Экология СПРАВОЧНИК

При изучении проблем, связанных с воздействием на окружающую среду, прежде всего следует отметить, что они не являются такой четко очерченной областью, как это представляется на первый взгляд. Конечно, в некоторых случаях эти вопросы решаются достаточно однозначно. Так, например, утечка из хранилища на химическом предприятии высокотоксичного соединения 2,3,7,8-тетрахлордибензодиоксина(ТХДД) в 1976 г. (Севезо, Италия), приведшая к трагическим результатам для людей и животных, несомненно, должна рассматриваться как прямое воздействие на природу. Но как быть с образованием оксидов азота при работе автомобильного двигателя? Естественное поступление оксидов азота в атмосферу во много раз превосходит вклад, обусловленный антропогенной деятельностью. Можно ли в этом случае говорить о существенном воздействии на природу? Этот вопрос обстоятельно будет разобран в дальнейшем (разд. 2.2.6). Проблема усложняется также и тем, что условия жизни на нашей планете не сохраняются постоянными, а непрерывно изменяются во времени.

Далее

Чтобы ответить на сформулированные выше вопросы, необходимо сопоставить результаты изменений окружающей среды, вызванные деятельностью человека и естественными причинами. При этом следует использовать три критерия; количественный фактор, фактор времени и токсичность продуктов, возникающих в результате антропогенной деятельности.

Далее

Часто приходится сталкиваться с мнением, что активное вмешательство человека в природу способствует росту его благосостояния. Однако это односторонний подход. Если вмешательство в природу и не угрожает непосредственно человеку, все же в результате страдают другие живые существа на нашей планете; помимо ущерба, наносимого биосфере, при этом возможны и иные изменения на поверхности планеты, в частности, перемена климата. Все связанные с этим перемены, не оказывая прямого действия на организм, постепенно изменяют жизненное пространство, что неизбежно сказывается на жизнедеятельности человека. Рассмотрим ряд примеров.

Далее

Все направления и особенности нарушений природной среды можно проследить, только тщательно изучая отдельные этапы взаимодействия между организмами в общем цикле превращений. Ограничиваясь указанием на сложность и многогранность всей проблемы вторжения в природную среду, переходим к рассмотрению ее чисто химических аспектов.

Далее

Говоря о загрязнении природной среды, в первую очередь следует остановиться на загрязнении атмосферы. К вредным выбросам, загрязняющим атмосферу, относятся атмосферная пыль, газы и пары, которые прямо или косвенно, отражаются на условиях жизни человека. Находящиеся в воздухе пыль и аэрозоли, как правило, не вступают в какие-либо особые химические реакции, но в сочетании с другими факторами могут нанести существенный ущерб здоровый Человека.

Далее

Под атмосферной пылью понимают взвешенные в воздухе твердые частицы с диаметром более 1 мкм. Эти частицы трудно классифицировать химически, так как они могут представлять собой как частицы кварца, так и органические материалы самого различного происхождения, в том числе и цветочную пыльцу растений. Если говорить о составе атмосферной пыли в глобальном масштабе, то следует считать, что она в основном имеет минеральное происхождение, но в отдельных районах состав может меняться с изменением источников образования атмосферной пыли: здесь могут преобладать соединения щелочных и щелочноземельных металлов, тяжелые металлы, углеводороды и, наконец, споры растений.

Далее

Прежде всего необходимо рассмотреть основные источники образования атмосферной пыли и аэрозолей.Атмосферная пыль и аэрозоли могут иметь как природное, так и антропогенное происхождение (производственные и бытовые выбросы). В результате природных процессов частицы солей попадают в воздух из морской воды, минеральная пыль — из сухой почвы, пыль и зола — при вулканических извержениях, твердые частицы дымов — при лесных пожарах и, наконец, такие твердые продукты, как нитраты и сульфаты, образуются в результате газовых реакций.

Далее

Атмосферная пыль и аэрозоли ослабляют солнечное излучение в результате рассеяния, отражения и поглощения лучей. Эти процессы, связанные с действием диоксида углерода и других газов, поглощающих ультрафиолетовое излучение, заметно влияют на климат и нуждаются в более подробном рассмотрении.

Далее

До сих пор систематически велись только измерения содержания соединений серы в стратосфере, процессы их образования все еще окончательно не ясны. Наиболее достоверной представляется реакция между диоксидом серы ЗОг и озоном Оз, однако необходимо учитывать и возможность взаимодействия ЗОг с радикалами типа ОН .

Далее

Рис, 2.3. Превращение 7-дегидрохолестерина в витамин .Кроме того, УФ-излучение уничтожает микроорганизмы и оказывает стерилизующее действие. Уменьшение доли УФ-излу-чения, прежде всего в пыльной атмосфере больших городов, приводит к ослаблению стерилизующего действия ультрафиолетовых лучей на микроорганизмы, и соответственно к повышению возможности возникновения инфекционных бактериальных заболеваний.

