Розглянемо детальніше дію хімічних речовин на довкілля. Дослідженням впливу антропогенних хімічних речовин на біологічні об'єкти довкілля займається екотоксикологія. Завданням екотоксикології є вивчення дії хімічних чинників на види, живі співтовариства, абіотичні складові екосистем і на їх функції.
Під шкідливою дією, що наноситься відповідній системі, в екотоксикології розуміють:
· виразні зміни звичайних коливань чисельності популяції;
· довгострокові або безповоротні зміни стану екосистеми.
1.6. Дії на окремі особини і популяції
Будь-яка дія починається з токсичного порогу, нижче за яке не виявляється вплив речовини (NOEC -- концентрація, нижче, якої не спостерігається дія). Йому відповідає поняття експериментально визначуваного порогу концентрації (LOEC -- мінімальна концентрація, при якій спостерігається вплив речовини). Застосовується також третій параметр: MATC -- максимально допустима концентрація шкідливої речовини. Визначення цієї величини полегшує оцінку риски дії відповідних речовин на чутливі до них організми.
Хімічні речовини залежно від властивостей і будови впливають на організми по різному.
1.7. Молекулярно-біологічні дії
Багато хімічних речовин взаємодіють з ферментами організму, змінюючи їх структуру. Оскільки ферменти каталізують тисячі хімічних реакцій, стає зрозумілим, чому будь-яка зміна їх структури глибоко впливає на їх специфічність і регуляторні властивості.
Приклад: ціаниди блокують фермент дихання - цитохром-з-оксидазу; катіони Са2+ гальмують активність рибофлавінкитази, яка є переносником фосфату на рибофлавін в клітках тварин.
Метаболізм кліток може бути порушений під дією хімічних речовин. Реагуючи з гормонами і іншими регуляторними системами, хімічні речовини викликають неконтрольовані перетворення, змінюють генетичний код.
Приклад: порушення реакцій окислювального розщеплювання вуглеводів, що викликається токсичними металами, особливо з'єднаннями міді і миш'яку; пентахлорфенол (ПХФ), триетілсвинець, триетілцинк і 2,4-дінітрофенол розривають ланцюг хімічних процесів дихання на стадії реакції окислювального фосфорилування; лидан, з'єднання кобальту і селену порушують процес розщеплювання жирних кислот; Хлорорганічні пестициди і поліхлоровані біфеніли (ПХБФ) викликають порушення роботи щитовидної залози.
1.8. Мутагенна і канцерогенна дія
Такі речовини як ДДТ, ПХБФ і поліароматичні вуглеводні (ПАУ) потенційно володіють мутагенною і канцерогенною дією. Їх небезпечна дія на людину і тварин виявляється в результаті тривалого контакту з цими речовинами, що містяться в повітрі і харчових продуктах.
Ініціатори в процесі взаємодії з ДНК викликають безповоротні соматичні мутації, причому вистачає дуже малої дози ініціатора, передбачають, що для цієї дії не існує порогових значень концентрації, нижче за яких воно не виявляється.
Направлене знищення окремих видів рослин і тварин. Приклад: альдегідні, фунгіцидні, акарицидні, гербіцидні, інсектицидні заходи, особливо в урбанізованих екосистемах.
Зменшення видової різноманітності організмів, що широко поширилося. Приклад: використання пестицидів і добрив в аграрних екосистемах.
Масовані забруднення. Приклад: забруднення побережжя і екстуаріїв річок нафтою при аваріях танкерів.
Постійне забруднення біотопів. Приклад: евторифікація річок і озер в результаті попадання в них значних кількостей розчинених і зв'язаних з'єднань азоту і фосфору.
Глибокі зміни біотопа. Приклад: засолення прісноводих біотопів; “сучасне погіршення стану лісів. Повне руйнування екосистеми в результаті випадання цілісної інтактної структури (біотопа) і її функцій (біоценозу).
Промотори підсилюють дію ініціатора, а їх власна дія на організм протягом деякого часу є оборотною.
Адитивна дія -- підсумовування (складання) окремих дій. Порушення поведінки організмів є наслідком сумарної дії на біологічні і фізіологічні процеси. Приклад: Було встановлено, що для явної зміни поведінки, обумовленої дією хімічних препаратів, досить значний менших концентрацій, чим ЛД50 (летальна доза при смертності 50%).
Різні організми володіють різною чутливістю до хімічних речовин, тому час прояву тих або інших дій хімічних речовин для різних біосистем різний.
1.9. Вплив на екосистему
Під дією хімічних речовин змінюються наступні параметри екосистеми:
· щільність популяції;
· домінантна структура;
· видова різноманітність;
· достаток біомаси;
· просторовий розподіл організмів;
· репродуктивні функції.
Для мінімізації риски використання хімічних продуктів відповідно до рівня наших знань цієї проблеми в країнах ЄС в 1982 р.
Був введений в дію так званий “Закон про хімічні продукти”. В процесі перевірки його виконання протягом декількох років проводилися заходи щодо оптимізації технологій, біологічних і фізико-хімічних випробувань, а також по уточненню термінології, стандартних речовин і методів відбору проб. Хімічний закон встановлює правила допуску на ринок всіх нових хімічних продуктів.
