Вода глазами военного химика (стр. 8 )

И всё же является ли ячейка воды биологическим компьютером, способным запоминать и передавать информацию? На наш взгяд она не трансферабельна, так как структура воды в такой ячейке хаотична, не управляема, в ней кроме циклических построений обязательно присутствуют и линейные цепочечные структуры, постоянно распадающиеся и вновь образующиеся. Поэтому ячейка воды не может стать информационной для всей воды. Невозможно стаканом заговоренной воды освятить всё озеро, как утверждает автор [154]. Ещё сложнее оценить воздействие экстрасенсов через воду на человека. Действительно человек на 80% состоит из воды, которая входит в миллиард его клеток. Но в действительности это не вода, а сложные биологические растворы с концентрацией неорганических солей порядка 10-2 моля и специфичные для каждого органа: для крови - одни, для печени - другие, для нервных клеток - третьи и т. д. Так, существует ли единый информационный стержень, пронизывающий наш организм, и что это за наука биоэнерготерапия, в которой главную роль играет вода как передатчик информации [154]? Возможно, что на эту роль больше подходит живая клетка, вирусы или человеческий организм, такой уязвимый, но всё таки приспособленный к метаболизму и воспроизведению[155].

ТЯЖЁЛАЯ ВОДА

Тяжёлая вода - это окись дейтерия (D2O), изотопная разновидность воды, молекулы которой вместо водорода содержат атомы дейтерия. Она имеет большую плотность, вязкость, теплоёмкость, температуру кипения. (Т. пл. 3,813°С, т. кип. 101,43°С, d= 1,104).

В природных водах на один атом дейтерия приходится 7000 атомов водорода. Дейтерированную воду получают двумя способами: изотопным обменом между молекулами воды и сероводорода ( НDS + H2O«H2S + HDO), затем D2O выделяют ректификацией; другой способ – многоступенчатый электролиз остатка электролита. D2O применяется как теплоноситель в ядерных реакторах, как изотопный индикатор для изучения химических реакций, для изотопного обмена и как растворитель в ЯМР - спектроскопии. Тяжёлая вода легко и количественно обменивает подвижные атомы водорода в спиртах, ацетиленах на дейтерий. По сравнению с обычной водой она труднее образует дейтериевые связи, труднее растворяет ингредиенты, поэтому тяжёлая вода замедляет биологические процессы, действует угнетающе на живые организмы.[8]. Возможно, что на каких-то планетах её гораздо больше, чем на Земле, и она там играет более важную роль.

«ЖИВАЯ» И «МЁРТВАЯ» ВОДА

В этой воде нет ничего мистического, сверхъестественного, сказочного. Она получается достаточно просто в результате электролиза обычной природной воды. Сосуд с природной водой разделяют перегородкой, в каждом из отделений помещают по электроду и через один пропускают постоянный электрический ток. Обычная природная вода минерализованна, в ней содержится 1-10 г/л солей, что вполне достаточно для электролиза. В процессе электролиза, электрод, соединённый с положительным полюсом источника тока, называется анодом. На нём происходит процесс окисления аниона и обычно выделяется кислород, хлор и происходит растворение материала анода, если он не инертный. Электрод, соединённый с отрицательным полюсом, называется катодом. На катоде обычно выделяется водород или соответствующий металл. Католит подщелачивается до рН=10-11, жёсткие карбонаты Са и Мg выпадают в осадок. Католит - «живая вода» поглощает СО2 из воздуха и карбонизуется до NаНСО3. Анолит - « мёртвая вода» подкисляется до рН=3-4, в нём могут содержаться гипохлориты, персульфаты, перкарбонаты. Состав «живой» и «мёртвой» воды зависит от материала диафрагмы, от состава природной воды и от условий электролиза, т е. электродов, плотности тока, температуры, продолжительности процесса. С 1994 г. налажен выпуск бытовых электроактиваторов с анодом из графита и катодом из пищевой нержавеющей стали. Католит считается мощным биостимулятором, легко проникает через биологические мембраны, повышает усвоение пищи, способствует выведению шлаков из организма, используется для прорастания семян, полива растений. Анолит прекрасный дезинфектор, используется для полоскания носа, рта, горла при простудах и эпидемии. В медицинской литературе нет серьёзных публикаций по свойствам активизированной воды, но отмечается полезность её применения одновременно с проведением массажа, гимнастики, с использованием компрессов на её основе. [141]. В последние годы всё более широкое распространение получает метод электролитического получения водных растворов гипохлорита натрия из растворов поваренной соли. Соли хлорноватистой кислоты ( NaCIO ) вследствие высокой окислительной способности находят широкое применение в качестве дезинфицирующих и отбеливающих средств. Обычно электролиз проводят в ваннах типа « Сименс-Гальске» с анодами из платины, графита или титана. Полученные растворы содержат 15-30 г/л активного хлора, причём расход электроэнергии достаточно высок. Разработаны конструкции проточных электролизёров с графитовыми и засыпными магнетитовыми электродами. Последние используют на станциях водоочистки вместо жидкого хлора. Описаны электролизёры для получения гипохлорита натрия из морской воды. Недостатком метода является большой расход соли.

