Obsežni problemi našega časa: onesnaževanje okolja. Viri kemičnega onesnaženja Glavna kemična onesnaževala

ČLOVEŠKA HIGIENA IN EKOLOGIJA (kemična onesnaževala)

stran 1

Higiena in humana ekologija

ČLOVEKOVA HIGIENA IN EKOLOGIJA (kemična onesnaževala)

4.3. Glavna kemična onesnaževala.

Ekotoksični učinki

Problem kemičnega onesnaženja biosfernih objektov velja za manifestacijo svetovne okoljske krize. Seznam znanih kemičnih spojin se približuje 20 milijonom elementov, od katerih jih je na desettisoče zelo strupenih, sodobna generacija ljudi pa nima razvitega obrambnega mehanizma pred njihovim agresivnim delovanjem na telo. Letna antropogena obremenitev vseh objektov biosfere je na stotine milijonov ton kemičnih snovi, ki so odpadki iz industrijskih, kmetijskih in prometnih dejavnosti.

To kaže na neučinkovito rabo energetskih virov, ki jih je narava ustvarjala skozi tisočletja. Enako pomembno se je zavedati, da vse večja antropogena razpršenost kemikalij ne spreminja le naravne kemične sestave zraka, vode, prsti in rastlin, temveč povzroča tudi onesnaženje telesnih bioloških medijev, kar je vzrok za številne ekopatogene učinke na javno zdravje. . V okviru medicinske ekologije se najprej obravnavajo skupine kemičnih onesnaževal, ki so najbolj nevarne za javno zdravje. Kriteriji za takšno nevarnost so sestavljeni iz niza parametrov, ki izhajajo iz fizikalno-kemijskih lastnosti snovi: toksičnost, mutagene, rakotvorne in modifikacijske lastnosti, alergijski in imunotoksični učinki itd.

Najbolj nevarne kemične spojine za zdravje ljudi so tiste, ki so vseprisotne, vztrajno shranjene v okoljskih predmetih in se selijo po ekoloških verigah, vstopajo v telo z zrakom, vodo in hrano. Seznam takšnih snovi vključuje glavne onesnaževalce zraka velikega mesta (dušikove, žveplove, ogljikove, suspendirane trdne snovi), težke kovine, poliklorirane bifenile, pesticide, poliaromatske ogljikovodike in številne druge. Večina jih je zelo strupenih (razredi nevarnosti 1-2), imajo politropni in specifični učinek na človeško telo, povzročajo najhujše in dolgoročne mutagene in rakotvorne učinke.

Oksidi, suspendirani delci. Trdni delci, žveplovi, dušikovi oksidi, ogljik, fenol in formaldehid so vseprisotni v atmosferskem zraku. Te kemične spojine so pod stalnim nadzorom stacionarnih postaj hidrometeorološke službe, ki ocenjujejo njihove povprečne dnevne in največje koncentracije v primerjavi z ustreznimi MPC. Na podlagi vsebnosti 5-7 spojin s tega seznama v atmosferskem zraku se izračuna indeks onesnaženosti zraka v stanovanjskem območju naselij, ki spremlja ta kazalnik. Žveplovi oksidi S02, S03, dušik NO, N02, ogljikov monoksid CO so »kisli« plini s specifičnim, relativno enakomernim delovanjem na dihala.

stran 2

Higiena in humana ekologija

Zaradi tvorbe šibkih kislin v stiku s sluznico dihalnih poti dražijo in žgejo sluznico, s čimer povzročijo začetno morfološko poškodbo epitelija in zaviranje lokalne imunosti. Manj ko so plini topni, globlje prodrejo v dihala. Oksidi, predvsem žveplov dioksid, se adsorbirajo na trdnih suspendiranih delcih, katerih globina prodiranja v telo je odvisna od njihove velikosti: manjši kot so delci, več jih vstopi v bronhije in alveole. Draženje spremlja sprostitev pritiska in ionov. kar lahko privede do bronhospazmov in posledično do nastanka astmatičnega bronhitisa in bronhialne astme.

Kisli aerosoli ne poškodujejo le dihalnega sistema. Tanka epitelna plast sluznice dihalnih poti z obilno prekrvitvijo ne preprečuje hitre absorpcije onesnaževal v kri in njihove porazdelitve po telesu. Razširjeno onesnaženje atmosferskega zraka z žveplovimi, dušikovimi, ogljikovimi oksidi je eden od vzrokov za hipoksijo v telesu, saj se onesnaževala hitro povežejo s hemoglobinom v krvi in ​​tvorijo sulfagemoglobin, methemoglobin, karbohemoglobin, s čimer blokirajo dostavo kisika do organov in tkiva.

V ozadju hipoksije so zavirani redoks procesi v možganih, notranjih organih (srce, jetra) in telesnih mišicah. Skoraj vsi ti oksidi imajo polimorfne škodljive učinke na morfofunkcionalno stanje živčnega, kardiovaskularnega sistema, prebavil, organov vida in sluha, imajo tudi gonadotropni in embriotoksični učinek. Trdni suspendirani delci in oksidi dražijo in poškodujejo kožo in sluznico očesa.

Nitriti in nitrati Ko pridejo v telo, delujejo širilno na krvne žile in povzročijo znižanje krvnega tlaka. Izrazit nevrotropni učinek ogljikovega monoksida med kronično izpostavljenostjo povzroča asteno-vegetativne pojave, duševne motnje, toksične poškodbe ščitničnega tkiva in lahko prispeva k njegovi hiperplaziji. Stalna izpostavljenost prebivalstva ogljikovim oksidom, žveplu, dušiku in drugim onesnaževalcem ustvarja predpogoje za zmanjšanje splošne odpornosti, zmogljivosti in nasploh kronične utrujenosti prebivalstva, zlasti v velikih industrijskih mestih.

