• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Тема Т4. Антропогенні токсиканти

3.1 Основні представники антропогенних токсикантів

3.2 Пестициди. Діоксини

3.3 ПВХ, ПАР

3.4 Навантаження на навколишнє середовище

4.1. Особливу небезпеку створюють відходи господарської діяльності людини, тому що « все штучне, що оточує нас - це відходи. Людина не робить нічого крім відходів » ( К.С. Лосєв ).

У такий спосіб до відкладених відходів відносять: заводи, АЕС, меблі, верстати, упакування, інструменти, устаткування, транспортні засоби, зброю, побутову техніку, елементи інтер'єра, інформаційні носії, хімічні засоби, використовувані в побуті ( лаки, фарби, лінолеум, кремі, лосьони, що миють і чистять засоби й т.д. ) і в сільському господарстві (пестициди, добрива й т.д. ), і інші, які після використання рано або пізно стають відходами. Як справедливо відзначає А.М.Воронцов - це тільки вершина айсберга. Використовуючи енергетичні й сировинні ресурси, людина одночасно генерує відходи техногенних систем, здійснюється їхнє скидання у водойми, викид в атмосферу, розміщення у хвостосховищах, териконах, смітниках, відстійниках, накопичувачах і т.д. Причому антиекологічність сучасної цивілізації складається ще й у тім , що в сфері споживання штучно стимулюється створення «речей - одноденок», видаване за технічний прогрес.

Тут мається на увазі, що якщо виріб таке, що воно без втрати споживчих якостей може прослужити 10 років, те й на його відтворення природні ресурси будуть вилучатися один раз в 10 років. Якщо ж то ж виріб на догоду сучасному поданню про «моду» або «прогресі» розраховано на 2 роки служби, то за 10 років на його відновлення буде потрібно в 5 разів більше ресурсів, а це значить, що в 5 разів збільшиться обсяг викидів і скидань від технологічних процесів його відтворення. При цьому не одне, а п'ять таких виробів виявляться на смітнику через 10 років.

Інакше кажучи, у скільки разів буде продовжене «життя» виробу, у стільки ж раз буде знижене й антропогенне навантаження на навколишнє середовище. У цьому багато екологів бачать єдиний шлях зниження антропогенного навантаження на біосферу без погіршення життєвого рівня й без зменшення чисельності населення планети.

'Заручниками" токсичних відходів стають сама Людина (хвороби "міні-мата", "ітай-ітай", каліцтва, новоутворення, онтогенетичні порушення, токсикози й ін. ) і біологічні види (навіть ті, у загибелі яких людина не була зацікавлена).

За обсягом забруднення й рівню екологічної небезпеки одне з перших місць займають важкі метали - елементи, що мають щільність не менш 5 г/см³, нафта, нафтопродукти, пестициди, синтетичні поверхнево-активні речовини (ПАР), поліхлорбіфеніли (ПХБ), поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАУ), діоксини й радіонукліди.

Якщо ж розглядати дану проблему взагалі, то варто знати, що практично не існує речовин, які б у тім або іншому ступені не мали токсичні властивості, зокрема:

- інертні з'єднання - інертні гази (гелій, аргон і ін.) мають сильну наркотичну дію;

- дрібнодисперсний пил від кремнезему й корунд високотоксичні для комах;

- азбест, потрапляючи в організм, проявляє канцерогенні властивості (викликає ракову пухлину)

- важкі метали токсичні. Найбільш токсичні Си. Сd, З, Ni, Сг, Zn, Pb, Mn, Fe, Al, F, Se, Si, Sn, Hg.

Небезпека забруднення середовища важкими металами пояснюється тим, що вони вічні, тому що на відміну від органічних забруднювачів вони не руйнуються, а лише переходять із однієї форми існування в іншу, а частковості, включаються до складу солей, оксидів, металоорганічних сполук, хелатів і ін.

Джерелом забруднення навколишнього середовища є відходи практично всіх видів господарської діяльності. По перевазі особливо токсичних елементів у відходах антропогенні джерела можна охарактеризувати в такий спосіб:

•спалювання вугілля - Se, As, Zn, Hg,

•кольорова металургія й виробництво сплавів - Se, As, Sb, Cu, Ag, Sr, Cd, Hg, Ag, Bi, Mo, W, Co, Ni.

- лакофарбова промисловість - Cu , Se, Sb, Zn, Cd, Hg, Al, Sn, Pb, Cr, Mo,

W,Co.

- гальванічне виробництво - Cu, Ag, Zn, Cd, Hg, Al, Sn, Pb, Bi, Cr, Ni.

- поліграфія - Se, Hg, Pb, V, Co, Ni.

