- •Экзаменационные вопросы по курсу «Экологический мониторинг»
- •2. Дополнительная литература
- •Свойства некоторых загрязняющих веществ Оксиды азота
- •Взвешенные частицы
- •Оксид углерода (II)
- •Полиядерные ароматические углеводороды (пау)
- •Тяжелые металлы
- •Источники
- •Например эффектом суммации обладают:
- •Наблюдения за загрязнением поверхностных вод
- •Государственный водный кадастр
- •Требования к охране водных объектов
- •Качество вод и виды водопользования
- •Виды водопользования
- •Формирование химического состава природных вод
- •Классификация вод по интегральным показателям качества
- •Программы наблюдений за качеством воды
- •Минерализация
- •Температура
- •Взвешенные вещества (грубодисперсные примеси)
- •Мутность
- •Цветность
- •Прозрачность
- •Водородный показатель (рН)
- •Кислотность
- •Растворенный кислород
- •Окисляемость перманганатная и бихроматная (хпк)
- •Биохимическое потребление кислорода (бпк)
- •Жесткость
- •Кальций
- •Сульфаты
- •Хлориды
- •Марганец
- •Углеводороды (нефтепродукты)
- •Синтетические поверхностно-активные вещества (спав)
- •Неионогенные поверхностно-активные вещества (нпав)
- •Эколого- гигиеническая оценка почв, используемых для выращивания сельскохозяйственных растений
- •Эколого- гигиеническая оценка почв населенных пунктов
- •Контроль за загрязнением почв пестицидами
- •Контроль за загрязнением почв вредными веществами промышленного происхождения
- •Контроль за радиоактивным загрязнением почв
Оксид углерода (II)
Источники. Неполное сгорание органического вещества (автотранспорт, промышленность, сжигание отходов, курение и т.п.). Образуется также при протекании некоторых биологических и промышленных процессов.
Атмосфера. Естественное содержание в атмосфере 0,01–0,23 мг/м3. Концентрации в городах зависят от интенсивности движения транспорта и погодных условий и изменяются в широких пределах в зависимости от времени и расстояния от источника.
Окись углерода выбрасывается в атмосферу .предприятиями нефтяной, нефтеперерабатывающей и металлургической промышленности, крупными электростанциями. Однако в наибольших количествах она поступает в атмосферу с выхлопными газами автомобилей. Для выбросов автомобилей примем h = 1,5 м.
При диагнозе состояния загрязнения следует учитывать фотохимические реакции в атмосфере, которые приводят не только к переходу NO в N02, но и к возникновению новых, более токсичных вредных веществ, чем первичные вещества, поступающие с выбросами предприятий.
Опасные условия загрязнения воздуха наблюдались при фотохимическом смоге в городах США. Леннер и др. отмечали высокие концентрации окислов азота (более 1 мг/м3) в Гётеборге. Механизм формирования смога и концентрации вредных веществ, при этом образующихся, являются предметом многих .исследований. Окислители, включая озон, являются продуктами реакции окислов азота и углеводородов в атмосфере.
Химические реакции, приводящие к фотохимическому смогу, сложны, а их количество велико, но главные моменты образования смога описываются небольшим количеством реакций.
Влияние на здоровье. Снижает способность крови переносить кислород к тканям. Каждая млн-1СО приводит к связыванию с 0,165 % гемоглобина крови с образованием карбоксигемоглобина. Существуют данные, что содержание карбоксигемоглобина 1-2 % влияет на поведение и может усугублять симптомы сердечно-сосудистых заболеваний (чтобы снабжение тканей кислородом оставалось на прежнем уровне, необходимо усиленное кровоснабжение). Содержание 2-5 % приводит к нарушению психомоторных функций, а более 5 % — нарушения сердечной деятельности и дыхания. Содержание карбоксигемоглобина более 10 % приводит к головной боли, утомляемости, сонливости, снижению работоспособности, коме, остановке дыхания и смерти. Принимая во внимание эти эффекты, желательно не допускать содержания карбоксигемоглобина свыше 2 %.
Полиядерные ароматические углеводороды (пау)
Полиядерные ароматические углеводороды — большая группа органических соединений, содержащих два бензольных кольца или более. Они относительно мало растворяются в воде, но хорошо — в жирах. Почти все количество ПАУ в атмосфере абсорбировано поверхностью взвешенных частиц. Существует несколько сотен ПАУ; наиболее известен бенз[а]пирен.
Источники. Образуются в основном в результате пиролиза, особенно неполного сгорания органических материалов, а также в природных процессах (карбонизация). Источники включают производство кокса, использование угля для обогрева, автотранспорт, сжигание нефти и угля на ТЭС (незначительный процент).
Атмосфера. В атмосфере идентифицировано более 500 ПАУ. Большинство измерений проводится по бенз[а]пирену. Фоновый уровень бенз[а]пирена (за исключением лесных пожаров) может быть практически нулевым. В настоящее время среднегодовые концентрации бенз[а]пирена в воздухе большинства городов укладываются в диапазон 1-10 нг/м3. Очень высокие концентрации бенз[а]пирена возможны в воздухе рабочей зоны. Обоснованность применения бенз[а]пирена в качестве индикатора ПАУ весьма проблематична. Его обнаружение свидетельствует лишь о факте загрязнения окружающей среды этими соединениями. Для получения реальной картины необходимо знать концентрацию 16 приоритетных веществ, которые формируют фоновое содержание ПАУ в атмосферном воздухе: нафталина, аценафталина, аценафтена, антрацена, флуорена, фенантрена, флуорантена, пирена, хризена, тетрафена, 3,4-бензфлуорантена, 11,12-бензфлуорантена, 3,4-бензпирена, 1,12-бензперилена, 2,3-о-фениленпирена, 1,2,5,6-дибензантрацена Индикаторами промышленных выбросов являются пирен, флуорантен, 1,12-бензперилен, 3,4-бензфлуорантен и 2,3-о-фениленпирен; индикаторами выбросов двигателей внутреннего сгорания — 1,12-бензперилен, 3,4-бенз-флуорантен и 2,3-о-фениленпирен (первый обычно преобладает).
Продукты питания. В некоторых продуктах ПАУ были найдены в значительных количествах; содержание зависит от метода обработки, консервирования и хранения.
Влияние на здоровье. Бенз[а]пирен является местным канцерогеном. Исследования в основном отмечают развитие рака легких в результате поступления ПАУ с воздухом; меньше сообщений о канцерогенности ПАУ, поступивших с пищей, хотя абсолютное количество может быть намного большим, чем в случае поступления с воздухом. Содержание бенз[а]пирена может быть использовано для оценки канцерогенного потенциала фракции ПАУ в атмосферном воздухе, но при строгом рассмотрении следует учитывать, что на канцерогенность смесей ПАУ может влиять синергизм или антагонизм с другими веществами, выбрасываемыми вместе с ПАУ при неполном сгорании. Кроме того, канцерогенность ПАУ зависит от структуры. Так, бенз[а]пирен — сильный канцероген, а его структурный изомер — бенз[а]пирен — не является канцерогеном. Коронен, основной компонент выхлопов автомобильных двигателей, неканцерогенен. Таким образом, чтобы установить, насколько токсична смесь ПАУ, требуется определить не только их суммарное содержание, но и содержание каждого компонента в отдельности.
Озон и атомарный кислород, взаимодействуя с органическими соединениями, образуют вещество, которое и представляет собой главный видимый и наиболее вредный конечный продукт фотохимического смога — пероксиацетилнитрат (ПАН). Именно ПАН раздражает слизистые оболочки органов зрения и обоняния у человека и животных и неблагоприятно воздействует на растения.
Уменьшение видимости при фотохимическом смоге происходит за счет конденсации влаги на мелких частицах, состоящих из нитратных соединений. Они чрезвычайно гигроскопичны и могут удерживаться при относительной влажности менее 100 %. Поскольку концентрация ПАН обычно не измеряется, интенсивность смога характеризуется концентрацией озона. Слабый смог наблюдается обычно при концентрации озона 0,2—0,35 мг/м3. При смоге с большей концентрацией озона отмечается раздражение слизистой оболочки глаз у человека и уменьшение видимости.