Б. ПЕСТИЦИДЫ
Человек создал много химических препаратов, преследуя свои хозяйственные и иные цели. Многочисленную группу ядохимикатов представляют пестициды.
Пестициды (от лат.pestis -- зараза и ...цид, caedere --- убивать), ядохимикаты -- химические препараты для защиты сельскохозяйственных растений от вредителей, болезней и сорняков, а также для уничтожения паразитов сельскохозяйственных животных, вредных грызунов и др. К пестицидам относятся также средства, привлекающие или отпугивающие насекомых, регулирующие рост и развитие растений, применяемые для удаления листьев, цветов, завязей и др.
Дефолианты (от лат. de -- движение вниз и folium -- лист) -- химические вещества (бутифос, бутилкаптакс, тидрел, пуривел, хлорат магния, диоксин и др.), предназначенные для провоцирования искусственного опадания листвы растений (например, для облегчения механизированной уборки хлопка). Без строжайшего соблюдения доз, мер предосторожности дефолианты представляют серьезную опасность для человека и животных.
Зооциды (от греч. zoon -- животные и ...цид) -- химические вещества, предназначенные для уничтожения вредных преимущественно позвоночных животных-грызунов (родентициды), в частности мышей и крыс (ратициды), а также птиц (авициды), сорной рыбы (ихтиоциды) и др.
Арборициды (от лат. arbos -- дерево и ...цид) -- химические вещества, предназначенные для уничтожения нежелательной древесной или кустарниковой растительности.
Акарициды (от греч. akari -- клещ и ...цид) -- химические вещества, предназначенные для уничтожения вредных клещей. Различают 2 группы акарицидов: 1) специфического действия-- уничтожают только клещей и безвредны для других членистоногих (неорон, кельтан, тедион, эфирсуль); 2) неспецифические -- уничтожают не только клещей, но и насекомых (инсектоакарициды).
Инсектициды (от лат. insectum -- насекомые и ...цид) -- пестициды, предназначенные для борьбы с нежелательными (с точки зрения человека) в хозяйствах и природных сообществах насекомыми.
Фунгициды (от лат. fungus -- гриб и ...цид) -- химические вещества, предназначенные для борьбы с грибами -- возбудителями болезней, разрушающих древесные конструкции и повреждающих хранящиеся материальные ценности.
Детергенты (от лат. detergeo -- стираю) -- химические соединения, понижающие поверхностное натяжение воды и используемые в качестве моющего средства или эмульгатора. Детергенты -- широко распространенные и опасные для человека, животных и растений химические загрязнители воды, водоемов, почв.
Применяются различные формы пестицидов: растворы, суспензии, аэрозоли, пены, газы, пары, пыль, порошки, пасты, гранулы, капсулы.
Попадание пестицидов в атмосферу осуществляется непосредственно при их использовании в виде газов, паров, аэрозолей или при распылении любых форм пестицидов с самолета. С воздушными массами они могут переноситься на большие расстояния и вызывать загрязнение окружающей среды там, где пестициды вообще не применялись или использовались в меньших количествах.
Все пестициды являются ядовитыми веществами не только для определенной формы жизни, но и для полезных насекомых и микроорганизмов, животных, птиц и человека. В идеальном случае пестицид, оказав требуемое воздействие на вредителя, должен сразу разрушаться, образуя безвредные продукты разложения. Однако большинство пестицидов представляют собой устойчивые трудноразлагаемые соединения, у которых непосредственно используется 4...5% внесенного количества, а остальная масса рассеивается в агроэкосистеме, попадая в почвы, растения и другие компоненты окружающей среды, что создает сложные экологические проблемы.
При внесении в почву пестициды подвергаются многочисленным влияниям биотического и небиотического характера, которые определяют их дальнейшее поведение, трансформацию и в конечном счете минерализацию. Под устойчивостью пестицида понимают его способность определенное время сохраняться в почвах, измеряемую периодом полураспада, то есть временем, необходимым для разрушения 50% внесенного в почву пестицида. Характер и скорость процессов разложения зависят от химической природы препарата, а также от водно-физических характеристик и химического состояния почвы.
