ПЛАН
Вступ
1. Джерела забруднень навколишнього середовища
1.1 Джерела хімічної природи
1.2 Стійкі органічні забруднення (СОЗ)
1.3 Діоксини - як джерела забруднення навколишнього середовища.
1.4 Аерозольне забруднення
1.5 Фотохімічний туман (смог)
1.6 Інші джерела забруднень
2. Хімічна характеристика діоксидів
2.1 Діоксид вуглецю, його властивості, добування
2.2 Діоксид сірки, фізичні та хімічні властивості
2.3 Діоксид азоту
3. Реакція на забруднення атмосфери діоксидами
3.1 Реакція на забруднення атмосфери оксидами азоту
3.2 Суміш діоксиду сірки та озону
3.3 Суміш діоксиду сірки та діоксиду азоту
3.4 Суміш діоксиду сірки та фтор оводню
3.5 Суміш озону та діоксиду азоту
4. Заходи щодо зменшення ризиків забруднення
5. Забруднення атмосферного повітря та руйнування зонового шару Тернопільської області
Висновки
Література
ВСТУП
Однією з найбільш актуальних проблем сучасності є охорона навколишнього середовища Особливо загострилась ця проблема в 20 столітті, коли недосконалість технічних процесів призвели до забруднення атмосфери, води і ґрунту.
Екологічний стан багатьох районів нашої країни викликає законну тривогу громадськості. В багатьох регіонах нашої країни спостерігається стійка тенденція до багаторазового, у десятки і більш раз перевищенню санітарно-гігієнічних норм по вмісту в атмосфері оксидів вуглецю, азоту, пилу, токсичних з'єднань металів, амінів і інших шкідливих речовин. Є серйозні проблеми з меліорацією земель, безконтрольним застосуванням у сільському господарстві мінеральних добрив, надмірним використанням пестицидів, гербіцидів. Відбувається забруднення стічними водами промислових і комунальних підприємств великих і малих рік, озер, прибережних морських вод. Через постійне забруднення атмосферного повітря, поверхневих і підземних вод, ґрунтів, рослинності відбувається деградація екосистем, скорочення продуктивних можливостей біосфери.
Під забрудненням навколишнього середовища розуміють надходження в біосферу будь-яких твердих, рідких і газоподібних речовин або видів енергії (теплоти, звуку, радіоактивності і т.п.) у кількостях, що шкідливо впливають на людину, тварин і рослини як безпосередньо, так і непрямим шляхом.
Безпосередньо об'єктами забруднення (акцепторами забруднених речовин) є:
· атмосфера,
· вода,
· грунт.
Опосередкованими об'єктами забруднення (жертвами забруднення) є складові біогеоценозу:
· рослини,
· тварини,
· гриби,
· мікроорганізми.
Забруднення середовища проживання шкідливо відбивається на здоров'ї людей, приносить значні збитки народному господарству. Останнім часом обстановка погіршилася настільки, що багато районів оголошені районами екологічного нещастя. Загальні викиди двоокису азоту оцінюються в 6,5х108 т/рік, викиди сірки складають 2,4х108 т/рік, промисловість викидає 5,2х107 т/рік різних відходів.
Викиди вуглекислого газу, сірчистих з'єднань в атмосферу в результаті промислової діяльності, функціонування енергетичних, металургійних підприємств ведуть до виникнення парникового ефекту і зв'язаного з ним потепління клімату. По оцінках учених глобальне потепління без уживання заходів по скороченню викидів парникових газів складе від 2-х до 5 градусів протягом наступного сторіччя, що з'явиться безпрецедентним явищем за останні десть тисяч років. Потепління клімату, збільшення рівня океану на 60-80 см до кінця наступного сторіччя приведуть до екологічної катастрофи небаченого масштабу, що загрожує деградацією людському співтовариству
1. ДЖЕРЕЛА ЗАБРУДНЕНЬ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА
1.1 ДЖЕРЕЛА ХІМІЧНОЇ ПРИРОДИ
Можна виділити декілька джерел забруднення навколишнього середовища, кожен з яких не покращує екологічну ситуацію на планеті.
Наймасштабнішим і значним є хімічне забруднення середовища невластивими їй речовинами хімічної природи. Серед них - газоподібні і аерозольні забруднювачі промислово-побутового походження. Прогресує і накопичення вуглекислого газу в атмосфері. Подальший розвиток цього процесу прискорює небажану тенденцію у бік підвищення середньорічної температури на планеті.
