Химические загрязнители

Развитие современной промышленности и сферы услуг, а также расширяющееся использование биосферы и ее ресурсов, приводит к возрастающему вмешательству человека в материальные процессы, протекающие на планете. Связанные с этим планируемые и осознанные изменения материального состава (качества) окружающей среды направлены на улучшение условий жизни человека в техническом и социально-экономическом аспектах. Человек создал для себя среду обитания, заполненную синтетическими веществами. Их воздействие на человека, другие организмы и окружающую среду зачастую неизвестно и выявляется часто, когда уже нанесен ощутимый ущерб или при чрезвычайных обстоятельствах, например, вдруг выясняется, что при горении вполне нейтральное вещество или материал образует ядовитые соединения. Новые напитки, косметические средства, пищевые продукты, лекарства, предметы обихода, ежедневно предлагаемые рекламой, обязательно включают в себя химические компоненты, синтезируемые человеком. В основе жизни, как и в основе изменения химического состава биосферы, лежат химические и биохимические процессы; здоровье человека и состояние окружающей среды тесно взаимосвязаны; поэтому особую опасность для здоровья представляют химические загрязнители. Токсичностью называется способность различных химических элементов или их соединений оказывать вредное воздействие на микроорганизмы, растения, животных, человека. ! Химическое загрязнение – поступление в окружающую среду загрязнителей в виде химических веществ, образующихся непосредственно в ходе естественных, природно-антропогенных и антропогенных процессов (первичное загрязнение), либо образование (синтез) вредных и опасных загрязнителей в ходе физико-химических процессов в среде (вторичное загрязнение). Необходимо отметить, что в развитых странах благодаря принятым в последние два–три десятилетия мерам по сокращению техногенных воздействий химическое загрязнение отошло на второй план, уступив первое место радиационному загрязнению. В нашей стране опасность химического загрязнения окружающей среды по-прежнему находится на первом месте среди других видов загрязнения. Источниками химического загрязнения являются промышленные выбросы в атмосферу ядовитых веществ, твердые отходы различных отраслей промышленности, неочищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, пестициды и агрохимикаты, используемые в растениеводстве и т. п. Химическое загрязнение создает угрозу состоянию окружающей среды, здоровью человека. Под видами загрязнений понимают также любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения (рис. 1; по Г. В. Стадницкому и А. И. Родионову, 1988): ингредиентное загрязнение (минеральное и органическое) как совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам (например, бытовые стоки, ядохимикаты, продукты сгорания и т. д); параметрическое загрязнение, связанное с изменениями качественных параметров окружающей среды (тепловое, шумовое, радиационное, электромагнитное); биоценотическое загрязнение, вызывающее нарушение в составе и структуре популяций живых организмов (перепромысел, направленная интродукция и акклиматизация видов и т. д.); стациально-деструкционное загрязнение(стация — место обитания популяции, деструкция — разрушение), связанное с нарушением и преобразованием ландшафтов и экосистем в процессе природопользования (зарегулирование водотоков, урбанизация, вырубка лесных насаждений и пр.) К химическим загрязняющим веществам относятся практически все химические элементы периодической системы Д.И. Менделеева. По результатам исследования всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в результате деятельности промышленных предприятий в настоящее время используется до 600 тысяч различных химических соединений, из них около 70 тысяч оказывают вредное воздействие на живые организмы, а около 20 тысяч оказывают токсический эффект. В экологической терминологии химические загрязняющие вещества обозначают терминами «токсиканты» или «экотоксиканты». К одним из основных загрязнителей при работе промышленных предприятий можно отнести: зола и пыль различного химического состава, оксиды цветных и черных металлов, различные соединения серы, азота, фтора, хлора, радиоактивные газы. В биосфере наиболее распространены следующие загрязняющие вещества: Галогены – химические элементы, энергетические окислители, встречающиеся в виде соединений. Галогены встраиваются в биохимические процессы и играют в них одну из основных ролей. Их анионы обладают хорошей подвижностью в земной коре. Соединения хлора. Соединения йода. Загрязнение окружающей среды соединениями йода происходит при сжигании углей или бурых водорослей, из которых добывают йод, и в районах крупных автомагистралей. Осадки сточных вод очистных сооружений канализации служат источником загрязнения йодом. В районах с развитой отраслью ядерной энергетики, существует проблема присутствия в биосфере радионуклидов йода. Соединения брома. В результате антропогенной деятельности к источникам брома можно отнести пестициды которые используются в агропромышленном секторе в газообразном состоянии, калийные удобрения, и выхлопные газы автомобилей. Соединения фтора. К основным источникам фтора обеспечивающим его попадание в окружающую среде, являются разрушающиеся горные породы; различные вулканические газы; газопылевые выбросы промышленных предприятий; фосфорные удобрения. Озон Озон образуется в атмосфере под действием электрических разрядов, синтезируется из кислорода под влиянием коротковолновой космической ультрафиолетовой радиации. В пределах атмосферы повышенные концентрации озона образуют озоновый слой, имеющий важное значение для обеспечения жизни на Земле. Существенное влияние на мощность озонового слоя оказывает экологическое состояние планеты, степень ее загрязнения. Фреоны это группа фторуглеводородов жирного ряда, главным образом метана; газы или летучие жидкости. Благодаря своим термодинамическим свойствам фреоны нашли широкое применение в практике как хладоносители в холодильных машинах. При контакте с открытым пламенем фреоны разлагаются с образованием токсичных фторсодержащих веществ. Фреоны нетоксичны для организма, однако их воздействие на окружающую среду может иметь негативные последствия – образование озоновой «дыры». Тяжелые металлы Опасность тяжелых металлов обусловлена их устойчивостью во внешней среде, растворимостью в воде, сорбцией почвой, растениями, что в совокупности приводит к накоплению тяжелых металлов в среде обитания человека. К наиболее важным источникам загрязнения биосферы тяжёлыми металлами можно отнести осадки сточных вод как удобрение, работа металлургических предприятий, рудников, внесение пестицидов, органических и минеральных удобрений и др. К тяжёлым металлам можно отнести, цинк, кадмий, ртуть, свинец, медь, хром, железо и др. Железо: существенным источником загрязнения биосферы железом является работа промышленных предприятий. Свинец. В окружающую среду свинец поступает в результате сгорания нефти и бензина. На автомобильные выхлопы приходится более 50% неорганического свинца. Так же одним из источников поступления свинца в окружающую среду горнодобывающая промышленность, и производство чёрных и цветных металлов. Хром Основные источники поступления хрома в биосферу, это промышленные отходы гальванического производства, отходы кожевенных заводов, осадки сточных вод с хромом как составным компонентом, отвалы различных хромсодержащих шлаков., частично фосфорные удобрения содержащие хром до 102–104 мг/кг. Углеводороды. Различные углеводороды, такие как метан, пропан, этан, бутан, имею свойство накопительного эффекта в атмосфере, что оказывает влияние на повышение среднегодовой температуры. Что является следствием «парникового эффекта». Ароматические соединения. Ароматические соединения, это соединения, характеризуемые как полициклические ароматические углеводороды. Полициклические ароматические углеводороды попадают в атмосферу вследствие выбросов и отходов, коксохимических и химических производств, в результате выхлопов двигателей внутреннего сгорания, и продуктов сжигания топлив. Полихлорированные бифенилы (ПХБ), это продукты, образуемые при промышленном производстве, но оказавшие огромное влияние на биосферу. Выпускаемые промышленностью ПХБ являются смесью множества индивидуальных соединений, содержащих различное число атомов хлора. Нефть и нефтепродукты. Нефть это сложная смесь углеводородов и их производных, все соединения входящие в состав нефти выделяются как отдельный токсикант. Детергенты в природных водах К детергентам относятся поверхностно-активные вещества (ПАВ), в настоящее время они массово применяются в промышленности и бытовой сфере как моющие средства и эмульгаторы; они относятся к числу основных химических веществ, которые загрязняют поверхностные водные объекты. Пестициды в биосфере Пестициды, это химические средства борьбы с сорняками (гербициды и дефолианты), грибковыми заболеваниям (фунгициды) и насекомыми-вредителями (инсектициды), активное развитие этой отрасли приходится на1940-х гг. Статистика показывает, что за последние 50 лет было произведено около 2 млн. т пестицидов. Пестициды в атмосферу попадают при их использовании в виде газов, аэрозолей, пара. Воздушными массами они переносятся на значительные расстояния вызывая загрязнение окружающей среды. Дефолианты (от лат. de – движение вниз и folium – лист) – химические вещества (бутифос, бутилкаптакс, тидрел, пуривел, хлорат магния, диоксин и др.), предназначенные для провоцирования искусственного опадания листвы растений (например, для облегчения механизированной уборки хлопка). Без строжайшего соблюдения доз, мер предосторожности дефолианты представляют серьезную опасность для человека и животных. Зооциды (от греч. zoon – животные и ...цид) – химические вещества, предназначенные для уничтожения вредных преимущественно позвоночных животных-грызунов (родентициды), в частности мышей и крыс (ратициды), а также птиц (авициды), сорной рыбы (ихтиоциды) и др. Арборициды (от лат. arbos – дерево и ...цид) – химические вещества, предназначенные для уничтожения нежелательной древесной или кустарниковой растительности. Акарициды (от греч. akari – клещ и ...цид) – химические вещества, предназначенные для уничтожения вредных клещей. Различают 2 группы акарицидов: 1) специфического действия – уничтожают только клещей и безвредны для других членистоногих (неорон, кельтан, тедион, эфирсуль); 2) неспецифические – уничтожают не только клещей, но и насекомых (инсектоакарициды). Инсектициды (от лат. insectum – насекомые и ...цид) – пестициды, предназначенные для борьбы с нежелательными (с точки зрения человека) в хозяйствах и природных сообществах насекомыми. Фунгициды (от лат. fungus – гриб и ...цид) – химические вещества, предназначенные для борьбы с грибами – возбудителями болезней, разрушающих древесные конструкции и повреждающих хранящиеся материальные ценности. В биосфере азот присутствует в газообразной форме, в виде соединений азотной и азотистой кислот, солей аммония, а также входит в состав разнообразных органических соединений. Оксиды азота активно участвуют в фотохимических реакциях, продуцируя озон и азотную кислоту. В настоящее время большую проблему представляет нарушение толщины озонового слоя, на уменьшение которого могут оказывать влияние неполные оксиды азота, вступающие в реакцию окисления и использующие кислород озонового слоя. Чужеродные вещества, поступающие в человеческий организм с пищевыми продуктами и имеющие высокую токсичность, называют ксенобиотиками, или загрязнителями. . К ним в ряде случаев относят: • тяжёлые металлы (кадмий, свинец, ртуть и другие) • фреоны • нефтепродукты • пластмассы, особенно это относится к пластиковой упаковке (полиэтиленовые пакеты, пластиковые ПЭТФ-бутылки и т.