Polyklorerade bifenyler ( PCB ), eller polyklorerade bifenyler ( PCB ), är en grupp organiska föreningar som inkluderar alla klorsubstituerade derivat av difenyl (1-10 kloratomer kopplade till vilken kolatom som helst i difenylen, vars molekyl består av två bensenringar ) som uppfyller den allmänna formeln C 12 H 10− n Cl n .
De syntetiserades första gången 1929 . Egenskaperna hos denna grupp av ämnen är dielektricitetskonstanten 2,5-2,7 [1] , mycket hög värmeledningsförmåga och relativt hög flampunkt (från 170 till 380°C), vilket gjorde det möjligt att använda för värmeavledning i transformatorer och kapacitiv elektrisk ingenjörskonst [1] . Färglösa och luktfria, PCB är också kemiskt stabila. Av dessa skäl har PCB tillsatts i många material.
Polyklorerade bifenyler (PCB) tillhör gruppen av långlivade organiska föroreningar ( POP ), vars övervakning i luft, vatten och mark är obligatorisk i utvecklade industriländer på grund av deras höga miljö- och folkhälsorisker.
Polyklorerade bifenyler är en klass av föreningar med molekylformeln C 12 H 10-n Cl n , där n är graden av substitution. [2]
| Congener grupp | Molekylär massa | Ångtryck , Pa | Löslighet i vatten, mg / dm 3 | log K s |
|---|---|---|---|---|
| Monoklorbifenyl | 188,7 | 0,9–2,5 | 1,21-5,5 | 4,3–4,6 |
| diklorbifenyl | 223,1 | 0,008—0,60 | 0,06–2,0 | 4,9–5,3 |
| triklorbifenyl | 257,5 | 0,003–0,22 | 0,015–0,4 | 0,015–0,4 |
| tetraklorbifenyl | 292,0 | 0,002 | 0,0043—0,01 | 5,6—6,5 |
| Pentaklorbifenyl | 326,4 | 0,0023—0,051 | 0,004—0,02 | 6,2–6,5 |
| Hexaklorbifenyl | 360,9 | 0,0007—0,012 | 0,00040—0,0007 | 6,7—7,3 |
| heptaklorbifenyl | 395,3 | 0,00025 | 0,000045 | 6,7-7 |
| Oktaklorbifenyl | 429,8 | 0,00006 | 0,0002—0,0003 | 7.1 |
| Nonaklorbifenyl | 464,2 | — | 0,00018—0,0012 | 7.2–8.16 |
| Dekaklorbifenyl | 498,7 | 0,00003 | 0,000001 | 8,26 |
Det finns upp till 209 individuella föreningar som skiljer sig åt i graden av klorsubstitution av väteatomer i bensenringar, samt placeringen av kloratomer i olika isomerer, vilket är av stor biologisk och medicinsk betydelse.
Bensenringar kan placeras i samma plan ( i samma plan ) eller i en vinkel mot varandra (upp till 90°). Detta underlättas av frånvaron eller monosubstitution av kloratomer i ortopositionen (2,6,2',6' i figuren med PCBs kemiska struktur) [2] .