Далее

Непосредственное воздействие пыли и аэрозолей на здоровье человека проявляется в значительно более разнообразных формах, чем косвенное, так как многие отдельные компоненты аэрозолей могут вызвать ряд специфических заболеваний. К ним относятся, среди прочих, силикоз и асбестоз, Здесь речь идет об изменении тканей легких в результате вдыхания кварцевой или асбестовой пыли в течение ряда лет или даже десятилетий.

Далее

В отличие от химически инертных кварца и асбеста, действие которых на организм проявляется чисто механически, мельчайшие частицы металлов или ионы металлов, попадая в кровь, вызывают образование токсичных продуктов биохимических реакций в клетках. К числу наиболее опасных ядовитых металлов — загрязнителей окружающей среды относится свинец. В качестве антидетонационной добавки к моторному топливу тетраэтилсвинец (ТЭС) постепенно утрачивает свое значение, а значит, главный (в прошлом) источник загрязнения свинцом окружающей среды теперь все больше отходит на задний план. Свинец может попадать в природную среду и при металлургических процессах, когда перерабатываются руды, содержащие сульфиды; он содержится в красках, служащих антикоррозийными покрытиями (РЬз04), может выделяться и из оцинкованной посуды (в цинке возможны примесь свинца), из глазури в керамической посуде (где также возможна примесь свинца), свинцового стекла, особенно при потреблении кислых блюд и напитков.

Далее

Пыль разного вида и различного происхождения может вызвать у людей аллергию. Под аллергией понимают повышенную чувствительность организма к воздействию определенных веществ. При аллергии проявляются различные симптомы заболевания: воспалительные процессы (раздражение), усиленная секреция слизистых оболочек, отеки и др. Различают виды аллергического воздействия в зависимости от времени между контактом с аллергеном и проявлением болезненных симптомов: немедленное воздействие, когда это время длится от нескольких минут до нескольких часов, и замедленное воздействие, когда это время может занять несколько суток. Для того чтобы вызвать аллергию, аллерген должен прийти в соприкосновение с объектом или войти с ним во внутренний контакт. При этом в реакции антиген—антитело организм вырабатывает специфическое антитело против чужеродного вещества. При повторном контакте с подобным антигеном, или аллергеном, образуется специфический комплекс антиген—антитело, так называемые лаброциты в крови, назначение которых состоит в высвобождении медиаторов, например, гистамина (рис. 2.4). Медиаторы, если они содержатся в слишком высоких концентрациях, способствуют протеканию в организме аллергических реакций. Поэтому задачей медицины является поиск таких веществ, которые компенсируют активность медиаторов (антигистамин) или препятствуют лаброцитам при высвобождении медиаторов.

Далее

Пыль оказывает влияние на любые виды жизнедеятельности, причем это проявляется в различных формах. Последнее обстоятельство настоятельно требует снижения выбросов пыли в атмосферу. Наиболее перспективный путь видится в предупреждении или снижении образования пыли, однако это является нереальным, если учесть все многообразие источников загрязнения воздушного пространства пылью. В засушливых областях, где растительность истощена или уничтожена, а леса вырублены, ничто не мешает ветрам поднимать облака пыли, поскольку зачастую отсутствует возможность для восстановления растительности и воспроизводства лесов. Эти процессы, равно как и наносимый ими урон, до сего времени можно, считать необратимыми. Также едва ли возможно предотвратить образование туч пыли при движении уличного транспорта. Только промышленные выбросы пыли еще возможно удержать в местах их возникновения, проводя соответствующие технические мероприятия. Существует целый ряд способов, которые делят на две основные группы: сухие и мокрые методы.

Далее

В большинстве случаев при промышленных источниках загрязнения воздуха предоставляется возможность очищать газы непосредственно на месте их выделения. Однако это становится невозможным при работе уличного транспорта или при появлении облаков пыли в пустынных местностях. В таких случаях человеку предоставляется использовать защитные посадки растительности в качестве «зеленых» фильтров.

Далее

При выбросе газов необходимо учитывать высоту расположения выходного отверстия над поверхностью земли, скорость Выброса, общее количество газа, его температуру и скорость распространения. Все эти данные могут быть получены с помощью современной измерительной техники. При этом для оценки загрязненности атмосферы особенно важно знать природу и массу выбросов.

Далее

При изучении выбросов в атмосферу прежде всего встает вопрос о том, насколько совершенна очистка газов и какое количество примесей могло сохраниться, так как полное отделение всех загрязнений антропогенного характера практически невозможно.

Далее

После краткого обзора общих положений о предельных концентрациях будут рассмотрены некоторые тазы, которые играют особую роль при загрязнении воздуха. В первую очередь следует -назвать монооксид углерода, который образуется при недолитом сгорании углеродсодержащих веществ. В незагрязненной атмосфере содержится около 60 млн. т монооксида углерода, Т. е. концентрация СО в атмосфере не составляет и одной Тысячной доли содержания в ней СОг.

