II.6. Полициклические ароматические углеводороды

Известно огромное количество полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Соединения этой группы распространены убиквитарно и встречаются практически во всех сферах окружающей человека среды. Индикаторное значение для всех ПАУ имеет бензо(а)-пирен (БП). Это положение впервые было сформулировано еще в 1966 г. Л.М.Шабадом и его школой (А.П.Ильницкий, Г.А.Белицкий, А.Я.Хесина, А.Б.Линник и др.). Индикаторная роль БП сегодня разделяется большинством исследователей и обоснована следующими наблюдениями:

1) БП всегда находят там, где присутствуют другие ПАУ;

2) по сравнению с другими ПАУ именно БП обладает наибольшей относительной стабильностью в объектах окружающей среды;

3) БП отличается наиболее выраженной биологической, в частности, канцерогенной активностью;

4) существующие физико-химические методы индикации БП в различных средах являются наиболее чувствительными среди методов определения ПАУ. Тот факт, что ПАУ чрезвычайно широко распространены в биосфере, позволил выделить понятие о фоновом содержании ПАУ, которое также было введено школой Л.М.Шабада (первоначально для почвы и водоемов).

Установлено, что БП и другие ПАУ возникают как продукт абиогенного происхождения в результате вулканической деятельности. А.П.Ильницкий и его сотрудники, исследуя образцы вулканического пепла и лавы, обнаружили различные (но отличающиеся, как правило, не более, чем на порядок), уровни содержания ПАУ; так, в пепле вулкана Тятя (остров Кунашир) концентрация БП составляла до 0,4 мкг/кг, а вулкана Плоский Толбачик (полуостров Камчатка) до 5,5—6,1 мкг/кг. Авторы подсчитали, что при современном уровне вулканической активности ежегодно в биосферу Земли поступает до 24 тонн БП с пеплом вулканов и, по-видимому, от нескольких десятков до сотен тонн с лавой. Механизм образования "вулканического" БП полностью не изучен. На основании экспериментальных исследований предполагается возможность образования различных ПАУ за счет пиролиза метана и изопрена при высоких температурах. Другой природный источник ПАУ — процессы нефте-, угле- и сланцеобразования. Так, в буром угле Березовского месторождения БП содержится в концентрации 75 мкг/кг, а Ирша-Бородинского — 342 мкг/кг, в нефтях различного происхождения может содержаться от сотен до тысяч мкг/кг БП. Предполагается, что возникновение ПАУ в недрах Земли происходит в результате воздействия термобарических факторов на смолистые и сернистые компоненты, приводящее к распаду последних и каталитическому образованию углеводородов. Экспериментально доказана и возможность ситеза ПАУ различными микроорганизмами и растениями, этим путем в биосферу поступает ежегодно до 1000 тонн БП. В формировании природного фона БП принимают участие и другие источники,- например, лесные пожары. Современный фоновый уровень БП в биосфере представлен в табл. 18.

Таблица 18