д.) • полициклические и галогенированные ароматические углеводороды • пестициды • синтетические поверхностно-активные вещества Ксенобиотики загрязняют все среды природы. Промышленные отходы и другие загрязнители природной среды имеют способность быстро распространяться в воздухе и воде, включаясь в круговорот природы. Эти токсические соединения накапливаются в водоемах и почве, иногда в местах, значительно удаленных от источников заражения, чему способствуют ветер, дождь, снег, а также миграция загрязнителей водным путем (моря, реки, озера). Из почвы они попадают в растения и организм животных.  Центральное место в круговороте ксенобиотиков, происходящем в биосфере, занимает почва. Поступление в организм человека происходит, прежде всего, через пищу. Ксенобиотики являются причиной болезней и гибели растений и животных. Особую опасность приобретают ксенобиотики, стойкие к окружающей среде и способные в ней накапливаться.  Всем ясно, что живые организмы нуждаются в пище. Пути миграции, т.е. пищевые пути, по которым движутся питательные вещества, многообразны, в том числе короткие и длинные. Пример длинной пищевой цепи: водоемы — почва — растения — животные — продукты питания — человек. Пример короткой пищевой цепи: водоемы — гидробионты — рыба — человек.  Образовавшиеся в природе органические вещества мигрируют по пищевым цепям в различных экологических системах (атмосферный воздух, водоемы, почва) и поступают в организм человека в виде продуктов питания растительного и животного происхождения. Однако в пище есть не только наши друзья, но и враги, так как одновременно по пищевым цепям движутся и многочисленные непищевые, чужеродные вещества, порожденные химизацией промышленности и сельского хозяйства и являющиеся токсичными для человека и других живых существ. Поэтому не случайно многие ученые говорят о ядах в нашей пище. Ксенобиотики оказывают негативное влияние на питательные вещества (белки, углеводы, жиры, витамины, минеральные соли), тем самым снижают питательную ценность пищевых продуктов.  Следует иметь в виду, что загрязнение ксенобиотиками пищевых продуктов возможно не только при их получении, но и в процессе хранения, переработки, транспортировки и реализации населению. Ряд ксенобиотиков способен аккумулироваться в организме человека и, следовательно, оказывать длительное пагубное влияние.  Следовательно, многие ксенобиотики вызывают специфические поражения различных органов. Таким образом, пищевые пути — это главные пути миграции вредных для человека веществ, т.е. ксенобиотики поступают в организм в основном с пищей (70% из всех регулярно поступающих в организм только 20% — с воздухом и 10% — с водой).  Все пищевые продукты в качестве первоначальных источников содержат компоненты, поступающие из воздуха, воды и почвы. Многие вещества,например ксилол, стирол, толуол, ацетон, бензол, пары бензина или хлороводорода, могут быть отнесены кксенобиотикам, если они накопятся в окружающей среде в неестественно высоких концентрациях в процессе промышленного производства. "Под токсичностью веществ понимается их способность наносить вред живому организму. Любое химическое соединение может быть токсичным. По мнению токсикологов, следует говорить о безвредности химических веществ при предлагаемом способе их применения. Решающую роль при этом играют: доза (количество вещества, поступающего в организм в сутки); длительность потребления; режим поступления; пути поступления химических веществ в организм человека". [1] При оценке безопасности пищевой продукции базисными регламентами являются предельно допустимая концентрация (далее ПДК), допустимая суточная доза (далее ДСД), допустимое суточное потребление (далее ДСП) веществ, содержащихся в пище. ПДК ксенобиотика в продуктах питания измеряется в миллиграммах на килограмм продукта (мг/кг) и указывает на то что, более высокая его концентрация несёт опасность для организма человека. ДСД ксенобиотика – максимальная доза (в мг на 1 кг веса человека) ксенобиотика, ежедневное пероральное поступление которой на протяжении всей жизни безвредно, т.е. не оказывает неблагоприятного воздействия на жизнедеятельность, здоровье настоящего и будущих поколений. ДСП ксенобиотика – максимально возможное для потребления количество ксенобиотика для конкретного человека в сутки (в мг в сутки). Определяется умножением допустимой суточной дозы на массу человека в килограммах. Поэтому ДСП ксенобиотика индивидуально для каждого конкретного человека, и очевидно, что для детей этот показатель значительно ниже, чем для взрослых. Наиболее распространённая в современной науке классификация загрязнителей продовольственного сырья и продуктов питания сводится к следующим группам: 1) химические элементы (ртуть, свинец, кадмий, др.); 2) радионуклиды; 3) пестициды; 4) нитраты, нитриты и нитрозосоединения; 5) вещества, применяемые в животноводстве; 6) полициклические ароматические и хлорсодержащие углеводороды; 7) диоксины и диоксинподобные вещества; 8) метаболиты микроорганизмов. Основные источники загрязнения продовольственного сырья и продуктов питания. Атмосферный воздух, почва, воды, загрязнённые отходами жизнедеятельности человека. Загрязнение растительного и животноводческого сырья пестицидами и веществами, которые являются продуктами их биохимических превращений. Нарушение технологических и санитарно-гигиенических правил использования удобрений и оросительных вод в сельском хозяйстве. Нарушение правил использования в животноводстве и птицеводстве кормовых добавок, стимуляторов роста, медикаментов. Технологический процесс производства продукции. Использование неразрешённых пищевых, биологически активных и технологических добавок. Использование разрешённых пищевых, биологически активных и технологических добавок, но в повышенных дозах. Внедрение новых плохо проверенных технологий, основанных на химическом или микробиологическом синтезе. Образование в пищевых продуктах токсических соединений в процессе варки, жарки, облучения, консервирования и проч. Несоблюдение санитарно-гигиенических правил производства продукции. Пищевое оборудование, посуда, инвентарь, тара, упаковка, содержащие вредные химические вещества и элементы. Несоблюдение технологических и санитарно-гигиенических правил хранения и транспортировки продовольственного сырья и продуктов питания. Загрязнения химическими элементами Химические элементы широко распространены в природе, они могут попадать в пищевые продукты, например, из почвы, атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, сельскохозяйственного сырья, а через пищу – в организм человека. Они накапливаются в растительном и животном сырье, что обусловливает их высокое содержание в пищевых продуктах и продовольственном сырье. Согласно решению объединенной комиссии Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (далее ФАО) и Всемирной организации здравоохранения (далее ВОЗ) по Пищевому кодексу, в число компонентов, содержание которых контролируется при международной торговле продуктами питания, включено восемь химических элементов: ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, медь, цинк, железо, стронций. Список этих элементов в настоящее время дополняется. В России медико-биологическими требованиями определены критерии безопасности для следующих химических элементов: ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, медь, цинк, железо, олово. 3. Токсиколого-гигиеническая характеристика химических элементов Свинец. Один из самых распространенных и опасных токсикантов. В земной коре содержится в незначительных количествах. Вместе с тем только в атмосферу поступает в переработанном и мелкодисперсном состоянии 4,5·105 т свинца в год. Среднее содержание свинца по отдельным группам продуктов, мг/кг: фрукты – 0,1, овощи – 0, 19, крупы – 0,21, хлебобулочные изделия – 0,16, мясо и рыба – 0,16, молоко – 0,027. Предусматривается содержание свинца в водопроводной воде не выше 0,03 мг/кг. Следует отметить активное накопление свинца в растениях и мясе сельскохозяйственных животных вблизи промышленных центров, крупных автомагистралей. Взрослый человек получает ежедневно с пищей 0,1-0,5 мг свинца, с водой – около 0,02 мг. Общее его содержание в организме составляет 120 мг. Из крови свинец поступает в мягкие ткани и кости.90% поступившего свинца выводится из организма с фекалиями, остальное с мочой и другими биологическими жидкостями. Биологический период полувыведения свинца из мягких тканей и органов составляет около 20 дней, из костей – до 20 лет. Основными мишенями при воздействии свинца являются кроветворная, нервная, пищеварительная системы и почки. Отмечено отрицательное влияние на половую функцию организма. Кадмий. В природе в чистом виде не встречается. Земная кора содержит около 0,05 мг/кг кадмия, морская вода – 0,3 мкг/кг. Кадмий широко применяется при производстве пластмасс, полупроводников. В некоторых странах соли кадмия используются в ветеринарии. Фосфатные удобрения и навоз также содержат кадмий. Все это определяет основные пути загрязнения окружающей среды, а, следовательно, продовольственного сырья и пищевых продуктов. В нормальных геохимических регионах с относительно чистой экологией содержание кадмия в растительных продуктов составляет, мкг/кг: зерновые – 28-95; горох – 15-19; фасоль – 5-12; картофель – 12-50; капуста – 2-26; помидоры – 10-30; салат – 17-23; фрукты – 9-42; растительное масло – 10-50; сахар – 5-31; грибы – 100-500. В продуктах животного происхождения, в среднем, мкг/кг: молоко – 2,4; творог – 6; яйца – 23-250. Установлено, что примерно 80% кадмия поступает в организм человека с пищей, 20% – через легкие из атмосферы и при курении. Попадая в организм в больших дозах, кадмий проявляет сильные токсические свойства. Главной мишенью биологического действия являются почки. Известна способность кадмия в больших дозах нарушать обмен железа и кальция. Все это приводит к возникновению широкого спектра заболеваний: гипертоническая болезнь, анемия, снижение иммунитета и др. Отмечены тератогенный, мутагенный и канцерогенный эффекты кадмия. Важное значение в профилактике интоксикации кадмием имеет правильное питание: преобладание в рационе растительных белков, богатое содержание серосодержащих аминокислот, аскорбиновой кислоты, железа, цинка, меди, селена, кальция. Необходимо профилактическое УФ-облучение. Целесообразно исключить из рациона продукты, богатые кадмием. Белки молока способствуют накоплению кадмия в организме и проявлению его токсических свойств. Мышьяк. Загрязнение продуктов питания мышьяком обусловлено его использованием в сельском хозяйстве. Мышьяк находит применение в производстве полупроводников, стекла, красителей. Бесконтрольное использование мышьяка и его соединений приводит к его накоплению в продовольственном сырье и пищевых продуктах, что обусловливает риск возможных интоксикаций и определяет пути профилактики. Ртуть. Один из самых опасных и высокотоксичных элементов, обладающий способностью накапливаться в организме растений, животных и человека. Загрязнение пищевых продуктов ртутью может происходить в результате: естественного процесса испарения из земной коры в количестве 25-125 тыс. т ежегодно; использования ртути в народном хозяйстве – производство хлора и