Метановые углеводороды (алканы, твердые парафины) составляют большую часть легкой фракции, их содержание колеблется от 30 до 50 %.
Алканы — эмпирическая формула Сn Н2n+2. Агрегатное состояние С1-4 газы (метан, этан, пропан, бутан), С5- 15 жидкости (пентан, гексан, гептан, октан и т.д.), свыше С15 — твердые вещества. Слабо растворимы в воде и физиологических растворах, отличаются большой стойкостью и малой химической активностью.
Воздействие на человека алканов C5-C8 проявляется в умеренном раздражающем действии на дыхательные пути, что связано с сильным наркотическим действием. Высшие члены ряда более опасны при воздействии на кожные покровы, чем при ингаляции паров.
Острые отравления низшими алканами при нормальном давлении и высоких концентрациях связаны с понижением содержания кислорода во вдыхаемом воздухе и развитием гипоксии. Хроническое отравление не сопровождается тяжелыми органическими изменениями. У работающих, как правило, развиваются вегетативные расстройства. Характерны гипотония, брадикардия, повышенная утомляемость, бессонница, понижение тонуса капилляров, функциональные неврозы с преобладанием тонуса парасимпатической нервной системы.
Низшие алканы практически не метаболизируются и выделяются в основном в неизменном виде. Высшие — подвергаются биотрансформации — окислению в печени до карбоновых кислот с последующим выведением из организма или расщеплением до конечных продуктов обмена — углекислого газа и воды.
Воздействие на окружающую среду
Метановые УВ находясь в почвах, водной или воздушной средах, оказывают наркотическое и токсическое действие на живые организмы. Особенно быстро действуют нормальные алканы с короткой углеводородной цепью. Они лучше растворимы в воде, легко проникают в клетки организмов через мембраны, дезорганизуют цитоплазменные мембраны организма. Большинством микроорганизмов нормальные алканы, содержащие в цепочке менее 9 атомов C, не ассимилируются, хотя и могут быть окислены.
Вследствие летучести и более высокой растворимости низкомолекулярных алканов их действие обычно не бывает долговременным. В соленой воде нормальные алканы с короткими цепями растворяются лучше и, следовательно, более ядовиты.
Многие исследователи отмечают сильное токсическое действие легкой фракции на микробные сообщества и почвенных животных. Легкая фракция мигрирует по почвенному профилю и водоносным горизонтам, значительно расширяя ареал первичного загрязнения. С уменьшением содержания легкой фракции токсичность нефти снижается, но возрастает токсичность ароматических соединений, относительное содержание которых растет. Путем испарения из почвы удаляется от 20 до 40 % легких фракций.
Метановые УВ с температурой кипения выше 200 °С практически нерастворимы в воде. Их токсичность выражена гораздо слабее, чем у углеводородов с более низкомолекулярной структурой.
Содержание твердых метановых УВ (парафинов) в нефти — важная характеристика при изучении нефтяных разливов на почвах. Парафины не токсичны для живых организмов и в условиях земной поверхности переходят в твердое состояние, лишая нефть подвижности.
Алканы ассимилируются многими микроорганизмами (дрожжи, грибы, бактерии). Легкие нефтепродукты типа дизельного топлива при первоначальной концентрации в почве 0.5% за 1.5 месяца деградируют на 10-80% от исходного количества в зависимости от содержания летучих УВ. Более полная деградация происходит при рН 7.4 (64.3-90%), в кислой среде (рН 4.5) деградируют лишь до 18.8% .
Твердый парафин очень трудно разрушается, с трудом окисляется на воздухе. Он надолго может «запечатать» все поры почвенного покрова, лишив почву возможности свободного влагообмена и дыхания. Это, в свою очередь, приводит к полной деградации биоценоза.
Полициклические ароматические углеводороды >
Основной состав нефти и газа >