IUPAC-klassificeringsnummer och positioner för klorsubstituerade atomer: [3]
| IUPAC nr. | Strukturera | IUPAC nr. | Strukturera | IUPAC nr. | Strukturera | IUPAC nr. | Strukturera |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ett | 2 (monoklor) | 56 | 2,3,3',4 (tetraklor) | 111 | 2,3,3',5,5' | 166 | 2,3,4,4',5,6 (hexaklor) |
| 2 | 3 (monoklor) | 57 | 2,3,3',5 (tetraklor) | 112 | 2,3,3',5,6 | 167 | 2,3',4,4',5,5' |
| 3 | 4 (monoklor) | 58 | 2,3,3',5' (tetraklor) | 113 | 2,3,3',5',6 | 168 | 2,3',4,4',5',6 |
| fyra | 2,2' (diklor) | 59 | 2,3,3',6 (tetraklor) | 114 | 2,3,4,4',5 | 169 | 3,3',4,4',5,5' |
| 5 | 2,3 (diklor) | 60 | 2,3,4,4' (tetraklor) | 115 | 2,3,4,4',6 | 170 | 2,2',3,3',4,4',5 |
| 6 | 2,3' (diklor) | 61 | 2,3,4,5 (tetraklor) | 116 | 2,3,4,5,6 | 171 | 2,2',3,3',4,4',6 |
| 7 | 2,4 (diklor) | 62 | 2,3,4,6 (tetraklor) | 117 | 2,3,4',5,6 | 172 | 2,2',3,3',4,5,5' |
| åtta | 2,4' (diklor) | 63 | 2,3,4',5 (tetraklor) | 118 | 2,3',4,4',5 | 173 | 2,2',3,3',4,5,6 |
| 9 | 2,5 (diklor) | 64 | 2,3,4',6 (tetraklor) | 119 | 2,3',4,4',6 | 174 | 2,2',3,3',4,5,6' |
| tio | 2,6 (diklor) | 65 | 2,3,5,6 (tetraklor) | 120 | 2,3',4,5,5' | 175 | 2,2',3,3',4,5',6 |
| elva | 3,3' (diklor) | 66 | 2,3',4,4' (tetraklor) | 121 | 2,3',4,5',6 | 176 | 2,2',3,3',4,6,6' |
| 12 | 3,4 (diklor) | 67 | 2,3',4,5 (tetraklor) | 122 | 2',3,3',4,5 | 177 | 2,2',3,3',4',5,6 |
| 13 | 3,4' (diklor) | 68 | 2,3',4,5' (tetraklor) | 123 | 2',3,4,4',5 | 178 | 2,2',3,3',5,5',6 |
| fjorton | 3,5 (diklor) | 69 | 2,3',4,6 (tetraklor) | 124 | 2',3,4,5,5' | 179 | 2,2',3,3',5,6,6' |
| femton | 4,4' (diklor) | 70 | 2,3',4',5 (tetraklor) | 125 | 2',3,4,5,6' | 180 | 2,2',3,4,4',5,5' |
| 16 | 2,2',3 (triklor) | 71 | 2,3',4',6 (tetraklor) | 126 | 3,3',4,4',5 | 181 | 2,2',3,4,4',5,6 |
| 17 | 2,2',4 (triklor) | 72 | 2,3', 5,5' (tetraklor) | 127 | 3,3',4,5,5' | 182 | 2,2',3,4,4',5,6' |
| arton | 2,2',5 (triklor) | 73 | 2,3',5',6 (tetraklor) | 128 | 2,2',3,3',4,4' (hexaklor) | 183 | 2,2',3,4,4',5',6 |
| 19 | 2,2',6 (triklor) | 74 | 2,4,4',5 (tetraklor) | 129 | 2,2',3,3',4,5 (hexaklor) | 184 | 2,2',3,4,4',6,6' |
| tjugo | 2,3,3' (triklor) | 75 | 2,4,4',6 (tetraklor) | 130 | 2,2',3,3',4,5' (hexaklor) | 185 | 2,2',3,4,5,5',6 |
| 21 | 2,3,4 (triklor) | 76 | 2',3,4,5 (tetraklor) | 131 | 2,2',3,3',4,6 (hexaklor) | 186 | 2,2',3,4,5,6,6' |
| 22 | 2,3,4' (triklor) | 77 | 3,3',4,4' (tetraklor) | 132 | 2,2',3,3',4,6' (hexaklor) | 187 | 2,2',3,4',5,5',6 |
| 23 | 2,3,5 (triklor) | 78 | 3,3',4,5 (tetraklor) | 133 | 2,2',3,3',5,5' (hexaklor) | 188 | 2,2',3,4',5,6,6' |
