Главная>
Мониторинг среды>
Загрязняющие вещества>
Загрязняющие вещества 1 класса опасности
Хром.
Хром – элемент VI группы периодической системы Менделеева.
Содержание в природе.
Хром – элемент с глобальным рассеянием. Содержание в земной коре составляет 8,3х10-3%, однако в элементарном состоянии в природе не встречается. Содержание хрома в виде соединений в аэрозолях над континентами составляет 240-310х10-4%.
В растительных и животных организмах встречается в следовых количествах. Избыток хрома в почвах вызывает различные заболевания у растений.
Присутствие хрома в почвах (до 50-70 мг/кг сухой почвы) обуславливает его передвижение по пищевой цепочке: почва-растение-животное-человек. Это будет приводить к увеличению поступления хрома в организм человека с пищевыми продуктами.
Антропогенные источники поступления в окружающую среду.
Основными источниками хрома и его соединений в атмосферу являются выбросы предприятий, где добывают, получают, перерабатывают и применяют хром и его соединения. Активное рассеяние хрома связано с сжиганием минерального топлива, главным образом, угля. Значительные количества хрома поступают в окружающую среду с промышленными стоками.
Влияние на живые организмы.
Токсичность соединения хрома находится в прямой зависимости от его валентности: наиболее ядовиты соединения хрома (VI), высокотоксичны соединения хрома (III), металлических хром и его соединения (II) – менее токсичны.
Независимо от пути поступления в первую очередь поражаются почки. Также страдают функции печени и поджелудочной железы. Хром обладает канцерогенным эффектом, поражает ЦНС, оказывает повреждающее действие на репродуктивную функцию.
Хром относится к веществам 1 класса опасности.
Кадмий.
Кадмий – химический элемент II группы периодической системы Менделеева, металл. Кадмий – редкий и рассеянный элемент с кларком литосферы 1,3х10-5% по массе.
Источники загрязнения и поведение в окружающей среде.
В окружающей среде кадмий рассеивается человеком вместе с минеральными удобрениями (входит в состав суперфосфата) и фунгицидами.
Кадмий является спутником цинка и всегда присутствует в изделиях, содержащих цинк.
В атмосферу кадмий может попадать при сжигании изделий из пластмассы, куда он добавляется для прочности и в составе красителей.
Среднее содержание кадмия в каменноугольной золе невелико, примерно 5 г на 1 тонну. Тем не менее, он попадает в атмосферу и в процессе сжигания топлива.
Кадмий включается в состав гумуса, поглощается, накапливается и надолго удерживается продуктивным почвенным горизонтом, который играет по отношению к нему роль геохимического барьера.
Влияние на здоровье человека.
Пары кадмия, все его соединения токсичны, что связано с его способностью связывать серосодержащие ферменты и аминокислоты. Кадмий – кумулятивный яд, он способен накапливаться в организме. Период полужизни кадмия в организме составляет 10 лет. Токсический эффект от кадмия у человека и животных возникает при его содержании в почве в количестве 3 мг/кг, в биомассе растений не менее 0,4 мг/кг.
Кадмий способен повышать кровяное давление. Он обладает канцерогенным эффектом. Кадмий накапливается в почках, в течение человеческой жизни его содержание может увеличиваться в 100-1000 раз.
Кадмий попадает в организм человека и в процессе курения. Растение – табак активно аккумулирует кадмий, который затем попадает в организм курильщика. В одной сигарете содержится 0т 1,2 до 2,5 мкг кадмия. Из них в легких курильщика оседает 0,1-0,2 мкг, остальное - рассеивается в атмосферном воздухе. По подсчетам ученых от курящих по всему миру людей может выделяться до 11,4 тонн кадмия в год.
Класс опасности вещества – 1.
Бенз(а)пирен.
Бенз(а)пирен (БП) – представитель семейства полициклических ароматических углеводородов. Молекулярная формула – С20Н12 (5 бензольных колец соединены 3:2). Температура плавления 179°С, температура кипения - 495°С. Хорошо растворим в маслах, жирах, сыворотке человеческой крови. Класс опасности – 1, ПДКСС= 10-7 мг/м3.
Образуется при сгорании углеводородного жидкого, твердого и газообразного топлива (в меньшей степени при сгорании газообразного).
Источники техногенного загрязнения.
Бенз(а)пирен входит в состав нефтяного мазута, сланцевых и каменноугольных смол, образуется при высокотемпературных процессах термической переработки органического сырья, на предприятиях, использующих каменноугольные пеки, битумы, масла, по производству резиново-технических изделий, при переработке сельскохозяйственных культур, в процессе произрастания которых использовались некоторые виды инсектицидов и гербицидов. Особенно большое количество БП поступает от мелких котельных: сжигание в них всех видов топлива сопровождается эмиссией большего количества полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), чем на крупных ТЭЦ и ТЭС, при одинаковой норме расхода топлива. Глобальные выбросы БП при сжигании топлива на ТЭС составляют 2,6 тыс. тонн в год, в процессе промышленного производства 1 тыс. тонн в год, при сжигании отходов 1,3 тысяч тонн в год.