Для скорочення і зменшення викидів хімічних речовин на промислових підприємствах необхідно проводити наступні заходи:
1) необхідно проектувати будь-яке виробництво так, щоб викиди були свідомо мінімальні;
2) необхідно строго дотримувати технологічні режими виробництва;
3) необхідна обов'язкова герметизація устаткування на виробництвах, де присутні і виходять хімічні сполуки (це стосується не лише хімічної промисловості);
4) необхідне впровадження безперервних технологічних процесів і замкнутого круга виробництва, оборотного водоспоживання;
5) необхідно проводити заходи по запобіганню аваріям (наприклад, планово-профілактичний ремонт устаткування);
6) боротьба з втратами при транспортуванні (запобігання аваріям газо- і нафтопроводів);
7) боротьба з емісією (виділенням) промислових газів в атмосферу;
8) необхідне вживання систем очищення стічних вод і боротьби із забрудненням;
9) обов'язкова переробка і утилізація відходів, вторинне використання відходів.
Розглянемо детальніше два останні пункти.
Боротьба із забрудненням води. Розуміння необхідності регульованого водопостачання і знешкодження стічних вод виникло дуже давно. Ще в Древньому Римі будували акведуки для постачання свіжою водою і “Cloaca maxima” - каналізаційну мережу.
Іншим методом знешкодження стічних вод було їх очищення за допомогою полів зрошування, тобто спуск стічних вод на спеціально підготовлені поля.
Проте лише в середині минулого століття почалися розробка методів очищення стічних вод і систематичне будівництво каналізаційних мереж в містах.
Спочатку були створені установки механічного очищення. Єство цього очищення полягало в осадженні твердих часток, що знаходяться в стічних водах, на дно просочуванні через піщаний ґрунт стічні води фільтрувалися і освітлювалися. І лише після відкриття в 1914 р. біологічного (живого) мула з'явилася можливість розробки сучасних технологій очищення стічних вод, що включають повернення (рецикл) біологічного мула в нову порцію стічних вод і одночасну аерацію суспензії. Всі методи очищення стічних вод, розроблені в подальші роки і до теперішнього часу, не містять жодних істотно нових рішень, а лише оптимізують розроблений раніше метод, обмежуючись різними комбінаціями відомих стадій технологічного процесу. Виняток становлять фізико-хімічні методи очищення, в яких використовуються фізичні методи і хімічні реакції, спеціально підібрані для видалення речовин, що містяться в стічних водах.
Стічні води підприємств (наприклад, нафтопереробних) спочатку піддаються фізико-хімічному очищенню, а потім біологічною. Вміст шкідливих речовин в стічних водах, що поступають на біологічне очищення не повинно перевищувати певних значень
1.10. Утилізація відходів
При розробці сумісної з довкіллям системи переробки відходів ставляться наступні (по порядку важливості) головні завдання:
1) зниження кількості відходів вже в процесі виробництва продукції;
2) зменшення відходів за рахунок їх сортування при зборі;
3) широке вторинне використання матеріалів, отриманих з відходів;
4) видалення відходів з мінімально можливим ризиком для довкілля і здоров'я людини, що залишаються після переробки.
Види утилізації відходів:
· складування;
· спалювання;
· компостування (не застосуємо для відходів, що містять токсичні речовини);
· піроліз.
Найбільш поширено зараз складування відходів. Приблизно 2/3 всіх відходів побутового і виробничого походження і 90% інертних відходів складують в сховищах-звалищах. Такі сховища займають великі площі, є джерелами шуму, пилу і газів, що утворюються в результаті хімічних і анаеробних біологічних реакцій в товщі, а також джерелами забруднення ґрунтових вод в результаті освіти на відкритих звалищах вод, що просочуються.
Звідси витікає, що складування відходів не може бути задовільним методом їх утилізації, і необхідно використовувати інші методи.
В даний час спалюється до 50% всіх відходах в розвинених країнах.
Переваги методу спалювання полягають в істотному зменшенні об'єму відходів і дієвому руйнуванні горючих матеріалів, включаючи органічних сполук. Залишки від спалювання - шлаки і зола - складають лише 10% первинного об'єму і 30% від маси спалюваних матеріалів. Але при неповному згоранні в довкілля можуть потрапляти багаточисельні шкідливі речовини (таблиця. 9 і 10). Для зниження емісії органічних речовин необхідно використовувати пристрою для очищення димів.
Піролізом називають розкладання хімічних сполук при високих температурах у відсутність кисню, унаслідок чого стає неможливим їх горіння. Хоча піроліз має багато достоїнств, він володіє і істотними недоліками: стічні води, що поступають з установок для піролізу, сильно забруднені органічними речовинами) феноли, хлоровані вуглеводні і ін.), а з відвалів твердих залишків піролізу (піролізного коксу) під дією дощів відбувається вимивання шкідливих речовин; у твердих продуктах піролізу, крім того, знайдені високі концентрації поліконденсованих і хлорованих вуглеводнів. У зв'язку з цим піроліз не можна рахувати екологічно безпечним методом переробки відходів.
Страницы: 1, 2, 3
