderat poluată 50 ng/l. Concentrația prag de triclorobifenil, care modifică proprietățile organoleptice ale apei, este de 0,13 mg/l. Fiind compuși persistenti, PCB-urile se acumulează în mediu și se transmit prin lanțurile trofice. Organismele acvatice - hidrobionți, pești, moluște, crustacee - acumulează PCB. Conținutul de hidrocarburi clorurate, în special PCB, din carnea de pește și ficatul poate ajunge la câteva zeci de mg/kg. Chiar și o singură contaminare cu PCB a sedimentelor de fund poate duce la contaminarea locală permanentă a organismelor acvatice pentru o lungă perioadă de timp (până la câțiva ani) după ce a avut loc această contaminare.
Obiectele posibile ale găsirii PCB-urilor includ următoarele:
| Compuși organoclorați | |
|---|---|
| Alcani și cicloalcani | |
| Alchene și alchine | |
| Alcooli , cetone , aldehide | |
| Acizi și anhidride | |
| compuși aromatici | |
| Compuși organoelementali ( N , P , As , S ) | |
| Compuși macromoleculari | |