Далее

К естественным источникам образования СО добавляются антропогенные выбросы, которые только в ФРГ оцениваются в 8,2 млн. т. Это связано в первую очередь с автотранспортом, так как у двигателей внутреннего сгорания оптимальные условия окисления топлива создаются только при выходе на определенный рабочий режим. Как правило, это соответствует 3/4 общей мощности двигателя; напротив, максимальные выбросы СО происходят на холостом ходу. Например, в 1988 г. для машины с объемом цилиндра 1400—1999 см3 при работе двигателя на холостом ходу выхлопные газы содержали 1,0—1,5% (об.) СО. Но, даже при условии, что в других промышленных странах с высоким уровнем использования автотранспорта каждая автомашина выбрасывает в атмосферу в среднем такие же количества СО, в глобальном масштабе это составляет лишь небольшую величину. Еще меньше СО попадает в атмосферу за счет курильщиков (хотя и эти малые количества представляют опасность в местах большого скопления людей, где эффект разбавления проявляется в недостаточной степени).

Далее

Монооксид углерода представляет опасность для человека прежде всего потому, что он может связываться с гемоглобином крови, а также тем, что он участвует в образовании смога (разд.На горожанина-курильщика, особенно в закрытых помещениях, приходится двойная нагрузка: с одной стороны, действие СО, образующегося в результате выброса промышленными предприятиями и транспортом, с другой — СО, содержащегося в табачном дыме. В то время как у курильщиков — промышленных рабочих в крови обнаружено в среднем 5% НЬ • СО, у некурящих рабочих содержание НЬ • СО не превышало 1,5%. Для уменьшения большой загазованности городов в 1960—70-х гг. начали оборудовать в них зеленые пешеходные зоны.

Далее

Непрерывное выделение СО наряду с его относительно длительным нахождением в атмосфере должно было бы привести к большему увеличению концентрации СО в воздухе, чем это наблюдается фактически. Такому накоплению СО препятствуют высшие растения, водоросли и особенно микроорганизмы почвы. Высшие растения в определенной степени могут связывать СО с помощью аминокислоты серина, возможно также окисление СО в СОг. В почве некоторые микроорганизмы также ли<5о частично переводят СО в органические соединения, либо окисляют его в С02. Поэтому почва играет особую роль в удалении СО из атмосферы.

Далее

В отличие от монооксида углерода диоксид углерода образуется при полном окислении углеродсодержащего топлива. .Атмосферный С02 находится в состоянии постоянного обмена с почвой, водами и живыми организмами, в результате чего создается постоянный кругооборот его в природе.

Далее

Увеличение количества сжигаемого природного топлива с развитием индустриализации, особенно в течение последних 100—200 лет, привело к заметному повышению содержания СОг в атмосфере. При сравнении состава современного воздуха с пробами "200-летней давности, взятыми в полостях арктических и антарктических льдов, было установлено, что если в 1750 г. содержание СОг составляло 280 млн-1, то за это время оно повысилось до 330—340 млн-1. За период с 1860 г. по 1978 г. ежегодный прирост выделяемого углерода составлял около 1 млрд. т.

Далее

До сих пор еще остается неясным, в какой степени климатические изменения связаны с поглощением инфракрасного излучения в атмосфере. Все усилия по определению возможного воздействия на климат при увеличении содержания СОг в атмосфере связаны с выяснением дальнейших изменений, которые будут наблюдаться при достижении концентрации диоксида углерода 0,06% (об.). Трудно предсказать, когда будет достигнуто это значение. Если считать, что выбросы СОг и в дальнейшем будут постоянно возрастать, то эта концентрация будет достигнута около 2050 г. Если расходование углерода сохранится на современном уровне, то установление концентрации СОг в атмосфере на уровне 0,06% (об.) можно ожидать только к 2200 г. Если же удастся постоянно сокращать потребление природного топлива, то это состояние наступит около 3000 г.

Далее

В отличие от СОг, оказывающего влияние только на распределение энергии в атмосфере (благодаря поглощению ИК-лучей), диоксид серы может оказать и прямое токсическое действие на живые организмы. Кроме того, реакционная способность 80 значительно выше, чем у С02.

Далее

Многие страны Европы как бы «экспортирующие» и «импортирующие» серу (имеется в виду поступление и вынос серы через воздушные границы), можно условно разделить на государства с положительным и отрицательным балансом. Так, например, Норвегия, Швеция, Финляндия, Австрия и Швейцария больше получают серы от своих соседей, чем выпускают через собственные границы. Дания, Нидерланды, Бельгия, Великобритания, ФРГ и Франция больше направляют выбросов диоксида серы к соседям, чем получают от них.

Далее

Подобным образом кислотные осадки могут разрушать древние оконные стекла. Старинное стекло из-за повышенного содержания оксидов щелочных и щелочноземельных металлов более подвержено действию кислот, чем современное. При сравнении старинных церковных оконных стекол, которые в начале этого столетия были помещены в музеи, с теми, которые оставались на своем прежнем месте, видно, что за последние десятилетия неблагоприятные атмосферные воздействия на эти объекты вызвали значительно большие разрушения, чем за предшествующие 900 лет.

Далее

Диоксид серы часто действует совместно с NO ; эта комбинация может значительно увеличить число заболеваний дыхательных путей. В связи с этим следует упомянуть, что распространенность псевдокрупа — воспаления гортани — в наше время связано с загрязнением окружающей среды.