Ob določenih vremenskih razmerah (temperaturne inverzije, zatišja ipd.), ki zmanjšujejo možnost onesnaženja zraka, se v površinski plasti ozračja močno poveča vsebnost »kislih« plinov, predvsem žveplovega dioksida. Ta naravno-antropogeni pojav je znan kot strupeni smog, strupena megla. V teh obdobjih se močno poveča število ljudi, ki iščejo zdravniško pomoč zaradi bolezni dihal in srca in ožilja, predvsem kroničnih bolnikov, in stopnja umrljivosti.

stran 3

Higiena in humana ekologija

Strupene megle z določeno periodičnostjo, predvsem v jesensko-zimskih sezonah, so zabeležene povsod in veljajo za začasno okoljsko nevarnost za javno zdravje.

Dioksini. To je velika skupina zelo strupenih polikloriranih spojin, obstojnih in zelo razširjenih onesnaževal okolja. Viri dioksinov so številni sektorji nacionalnega gospodarstva: kemična, petrokemična, celulozna in papirna, metalurška industrija, proizvodnja transformatorjev, kondenzatorjev, toplotnih izmenjevalcev, pesticidov itd. Dioksini nastajajo med visokotemperaturnimi procesi predelave izdelkov, ki vsebujejo klor.

Odlikujejo jih termična stabilnost, odpornost na kemično razgradnjo in nizka topnost v vodi. Razširitev obsega proizvodnje številnih kemičnih spojin in njihove uporabe v vojaške namene spremlja nevarnost izpostavljenosti dioksinom ne le za osebe, ki so z njimi poklicno v stiku, ampak tudi za prebivalstvo.

Glavno skladišče za kopičenje dioksinov so zgornje plasti prsti, kjer njihova razpolovna doba presega 10 let; v vodnem okolju je to obdobje več kot eno leto; v zraku - 24 dni. Dolgoročno ohranjanje dioksinov v vseh predmetih naravnega okolja prispeva k dejstvu, da se aktivno prenašajo skozi prehranjevalne verige in tako nenehno vplivajo na žive organizme. Mobilnost dioksinov v naravnem okolju povečajo organska topila, naftni derivati ​​in druge organske snovi, ki jih vsebujejo njegovi predmeti.

Dioksini so najmočnejši sintetični strupi, proti katerim človek nima naravnih obrambnih mehanizmov. Sinteza in široka uporaba dioksinov v civilnem življenju in za vojaške namene ("agent orange" v vietnamski vojni) se je začela v 30-ih in 60-ih letih 20. stoletja, nato pa obsežna širitev proizvodnje na osnovi polikloriranih bifenilov in dibenzodioksinov. nadaljevalo.

Glavni delež dioksinov (98-99%) vstopi v telo s hrano, le majhen del - z zrakom in vodo.

V telesu se dioksini nahajajo v številnih organih in tkivih: v jetrih, ledvicah, nadledvičnih žlezah, jajčnikih, bezgavkah, pljučih itd. Glavno skladišče dioksinov je maščobno tkivo - podkožna, trebušna maščoba; visoke koncentracije so bile ugotovljene v materinem mleku žensk.

Glavna tarča izpostavljenosti dioksinom so jetra, kjer ne pride samo do kopičenja, ampak tudi do nevtralizacije dioksinov z encimi jetrnega monooksigenaznega sistema; derivati ​​tega metabolizma se izločajo iz telesa z žolčem in urinom. Zaradi toksičnega delovanja strupov pride do degeneracije parenhimskih jetrnih celic in fibroznih sprememb, kar se kaže v biokemičnih parametrih in različnih motnjah delovanja jeter.

stran 4

Higiena in humana ekologija

Posebne dioksinske bolezni so klorakne in oljna bolezen Yusho-Yu-Cheng.

Klorakne (klorove akne) so ponavljajoče se vnetje žlez lojnic kože. Bolezen traja več let, praktično je ni mogoče zdraviti z zdravili in povzroči nastanek brazgotin na koži, njeno iznakaženost in pigmentacijo.

Yusho-Yu-Cheng naftna bolezen - množična zastrupitev s hrano z dioksini pri prebivalcih japonske province Yusho leta 1968 in tajvanske Yu-Cheng leta 1979. Na tisoče prebivalcev je trpelo zaradi uživanja riža, okuženega z več spojinami iz skupine dioksinov. Poleg kožnih manifestacij so žrtve diagnosticirali hude poškodbe jeter, notranjih organov in živčnega sistema.

Za zastrupitev z dioksinom je značilen počasen razvoj in se kaže v hudi utrujenosti, razdražljivosti, motnjah spanja in glavobolih, motnjah prebavnega in endokrinega sistema, bolečinah v mišicah in sklepih, šibkosti spodnjih okončin in izgubi teže. Različni in številni boleči simptomi nastanejo kot posledica zatiranja imunsko-encimskih sistemov telesa, pa tudi zaradi izrazite aktivacije peroksidacije lipidov z dioksini. To je povezano s pospešenim staranjem telesa ljudi, izpostavljenih dioksinom, zgodnjim pojavom bolezni, značilnih za starejše ljudi, in prezgodnjo smrtjo. Zbrali so se epidemiološki podatki o višji stopnji obolevnosti in umrljivosti zaradi malignih novotvorb med ljudmi, ki so bili v stiku z dioksini.

