Исследование скорости радиационно-химических превращений хлорорганических пестицидов, под воздействием g-излучения

 

Мельникова Т.В., Котова Н.А.

 

Обнинский государственный технический университет атомной энергетики (ИАТЭ)

ecology@iate.obninsk.ru

 

Хлорорганические пестициды (ХОП) являются одними из приоритетных загрязнителей окружающей среды. Как показали исследования в результате воздействия ионизирующего излучения происходит радиационное разложение ХОП.

Целью данной работы являлось изучение кинетических параметров разложения хлорорганических пестицидов в условиях различных мощностей доз () g-воздействия.

Серии растворов ХОП (альфа-ГХЦГ, гамма-ГХЦГ, ДДТ, ДДЕ)  с концентрациями 0,1 и 1мкг/мл в гексане и 2-пропаноле облучались на установках «Луч-1» (=0,003 кГр/мин с последовательным нарастанием дозы от 1,2 до 7,1 кГр) и «Исследователь» (=0,103 кГр/мин с последовательным нарастанием дозы от 0,8 до 55,5 кГр).

Изменение исходной концентрации ХОП в процессе радиолиза определялось методом газовой хроматографии сравнением хроматограмм до и после радиационного воздействия.

Согласно полученным данным разложение ХОП при облучении с =0,003 кГр/мин идет с постоянной скоростью (v) и может быть описано уравнением реакции нулевого порядка. По уравнению прямой пропорциональной зависимости  рассчитано время полного разложения каждого ХОП в растворах с концентрациями 0,1 и 1мкг/мл, которое варьирует в диапазоне значений 76,8-437,4ч (растворитель – гексан) и 43,1-182,99ч (растворитель – 2-пропанол).

Установлено, что  с повышением  мощности дозы облучения (=0,103 кГр/мин) скорость разложения ХОП изменяется и процесс протекает по реакции первого порядка, т.е. концентрация исходного ХОП убывает по экспоненциальной зависимости  от времени облучения. Для данных условий облучения были  рассчитаны периоды полураспада пестицидов, которые находятся в диапазоне от 0,8 до 3,5 ч для растворов ХОП с концентрациями 0.1 и 1 мкг/мл в гексане и от 0,5 до 3,9 ч  - в 2-пропаноле.

Определено, что скорость разложения ХОП возрастает с увеличением концентрации пестицида (для альфа-ГХЦГ v = 2,04*10-5 мкг/мл*с в гексановом растворе с концентрацией 0,1 мкг/мл и v = 1,64*10-4 мкг/мл*с в гексановом растворе с концентрацией 1 мкг/мл). Скорость разложения в полярном растворителе выше, чем в неполярном (для ДДЕ в гексане v = 3,81*10-5 мкг/мл*с, а в 2-пропаноле v = 1,18*10-4 мкг/мл*с).

Исследование устойчивости растворов облученных ХОП в процессе хранения показало, что по истечении времени концентрация пестицида изменилась в переделах погрешности, следовательно, концентрация после облучения уменьшается только за счет его разложения.

Сопоставление скорости разложения ХОП при различных значениях  показало, что в отличии от альфа-ГХЦГ и гамма-ГХЦГ, ДДЕ менее устойчив при =0,103 кГр/мин и более стабилен при =0,003 кГр/мин. Данное заключение является предварительным и требует детальных исследований влияния химической структуры вещества на кинетические показатели процесса радиолиза ХОП.