Далее

Если количество оксидов азота от выбросов в атмосфере ФРГ (около 3 — 4 млн. т/год) сравнить с содержанием оксидов азота (около 2 млрд. т) в воздухе, лишенном антропогенных выбросов, роль их в загрязнении воздуха представляется незначительной, тем более, что N02 сохраняется в атмосфере лишь несколько дней. Таким образом, антропогенная доля оксидов азота в атмосфере не должна иметь большого значения для общего баланса. Однако по составу антропогенные выбросы N0 отличаются от природных оксидов азота, и этот состав характерен для густонаселенных регионов страны.

Далее

Поскольку все продукты приведенных выше реакций хорошо растворимы в воде, они легко вымываются дождевой водой из атмосферы, создавая кислотные осадки.

Далее

Кроме того, в окислении NO в NO2 принимает участие СО (уравнения 2.23 — 2.25). Дальнейшие реакции, ведущие к полимеризации углеводородов и понижающие прозрачность атмосферы, известны только, ориентировочно.

Далее

Скорость образования озона зависит от освещенности, и поэтому его концентрация изменяется в течение суток. Уменьшение концентрации озона по ночам объясняется приостановлением его фотохимического синтеза, одновременно его концентрация понижается из-за продолжающегося окисления N0 в N02 (рис. 2.9). В гористых местностях это изменение концентраций выражено менее резко, так как Поступивший в течение дня в атмосферу озон ночью почти не расходуется на окисление N0 (последний практически отсутствует в чистом горном воздухе).

Далее

Образующийся главным образом естественным путем N2 О-безвреден для человека, что позволяет использовать его для наркоза. Его роль в загрязнении воздуха заключается в том, что Ы20 при химических изменениях в стратосфере способствует разрушению озона (разд. 2.2.9).

Далее

Кроме того, N02 может непосредственно присоединяться по двойной связи, образуя высокоактивный радикал.Озон значительно токсичнее оксидов азота при действии на растительность. Чувствительные виды растений уже после часовой обработки озоном при концентрации 0,05 — 0,1 мг/м3 проявляют признаки угнетения. Озон также изменяет структуру Клеточных мембран. При этом сначала повышается проницаемость по отношению к воде, а затем к глюкозе. В результате этих процессов отмирают клетки мезофилла листьев, на поверхности образуются полости, в которых происходит полное отражение света, В этом случае говорят о появлении серебристой пятнистости листьев.

Далее

При комбинированном действии БОг и N02 предельные концентрации каждого составляют 0,03 млн-1. Такие концентрации и даже более высокие часто наблюдаются в оврагах Верхнего Рейна. В течение короткого времени предельная концентрация превышалась в 10 — 20 раз. Даже в умеренно загрязненных районах 3- и 24-часовые средние значения ежемесячно многократно превышали критическую предельную концентрацию. Таким образом, фазы повреждения и отдыха все время чередуются, в результате чего растение вообще плохо развивается. Такое ослабление жизнестойкости делает дерево восприимчивым к действию грибов, бактерий, жуков и других вредителей. Неизвестным остается действие вредных смесей сложного состава, как, например, БОг + + N02 + Оз + углеводороды или смеси этих газов с галогенами.

Далее

Диоксид серы образуется при сгорании серы, которая обычно входит в состав природных топлив. Оксиды азота могут получаться прямо из азота воздуха, если температура горения достигает 1000 °С и выше. Таким образом, для получения оксидов азота не требуется азотсодержащее топливо. Учитывая различный генезис и различие растворимости в воде, приходится искать разные пути сокращения этих компонентов в, отходящих газах.

Далее

Радикалы С1 вновь участвуют в разрушении озона, что позволяет говорить о каталитическом характере процесса. В результате этих реакций общее содержание озона в атмосфере в настоящее время уменьшилось на 1%. На высоте 40 км потери озона составляют уже около 8%. В течение 100 лет при неизменном поступлении ФХУ в атмосферу общая потеря озона может составить 5—7%.

Далее

Основным показателем для определения мощности очистных сооружений служит пртребление воды на душу населения (или суточная норма потребления) с учетом количества органических веществ, ежедневно сбрасываемых в сточные воды, последняя величина составляет приблизительно 180 г на одного человека. Определить суммарное загрязнение воды органическими веществами можно по расходу кислорода на разрушение органических веществ микроорганизмами. Для этого количества органики массой 180 г требуется около 60 г кислорода при 20 °С в течение 5 суток. Указанное количество кислорода, израсходованное микроорганизмами, играет важную роль для выработки единой шкалы оценки чистоты сточных врд. Эта характеристика определяется как пятисуточное биохимическое потребление кислорода (БПК5) и выражается обычно в мг кислорода на 1 л сточных вод. Значения БПК5 для различных субстратов приведены в табл. 3.1.