| 24 | 2,3,6 (triklor) | 79 | 3,3',4,5' (tetraklor) | 134 | 2,2',3,3',5,6 (hexaklor) | 189 | 2,3,3',4,4',5,5' |
| 25 | 2,3',4 (triklor) | 80 | 3,3', 5,5' (tetraklor) | 135 | 2,2',3,3',5,6' (hexaklor) | 190 | 2,3,3',4,4',5,6 |
| 26 | 2,3',5 (triklor) | 81 | 3,4,4',5 (tetraklor) | 136 | 2,2',3,3',6,6' (hexaklor) | 191 | 2,3,3',4,4',5',6 |
| 27 | 2,3',6 (triklor) | 82 | 2,2',3,3',4 | 137 | 2,2',3,4,4',5 (hexaklor) | 192 | 2,3,3',4,5,5',6 |
| 28 | 2,4,4' (triklor) | 83 | 2,2',3,3',5 | 138 | 2,2',3,4,4',5' (hexaklor) | 193 | 2,3,3',4',5,5',6 |
| 29 | 2,4,5 (triklor) | 84 | 2,2',3,3',6 | 139 | 2,2',3,4,4',6 (hexaklor) | 194 | 2,2',3,3',4,4',5,5' |
| trettio | 2,4,6 (triklor) | 85 | 2,2',3,4,4' | 140 | 2,2',3,4,4',6' (hexaklor) | 195 | 2,2',3,3',4,4',5,6 |
| 31 | 2,4',5 (triklor) | 86 | 2,2',3,4,5 | 141 | 2,2',3,4,5,5' (hexaklor) | 196 | 2,2',3,3',4,4',5,6' |
| 32 | 2,4',6 (triklor) | 87 | 2,2',3,4,5' | 142 | 2,2',3,4,5,6 (hexaklor) | 197 | 2,2',3,3',4,4',6,6' |
| 33 | 2',3,4 (triklor) | 88 | 2,2',3,4,6 | 143 | 2,2',3,4,5,6' (hexaklor) | 198 | 2,2',3,3',4,5,5',6 |
| 34 | 2',3,5 (triklor) | 89 | 2,2',3,4,6' | 144 | 2,2',3,4,5',6 (hexaklor) | 199 | 2,2',3,3',4,5,6,6' |
| 35 | 3,3',4 (triklor) | 90 | 2,2',3,4'.5 | 145 | 2,2',3,4,6,6' (hexaklor) | 200 | 2,2',3,3',4,5',6,6' |
| 36 | 3,3',5 (triklor) | 91 | 2,2',3,4',6 | 146 | 2,2',3,4',5,5' (hexaklor) | 201 | 2,2',3,3',4',5,5',6 |
| 37 | 3,4,4' (triklor) | 92 | 2,2',3,5,5' | 147 | 2,2',3,4',5,6 (hexaklor) | 202 | 2,2',3,3',5,5',6,6' |
| 38 | 3,4,5 (triklor) | 93 | 2,2',3,5,6 | 148 | 2,2',3,4',5,6' (hexaklor) | 203 | 2,2',3,4,4',5,5',6 |
| 39 | 3,4',5 (triklor) | 94 | 2,2',3,5,6' | 149 | 2,2',3,4',5',6 (hexaklor) | 204 | 2,2',3,4,4',5,6,6'(oktaklor) |
| 40 | 2,2',3,3' (tetraklor) | 95 | 2,2',3,5',6 | 150 | 2,2',3,4',6,6' (hexaklor) | 205 | 2,3,3',4,4',5,5',6 (oktaklor) |
| 41 | 2,2',3,4 (tetraklor) | 96 | 2,2',3,6,6' | 151 | 2,2',3,5,5',6 (hexaklor) | 206 | 2,2',3,3',4,4',5,5',6 (nonaklor) |
| 42 | 2,2',3,4' (tetraklor) | 97 | 2,2',3',4,5 | 152 | 2,2',3,5,6,6' (hexaklor) | 207 | 2,2',3,3',4,4',5,6,6' (nonaklor) |
| 43 | 2,2',3,5 (tetraklor) | 98 | 2,2',3',4,6 | 153 | 2,2',4,4',5,5' (hexaklor) | 208 | 2,2',3,3',4,5,5',6,6' (nonaklor) |
| 44 | 2,2',3,5' (tetraklor) | 99 | 2,2',4,4',5 | 154 | 2,2',4,4',5,6' (hexaklor) | 209 | 2,2',3,3',4,4',5,5',6,6'(dekaklor) |
| 45 | 2,2',3,6 (tetraklor) | 100 | 2,2',4,4',6 | 155 | 2,2',4,4',6,6' (hexaklor) | ||
| 46 | 2,2',3,6' (tetraklor) | 101 | 2,2',4,5,5' | 156 | 2,3,3',4,4',5 (hexaklor) | ||
| 47 | 2,2',4,4' (tetraklor) | 102 | 2,2',4,5,6' | 157 | 2,3,3',4,4',5' (hexaklor) | ||
| 48 | 2,2',4,5 (tetraklor) | 103 | 2,2',4,5',6 | 158 | 2,3,3',4,4',6 (hexaklor) | ||