Нами некоторе время использовался электролизёр с постоянным током с электрдами типа «труба в трубе» из титана для непрерывного получения раствора гипохлорита натрия. К сожалению, при использовании этого метода концентрация активного хлора была менее 1 г/л, даже в щелочной среде растворы оказывались нестабильными и требовали непосредственного использования. Этот метод нашёл практическое применение для обеззараживания пиьевой воды вместо жидкого хлора при подачи её в питьевые трубопроводы в г. Балаково. При этом отмечался большой расход электроэнергии, поваренной соли и солёный привкус питьевой воды.

Многие вредные примеси, содержащиеся в питьевой воде невозможно уничтожить обычным кипячением. Это относится к ржавчине, хлорфенолам, диоксинам и т. д. Очистить воду от них помогают фильтры. Фильтры АКВАФОР успешно прошли проверку и имеют сертификат на соответствие международному стандарту. Высокое качество очистки обеспечивает в них гранулированный активированный уголь и волокно Аквален. Фильтры АКВАФОР выпускаются промышленостью в виде нескольких моделей. Наиболее простой – АКВАФОР кувшин с ресурсом 300 л, АКВАФОР - фаворит с ресурсом до 15000 л требует установки в водопровод. Аналогично АКВАФОРУ выпускаются фильтры типа БАРЬЕР.

На водоочистных сооружениях г. Москвы и г. Крондштата для питьевой воды используют озонаторные установки типа «Озонит» производительностью 1 и 3 кг озона/час. Озон является аллотропической модификацией кислорода и при нормальнх условиях представляет собой газ бледно голубого цвета с т. кип. –111,9С˚. Озон имеет высокий окислительно-восстановительный потенциал, который является причиной его активности по отношению различного рода загрязнениям воды, включая микроорганизмы. При диспергировании озона в воду ( в виде газовых смесей О3+О2 ипи О3+ воздух) осуществляются три основных процесса - окисление, дезинфекция и обогащение воды кислородом. Процесс энергоёмкий, так как применяется электросинтез озона в барьерном разряде с напряжением до 20 кВ, а также кондиционирование и компресирование воздуха. Для промышленных целей используются озонаторы ОП-121 и ОП-510, производимые в г. Курган.

ПЕРЕКИСЬ ВОДОРОДА И ВОДА

Перекись водорода выпускается в промышленности в виде 30 и 80% водных растворов. Как дешёвый антисептик она использовалась наряду с антибиотиками во время войны при ранениях.

Доктор Фаррм предложил использовать перекись водорода для оксигенации тканей организма кислородом с целью лечения целого ряда заболеваний. По его мнению, с помощью внутривенного вливания Н2О2 можно успешно бороться с заболеваниями головного мозга, сердечно-сосудистыми заболеваниями, астмой, раком. Имеется несколько версий о действии перекиси водорода на организм человека. По одной из них перекись водорода в организме взаимодействует с каталазой и лейкоцитами крови. При этом выделяется кислород, который насыщает сердечную мышцу и ткани, препяствуя развитию раковых клеток.[143, 144,145]. По другой версии Н2О2 активирует деятельность лейкоцитов, выполняющих функцию «киллеров» чужеродных клеток. В третьих, возможно, она в митохондриях нормализует окислительно-восстановительные процессы за счёт восстановления иммуной и энергосистемы. Успешно применяется перекись водорода при лечении парадонтоза. Её деятельность успешно сочетается с использованием УФ, витамина С.