Далее

При оценке поверхностных вод, являющихся средой обитания многих животных и растений, используется их классификация по качеству. Все воды разбивают по степени загрязнения на 4 класса (табл. 3.2). Первоначально это было связано только с возможностью обитания в воде различных организмов, как в виде планктона (плавающие в толще воды организмы), так и бентоса (донные организмы). Сравнение данные по отдельным представителям флоры и фауны позволяет видеть тесную связь их выживания со степенью загрязненности воды. Изменение состава водной флоры отмечено уже при кратковременном увеличении загрязненности. Поэтому необходимы экологические исследования с применением систематических химических анализов в течение длительного времени. Кроме того, и по сей день качество воды оценивают по состоянию ее обитателей. Но поскольку это не может дать исчерпывающей картины загрязненности воды, всегда в заключение приходится прибегать к химическому анализу. Заканчивая краткий обзор различных методов оценки качества вод, отметим, что из множества известных факторов, приводящих к загрязнению воды, ниже будут рассмотрены наиболее характерные.

Далее

Особую форму Органических загрязнений представляют собой фекалии, так как они содержат патогенные микробы, присущие организмам человека и животных. Поэтому пробы воды при определении ее гигиенического состояния должны проверяться на содержание кишечных палочек Escherichia coli, Klebsiella и др.). В отличие от других видов бактерий они могут жить только в определенной питательной среде (желчь — лактоза), что и позволяет селективно и достаточно просто определять их в этой питательной среде.

Далее

При температуре 25 °С и pH 11 равновесие сильно сдвинуто в сторону выделения аммиака. Такие условия создаются в летнее время в стоячих водах прудов. Если вода загрязнена мочой животных, например при выпасе скота, аммиак выделяется в такой концентрации, что вода может оказаться токсичной для многих живых организмов. При вдыхании аммиака, а также при питье его раствора в воде, аммиак быстро усваивается организмом. При растворении в крови аммиак создает щелочную среду и растворяет белки, нанося этим организму непоправимый вред. При попадании аммиака в пруды он может вызвать массовую гибель живых организмов. Действие таких нитрофицирующих бактерий, как Шгояотопаз и ЫНгоЬаМег, в течение длительного времени может перевести аммиак в нитриты и далее в нитраты. Условием микробиологического окисления является достаточное содержание растворенного кислорода в воде. .

Далее

Алкиламмоииевые соединения содержат в качестве полярного компонента положительно заряженную третичную аммониевую группу. Поэтому они носят название инверсионных мыл и проявляют бактерицидное действие.

Далее

Если сейчас опасность отравления рыб и образования пены на поверхности водоемов значительно понизилась, то остался целый ряд других проблем. Незначительная концентрация ПАВ 0,05— 0,1 мг/л в речной воде достаточна, чтобы активизировать токсичные вещества, адсорбированные на донных осадках. Кроме того, просачивание в почву и в скопления отбросов вод, содержащих тензиды, также может привести к активизации токсичных продуктов: в этом таится большая угроза для грунтовых вод. Ясно, что необходимо продолжать поиск таких тензидов биогенного происхождения, которые распадались бы быстро и по возможности полностью.

Далее

Для таяния льда, как правило, используют поваренную соль, которая в широком диапазоне концентраций нетоксична для большинства живых существ. Но благодаря высокому осмотическому давлению, проявляющемуся при концентрации солей, достигающей несколько сот мг на литр, может нарушаться нормальное функционирование осмотических систем в пресной воде. Только некоторые виды живых существ имеют такую подвижную систему осмотического регулирования, что они безболезненно переносят большие перепады осмотического давления, например могут перемещаться из морской воды в пресную, речную и обратно.

Далее

К числу важнейших факторов, обусловливающих загрязнение воды, относятся тяжелые металлы. Попадание в воду тяжелых металлов связано с деятельностью целого ряда отраслей промышленности (табл. 3.3).Для ртути и олова было обнаружено, что в морских анаэробных условиях, т.е. в отложениях отмерших водорослей, они, присоединяя водород, переходят в летучие соединения. Такого рода гидрирование может осуществляться и с другими тяжелыми металлами. Эти реакции показывают, что на отдельных участках моря, покрытых обильной растительностью, покров из водорослей ие только угрожает морским обитателям, но и повышает «активность» тяжелых металлов-, переводя их в форму летучих гидридов, в которой они покидают воду.

Далее

В реках и озерах Южной Норвегии уже в 1970-х гг. была отмечена массовая гибель пресноводных рыб, так как значение pH в водоемах снизилось с 6 до 4,7. Критическое положение создавалось в весенний период, когда с талыми водами в реки и озера хлынули после накопления и концентрирования кислых выбросов потоки , кислых вод.

Далее

Только с середины XIX в. приступили к очистке сточйых вод, особенно в городах, используя в качестве отстойников пруды или озера с большой поверхностью. Органические вещества перерабатываются микроорганизмами при участии растворенного в воде кислорода. Микроорганизмы размножаются чрезвычайно быстро, способствуя коагуляции с образованием больших хлопьев, которые оседают в стоячей воде, захватывая и другие составные части фекальных вод. Собравшийся на дне ил подвергается медленному процессу гниения (анаэробное разложение), при этом выделяются ядовитые газы; в конце XIX в. на основании этих процессов были сконструированы так называемые отстойные установки Эмшера (см. рис. 3.6). Они представляют собой два цилиндра с коническими днищами, оседающий ил переходит из внутреннего цилиндра во внешний и собирается на дне. Образующиеся газы разложения могут быть уловлены и использованы как топливо.