В. ДИОКСИНЫ
В большую группу диоксинов и диоксиноподобных соединений входят как сами полихлорированныедибензога-диоксины (ПХДД) и дибензофураны (ПХДФ), которые по своей химической структуре являются трициклическими ароматическими соединениями, так и полихлорированные бифенилы (ПХБ), поливинилхлорид (ПВХ) и ряд других веществ, содержащих в своей молекуле атомы хлора. Это чужеродные живым организмам соединения, попадающие в окружающую среду с продукцией или отходами многих технологий. Диоксины найдены везде -- в воздухе, почве, донных отложениях, рыбе, молоке (в том числе и грудном), овощах и т. д.
Отличительная черта представителей этой группы соединений -- чрезвычайно высокая устойчивость к химическому и биологическому разложению, они способны сохраняться в окружающей среде в течение десятков лет и переносятся по пищевым цепям. Эти вещества --супертоксиканты, они являются универсальными клеточными ядами, поражающими все живое.
Диоксины не производятся промышленно, но они возникают при производстве других химических веществ в виде примесей, например при синтезе гексахлорфенола, хлорированных фенолов, гербицидов на основе гексахлорбензола и хлордифениловых эфиров. Известна авария вблизи г. Севезо (Италия), где на заводе произошел выброс трихлорфенола, содержащего примерно 2...3 кг ПХДД. Более 2/з этого количества отложилось на площади в 15 га на расстоянии около 500 м от завода. Период полураспада ПХДД в почве составляет примерно 10...12 лет. Источником поступления диоксинов в окружающую среду является и нарушение правил захоронения промышленных отходов, в результате чего также происходит сильное загрязнение почв.
К другим источникам диоксинов относятся: термическое разложение технических продуктов, сжигание осадков сточных вод, муниципальных, медицинских и опасных отходов (например, ПХБ и изделий из ПВХ); металлургическая и металлообрабатывающая промышленность; выхлопные газы автомобилей; целлюлозно-бумажная промышленность; лесные пожары (леса, обработанные хлорфенольными пестицидами); хлорирование питьевой воды и др. Известное еще с начала XX в. заболевание, называемое хлоракне, было квалифицировано в 30-е гг. как профессиональная болезнь рабочих хлорных производств. Хлоракне -- тяжелая форма угрей, уродующих кожу лица. Заболевание может длиться годами и практически не поддается лечению.
Пик выброса диоксинов пришелся на 60-70-е гг. XX в. в результате расширения производства отбеленной бумаги, а также веществ, при синтезе которых использовался хлор.
У человека (как в результате профессиональной деятельности, так и влияния окружающей среды) в целом описано довольно много признаков и симптомов различных заболеваний, которые можно свести к следующим:
кожные проявления -- хлоракне, гиперпигментация и др.;
нарушение работы различных физиологических систем -- расстройство пищеварения (рвота, тошнота, непереносимость алкоголя и жирной пищи), нарушения в сердечно-сосудистой системе, мочевыводящих путях, поджелудочной железе и др.;
неврологические эффекты -- головные боли, невропатия, потеря слуха, обоняния, вкусовых ощущений, нарушение зрения;
психические эффекты -- нарушение сна, депрессия, немотивированные приступы гнева.
Таблица 1
Содержание диоксинов в поверхностных и питьевых водах
|
Объект исследования |
Содержание в долях ПДК |
||
|
Вода р. Шани |
1,7.-21,6 |
||
|
Вода Учинского водохранилища |
1,5 |
||
|
Новозападная водопроводная станция Москвы |
0,5 |
||
|
Восточная водопроводная станция Москвы |
1,1...4,0 |
||
|
Питьевая вода г. Кондрово |
1,7...3,5 |
||
|
Питьевая вода г. Чапаевск |
<0,7 |
Г. СОЕДИНЕНИЯ СЕРЫ, ФОСФОРА И АЗОТА
При оценке загрязнения биосферы соединениями фосфора важны техногенные пути их поступления. Значительные количества фосфорных соединений входят в состав моющих средств и с их остатками попадают в сточные воды. Стиральные порошки содержат 10... 12% пирофосфата калия или от 4...5 до 40...50% триполифосфата натрия и некоторые другие фосфорсодержащие компоненты. Фосфор также входит в состав инсектицидов, например хлорофоса. Вместе с промышленными и бытовыми сточными водами соединения фосфора могут поступать в почвы и почвенно-грунтовые воды.
В биосфере азот присутствует в газообразной форме, в виде соединений азотной и азотистой кислот, солей аммония, а также входит в состав разнообразных органических соединений.