Ena izmed dioksinskih spojin, dibenzodioksin, je uvrščena v skupino 2A (zelo verjetna rakotvorna snov za človeka).

Seznam nevarnih učinkov, ki jih povzročajo dioksini, vključuje reproduktivno disfunkcijo. Dioksina 2,4D in 2,4,5T povzročata splav, mrtvorojenost in patologijo pri novorojenčkih.

Večina dioksinov, ko pride v materino telo, lahko prodre skozi placento in povzroči smrt ploda, deformacije novorojenčkov, zaostanek v rasti, duševno zaostalost dojenčkov in pojav tumorjev.

Preprečevanje zastrupitve z dioksinom, kot prepričujejo mednarodne izkušnje, je takojšnje zaprtje proizvodnje dioksina, posodobitev tehnologije, čiščenje ozemlja in zmanjšanje povpraševanja potrošnikov po blagu s snovmi, ki vsebujejo klor. Leta 1995 je Rusija odobrila zvezni ciljni program "Varstvo okolja in prebivalstva pred dioksini in dioksinom podobnimi strupenimi snovmi". Glavni cilj programa je izvajanje študij spremljanja in razvoj tehnologij brez dioksina.

Seveda lahko kupite priročnik in tam preberete o kemijskih osnovah biologije ... Ali pa obiščete vsa predavanja učitelja in se tam naučite vseh informacij. Če pa vam primanjkuje časa in ne želite zapravljati denarja, so tukaj kratke in osnovne informacije o tej čudni disciplini, ki jo najdemo na nekaterih univerzah.

Kaj je kemična ekologija?

Kemijska ekologija je veja ekologije, ki preučuje posledice neposrednih in stranskih učinkov kemičnih snovi na okolje ter možne načine za zmanjšanje njihovega negativnega vpliva.

To je osnovni izraz. Vendar obstajajo tudi drugi. Na primer, angleška literatura razume kemijsko ekologijo kot študij kemije. interakcije med vrstami v ekosistemu.

Kemik Rakov E.G. želi, da bi kemijsko ekologijo razumeli veliko širše, pri čemer predlaga vključitev tudi preučevanja vseh kemijskih procesov, ki se dogajajo v ekosistemih (vključno s kroženjem snovi).

Kemično onesnaževanje okolja

Človeštvo je bilo vedno povezano s svetom okoli sebe. Vendar pa je uničujoč vpliv človeka na naravo tako velikanske razsežnosti dobil z razvojem visoko industrializirane družbe.

Kaj to pomeni za nas? Najbolj neposredno, saj smo ravno zaradi tega v veliki nevarnosti. Največjo nevarnost pa predstavlja kemično onesnaženje okolja, saj ta onesnaženja naravi niso naravna in zanjo niso značilna.

Vrste kemičnega onesnaženja

Obstaja več vrst kemičnega onesnaženja:

• Kemično onesnaženje ozračja;
• Kemično onesnaženje tal;
• Kemično onesnaženje Svetovnega oceana.

Vsi so tako globalni, da se moramo podrobneje ustaviti in podrobneje razmisliti o vsaki vrsti onesnaženja.

Onesnaženost ozračja: vrste in viri

Glavni viri onesnaževanja ozračja so promet, industrija in gospodinjske kotlovnice. Toda industrija je seveda večja od drugih.

»Dobavitelji« tega onesnaženja so metalurška podjetja, termoelektrarne, cementarne in kemične tovarne. Ti so tisti, ki v okolje oddajajo primarna in sekundarna onesnaževala. Prvi takoj vstopijo neposredno v ozračje, drugi pa šele med potekom kakršnih koli reakcij (kemičnih, fizikalnih, fotokemičnih itd.).

A tu so najbolj priljubljene kemikalije, ki nas počasi, a zanesljivo ubijajo: ogljikov in dušikov monoksid, žveplov in žveplov anhidrid, vodikov sulfid in ogljikov disulfid, spojine fluora in klora.

Velik negativen vpliv na naše ozračje imajo tudi aerosolne spojine, katerih krivci so množična razstreljevanja, proizvodnja cementa, sežiganje ostankov morske hrane in poraba premoga z visokim pepelom v termoelektrarnah.

Onesnaževanje svetovnega oceana: vrste in viri

Zaradi onesnaženja voda Svetovnega oceana se spremeni naravna kemična sestava vode, saj se v njej poveča odstotek organskih ali anorganskih škodljivih nečistoč.

Od anorganskih onesnaževal ločimo spojine: svinec, arzen, krom, živo srebro, fluor, baker, pa tudi anorganske kisline in baze, ki zvišujejo pH območje industrijskih odpadnih voda.

Negativni vpliv se kaže v toksičnem učinku. Ko ti toksini vstopijo v vodo, jih absorbira fitoplankton, ki nato prenese toksine po prehranjevalni verigi do organizmov višjega reda.

Od organskih onesnaževal glavni so naftni derivati. Ko pridejo do dna, delno ali popolnoma blokirajo vitalno aktivnost mikroorganizmov, ki sodelujejo pri samočiščenju vode. Poleg tega lahko ti sedimenti pri gnitju ustvarijo posebne strupene snovi, ki onesnažujejo vode. In druga negativna posledica je, da ta organska onesnaževala ustvarijo film na površini in preprečijo svetlobi prodiranje globoko v vodo, kar moti procese fotosinteze in izmenjave plinov. Posledica negativnih posledic so lahko med drugim tako grozne bolezni, kot so griža, tifus, kolera.