Далее

Нитраты можно перевести в свободный азот под действием денитрифицирующих бактерий. В установках с применением биологической очистки часть азота, первоначально находившегося в органических соединениях, отделяется в виде ЫН/, таким образом, вода на выходе из очистителя должна быть хорошо насыщена воздухом, чтобы с помощью нитрифицирующих бактерий перевести ИН/ в ЫОз . В заключение должны быть созданы строго анаэробные условия для превращения с помощью денитрифицирующих бактерий нитратов в элементный азот (уравнение 2.22).

Далее

Использование торфа в качестве фильтра особенно нежелательно при получении питьевой воды, так как при хлорировании воды образуются различные хлорпроизводные гуминовых кислот, причем некоторые из них обладают мутагенными свойствами. Следы гуминовых кислот всегда обнаруживаются в грунтовых водах; таким образом, при хлорировании питьевой воды всегда надо учитывать возможность образования токсичных хлорпроизвод-ных. Пока отсутствуют данные для выработки действующих норм, определяющих допустимые концентрации таких продуктов галогенирования. Если при получении питьевой воды используют фильтрование, то фильтры должны быть изготовлены из активированного угля, чтобы полностью отделить все остатки пестицидов, фенолов и тяжелых металлов.

Далее

В то время как загрязнение воздуха и воды можно заметить или обнаружить, загрязнения почвы могут оставаться скрытыми в течение длительного времени. Как правило, люди не входят с почвой в такой тесный контакт, как с воздухом и водой; почва непрозрачна, в большинстве случаев обладает значительным буферным действием, что позволяет загрязнениям оставаться незамеченными в течение длительного времени. В дальнейшем в основном будут рассматриваться инородные загрязнения почвы, когда почва претерпевает и структурные изменения. Перед рассмотрением видов загрязнений почвы даются краткие сведения о ее строении.

Далее

Восстановление ионов ЬЮз" протекает так, как это было описано выше (уравнение 2.22). Поскольку продукты реакции (И20 и N2) улетучиваются из почвы, то растения ощущают большой недостаток азота. Исследования в Визенбодене показали, что эти потери составляют от 11 до 40% усвояемых растениями азотных удобрений. На залитых водой рисовых чеках эти потери еще больше.

Далее

Химические изменения почвы могут происходить не только в результате ненадлежащего ухода за ней, как, например, создание восстановительных условий из-за уплотнения или ее чрезмерного увлажнения, они могут возникнуть и при использовании разлйч-ных способов ее обработки. Так, например, при ведении интенсивного хозяйства изменяется поступление воздуха в почву.

Далее

Наряду с закислением почв в результате образования сырого гумуса большой ущерб почвам наносят антропогенные кислотные загрязнения. В течение десятилетий кислотные загрязнения действуют на буферную емкость почвы. В отношении многих почв отметается вымывание ионов, важных для питания растений. Попадающие в почву протоны замещают катионы, сорбционно связанные с коллоидными частицами почвы, и в результате эти катионы мигрируют в глубинные слои, становясь недосягаемыми для корней деревьев (рис. 4.1). Поэтому, даже если pH почвы остается постоянным, плодородие почвы падает. Продолжающееся закис-ление почвы можно определить, например, по Понижению концентрации ионов ¥е + и Мд2+.

Далее

Тяжелые металлы антропогенного происхождения попадают из воздуха в почву в виде твердых или жидких осадков. Лесные массивы с их развитой контактирующей поверхностью особенно интенсивно задерживают тяжелые металлы; при этом в первую очередь деревья удерживают самые мелкие частицы.

Далее

Одним из источников загрязнения почвы является внесение в нее в качестве удобрения ила очистных сооружений и компоста после переработки отходов. Использование ила и компоста в качестве удобрений основано на содержании в них питательных веществ для растений; большое количество органических компонентов в активном иле делает его ценным средством для облагораживания почв, служащих заменой гумуса. Однако использованию как ила, так и компоста в сельском хозяйстве препятствует большое содержание в них вредных веществ, постепенное накопление которых при постоянном внесении удобрений приводит к загрязнению почвы. К числу этих веществ относятся в первую очередь тяжелые металлы, и в ФРГ приняты особые инструкции, регулирующие порядок внесения ила на поля и устанавливающие допустимое содержание в нем тяжелых металлов.

Далее

Химические и биохимические изменения почв и их значение для растений, обитателей почвы, а также и для человека не должны рассматриваться изолированно или на протяжении исторически коротких отрезков времени. Длительный процесс взаимообмена Между почвой, воздухом и водами приводит к установлению определенного климатического режима.