| 49 | 2,2',4,5' (tetraklor) | 104 | 2,2',4,6,6' | 159 | 2,3,3',4,5,5' (hexaklor) | ||
| femtio | 2,2',4,6 (tetraklor) | 105 | 2,3,3',4,4' | 160 | 2,3,3',4,5,6 (hexaklor) | ||
| 51 | 2,2',4,6' (tetraklor) | 106 | 2,3,3',4,5 | 161 | 2,3,3',4,5',6 (hexaklor) | ||
| 52 | 2,2',5,5' (tetraklor) | 107 | 2,3,3',4',5 | 162 | 2,3,3',4',5,5' (hexaklor) | ||
| 53 | 2,2',5,6' (tetraklor) | 108 | 2,3,3',4,5' | 163 | 2,3,3',4',5,6 (hexaklor) | ||
| 54 | 2,2',6,6' (tetraklor) | 109 | 2,3,3',4,6 | 164 | 2,3,3',4',5',6 (hexaklor) | ||
| 55 | 2,3,3',4 (tetraklor) | 110 | 2,3,3',4',6 | 165 | 2,3,3',5,5',6 (hexaklor) |
PCB har använts som dielektriska vätskor i transformatorer och kondensatorer, värmeöverföringsvätskor (inklusive kylmedel), smörjmedel, stabiliserande tillsatser i flexibla polyvinylklorid (PVC) beläggningar av elektriska ledningar och elektroniska komponenter, som bekämpningsmedelstillsatser, flamskyddsmedel (hämmare), hydraulik. vätskor, kitt, lim, kitt, färger, antidamm (avdammande) ämnen, i askfritt papper.
PCB tillverkades först i USA av Monsanto - företaget 1929. Det är oljiga vätskor som inte är brandfarliga och inte leder elektricitet, men leder värme bra. PCB är resistenta mot syror och alkalier. På grund av dessa egenskaper används de i stor utsträckning som dielektrikum i transformatorer och kondensatorer, eftersom kylmedel i värmeväxlingssystem, inom vattenteknik, är en del av mjukgörare, färger, fernissor, smörjoljor, plaster, kolpapper, tillsatser i hushållskemikalier.
I olika länder tillverkades de under olika handelsnamn:
Enligt preliminära uppgifter för 1991 producerades cirka 1,2 miljoner ton PCB i världen, varav 35 % kom ut i miljön och endast 4 % bröts ner.
I Sovjetunionen tillverkades polyklorerade bifenyler från 1934 till slutet av 1995. De tillverkades under varumärkena sovol , sovtol och hexol . De huvudsakliga tillverkarna av sovols var PO Orgsteklo (Dzerzhinsk), PO Orgsintez (Novomoskovsk) och pilotanläggningen VNITIG (All-Union Scientific Research Institute of Herbicids, Ufa ). Papper impregnerades med triklorbifenyl i kondensatorer av märkena LS, LSM, LSE (Leninakan Electrotechnical Plant, för lysrör 1969-1990), IS, KS, KSE, KSEK, KSTS, KSP, KSDSPK, KSSH, KSF1300, -45, PS, PSK, RST-2, RSTO-2, GST-1-50 (släckning för tunnelbanan), ES (Ust-Kamenogorsk kondensoranläggning), ESV, ESVP, ESVK, BKS, KSK (den senare fram till 1988 producerades på NPO "Kondensator, Serpukhov). Polyklorerade bifenyler hälldes också i kraft-, högspännings-, puls- och andra transformatorer som tillverkades i många ryska städer.