Атмосфера забруднюється в результаті впливу трьох основних факторів: промисловості, побутових котелень і транспорту. У залежності від місця розташування частка кожного з трьох джерел забруднення сильно коливається. Однак загальновизнаним є той факт, що промислове виробництво стало одним із найгрізніших «кривдників» навколишнього середовища. Джерелами забруднення стають теплоелектростанції, що викидають разом із димом в атмосферу сірчистий і вуглекислий газ. Також сюди можна зарахувати металургійні підприємства, особливо кольорової металургії, що викидають у повітря оксиди нітрогену, сірководень, хлор, фтор, амоніак, сполуки Фосфору, частки й сполуки Меркурію й Арсену. Сюди ж належать і цементні, хімічні заводи. Шкідливі гази опиняються в повітрі в результаті спалювання палива для потреб промисловості, опалення житла, роботи транспорту, спалювання й переробки побутових і промислових відходів.
Атмосферні забруднювачі можна поділити на первинні, що надходять прямо в атмосферу, і вторинні, які є результатом метаморфози перших. Наприклад, сірчистий газ, що потрапляє в атмосферу, окислюється до сірчаного ангідриду, взаємодіє з парами води й утворює крапельки сірчаної кислоти. При взаємодії сірчаного ангідриду з аміаком формуються кристали сульфату амонію. Подібним шляхом у результаті хімічних, фотохімічних, фізико-хімічних реакцій між забруднюючими речовинами й компонентами атмосфери виникають інші вторинні забруднюючі речовини.
Основним джерелом штучного забруднення атмосфери є промислові підприємства, транспортні засоби, підприємства комунального сектора, сільського господарства.
Серед галузей промисловості головними джерелами атмосферних забруднень виступають: електроенергетика (27%), металургія (26%), будівельна індустрія (13%). Підприємства теплоенергетики, металургійних і хімічних галузей, котельні установки споживають щороку близько 70% твердого і рідкого палива, яке видобувається. В результаті їх діяльності в атмосферу виділяються наступні газові викиди:
– вуглекислий газ (СО2
) – продукти згорання палива, яких щорічно потрапляє в атмосферу понад 2 млрд. т. Нешкідливий для людського організму, використовується в побуті, господарських цілях. Особливу небезпеку створює вуглекислий газ, затримуючи теплове випромінювання в приземному шарі атмосфери. Оксид карбону — це сполука, що активно реагує зі складовими частинами атмосфери, він сприяє підвищенню температури на планеті й створенню парникового ефекту
– чадний газ (СО) – продукт неповного згорання палива. В повітря потрапляє з автомобільними викидами (60%), викидами промислових підприємств, при спалюванні твердих відходів, при лісових пожежах. Щороку його поступає в атмосферу близько 250 млн. т. Значна частина його поглинається грунтовими мікроорганізмами. Газ без запаху, кольору, смаку. При значних концентраціях в закритих приміщеннях вступає в реакцію з гемоглобіном крові, витісняючи кисень і може призвести до кисневого голодування організму, його загибелі;
Сірчистий ангідрид.
Виділяється в процесі згоряння сульфуровмісного палива або переробки сірчистих руд (до 70 млн т на рік). Частина сполук Сульфуру може виділитися при горінні органічних залишків у гірничорудних відвалах
Сірчаний ангідрид.
Утворюється при окислюванні сірчистого ангідриду. Кінцевим продуктом реакції стає аерозоль або розчин сірчаної кислоти в дощовій воді, що підкислює грунт, загострює захворювання дихальних шляхів людини. Випадання аерозолю сірчаної кислоти з димових факелів хімічних підприємств спостерігається при низькій хмарності й високій вологості повітря. Листяні пластинки рослин, що ростуть на відстані меншій за 1 км від таких підприємств, звичайно бувають густо засіяні маленькими некротичними плямами, що утворилися в місцях осідання крапель сірчаної кислоти. Пірометалургійні підприємства кольорової й чорної металургії, а також ТЕС щороку викидають в атмосферу десятки мільйонів тонн сірчаного ангідриду.
Сірководень і сірковуглець.
Надходять в атмосферу окремо або разом з іншими сполуками Сульфуру. Основними джерелами викиду стають підприємства з виготовлення штучного волокна, цукру, коксохімічні, нафтопереробні заводи, а також нафтопромисли. В атмосфері при взаємодії з іншими забруднювачами повільно окислюються до сірчаного ангідриду.
Оксиди нітрогену.
Основними джерелами викиду є підприємства, що виробляють азотні добрива, азотну кислоту й нітрати, анілінові барвники, нітросполуки, віскозний шовк, целулоїд. Кількість оксидів нітрогену, шо надходять в атмосферу, складає 20 млн т на рік.