Техногенные выбросы азота в воздушную среду в основном включают оксид азота и его диоксид. Оксиды азота активно участвуют в фотохимических реакциях, продуцируя озон и азотную кислоту.
В настоящее время большую проблему представляет нарушение толщины озонового слоя, на уменьшение которого могут оказывать влияние неполные оксиды азота, вступающие в реакцию окисления от N2O до N02 и использующие кислород озонового слоя. Разрушение озонового экрана связывают с оксидом азота, который служит источником образования других оксидов, катализирующих фотохимическую реакцию разложения молекул озона.
О значительном загрязнении соединениями азота свидетельствует повышение уровня концентраций нитратов в природных водах в 2...4 раза и более, а также повышение концентраций аммонийного и нитратного азота до токсичных уровней, что может привести к специфическим заболеваниям типа метгемоглобинемии людей и животных. Как правило, максимальное содержание нитратов обнаруживают в продукции, выращенной на приусадебных участках и арендуемых полях и огородах, где внесение удобрение не контролируется. При взаимодействии нитритов и аминов в живых организмах образуются нит-розамины, являющиеся канцерогенами и способные вызывать нарушения хромосомного аппарата и наследственные уродства.
Фосфор и азот влияют на водные экосистемы. Эвтрофирование, или ненормальное повышение биологической продуктивности водных объектов и почвы, происходит в результате накопления избытка биогенных элементов (веществ).
В большинстве водных экосистем лимитирующим биогенным элементом является фосфор, в меньшей степени азот; в таких экосистемах наблюдается низкая продуктивность и как следствие -- чистая прозрачная вода, обогащенная кислородом. На дне появляется осадок, растительность начинает вторгаться в экосистему с берегов, экосистема «стареет» и «умирает»: водоем мелеет и зарастает.
Признаком «болезни» является развитие синезеленых водорослей или других фотосинтезирующих водорослей, вызывающих «цветение» воды. Вода в пресноводных водоемах становится непригодной не только для питья, но и для промышленных нужд, возникает ряд опасностей и неразрешимых пока проблем.
Вследствие эвтрофирования некоторые наземные экосистемы также перерождаются: из них исчезают виды растений, характерные для условий местопроизрастания.
Д. ФРЕОНЫ
Фреоны (хладоны) -- это группа фторуглеводородов жирного ряда, главным образом метана; газы или летучие жидкости. Благодаря своим термодинамическим свойствам фреоны нашли широкое применение в практике как хладоносители в холодильных машинах.
При контакте с открытым пламенем фреоны разлагаются с образованием токсичных дифтор- и фторхлорфосгена, устойчивы к действию серной кислоты и концентрированных щелочей, не взаимодействуют с большинством металлов. Фреоны нетоксичны для организма, однако их воздействие на окружающую среду может иметь и негативные последствия -- образование озоновой «дыры».
Хладоны обладают привлекательными физико-химическими свойствами, малотоксичны, просты в использовании, не обладают коррозирующим действием, имеют исключительно высокую пламяподавляющую способность.
Хладоны применяют в качестве хладагентов, пропеллентов в аэрозольных упаковках косметических средств, компонентов огнетушащих составов, растворителей и т. д. В промышленных масштабах хладоны стали применять с начала 30-х гг. XX в.
В 1974 г. учеными было высказано предположение о том, что хладоны разрушают озоновый слой, защищающий земные организмы от губительного действия ультрафиолетового излучения солнца. Обоснованность гипотезы (F. S. Bowland, M. J. Molina) была подтверждена прямыми измерениями.
Озоноразрушающее действие хладонов приводит к образованию так называемых озоновых дыр, то есть к снижению концентрации озона, что расценивается как серьезная экологическая опасность. В 1987 г. достигнуто международное соглашение -- Монреальский протокол, обязывающий все страны участницы соглашения с 1994 г. ограничить, а к 2000 г. полностью прекратить производство и применение всех озоноразрушающих материалов. В настоящее время намеченная цель не достигнута. Следует заметить, что опасность образования озоновых дыр оказалась преувеличенной.
3. ВОЗДУХ КАК ФАКТОР СРЕДЫ ОБИТАНИЯ
Воздушная среда, в которой осуществляется деятельность человека, характеризуется физическими параметрами, химическим составом, ионным составом и другими показателями.