Аналогично анолиту действует и слабый раствор КМnO4 . Возможно, как и перекись водорода, она активирует группу ферментов, ответственных в организме человека за обезвреживание супероксидных радикалов. Замедление роста численности железобактерий зафиксировано при использовании этих реагентов в рыбопитомниках.[142].

СЕРЕБРЯНАЯ ВОДА

Ещё со времён походов А. Македонского, солдаты которого страдали от плохой воды кишечными заболеваниями, стало известно о лечебных свойствах серебряной воды. Серебро в концентрации 10 мг/л убивает более 200 видов микробов. Готовят серебряную воду так: в отстоенную от хлора воду на 3-4 часа помещают изделие из серебра или соли серебра. Другой метод-электролиз водных растворов с анодом из серебра. Время электролиза - 0,5-5 минут, и вода готова к употреблению. Используется такая вода очень широко и в хозяйственных и в медицинских целях. Промышленность выпускает ряд приборов для получения серебряной воды. Это такие приборы как «Георгий», » Серебряный поток», « Новотон ИС-112».[146]. В экстренных случаях для обеззараживания воды в питьевых целях можно использовать иод или таблетки, содержащие гипохлорит натрия, марганцовку и т. д.

ГИДРАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОНА

Кроме крупных щелей в структуре воды существуют и мелкие полости диаметром 4-6 Å, в которых могут находиться гидратированные электроны. Впервые возможность существования гидратированного электрона была предсказана Р. Платцманом в 1953 г. Он писал, что облучённая вода синеет, но мы только этого не видим. Сольватированные электроны в жидком аммиаке можно видеть невооружённым глазом (синяя окраска раствора), а в воде её нет, потому что спектр поглощения сольватированного электрона в воде расположен при 7200 Å, а в аммиаке он смещён в сторону более длинных волн -14700А°. Почти во всех растворителях сольватированные электроны имеют одиночные растянутые полосы поглощения, максимумы которых располагаются в разных местах спектра. Полосы тем шире, чем сильнее электрон делокализован в растворе, то есть чем больше размер полости. Спектр ЭПР электрона в воде показывает, что он находится в полости, так как отсуствует его взаимодействие с молекулой воды. Но время его существования в воде составляет 1.10-3сек. В аммиаке и в некоторых других жидкостях (в амидах, гексаметилфосфортриамиде) сольватированные электроны живут до нескольких суток. Гидратированные электроны можно получать при взаимодействии атомарного водорода с гидроксильным ионом. Реакцию наблюдали при облучении водных растворов щелочей g-лучами, а также в растворах, содержащих ионы фтора:

Н· + ОН - D Н2О + е- (Н2О)

Кравн.= 2.104 моль-1.л,

Н· + F - D е-(Н2О) + НF

Растворение щелочных металлов в воде и аммиаке также приводит к сольватированным электронам: К + Н2О ®К+ + е- ( Н2О ) и Ме + жNH3 ® Ме+(NH3) + е - ( NH3) Гидратированный электрон выступает в роли донора и является сильным восстановителем. C ним могут реагировать сотни неорганических и органических соединений. Диапазон констант скоростей для D2О меняется от 1011до 1,3 л. моль-1сек-1 . Для обычной воды константа на порядок выше. Значение константы скоростей захвата гидратированного электрона молекулой ацетона на четыре порядка выше ( 5,6.109л. моль-1сек-1), чем молекулой мочевины. Гидратированный электрон может послужить средством для исследований структуры воды. К химии гидратированного электрона значительный интерес проявляют электрохимики, занимающиеся вопросами перехода электронов в раствор, так как существует представление, что многие электрохимические процессы проходят через образование гидратированных электронов. Последние являются уникальным средством исследования выделения «дешевого» водорода путём электролиза воды с использованием атомной и солнечной энергии. [125]. Пытаются использовать воду (на Байкале) и как накопитель нейтрино.

