Химическое загрязнение

Во многих странах напряженная экологическая обстановка вызвана загрязнением окружающей среды. В 60-е годы Япония получила название "заповедника экологических бедствий" - вследствие проблем загрязнения воздуха, водных бассейнов, почв, чрезмерного использования удобрений в сельском хозяйстве, шумовых и вибрационных воздействий оседания грунта, утилизации отходов. Загрязнение водной среды в Японии привело к заболеваемости "итай-итай" (отравление кадмием), "мина мата" (отравление ртутью). Сейчас наиболее важной проблемой японских экологов является электромагнитное загрязнение.
Загрязнение химическими веществами неизменно сопровождает научно-технический прогресс. Человек использует около 70 тыс. веществ, которым ежегодно добавляется 500 - 1000 новых наименований. Изучение эффектов воздействия и свойств новых веществ требует времени и больших материальных затрат. Часто это такие вещества, которые не встречаются в природе и почти не поддаются естественному разложении живыми организмами. Их называют ксенобиотиками. К наиболее распространенным из них, например, относятся пластмассы. По приблизительным данным, в океане плавает 35 млн. пластиковых бутылок, полиэтиленовых пакетов, стоят брошенные нейлоновые рыболовные сети. Все это плохо поддается химическому разложению и естественным процессам переработки живыми организмами, в результате процессы самоочищения в природных экосистемах становятся малоэффективными.

На проявление токсических эффектов химических веществ в объектах окружающей среды в отношении биоты влияют многие факторы: температура, концентрация растворенного кислорода, рН, жесткость и щелочность воды, присутствие, органических веществ.

Можно выделить несколько групп факторов, от которых зависят токсические эффекты загрязняющих веществ: -   химические - свойства веществ, окислительно-восстановительные условия среды;

Физические - освещенность, температуры, турбулентность в водной среде; биологические - возраст и стадия развития организма, обеспеченность пищей, степень акклиматизации к условиям среды, индивидуальные особенности устойчивости к воздействию.

Токсичные вещества часто обладают и канцерогенными свойствами.

Особую опасность представляют пестициды, судьба которых и повеление в окружающей среде требуют длительного изучения. Наиболее важной в современных условиях сельскохозяйственного производства является оценка уровня пестицидного загрязнения почв.

Пестициды (от лат. pestis - зараза, tide - убивать) - ядохимикаты, применяемые для уничтожения вредных организмов, животных, растений, бактерий и болезнетворных грибов. Выделяют несколько групп пестицидов в зависимости от объекта воздействия: инсектициды (вредные насекомые), фунгициды (болезнетворные грибы), зооциды (позвоночные животные), нематоциды (нематоды), бактерициды (бактерии), гербициды (сорные растения), акарициды (клещи), дефолианты (листья растений).

Пестициды включают обширную группу химических веществ различных классов и химической природы. Ежегодно в мире применяется более 1 млн. т одних только гербицидов, насчитывающих более 900 наименований; почти 90% этих веществ в конечном итоге попадают в почву.

Применение пестицидов, наряду с соответствующим положительным результатом, имеет ряд негативных последствий. Многие пестициды обладают кумулятивным эффектом, т. е. накапливаются в почве и в растениях, в результате чего происходит отравление людей и животных. Полагают, что свои прямые эффекты пестициды проявляют лишь в течение 1 - 2% времени их нахождения в окружающей среде, тогда как 98% времени они вызывают негативные эффекты вследствие загрязнения. Например, ДДТ, который давно был запрещен как экологически опасное вещество, до сих пор обнаруживается не только в почве, но и в составе тканей живых организмов. Причиной этого явления считают стабильность ДДТ (как и других хлорорганических соединений), а также его распространение с воздушными потоками, перелетными птицами.

Проявление токсических эффектов пестицидов в почве и процессы накопления зависят от ряда факторов: объемов и сроков внесения, свойств пестицида, сорбции, механического состава и структуры почвы, наличия органического вещества, рН, влажности и др.

Ассортимент пестицидов огромен, и установление нормативов ПДК Для всех их наименований требует больших финансовых затрат и времени. Так, разработка ПДК может быть проведена за период 3-5 лет, а затраты только на оценку токсичности составляют около 350 тыс. долларов.