Produktionen av PCB har nästan helt upphört över hela världen. År 2001 undertecknade majoriteten av europeiska länder Stockholmskonventionen om långlivade organiska föroreningar för ett snabbt miljömässigt säkert bortskaffande av dessa ämnen . Deltagarna i denna konvention tog på sig skyldigheter att helt neutralisera de PCB som finns tillgängliga i deras länder senast 2028.
Den mångfacetterade skadliga effekten av PCB på ett antal organ och system, tillsammans med förmågan till långvarig ackumulering i fettvävnad, har bevisats.
Faran med PCB för människors hälsa ligger främst i det faktum att de är kraftfulla faktorer för immunsuppression (”kemisk” AIDS). Dessutom provocerar inträdet av PCB i kroppen utvecklingen av cancer , skador på levern, njurarna, nervsystemet, huden (neurodermatit, eksem, utslag). PCB kommer in i fostrets och barnets kropp och bidrar till utvecklingen av medfödda missbildningar och barndomspatologier ( utvecklingsfördröjning, minskad immunitet, skador på hematopoiesis).
Toxiciteten hos olika PCB-kongener är inte enhetlig, vissa är mycket giftiga. För kvantitativ bedömning har Världshälsoorganisationen infört ett system med toxiska ekvivalenter för PCB med dioxinliknande verkan [3] :
| PCB typ | IUPAC nr. | Kongenerens strukturformel | Toxisk motsvarighet till PCDD |
| Orto-inte ersatt | 77 | 3,3',4,4' | 0,0005 |
| 126 | 3,3',4,4',5- | 0,1 | |
| 169 | 3,3',4,4',5,5'- | 0,01 | |
| Monoortho-ersatt | 105 | 2,3,3',4,4'- | 0,0001 |
| 114 | 2,3,4,4',5- | 0,0005 | |
| 118 | 2,3',4,4',5- | 0,0001 | |
| 123 | 2',3,4,4',5- | 0,0001 | |
| 156 | 2,3,3',4,4',5 | 0,0005 | |
| 157 | 2,3,3',4,4',5'- | 0,0005 | |
| 167 | 2,3',4,4',5,5'- | 0,00001 | |
| 189 | 2,3,3',4,4',5,5'- | 0,0001 | |
| Diortho-substituerad | 170 | 2,2',3,3',4,4',5- | 0,0001 |
| 180 | 2,2',3,4,4',5,5'- | 0,00001 |
Symtom på kronisk berusning beror på vägen för inträde i kroppen [4] :
Den möjliga toxiciteten hos PCB som finns i bröstmjölk övervakas av miljöanalytiska studier av indikator-PCB (28,52,101,138,153,180) [4] :
Under 2019 genomfördes en miljö- och analytisk studie av bröstmjölksprover från 26 kvinnor som bor i Chukotka Autonomous Okrug (ChAO). Ålder för kvinnor från 15 till 44 år...
…Koncentrationsintervallet för ΣPCB var 1,1-430,8, det genomsnittliga PCB-värdet var 74±112 ng/g mjölklipider...
Polyklorerade bifenyler hittades i nästan alla prover.
I Japan 1968 förgiftades omkring 16 000 människor allvarligt av risolja förorenad med PCB och polyklorerade dibensodioxiner, en incident som kallas Yushos sjukdom .
Senare, i Taiwan 1979, inträffade en incident med massförgiftning av 2 000 personer - Yu-chengs sjukdom.