щелочей, зеркал, электротехническая промышленность, медицина и стоматология, сельское хозяйство и ветеринария; Мясо рыбы отличается наибольшей концентрацией ртути и ее соединений, которые активно аккумулируются в организме из воды и корма, содержащих другие гидробионты, богатые ртутью. При варке рыбы и мяса концентрация ртути в них снижается, при аналогичной обработке грибов – остается без изменений. Медь. Содержание в земной коре составляет 4,5 мг/кг, морской воде – 1-25 мкг/кг, организме взрослого человека – около 100 мг/кг. Медь, в отличие от ртути и мышьяка, принимает активное участие в процессах жизнедеятельности, входя в состав ряда ферментных систем. Суточная потребность – 4-5 мг. Дефицит меди приводит к анемии, недостаточности роста, ряду других заболеваний, в отдельных случаях – к смертельному исходу. Однако при длительном воздействии высоких доз меди наступает "поломка" механизмов адаптации, переходящая в интоксикацию и специфическое заболевание. В этой связи является актуальной проблема охраны окружающей среды и пищевой продукции от загрязнения медью и ее соединениями. Основная опасность исходит от промышленных выбросов, передозировки инсектицидами, другими токсичными солями меди, потребления напитков, пищевых продуктов, соприкасающихся в процессе производства с медными деталями оборудования или медной тарой. Цинк. Цинк входит в состав около 80 ферментов, участвуя тем самым в многочисленных реакциях обмена веществ. Типичными симптомами недостаточности цинка являются замедление роста у детей, половой инфантилизм у подростков, нарушение вкуса и обоняния и др. Вместе с тем возможны случаи интоксикации при нарушении использования пестицидов, небрежного терапевтического применения препаратов цинка. Признаками интоксикации являются тошнота, рвота, боль в животе, диарея. Отмечено, что цинк в присутствии сопутствующих мышьяка, кадмия, марганца, свинца в воздухе на цинковых предприятиях вызывает у рабочих "металлургическую" лихорадку. Олово. Количество олова в земной коре относительно невелико. При поступлении олова с пищей всасывается около 1%. Олово выводится из организма с мочой и желчью. Неорганические соединения олова малотоксичны, органические – более токсичны. Основным источником загрязнения пищевых продуктов оловом являются консервные банки, фляги, железные и медные кухонные котлы, другая тара и оборудование, которые изготавливаются с применением лужения и гальванизации. Активность перехода олова в пищевой продукт возрастает при температуре хранения выше 20° С, высоком содержании в продукте органических кислот, нитратов и окислителей, которые усиливают растворимость олова. Действенной мерой предупреждения загрязнения пищи оловом является покрытие внутренней поверхности тары и оборудования стойким, гигиенически безопасным лаком или полимерным материалом, соблюдение сроков хранения баночных консервов, особенно продуктов детского питания, использование для некоторых консервов стеклянной тары. Железо. Занимает четвертое место среди наиболее распространенных в земной коре элементов (5% земной коры по массе). Широкое промышленное применение железа, распространение его в окружающей среде повышает вероятность хронической интоксикации. Загрязнение пищевых продуктов железом может происходить через сырье, при контакте с металлическим оборудованием и тарой, что определяет соответствующие меры профилактики. ,0 Радионуклиды Большие дозы радиации убивают клетку, останавливают ее деление, угнетают ряд биохимических процессов, лежащих в основе жизнедеятельности, повреждают структуру ДНК и тем самым нарушают генетический код и лишают клетку информации, лежащей в основе ее жизнедеятельности. Радиоактивные элементы, попадающие в организм, вызывают возникновение свободных радикалов – частиц, обладающих высоким повреждающим действием на живую клетку. При больших дозах происходят серьезнейшие повреждения тканей, а малые могут вызвать рак и индуцировать генетические дефекты, которые, возможно, проявятся у детей и внуков человека, подвергшегося облучению, или у его более отдаленных потомков. Это проявляется как при наружном, так и при внутреннем облучении, когда в организм попадают радионуклиды: стронций-90, рубидий-87, цезий-137 и другие. Из организма быстро выводятся радиоактивные вещества, концентрирующиеся в мягких тканях и внутренних органах (цезий, молибден, рутений, йод, теллур), медленно – прочно фиксированные в костях (стронций, плутоний, барий, иттрий, цирконий, ниобий, лантаноиды). Из большого числа радионуклидов наибольшую значимость как источник облучения населения представляют стронций-90 и цезий-137. Пестициды – химические соединения, применяемые для защиты культурных растений от вредных организмов. Пестициды различаются по объектам применения. Например: гербициды используются для борьбы с сорными растениями, зооциды – для борьбы с грызунами, инсектициды – для борьбы с вредными насекомыми. Больше всего пестицидов может содержаться в овощах, молочных продуктах, зерне и зернобобовых, меньше всего – в рыбе и растительных маслах. Острые отравления пестицидами встречаются довольно редко. Гораздо чаще наблюдаются хронические отравления пестицидами и их метаболитами. Применение химических средств защиты растений ставит ряд проблем. Первая из них связана с тем, что определенные пестициды, например ДДТ и ртутьорганические соединения, имеют тенденцию накапливаться в живых организмах. В некоторых случаях пестициды не только накапливаются в организме в количестве большем, чем в окружающей среде, но их концентрация возрастает по мере продвижения по пищевым цепям. Это явление называют эффектом биологического усиления. Вторая проблема связана с продолжительностью сохранения пестицидов в почве и на культурных растениях после обработки. ДДТ и пестициды, содержащие мышьяк, свинец и ртуть, относятся к группе устойчивых, они не разрушаются за время одного вегетационного сезона под действием солнца, ферментов или микроорганизмов. Длительная устойчивость пестицидов является основным фактором в процессе вторичного загрязнения, когда продукты питания, никогда не обрабатываемые пестицидами, содержат их. Циркуляция пестицидов может происходить по следующим схемам "воздух → растения → почва → растения → травоядные животные → человек; почва → вода → зоофитопланктон → рыба → человек". Третья проблема – это способность вредителей становиться устойчивыми к пестицидам: пестициды перестают их убивать. Устойчивость организма к пестициду – это биологическое свойство организма сопротивляться отравляющему действию пестицида, способность выживать и размножаться в присутствии химического вещества, которое раньше подавляло его развитие. С четвёртой проблемой столкнулись сравнительно недавно. Пестициды основное влияние оказывают на почвенную биоту, т.е. – живую фазу почвы. Почвенные микроорганизмы либо адаптируются к пестицидам и начинают разрушать или использовать их, либо угнетаются и погибают. В любом случае это усложняет соблюдение технологии использования пестицида, что отрицательно сказывается на чистоте получаемого растительного и животного продовольственного сырья. Пестициды обладают высокой токсичностью для организма человека, опасны в связи с возможностью мутагенного, тератогенного и канцерогенного действия. Они могут оказать токсическое действие на плод, не принося вреда организму матери и, выделяясь с молоком, затем отрицательно влиять на рост и развитие младенца. Технологические способы снижения остаточных количеств пестицидов в пищевой продукции можно вкратце свести к следующим: мойка продуктов, лучше с использованием салфеток, моющих средств (депергентов, каустической соды, спиртов) в большом количестве воды (1: 5); очистка растений от их наружных частей; тепловая обработка продуктов, особенно мяса; мойка овощей, содержащих пестициды, перед закладкой на хранение. Следует так же помнить, что: при квашении, мариновании не снижается содержание многих пестицидов; концентрации многих пестицидов повышаются при сушке плодов, например: яблок, цитрусовых, бобовых, винограда; при переработке зерна пестициды остаются в отрубях и почти не обнаруживаются в муке тонкого помола; пестициды разрушаются при длительном хранении продуктов, но не при низких температурах (-18-(-23) º С); при варке продуктов пестициды переходят в бульон; при тепловой обработке многие пестициды трансформируются в более токсичные соединения. Нитраты, нитриты и нитрозосоединения. Нитраты – соли азотной кислоты, широко распространенные в окружающей среде, главным образом в почве и в воде. Весь нитратный азот находится в почве в растворе, легко подвижен и доступен для растений. Они входят в состав удобрений, а также являются естественным компонентом пищевых продуктов растительного происхождения. Полициклические ароматические углеводороды (далее ПАУ) образуются в процессе горения органических веществ (бензина, др. видов топлива, табака), в т. ч., при копчении, подгорании продуктов питания. Они содержатся в воздухе (пыль, дым), проникают в почву, воду, а оттуда – в растения и животных. ПАУ являются устойчивыми соединениями, поэтому обладают способностью накапливаться. По своему действию на организм человека ПАУ являются канцерогенами, т.к имеют углубление в структуре молекулы, характерное для многих канцерогенных веществ. В  организм человека ПАУ попадают через дыхательную, пищеварительную систему, через кожу. Снизить попадание ПАУ в организм можно: не допуская подгорания продуктов питания; сведя до минимума обработку продовольственного сырья и продуктов питания дымом; выращивая продовольственные растения вдали от промышленных зон; производя тщательную мойку продовольственного сырья и продуктов питания. Кроме того, большому риску попадания в организм ПАУ подвергаются курильщики и пассивные курильщики. Хлорсодержащие углеводороды (хлорированные алканы и алкены) широко используются в качестве растворителей, есть пестициды. Они летучи, растворимы в воде, липофильны, поэтому встречаются повсеместно и включаются в пищевые цепи. Попадая в организм человека хлорсодержащие углеводороды разрушают печень, повреждают нервную систему. Диоксины и диоксиноподобные соединения. Некоторые вещества, относимые к ксенобиотикам, могут быть найдены в природе. Так, диоксины образуютсяв результате естественных процессов, таких как извержения вулканов и лесные пожары[3].  Диоксин – это один из загрязнителей окружающей среды. Являются кумулятивными ядами и относятся к группе опасных ксенобиотиков Диоксины – это чужеродные живым организмам соединения, попадающие в окружающую среду с продукцией или отходами многих технологий. Диоксины найдены везде – в воздухе, почве, донных отложениях, рыбе, молоке (в том числе и грудном), овощах и т.д. Их отличительная черта – чрезвычайно высокая устойчивость к химическому и биологическому разложению, они способны сохраняться в окружающей среде в течение десятков лет и переносятся по пищевым цепям. Эти вещества – супертоксиканты, они являются универсальными клеточными ядами, поражающими все живое. Диоксины не производятся промышленно, но они возникают при производстве других химических веществ в виде примесей. Источником поступления диоксинов в окружающую среду является и нарушение правил захоронения промышленных отходов, в результате чего также происходит сильное загрязнение почв. К другим источникам диоксинов относятся: термическое разложение технических продуктов, сжигание осадков сточных вод, муниципальных, медицинских и опасных отходов (например, изделий из ПВХ); металлургическая и металлообрабатывающая промышленность; выхлопные газы автомобилей; целлюлозно-бумажная промышленность; лесные пожары (леса, обработанные хлорфенольными пестицидами); хлорирование питьевой воды и др. Попадая в окружающую природную среду, они могут вызвать повышение частоты аллергических реакций, гибель организмов, изменить наследственные признаки, снизитьиммунитет, нарушить обмен веществ, нарушить ход процессов в естественных экосистемах вплоть до уровнябиосферы в целом. Изучением влияния ксенобиотиков на иммунную систему занимается иммунотоксикология. Свойства ксенобиотиков, поступающих из внешней среды в организм человека: • способность ксенобиотиков распространяться в окружающей нас среде далеко за пределы своего первоначального местонахождения (реки, ветры, дождь, снег и др.); • загрязнения окружающей среды весьма устойчивы; • несмотря на широкое различие в химической структуре, ксенобиотики обладают определенными общими физическими свойствами, которые увеличивают их потенциальную опасность для человека; • особенно опасны для здоровья человека сочетания различныхксенобиотиков; • ксенобиотикам свойственна малая интенсивность обмена и удаления, в результате чего они накапливаются в тканях растений и животных; • токсичность ксенобиотиков для высших млекопитающих обычно выше, чем для видов животных более низкого филогенетического порядка; • способность ксенобиотиков накапливаться в пищевых продуктах; • ксенобиотики снижают питательную ценность продуктов. Источники загрязнения внешней среды ксенобиотиками Источники загрязнения Ксенобиотик Наиболее загрязненный продукт Продукты электротехнической промышленности Полихлордифенолы Рыба, женское молоко Примеси в полихлордифенолах Диоксины Рыба, коровье молоко, говяжий жир Фунтициды, побочные продукты промышленности Гексахлорбензол Животные жиры, молочные продукты Производство пестицидов Мирекс Рыба, женское молоко Пестициды Галогенизированные углеводороды Рыба, женское молоко Производство хлора и едкого натрия, средств обработки связи Алкильные соединения ртути Рыба Автомобильные выхлопные газы, продукты сгорания угля Свинец Зерновые, овощи, рыба, кислые продукты Осадки в канализации, продукты металлургических процессов (плавка) Кадмий Зерновые, овощи, мясные продукты Продукты металлургических процессов Мышьяк Молоко, овощи, фрукты Консервная промышленность Олово Консервированные продукты Метаболиты микроорганизмов Токсины стафилококков. Стафилококковые интоксикации – наиболее типичные пищевые бактериальные интоксикации. Причиной вспышек пищевых стафилококковых отравлений являются, как правило, продукты животного происхождения, такие как мясо, рыба и птицепродукты. В молоко они могут попасть из вымени коров, больных маститом. Другими источниками являются кожные покровы животных и людей, занятых обработкой молока. Свежая рыба и птица обычно не содержит стафилококков, но может быть заражена при их обработке, например, во время убоя или при последующей обработке. Вакуумная упаковка ингибирует (подавляет) рост стафилококковых бактерий в мясных продуктах. Симптомы стафилококковой интоксикации человека можно наблюдать через 2-4 ч после употребления зараженного пищевого продукта. Однако начальные признаки могут появиться и через 0,5, и через 7 ч. Вначале наблюдается слюноотделение, затем тошнота, рвота, понос. Ботулинический токсин рассматривается как наиболее сильнодействующий яд в мире и входит в арсенал биологического оружия. Пищевое отравление, наступающее при употреблении продуктов питания, содержащих токсин бактерий Clostridiumbotulinum, называется ботулизмом. Это – тяжелое заболевание, часто со смертельным исходом. Clostridiumbotulinum– это строго анаэробная бактерия. Микроорганизм образует теплоустойчивые эндоспоры. В природе широко распространены споры различных типов Clostridiumbotulinum, которые регулярно выделяются из почвы в различных частях мира и менее часто из воды, кишечника рыб и др. животных. Профилактика ботулизма включает быструю переработку сырья и своевременное удаление внутренностей (особенно у рыб); широкое применение охлаждения и замораживания сырья и пищевых продуктов; соблюдение режимов стерилизации консервов; запрещение реализации консервов с признаками бомбажа или повышенным уровнем брака (более 2%) – хлопающими концами банок, деформациями корпуса, подтеками и др. – без дополнительного лабораторного анализа; санитарная пропаганда среди населения опасности домашнего консервирования, особенно герметически укупоренных консервов из грибов, мяса и рыбы. Микотоксины. Особой и довольной опасной для организма человека группой токсинов микробиологического происхождения являются микотоксины. Это токсические метаболиты плесневых грибов. Известно 250 видов микроскопических грибов, продуцирующих около 500 токсических метаболитов. Микотоксинами могут быть заражены в большей степени арахис, кукуруза, зерновые, бобовые, семена хлопчатника, орехи, некоторые фрукты, овощи, специи, корма, соки, пюре, компоты, джемы. Заражённые микотоксинами продукты вызывают такую разновидность пищевых интоксикаций, как микотоксикозы. Профилактика микотоксикозов включает: регулярный санитарный, ветеринарный, агрохимический контроль; тщательную сортировку продовольственного сырья и продуктов питания перед использованием; применение химических методов уничтожения плесневых грибов, которые, однако, чаще всего малоэффективны и дорогостоящи; а так же помол зерновых и тепловая обработка продуктов. Экотоксиканты - ядовитые вещества антропогенного происхождения, вызывающие серьезные нарушения в структурах экосистем. (отходы предприятий) ЭКОТОКСИКАНТЫ (от эко... и греч. toxikon — яд), вредные химические вещества, загрязняющие окружающую среду и отравляющие находящиеся в ней организмы. В концентрациях, превышающих естественный природный уровень, экотоксиканты оказывают токсическое воздействие, как на окружающую среду, так и на здоровье человека.  Основными источниками поступления экотоксикантов в окружающую среду являются: предприятия химической, металлургической, нефтедобывающей и других промышленных отраслей, недостаточно использующие методы безотходной технологии и средства очисткигазообразных отходов и сточных вод от вредных примесей; автомобильный, воздушный, морской и другиевиды транспорта, работающие на жидком, твердом и газообразном топливе; применение в сельскомхозяйстве химических средств борьбы (пестициды) с вредителями растений, сорняками, химическихудобрений; теплоэлектроцентрали и другие крупные энергетические установки, выбрасывающие ватмосферу окись углерода, двуокись серы, окислы азота, тяжелые смолистые продукты.  Суперэкотоксиканты  В биосфере циркулирует огромное число ксенобиотиков техногенного происхождения, многие из которых имеют исключительно высокую токсичность. Это так называемые суперэкотоксиканты (СЭТ)- вещества, обладающие в чрезвычайно малых дозах мощным токсическим действием Хотя данный термин не является общепризнанным, и его употребление до некоторой степени условно, он все же позволяет выделить из большого числа токсичных веществ те, которые представляют наибольшую опасность для человека. Из органических соединений это, прежде всего, полихлор­ированные диоксины, дибензофураны и бифенилы, хлорсодержащие пестициды, полиароматические углеводороды, нитрозамины, некоторые микотоксины и др., а из неорганических - ртуть, свинец, кадмий. Суперэкотоксикантам в настоящее время уделяется повышенное внимание еще и потому, что они могут накапливаться в живых организмах, передаваясь по трофическим цепям, т.е. представляют опасность не только для настоящего, но и для будущих поколений. Они могут вызывать у человека резкое повышение чувствительности к обычным ксенобиотикам и некоторым веществам природного происхождения. Необходимо отметить также их природную стойкость и отсутствие предела токсичности. Практически для всех суперэкотоксикантов контроль ПДК теряет смысл. В тех или иных концентрациях они присутствуют во всех средах, циркулируют в них и через компоненты окружающей среды проявляют свое действие. Воздействие химических загрязнителей на человека Различают два вида воздействия химических загрязнителей на человека: • Специфическое - приводит к возникновению определенных заболеваний в результате избирательного воздействия на органы и ткани организма - при высоких дозах • Неспецифическое - способствует росту заболеваний, этиологически связанных с другими факторами; возимкает при хроническом воздействии небольших доз. Специфическое действие. Отравление вызываются кадмием, употреблением в пищу рыбы, отравленнной ртутью; Специфическая болезнь возникают при отравлении хлебом из пшеницы, протравленной фунгицидом. Поражения слуха наблюдается при выбросах мышьяка. Кожные заболевания – вблизи алюминиевых заводов. И так далее - список можно продолжать: сколько есть специфических ядов, столько и специфических болезней. Общетоксическое действие высоких доз тяжелых металлов на человека приводит к поражению или изменению деятельности нервной системы, органов кроветворения, эндокринной системы. Некоторые загрязняющие вещества, помимо общетоксического действия, обладают канцерогенным эффектом. Специфическое канцерогенное действие выявлено у следующих веществ: мышьяка, кобальта, кадмия, хрома (VI), некоторых полициклических ароматических углеводородов  (например, бенз(а)пирен), у некоторых пестицидов. Классификация химических загрязнений: 1. По геосферам Земли (на глобальном уровне) выделяют химическое загрязнение: атмосферы, гидросферы и литосферы. Таблица 2. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ   Основные источники загрязнения Основные вредные вещества Атмосфера Промышленность Транспорт Тепловые электростанции Оксиды углерода, серы, азота Органические соединения Промышленная пыль Гидросфера Сточные воды Утечки нефти Автотранспорт Тяжелые металлы Нефть Нефтепродукты Литосфера Отходы промышленности и Сельского хозяйства Избыточное использование Удобрений Пластмассы Резина Тяжелые металлы 2. По компонентам окружающей среды и объектам загрязнения, рассматриваемым на локальном уровне, различают следующие виды химического загрязнения: 1) атмосферного воздуха (например, населенных пунктов, рабочей зоны); 2) жилых и производственных помещений; 3) поверхностных и подземных вод (водоемов); 4) почвы; 5) продуктов питания и др. 3. По силе и характеру воздействия на окружающую среду загрязнения бывают: • Импактные (разовые, залповые) • Постоянные (хронические, перманентные) • Постепенно нарастающие и катастрофические • Локальное (импактное) загрязнение создается в непосредственной близости от производства, источника загрязнения. Загрязнение в этой зоне может быть точечным, площадным, линейным. Загрязняющие вещества распространяются в радиусе от единиц до первых десятков километров, что зависит как от технологических, так и от природных факторов. • • Региональное загрязнение формируется в крупных промышленных центрах с высокой численностью населения. Размеры таких территорий измеряются сотнями километров, воздействие на окружающую среду носит комплексный характер, так как в таких региональных, административных центрах, как правило, расположено множество предприятий различных профилей, производящих отходы разного состава. • Глобальное загрязнение — это загрязнение общепланетарное, площадное. Формируется оно за счет дальнего переноса аэрозолей загрязняющих веществ. Опасность настоящего времени в том, что загрязнение природных сред приняло глобальные размеры. А это значит, что человек нигде не может избежать воздействия загрязняющих веществ. Именно поэтому загрязнение названо в качестве реальной угрозы жизни на планете. Источники химического загрязнения среды.  