ра на условия, которые реализуются в почвенном растворе.

Учитывая малость концентрации химикатов в природных водах, превращения в каждом из возможных каналов реакции можно рассматривать как протекающие по псевдопервому порядку. Величина константы скорости является некоторой функцией параметров, прямо или косвенно связанных с параметрами внешней среды. Соответственно, эффективную константу скорости химических превращений химиката в природных водах следует представить в виде суммы констант скоростей превращения в различных каналах реакции:

Поглощение гидробионтами

U)

Дониые отложения

Р, адсорбированные в донных отложениях

где к,(ср) —эффективная константа скорости в i-м канале реакции как функция параметров среды q>; п — число независимых каналов.

Таким образом, задача прогнозирования кинетики химических превращений химиката в рамках прогностической модели сводится к установлению независимых каналов реакции, выявлению значимых параметров природной среды и установлению функциональной зависимости между к, и <р. Очевидно, значимые параметры и характер закономерностей в ряду родственных соединений сохраняются. Следовательно, имеются предпосылки связать кинетические параметры прогностических моделей с химической структурой любого наперед заданного химиката.

В зависимости от химической природы химиката и изменений параметров природной среды в различных условиях будет преобладать тот или иной канал трансформации Р. Значения «времени жизни» химиката в различных природных средах определяются скоростью протекания физических процессов массопереноса между этими средами. Напротив, «время жизни» химиката как химического соединения определяется его химической реакционной способностью. Наиболее реакционноспо-собные вещества будут претерпевать химические превращения близко к месту их попадания в окружающую среду, тогда как наиболее персистентные — рассеиваться на большие расстояния, скапливаться в почве и донных отложениях и постоянно накапливаться в живых организмах. Быстрая деградация люРис.

33. Схематическое изображение межфазовых переходов и химических превращений химикатов в природных водах

бого химиката возможна лишь до некоторых промежуточных продуктов, устойчивых к дальнейшим химическим превращениям. Следовательно, остается проблема загрязнения окружающей среды' не исходным веществом, а продуктами его превращений. Таким образом, вопрос прогнозирования касается не только поведения самого химиката, но и возможных его метаболитов.

Из всевозможных химических превращений загрязняющих веществ в природных водах следует выделить три более или менее независимых и в то же время взаимосвязанных типа превращений (рис. 33).

1. Превращения с участием внеклеточных ферментов и микробиологическая деградация.

2. Фотохимические процессы, протекающие под действием солнечного света.

3. Химические реакции.

(2)

Пока недостаточно ясна роль микробиологической деградации химикатов в природных водах. В модельных лабораторных исследованиях установлена линейная корреляция между скоростью процесса и концентрацией микроорганизмов [В] [4241:

Кб!о~К„ЛВ].

В открытых водоемах концентрация микроорганизмов мала ([В]те106—107 ед. на литр) и имеющиеся данные свидетель210

14*

211

ствуют об относительно малом вкладе микробиологических процессов в скорость химической трансформации Р. Напротив, установилось мнение, что микроорганизмы являются основным фактором разложения многих пестицидов в поровых водах взвесей и в почве, так что кинетика разложения отражает активность соответствующих почвенных микроорганизмов. Микроорганизмы в почве занимают до 0,1% почвы по объему, плотность их популяций достигает 109/г почвы, а вес биомассы — нескольких тонн на гектар.

Изучение действия многих микроорганизмов на такие соединения, как ароматические углеводороды, гетероциклические основания, пестициды различных видов, в том числе и такие устойчивые как ордрам, ДДТ и другие, показало, что некоторые микроорганизмы в чистой культуре способны их разлагать [425]. Однако для этого нередко требуется сложный комплекс условий и градиент их во времени. Несмотря на то, что в лабораторных опытах показана принципиальная возможность микробиологической деградации даже наиболее стойких химикатов, в природе эта способность микроорганизмов может не проявиться из-за отсутствия косубстратов, стимулирующих разложение данного химиката, либо из-за отсутствия подходящих физико-химических условий. Таким образом, несмотря на высокие потенциальные возможности микробов в отношении химической трансформации чужеродных соединений, в природных средах эти возможности не всегда могут быть реализованы. Этот вывод подтверждается тем фактом, что внесение активных микроорганизмов в водоем не влияет на скорость трансформации химиката в природных условиях [425].

Все исследователи сходятся в том, что микробиологической трансформации подвержен лишь химикат, находящийся в растворенном виде, в связи с чем микробиологические процессы, протекающие в почвенных растворах и в в