Onesnaženost tal: vrste in viri

Glavni »sovražniki« prsti so kislinotvorne spojine, težke kovine, gnojila, pesticidi, nafta in naftni derivati.

Od kod prihajajo te vrste onesnaženja? Da, od vsepovsod: od stanovanjskih stavb, industrijskih in gospodinjskih podjetij, toplotne in energetske tehnike, prometa, kmetijstva.

Posledice onesnaženja tal so tako žalostne kot onesnaženje ozračja in Svetovnega oceana: v tla vstopajo patogene bakterije (tuberkuloza, tifus, plinska gangrena, otroška paraliza, antraks itd.), Živim organizmom strupene snovi, svinec. Vse to ne le onesnažuje prst, ampak tudi moti naravni in normalni kroženje snovi, kar negativno vpliva na zdravje ljudi.

Tako smo izvedeli kratke informacije o takšni znanosti, kot je kemična ekologija. Grozljivo je pomisliti, koliko slabega se nam lahko zgodi, če ne bomo pravočasno sprejeli določenih ukrepov. In da boste imeli čas razmišljati o izboljšanju kakovosti življenja in zdravja svojih najdražjih in sebe, vam nudimo pomoč pri reševanje vsakodnevnih študentskih vprašanj– pisanje esejev, nalog, testov itd.

Onesnaževanje okolja- vnos novih, neznačilnih fizikalnih, kemičnih in bioloških dejavnikov ali preseganje njihove naravne ravni.

Glavne vrste onesnaževanja okolja vključujejo:

Fizični (toplotni, hrupni, elektromagnetni, svetlobni, radioaktivni);

Proti onesnaženju regionalni obsega veliko industrijskih in transportnih odpadkov. Najprej gre za žveplov dioksid. Povzroča nastanek kislega dežja, ki prizadene rastline in živali ter povzroča bolezni prebivalstva.

V velikih mestih in industrijskih središčih je zrak skupaj z ogljikovimi in žveplovimi oksidi pogosto onesnažen z dušikovimi oksidi in trdnimi delci, ki jih oddajajo avtomobilski motorji in dimniki. Pogosto opazimo nastanek smoga. Čeprav so te nečistoče lokalni narave, prizadenejo veliko ljudi, ki strnjeno živijo na takih ozemljih. Poleg tega se povzroča škoda naravnemu okolju.

Med številnimi posledicami gospodarskih dejavnosti človeške družbe je še posebej pomemben proces progresivnega kopičenja kovin v okolju. Med najnevarnejša onesnaževala sodijo živo srebro, svinec in kadmij. Pomemben vpliv na žive organizme in njihove združbe imajo tudi tehnogeni vnosi mangana, kositra, bakra, molibdena, kroma, niklja in kobalta.

Naravne vode so lahko onesnažene s pesticidi in dioksini, pa tudi z nafto. Produkti razgradnje olja so strupeni, oljni film, ki izolira vodo od zraka, vodi do smrti živih organizmov (predvsem planktona) v vodi.

Poleg kopičenja strupenih in škodljivih snovi v tleh zaradi človekovega delovanja povzroča škodo na zemlji zaradi zakopavanja in odlaganja industrijskih in gospodinjskih odpadkov.

Glavni ukrepi za boj proti kemičnemu onesnaževanju so:

Strog nadzor nad emisijami škodljivih snovi. Treba je nadomestiti toksične izhodne produkte z nestrupenimi, preiti na zaprte cikle in izboljšati metode čiščenja. Zelo pomembna je optimizacija lokacije podjetij za zmanjšanje emisij v prometu, pa tudi kompetentna uporaba gospodarskih sankcij;

Razvoj mednarodnega sodelovanja. Na primer, mednarodni sporazumi na področju ohranjanja ozonske plasti so privedli do široke prepovedi uporabe spojin, ki vsebujejo klor in fluor;

Izvajanje ukrepov za preprečevanje vstopa onesnaževal v vodna telesa (vzpostavitev obalnih zaščitnih pasov in vodovarstvenih območij, izločanje strupenih pesticidov, ki vsebujejo klor, povečanje zanesljivosti tankerjev itd.);

Preprečevanje onesnaženja tal z industrijsko in gospodinjsko odpadno vodo, trdnimi gospodinjskimi in industrijskimi odpadki, sanitarno čiščenje tal in naseljenih območij;

Uvajanje maloodpadnih in neodpadnih tehnologij, uporaba novih vrst energije.

Biološka kontaminacija je razmeroma nov koncept; v okoljevarstveno prakso so ga uvedli v začetku 80. Biološko onesnaženje je vnos v okolje in razmnoževanje organizmov, nezaželenih za človeka, pa tudi prodiranje (naravno ali zaradi človekove dejavnosti) v izkoriščene ekosisteme in tehnološke naprave vrst organizmov, ki so tem ekosistemom tuje. Biološko onesnaženje je posledica antropogenih vplivov na okolje.

Ena vrsta biološkega onesnaženja so emisije iz podjetij za biološko (mikrobiološko) sintezo. Proizvodne zmogljivosti te veje sodobne biotehnologije, predvsem v farmacevtski industriji, nenehno rastejo. Veliko zdravil, na primer antibiotikov, cepiv, pridobivamo s pomočjo mikroorganizmov z mikrobiološko sintezo. Sestava izpustov in izpustov z odpadno vodo iz farmacevtskih tovarn vključuje mikrobne celice in njihove delce, hranilni medij za mikroorganizme.

Obseg tovrstnega onesnaženja je lahko precej velik, prav tako njegovi negativni učinki na zdravje ljudi. Osupljiva ilustracija je situacija s proizvodnjo umetnih beljakovin iz krmnih kvasovk (Candida tropicalis), ki rastejo na ogljikovodikih v Rusiji v 70-80-ih. XX stoletje. Proizvodnja je bila v velikem obsegu: ustvarjenih je bilo 8 velikih in približno 100 malih podjetij, ki so proizvedla več kot 1,5 milijona ton beljakovinsko-vitaminskega koncentrata (PVC) na leto. Posledično je prišlo do močnega onesnaženja okolja na območjih, kjer so bile tovarne, kar je povzročilo močno povečanje incidence bronhialne astme med prebivalstvom in zmanjšanje splošne imunološke reaktivnosti, zlasti pri otrocih.

V zvezi z biološkim onesnaženjem ne moremo mimo bakteriološkega orožja. Kljub mednarodnim prepovedim (Konvencija o biološkem orožju iz leta 1972) se na različnih koncih sveta pojavljajo poročila, ki so tako ali drugače povezana z njegovo proizvodnjo.

Po dogodkih 11. septembra 2001, ko je letalo kamikaze strmoglavilo v ameriške nebotičnike, se je pojavil nov izraz - "bioterorizem". Po teh dogodkih so se v ZDA začeli izbruhi antraksa, povezani z uporabo bakteriološkega orožja (podrobneje v podpoglavju 4.10).

Konec 20. stoletja se je postavilo vprašanje o biološki nevarnosti, povezani z razvojem genskega inženiringa in njegovimi uspehi v kmetijstvu. Tveganje tako imenovanega "genetskega" onesnaževanja okolja - te relativno nove vrste biološkega onesnaženja - postaja vse bolj realno.

Redke in ogrožene vrste, katerih populacije niso v fazi propadanja, so najbolj izpostavljene genskemu onesnaženju. Medvrstna hibridizacija in hibridizacija med podvrstami je zelo razširjen pojav. Spremembe življenjskih razmer lahko povzročijo hibridizacijo. Grožnja hibridizacije je značilna za regije z antropogeno spremenjenim okoljem in kršitvami mehanizmov regulacije prebivalstva.

Samostojen problem z resnimi družbeno-etičnimi vidiki je poseg v človeški genom. Z dekodiranjem človeškega genoma leta 2000 (pri raziskavah je sodelovalo več deset laboratorijev v Angliji, Franciji, na Japonskem, v ZDA in Rusiji) človeštvo vstopa v novo fazo svojega razvoja, kjer je nemogoče predvideti vse možne scenarije. . V nekaterih napovedih izgledajo na primer fantastično in zaradi dosežkov genskega inženiringa bo mogoče klonirati genije ali vladarje. Lahko se pojavi "izboljšana" vrsta ljudi, ki bo imela fenomenalne sposobnosti in pričakovano življenjsko dobo brez primere.

Mnogi verjamejo, da kljub vsem vrstam prepovedi ni mogoče ustaviti znanstvenega napredka na področju teh študij: prej ali slej bodo takšni poskusi.

V 21. stoletju lahko mikrobiološke nevarnosti na področju vesoljskih dejavnosti postanejo aktualne. Resnična grožnja za razvoj prej neznanih bolezni je lahko celoten kompleks dejavnikov: nepredvidljivost obnašanja mikroorganizmov v vesoljskem plovilu, možnost vstopa novih vrst mikroorganizmov pri zamenjavi posadke, oslabitev človeške imunosti v breztežnosti, itd.

F fizično onesnaženje povezana s spremembami fizičnih, temperaturno-energijskih, valovnih in sevalnih parametrov zunanjega okolja.

Fizično onesnaženje vključuje:

toplotna;

Hrup;

radioaktivno;

elektromagnetni;

Svetloba.

Toplotno onesnaženje- segrevanje vode, zraka ali zemlje kot posledica sproščanja toplotnih odpadkov iz podjetij gorivnega in energetskega kompleksa (termo in jedrske elektrarne) v okolje, iz zgorevanja povezanega plina v naftni industriji, iz plinskih bakel petrokemičnih podjetjih in zaradi uhajanja toplote v stanovanjskih in komunalnih storitvah. Viri onesnaževanja v urbanih območjih vključujejo: podzemne plinovode industrijskih podjetij, toplovode, zbirne razdelilnike, komunikacije itd.

Kakršno koli toplotno onesnaženje - To je izguba drage toplotne energije, ki zahteva povečanje njene proizvodnje.

Elektromagnetno onesnaženje povezana z visokonapetostnimi daljnovodi, električnimi postajami, radijskimi in televizijskimi oddajnimi postajami, pa tudi s sevanjem mikrovalovnih pečic, računalnikov in radiotelefonov.

Radioaktivna kontaminacija biosfere— preseganje naravne ravni radioaktivnih snovi v naravnem okolju. Povzročijo ga lahko tako naravni kot antropogeni dejavniki (razvoj radioaktivnih rud, nesreče v jedrskih elektrarnah, testiranje jedrskega orožja itd.). Tabela 2.3 prikazuje dejavnike radioaktivne kontaminacije biosfere.

Tabela 8.2 Dejavniki radioaktivne kontaminacije biosfere

Okoljski hrup- ena od oblik onesnaževanja okolja, ki je sestavljena iz povečanja ravni hrupa nad naravnim ozadjem in negativno vpliva na žive organizme (vključno s človekom).

