Экология / Приложения П1 П2 П3

П р и л о ж е н и е

Т а б л и ц а П1

Основные химические примеси, загрязняющие атмосферу

Наименование, в том числе старое (тривиальное)	Характеристика	ПДК (мг/м^3), класс опасности	Основные источники загрязнения (область применения как химического вещества). Механизм образования химического вещества или его выбросов	Воздействие на организм человека, на биосферу
1	2	3	4	5
1. Оксид углерода (II) СО, окись углерода или угарный газ	Бесцветный газ без запаха и вкуса, плохо растворим в воде, токсичен	ПДКрз=20 ПДКмр=5 ПДКсс=3 IV О (вещество с остронаправленным механизмом действия, требую-щее автоматического контроля за его содержанием в воздухе рабочей зоны)	Транспорт (65%), мелкие потребители и бытовой сектор (21%), промышленность (14%). В результате неполного сгорания ископаемого топлива (уголь, газ, нефть) и других углеводородов в условиях недостатка кислорода и низкой температуры	При вдыхании образует прочные соединения с гемоглобином крови, блокируя поступление О2 в кровь, следствием чего являются головная боль, тошнота, при С>14 мг/м^3 возможен летальный исход (инфаркт миокарда)
2. Оксид углерода (IV) СО2, двуокись углерода или углекислый газ	Бесцветный газ с кисловатым запахом и вкусом	–	Те же, значительное количество поступает в атмосферу как продукт человеческого дыхания. В результате полного окисления углерода	Основной (самый массовый) парниковый газ

3. Оксид серы (IV) SO2, двуокись серы или сернистый ангидрид	Бесцветный газ с резким запахом, токсичен	ПДКрз=10 ПДКмр=0,5 ПДКсс=0,05 III	Тепловые электростанции, металлургические и горнообогатительные заводы, транспорт. В результате окисления серы в процессе сгорания серосодержащих ископаемых видов топлива (угля, нефтепродуктов), при переработке сернистых руд, при сгорании моторных топлив, имеющих примеси серы	Потеря вкусовых ощу-щений, стесненное дыхание, воспаление или отек легких, перебои в сердеч-ной деятельности, нарушение кровообращения, остановка дыхания. Вызывает образование и выпадение примерно двух третей всех кислотных дождей
4. Оксиды азота (NOx) (существуют оксиды азота, в которых азот проявляет все степени окисления от +1 до +5), в том числе:			Транспорт (55%), энергетика (28%), промышленность (14%), мелкие потребители и бытовой сектор (3%). Основные источники промышленных выбросов: производства аммиака, метанола, азотных удобрений, азотной кислоты, анилиновых красителей и других нитросоединений; в энергетике и на транспорте – при простом факельном сжигании топлив. В азотной промышленности оксиды азота являются промежуточным продуктом получения азотной кислоты.	Раздражают дыхательные пути, вызывая заболевания органов дыхания, при превышении ПДК возможен отек легких, при хроническом отравлении – головные боли, бессонница, раздражение слизистых оболочек
4.1 Оксид азота (II) NO	Бесцветный газ, плохо растворим в воде, токсичен	ПДКрз=5 III О
4.2. Оксид азота (IV) NO2	Газ бурого цвета (в промышленности назван «лисьим хвостом») со специфическим неприятным за-пахом, тяжелее воздуха, токсичен	ПДКрз=2 ПДКмр=0,085 ПДКсс=0,04 III О	Кроме того, оксиды образуются при простом факельном сжигании топлив в воздушной среде с учётом наличия азота в природном составе воздуха. Оксиды (I) и (II) быстро окисляются до оксидов (IV) (скорость окисления повышается с возрастанием температуры)

Продолжение табл. П1

1	2	3	4	5
5. Озон (Оз)	Газ с характерным запахом, сильный окислитель, очень токсичен	ПДКрз=0,1 ПДКмр=0,16  ПДКсс=0,03 I	В нижних слоях атмосферы – фотохимические процессы с участием диоксида азота и летучих органических соединений (ЛОС). Образуется в верхних слоях атмосферы за счет ударной ионизации молекул кислорода под воздействием космического и УФ-излучения; низкоатмосферный озон – в результате фотохимических процессов с участием диоксида азота и ЛОС	Ожог легких, отек
6. Углеводороды (CxHy), в том числе:		ПДКрз = 0,00015 для бенз(а)пирена I	Промышленные предприятия, добыча, переработка и транспортировка нефти и газа, транспорт (выхлопные газы двигателей). Выделяются в процессе производства пластмасс, красителей, пищевых добавок, парфюмерных продуктов, смол, пластификаторов, пигментов, пестицидов, при переработке каучуков и нефтехимических продуктов. Загрязнение парами нефтепродуктов происходит при заполнении и опорожнении резервуаров нефтехранилищ, при наливе а/м и ж/д цистерн, при заправке автомашин на АЗС. Различные по составу и свойствам углеводороды проникают во все компоненты природного	Бенз(а)пирен – сильный канцероген

			комплекса: испаряются в атмосферу, мигрируют с поверхностными и подземными водотоками, депонируются в почвах и донных отложениях в ходе многочисленных утечек, аварий, сбросов загрязненных вод на всех стадиях использования углеводородного сырья. Бенз(а)пирен, являющийся наиболее опасным веществом, образуется в результате неполного сгорания нефтяного и газового топлива и присутствует в сажах и возгонах
6.1. Насыщенные углеводороды (алканы). К насыщенным относятся также алициклические углеводороды с замкнутыми цепями (циклами): циклоалканы CnH2n, циклоалкены СnН2n-2, циклоалкины CnH2n-4	По агрегатному состоянию: CH4 …..C4H10 – бесцветные газы (без запаха), от C5H12 … C15H32 – жидкости (имеют запах), С16H34 и далее – твёрдые вещества (без запаха). Их tпл и tкип с продвижением по гомологическому ряду увеличиваются. Практически нерастворимы в воде, хорошо растворяются в органических жидкостях. Самые инертные (среди насыщенных углеводородов) в химическом отношении	ПДКрз=300 (для углеводородов алифатических предельных С1-С10) IV ПДКрз=100 (для бензина) IV	Предприятия нефтехимической промышленности, нефтегазодобывающая промышленность. Алканы – важнейшее химическое сырьё. В частности, из метана получают синтез-газ (смесь водорода и оксида углерода(II)), из которого, в свою очередь, метанол, диметиловый эфир, синтетический бензин и др. Сырьем для промышленного производства углеводородов служат три ископаемых источника: каменный уголь, нефть и природный газ	Гексан вызывает тяжелые поражения нервной системы

Продолжение табл. П1

1	2	3	4	5
6.2. Ненасыщенные углеводороды: алкены, алкадиены, алкины	Алкены (олефины) или этиленовые углеводороды по физическим свойствам близки к алканам. При нормальных условиях С2Н4, С3Н6, С4Н8 – газы, С5Н10 …С16Н32 (плохо растворимы в воде) – жидкости, высшие представители (C17H34 …) – твердые вещества. Их tкип и tпл, а также плотность увеличиваются с ростом молекулярной массы. Легче воды, плохо растворимы в ней, растворимы в органических жидкостях. По химическим свойствам значительно более активны, чем алканы. Алкадиены (CnH2n-2). Физ. св-ва: бутадиен-1,3 – газ, следующие члены гомологического ряда – бесцветные жидкости с плотностью меньше 1	ПДКрз=10 (для поли-этилена) IV ПДКрз=10 (для поли-пропилена) III	Предприятия нефтехимической промышленности. В природе алкены встречаются редко. Получают их промышленными методами из алканов, входящих в состав нефти. Низшие алкены – исходные вещества для промышленного синтеза. Так, из этилена получают этиловый спирт, полиэтилен, полистирол, из пропена – полипропилен, фенол, ацетон, глицерин. Основная область применения алкадиенов – синтез каучуков. Алкины также используются во многих отраслях органического синтеза, кроме того, ацетилен широко применяется для кислородно-ацетиленовой сварки	Бутадиен – сильный канцероген

6.2. Ненасыщенные углеводороды: алкены, алкадиены, алкины

Алкины (CnH2n-2) или ацетилены (по названию первого члена гомологического ряда), в их молекулах имеется структурный фрагмент с тройной связью углерод-углерод. По физическим свойствам похожи на алканы и алкены. При обычных условиях С2Н2, С3Н4, С4Н6 – газы, С5Н8…С15Н28 – жидкости, начиная с C16Н30 твердые вещества. У алкинов tкип выше, чем у соответствующих алкенов. Растворимость низших алкинов в воде выше, чем алкенов и алканов, но все же мала. Хорошо растворимы в неполярных органических растворителях

.

Продолжение табл. П1

1	2	3	4	5
6.3. Ароматические углеводороды (CnH2n-6 (n ≥ 6) (для гомологического ряда бензола) или арены	Содержат особую циклическую группировку из шести атомов углерода, так называемое бензольное ядро (кольцо). Первые члены гомологического ряда бензола – бесцветные жидкости со специфическим запахом. Легче воды. В воде нерастворимы. Бензол и его гомологи сами являются хорошими растворителями для многих органических веществ. Арены горят коптящим пламенем ввиду высокого содержания углерода в их молекулах. По химическим свойствам резко отличаются от ненасыщенных алициклических соединений; их выделяют в самостоятельный большой класс. Бензол имеет характерный, достаточно приятный запах, но при этом сильно токсичен	ПДКрз=15/5 (макс./средне-сменная для бензола) II	Предприятия нефтехимической промышленности. Используются как сырьё для получения фенола, анилина, стирола, из которых, в свою очередь, получают фенолформальдегидные смолы, красители, полистирол и др.	Вдыхание паров бензола вызывает головокружение, головную боль, потерю сознания. Пары бензола раздражают глаза и слизистую оболочку. Жидкий бензол проникает в организм через кожу, что вызывает отравление (особенно опасно попадание в ЖКТ). Бензол может способствовать раз-витию лейкемии (канцероген)

6.4. Гетероцик-лические органические соединения, в том числе:
гидроксильные соединения (спирты, фенолы)	Одноатомные (с одной гидроксильной группой) спирты низшие (до С15) – жидкости, высшие – твёрдые вещества. Метанол, эта-нол, пропанол-2 смешиваются с водой в любых соотношениях. С ростом молекулярной массы растворимость спиртов в воде падает. Имеют высокие tпл и tкип по сравнению с соответствующими углеводородами. Важнейшими из многоатомных спиртов являются этиленгликоль и глицерин. Это вязкие жидкости, сладкие на вкус, хорошо растворимые в воде и плохо в органических растворителях	ПДКрз = от 1 до 1000 (для различных спиртов; 1000 – для этанола) IV…II ПДКрз=5 (для этиленгликоля) III	Предприятия нефтехимической промышленности. Спирты используют в органическом синтезе, некоторые также как антифризы, растворители, как топливо, этанол – важное сырьё пищевой промышленности. Этиленгликоль – для синтеза полимеров, как антифриз. Глицерин применяют в косметике, в пищевой промышленности, фармацевтике, производстве взрывчатых веществ (нитроглицерин – сырьё для динамита и бездымных порохов)	Нитроглицерин токсичен, но в малых количествах является лекарством (расширяет сердечные сосуды)

Продолжение табл. П1

1	2	3	4	5
гидроксильные соединения (спирты, фенолы)	Фенолы (гидроксильная группа у них соединена с бензольным кольцом) в большинстве своём – кристаллические вещества. Обладают характерным запахом, плохо растворяются в холодной воде (в горячей – хорошо, особенно хорошо в водных растворах щелочей). Собственно фенол – бесцветные кристаллы с tпл =41^oC и tкип =182^oC	ПДКрз = 0,3 (для фенола) II	Фенолы применяют для получения фенолформальдегидных смол, красителей, синтетических волокон, лекарств и др. Крезол (метилфенол) – сильное дезинфицирующее вещество. Пикриновая кислота (2,4,6-тринитрофенол) – взрывчатое вещество
карбонильные соединения: альдегиды и кетоны	Низшие кетоны – легкокипящие жидкости (формальдегид – газ) с резким запахом (например ацетон, он же диметилкетон), хорошо растворимы в воде	ПДКрз = =0,1/0,05 (для фенолформаль-дегидных смол: по фенолу / по формаль-дегиду). ПДКрз = 200 (для ацетона) IV	Формальдегид применяют для получения фенолформальдегидных смол, водный раствор формальдегида (формалин) – для хранения анатомических препаратов. Ацетальдегид – для получения уксусной кислоты, уксусного ангидрида, этила- цетата. Ацетон – растворитель	–

7. Тяжёлые металлы (аэрозоли тяжелых и редких металлов), в том числе:	Серебристо-серый металл, токсичен	ПДКрз = = 0,01/0,05 I	Выбросы от транспорта при использовании этилированного бензина (~80%), пылевые выбросы промышленных предприятий. Применяется при производстве кислотных аккумуляторов, припоя, красок, боеприпасов, типографского сплава, аппаратуры, стойкой в агрессивных средах, оболочек электрокабелей, изотопных индикаторов и материалов, для защиты от действия радиации и рентгеновских лучей, свинцовых сплавов. Основной источник получения свинца - сульфидные полиметаллические руды, содержащие от 1 до 5% свинца, основной минерал свинца – галенит PbS	Нарушает обмен веществ, умственное развитие детей, замедляет рост, ухудшает слух и речь, лишает способности сосредоточиться, накапливается в организме (90% в скелете), поражая все органы и системы
7.1. Свинец (Рb)
7.2. Ртуть (Hg)	Жидкий при обычных температурах металл серебристо-белого цвета (самая тяжелая среди всех известных жидкостей), испаряется при комнатной температуре. Пары ртути тяжелее воздуха в 7 раз, не имеют вкуса, запаха, токсичен		Пылевые выбросы горнорудных комбинатов (в районах добычи и производства первичной ртути), предприятий цветной металлургии, химической промышленности, машиностроения и металлообработки, теплоэнергетики, выбросы при сжигании угля, мазута и других нефтепродуктов (как примесь). Применяется при изготовлении ламп дневного света, в измерительных приборах, для электролитического получения	Отравление происходит исключительно вследствие вдыхания паров ртути и может быть острым (при концентрации 1,5 мг/м^3 и выше) и хроническим (при концентрации 0,01 мг/м^3 … 0,1 мг/м^3)

Продолжение табл. П1

1	2	3	4	5
7.2. Ртуть (Hg)		ПДКрз = = 0,01/0,05 I	ряда веществ, для переработки вторичного алюминия и добычи золота, в качестве балласта в подводных лодках, в качестве высокоэффективного рабочего тела в ионных двигателях, входит в состав биоцидных красок и др. Присутствует в земной коре, добыча и производство первичной ртути – на горнорудных комбинатах	Отмечается повышенная утомляемость, слабость, сонливость, апатия, головные боли, головокружения, расстройство нервной системы. Симптомы отравления проявляются через 8…24 часов. При долгом контакте – резкая потеря веса, повреждения головного мозга, почек, легких, иммунной системы
7.3. Кадмий (Cd)	Серебристый металл с голубоватым блеском, мягкий, ковкий, тягучий, токсичен		Пылевые выбросы промышленных предприятий. Применяется при производстве сплавов (подшипниковых, легкоплавких), используемых как антифрикционные материалы и припои; химических источников тока (кадмиевые электроды в батареях и аккумуляторах, кадмиево-никеливые в аккумуляторах управляемых ракет); при исследовании энергетических спектров нейтронных пучков и изготовлении аварийных и регулирующих стержней	Вызывает болезни системы кровообращения

			атомных реакторов (в атомной промышленности); антикоррозионном покрытии металлов; легировании меди (повышает износостойкость проводов линий электропередач). Присутствует в земной коре. Промышленно получают из побочных продуктов переработки цинковых, свинцово-цинковых и медно-цинковых руд. Накапливается в галените, халькопирите, пирите, станните
8. Фреоны (хладоны) или ХФУ - хлор-фторсодержащие углеводороды	Галогеносодержащие газы или жидкие вещества (соединения углеводородов с фтором или хлором, реже бромом, главным образом производные метана и этана), не горючи и взрывобезопасны, не токсичны и химически нейтральны, растворимы в органических растворителях, смазочных маслах и практически нерастворимы в воде	ПДКрз = = 1000…3000 IV	Промышленные и бытовые источники. Применяются в качестве хладагентов в холодильниках и кондиционерах, пенообразующих агентов, в установках для газового пожаротушения, рабочего тела аэрозольных упаковок (лаков, дезодорантов), растворителей, очистных агентов, сырья для дальнейшей переработки. Получают обычно действием фторирующих агентов на соответствующие полихлоруглеводороды, а также совместным действием фтористого водорода и хлора на парафины и олефины	Считается, что выбросы в атмосферу хлорированных и фторированных углеводородов приводят к разрушению озонового слоя

Продолжение табл. П1

1	2	3	4	5
9. Аммиак (NH3)	Бесцветный газ с резким запахом (запахом «нашатыря»), легче воздуха, очень хорошо растворим в воде (700 объёмов NH3 в одном объёме H2O), горюч, токсичен; tкип = -33,4^oC, tпл = -77,7^oC	ПДКрз = 20 IV	Промышленные выбросы при производстве азотной кислоты, азотных удобрений, полимерных материалов, пластической взрывчатки. Применяется как хладагент в холодильных установках, в медицине (нашатырный спирт), как исходный продукт при производстве целого ряда товарных продуктов азотной промышленности (например удобрений)	Удушающее и нейротропное: сни-жение интеллектуального уровня с ухудшением памяти, понижение болевой чувствительности, головокружение. Смертельная токсодоза – 100 мг мин/л, поражающая – 15 мг мин/л
10. Сероводород (H2S)	Бесцветный газ с характерным запахом (тухлых яиц), горюч, токсичен	ПДКрз=10 II	Предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие и др., нефтепромыслы (содержится в горючих газах: природном, газах нефтепереработки, генераторном, коксовом, в отходящих газах при производстве вискозы, в хвостовых газах в производстве серы). Применяется при производстве серы, серной кислоты, сульфидов, в органическом синтезе, химическом анализе, для приготовления лечебных сероводородных ванн. Постоянно образуется в природе при разложении белковых веществ.	Поражает слизистые оболочки, ды-хательные органы. Симптомы острого отравления: потеря обоняния, головная боль, головокружение и тошнота, обмороки; хронического: общее ухудшение самочувствия, исхудание, появление головных болей. В значительных кон-центрациях – обморочное состояние или смерть от