- виробництво акумуляторів - Ag,Sе, Zn, Cd, Hg, Sn, Pb, Bi, Ni,

- текстильна промисловість - Sb, Al, Sn, Pb, V, Ci, W.

- виробництво скла - Sе, As, Sb, Ag, Zn, Cd, Al, Pb, V, Sr, Co.

- побутове сміття й стічні води - Cu , Ag, Zn, Cd, Hg, Sn, Pb, Si, Cr, Mo.

- автотранспорт - Sn, Pb.

- хімічна обробка рослин - As, Cu. Zn, Pb, Co, Hg, F, B, Sn, Bi.

- фосфорні мінеральні добриві - Sе. F, Pb, Cu, U, As.

Техногенний пил містить широкий спектр важких металів, тому в ґрунтах навколо промисловому підприємств формуються техногенні аномалії. Зокрема, пил від підприємств кольорової металургії містить у середньому 6,72% Zn, 0,11% - Pb і 0,01% - Cd, а аномалія спостерігається в радіусі 7 км.

Сам же викид пилу від таких підприємств поширюється в атмосфері в радіусі 10-40 км від джерела забруднення, осідаючи на рослинах, ґрунті й проникаючи вглиб її на 10-40 км. Тому, сільськогосподарські культури, що виростають у промислових регіонах, накопичують токсичні компоненти таких викидів (Ni, Co, Cu, Mo, Pb, Zn) в 1,5-2 рази вище гранично припустимих рівнів.

У світі щорічно добувається близько 10²²т порід, що містять природні радіоактивні елементи. При цьому до 70% радіоактивних речовин залишається у відвалах, що забруднюють навколишнє середовище.

Спектр радіонуклідів, що втримуються у викидах AЭ (хоча й у менших кількостях, чим у викидах вугільних ТЕС), близький до такому від ядерного вибуху й включає Мn-54, З-58, З-60, I-131. Cs-134, Cs-137, Sr-89, Sr-90, C-14,U, тритій, інертні гази (Хt, Ar, Кг ) і ін.

З метою підвищення ефективності збагачення відколовши AЭ і для зручності їхнього транспортування на збагачувальні підприємства, що втримується в них твердий уран, переводять у форму твердого, рідкого або газоподібного гексафторида – UF₆.

Однак не слід забувати, що UF₆ здатний швидко реагувати з повітрям і перетворюватися у високотоксичну хмару, компонентом якого є плавикова кислота (HF). Тому, у випадку розгерметизації транспортного контейнера, існує небезпека не тільки радіаційного, але й хімічного забруднення навколишнього середовища.

П А В. Особливо токсичний з них бенз(а)пірен (продукт горіння викопного палива), прозваний німецьким вченим-патологом К. Бауером "речовиною, фатальною для Людства"

Бенз(а)пірен більше стійкий у навколишнім середовищі в порівнянні з іншими ПАУ, а тому здатний накопичуватися по харчовому ланцюзі. Його зміст у ґрунтах сільської місцевості, вилучених від міст і промислових центрів, коливається в межах від 0.1 до 22,5мкг/кг (але частіше від 1 до 3 мкг/кг), у ґрунтах на території великих міст - у межах сотень і навіть тисяч мкг/кг, а при локальному забрудненні, поблизу ТЕС, автотрас, коксохімічних, металургійних, нафто-, смоло- і сажепереробних заводів - у межах тисяч, десятків і навіть сотень тисяч мкг/кг ґрунту.

Для характеристики рівня забруднення ґрунтів бенз(а)піреном запропонована наступна шкала :

- фоновий рівень - від 1-3 мкг/кг (при відсутності джерел забруднення) до 5-10 мкг/кг(|для наявності незначних джерел забруднення);

- помірне забруднення - до 20-30 мкг/кг;

- значне забруднення від 31 до 100 мкг/кг;

- високе забруднення - понад 100 мкг/кг.

"Фоновим" змістом бенз(а)пірена на відстані вважається 1-5 мкг/кт рослинної маси. Найбільше його накопичує картопля, буряк і капуста (при вмісті в ґрунті 50-100 мкг/кг).

Мікроорганізми здатні за 3 міс. зруйнувати до 70% бенз(а)пірена , що попали в ґрунт.

4.2. Пестициди - складні, штучно створені зі свідомо токсичними властивостями хімічні препарати, багато хто з яких мають крім того і яскраво виражений мутагенний, канцерогенний ефект дії

Уже створено понад 100 тис. пестициди Залежно від їхнього цільового призначення вони можуть бути об'єднані в наступні групи : пестициди для знищення кліщів - акариди, грибів - фунгіциди, комах - інсектициди, бур'янів - гербіциди, листів - дефоліанти, квітів і зав'язей - дефлоранти. рослині на корені десіканти, для відлякування тварин - репеленти, для їхнього залучення - аттрактанти, для знищенні бур'янистих риб - пестициди й т. ін.

Інсектициди займають в обсязі мировою виробництва пестицидів близько 50%, гербіциди - понад 30%, фунгіциди - 10-15%.

За хімічним складом пестициди характеризуються як хлорорганічні пестициди (ХОП) і фосфорорганічні - (ФОП)

У групу ХОП входять в основному гербіциди, акаридів і фунгіциди. Вони мають високу стійкість і тому тривалий час зберігаються у врожаї, водоймах і ґрунтах. Наприклад: ГХУГ, алдрин і гептахлор "живуть" у ґрунтах до 4-12 років, ДДТ - 30-50 і більше років.

ФОП представляють в основному інсектицидами. Хоча в порівнянні з ХОП вони й менш стійкі, однак мають небажану властивість - вузький інтервал токсичної дії, тобто для них характерний невеликий розрив між смертельною дозою й дозою, здатної викликати початкові прояви інтоксикації організму.

Частіше, для боротьби з комахами, кліщами, хробаками-паразитами, гризунами й молюсками використають хлор- і фосфорорганічні з'єднання, карбаміди, дієнові похідні. Для знищення грибів і патогенних бактерій в основному застосовуються тіо- і дітіокарбанати, моно- н дітіофосфорні кислоти, олово- і ртутьвмісткі з'єднання, поліхлорнітробензоли, а для боротьби з бур'янами - з'єднання, до складу яких входять феноксини, ароматичні й гетероциклічні кислоти, похідні сечовини, феноли.

Особливо небезпечні для біосфери ГХУГ, гранозан, гексахлорбутадіон, арсенат кальцію, немагон, метафос, севин, цірам, тріобен, ТНТД, ДДТ. Фоофид цинку, ПХК, ДКOK, карбатіон і октаметил.

Є найсильнішими канцерогенами, з яким і людина практично щодня зіштовхується в побуті й на ряді виробництв, де нітрозоаміни і їхні попередники широко використаються в технологічних циклах, зокрема:

- нітрозосполуки використаються при виробництві фарб, ракетного палива, охолодних рідин для обробки металів, у косметичних засобах (деякі креми для особи, шампуні, лосьони) і засобах для очищення й миття посуду;

- попередники нітрозоамінів - нітрити входять до складу антикорозійних засобів, деяких лікувальних препаратів (окситетраніл, амідопірин, анальгін, фенацетин, піпіразин, пірамідон і ін.), використаються в хімічному синтезі сирої гуми, призначеної для виготовлення сосок, дитячих іграшок, рукавичок, повітряних куль і інших виробів.

Особливою токсичністю, канцерогенністю й мутагенністю характеризується ряд аліфатичних і циклічних амінів - нітрозодіметиламін, нітрозодіетіламін, нітрозодібутіламін, нітрозоморфомін, основним джерелом забруднення середовища, який є гумова й шинна промисловість.

До сказаного додамо, що за 30 років виробничого стажу працівник шинного виробництва вдихає в середньому 35250 м³ повітря, разом з яким в організм попадає від 32,8 до 173.7 нг нитрозодиметиламина, що відповідає дозі цього токсиканта, здатної викликати злоякісні новотвори.

Діоксини. Це загальна назва, якою поєднують більше 210 речовин, представлених двома більшими групами:

1) трициклічні з'єднання, що містять атоми кисню, у їхнє число входять 75 поліхлорованих дібензодіоксинів, 135 поліхлорованих дібензофуранів, 210 речовин із броморганічних сімейств і кілька тисяч змішаних хлорбромвмістких і 22 можливих мономера хлордібензо-пара-діоксинів;

2) з'єднання, що не містять атомів кисню, до них ставиться сімейство бифенилов.

Одним з перших вивчених діоксинів (1957 г) був побічний продукт, що утвориться при виробництві токсичного з'єднання 2,4,5-трихлоретанола (2,4,5-ТХД), використовуваного для одержання бактерицидного препарату - гексахлорофена й гербіциду - 2.4,5-трихлорфенкислородной кислоти (2.4.5-Т), що входить до складу дефоліанту, використаного США під час війни у В'єтнамі.

Діоксини утворюються не тільки як побічний продукт окремих хімічних процесів, але й у процесі горіння, особливо в результаті неповного згоряння етилованого бензину, твердих побутових відходів, у ході жарення їжі, процесі відбілювання паперу, виготовлення картону й ін.

Діоксини надзвичайно стійкі з'єднання. Думають, що їхнє нагромадження в біосфері почалося фактично з тих пор, як людина навчилася палити деревину, розводити багаття для обігріву й готування їжі.

