Источники загрязнения

Введение.

 

 

Пестици́ды(лат.pestis— зараза и лат. caedo— убивать) (сельскохозяйственные ядохимикаты)— химические средства, используемые для борьбы с вредителямии болезнями растений, а также с различными паразитами, сорняками, вредителями зерна и зернопродуктов, древесины, изделий из хлопка, шерсти, кожи, с эктопаразитами домашних животных, а также с переносчиками опасных заболеваний человека и животных. Пестициды объединяют следующие группы таких веществ: гербициды, уничтожающие сорняки, инсектициды, уничтожающие насекомых-вредителей,фунгициды, уничтожающие патогенные грибы, зооциды, уничтожающие вредных теплокровных животных и т.д. Большая часть пестицидов— это яды, отравляющие организмы-мишени, но к ним относят также стерилизаторы (вещества, вызывающие бесплодие) и ингибиторы роста.

 

Почва – важнейший компонент всех наземных биоценозов и биосферы Земли в целом, через почвенный покров Земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле и в земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой.

Нитраты - это соли азотной кислоты, которые накапливаются в продуктах и воде при избыточном содержании в почве азотных удобрений.

Тяжёлые мета́ллы— группа хим. Элементов со свойствами металлов (в том числе и полуметаллы) и значительным атомным весом либо плотностью. Известно около сорока различных определений термина тяжёлые металлы, и невозможно указать на одно из них, как наиболее принятое.

 

Химическое загрязнение – это увеличение количества химических компонентов в определенной среде, а также проникновение в нее химических веществ, не свойственных ей или в концентрациях, превышающих норму.

Хозяйственная и социальная деятельность человека привела к тому, что воздух, вода, почва, растения, животные и человек подвергаются воздействию химических веществ в масштабах, угрожающих жизни на Земле. В настоящее время в природной среде содержится более 9 миллионов химических веществ, которых раньше в природе не существовало. Как скажутся на жизнедеятельности всего живого воздействия этих веществ до конца не изучено, но уже сейчас можно говорить об их смертельной опасности для всего живого.

 

Источники загрязнения.

В почве протекают различные физические, химические и биологические процессы, которые в результате загрязнений нарушаются. Загрязнение почв связано с загрязнением атмосферы и вод. В почву попадают твердые и жидкие промышленные, сельскохозяйственные и бытовые отходы. Основными загрязняющими почву веществами являются металлы и их соединения, радиоактивные вещества, удобрения и пестициды.

Главные источники загрязнения почвы следующие:
1. Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода; мусор общественных учреждений – больниц, столовых, гостиниц, магазинов и др.
2. Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и их сообщества.
3. Теплоэнергетика. Помимо образования массы шлаков при сжигании каменного угля с теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу сажи, не сгоревших частиц, оксидов серы, в конце концов оказывающихся в почве.
4. Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков.
5. Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на поверхность почвы или поглощаемые растениями.
Самоочищение почв, как правило, – медленный процесс. Токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава почв, нарушению единства геохимической среды и живых организмов. Из почвы токсичные вещества могут попасть в организмы животных, людей и вызвать нежелательные последствия.
В почвах накапливаются соединения металлов, например, железа, ртути, свинца, меди и др. Ртуть поступает в почву с пестицидами и промышленными отходами. Суммарные неконтролируемые выбросы ртути составляют 4-5 тыс. т. в год, а из каждой тонны добываемого свинца до 25 кг поступает в окружающую среду. Огромное количество свинца выделяется в атмосферу и с выхлопными газами автомобилей.

 

 

История.

Применение пестицидов было и остается одним из основных путей интенсификации сельскохозяйственного производства. Однако, будучи чужеродными химическими веществами, вносимыми в окружающую среду, пестициды могут представлять собой известную опасность для природы и человека. Многие пестициды способны длительно сохраняться в среде обитания людей, попадая из одного объекта среды в другой и превращаясь в более токсичные соединения. Согласно мировой экологической статистике пестициды входят в группу экотоксикантов, составляющих так называемую «грязную дюжину».

