§ 7.4. Химическое самоочищение

Процессы перераспределения . загрязняющих веществ в водной среде могут сопровождаться их химической трансформацией. При этом трансформация веществ может осуществляться как в растворенном, так и в сорбированном состояниях. Рассмотрим некоторые особенности кинетики трансформации загрязняющих веществ в природных водах в результате процессов гидролиза, фотолиза и окисления.

7.4.1. Гидролиз

Многие загрязняющие вещества являются слабыми кислотами или основаниями и участвуют в кислотно-основных превращениях. Эти процессы могут рассматриваться как равновесные, поскольку процессы гидролитической трансформации ЗВ совершаются в другой временнбй шкале.

Как правило, гидролизу подвергаются эфиры и амиды карбоновых и различных фосфорсодержащих кислот. При этом вода участвует в реакции не только как растворитель, но и как реагент:

fyXRz + Н₂0 —> RjXH -f R₂OH

Реакции гидролиза могут осуществляться как иекаталитически, так и с участием в качестве катализаторов растворенных в природных водах кислот и оснований. Соответственно константа скорости гидро­лиза ЗВ может быть представлена в виде

k = К ч- Е уН], н

где к — биомолекулярная константа скорости гидролиза при участии н

катализатора Н; к_ш — константа скорости гидролиза данного вещества

в дистиллированной воде:

*Ь = ка\В*] + *_п + *_0Н[ОН-], где к_а, к , к_п — константы скорости кислотного, щелочного и

ОН

нейтрального гидролиза соответственно.

Количественный анализ, проведенный американскими исследовате­лями, показал, что вклад различных кислот и оснований, содержа­щихся в природных водах, в величину кр не превышает 10%. Это озиа-

235

чает, что в отсутствие других катализаторов (например, гидролитиче­ских ферментов) константа скорости гидролиза ЗВ в природной и в дистиллированной воде при том же значении рН среды примерно одинакова.

Сложные эфиры карбоновых кислот широко используются в каче­стве гербицидов, при их гидролизе образуются соответствующие кар-боновая кислота и спирт. Амиды карбоновых кислот гидролизуются с образованием кислоты и амина. Гидролиз характерен для производ­ных карбаминовой кислоты (НО—0(0)—NH2) с заместителями у атома азота или НО-группы. В результате гидролиза разрываются связи С-0 и N-C.

Относительно легко гидролизуются фосфорорганические соедине­ния, обладающие высокой инсектицидной активностью. Эфиры и амиды фосфорной кислоты гидролизуются до фосфорной кислоты. Тиофосфаты более устойчивы к гидролизу, чем фосфаты. Характерное время гидролиза некоторых фосфорорганических инсектицидов пред­ставлено в.табл. 29.

Таблица 29. Полупериод гидролиза фо<форорганических инсектицидов

(В.С.Петросян, 1988)

Инсектицид	<1/2
Фосмет	7,1ч
Диалифор	14,0 ч
Малатион	10,6 сут
Дикаптон	29 сут
Диметилпаратион	53 сут
Паратион	130 сут

Имеющиеся немногочисленные данные показывают, что константа скорости гидролиза вещества в сорбированном состоянии мало отлича­ется от константы скорости аналогичных процессов в гомогенной вод­ной среде (менее чем в три раза). Соответственно в открытых водое­мах, где доля ЗВ в' сорбированном состоянии невелика, вкладом седи-ментарных частиц в гидролитическую трансформацию веществ можно пренебречь.