Источники химического загрязнения В процессе своей хозяйственной деятельности человек производит различные вещества. Все производимые вещества с использованием как возобновимых, так и невозобновимых ресурсов можно разделить на четыре типа: исходные вещества (сырье); промежуточные вещества (возникающие или используемые в процессе производства); конечный продукт; побочный продукт (отход). Отходы возникают на всех стадиях получения конечного продукта, а любой конечный продукт после потребления или использования становится отходам, поэтому конечный продукт можно назвать отложенным отходом. Все отходы попадают в окружающую среду и включаются в биогеохимический круговорот веществ в биосфере. Многие химические продукты включаются человеком в биогеохимический круговорот в масштабах на много превышающих естественный круговорот. Некоторые вещества, направляемые человеком в окружающую среду, раньше отсутствовали в биосфере (например, хлорфторуглероды, плутоний, пластмассы и др.), поэтому естественные процессы достаточно долго не справляются с этими веществами. Следствием является огромный вред наносимый организмам.  Источники техногенного химического загрязнения можно условно разделить на четыре большие группы: 1)  технические установки и устройства для выброса в окружающую среду газообразных, жидких и твердых производственных отходов; 2)  хозяйственные объекты, производящие загрязняющие вещества или накапливающие и хранящие отходы (полигоны отходов); 3)  регион, из которого поступают загрязняющие вещества (при трансграничном переносе); 4)  планетарное загрязнение, загрязненные атмосферные осадки, бытовые, промышленные и сельскохозяйственные сточные воды. По источникам поступления в окружающую среду выделяют следующие группы химических веществ: промышленные, энергетические, транспортные (например, от автомобилей), сельскохозяйственные, бытовые и другие. Атмосфера загрязняется в результате воздействия трех основных факторов (3 основные источника загрязнения) промышленности, бытовых котельных и транспорта. В зависимости от места расположения доля каждого из трех источников загрязнения сильно колеблется. Однако общепризнанным является тот факт, что промышленное производство стало одним из самых грозных «обидчиков» окружающей среды. Источниками загрязнения становятся теплоэлектростанции, выбрасывающие вместе с дымом в атмосферу серʜᴎϲтый и углекислый газ. Также сюда можно отнести металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка. Сюда же относят и цементные, химические заводы. Вредные газы оказываются в воздухе в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и ᴨȇреработки бытовых и промышленных отходов. Основные загрязняющие вещества Атмосферные загрязнители можно разделить на ᴨȇрвичные, поступающие прямо в атмосферу, и вторичные, которые являются результатом метаморфозы последних. Например, попадающий в атмосферу серʜᴎϲтый газ окисляется до серного ангидрида, взаимодействующего с парами воды, и образует каᴨȇльки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком формируются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, возникают и другие вторичные загрязняющие вещества. Основным источником пирогенного загрязнения на планете стали тепловые элек-тростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70% добываемого твердого и жидкого топлива. Основные вредные примеси пирогенного происхождения следующие: Пироген (Pyrogen) — любое вещество, вызывающее повышение температуры. а) оксид углерода. Он возникает при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздухе оказывается в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий, вулканы. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 250 млн.т. Оксид углерода -- это соединение, активно реаᴦᴎҏующее с составными частями атмосферы, он способствует повышению темᴨȇратуры на планете и созданию парникового эффекта. б) серʜᴎϲтый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или ᴨȇреработки серʜᴎϲтых руд (до 70 млн т в год). Часть соединений серы может выделиться при горении органических остатков в горнорудных отвалах. В США общее количество выброшенного в атмосферу серʜᴎϲтого ангидрида соста-вило 65% от общемирового выброса. в) серный ангидрид. Образуется при окислении серʜᴎϲтого ангидрида. Конечным продуктом реакции становится аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий наблюдается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 1км от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны небольшими некротическими пятнами, образовавшимися в местах оседания каᴨȇль серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС каждый год выбра-сывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида. г) сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу отдельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса становятся предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеᴨȇрерабатывающие заводы, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями медленно окисляются до серного ангидрида. д) окислы азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество окислов азота, посту-пающих в атмосферу, составляет 20 млн. т в год. е) соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по про-изводству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений -- фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами. ж) соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие ᴨȇстициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере наблюдаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической индустрии при выплавке чугуна и ᴨȇреработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 1 т предельного чугуна выделяется 2,7кг серʜᴎϲтого газа и 4,5кг пылевых частиц, которые состоят из соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и циаʜᴎϲтого водорода. Атмосферные загрязнители (загрязняющие вещества) разделяют на: первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными загрязняющими веществами являются: а) Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн.т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта. б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 170 млн.т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65 % от общемирового выброса. в) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 11 км. от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида. г) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе в другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида. д) Оксиды азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксидов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн.т. в год. е) Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами. ж) Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 1 т. передельного чугуна выделяется кроме 12,7 кг . сернистого газа и 14,5 кг пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода. з) Углеводороды (пары бензина, метана и т.д.). Обладает наркотическим действием, в малых концентрациях вызывает головную боль, головокружение и т.п. Так при вдыхании в течение 8 часов паров бензина в концентрации 600 мг/м3 возникают головные боли, кашель, неприятные ощущения в горле.  и) Альдегиды. При длительном воздействии на человека альдегиды вызывают раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей, а при повышении концентрации отмечается головная боль, слабость, потеря аппетита, бессонница.  к) Соединения свинца. В организм через органы дыхания поступает примерно 50% соединений свинца. Под действием свинца нарушается синтез гемоглобина, возникает заболевание дыхательных путей, мочеполовых органов, нервной системы. Особенно опасны соединения свинца для детей дошкольного возраста. В крупных городах содержание свинца в атмосфере достигает 5-38 мг/м3, что превышает естественный фон в 10 000 раз.    Дисперсный состав пыли и туманов определяет их проникающую способность в организм человека. Особую опасность представляют токсичные тонкодисперсные пыли с размером частиц 0.5-10 мкм, которые легко проникают в органы дыхания.    Отходы, содержащие минеральные загрязнения, в основном, локализуются около берегов, лишь некоторая их часть выносится далеко за пределы территориальных вод. Особенно опасны загрязнения вод ртутью, поскольку заражение морских организмов может стать причиной отравления людей.    Образование кислотных дождей связано с поступлением во влажную атмосферу оксида серы и азота. Особую опасность представляют стационарные источники (ТЭС и др.). Кислотные дожди снижают плодородие почв, ухудшают здоровье населения.    Среди разнообразия химических веществ и физических факторов, поступающих в окружающую среду, наиболее опасными являются    Канцерогены- вещества или факторы, способные вызывать в живых организмах развитие злокачественных образований. Из организма канцерогены не выводятся.    К канцерогенным физическим факторам относятся рентгеновские лучи, радиоактивные изотопы и другие виды радиоактивного загрязнения среды, а также ультрафиолетовые лучи.    Высокие уровни канцерогенных физических факторов могут, как правило, проявляться в зонах, примыкающих к аварийным объектам ядерной энергетики.    Малые дозы облучения могут привести к раковым заболеваниям, которые, как правило, проявляются спустя много лет после облучения. Повреждения, вызываемые большими дозами облучения, проявляются через несколько часов или дней. Химические загрязнения среды и здоровье человека    В настоящее время хозяйственная деятельность человека все чаще становится основным источником загрязнения биосферы. В природную среду во все больших количествах попадают газообразные, жидкие и твердые отходы производств. Неуклонный рост поступлений токсичных веществ в окружающую среду, прежде всего, отражается на здоровье населения, ухудшается качество продуктов сельского хозяйства, снижает урожайность, оказывает влияние на климат отдельных регионов и состояние озонового слоя Земли, приводит к гибели флоры и фауны. Поступающие в атмосферу оксиды углерода, серы, азота, углеводороды, соединения свинца, пыль и т.д. оказывают различное токсическое воздействие на организм человека.    Воздействие химических веществ на окружающую среду Исследованием влияния антропогенных химических веществ на биологические объекты окружающей среды занимается экотоксикология. Задачей экотоксикологии является изучение воздействия химических факторов на виды, живые сообщества, абиотические составляющие экосистем и на их функции. Под вредным воздействием, наносимым соответствующей системе, в экотоксикологии понимают: • явственные изменения обычных колебаний численности популяции; • долгосрочные или необратимые изменения состояния экосистемы. Воздействия на отдельные особи и популяции Любое воздействие начинается с токсического порога, ниже которого не обнаруживается влияние вещества (NOEC - концентрация, ниже, которой не наблюдается воздействие). Ему отвечает понятие экспериментально определяемого порога концентрации (LOEC - минимальная концентрация, при которой наблюдается влияние вещества). Применяется также третий параметр: MATC - максимально допустимая концентрация вредного вещества (в России принят термин ПДК - “предельно допустимая концентрация”). ПДК находят расчетом, и ее значение должно находиться между NOEC и LOEC. Определение этой величины облегчает оценку риска воздействия соответствующих веществ на чувствительные к ним организмы ([1]стр. 188). Химические вещества в зависимости от свойств и строения воздействуют на организмы по разному. 