Основные характеристики тяжелых металлов, нефти и нефтепродуктов, пестицидов, ПХБ, СПАВ и других агентов, как субстанций, загрязняющих окружающую среду
Подождите немного. Документ загружается.
изменить условия и технологический процесс, повышая качество различных материалов:
тканей, синтетических волокон, резин, пластика, бетона и др.
Основными потребителями СПАВ является текстильная промышленность, много их
идет на бытовые нужды. В производстве стройматериалов они используются как
связующий материал, замедлитель при производстве алебастра. В медицине смачивающая
способность обусловила применение их в косметических композициях, эмульгирующие и
солюбилизирующие способности - в фармацевтической промышленности для
приготовления водных экстрактов, эмульсий, оснований для мазей. Широко применяются в
кожевенной, меховой и бумажной промышленности в качестве компонентов моющих
средств, для обеззараживания. В сельском хозяйстве СПАВ нашли применение в качестве
стимуляторов роста животных и растений, инсектицидных, гербицидных и фунгицидных
опрыскиваний, а также для улучшения физических свойств удобрений. В пищевой
промышленности используются для замедления черствения хлебо-булочных изделий, для
улучшения физических свойств кондитерских изделий и молочных продуктов. В
нефтяной промышленности употребляются при бурении скважин, диэмульгировании
сырой нефти, при операциях по ее очистке и транспортировке.
Основными источниками загрязнения водоемов СПАВ являются промышленные
предприятия, применяющие их (в первую очередь текстильные и кожевенные), а также
предприятия, производящие детергенты для бытовых нужд, и прачечные. Кроме того,
водоемы могут загрязняться водами поверхностного стока с полей, обработанных
пестицидами, содержащими СПАВ в качестве эмульгаторов и смачивателей. Однако
основной причиной загрязнения водоемов этими веществами считают бытовое
использование детергентов и поступление их с бытовыми сточными водами.
Токсичность СПАВ для человека и теплокровных животных относительно низка,
для низших животных и растений - несколько выше. Так, концентрации катионных,
анионных и неионных детергентов 0,5-0,25 мг/л вызывают гибель бокоплавов и многих
рыб, меньшие концентрации этих веществ задерживают рост и развитие гидробионтов,
ухудшают усвоение пищи, ингибируют функции хеморецепторов. У водорослей
сублетальные концентрации СПАВ нарушают подвижность половых клеток и
спорообразование.
Основное влияние СПАВ оказывают на среду обитания гидробионтов;
незначительно изменяют прозрачность и окраску растворов. Большое значение имеет их
способность придавать воде запахи и привкусы, часто лимитирующие их распространение в
водоемах. Весьма важным является также способность СПАВ к пенообразованию. Пена
препятствует аэрации водоемов, ухудшая процессы их самоочищения, в ней
22
концентрируются органические загрязнения и микрофлора (в том числе патогенные
микроорганизмы).
Фенолы.
Фенолы - ароматические соединения, содержащие в молекуле одну или несколько
гидроксильных групп, связанных с атомами углерода ядра. По числу ОН-групп (одну,
две или три) различают соответственно одно-, двух- и трехатомные фенолы. Это
бесцветные кристаллические вещества или высококипящие жидкости с плотностью,
близкой к 1, летучие с парами воды, с характерным сильным запахом. Низшие члены
ряда хорошо растворяются в воде, спирте, эфире и бензоле. Многоатомные фенолы
растворяются в воде, спирте.
Фенолы отличаются от спиртов значительно более сильными кислотными
свойствами, которые усиливаются при введении электроотрицательных заместителей,
например, нитрогрупп. В водных растворах едких щелочей образуют соли - феноляты.
Последние сильно гидролизуются водой и разлагаются кислотами, выделяя свободные
фенолы. На воздухе фенолы постепенно окисляются. Чрезвычайно склонны к
реакциям замещения водорода бензольного кольца галогенами, сульфо- и
нитрогруппами, вступают в реакции азосочетания. Хорошо вступают в реакции
конденсации (особенно многоатомные фенолы).
Различные фенольные соединения широко распространены в природе. Как
активные метаболиты они играют большую роль в регуляции биосинтетических
процессов, а как природные соединения включены в естественный круговорот
органических веществ. Синтезированные микроорганизмами, грибами и растениями,
они изменяются в животном организме. Цикл замыкают микроорганизмы и грибы,
разрывающие бензольное кольцо и в конечном итоге окисляющие фенолы до
углекислоты и воды.
Развитие промышленности, сопровождающееся увеличением объемов
промышленных стоков, внесло в естественный круговорот фенольных соединений
существенные изменения. Наряду с фенолами, поступающими в водоемы с отмирающими
организмами, туда же (во все увеличивающихся количествах) стали поступать фенолы
антропогенного происхождения. Фенольные производные содержатся в водах
химической, нефтяной, газовой, коксобензольной, фармацевтической, текстильной,
деревообрабатывающей, кожевенной, лакокрасочной промышленностей.
23
В токсикологическом отношении из гидроксильных наиболее важны: фенол
(С
6
H
5
OH), три изомера крезола (СН
3
C
6
H
4
OH), шесть изомеров ксиленола
((СН
3
)2C
6
H
3
OH) и пснтохлорфенол (С
6
C
15
(OH)
2
). Из двугидроксильных: пирокатехин
(O-C
6
H
4
(OH)
2
), резорцин (m-C
6
H
3
(OH)
3
) и гидрохинон (p-C
6
H
4
(OH)
2
). Из
трехгидроксильных: пирогаллол (1,2,3-C
6
H
3
(OH)
3
) и флороглюцин (1,3,5-С
6
H
3
(OH)
3
).