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД

Проблема чистой воды в наши дни является одной из самых насущных и приходиться отметить, что чистая вода становится всё большей редкостью. Это происходит из-за просачивания бытовых и промышленных отходов в подпочвенные водные горизонты. Особо опасными загрязнителями воды являются соли тяжёлых металлов, фенолы, пестициды, синтетические органические вещества, которые находятся в стоках химических производств. Такие вещества представляют наибольшую угрозу для природы, так как многие из них трудно разлагаются и в течение длительного времени сохраняются в окружающей среде, оказывая неблагоприятное воздействие на живые организмы. Из крупных речных бассейнов наибольшую нагрузку как по водопотреблению, так и по загрязнению испытывают Волга, Днепр, Дунай, Миссипи, Ганг. В 1991 г. в РФ со сточными водами сброшено в водоёмы (в тыс. т.):1200 взвешенных веществ, 190 аммонийного азота, 58 фосфора, 50 железа, 30 нефтепродуктов, 11 СПАВ, 2,1 цинка и т. д.

Очитка промышленных сточных вод представляет одну из наиболее трудных инженерных проблем. При этом широко используются физико - хические, электрохимические и биохимические методы очистки сточных вод. Для обезвреживания СВ используют окислители: хлор, гипохлорит, диоксид хлора, перекись водорода, озон, кислород ( например: от цианидов, сероводорода, третичных аминов, мышьяка-III и т. д.). Необходимо отметить, что несмотря на значительный опыт применения хлора для обезвреживания воды, метод обработки сточных вод «активным» хлором имеет ограниченное применение из-за возможности образования хлорированных продуктов(CICN, хлораминов, хлорфенолов). Известна токсичность хлорциана, который перед второй мировой войной как основное ОВ состоял на вооружении армии США. При стоянии CICN полимеризуется в мало растворимый хлорангидрид циануровой кислоты, мягкий гидролиз которого щелочами приводит к солям дихлоризоциануровой кислоты. Её соли находят широкое применение в качестве моющих, отбеливающих и дегазирующих средств. Применение хлора и образование хлорфенолов также опасно возможностью появления диоксинов. Реакция триэтиламина с гипохлоритом приводит к нестойким хлорированным аминам:

(СН3СН2)3N + HOCI®(CH3CCI2)3N.

Гораздо реже используют для очистки стоков такие восстановители, как формалин, двухвалентное железо, соли сернистой кислоты.

Для очистки сточных вод от пестицидов применяют адсорбенты: активированный уголь (БАУ, СКТ, АР-3, КАД), коагулянты - соли трёхвалентного железа и алюминия, катиониты, аниониты, сополимеры дивинилбензола, синтетические волокна [126]. Сорбционные методы используют также для очистки технологических вод от катионов металлов на предприятиях металлообработки и машиностроения. Загрязнения сточных вод металлами и цианидами представляет особую опасность, посколько они не разлагаются биологически и токсичны. Стоки от гальванических покрытий содержат минеральные кислоты и щелочи, соединения шестивалентного хрома, соли меди, никеля, цинка, кадмия, цианидные соединения. После реагентной очисткидля низко концентрированных стоков хорошо зарекомендовал себя метод ионного обмена. Очистка с помощью сильнокислых катионитов марки КУ-2-8, Ку-23, Ку-2-20( - SO3H) применяется для многовалентных металлов: Сr3+, Al3+, Pb2+,Sr2+, Ni2+, Cd2+,Cu2+,Zn2+ и др. Слабокислые катиониты марки КБ-4, КБ-4п-2. Ку-23 (-COOH) применяются для улавливания неионогенных ПАВ и металлов: H+, Cu2+, Pb2+, Zn2+,Ni2+,Cd2+, Mg2+,NH+ и др. В процссе очистки обменная ёмкость ионитов постоянно снижается. При достижении 90 % замещения ионоактивных групп производится регенерация ионитов 7-8% раствором соляной кислоты, в результате которой катионит переводится в Н+-форму, анионит переводится в ОН - форму 4-5% раствором гидроксида натрия. В среднем концнтрация элюатов 50 раз выше концентрации стоков поступающих на очистные сооружения. Элюаты от регенерации направляются на нейтрализацию или обработку с целью утилизации ценных продуктов. В промышленности реализованы ряд проектов с замкнутыми циклами по воде, с безотходным использованием металлов и кислоты. Широкое применение ионообменных смол сдерживается высокой дороговизной последних.

В нефтехимической
промыленности в качестве коагулянтов широко используют соли алюминия. Но в связи с дефицитом сульфата алюминия целесообразно вместо него использовать гидросульфат алюминия Al2(SO4)2(OH)13H2O и хлориды алюминия, получающиеся из отходов алюминия и абгазной соляной кислоты. Использование основных хлоридов алюминия успешно применено на предприятиях нефтехимической промышленности для очистки стоков от нефтепродуктов[127].