Сполуки Флуору.
Джерелами забруднення є підприємства з виробництва алюмінію, емалей, скла, кераміки, сталі, фосфорних добрив. Флуорвмісні речовини надходять в атмосферу у вигляді газоподібних сполук — фтороводню або пилу фториду натрію й кальцію. Сполуки характеризуються токсичним ефектом. Похідні фтору є сильними інсектицидами.
Сполуки Хлору.
Надходять в атмосферу від хімічних підприємств, що виробляють соляну кислоту, хлоровмісні пестициди, органічні барвники, гідролізний спирт, хлорне вапно, соду. В атмосфері спостерігаються як домішки молекули хлору і парів соляної кислоти. Токсичність хлору визначається видом сполук їхньою концентрацією.
У металургійній індустрії при виплавці чавуна й переробці його на сталь відбувається викид в атмосферу різних важких металів і отруйних газів. Так, у розрахунку на 1 т граничного чавуна виділяється крім 2,7 кг сірчистого газу і 4,5 кг пилових частинок, що складаються зі сполук Арсену, Фосфору, Плюмбуму, пари ртуті й рідкісних металів, смоляних речовин і ціаністого гідрогену.
1.2 СТІЙКІ ОРГАНІЧНІ ЗАБРУДНЕННЯ (СОЗ)
Найбільшу проблему сьогодні становлять високостійкі хлорорганічні сполуки, об’єднані у групу стійких органічних сполук. Дев’ять з них створені людиною, ще три утворюються як побічний продукт деяких технологічних процесів. Ці речовини належать до різних класів хімічних сполук, але, незважаючи на численні відмінності та різний ступінь небезпеки, СОЗ визначають такі чотири загальні властивості:
1) високотоксичність навіть у незначній кількості; ще більша токсичність продуктів, що утворюються у результаті їхнього розкладу;
2) стійкість до розкладу (важко руйнуються і залишаються незмінними у довкіллі впродовж: багатьох років після використання);
3) здатність концентруватися в жирових тканинах людини і тварин, які представляють верхні ланки харчового ланцюжка;
4) здатність долати значні відстані за допомогою повітряних потоків, водними шляхами та у зв'язку із міграціями птахів, тварин і риб.
Стійкість до розкладу у навколишньому середовищі та здатність СОЗ поширюватися — найбільш серйозна проблема для нашої планети, адже вражаються живі істоти навіть там, де ніколи СОЗ не застосовувалися — за Північним колом, в Антарктиці та на віддалених островах світового океану.
Проведені у Швеції, Канаді, США, Мексиці та інших країнах дослідження виявили, що вживання продуктів навіть з дуже малим вмістом СОЗ спричинює розбалансування імунної системи у дорослих, а у дітей — серйозні проблеми з координацією рухів та у розумовій діяльності.
Конференція ООН з навколишнього середовища та розвитку, яка відбулася в Ріо-де-Жанейро у червні 1992 року, прийняла Програму «Порядок денний на XXI століття», в якій, зокрема, визначено напрямки всесвітнього співробітництва з метою досягнення високої якості навколишнього середовища та здорової економіки для всіх народів земної кулі. У розділі 19 Програми, який присвячений питанню підвищення безпеки використання хімічних речовин, зазначено, що однією з головних задач світової спільноти є припинення або заборона застосування хімікатів підвищеної небезпеки, тобто таких, які відрізняються токсичністю, стійкістю, здатністю до накопичення і використання яких неможливо належним чином контролювати.
У 1994 році на зустрічах представників США, Канади, Японії та низки європейських країн неодноразово порушувалося питання щодо неприпустимості подальшого поширення СОЗ. З цією метою було складено перелік із дванадцяти речовин, стосовно яких є необхідність вжити першочергових заходів. Зазначений перелік, який відразу ж охрестили «брудною дюжиною», складається з трьох груп СОЗ, що становлять значну загрозу для здоров'я людини та навколишнього середовища.
Перша група СОЗ — високотоксичні пестициди (дихлордифеніл-трихлоретан (ДДТ), ділдрин, алдрин, гептахлор, мірекс, токсафен, ендрин, хлордан, гексахлорбензол (ГХБ).
Друга група СОЗ — промислові продукти (поліхлоровані дифеніли — ПХД)
Третя група СОЗ представленії діоксинами
1.3 ДІОКСИНИ - ЯК ДЖЕРЕЛА ЗАБРУДНЕННЯ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА
Великої шкоди навколишньому середовищу та здоров’ю людей завдають діоксини. Діоксини - велика група хлорованих вуглеводнів, до якої входять власне діоксини (поліхлоровані дибензодіоксини), фурани і поліхлоровані біфеніли. Діоксини - безбарвні кристали, нерозчинні у воді, хімічно дуже інертні, дуже стійки сполуки, з тривалим часом напіврозпаду..