Далее

Целый ряд веществ антропогенного происхождения обладают такой подвижностью, что проникают почти повсюду. К таким веществам относятся фталаты, хлорсодержащие углеводороды, полихлорированные бифенилы (ПХБ), полициклические ароматические углеводороды, диоксины, пентахлорфенол, а также представитель тяжелых металлов — кадмий.

Далее

Загрязнения окружающей среды могут нанести вред организму человека или других обитателей нашей планеты различными путями, один из них — через продукты питания. Поэтому как исходные продукты, так и готовые продукты питания должны подвергаться контролю и анализу на содержание вредных веществ, чтобы качество этих продуктов не вызывало сомнений. Существуют многочисленные примеры того, как токсины самыми разнообразными путями проникают в продукты питания.

Далее

Уже в процессе выращивания растений некоторые их виды могут накапливать нитраты в плоховыводящейся из организма форме при чрезмерном внесении азотсодержащих удобрений. К числу растений, особенно склонных к накапливанию нитратов, относятся сахарная свекла (особенно листья), шпинат, морковь (особенно плоды), салат и капуста. Накопление азота может происходить и при нехватке серы в почве. Недостаток серусодержахцих аминокислот препятствует синтезу белков, а тем самым и синтезу фермента нитратредуктазы. Таким образом, нитраты сохраняются в тканях растений в неметаболизированном состоянии.

Далее

Изменение свойств пищевых продуктов происходит и при добавлении стабилизаторов, которые должны обеспечить продукту большую устойчивость. Скисание и свертывание молока можно предотвратить также предварительным кипячением, в результате которого активируются тиольные группы, но свойства казеина настолько изменяются, что трудно установить степень «свежести» продукта. При изготовлении сгущенного молока его свертывание предотвращают добавкой гидрокарбоната натрия, динатрийфос-фата и тринатрийцитрата. Эти стабилизирующие продукты препятствуют бактериальным процессам свертывания молока, однако «возраст» молока после введения консервантов с трудом удается установить.

Далее

Еще несколько лет назад при пивоварении происходило образование нитрозаминов при просушке проросшего ячменя, когда зерно непосредственно соприкасалось с пламенем. При тщательной защите просушиваемого материала от прямого воздействия пламени содержание нитрозаминов в ходе брожения было доведено до незначительных следов.

Далее

В то время как загрязнение продуктов питания, возникающее от упаковочного материала или при стерилизации, является достоянием новейшего времени, плесень и бактерии относятся к древнейшим источникам заражения пищи.

Далее

Так, например, зеленые бобы (Phaseolus vulgaris и coccineus) содержат токсичные белки, которые могут вызвать у человека кровавый понос и судороги. В результате подобных интоксикаций возникает гипокалиемия, что можно установить с помощью электроэнцефалограммы .

Далее

Многие предметы повседневного потребления могут оказать на человека токсическое действие либо непосредственно, либо потому, что они входили в контакт с токсичными веществами. Многие предметы загрязняют природную среду косвенным путем, потому что при их изготовлении использовались или получались вещества, вредные для человека и природной среды. Образующиеся отходы удаляются с трудом, оставаясь при этом обычно неизвестными для потребителя. Каждое законченное изделие должно иметь как бы «родословную», чтобы на последнем этапе, получив готовый продукт, можно было судить о его «экологичности». В качестве примера можно привести диоксид титана, который используется в качестве белил, при изготовлении зубных паст и т.п. При изготовлении диоксида титана накапливаются большие количества разбавленной серной кислоты, которую затем после дополнительного разбавления сливают в Северное море и Атлантический океан, нанося урон всем морским обитателям (см. разд. 3.3.3). В борьбе за жизненное пространство человек для устранения конкурентов, которых с антропоцентрической позиции считает вредителями, создает ядовитые препараты, обычно не обладающие настолько специфическим действием, чтобы избирательно уничтожать только вредителей. Эти средства борьбы с вредителями, или пестициды, в большинстве случаев применяются одновременно с заготовкой сельскохозяйственной продукции или закладкой ее на хранение. Поэтому обращение с подобными препаратами представляет большую проблему.

Далее

Средства защиты растений и средства борьбы с вредителями относятся к самым разным классам химических соединений. Обычно средства борьбы с вредителями и возбудителями болезней сельскохозяйственных растений разделяют на такие группы: акарициды (против клещей), бактерициды (для защиты от бактериальных заболеваний), фунгициды (для защиты от грибковых заболеваний и от плесени), гербициды (для уничтожения сорной и ядовитой растительности), инсектициды (для уничтожения вредных насекомых), моллюскициды (для защиты от улиток), немато-циды (для защиты от вредных нематод, круглых червей), роденти-циды (для борьбы с вредными грызунами). Часто к этой классификации причисляют и регуляторы роста растений, которые, как правило, укорачивают стебли и побеги, снижая темпы роста. Различия в химической природе пестицидов наглядно видны из табл.

Далее

Этот замедленный гидролиз, однако, не характерен для тиоловых эфиров. Но тиофосфаты значительно чаще используются в качестве пестицидов, чем легкогидролизующиеся тиоловые эфиры. Поэтому следует учитывать то, что биотический распад пестицидов протекает медленно, а значит, вредное воздействие на природную среду-осуществляется длительное время..