Присутствует в газообразных отходах промышленности, выхлопах автомобилей (бензиновых и дизельных), в табачном дыме, в продуктах сгорания пищи. До 40% выбросов бенз(а)пирена приходится на черную металлургию, 26% - бытовое отопление, 16% - химическая промышленность. Следует отметить, что немаловажным источником выбросов сажи, содержащей БП, является железнодорожный автотранспорт.
Поведение в окружающей среде.
В окружающей среде накапливается преимущественно в почве, меньше в воде. Из почвы поступает в ткани растений и продолжает свое движение дальше по трофической цепи, при этом на каждой ее ступени содержание БП в природных средах возрастает на порядок. Под воздействием ультрафиолетового излучения вступает в реакцию с оксидами азота, образуя токсичный смог.
Для содержания в атмосфере БП характерна резко выраженная сезонность его изменений. Чем больше амплитуда повторяемости неблагоприятных для рассеивания примесей метеорологических условий, тем больше амплитуда изменений средних месячных концентраций БП. При этом в зимнее время концентрации БП в несколько раз выше, чем летом, поскольку летом под действием УФ-излучения БП разрушается.
Анализ данных о содержании БП в атмосфере городов с преобладанием предприятий определенных отраслей промышленности показывает, что наибольшие уровни загрязнения, превышающие средние по всем городам, отмечаются в городах, где основным источником выбросов БП являются предприятия черной металлургии и алюминиевой промышленности. Повышен уровень загрязнения БП также в городах с крупными ТЭЦ и котельными, в которых используется для отопления твердое топливо, особенно в районах высокого потенциала загрязнения атмосферы (ПЗА), где в течение холодного периода часто сохраняются условия застоя воздуха. При большом количестве мелких котельных, труб печного отопления уровни загрязнения особенно велики.
БП поступает в атмосферу с частицами сажи. Во всех городах в саже содержится примерно 1-2% БП.
Влияние на организм человека.
Бенз(а)пирен – канцерогенное вещество, 1 класса опасности, которое расценивается медиками как однозначно провоцирующее раковые заболевания. Вещество имеет хорошую проникающую способность в клетки живых организмов. Человек может получить его не только через кожу, но и через дыхательные пути и с пищей. БП обладает способностью накапливаться в живых организмах, провоцируя в дальнейшем онкологические заболевания. В организме бенз(а)пирен частично окисляется, давая производные фенольного и хинонного типа, также обладающими мутагенной активностью, а частично выводится из организма в неизменном виде.
Всемирной организаций здравоохранения (ВОЗ) установлено среднегодовое значение концентрации бенз(а)пирена в атмосферном воздухе, равное 0,001 мкг/м3, выше которого могут наблюдаться неблагоприятные последствия для здоровья человека, в том числе увеличение количества случаев заболевания злокачественными новообразованиями.
Свинец.
Источники техногенного загрязнения.
Загрязнение окружающей среды свинцом и его соединениями предприятиями промышленности определяется спецификой их производственной деятельности. Это непосредственное производство свинца и его соединений, попутное извлечение свинца из других видов сырья, содержащих свинец в виде примеси, использование свинца в производстве различной продукции и т.д.
Наибольшие выбросы свинца в атмосферу происходит в следующих отраслях производства:
- металлургическая промышленность. Причем на долю цветной металлургии приходится 98% от общего выброса данной промышленности;
- топливно-энергетический комплекс. Загрязнение среды обусловлено производством этилированных бензинов;
- химический комплекс. Выбросы связаны с производством пигментов, сиккативов, специальных стекол, смазок, антидетонационных присадок к автомобильным бензинам, полимеризацией пластмасс и др.;
- стекольные предприятия;
- консервное производство;
- деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность
- предприятия оборонной промышленности;
- машиностроение. Точнее производство аккумуляторов. По экспертным оценкам, на свалках, транспортных площадках и других местах на всей территории России в настоящее время находится до 1 млн. т свинца в отработавших свой срок аккумуляторах. На свалках или установках для компостирования аккумуляторы разлагаются, при этом в почву и подземные воды попадает большое количество свинца. При рециклинге также происходит загрязнение окружающей среды, особенно пылью, содержащей свинец. При изготовлении свинцовых аккумуляторов образуются значительные количества пылевидных частиц, содержащих соединения свинца.
- автотранспорт, использующий свинец-содержащий (этилированный) бензин. На передвижные источники загрязнения в отдельные годы приходилось свыше 70% суммарных выбросов свинца.
Миграция свинца в окружающей среде.
За последние десятилетия уровень концентрации свинца в природе все более повышается вследствие антропогенных нагрузок. Наиболее высокая концентрация свинца в атмосферном воздухе, как правило, наблюдается в зимний период, что связано с дополнительными выбросами в атмосферу продуктов сжигания топлива. Неблагоприятные метеорологические условия в этот период года также способствуют накоплению свинца в нижних слоях атмосферы.