Пестицидное отравление губительно действует на многих плотоядных, особенно птиц. Например, сокол сапсан полностью исчез на востоке США в результате применения там ДДТ. Птицы особенно чувствительны к этому ядохимикату, поскольку он индуцирует гормональные изменения, влияющие на метаболизм кальция, а это приводит к истончению скорлупы откладываемых яиц, которые в большом количестве начинают биться даже при простом насиживании.

Многие пестициды очень устойчивы и распространяются далеко от мест применения. Например, в середине 1960-х гг. ДДТ был обнаружен в печени пингвинов в Антартике— очень далеко от тех мест, где применялся этот химикат.

ДДТ сейчас запрещён во всех развитых странах. Однако он сравнительно дешёв и до сих пор считается хорошим средством в определённых ситуациях, например при борьбе с малярийными комарами. Решая вопрос о применении того или иного пестицида, часто приходится из двух зол выбирать меньшее. К примеру, с помощью ДДТ во многих странах удалось полностью искоренить малярию.

 

Тяжелые металлы.

Среди разнообразных загрязняющих веществ тяжёлые металлы (в том числе ртуть, свинец, кадмий, цинк) и их соединения выделяются распространенностью, высокой токсичностью, многие из них — также способностью к накоплению в живых организмах. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистительные мероприятия, содержание соединений тяжёлых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Они также поступают в окружающую среду с бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий. Многие металлы образуют стойкие органические соединения, хорошая растворимость этих комплексов способствует миграции тяжёлых металлов в природных водах. К тяжёлым металлам относят более 40 химических элементов, но при учёте токсичности, стойкости, способности накапливаться во внешней среде и масштабов распространения токсичных соединений, контроля требуют примерно в четыре раза меньшее число элементов.

Ртуть

Ртуть переносится в океан (загрязняя океан) с материковым стоком (прежде всего— из стока промышленных вод) и через атмосферу. В составе атмосферной пыли содержится около 12 тыс. т. ртути. До трети от этого количества образуется при выветривании пород, содержащих ртуть (киноварь). Ртуть антропогенного происхождения попадает в атмосферу в первую очередь при сжигании угля на электростанциях. Около половины годового промышленного производства этого металла (910 тыс. тонн) попадает в океан. Некоторые бактерии переводят токсичные хлориды ртути в ещё более токсичную метилртуть. Соединения ртути накапливается многими морскими и пресноводными организмами в концентрациях, во много раз превышающих содержание её в воде.

Употребление в пищу рыбы и морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению населения. Так, к 1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Минамата, причиной которой послужило поступление в залив Минимата со сточными водами отходов предприятий, на которых в качестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Соединения ртути высокотоксичны для человека.

Свинец

Свинец— рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Помимо того, свинец поступает в окружающую среду в результате хозяйственной деятельности человека. Через атмосферу океан получает 20-30 тысяч тонн свинца в год с континентальной пылью.

В организм человека свинец попадает как с пищей и водой, так и из воздуха. Свинец может выводиться из организма, однако малая скорость выведения может приводить к накоплению в костях, печени и почках.

 

Кадмий

Кадмий является относительно редким и рассеянным элементом, в природе концентрируется в минералах цинка. Поступает в природные воды в результате смыва почв, выветривания полиметаллических и медных руд, и со сточными водами рудообогатительных, металлургических и химических производств. Кадмий в норме присутствует в организме человека в микроскопических количествах. При накоплении организмом соединений кадмия поражается нервная система, нарушается фосфорно-кальциевый обмен. Хроническое отравление приводит к анемии и разрушению костей.

Методы борьбы с загрязнением почвы тяжелыми металлами могут быть физическими, химическими и биологическими. Среди них можно выделить следующие способы:

· Увеличение кислотности почвы повышает возможность загрязнения ее тяжелыми металлами. Поэтому внесение органических веществ и глины, известкование помогают в какой-то мере в борьбе с загрязнением.

· Посев, скашивание и удаление с поверхности почвы некоторых растений, например клевера, существенно снижает концентрацию тяжелых металлов в почве. К тому же данный способ является совершенно экологичным.

· Проведение детоксикации подземных вод, ее откачивание и очистка. Прогнозирование и устранение миграции растворимой формы тяжелых металлов.

· В некоторых особо тяжелых случаях требуется полное снятие почвенного слоя и замена его новым.

 

Нитраты.

Нитриты легко окисляются и становятся нитратами, которые наиболее часто встречается в подземных и поверхностных водах.
Нитрат-содержащие соединения, как правило, легко растворимы в воде и легко попадают в грунтовые воды.
Микробы перерабатывают органические отходы человека и животных в почве и воде, образуя аммиак, который затем окисляется в нитриты и нитраты.

Нитраты и нитриты всегда содержатся в нашем рационе. Такие овощи как капуста, шпинат, листовая капуста, брокколи, свекла, корнеплоды имеют естественно большее содержание нитратов, чем другие растительные продукты.
Человек подвергается высокому содержанию нитратов / нитритов из почвы и воды, загрязненными стоками азотсодержащих удобрений (например, нитрат калия и аммиачная селитра)
Также большие дозы нитратов / нитритов мы получаем их загрязненных продуктов питания, некоторых лекарств, и определенных ингалянтов, которые испускают пары нитритов

Чрезмерное содержание нитратов или нитритов может привести к острой метгемоглобинемии - опасному для здоровья состоянию.
Гемоглобин в крови переносит кислород от легких к тканям и переносит углекислый газ обратно к легким.
Нормальный гемоглобин содержит железо в состоянии Fe2 + (черный оксид). Чрезмерное количество нитратов переводит его в состояние Fe3 + (красно-коричневый оксид), что является аномальной формой для гемоглобина, поскольку он теряет способность снабжать ткани организма кислородом (гипоксия).
Метгемоглобинемия может вызвать цианоз (посинение кожи) конечностей / туловища, слабость и учащенное сердцебиение. Прогрессирующая метгемоглобинемия приводит к угнетению центральной нервной системы, вызывает головные боли, головокружение, хроническую усталость, затрудненное дыхание и тошноту. Тяжелая форма метгемоглобинемии приводит к хронической сонливости, кратковременным потерям сознания, нарушению сердечного ритма, шоком, судорогам, коме и, в крайнем случае, к смертельному исходу.
Нитрат и нитрит содержащие препараты могут вызвать гипотонию (пониженное артериальное давление).
Воздействие нитратов может увеличить риски осложнений при беременности, таких как анемия, преждевременные роды и преэклампсия.

 

Вывод.

На сегодняшний день, особую актуальность приобрела проблема применения пестицидов и исследования последствий воздействия пестицидов на природные экосистемы и здоровье людей.

Кроме непосредственного целевого назначения, пестициды оказывают многостороннее негативное влияние на биосферу, масштаб которого сравнивают с глобальными экологическими факторами. Главная опасность пестицидов заключается во вхождении их в биологический круговорот, в процессе которого они поступают в организмы человека и животных. Токсичность пестицидов определена для всех живых организмов, объясняют сходством их главных биохимических процессов и молекулярно-биологической организацией живого.

Для защиты окружающей среды от негативного воздействия пестицидов необходимо соблюдать все регламенты по применению пестицидов. А также необходимо более глубокое изучение биологических процессов, связанных с выращиванием сельскохозяйственных культур при современном уровне земледелия, исследования популяционной динамики вредных и полезных организмов, совершенствование тактики борьбы за счет более полного использования агротехнического метода, устойчивых сортов, биологических средств позволит сократить применение пестицидов.

 

Нитраты и нитриты применяются в пищевой и стекольной промышленности, для получения ракетного топлива, пиротехнических и взрывчатых веществ, пороха, используется в резиновом и текстильном производствах, гальванотехнике и медицине, входят в состав выхлопных газов транспорта. Нитриты поступают в организм человека в основном с мясными и рыбными продуктами, а нитраты - с овощами. Как нитраты, так и нитриты вызывают рак, заболевания печени, генные мутации.

Стоит ограничить применения нитратов и нитритов и найти заменяющие, менее вредоносные для человека.

 

Список литературы:

http://www.soeks.ru/informaciya/chem_opasny_nitraty/

wikipedia.org/wiki

http://webeko.ru/problemy/ekologicheskie-problemy/istochniki-zagryazneniya-pochv.html

http://www.mybntu.com/general/protect/chrezvychajnye-situacii-vyzvannye-ximicheskimi.html

Телитченко М.М., Остроумов С.А. «Введение в проблемы биохимической экологии»

Мельников, Н.Н. «Пестициды. Химия, технология и применение»