Далее

При рассмотрении веществ, оказывающих вредное воздействие на организм человека, встает вопрос о количественной оценке этого эффекта, т.е. об определении степени токсичности. Простейшей оценкой в данном случае является величина ЛДзо. указывающая концентрацию в мг препарата на 1 кг массы подопытного организма, когда смертность среди подопытных достигает 50%. Строго говоря, эта величина имеет значение только для опытов на животных. Но тем не менее она позволяет делать выводы о сравнительной токсичности отдельных препаратов.

Далее

Препараты для чистки туалетов содержат прежде всего сильные кислоты, которые обеспечивают главный эффект очистки. Обычно применяют соляную или сульфаминую кислоту. Обе кислоты сильно разъедают кожу и слизистые оболочки.

Далее

При профессиональной химической чистке текстильные материалы обрабатываются органическими растворителями. Наряду с фторхлоруглеводородами используют тетрахлорэтилен (пер-хлорэтилен), 1,1;1-трихлорэтан, трихлорэтилен и некоторые другие растворители. Несмотря на постоянную регенерацию растворителей после очистки значительное количество их попадает в окружающую среду. Липофильный характер этих соединений приводит к тому, что они накапливаются в жировых тканях живых организмов.

Далее

Сильным токсическим действием обладают вещества, служащие для защиты и пропитки древесинь!. К ним относятся, кроме прочих, фунгициды и инсектициды. В качестве растворителей при защите древесины используют ксилол и бензин, свойства которых уже обсуждались выше. Из растворимых в воде средств защиты древесины важную роль играет динитрофенол. Это соединение хорошо сорбируется в организме, нарушая процесс окислительного фосфорилирования, т.е. препятствуя образованию АТФ при дыхании. Помимо этого эффекта наблюдаются повреждения почек и печени, которые могут закончиться даже летальным исходом. Отмечается также воздействие на центральную нервную систему. При защите древесины также используют пентахлорфенол, свойства которого разбирались в гл. 5.

Далее

Когда в 1896 г. А. Беккерель впервые обнаружил наличие ионизирующих излучений у соединений урана, никто не предполагал об их опасности. Только через полстолетия, после взрывов первых атомных бомб, человечество полностью осознало разрушительную мощь ядерной энергии. Прежде чем говорить о действии этих излучений вкратце рассмотрим само явление радиоактивности.

Далее

Для определения вредного воздействия радионуклида после попадания последнего в организм человека установлен так называемый биологический период полувыведения, в течение которого половина поглощенного радиоактивного изотопа покинет организм.

Далее

Наряду с этими реакциями возможно взаимодействие первичных продуктов распада воды с образованием новых молекул воды, а также Н2 и Н202. Вызванное облучением образование радикалов ведет к возникновению множества дальнейших реакций, которые отражаются на функциях пораженных тканей организма. Сильная склонность к кровотечению после получения больших доз облучения, например 400 рентген, позволяет сделать вывод о повреждении мембран клеток. Происходящие при этом процессы можно достаточно ясно представить, поскольку в настоящее время известен механизм разрушительного действия радикалов на материал клеточных мембран (см. рис. 5.2). Реакции с ферментами влекут за собой значительные изменения ферментативной активности, причем эти изменения не имеют только специфический характер. Деструктивные изменения под действием радиации возрастают прежде всего с увеличением содержания воды в тканях организма. Воздушносухие семена растений с содержанием влаги не более 20% проявляют значительно ббльшую устойчивость к действию облучения, чем свежие листья и цветы, содержащие до 80—90% воды.

Далее

Наносимый организму ущерб заставляет при облучении, так же как и в случае токсинов, ставить вопрос о предельно допустимых дозах. При лучевом поражении не существует пороговых значений, как это было показано на примере раковых заболеваний, и приходится прибегать к неопределенным оценкам тех доз облучения, которые не представляют опасности для организма.

Далее

При перечислении антропогенных источников излучений следует указать только те, которые представляют опасность для всего населения. Здесь следует особенно отметить медицину, использующую рентгеновские радионуклидные излучения в диагностических и терапевтических целях. В восьмидесятые годы многие старые рентгеновские установки были заменены современной аппаратурой, использующей меньшие дозы облучения, что позволило сократить лучевую нагрузку на пациентов. Защитой от действия излучений служит и надежное экранирование тех участков тела, которые не подвергаются облучению в медицинских целях. Эффективность этих мероприятий зависит как от качества работы медицинского персонала, так и от частоты контактов больного с источниками излучения. Все же, несмотря на достигнутые успехи в области рентгенологии и радиологий, медицина остается основным источником искусственного воздействия излучения на организм.

Далее

Еще одна проблема состоит в том, что каждая АЭС, приблизительно через 30 лет работы должна быть приостановлена после того, как она подвергалась постоянному облучению. При этом встает вопрос о том, где и каким образом надежно хранить облученные блоки и узлы самой атомной электростанции.

Далее