1. Молекулярно-биологические воздействия. Многие химические вещества взаимодействуют с ферментами организма, изменяя их структуру. Так как ферменты катализируют тысячи химических реакций, становится понятным, почему любое изменение их структуры глубоко влияет на их специфичность и регуляторные свойства. Пример: цианиды блокируют фермент дыхания - цитохром-с-оксидазу; катионы Са2+ тормозят активность рибофлавинкитазы, которая является переносчиком фосфата на рибофлавин в клетках животных. 2. Нарушения обмена веществ и регуляторных процессов в клетке. Метаболизм клеток может быть нарушен под действием химических веществ. Реагируя с гормонами и другими регуляторными системами, химические вещества вызывают неконтролируемые превращения, изменяют генетический код. Пример: нарушение реакций окислительного расщепления углеводов, вызываемое токсичными металлами, особенно соединениями меди и мышьяка; пентахлорфенол (ПХФ), триэтилсвинец, триэтилцинк и 2,4-динитрофенол разрывают цепь химических процессов дыхания на стадии реакции окислительного фосфорилирования; лидан, соединения кобальта и селена нарушают процесс расщепления жирных кислот; Хлорорганические пестициды и полихлорированные бифенилы (ПХБФ) вызывают нарушения работы щитовидной железы. Мутагенное и канцерогенное воздействие. Такие вещества как ДДТ, ПХБФ и полиароматические углеводороды (ПАУ) потенциально обладают мутагенным и канцерогенным воздействием. Их опасное воздействие на человека и животных проявляется в результате длительного контакта с этими веществами, содержащимися в воздухе и пищевых продуктах. По данным, полученным на основе экспериментов с животными, канцерогенное действие осуществляется в результате двухступенчатого механизма: 4.Воздействие на поведение организмов. 2.2. Аэрозольное загрязнение атмосферы. Аэрозоли — это аэродисперсные (коллоидные) системы, в которых неопределяемо долгое время могут находиться во взвешенном состоянии твердые частицы (пыль), капельки жидкости, образующиеся либо при конденсации паров, либо при взаимодействии газовых сред, либо попадающие в воздушную среду без изменения фазового состава. Воздух или газ являются дисперсной средой, а твердые и жидкие частицы — дисперсной фазой. Значительная часть аэрозолей формируется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Аэрозоли - мельчайшие частицы твердого или жидкого вещества, находящиеся в воздухе или газе во взвешенном состоянии. Химический состав аэрозолей  определяется происхождением воздушных масс ( тропические или полярные), а массовая концентрация - тем, откуда приходят воздушные массы в район измерений - с континента или с моря. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана. По своему происхождению аэрозоли подразделяются на естественные и искусственные. Первые возникают в природных условиях без участия человека. Они поступают в тропосферу (реже -в стратосферу) при извержении вулканов, сгорании метеоритов, при возникновении пылевых бурь, поднимающих с земных поверхностей частицы почвы и горных пород, а также при лесных и степных пожарах. Во время извержения вулканов, черных бурь или пожаров образуются громадные пылевые облака, которые нередко распространяются на тысячи километров. Штормовые ветры сбрасывают с гребней волн капельки морской воды, насыщенной солями хлоридов и сульфатов, которые осаждаются как на водной поверхности, так и на суше. В Англии, к примеру, ежегодно на 1 м2 суши прибрежной зоны осаждается 25—35 г солей. Основные источники загрязнения Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются тепловые электростанции, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаше всего в них обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода (несгоревший уголь, сажа, смола); реже — оксиды железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. Большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, а также соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях. Классификация частиц Для сравнительной характеристики участия естественных и искусственных источников загрязнения воздуха твердыми частицами в таблице снизу приведены данные о поступлении в атмосферу первичных загрязнителей. Там же представлены сведения о вторичных загрязнителях, связанных с новообразоваями в атмосфере. Независимо от происхождения и условий образования аэрозоль, содержащий твердые частицы размером менее 5,0 мкм, называется дымом, а содержащий мельчайшие частицы жидкости — туманом. Разновидностью тумана является смог, представляющий собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц. В состав смеси входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнений, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое. Время пребывания частиц в атмосфере зависит как от их размеров и плотности, так и от состояния атмосферы (скорости ветра, состава, температуры). Крупные частицы обычно не переносятся в верхние слои атмосферы и оседают в течение нескольких часов вблизи источников их образования с рассеиванием у земной поверхности в подветренную сторону. Поэтому над крупными промышленными центрами образуются мощные скопления пылей и аэрозолей. Мелкие частицы (размер частицы меньше 1 мкм) имеют время пребывания в нижних слоях атмосферы 10—20 суток, что достаточно для их распространения на большие расстояния от источников образования. При этом за счет перемещений воздушных потоков они могут проникать в верхние слои тропосферы и из них — в стратосферу. Атмосферная пыль и аэрозоли ослабляют солнечное излучение в результате рассеяния, отражения и поглощения лучистой энергии. При достаточно длительном сохранении интенсивных загрязнений атмосферы это приводит к понижению температур и локальным изменениям климатических условий, что наиболее заметно в крупных городах и промышленных центрах. Пыль и аэрозоли играют заметную негативную роль в процессах коррозии металлических и силикатных материалов из-за образования на поверхностях отложений. В них содержатся сульфаты и хлориды, удерживающие влагу, в которой могут растворяться кислотные газы (SO2 и НС1). Образующиеся кислоты, удерживаемые в отложениях, разрушают изделия из камня, стекла, металлов. Пылевые и аэрозольные загрязнения атмосферы оказывают заметное влияние на здоровье человека, состояние флоры и фауны. Снижение потока солнечного излучения уменьшает образование (действием УФ-лучей) витамина D3, недостаток которого отрицательно сказывается на формировании костных тканей, обусловливая заболевания рахитом. УФ-лучи уничтожают некоторые микроорганизмы, оказывая стерилизующее действие. Недостаток УФ-лучей повышает риск инфекционных бактериальных заболеваний у растений и животных. Загрязнители Масса, млн т/год Естественные источники Первичные загрязнители Частицы почвы и горных пород (ветровая эрозия) 100-500 Зола от лесных пожаров и сжигания сельскохозяйственных отходов 3-150 Морская пыль 300 Вулканическая пыль 20-150 Вторичные загрязнители Сульфаты 130-200 Соли аммиака 80-270 Нитраты 60-430 Углеродные соединения растительного происхождения 75-200 Итого 770-2200 Искусственные источники Первичные загрязнители Углеродные соединения растительного происхождения 75-200 Вторичные загрязнители Сульфаты 75-200 Нитраты 30-35 Углеводные соединения 15-90 Итого 185-415 ВСЕГО 960-2615 Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже - оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. Еще большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях. Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы - искусственные насыпи из переотложенного материала, преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы. Так, в результате одного среднего по массе взрыва (250-300 тонн взрывчатых веществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс .к уб.м. условного оксида углерода и более 150 т. пыли. Производство цемента и других строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы пылью. Основные технологические процессы этих производств - измельчение и химическая обработка полуфабрикатов и получаемых продуктов в потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных веществ в атмосферу. К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды - насыщенные и ненасыщенные, включающие от 1 до 13 атомов углерода. Они подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации, взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией. В результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы часто в виде аэрозольных частиц. При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха. Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существует инверсия - расположения слоя более холодного воздуха под теплым, что препятствует воздушным массам и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана. Различают два типа загрязнений атмосферы: загазовывание и запыление (не учитывая энергетических загрязнений). Загазовывание связано с поступлением в атмосферу газообразных загрязнителей, наибольшее значение среди которых имеют угарный газ, углекислый газ, оксид серы(IV), нитрозные газы (оксид азота(II) и оксид азота(IV)), сероводород, аммиак, метан и его газообразные гомологи, пары летучих жидкостей (ацетон, метанол, бензол и др.), фреоны. Загазовывание приводит к различным эффектам (кислотным дождям, парниковому эффекту, появлению озоновых дыр). Запыление связано с поступлением в атмосферу мелкодисперсных частиц жидких и твердых веществ. Эти частицы образуют достаточно устойчивые аэрозоли, оказывающие вредное воздействие на организмы. Запыление вызывается извержениями вулканов, пылевыми бурями, образованием мельчайших частиц туманообразной серной кислоты из сернистого газа, воды и кислорода, находящихся в атмосфере; попаданием пылеватых частиц, образующихся при производстве цемента, муки, кормовых дрожжей и т. д. Запыление приводит к понижению уровня поступления тепловой энергии и солнечной радиации, вызывает заболевания верхних дыхательных путей и т. д. Запыление является причиной появления различных видов смога. Фотохимический туман (смог) Фотохимический туман -- это многокомпонентная смесь газов и аэрозольных частиц ᴨȇрвичного и вторичного происхождения. Основными компонентами смога являются озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения ᴨȇр кисной природы, которые в совокупности называются фотооксидантами. Фотохимический смог образуется в результате фотохимических реакций при определен-ных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и повышенной не менее суток инверсии. Устойчивая безветренная погода, которая обычно сопровождается инверсиями, нужна для создания высокой концентрации реаᴦᴎҏующих веществ. Такие условия возникают чаще в июне--сентябре и реже зимой. Во время продолжительной ясной погоды солнечная радиация становится причиной расщепления молекул диоксида азота и образует оксид азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом образуют озон.  Казалось бы, заключительный, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота -- в диоксид. Но этого не случается. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительное количество озона. Начинается циклическая реакция, результатом которой становится постеᴨȇнное накапливание озона. Этот процесс в ночное время прерывается. В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере скапливаются различные ᴨȇрекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Последние становятся источником так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реактивной способностью. Такие смоги -- неред-кое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной систем и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем. Смог — сочетание пылевых частиц и капель тумана, приводящих к значительному понижению видимости в атмосфере. Различают несколько видов смога. 