Попадающий в зону воздействия выбросов г. Котельнич - районный центр Кировской области c населением около 28000 человек. Доля пораженного населения г. Котельнича при ингаляционном воздействии будет достигать 100 % в восточной части города на расстоянии до 21 км от источника.

Приведенные данные свидетельствуют о возможном обширном загрязнении территорий в районах хранения и УХО в случае запроектных аварий.

1.2 Трансформация фосфорорганических отравляющих веществ в

объектах окружающей среды

Под трансформацией токсичных химикатов в ОС понимают совокупность абиотических и биотических процессов, приводящих к образованию [19]:

- либо более токсичных продуктов, в том числе обладающих отдаленными эффектами или новыми свойствами;

- либо продуктов с более выраженными влиянием других критериев опасности;

- либо продуктов, токсичность которых близка к токсичности исходных химикатов;

- либо менее токсичных продуктов.

Основными компонентами объектов ОС, в которых возможно протекание химических реакций трансформации ФОВ под действием различных физико-химических факторов, являются почва, поверхностные и подземные воды, воздух, растительный и животный мир [20,21]. Загрязнение ОПС посредством распространения ОВ в атмосфере является сложным физико-химическим процессом, кинетика которого определяется следующими основными факторами:

- физико-химическими свойствами ОВ;

- типом источника поступления ОВ в ОС;

- процессами распространения ОВ в атмосфере, которые зависят от метеорологической ситуации в районе объекта хранения ОВ на момент аварии и физического состояния, в котором ОВ или продукты их фазовых и химических превращений присутствуют в атмосфере;

- процессами фазовых и химических превращений ОВ в атмосфере;

- процессами фазовых и химических превращений ОВ при их взаимодействии с почвой.

ТХ Vx, растворенный в воде, относительно стоек к гидролизу. Гидролиз протекает несколькими путями с образованием различных продуктов деструкции (рисунок 1).

Рисунок 1 - Гидролиз Vx [22]

В нейтральной и слабощелочной среде происходит разрыв связи Р-О с образованием S-2-(N,N-диизопропиламино)этил тиоэфира МФК (II), который гидролизуется до МФК (III) и диизопропил-(2-меркаптоэтил)амина (IV). Данное соединение может быть окислено до бис-[2-(N,N-диизопропиламино)этил]дисульфида (V).

В кислой и щелочной среде вышеизложенный путь конкурирует с гидролизом по связи Р-S с образованием этилового эфира МФК (VI), который далее гидролизуется до МФК (III). При рН £ 7 и реальных зимних и летних температурах воды гидролиз Vx (таблица 1) может продолжаться длительное время [23], что совпадает с данными [22].

Таблица 1 – Зависимость скорости гидролиза Vx от величины рН при 25 °С

Однако, по данным [24] период полуразложения Vx при рН=7 при 25 °С составляет от 17 до 42 дней. Наряду с малотоксичными продуктами образуется около 10-20 % II, который не менее токсичен, чем исходный Vx, устойчив в ОПС и, к тому же, в отличие от вещества Vx, хорошо растворим в воде. Период полуразложения II составляет 57,3 часа. Следовательно, в случае серьезных аварий при попадании больших количеств Vx в водоемы в районе объекта по УХО вода и, в особенности, придонная часть водоемов будет заражена в течение длительного времени.

Гидролиз изомерного вещества типа Vx – О-изобутилового-S-[2-(N,N-диэтиламино)этил]тиолового эфира МФК- протекает аналогичным образом. В работе [25] изучен гидролиз этого вещества эквимольным количеством воды. На основании кинетических и спектральных данных установлено, что гидролиз вещества типа Vx с эквимольным количеством воды протекает преимущественно с разрывом связи P-S. Как показано в таблице 2, гидролиз на 99 % вещества типа Vx достигается за 144 ч. Основными продуктами реакции являются изобутиловый эфир МФК, диэтил-(2-меркаптоэтил)амин и бис-[2-(N,N-диэтиламино)этил]дисульфид [25].

Таблица 2 – Динамика изменения концентрации вещества типа Vx при 40 °С (Со=3,715 моль/л)

Основными процессами, определяющими поведение ФОВ в почве, являются сорбция почвенными частицами, гидролиз, окислительно-восстановительные реакции и микробиологическая деструкция [26]. Типы почв, их свойства, присутствие почвенной влаги и микроорганизмов, по-видимому, могут оказывать влияние на скорость деструкции. Однако эти вопросы практически не изучены.

Период, в течение которого разлагается 50 % Vx в почве (рН=5,3) составляет примерно 15 суток, и основным продуктом является VI [25]. Спустя день концентрация Vx с 0,2 мг/г уменьшилась на 22 % в песчаной почве и на 2 % - в суглинке и торфе. Только 0,1 % вещества оставалось в почве спустя 3 недели. VI достаточно стабилен, но в почве возможен его гидролиз до МФК. Период полураспада VI в почве составляет восемь суток. Приблизительно 40 % VI в почве гидролизуется в первый день и 60 % в течение последующих 12 дней.

Установлена константа скорости деструкции VI в воде и почве 2,4·10-10 ч-1 и 3,6·10-3 ч-1 (при температуре 25 °С) соответственно. Данные таблицы 3 свидетельствуют о его высокой растворимости в воде и низкой летучести [25].

химический оружие микроорганизмы биодеструкция

Таблица 3 – Физические свойства продуктов деструкции Vx