Четыреххлористый углерод

Описание.
   Четыреххлористый углерод (химическое название: тетрахлорметан) - это прозрачная легко испаряющаяся практически негорючая жидкость со сладковатым напоминающим хлороформ запахом. Плохо растворяется в воде (0,5 г/л). Молекулярный вес 153,82. Плотность 1,59. Температура замерзания -23 ^оС, температура кипения 76,7 ^оС. В окружающей среде четыреххлористый углерод в основном находится в виде газа, запах которого большинство людей начинает ощущать уже при концентрации в воздухе на уровне 10 мг/л.
   Четыреххлористый углерод - продукт искусственного происхождения и в природе естественным путем не образуется. В недавнем прошлом четыреххлористый углерод производился во всем мире в больших количествах в основном для последующего использования при изготовлении хлорфторуглеродных хладагентов (CFC), используемых в холодильных установках и в качестве пропеллента в аэрозольных баллончиках (Пропелленты - это инертные химически вещества, с помощью которых в аэрозольных баллонах создается избыточное давление, обеспечивающее вытеснение из упаковки активного состава и его распыление в атмосфере).
   С тех пор, как в 70-х годах было обнаружено негативное влияние многих хладагентов и пропеллентов на озоновый слой Земли, использование четыреххлористого углерода в этих областях неуклонно снижается.
   По данным Агентства по учету токсических веществ и болезней США (US Agency for Toxic Substances and Disease Registry) в 60-х - 80-х годах ХХ века четыреххлористый углерод активно применялся в США в качестве чистящего вещества в химчистках и как пятновыводитель в быту, использовался в огнетушителях и как инсектицид (средство для борьбы с насекомым - вредителями злаков). Четыреххлористый углерод также нашел применение в качестве растворителя при производстве масел, технических жиров, лаков, смол, мыла, при изготовлении кабелей и полупроводников, а также в качестве каталитической среды при производстве полимеров (в частности, при синтезе нейлона-7) и в процессах хлорирования органических веществ.
   Однако применение четыреххлористого углерода в этих целях в США было ограничено или даже полностью запрещено (в качестве, например, пестицида) после 1986 года.

Источники.
   Источником четыреххлористого углерода является исключительно деятельность человека. В силу высокой летучести, четыреххлористый углерод попадает в атмосферу непосредственно при производстве, а также при его использовании в других промышленных процессах. В воздухе тетрахлорметан находится преимущественно в виде газа и способен сохраняться многие годы и даже десятилетия прежде, чем распадется на другие химические вещества (так в тропосфере - нижнем, основном слое атмосферы до высоты 8-10 км в полярных, 10-12 км в умеренных и 16-18 км в тропических широтах - он способен сохраняться до 30-50 лет). Распад четыреххлористого углерода происходит уже в стратосфере (слой атмосферы, лежащий над тропосферой до 50-55 км) за счет фотолиза (т.е. химического превращения под действием поглощенного ультрафиолетового излучения солнца). Процесс этот довольно медленный и, не смотря на повсеместное сокращение производства тетрахлорметана, все еще наблюдается рост его содержания в атмосфере, что вызывает нарушение озонового слоя Земли (каждый образующийся при распаде четыреххлористого углерода атом хлора приводит к гибели 104 молекул озона) и возникновение так называемого "парникового эффекта", способствующего общему потеплению климата на планете.
   На почву четыреххлористый углерод может попасть при утечках или сбросах с химических производств. В основном тетрахлорметан испаряется и не задерживается в почве, но часть его может попасть в грунтовые воды. В поверхностные воды четыреххлористый углерод также попадает в результате сбросов или утечек с промышленных производств, использующих его в своем технологическом цикле.

Влияние на качество воды.
   В поверхностных водах наблюдается, как правило, крайне малое содержание четыреххлористого углерода. В силу своей высокой летучести, тетрахлорметан в течение нескольких дней, максимум недель, испаряется в атмосферу. Хотя, если он попадает в грунтовые воды, то способен сохраняться там очень долгое время - период его химического полураспада в воде при 25 ^оС составляет 7000 лет.
   Среднемировое "фоновое" содержание четыреххлористого углерода в питьевой воде находится на уровне 0,5 мкг/л. Превышение этого содержания наблюдается только вблизи промышленных объектов, на которых продолжают использовать тетрахлорметан, а также в местах захоронения химических отходов. В этом случае концентрация четыреххлористого углерода в воде может достигать десятков и даже тысяч мкг/л.