Оскільки розчиняються жирами, то мають здатність до біоакумуляції, тобто до накопичення в організмі.
Усі діоксини є високотоксичними та канцерогенами (речовини, які здатні викликати злоякісні пухлини), а "лідер" цієї групи – 2,3,7,8-тетрахлордибензо-p-діоксин – за токсичністю переважає такі отрути, як синильна кислота, стрихнін, кураре, поступаючись лише ботулінічному, стовбнячному та дифтерійному токсинам. Його гранично допустима концентрація - 10−12 мікрограма на кілограм речовини або літр рідини.
Діоксини, які можна назвати "екологічним брудом", є побічними продуктами, які утворюються при синтезі деяких гербіцидів, при виробництві целюлози, при електролізних процесах отримання нікелю і магнію, литті сталі та міді, переплавці лому заліза, при виробництві алюмінію, а також у процесах нафтопереробки, при спалюванні хлоровмісних сполук, спалюванні автомобільного мастила та бензину, сміття тощо.
Діоксини мають високу температуру плавлення, дуже низьку леткість, погано розчиняються у воді і краще - у органічних розчинниках. Ці сполуки вирізняються високою термічною стабільністю, вони не реагують з кислотами і лугами навіть при кип'ятінні.
Діоксини можна зустріти практично скрізь: в повітрі, ґрунті, в рибі, м’ясних продуктах, молочних і т.д. Джерелами діоксанів є промислові підприємства. Вони утворюються при :
- виробництві пестицидів, гербіцидів і дефоліантів як побічний продукт.
- виробництві целюлози в процесах відбілювання, що передбачають хлоруванню: діоксини знайдені у пульпі, фільтратах, стічних водах, твердих відходах, в готовій продукції.
- електролізних процесах отримання нікелю і магнію, литті сталі і міді –переплавці лому заліза, а також при виробництві алюмінію.
- у процесах нафтопереробки.
- спалюванні хлор містких сполук, а також при загорянні та поломках електричного обладнання
- спалюванні автомобільного масла і бензину, у вихлопних газах автомобілів, що працюють на бензині, який містить свинцеві присадки.
- порушенні правил захоронення промислових відходів.
- використанні хімічних речовин у військових конфліктах.
Є дані про те, що за певних умов потенційним джерелом діоксинів може бути хлорована водопровідна вода.
Грунт є основним депо діоксину в природі. Діоксини надзвичайно стабільні в грунті і зберігаються в основному у верхніх шарах - на глибині 2-5 см. З ґрунту діоксини поглинаються рослинами і ґрунтовими організмами, а потім з овочами і фруктами, а також і через інші ланки харчових ланцюжків - організм птахів і тварин - потрапляють у організм людини. Таким чином, концентровані молочні продукти (масло, сир), м'ясо великої рогатої худоби, яйця і м'ясо птахів можуть містити їх високі концентрації Діоксини нерозчинні у воді. Потрапивши у вигляді промислових викидів до річок вони осідають у мулі і ґрунті, з товщі морської води накопичуються у тканинах гідробіонтів, де їх концентрація у десятки і сотні тисяч разів перевищує їх вміст у воді. Особливістю діоксинів є їх здатність до біоакумуляції (накопичення у живих організмах). У модельних дослідах із внесенням радіоактивно міченого ТХДД було показано, що у личинках комарів його концентрація у 9000 вища, ніж у воді. Наступна ланка харчового ланцюжка, що споживає личинок комара - риба чи водоплавний птах, "цілеспрямовано" підвищуватиме концентрацію отрути у жирових тканинах свого організму, звідки вона практично не виводиться. Споживач риби отримає концентрації діоксинів, які можуть у десятки тисяч разів перевищувати рівні його у навколишньому середовищі.
Діоксини є дуже стійкими сполуками. Тому час їх напіврозпаду у навколишньому середовищі дуже тривалий: для поліхлорованих діоксинів він становить від 102 до 139 років; для фуранів - 29-79 років.
Діоксини завжди утворюються при застосуванні хлору і при будь-яких високотемпературних процесах у металургії, при спалюванні пластмас. Робота сміттєспалювальних заводів — ще одне джерело утворення діоксинів. Навіть при палінні сигарети утворюється невелика кількість діоксинів.