Наиболее изучено ядовитое действие самого фенола. Токсичность крезолов примерно
равна или несколько выше токсичности фенола. Смертельные концентрации крезола,
фенола для гидробионтов-10-25 мг/л.
Одноатомные фенолы - сильные нервные яды, вызывающие общее отравление
организма также и через кожу, на которую действуют прижигающе. Высшие члены
ряда (например, тимол) в производственных условиях малоопасны. Многоатомные
фенолы могут быть причиной кожных заболеваний, при длительном поступлении в
организм способны угнетать ферменты, в первую очередь окислительного процесса,
иногда действуют как разобщители дыхания и фосфорилирования. Токсичность
многоатомных алкил- и арилфенолов зависит от количества, строения и положения
заместителей, константы диссоциации, .растворимости в воде и жирах. Продукты
окисления фенолов менее токсичны.
Проводились исследования токсичности фенола, в молекулу которого вводились
разные группы (сера, метильная, нитро-). Замещение кислорода серой в молекуле
фенола приводило к заметному увеличению токсичности полученного соединения, а
такое же замещение в молекуле крезола вызывало четырехкратное увеличение
токсичности для рыб. Введение в молекулу фенола нитрогруппы в ортоположение
приводит к заметному понижению токсичности, в метаположении - практически не
оказывает воздействия, а в пара- примерно в четыре раза увеличивается токсичность
ннтросоединения. С увеличением количества нитрогрупп в молекуле фенола
происходит ослабление токсических свойств. Введение метальной и этильной групп
приводит к усилению токсичности. Исследование галогенированных фенолов
показало, что наиболее токсичными являются иодофенолы, промежуточные -
бромфенолы, менее токсичные хлорфенолы.
Полихлорированные бифенилы.
Полихлорированные бифенилы широко использовались до недавнего времени в
качестве диэлектриков, тормозных жидкостей, пластификаторов и др. В США, где их
производство било особенно интенсивным, они известны под фирменным названием
24
Ароклоров. Загрязнения возможны при утечках в процессе их производства и применения.
Отличительной чертой этих соединений является их необычайно высокая устойчивость в
окружающей среде. Хотя производство этих веществ прекращается, уже поступившие
количества ПХБ еще долго будут сохраняться и перемещаться в
объектах окружающей
среды.
25
Заключение.
Все рассмотренные вещества являются опасными экотоксикантами. Следовательно
нужна серьезная защита от этих веществ. Должен быть разработан комплекс мероприятий
по борьбе с загрязнениями. Например, в борьбе с нефтяными загрязнениями выделяют 2
направления:
I. предупреждение сброса нефти,
В 1954 г. на Международной конференции по предотвращению загрязнения морей
нефтью и нефтепродуктами было принято полное запрещение слива нефти и
нефтепродуктов.
II. ликвидация имеющегося нефтяного загрязнения.
Были разработаны различные методы ликвидации загрязнения:
1) Эмульгирование с использованием поверхностно-активных веществ (ПАВ)-
коррекситов. Загрязненные участки акватории посыпаются ПАВ, что приводит к
значительному ускорению разрушения токсиканта. При этом возрастает токсичность вод
в районе обработки коррекситами за счет повышенной токсичности как самих ПАВ, так и
эмульгированной ими нефти. Это заметно снижает достоинства способа.
2) Затопление песком. На обработанных таким образом участках
разрушаются фракция поверхностной пленки и нерастворимая фракция
толщи воды. В то же время существенно возрастает количество токсиканта
на дне. Загрязненные участки на несколько лет выходят из строя и служат
источником вторичных загрязнений.
3) Использование сорбентов. В качестве сорбентов используются
поролон, специально обработанные опилки и другие пористые химически
нейтральные материалы. Пропитанные нефтью, они собираются, отделяются от нефти и
могут быть использованы повторно.
4) Микробиологическая деструкция. Разложение нефти и нефтепродуктов в
водной среде происходит настолько эффективно, что был предложен
способ очистки водоемов и емкостей от алифатических, ароматических и
гетероциклических соединений с помощью нетоксичных штаммов рода
Candida.
Таким образом мы видим, что комплекс защитных мер должен быть разработан с
учетом всех возможных аспектов: технических, экологических, экономических,
юридических и др., а также с применением всех научных достижений.
26
Список использованной литературы:
1. Брагинский Л.П. Пестициды и жизнь водоемов.
2. Исидоров В.А. Введение в курс химической экотоксикологии. – СПб.:
Издательство Санкт-Петербургского Университета, 1997 г. – 88 с.
3. Львова Т.К. Санитарная гидробиология с основами водной токсикологии: Учебное
пособие. – Калининград, 1996 г. – 70 с.
4. Метелев В.В. и др. Водная токсикология. – М.: Колос, 1971 г. – 236 с.
5. Нельсон-Смит. А. Нефть и экология моря. – 1977 г.
6. Поведение ртути и других тяжелых металлов в экосистемах: Сб. статей – 1989 г.
7. Проблемы водной токсикологии: Сб. статей под ред. Веселова Е.А. – 1989 г.
8. Рухляда Н.Н. Физико-химические свойства органических токсикантов и их
поведение в окружающей среде. – Обнинск: ИАТЭ, 1998 г. –78 с.
9. Теоретические проблемы водной токсикологии. Норма и патология: Сб. статей под
ред. Строганова Н.С. – 1983 г.
10. Филенко О.Ф. Водная токсикология. – М.: Издательство Московского
Университета, 1988 г. – 154 с.
27