Кроме первичных в атмосфере содержатся вторичные фенолы, которые образуется, главным образом, в результате окисления ароматических соединений. Так, полиароматические углеводороды взаимодействуя с озоном образуют гидрокси- и дигидроксипроизводные аренов, а также полиядерные хиноны. Превращение фенолов в атмосфере приводит к образованию разнообразных продуктов. Например, о-крезол в присутствии окислов азота (NO+NO2) образует в атмосфере следующие основные продукты в газовой фазе: пировиноградную кислоту, ацетальдегид, формальдегид, пероксиацетилнитрит, нитрокрезол; в твердой фазе-2-окси-3-нитротолуол, 2-окси-3,5-динитротолуол, а также изомеры оксинитрокрезола [8]. Фенолы выпадают с атмосферными осадками. Частично они поглощаются из воздуха растениями. Лишайники и другие растения Севера служат фитоиндикаторами загрязнения атмосферы, в том числе, фенолами. Фенольное загрязнение атмосферы оказывает отрицательное действие на живые организмы и на технические сооружения.
Установлено, что при комбинированном действии с некоторыми веществами фенолы обладают эффектом суммации. Из этих смесей наиболее важные: фенол + сернистый ангидрид (I), (I) + диоксид углерода (II), (II)+ диоксид азота. Эти смеси наиболее характерны как загрязнители для атмосферы городов нефтегазового региона севера Тюменской области.
Фенольные соединения присутствуют в реках, озерах, болотах, подземных водах нефтегазового региона. Отсутствуют данные, позволяющие достаточно полно охарактеризовать различные воды по количественному и качественному содержанию фенольных соединений. Часто фенолы определяются суммарно не только без индивидуальной дифференциации, но даже без групповой. Это серьезно препятствует решению ряда не только научных, но и важнейших практических задач.
В незагрязненных водах существует два главных процесса, приводящих к поступлению фенольных соединений, - прижизненное выделение (экскреция) водными растениями и животными, и микробиологическое разложение растительных остатков. Наиболее обогащены фенольными, как и другими органическими веществами, поверхностная пленка воды и донные осадки. Здесь же наиболее активно происходят разнообразные химические и биохимические превращения. Попадание нефти в водоемы приводит к изменению физико-химических форм и перераспределению естественного распределения фенолов в водной среде и скорости их превращений.
Большое количество природных фенолов присутствует в таежных и тундровых реках, а наибольшее содержание характерно для болотных вод. Большие и малые реки Тюменского Севера содержат значительные количества гумусовых кислот. Кроме гумусовых кислот, в воде присутствуют другие высокомолекулярные соединения фенольной природы - лигнин и дубильные вещества.
Содержание фенольных соединений в поверхностных водах по количеству и разнообразию значительно превосходит содержание их в подземных водах. Фенольные соединения в зависимости от особенностей состава, строения и концентрации оказывают определенное влияние на общие и специфические показатели воды. Фенолы способны изменить прозрачность и цветность воды, влиять на величину рН, на концентрацию растворенного кислорода, на перманганатную и бихроматную окисляемость, на биологическое потребление кислорода (БПК5), на химическое потребление кислорода (ХПК), а также на гидробиологические показатели-биомассу фитопланктона, на валовую первичную продукцию и на бактериологические - индекс сапрофитности и внутриводоемное продуцирование органического вещества.
Фенолокислоты способны угнетать рост и развитие синезеленых водорослей. Но в этих же концентрациях эти кислоты не ингибируют развитие зеленых, диатомовых и других водорослей. Таким образом, фенольные метаболиты могут быть регуляторами группировок фитопланктона.
Фенолы не только переводят металлы из растворенного в воде состояния, но и способствуют миграции элементов в гидросфере. Концентрация фенолов в воде некоторых таежных и тундровых рек Сибири составляет следующие величины (мг/л): Обь - 0.002, Енисей - 0.003, Лена - 0. 004, Индигирка - 0.04 [Siklomanov et al.,1993]. В значительной степени содержание фенолов в перечисленных реках обусловлено техногенным загрязнением. Обь загрязнена менее чем другие крупные реки Сибири. Ежегодный вынос фенолов в акваторий Белого моря составляет 52т/г. Почвенные фенолы существуют в нескольких формах: свободные, связанные и прочносвязанные с почвенной матрицей и не передвигающиеся в профиле почвы, Соотношение между ними определяется химической структурой фенолов и совокупностью почвенных условий. Определенная часть фенолов связана с почвенными липидами, другая -с углеводами, с другими органическими, а также минеральными веществами. В"чистых" почвах нефтегазового региона, не подверженных загрязнению техногенными фенолами, содержание фенолов не выходит за пределы ПДК. При загрязнении в результате разлива нефти, попадания сточных вод промышленных или коммунальных предприятий концентрация фенолов может в несколько раз превосходить ПДК. Разложение фенолов вследствие преобладания низких температур, слабого развития деятельности микроорганизмов и преобладания гумидных почв протекает заторможенно.
Связывание фенолами токсичных веществ - тяжелых металлов, пестицидов[9], радиоактивных элементов - другая важнейшая биосферная функция фенолов, в результате которой происходит снижение токсичности связанных веществ и в той или иной мере изменяется характер их поведения. В детоксицирующей роли почв, грунтовых вод, почвенных растворов определяющее место принадлежит фенольным соединениям. Превращения фенолов в природной среде находятся под влиянием ряда факторов: температуры, влажности, реакции среды (величин рН) и окислительно-восстановительного потенциала (Еh), минералогического состава, присутствия органических веществ (в том числе загрязнителей), плотности почвы, аэрации, каталитических свойств веществ и т.д.
Список литературы
1. Запрометов М. Н. Фенольные растения растений и их биогенез // Итоги науки и техники. Серия биологическая химия. ВИНИТИ, 1988, 27, с. 4-186
2. Минаева В.Г. Флавоноиды в онтогенезе растений и их практическое использование. Новосибирск. Наука. Сибирское отделение, 1978. 254 с.
3.Метлицкий Л. В. Место и роль фенольных соединений в явлении фитоиммунитета // Тезисы докладов по фенольным соединениям. Алма-Ата. 1970. с.104-105
4.Кабиев О.Н., Балмуханов С.Б. Природные фенолы - перспективный класс противоопухолевых и радиопотенцирующих соединений. М.: Медицина, 1975.190 с.
5.Гончаров И. В. Геохимия нефтей Западной Сибири. М.:Недра. 1987.с.85-90
6.Туров Ю. П., Шоботкин И.Г., Унгер Ф. Г. Анализ ысокомолекулярных нефтяных фенолов методом масс- спектрометрии // ПЕТРО-МАСС. Междунар. конф. стран-чл. СЭВ, Таллин,18-21 сент. 1988, Тез. докл.Таллин,1988, с.75
7. Исидоров В. А. Органическая химия атмосферы. Л.: Химия. 1985. 189с.
8. Grosjein D. Atmospheric reaction of orto cresol: gas phase аnd aerosol products // Atmos. Environ., 18984, 18, N8, p.1641-1652
9. Елин Е.С., Игнатова В.А. Межмолекулярные взаимодействия соединений, содержащих фосфорильную группу, с фенолами //Журнал общей химии, 1997, 67, в.7, с. 1163-1165