1. Смог ледяной, обусловленный сочетанием газообразных загрязнителей, пылеватых частиц и кристаллов льда, характерен для северных районов. 2. Смог влажный (лондонского типа) связан с наличием в атмосфере триоксида серы (серного ангидрида), пылевых частиц и капель водного тумана (в 1952 г. такой смог в Лондоне привел к гибели 4 тысяч человек). 3. Смог фотохимический (сухой, лос-анджелесского типа) связан с появлением «задымления» за счет разложения загрязнителей под воздействием солнечной радиации — ультрафиолетовых лучей. Главными загрязнителями и активными веществами, вызывающими негативное воздействие, являются озон, азотная кислота, угарный газ и некоторые органические вещества, например перекись ацетилнитрата. Фотохимический смог возникает в результате воздействия солнечных лучей на загрязнения воздуха транспортными (автомобили) и промышленными отходами. Интенсивный смог вызывает удушье, приступы бронхиальной астмы, аллергические заболевания, нарушает работу органов зрения, вызывает повреждение растительности, различных зданий, сооружений и скульптур. Все рассмотренное выше делает необходимым разработку и проведение мероприятий по защите атмосферы от загрязнений. Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существует инверсия - расположения слоя более холодного воздуха под теплым, что препятствует воздушным массам и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана. Повышение концентрации загрязняющих веществ в воздухе промышленного города отмечается в периоды неблагоприятных метеорологических условий, одним из которых является температурная инверсия в пограничном слое атмосферы. НМУ – неблагоприятные метеорологические условия, это различные метеорологические условия или их сочетания, под влиянием которых происходит накопление примесей в местах их выбросов. Неблагоприятные метеорологические условия (НМУ) — метеорологические условия, способствующие накоплению вредных (загрязняющих) веществ в приземном слое атмосферного воздуха (ст. 1 Федерального закона «Об охране атмосферного воздуха»). таких как ветер неблагополучного направления, штиль, туман, слабый ветер, инверсия, Проведено сравнение повторяемости повышенного уровня загрязнения атмосферы с повторяемостью инверсий по данным инструментальных замеров. Инверсия – смещение охлажденных слоев воздуха вниз и скопление их под теплыми слоями воздуха, что ведет к снижению рассеивания загрязняющих веществ и увеличению их концентраций в приземной части атмосферы. ТЕМПЕРАТУРНАЯ ИНВЕРСИЯ, аномальное возрастание температуры с высотой. Нормально температура воздуха уменьшается с рост ом высоты над уровнемземли.  Средняя норма понижения -1 °С на каждые 160 м. При определенных метеоусловиях наблюдаетсяобратная ситуация. В ясную, тихую ночь при антициклоне холодный воздух может скатываться вниз посклонам и собираться в долинах, и температура воздуха будет ниже около дна долины, чем на 100 или 200 мвыше. Над холодным слоем там будет более теплый воздух, который, вероятно, образует облако или легкий туман. Температурная инверсия становится наглядной на примере дыма, поднимающегося от костра. Дым будет подниматься вертикально, а затем, когда достигнет «слоя инверсии», изогнется горизонтально. Если эта ситуация создается в больших масштабах, пыль и грязь,поднимающиеся в атмосферу, остаются там и, накапливаясь, приводят к серьезному загрязнению. Фотооксиданты – (син. фотоокислители) обладающие окислительными свойствами продукты  фотохимических реакций, протекающих в загрязненном атмосферном воздухе под влияниемультрафиолетового излучения Солнца; оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки; входят в присостав "смога". Химическое загрязнение природных вод. Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по разному , в зависимости от подходов, критериев и задач. Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения. Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств вода за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической (минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы), так и органической природы (нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностноактивные вещества, пестициды). Неорганическое загрязнение. Основными неорганическими (минеральными) загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора. Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам. Среди основных источников загрязнения гидросферы минеральными веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство. С орошаемых земель ежегодно вымывается около 6 млн.т. солей. Отходы, содержащие ртуть, свинец, медь локализованы в отдельных районах у берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы территориальных вод. Загрязнение ртутью значительно снижает первичную продукцию морских экосистем, подавляя развитие фитопланктона. Отходы, содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов или эстуариях рек. Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением метиловой ртути и ее включением в трофические цепи водных организмов. Так, печальную известность приобрела болезнь Минамата, впервые обнаруженную японскими учеными у людей, употреблявших в пищу рыбу, выловленную в заливе Минамата, в который бесконтрольно сбрасывали промышленные стоки с техногенной ртутью. Органическое загрязнение. Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные элементы, но и органические остатки. Вынос в океан органического вещества оценивается в 300 - 380 млн.т./год. Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияют на состояние водоемов. Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества, такие как сероводород, которые привогдят к загрязнению всей воды в реке. Наличие суспензий затрудняют также проникновение света в глубь воды и замедляет процессы фотосинтеза. Одним из основных санитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное действие оказывают все загрязнения, которые так или иначе содействуют снижению содержания кислорода в воде. Поверхностно активные вещества - жиры, масла, смазочные материалы - образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом. Значительный объем органических веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми стоками. Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах. В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколько замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами. Особенно ощутимо загрязнение в водоемах с замедленным течением или непроточных (водохранилища, озера). Разлагаясь в водной среде, органические отходы могут стать средой для патогенных организмов. Вода, загрязненная органическими отходами, становится практически непригодной для питья и других надобностей. Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых болезней человека (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения много кислорода. Если бытовые сточные воды поступают в водоем в очень больших количествах, то содержание растворимого кислорода может понизится ниже уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов. Нефть и нефтепродукты. Нефть представляет собой вязкую маслянистую жидкость, имеющую темно-коричневый цвет и обладающую слабой флуорисценцией. Нефть состоит преимущественно из насыщенных алифвтических и гидроароматических углеводородов. Основные компоненты нефти - углеводороды (до 98%) - подразделяются на 4 класса: а) Парафины (алкены) - (до 90% от общего состава) - устойчивые вещества, молекулы которых выражены прямой и разветвленной цепью атомов углерода. Легкие парафины обладают максимальной летучестью и растворимостью в воде. б) Циклопарафины - ( 30 - 60% от общего состава) - насыщенные циклические соединения с 5-6 атомами углерода в кольце. Кроме циклопентана и циклогексана в нефти встречаются бициклические и полициклические соединения этой группы. Эти соединения очень устойчивы и плохо поддаются биоразложению. в) Ароматические углеводороды - (20 - 40% от общего состава) - ненасыщенные циклические соединения ряда бензола, содержащие в кольце на 6 атомов углерода меньше, чем циклопарафины. В нефти присутствуют летучие соединения с молекулой в виде одинарного кольца (бензол, толуол, ксилол), затем бициклические (нафталин), полуциклические (пирен). г) Олефины (алкены) - (до 10% от общего состава) - ненасыщенные нециклические соединения с одним или двумя атомами водорода у каждого атома углерода в молекуле, имеющей прямую или разветвленную цепь. Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в Мировом океане. Наибольшие потери нефти связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод, - все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских путей. Большие массы нефти поступают в моря по рекам, с бытовыми и ливневыми стоками. Объем загрязнений из этого источника составляет 2,0 млн.т./год. Со стоками промышленности ежегодно попадает 0,5 млн.т. нефти. Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде пленки, образуя слои различной мощности. Нефтяная пленка изменяет состав спектра и интенсивность проникновения в воду света. Пропускание света тонкими пленками сырой нефти составляет 1-10% (280 нм), 60-70% (400нм). Пленка толщиной 30-40 мкм полностью полностью поглощает инфракрасное излучение. Смешиваясь с водой, нефть образует эмульсию двух типов: прямую - "нефть в воде"- и обратную - "вода в нефти". Прямые эмульсии, составленные капельками нефти диаметром до 0,5 мкм, менее устойчивы и характерны для нефтей, содержащих поверхностно-активные вещества. При удалении летучих фракций, нефть образует вязкие обратные эмульсии, которые могут сохраняться на поверхности, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно. Пестициды. Пестициды составляют группу искусственно созданных веществ, используемых для борьбы с вредителями и болезнями растений. Пестициды делятся на следующие группы: инсектициды - для борьбы с вредными насекомыми, фунгициды и бактерициды - для борьбы с бактериальными болезнями растений, гербициды - против сорных растений. Установлено, что пестициды уничтожая вредителей, наносят вред многим полезным организмам и подрывают здоровье биоценозов. В сельском хозяйстве давно уже стоит проблема перехода от химических (загрязняющих среду) к биологическим (экологически чистым) методам борьбы с вредителями. В настоящее время более 5 млн.т. пестицидов поступает на мировой рынок. Около 1,5 млн.т. этих веществ уже вошло в состав наземных и морских экосистем золовым и водным путем. Промышленное производство пестицидов сопровождается появлением большого количества побочных продуктов, загрязняющих сточные воды. В водной среде чаще других встречаются представители инсектицидов, фунгецидов и гербицидов. Синтезированные инсектициды делятся на три основных группы: хлороорганические, фосфорооргани-ческие и карбонаты. Хлороорганические инсектициды получаются путем хлороирования ароматических и гетероциклических жидких углеводородов. К ним относятся ДДТ и его производные, в молекулах которых устойчивость алифатических и ароматических групп в совместном присутствии возрастает, всевозможные хлорированные производные хлородиена (элдрин). Эти вещества имеют период полураспада до нескольких десятков лет и очень устойчивы к биодеградации. В водной среде часто встречаются полихлорбифенилы - производные ДДТ без алифатической части, насчитывающие 210 гомологов и изомеров. За последние 40 лет использовано более 1,2 млн.