Приоритетными загрязняющими веществами для различных сред считают тяжелые металлы. Глобальный перенос металлов происходит через атмосферу и большие реки, впадающие в океан. Земля, ложа рек, океаны являются своего рода резервуарами, где скапливаются различные вещества в том числе высокий уровень загрязнения водной среды металлами регистрируй в основном в прибрежных районах и внутренних морях. Источникам загрязнения являются речные выносы, промышленные и бытовые сточные воды. Металлы в водных экосистемах ассоциируются со взвешенными частицами и оседают на дно моря. В донных отложениях ртуть, в частности, под воздействием микроорганизмов переходит в метилированые формы (моно- и диметилртуть), которые высокотоксичны. Монометилтуть аккумулируется в рыбах и бентосных животных; употребление пищу таких морепродуктов вызывает заболевания людей.

Все чаще появляются сообщения о загрязнении ртутью донных отложений и придонных слоев воды в российских водоемах и водотоках. Так, в частности, обнаружен высокий уровень концентраций ртути в Братском водохранилище - в два раза выше фонового.

Канцерогенные соединения металлов делят на три группы в зависимости от их природы:

-    металлосодержащие частицы;

-    водорастворимые соединения металлов;

-    жирорастворимые соединения.

Наиболее опасны водорастворимые соединения, так как они обладают наибольшей проникающей способностью.

К канцерогенным веществам относятся соединения никеля, кобальта, хрома, мышьяка, бериллия, кадмия. Их эффекты зависят прежде всего от их биодоступности. Так, например, соли шестивалентного хрома потенциально более канцерогенны, чем соли трехвалентного хрома, так как первые легче проникают в клетки, реагируют с молекулой ДНК. Легко проникают в клетку жирорастворимые соединения, поэтому они очень опасны (канцерогенны и токсичны). Никель и хром образуют стабильные комплексы, состоящие из ДНК, металла и белка.

Внимание специалистов и экологов сейчас приковано к группе химических веществ, представляющих серьезную опасность вследствие их высокой стабильности в окружающей среде. В декабре 2000 года принята «Стокгольмская конвенция о стойких органических загрязняющих веществах (СОЗВ) (под патронажем ЮНЕП-ООН)». Договор ограничивает использование двенадцати наиболее опасных, получивших название "грязной дюжины" веществ (ПХБ, ДДТ и др.). Они вызывают тяжелейшие последствия у людей и животных: рак, нарушения в иммунной, нервной репродуктивной системах и т. д. В результате сложных процессов эти вещества циркулируют в атмосфере и Мировом океане, достигая регионов, удаленных от источника загрязнения.

Конвенция вводит контроль утилизации отходов, содержащих СОЗВ и торговли ими и требует от правительств ликвидировать наиболее токсичные вещества. Будут разработаны и приняты научные планы ограничения выбросов вредных побочных продуктов сгорания (прежде всего диоксинов). Большинство из двенадцати СОЗВ подлежат немедленному запрещению и уничтожению. Полный запрет наложен на производство и применение почти всех ПХБ. Для ДДТ будет сделано исключение как средства по-прежнему необходимого для борьбы с переносчиками инфекционных заболеваний, таких как клещевой энцефалит и малярия (в запрете учитывается отсутствие альтернатив, например, в борьбе с малярией в Африке). Исключения были сделаны для ПХБ, применяющихся в производстве диэлектрика в трансформаторах; страны смогут использовать оборудование с содержанием ПХБ до 2025 года, что даст возможность заменить ПХБ на безопасные вещества, уничтожить существенные объемы ПХБ и загрязненное ими оборудование. Это особенно важно для РФ, где в электротехническом оборудовании находится около 35000 т ПХБ.

Предусмотрен механизм помощи развивающимся странам. В 2001 году договор подписали почти 90 стран. Однако, по мнению большинства из них полностью ликвидировать источники выбросов ряда СОЗВ, в частности, диоксинов, нереально. К таким источникам относятся мусоросжигательные заводы, лесные пожары, горящие свалки мусора и даже домашние печи и камины. Россия пока не готова к участию в Конвенции.

По материалам исследовательских работ учащихся МОУ СОШ №57 г.Воронежа