Пути поступления в организм.
   Основным путем поступления четыреххлористого углерода в организм человека является дыхание. Хотя имеющиеся данные о содержании этого химического вещества в пищевых продуктах ограничено, по оценкам ВОЗ его поступление в организм с пищей и водой представляется гораздо более низким. Это подтверждают и данные Агентства по учету токсических веществ и болезней США (US Agency for Toxic Substances and Disease Registry), согласно которым при среднемировом суточном суммарном потреблении человеком четыреххлористого углерода на уровне 0.1 мкг, поступление с водой составляет только 0.01 мкг.
   При вдыхании тетрахлорметана в организм проникает до 30-40% его количества. При потреблении с водой этот показатель составляет уже 85-91%. В организме большая часть четыреххлористого углерода временно депонируется в жировых тканях. Однако большая часть четыреххлористого углерода довольно быстро выводится из организма. Эксперименты на животных показали, что 34-75% выводятся при дыхании, 20-62% с фекалиями и только незначительная часть с мочой. Процесс полного выведения четыреххлористого углерода из организма (особенно проникшего в жировые ткани) может занять несколько недель. В живом организме четыреххлористый углерод химически практически не изменяется, хотя и может в незначительных количествах образовывать такие соединения как хлороформ, гексахлорэтан и двуокись углерода, которые сами по себе могут оказать негативное влияние на здоровье.

Потенциальная опасность для здоровья.
   Имеющиеся данные основаны главным образом на изучении воздействия четыреххлористого углерода на здоровье у людей, однократно или кратковременно подвергшихся его воздействию в довольно высоких концентрациях. Достоверные данные о его воздействии в малых количествах, но на протяжении длительного времени отсутствуют.
   Органом, наиболее подверженным воздействию четыреххлористого углерода при его вдыхании или потреблении с водой в повышенных концентрациях даже непродолжительное время является печень. При этом наблюдаются такие явление, как интенсивное накопление жиров и увеличение печени, а в более тяжелых случаях - повреждение или разрушение клеток печени, что может привести к нарушению ее функционирования.
   Также весьма чувствительным органом являются почки. В результате воздействия четыреххлористого углерода нарушается процесс образования мочи, в результате чего происходит накопление воды в организме (особенно в легких) и повышение концентрации токсичных веществ в крови. Именно отказ почек является главной причиной смерти у людей, получивших очень сильное отравление четыреххлористым углеродом. К счастью, если воздействие четыреххлористого углерода было кратковременным, повреждения печени и почек носят обратимый характер и их деятельность со временем восстанавливается.
   Даже кратковременное воздействие тетрахлорметана в высоких концентрациях способно вызвать нарушения центральной нервной системы. При этом наблюдаются все признаки интоксикации: головная боль, головокружение, сонливость, часто сопровождаемые тошнотой и рвотой. Обычно эти признаки пропадают вскоре после прекращения вредного воздействия, однако в тяжелых случаях могут развиться ступор, кома и даже наступить летальный исход.
   Воздействие четыреххлористого углерода на другие ткани и органы человека менее значительно, чем на печень, почки и мозг.
  Эксперименты на грызунах показали, что при различных способах поступления в организм, четыреххлористый углерод способен вызывать опухоли - в первую очередь печени, причем за достаточно короткий период в 12-16 недель. Это позволило Департаменту здравоохранения США (The Department of Health and Human Services), Агентству по исследованию рака (International Agency for Research on Cancer) и Агентству по охране окружающей среды США (Environmental Protection Agency) отнести четыреххлористый углерод к потенциально канцерогенным для человека веществам. Мутагенной и генотоксичной активности четыреххлористого углерода не установлено.

   В результате проведенных исследований ВОЗ была установлена величина переносимого суточного потребления (ПСП) для четыреххлористого углерода, равная 0.714 мкг/кг массы тела, и уже на основе этой величины выработана рекомендация по уровню содержания в воде - 2 мкг/л.

Технология удаления из воды.
   Гранулированный активированный уголь, аэрация.