Метод коагуляции с последующим осаждением взвешенных примесей был предложен нами для создания локальных очистных сооружений при производстве НТФК на Ново-Чебоксарском НПО. В процессе производства НТФК образуются сточные воды в количестве ~300-500 м3/ сутки, содержащие наряду с ортофосфатами ~2 г\л НТФК, либо её соли. Эти воды направлялись на сжигание, так как не могли быть сброшены на биологические очистные сооружения, что экономически и экологически нецелесообразно. В результате проведённых исследований для очистки этих вод предложено в качестве коагулянтов использовать соли кальция, железа и алюминия. В условиях лабораторных опытов концентрация НТФК снижалась по фосфору на 99%, по ХПК на 94,5%. Установлены оптимальные соотношения металл: кислота и оптимальные условия осаждения. Для Са:Р=3:1, рН=9-11; для Fe: Р=1:1, рН=2-3; для Аl:Р=2:1, рН=4-6. Полученные осадки могут найти применение в сельском хозяйстве в качестве микроудобрения. [128].

ВКЛАД БИОТЕХНОЛОГИИ В ПРОБЛЕМУ

УНИЧТОЖЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ

При уничтожении химического оружия возникают отходы в виде реакционных масс, превышающие объёмом отравляющие вещества в несколько раз. Деструкция их термическим способом приводит к экологическим нагрузкам из-за выбросов дымовых газов, взвешенных частиц, аэрозолей мышьяка и фосфора, диоксинов.

Поэтому более сложной, но интересной выглядит предложенная нами технологическая схема очистки реакционных масс от мышьяка после детоксикации люизита щелочным методом с использованием окисления и электрокоагуляции. Сточные воды состава: ~3,5 г/л по мышьяку, ~20 г\л по ХПК, ~50 г/л по солям и рН12, полученные после разбавления реакционных масс, подвергались воздействию окислителя ( перекись водорода ) при рН 5-6 для перевода арсенит-ионов в арсенаты, и электрокоагуляции со стальными растворимыми электродами. Происходило выделение мышьяка в виде осадка с гидроксидом железа, который отфильтровывался и утилизировался. При необходимости сточные воды подвергались доочистке на адсорбционной колонне с цеолитом, импрегнированным гидроксидом железа III. Остаточное содержание мышьяка в очищенных водах не превышает 0,1 мг/л, рекомендовалось возвращать их в технологический цикл или сбрасывать на БОСы. Были выданы исходные данные на проектирование установки производительностью 3м3/сутки очищенных вод.[129].

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕСТРУКЦИЯ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ

СОЕДИНЕНИЙ

В последнее время за рубежом и в нашей стране всё более широкое распространение получает микробиологический метод очистки сточных вод химических производств с созданием локальных очистных сооружений в виде технологических узлов.[130].Многие физиологически активные вещества имеют в своём составе азот - содержащие группировки в виде третичных аминов, аминоспиртов, аминотиолов, амидов, циан-групп. Некоторые из азотсодержащих соединений входят в состав дегазирующих рецептур при уничтожении люизита, иприта, ФОВ.