Из атмосферы в почву свинец попадает чаще всего в форме оксидов, где постепенно растворяется, переходя в гидроксиды, карбонаты или форму катионов. Если почва прочно связывает свинец, это предохраняет от загрязнения её грунтовые и питьевые воды, растительную продукцию. Но тогда сама почва постепенно становится все более зараженной и в какой-то момент может произойти разрушение органического вещества почвы с выбросом свинца в почвенный раствор. В итоге такая почва окажется непригодной для сельскохозяйственного использования. Общее количество свинца, которое может задержать метровый слой почвы на 1 гектаре, достигает 500-600 тонн. Такого количества свинца даже при очень сильном загрязнении в обычной обстановке не бывает. Почвы песчаные, малогумусовые устойчивы против загрязнения; это значит, что они слабо связывают свинец, легко отдают его растениям или пропускают через себя с фильтровыми водами.
В слое глубиной до 5 см свинец накапливается более интенсивно, чем медь, молибден, железо, никель и хром.
Воды рек выносят в год 17-18 тыс.т свинца, что примерно в 200 раз меньше количества выплавляемого металла.
Влияние ионов свинца на живые организмы.
Вследствие глобального загрязнения окружающей среды свинцом, он стал вездесущим компонентом любой растительной и животной пищи и кормов. Растительные продукты в целом содержат больше свинца, чем животные.
Причиной летнего листопада часто является высокое содержание свинца в воздухе. Но, концентрируя свинец, деревья тем самым очищают воздух. В течение вегетационного периода одно дерево обезвреживает соединения свинца, содержащиеся в 130 л. бензина. Наименее восприимчивым к свинцу является клен, а наиболее восприимчивы: орешник и ель. Сторона деревьев, обращенная к автомобильным магистралям, на 30-60% “металличнее”. Хвоя ели и сосны обладает свойствами хорошего фильтра по отношению к свинцу. Она его накапливает и не обменивает с окружающей средой.
Отмечена интересная особенность растений – в различных своих частях накапливать различное количество свинца. Например, салат и сельдерей в листьях накапливают значительно больше свинца, чем в корнях, а морковь и одуванчик – наоборот. Активно накапливается свинец в капусте и корнеплодах, причем именно в тех, которые повсеместно употребляются в пищу; например, картофель.
Свинец необходим живым организмам в ничтожно малых количествах (как микроэлемент). Растительность суши вовлекает в биологический круговорот ежедневно 70-80 тыс. т свинца. Содержание его в растениях обычно не значительные: примерно 1-2 тысячных долей % от веса золы. Верхний порог концентраций свинца для растений пока не установлен.
Накопление свинца ведут интенсивно грибы, мхи и лишайники и доводят его концентрацию до 64,76 частей на миллион соответственно.
Влияние на организм человека.
Свинец по своему воздействию на организм человека относится к веществам 1 класса опасности. Главным источником, из которого свинец попадает в организм человека, служит пища, наряду с этим важную роль играет вдыхаемый воздух, а у детей также заглатываемая ими свинецсодержащая пыль. Вдыхаемая пыль примерно на 30-50% задерживается в легких, значительная доля её всасывается током крови. Всасывание в желудочно-кишечном тракте составляет в целом 5-10%, у детей – 50%.
Биологический период полураспада свинца в костях – около 10 лет. Количество свинца, накопленного в костях, с возрастом увеличивается, и в 30-40 лет (фаза насыщения) у лиц, по роду занятий не связанных с загрязнением свинца, составляет 80-200 мг. Свинец влияет на нервную систему человека, что приводит к снижению интеллекта, вызывает изменение физической активности, координации слуха, воздействует на сердечно-сосудистую систему, приводя к заболеванию сердца. Это оказывает негативное влияние на состояние здоровья населения и в первую очередь детей, которые наиболее восприимчивы к свинцовым отравлениям. Свинец активно влияет на синтез белка, энергетический баланс клетки и её генетический аппарат. Многие факты говорят в пользу денатурационного механизма действия. Свинец нарушает синтез порфиринов и гема, угнетая ряд ферментов, учавствующих в обмене порфиринов. Свинец подавляет также активность SH - содержащих ферментов, холинэстеразы в мембранах эритроцитов. Свинец вызывает заметное отклонение в липоидном обмене – повышается содержание общего и не связанного с белками холестерина. Считают, что свинец предрасполагает к развитию атеросклероза.
Все соединения свинца действуют, в общем, сходно; разница в токсичности объясняется в основном неодинаковой растворимостью их в жидкостях организма, в частности в желудочном соке; но и труднорастворимые соединения свинца подвергаются в кишечнике изменениям, в результате чего их растворимость и всасываемость сильно повышаются. Свинцовые белила, сульфат и оксид свинца токсичнее других соединений.
«назад» | 