Sliši se hrup gospodinjski, proizvodni, industrijski, transportni, letalski, prometni hrup itd.

Glavni viri mestnega hrupa služijo industrijskim podjetjem, med katerimi izstopajo elektrarne (100-110 dB), kompresorske postaje (100 dB), metalurški obrati (90-100 dB) itd. Pomemben hrup povzročajo tudi prometna okolja (75-105 dB). .

Zaščita pred hrupom— sklop ukrepov za zmanjšanje hrupa v proizvodnji, prometu, civilni in industrijski gradnji.

Naš planet je sestavljen iz kemičnih elementov. To so predvsem železo, kisik, silicij, magnezij, žveplo, nikelj, kalcij in aluminij. Živi organizmi, ki obstajajo na Zemlji, so sestavljeni tudi iz kemičnih elementov, organskih in anorganskih. To je predvsem voda, torej kisik in vodik. Živa bitja vsebujejo tudi žveplo, dušik, fosfor, ogljik itd. Izločki živih bitij, pa tudi njihovi ostanki, so sestavljeni iz kemikalij in spojin. Vse sfere planeta - voda, zrak, prst - so kompleksi kemičnih snovi. Vsa živa in neživa narava medsebojno delujeta, posledica česar je med drugim tudi onesnaževanje. Če pa je vse sestavljeno iz kemičnih elementov, potem se lahko tudi izmenjujejo in onesnažujejo s kemičnimi elementi. Kemično onesnaženje okolja je torej edina vrsta onesnaževanja? Do nedavnega je bilo to res. Bila je le kemija okolja in živih organizmov. Toda dosežki znanosti in njihova uvedba v proizvodnjo so ustvarili oblike in vrste onesnaževanja, ki niso kemična. Zdaj že govorimo o energiji, sevanju, hrupu itd. Poleg tega se je trenutno okoljska kemija začela dopolnjevati s snovmi in spojinami, ki jih prej ni bilo v naravi in ​​jih je ustvaril človek med proizvodnim procesom, torej umetno. Te snovi imenujemo ksenobiotiki. Narava jih ne zna predelati. Ne vstopajo v prehranjevalne verige in se kopičijo v okolju in organizmih.

Kemično onesnaženje še vedno ostaja in je glavno.

Ali je onesnaženje možno, če sta sestava snovi in ​​njenega onesnaževala iste vrste? Morda zato, ker do onesnaženja pride, ko se poveča koncentracija določenih elementov v določenem kraju ali okolju.

Tako je kemično onesnaževanje okolja dodaten vnos kemičnih elementov naravnega in umetnega izvora v naravo, vključno z njeno floro in favno. Viri onesnaževanja so vsi procesi, ki se dogajajo na Zemlji, tako naravni kot umetni. Za glavno značilnost onesnaženja lahko štejemo stopnjo njegovega vpliva na živo in neživo naravo. Posledice onesnaženja so lahko: odpravljive ali neodpravljive, lokalne in globalne, enkratne in sistematične itd.

Znanost

Vedno večji antropogeni vpliv na naravo in vse večji obseg njenega onesnaževanja sta spodbudila nastanek veje kemije, imenovane »kemija okolja«. Tu se preučujejo procesi in transformacije, ki se pojavljajo v tleh, hidro- in atmosferi, preučujejo se naravne spojine in njihov izvor. To pomeni, da je obseg tega dela znanstvene dejavnosti kemični procesi v biosferi, migracija elementov in spojin vzdolž naravnih verig.

Okoljska kemija pa ima svoje pododdelke. Eden preučuje procese, ki se dogajajo v litosferi, drugi - v atmosferi, tretji - v hidrosferi. Poleg tega obstajajo oddelki, ki preučujejo onesnaževala naravnega in antropogenega izvora, njihove vire, transformacije, gibanje itd. Trenutno je bil ustanovljen še en oddelek - okoljski, katerega obseg raziskav je zelo blizu in se včasih identificira s splošno usmeritvijo.

Okoljska kemija razvija metode in sredstva za zaščito narave ter išče načine za izboljšanje obstoječih sistemov obdelave in odlaganja. Ta veja kemije je tesno povezana s področji znanstvenih raziskav, kot so ekologija, geologija itd.

Predvidevamo lahko, da je največji vir onesnaževanja okolja kemična industrija. Vendar to ne drži povsem. V primerjavi z drugimi panogami industrijske proizvodnje ali prometa podjetja v tej panogi izpuščajo bistveno manj onesnaževal. Sestava teh snovi pa vsebuje bistveno več različnih kemičnih elementov in spojin. To so organska topila, amini, aldehidi, klor, oksidi in še veliko več. V kemičnih tovarnah so sintetizirali ksenobiotike. Se pravi, ta industrija s svojo proizvodnjo onesnažuje naravo in proizvaja izdelke, ki so samostojen vir onesnaževanja. To pomeni, da za okolje viri kemičnega onesnaženja vključujejo proizvodnjo, izdelke in rezultate njihove uporabe.

Kemijska znanost in industrija, ključne veje človekove dejavnosti. V njih se raziskujejo, razvijajo, nato proizvajajo in uporabljajo snovi in ​​spojine, ki služijo kot osnova zgradbe vsega na Zemlji, vključno z njo. Rezultati tovrstnih dejavnosti imajo resnično priložnost vplivati ​​na strukturo žive in nežive snovi, stabilnost biosfere in obstoj življenja na planetu.