Framställning av PCB förbjöds på 1970-talet på grund av den höga toxiciteten hos de flesta PCB-relaterade föreningar och blandningar. De klassificeras som långlivade organiska föroreningar som bioackumuleras i djur.
Tillvägagångssättet för att reglera miljöföroreningar, baserat på sanitära och hygieniska krav på miljökvalitet, är det viktigaste i Ryssland och de flesta länder i världen.
Hygieniska standarder för PCB godkända i Ryssland:
MPC i luften i arbetsområdet - 1,0 mg / cu. m, par, faroklass 2 (GOST 12.1.005-88; SSBT. Allmänna sanitära och hygieniska krav för arbetsområdets luft).
MPC för vatten i vattenförekomster av hushålls- och drickskultur- och hushållsvattenanvändning - 0,001 mg/l, faroklass 2 (SanPiN No. 4630-88 "Maximum Permissible Concentrations (MPC) and Approximately Permissible Levels (TAC)" av skadliga ämnen i vatten av vatten föremål för hushålls- och dricksvatten och kultur- och hushållsvattenanvändning").
MPC i vattnet i fiskereservoarer - förekomsten av PCB är inte tillåten (Regler för skydd av ytvatten från förorening av avloppsvatten, M 12-04-11; Instruktion från ministeriet för landåtervinning och vattenresurser i USSR av 16.05 .74).
AEC (ungefärliga tillåtna mängder) i jord: PCB (totalt) - 0,06 mg/kg; triklorbifenyler - 0,03 mg/kg; tetraklorbifenyler - 0,06 mg/kg; pentaklorbifenyler - 0,1 mg / kg.
Hygienstandarder för PCB för atmosfärisk luft i befolkade områden och tillåtna nivåer av hudkontamination har inte fastställts.
PCB-innehållande utrustning är föremål för särskild märkning.
Avfall med material som innehåller PCB destrueras på särskilda anläggningar. De flesta av dessa företag finns i Västeuropa. Den mest effektiva metoden för att förstöra sådant avfall är högtemperaturförbränning.
PCB är resistenta mot hydrolys och biotransformation i vatten, men när de fotolyseras i solljus kan PCB bilda dioxiner , mycket mer giftiga föroreningar än PCB, i en serie på varandra följande reaktioner. PCB kan komma in i marken inte bara med avfall i industriområden, utan även när sedimentärt slam används som gödningsmedel. Hittills tror man att upp till 80 % av den totala mängden PCB som produceras i världen har kommit ut i miljön, och det mesta av denna mängd har hamnat i söta och marina vatten. PCB kan också bildas av klororganiska bekämpningsmedel ( DDT ) i den övre atmosfären under påverkan av ultravioletta strålar . Nedbrytning av klororganiska bekämpningsmedel till de enklaste bifenylerna kan även ske i havsvatten. Under många år av intensiv användning av PCB i industrin i många länder i världen har enorma mängder av dessa föreningar introducerats i miljön, och för närvarande påverkar föroreningar av dessa främlingsfientliga ämnen hela biosfären. Tillsammans med klororganiska bekämpningsmedel är PCB de vanligaste vattenföroreningarna i naturliga vattendrag. Man tror att koncentrationen av PCB i oförorenat sötvatten inte bör överstiga 0,5 ng/l och måttligt förorenad 50 ng/l. Tröskelkoncentrationen av triklorbifenyl, som förändrar vattnets organoleptiska egenskaper, är 0,13 mg/l. Eftersom PCB är långlivade föreningar ackumuleras i miljön och överförs genom näringskedjor. Vattenlevande organismer - hydrobionter, fiskar, blötdjur, kräftdjur - ackumulerar PCB. Innehållet av klorerade kolväten, i synnerhet PCB, i fiskkött och lever kan uppgå till flera tiotals mg/kg. Även en enda PCB-förorening av bottensediment kan leda till permanent lokal förorening av vattenlevande organismer under lång tid (upp till flera år) efter att denna förorening har inträffat.
Möjliga föremål för att hitta PCB inkluderar följande: