Специалисты Института химии и химической технологии СО РАН и Сибирского федерального университета впервые составили перечень фенольных соединений, которые могут поступать в воду реки Енисей в результате разложения затопленной древесины.

При строительстве крупных гидроэлектростанций в СССР вырубку окружающих лесов сочли экономически невыгодной и огромное количество деревьев просто затопили. На сегодняшний день в России и странах ближнего зарубежья существует около двухсот таких ГЭС, наиболее крупные сосредоточены в Ангаро-Енисейском регионе. Затопленная древесина под действием грибов и бактерий разлагается, а продукты её разложения зачастую бывают токсичными. Особое беспокойство экспертов вызывают фенолы, присутствующие в древесине как в свободном, так и в связанном виде. По данным многолетних наблюдений постов Росгидромета, фенолы представляют собой одно из основных веществ, загрязняющих Енисей.

Фенолы – токсичные соединения, способные даже при небольшой концентрации резко ухудшать качество воды. В токсикологическом и органолептическом отношении фенолы неравноценны. Например, простой фенол и крезолы (метилфенолы) обладают более сильным запахом при хлорировании и более токсичны. Предельно допустимая концентрация (ПДК) в питьевой воде и воде рыбохозяйственных водоёмов составляет 1 мкг/л. При хлорировании содержащей фенолы воды образуются устойчивые хлорфенолы, малейшие следы которых придают воде неприятный привкус и запах. К счастью, фенолы химически нестойки, но в воде они разрушаются с разной скоростью: быстрее всех – собственно фенол, медленнее – крезолы, ещё медленнее – ксиленолы (демитилфенолы). Поэтому ПДК по разным фенолам различаются на несколько порядков.

Вода, содержащая фенол, может быть опасной для человека, так как это вещество без труда проникает в организм через кожу. Даже невысокие концентрации соединения при частых воздействиях способны нанести вред здоровью, например вызвать язвы во рту или спровоцировать диарею; высокие дозы могут привести к необратимым последствиям.

Исследователи давно изучают проблему загрязнения фенолом Енисея, однако «поимённый» перечень фенольных соединений, образующихся при разложении затопленной тайги, до сих пор не был составлен.

Существующие методы либо не позволяют определить конкретные фенолы, либо используют обобщённые показатели загрязнения, например фенольный индекс. Но этот показатель не отражает реальной ситуации, поскольку при допустимом фенольном индексе ПДК по отдельным фенолам может быть превышена.

Красноярские учёные разработали методики определения индивидуальных фенолов с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии и капиллярного электрофореза. Используя эти методики, они поставили модельные эксперименты, которые впервые позволили составить список конкретных фенолов, входящих в СанПиН по питьевой воде, которые могут попасть в Енисей при разложении древесных отходов.

Учёные работали с водными экстрактами древесины лиственницы сибирской (Larix sibirica). Они поместили в закрытые трёхлитровые ёмкости опилки, кору, почву или смесь почвы с корой или опилками и залили их енисейской водой. Эти банки простояли шесть месяцев при естественном освещении и температуре, а затем исследователи определили наличие в них различных фенольных соединений – оно зависит от содержащихся в воде микроорганизмов. Так, в присутствии почвенных микроорганизмов из древесных отходов выделяется не только фенол, но и его производные, в том числе резорцин и пирокатехин, а также крезолы. Из коры выделяется больше фенолов, чем из опилок, что, вероятно, связано с большим содержанием в ней лигнина: в коре его около 40 процентов, в опилках – 26 процентов. Почва тоже выделяет фенолы, но в меньшем количестве, чем древесина, поскольку почва состоит из самых устойчивых к биоразложению структур.

Методики, разработанные красноярскими исследователями, могут быть использованы для комплексного мониторинга природных вод. С их помощью можно получать информацию о том, какие фенолы и в каком количестве присутствуют в воде, а также об источниках фенольного загрязнения.

Работа поддержана ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009–2013 годы и ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007–2013 годы».

Источник информации:

В. В. Сурсякова, Л. Г. Бондарева, Г. В. Бурмакина, А. И. Рубайло «Новые подходы к выявлению источников поступления фенолов в поверхностные водоёмы». Доклады Академии наук, 2011, том 441, № 6.