Vrste onesnaževanja in njihovi viri

Kemično onesnaževanje okolja, pa tudi ustrezna veja znanosti, je običajno razdeljeno na tri vrste. Vsaka vrsta ustreza plasti v zemeljski biosferi. To so kemična onesnaženja: litosfera, atmosfera in hidrosfera.

Vzdušje. Glavni viri onesnaževanja zraka so: industrija, promet in toplotne postaje, vključno z gospodinjskimi kotlovnicami. V industrijski proizvodnji so metalurški obrati, kemični obrati in obrati za proizvodnjo cementa vodilni v emisijah onesnaževal v ozračje. Snovi onesnažujejo zrak tako, ko vanj vstopijo, kakor tudi preko derivatov, ki nastanejo v samem ozračju.

Hidrosfera. Glavni viri onesnaževanja zemeljskega vodnega bazena so izpusti iz industrijskih podjetij, javnih služb, ladijske nesreče in izpusti, odtok s kmetijskih zemljišč itd. Onesnaževala vključujejo tako organske kot anorganske snovi. Glavne vključujejo: spojine arzena, svinca, živega srebra, anorganske kisline in ogljikovodike v različnih vrstah in oblikah. Strupene težke kovine se ne razgradijo in kopičijo v organizmih, ki živijo v vodi. Nafta in naftni derivati ​​mehansko in kemično onesnažujejo vodo. Ko se razprostirajo v tankem filmu po površini vode, zmanjšajo količino svetlobe in kisika v vodi. Posledično se proces fotosinteze upočasni in pospeši razpad.

Litosfera. Glavni viri onesnaževanja tal so gospodinjski sektor, industrijska podjetja, promet, termoenergetika in kmetijstvo. Zaradi njihovega delovanja pridejo v zemljo težke kovine, pesticidi, naftni derivati, kisle spojine ipd. Spremembe kemične in fizikalne sestave tal ter njihove strukture povzročajo izgubo produktivnosti, erozijo, uničenje in preperevanje.

Okoljska kemija ima informacije o več kot 5 milijonih vrst spojin, njihovo število pa nenehno narašča, ki tako ali drugače »potujejo« skozi biosfero. Več kot 60 tisoč takih spojin je vključenih v proizvodne dejavnosti.

Glavna onesnaževala in elementi

Okoljska kemija obravnava naslednje elemente in spojine kot glavne onesnaževalce okolja.

Ogljikov monoksid je plin brez barve in vonja. Aktivna spojina, ki reagira s snovmi, ki tvorijo ozračje. To je osnova za nastanek "učinka tople grede". Je strupen in ta lastnost se poveča v prisotnosti dušika v zraku.

Žveplov dioksid in žveplov anhidrid povečata kislost tal. Kar vodi do izgube njegove plodnosti.

Vodikov sulfid. Plin brez barve. Razlikuje se po močnem vonju po gnilih jajcih. Je redukcijsko sredstvo in na zraku oksidira. Vname se pri temperaturi 225 0 C. Je spremljevalni plin v nahajališčih ogljikovodikov. Prisoten je v vulkanskih plinih, v mineralnih vrelcih, v Črnem morju pa leži v globinah več kot 200 metrov. V naravi je vir njegovega videza razgradnja beljakovinskih snovi. V industrijski proizvodnji se pojavi pri čiščenju nafte in plina. uporablja se za proizvodnjo žvepla in žveplove kisline, raznih žveplovih spojin, težke vode in v medicini. Vodikov sulfid je strupen. Prizadene sluznice in dihalne organe. Če je za večino živih organizmov strupena snov, potem je za nekatere mikroorganizme in bakterije življenjski prostor.

Dušikovi oksidi. Je strupen plin, ki je brez barve in vonja. Njihova nevarnost se povečuje v mestih, kjer se mešajo z ogljikom in tvorijo fotokemični smog. Ta plin negativno vpliva na človeški dihalni trakt in lahko povzroči pljučni edem. Skupaj z žveplovim oksidom je tudi vir kislega dežja.

Žveplov dioksid. Plin z ostrim vonjem in brez barve. Vpliva na sluznico oči in dihalnih organov.

Negativni vpliv na naravo povzročajo povečane vsebnosti fluora, svinčevih in klorovih spojin, ogljikovodikov in njihovih hlapov, aldehidov in še marsikaj.

Snovi, zasnovane in ustvarjene za povečanje rodovitnosti zemlje in produktivnosti pridelka, na koncu povzročijo degradacijo tal. Nizka stopnja njihove absorpcije na mestih uporabe jim daje možnost, da se razširijo na znatne razdalje in "nahranijo" rastline, ki sploh niso tiste, za katere so namenjene. Glavni medij za njihovo gibanje je voda. V skladu s tem opazimo znatno povečanje zelene mase. Vodna telesa se zaraščajo in izginjajo.

Skoraj vsi »kemični« onesnaževalci okolja imajo tako kompleksen negativni učinek.

Doslej so bili ksenobiotiki oziroma umetno sintetizirane snovi uvrščeni v ločeno kategorijo onesnaževal. Ne vstopajo v običajni cikel prehranjevalnih verig. Učinkovitih načinov za njihovo umetno predelavo ni. Ksenobiotiki se kopičijo v zemlji, vodi, zraku in živih organizmih. Migrirajo iz telesa v telo. Kako se bo to kopičenje končalo in kakšna je njegova kritična masa?