В основе метода лежит применение полученных путём направленной селекции штаммов микроорганизмов-деструкторов синтетических азотсодержащих соединений. Эти вещества служат источниками углерода, азота и энергии в процессе жизнедеятельности бактерий..В результате многолетних исследований нами выделены 4 штамма микроорганизмов – деструкторов азотсодержащих органических веществ- аминов ( метил-и этиламины), аминоспиртов ( моноэтаноламин, N, N-диметил и N, N-диэтиламиноэтанолы), амиды (формамид и N-метилформамид), продуктов щелочной дегазации вещества Си-Эс (малононитрил, орто - хлорбензальальдегид ).Эти штаммы отнесены к: Nitrobacter winogradskyi 14, Pseudomonas diminuta 34, Pseudomonas mendocina 22, Bacillus subtilis 27. Максимальные испытанные концентрации веществ до 5000 мг /л. Степень деструкции составляет 49-100% в зависимости от режима культивирования (периодический или непрерывный). Конечным продуктом микробиологической деструкции аминов является аммиак. Разработана технологическая схема локальной микробиологической очистки в виде биофильтра, которая прошла апробацию в лаборатории на индивидуальных азотсодержащих органических веществах, на реакционных массах после первичной детоксикации Си-Эс и в производственных условиях на реальных высококонцентрированных стоках, содержащих моноэтаноламин и вещество Си-Эс. Производственная установка представляла накопительную ёмкость и биофильтр Ø 0,4м, Н=2м с загрузкой из органического стекла и стекловолокна высотой 1,2м. Производительность установки 40-100 л/час. Наращивание биоплёнки происходило в течении 16 суток при непрерывном орошении биофильтра специально подготовленной сточной водой: рН=6,5-7,0; Т=20-25ºС, с ХПК бихр от 500 до 4000 и подачи воздуха 5л/мин. После выхода на режим степень деструкции составляла по моноэтаноламину 95%, по ХПК бихр 85%. Стоки, прошедшие локальную очистку, сбрасывались на общезаводские БОСы.[131].

БИОДЕСТРУКЦИЯ ИПРИТНЫХ РЕАКЦИОННЫХ МАСС

При дегазации иприта водно-щелочной рецептурой образуются водные реакционные массы, имеющие в своём составе гидроксид натрия, моноэтаноламин, карбонат натрия, сульфонол. Остаточное содержание иприта не превышает 2-5.10-3 мг/мл. Процесс сжигания ипритных отходов несёт в технологическом цикле экологическую нагрузку вследствие выброса в атмосферу окислов азота, серы, хлорорганических отходов, серу содержащих диоксинов. Более экологически приемлимыми в этом плане являются биологические методы уничтожения ипритных отходов.

Поиск микроорганизмов-дестукторов ипритных реакционных масс прово - дился методом селективного отбора из многочисленного числа микроорганизмов из природных ниш, в том числе почв пос. Горный. В посевах обнаружено до 15-20 видов грамположительных и грамотрицательных бактерий и несколько разновидностей грибов. В ходе длительного культивирования с использованием в качестве субстрата продуктов гидролиза иприта методом направленной селекции из сообщества микроорганизмов выделены две чистые культуры. Изучены культурально-морфологические, физиологические, биохимические характеристики выделенных штаммов. На основании описанных свойств один штамм отнесён к роду Pseudomonas. Он осуществляет, очевидно, деструкцию углерод-тиольной связи, другой штамм принадлежит к хорошо известной группе - Tiobacillus okcidans и он осуществляет превращение сульфидной серы в сульфатную. Деструктирующая активность штаммов проверялась на жидких минеральных средах в течение 5 суток. Они разрушали продукты гидролиза иприта до природных соединений-хлоридов и сульфатов на 30-35%, органических продуктов на 30-40%. Наибольшую деструктирующую активность выделенные микроорганизмы проявляли в колонках с почвой и иммобилизованные на твёрдых носителях. Они разрушали органические продукты гидролиза иприта до хлоридов и сульфатов на 60-65% и по ХПК бихр. на 60%, при этом наблюдалось снижение рН с 8,5 до 4,0.С целью интенсификации процесса было предложено биологическую деструкцию ипритных реакционных масс проводить в две стадии. На первой стадии использовать консорциум микроорганизмов в анаэробных условиях. Для этого в реакторы объмом 1-5 л вносили до 20% адаптированного ила, микроэлементы, субстрат в виде реакционных масс, разбавленных в 15 раз. Создавали без кислородную среду и сбраживали содержимое при 50ºС в течении 24 суток. При этом степень очистки составляла по ХПК бихр до 60%, по сульфатам до 70%. Остаточный субстрат был подвергнут на второй стадии уже аэробной очистке с иммобилизованными на стекловолокне вышеописанными микроорганизмами. В результате ХПК бихр вновь понизилось на 60-70%, по сульфатам на 70-75%. Эти стоки после двухступенчатой очистки могут быть направлены на разбавление реакционных масс или на общезаводские биологические сооружения. Расчёты показывают, что при использовании биотехнологии, реакционные массы в количестве 7000 т могут быть уничтожены за 2-2,5 года при использовании стандартного оборудования, например, метатенков объёмом т, имеющихся на Курьяновской и на Люберецкой станциях очистки сточных вод.[132].