т. полихлорбифенилов в производстве пластмасс, красителей, трансформаторов, конденсаторов. Полихлорбифенилы (ПХБ) попадают в окружающую среду в результате сбросов промышленных сточных вод и сжигания твердых отходах на свалках. Последний источник поставляет ПБХ в атмосферу, откуда они с атмосферными осадками выпадают во все районах Земнего шара. Так в пробах снега, взятых в Антарктиде, содержание ПБХ составило 0,03 - 1,2 кг . / л . Синтетические поверхностно-активные вещества. Детергенты (СПАВ) относятся к обширной группе веществ, понижающих поверхностное натяжение воды. Они входят в состав синтетических моющих средств (СМС), широко применяемых в быту и промышленности. Вместе со сточными водами СПАВ попадают в материковые воды и морскую среду. СМС содержат полифосфаты натрия, в которых растворены детергенты, а также ряд добавочных ингредиентов, токсичных для водных организмов: ароматизирующие вещества, отбеливающие реагенты (персульфаты, пербораты), кальцинированная сода, карбоксиметил-целлюлоза, силикаты натрия. В зависимости от природы и структуры гидрофильной части молекулы СПАВ делятся на анионоактивные, катионоактивные, амфотерные и неионогенные. Последние не образуют ионов в воде. Наиболее распространенными среди СПАВ являются анионоактивные вещества. На их долю приходится более 50% всех производимых в мире СПАВ . Присутствие СПАВ в сточных водах промышленнрсти связано с использованием их в таких процессах, как флотационное обогащение руд, разделение продуктов химических технологий, получение полимеров, улучшение условий бурения нефтяных и газовых скважин, борьба с коррозией оборудования. В сельском хозяйстве СПАВ применяется в составе пестицидов. Соединения с канцерогенными свойствами. Канцерогенные вещества - это химически однородные соединения, проявляющие трансформирующую активность и способность вызывать канцерогенные, тератогенные (нарушение процессов эмбрионального развития) или мутагенные изменения в организмах. В зависимости от условий воздействия они могут приводить к ингибированию роста, ускорению старения, нарушению индивидуального развития и изменению генофонда организмов. К веществам, обладающим канцерогенными свойствами, относятся хлорированные алифатические углеводороды, винилхлорид, и особенно, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Максимальное количество ПАУ в современных данных осадках Мирового океана (более 100 мкг/км массы сухого вещества) обнаружено в тентонически активных зонах, подверженным глубинному термическому воздействию. Основные антропогенные источники ПАУ в окружающей среде - это пиролиз органических веще ств пр и сжигании различных материалов, древесины и топлива. Тяжелые металлы. Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий ,ц инк, медь, мышьяк,) относятся к числу распространенных и весьма токсичных загрязняющих веществ. Они широко применяются в различных промышленных производствах, поэтому, несмотря на очистные мероприятия, содержание соединения тяжелых металлов в промышленных сточных водах довольно высокое. Большие массы этих соединений поступают в океан через атмосферу. Для морских биоценозов наиболее опасны ртуть, свинец и кадмий. Ртуть переносится в океан с материковым стоком и через атмосферу. При выветривании осадочных и изверженных пород ежегодно выделяется 3,5 тыс.т. ртути. В составе атмосферной пыли содержится около 12 тыс.т. ртути, причем значительная часть - антропогенного происхождения. Около половины годового промышленного производства этого металла (910 тыс.т./год) различными путями попадает в океан. В районах, загрязняемых промышленными водами, концентрация ртути в растворе и взвесях сильно повышается. При этом некоторые бактерии переводят хлориды в высокотоксичную метилртуть. Заражение морепродуктов неоднократно приводило к ртутному отравлению прибрежного населения. К 1977 году насчитывалось 2800 жертв болезни Миномата, причиной которой послужили отходы предприятий по производству хлорвинила и ацетальдегида, на которых в качестве катализатора использовалась хлористая ртуть. Недостаточно очищенные сточные воды предриятий поступали в залив Минамата. Свинец - типичный рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Наконец, свиней активно рассеивается в окружающую среду в процессе хозяйственной деятельности человека. Это выбросы с промышленными и бытовыми стоками, с дымом и пылью промышленных предприятий, с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. Миграционный поток свинца с континента в океан идет не только с речными стоками, но и через атмосферу. С континентальной пылью океан получает (20-30) т. свинца в год. Сброс отходов в море с целю захоронения (дампинг). Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10% от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды. Однако эта способность не беспредельна. Поэтому дампинг рассматривается как вынужденная мера, временная дань общества несовершенству технологии. В шлаках промышленных произво дств пр исутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества) 32-40% органических веществ; 0,56% азота; 0,44% фосфора; 0,155% цинка; 0,085% свинца; 0,001% ртути; 0,001% кадмия. Во время сброса прохождении материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышаеся мутность воды. Наличие органических веществ часто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и не редко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода. Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов. Воздействию сбрасываемых материалов в разной степени подвергаются организмы бентоса и др. В случае образования поверхностных пленок, содержащих нефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен награнице воздух - вода. Загрязняющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах гидробиантов и оказывать токсическое воздействие на них. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность приданной воды приводит к гибели от удушья малоподвижные формы бентоса. У выживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества. При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса. Тепловое загрязнение. Тепловое загрязнение поверхности водоемов и прибрежных морских акваторий возникает в результате сброса нагретых сточных вод электростанциями и некоторыми промышленными производствами. Сброс нагретых вод во многих случаях обуславливает повышение температуры воды в водоемах на 6-8 градусов Цельсия. Площадь пятен нагретых вод в прибрежных районах может достигать 30 кв.км. Более устойчивая температурная стратификация препятствует водообмену поверхностным и донным слоям. Растворимость кислорода уменьшается, а потребление его возрастает, поскольку с ростом теипературы усиливается активность аэробных бактерий, разлагающих органическое вещество. Усиливается видовое разнообразие фитопланктона и всей флоры водорослей. На основании обобщения материала можно сделать вывод, что эффекты антропогенного воздействия на водную среду проявляются на индивидуальном и популяционно-биоценотическом уровнях, и длительное действие загрязняющих веществ приводит к упрощению экосистемы. Загрязнение почвы. Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности. Одним из видов антропогенного воздействия является загрязнение пестицидами. Пестициды как загрязняющий фактор. Открытие пестицидов - химических средств защиты растений и животных от различных вредителей и болезней - одно из важнейших достижений современной науки. Сегодня в мире на 1 га . наносится 300 кг. химических средств. Однако в результате длительного применения пестицидов в сельском хозяйстве, медицине (борьба с переносчиками болезней) почти повсеместно отличается снижение из эффективности вследствие развития резистентных рас вредителей и распространению "новых" вредных организмов, естественные враги и конкуренты которых были уничтожены пестицидами. В то же время действие пестицидов стало проявляться в глобальных масштабах. Из громадного количества насекомых вредными являются лишь 0,3% или 5 тыс. видов. У 250-ти видов обнаружена резистентность к пестицидам. Это усугубляется явлением перекрёстной резистенции, заключающейся в том, что повышенная устойчивость к действию одного препарата сопровождается устойчивостью к соединениям других классов. С общебиологических позиций резистентность можно рассматривать как смену популяций в результате перехода от чувствительного штамма к устойчивому штамму того же вида вследствие отбора, вызванного пестицидами. Это явление связано с генетическими, физиологическими и биохимическими перестройками организмов. Неумеренное применение пестицидов (гербицидов, инсектицидов, дефолиантов) негативно влияет на качество почвы. В связи с этим усиленно изучается судьба пестицидов в почвах и возможности и возможности их обезвреживать химическими и биологическими способами. Очень важно создавать и применять только препараты с небольшой продолжительностью жизни, измеряемой неделями или месяцами. В этом деле уже достигнуты определенные успехи и внедряются препараты с большой скоростью деструкции, однако проблема в целом ещё не решена. Кислые атмосферные выпады на сушу (кислотные дожди). Одна из острейших глобальных проблем современности и обозримого будущего - это проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенного покрова. Районы кислых почв не знают засух, но их естественное плодородие понижено и неустойчиво; они быстро истощаются и урожаи на них низкие. Кислотные дожди вызывают не только подкисление поверхностных вод и верхних горизонтов почв. Кислотность с нисходящими потоками воды распространяется на весь почвенный профиль и вызывает значительное подкисление грунтовых вод. Кислотные дожди возникают в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождающейся эмиссией колоссальных количеств оксидов серы, азота, углерода. Эти оксиды, поступая в атмосферу переносятся на большие расстояния, взаимодействуют с водой и превращаются в растворы смеси сернистой, серной, азотистой, азотной и угольной кислот, которые выпадают в виде "кислых дождей" на сушу, взаимодействуя с растениями, почвами, водами. Главными источниками в атмосфере является сжигание сланцев, нефти, углей, газа в индустрии, в сельском хозяйстве, в быту. Хозяйственная деятельность человека почти вдвое увеличила поступление в атмосферу оксидов серы, азота, сероводорода и оксида углерода. Естественно, что это сказалось на повышении кислотности атмосферных осадков, наземных и грунтовых вод. Для решения этой проблемы необходимо увеличить объём систематических представительных измерений соединений загрязняющих атмосферу веществ на больших территориях. Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справиться со всеми выявившимися затруднениями. Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком. Предельно допустимые концентрации (ПДК) – нормативы, устанавливающие концентрации вредного вещества в единице объема (воздуха, воды), массы (пищевых продуктов, почвы) или поверхности (кожа работающих), которые при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияют на здоровье человека и не вызывают неблагоприятных последствий у его потомства. Для веществ, о действии которых не накоплено достаточной информации, могут устанавливаться временно допустимые концентрации (ВДК) – полученные расчетным путем нормативы, рекомендованные для использования сроком на 2–3 года.