Posledica človekovega vpliva na okolje, namreč njegovo delovanje je povzročilo na videz nemogoče, onesnaženje narave s tem, iz česar je sestavljena, je sprememba njene temeljne, globinske sestave in strukture. Koncentracija nekaterih kemičnih elementov in zmanjšanje količine drugih povzroča neraziskane in nepredvidljive učinke v biosferi.

Video - Kako onesnažen zrak vpliva na zdravje

Problem kemičnega onesnaževanja planeta je eden od globalnih in perečih okoljskih problemov. Okoljski del kemije preučuje vplive snovi na okolje (zrak, voda, trdno lubje, živi organizmi).
Oglejmo si nekaj teh težav:
Kisle padavine
Učinek tople grede
Splošna onesnaženost zraka
Ozonska luknja
Radioaktivna kontaminacija.

Učinek tople grede

Učinek tople grede je proces v atmosferi, pri katerem se vpadajoča vidna svetloba prepušča in infrardeča svetloba absorbira, kar zvišuje temperaturo na površju Zemlje in škoduje celotnemu okolju. Onesnaženje je presežek ogljikovega dioksida.

Ta koncept je bil prvič oblikovan leta 1863. Tidall. Leta 1896 S. Arrhenius je pokazal, da ogljikov dioksid poveča temperaturo ozračja za 5 0 C. V 70. letih 20. stoletja je bilo dokazano, da imajo drugi plini učinek tople grede: ogljikov dioksid - 50-60%, metan - 20%, dušikovi oksidi - 5 %.

Tok vidnih žarkov pride do Zemljine površine; skozi toplogredne pline se ne spremenijo, in ko se srečajo z Zemljo, se nekateri od njih pretvorijo v dolgovalovne infrardeče žarke. Te žarke blokirajo toplogredni plini in toplota ostane na Zemlji.

Leta 1890 – povprečna temperatura planeta je 14,5 0 C, leta 1980 - 15,2 0 C. Nevarnost je v trendu rasti. Po napovedih za 2030-50 se bo še povečala za 1,5-4,5 0 C.

Posledice:

Negativno: taljenje večnega snega in dvig morske gladine za 1,5 m. poplave najproduktivnejših območij, nestabilno vreme, pospešeno izumiranje živali in rastlin, taljenje permafrosta, kar bo privedlo do uničenja zgradb, zgrajenih na kolih.

Pozitivno: tople zime v severnih regijah naše države, nekatere prednosti za kmetovanje.

Tanjšanje ozonske plasti

Tanjšanje ozona je proces zmanjševanja količine ozona v ozračju na nadmorski višini približno 25 km (v stratosferi). Tam se ozon in kisik medsebojno spreminjata drug v drugega (3O2↔2O3) pod vplivom ultravijoličnega sevanja Sonca in temu sevanju ne dovolita, da bi doseglo površje Zemlje, kar reši ves živi svet pred izumrtjem. Nastanek »ozonskih lukenj« povzročajo freoni in dušikovi plini, ki namesto ozona absorbirajo UV sevanje in rušijo ravnovesje.

Kisle padavine

Kisli dež je padavina, ki vsebuje kisline zaradi absorpcije žveplovega dioksida in dušikovih oksidov v oblakih. Vir onesnaženja so izpusti industrijskih plinov, nadzvočni letalski motorji. To vodi do poškodb listavcev, korozije kovin, zakisljevanja tal in vode.

Kislost naravnih rezervoarjev in atmosferskih padavin je normalna, če je pH 5,6 (zaradi v vodi raztopljenega CO 2)

Kisla padavina je vsaka padavina, katere kislost je višja od običajne. Prvič so bili registrirani v Angliji v letih 1907-1908. Zdaj so padavine s pH 2,2-2,3.

Viri kislih padavin: kisli oksidi: SO 2, NO 2

Mehanizem nastanka kislih padavin: plini + vodna para tvorijo raztopine kislin s pH< 7

Žveplove spojine vstopajo v ozračje:
a) naravno, tj. biološki procesi uničenja, delovanje anaerobnih bakterij v mokriščih, vulkanska aktivnost.
b) antropogeni -59-60% skupnih emisij v ozračje, predelava različnih vrst goriva, delo metalurških podjetij, cementarna, proizvodnja žveplove kisline itd.

2H2S + 3O2 = 2H2O + 2SO2

Dušikovi oksidi vstopajo v ozračje:
a) naravno - nevihta ali pod vplivom bakterij v tleh;
b) antropogeni - zaradi dejavnosti vozil, termoelektrarn, proizvodnje mineralnih gnojil, dušikove kisline, nitro spojin, razstreljevanja.

2NO + O 2 = 2NO 2

Ko se dušikov oksid +4 raztopi v vodi, nastaneta dve kislini - dušikova in dušikova; ko dušikov oksid +4 oksidira in reagira z vodo, nastane dušikova kislina.

2NO 2 + H 2 O = HNO 3 + HNO 2

4NO 2 + 2H 2 O+O 2 = 4HNO 3

Splošna onesnaženost zraka

Poleg naštetih dušikovih in žveplovih oksidov se v ozračje izpuščajo tudi drugi plini.

Ogljik tvori dva oksida: ogljikov dioksid in ogljikov monoksid.

Ogljikov monoksid je strup. Nastane pri nepopolnem zgorevanju goriva.

Glavni dobavitelji škodljivih plinov so avtomobili.

MPC CO - 9 -10 μg/m 3

Obstaja veliko drugih vrst onesnaževanja okolja, kot so strupene odpadne vode, visoko obstojne snovi (pesticidi, težke kovine, polietilen itd.), industrijski dim in prah, cestni promet, naftni tankerji.