БИОДЕСТРУКЦИЯ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Микробиологическая трансформация реакционных масс, появляющихся после уничтожения фосфорорганических отравляющих веществ (ФОВ), экологически более эффективна в противовес термическим, так как ОВ и ксенобиотики используются микроорганизмами в качестве источника питания и энергии. С другой стороны совместно с физико-химическими методами очистки это один из подходов для создания малоотходных технологических процессов, позволяющих возвратить стоки в производство. С точки зрения надёжности, безопасности и экономичности - использование бактерий, естественным образом приспособленных для утилизации субстратов, рассматривается в мировой практике в качестве наиболее перспективного метода разложения органических остатков, добычи полезных ископаемых, очитки сточных вод.[133]. Известно, что кислотный и щелочной гидролиз фосфорорганичесих ОВ приводит в основном к кислородным эфирам фосфорной и метилфосфоновой кислот или их солям.

Отсуствие фундаментальных данных о микроорганизмах способных разрушать ФОВ до природных веществ заставило нас вести поиск бактерий старыми классическими методами с использованием ступенчатого мутационно-селективного отбора. Вследствие этого, отбор микроорганизмов проводился в многочисленных природных нишах, которые могли содержать выше описанные субстраты. Методом накопительных культур на искуственных средах с примененим в качестве субстрата триметилфосфата из более чем 20 культур удалось выделить микроорганизм эффективно разрывающий P-OR связь. Исследование морфологических и физико-биохимических свойств позволили отнести выделенный микроорганизм к Pseudomonas aurofaciens. Иммобилизованная в колонках на почве с керамзитом в условиях непрерывного культивирования данная культура оказалась способной разрушать до неорганических фосфатов не только триметилфосфат, но и целый ряд других органических фосфатов в достаточно высоких концентрациях. [134,135]. Таблица № 10

Данные по разрушению органических фосфатов.

Вещества	Концентрация мг/л	Содержание Р неорг мг/л после очистки	Степень очистки Р неорг%
СН3ОРО(ОNa)2	2500	500	100
C2H5OPO(ONa)2	2740	495	99
C6H5OPO(ONa)2	4000	481	99
(C2H5O)2POONa	1180	198	95
(C2H5O)2PONa	1130	196	98
(CH3O)2POOCH=CCI2	930	121	95
(CH3O)3P=O	1108	240	99
(C2H5O)3P=O	1333	78	35
(C2H5O)2P=S SNa	537	63	79

Из таблицы видно, что Pseudomonas aureofaciens C-O-P способен к деструкции сложных ФОС. Простейшие алкоксифосфаты (монометил, моноэтил, монофенилфосфаты) разрушаются до неорганического фосфора 99-100% в достаточно высоких концентрациях до 500 мг/л. Диэтилфосфат способен разрушаться этим штаммом на 95% лишь в концентрации 200 мг/л по фосфору, также разрушается и диэтилфосфит. Увеличение концентрации этих веществ ингибирует процесс деструкции. Так, дихлофос рарушается на 95% при концентрации130 мг/л по фосфору, а дитиофосфат на 75%в концентрации 80 мг/л по фосфору. Таким образом, штамм Pseudomonas aureofaciens C-O-P способен разрушать достаточно разнообразные по классам ряды ФОС. Эффективность биодеградации зависит от химической структуры соединений, характера и положения заместителей при атоме фосфора.

Представлялось интересным изучить некоторые количественные кинетические закономерности процесса разрушения алкилфосфатов выделенным штаммом. Исследования проводились в ЖМС при периодическом культивировании с фенилфосфатом в качестве субстрата. Зависимость удельной скорости роста штамма от концентрации фенилфосфата представляет гиперболическую кривую, которая описывается достоверно уравнением Михаэлиса-Ментена. Графически определены максимальная удельная скорость роста штамма, равная 0,149 г/л. час и константа Михаэлиса, равная 0,15 г/л, наилучший рост биомассы происходит при 25ºС. Показано, что разрушение фенилфосфорной кислоты носит последовательный характер. Вначале происходит разрушение Р-О-С с образованием фенола с последующим разрушением фенольного кольца. Можно предположить, что штамм содержит как фосфатазы, так и оксиредуктазы, ответственные за окисление фенола. . Этот штамм не разрушал С-Р связь в метилфосфоновой кислоте.