Однак американські вчені, що проводили дослідження на муміях, установили, що своєму забрудненню діоксинами біосфера зобов'язана не спалюванню людиною деревного палива й природних пожеж (їхній внесок ближче до нуля), а виникненню й розвитку нафтохімічної промисловості.

Класичним диоксином є ТХДД або 2,3,7.8- тетрахлор-н-бензо-парадіоксин, є одним з найнебезпечніших рукотворних отрут. Він набагато

токсичніший за кураре й заборонених до застосувань бойових отруйних речовин (даман, зарин, табун і VX-газ) н в 67 разів токсичні ший за ціаністий калій , в 500 разів – за стрихнін.

ТХДД використається для одержання ряду пестицидів (у першу чергу - 2,4.5-Т) і трихлорфенола (технологічний компонент при виробництві дезодорантів). Своє перше "бойове хрещення" він одержав під час війни у В'єтнамі, де літаки ВВС США за дев'ять років (з 1961р. по 1970р.) розпорошили над джунглями 57 тис. т дефоліанту "Agent Orage" (пестицид 2,4.5-Т. утримуючий 0,0003% ТХДД), у його складі й 170 кг ТХДД.

4.3. П X Б. Ця група речовин, які по суті є похідними діоксинів. Початок їхні виробництва й використань доводиться на кінець 20-х років XX ст. Особливо інтенсивно це відбувалося в США, де ПХБ більше відомі за назвою ерохлори. До середини 80-х років ПХБ широко застосовувалися в діелектриках, гальмових рідинах, пластифікаторах і ін.

Як і діоксини, вони надзвичайно стійкі, а тому активно мігрують у навколишнім середовищі й виявляються всюди, про що свідчить хоча б той факт, що понад 1 тис. ПХБ, ті 1/3 від їхньої кількості, зробленого за період 1985-1990 р. (а це більше 10⁶ т), проникнула в усі складові біосфери.

ПАР. До цієї групи речовин відносяться: емульгатори нафти й синтетичні побутові детергенти - мийні засоби.

Перші зі створених детергентів були розроблені на основі аміногенних ПАР, що містять досить стійкі алкіл - бензенсульфати. Згодом вони були замінені на менш стійкі основні й аніонні ПАР, що включають лінійні алкіловані сульфонати.

Основний недолік другого покоління детергентів полягає в тому, що вони більше токсичні, чим перші, а багато хто з них досить стійкі й завдяки цьому накопичуються в навколишнім середовищі. Зокрема їхня концентрація в деяких водоймах уже досягає 5 мг/л.

4.4.Навантаження на навколишнє середовище

Інтенсивне антропогенне забруднення навколишнього середовища (головним чином останні 100-150 років) створило передумови глобальної екологічної кризи, про що свідчать його провісників це посилення "парникового ефекту", "кислотні дощі", озонові "дірки", скорочення біотичного розмаїттяі, ріст загальної захворюваності людської популяції й ін.

У порівнянні з початком XX ст. промислове виробництво виросло майже в 16 разів. Відповідно йому збільшилася маса речовин, у тому числі - токсичних, що утягують яв"антропогенний круговорот".

Недосконалість цього круговороту обумовлено, з одного боку, задоволенням широкого спектра небіологічних потреб людини, а з другої сторони - низькою ефективністю використання копалин ресурсів (форму кінцевого продукту приймає лише 1-2% від загальної маси добутого ресурсу, а при більше передових технологіях - до 5%, інше - 98-99% становлять відходи). За останні 100 років на Землі накопичено понад 20 млрд. т шлаки, 30 млрд. т золи, 1,5 млрд. т Аs, 1 млрд. т Ni і ін.

Світове виробництво штучних з'єднань досягло 500 тис. т/рік. У їхньому числі 96% речовин відносяться до органічних, з яких 74% мають молекули з одним циклом - у їхньому числі 34 тис. з'єднань, що є токсичними, з яких 2,4 тис. мають ще й канцерогенні властивості.

Контрольні запитання:

1. Основні представники антропогенних токсикантів

2. Розгляньте вплив пестицидів на довкілля

3. У чому полягає небезпека ПВХ і ПАР?

4. Наведіть характеристику масштабів антропогенного забруднення довкілля токсикантами

Читайте також:

1. Антропогенні впливи та реакція геосистем на них
2. Антропогенні екологічні катастрофи
3. Антропогенні забруднення біосфери
4. Природні й антропогенні екологічні катастрофи на Україні
5. Тести до теми ПРИРОДНІ Й АНТРОПОГЕННІ ФАКТОРИ ВПЛИВУ НА БІОСФЕРУ

Переглядів: 1062