За регіональною оцінкою стійких токсичних речовин, яка здійснюється під егідою ВООЗ, концентрація діоксинів виявлена навіть у грудному молоці жінок. Причому в Україні цей показник є вищим у порівнянні з аналогічними показниками у Болгарії, Чехії, Фінляндії, Угорщині, Ірландії, Норвегії, Румунії, Росії та Словаччині.
При споживанні забруднених харчових продуктів людина отримує до 95% діоксинів. Інші 5% людина отримує з повітря і з пилом. У їжу сільськогосподарських тварин діоксини потрапляють із забрудненої води і кормів, насичених пестицидами і гербіцидами. Американські вчені вважають, що з яловичиною людина може отримати до 37 пг ТЕ/добу; із свининою і курятиною - 12-13; молоко може "забезпечити" 17, а інші молокопродукти - 24 пг ТЕ/добу. Особливо сильно забруднені морепродукти, зокрема, риба.. З річкових риб особливу небезпеку складають придонні мешканці. Хлорорганічні сполуки мають особливість накопичуватися у жировій тканині. Тому проби для контролю на вміст діоксинів (чи то риба, свинина, чи продукція птахівництва) беруться саме з жирового екстракту продукту.
Як уникнути небезпечного впливу діоксинів на побутовому рівні?
1. Не можна спалювати полімерні матеріали.
Пластикове пакування, одноразовий посуд, пакети і сумки, оздоблювальні матеріали і т. ін. - спалювати не можна. Крім того, що самі вироби містять невеликі кількості діоксинів, останні ще й додатково утворюються при їх згорянні. Та навіть не хлоровані полімери, такі як поліпропілен спалювати небезпечно. Серед продуктів їх горіння, виявлено у великій кількості етан, етилен та їх гомологи, ацетилен, леткі циклічні вуглеводні, інші екологічно небезпечні продукти.
2. Не можна спалювати старі електроприлади, які містять трансформатори
3. Якщо вибрати із сміття скло, метали і полімерні матері ріали, то при сміття викиди діоксанів у повітря знижуються більш ніж у 10 разів.
4. Потрібно уникати споживання м'ясних продуктів, багатих на жир, а також риби, особливо придонної, виловленої поблизу сміттєспалювальних або целюлозно-паперових підприємств.
1.4 АЕРОЗОЛЬНЕ ЗАБРУДНЕННЯ
Аерозолі являють собою тверді або рідкі частинки, що знаходяться в повітрі в завислому стані. Тверді компоненти аерозолів нерідко дуже небезпечні для живих організмів, у людей вони викликають специфічні захворювання. В атмосфері аерозольні забруднення можна спостерігати у вигляді диму, туману, імли або серпанка. Значна частина аерозолів формується в атмосфері при взаємодії твердих і рідких частинок між собою або з водяною парою. Середній розмір аерозольних частинок складає 1—5 мкм. В атмосферу Землі щорічно надходить близько 1 куб. км пилоподібних частинок штучного походження. Велика кількість пилових частинок утворюється також у ході виробничої діяльності людей.
Основними джерелами штучних аерозольних забруднень повітря є ТЕС, які споживають вугілля високої зольності, збагачувальні фабрики, металургійні, цементні, магнезитові і сажа заводів. Аерозольні частинки від цих джерел відрізняються великою різноманітністю хімічного складу. Частіше всього в їх складі виявляються сполуки кремнію, кальцію і вуглецю, рідше - оксиди металів: заліза, магнію, марганцю, цинку, міді, нікелю, свинцю, сурми, вісмуту, селену, миш'яку, берилію, кадмію, хрому, кобальту, молібдену, а також азбест. Ще більша різноманітність властиво органічному пилу, включаючи аліфатичні і ароматичні вуглеводні, солі кислот. Вона утворюється при спалюванні залишкових нафтопродуктів, в процесі пролізу на нафтопереробних, нафтохімічних і інших подібних підприємствах. Виробництво цементу і інших будівельних матеріалів також є джерелом забруднення атмосфери пилом. Основні технологічні процеси цих виробництв - подрібнення і хімічна обробка шихт, напівфабрикатів і одержуваних продуктів в потоках гарячих газів завжди супроводжуються викидами пилу і інших шкідливих речовин в атмосферу. До атмосферних забруднювачів відносяться вуглеводні - насичені і ненасичені, включаючи від 1 до 13 атомів карбону. Вони піддаються різним перетворенням, окисленню, полімеризації, взаємодіючи з іншими атмосферними забруднювачами після збудження сонячною радіацією. В результаті цих реакцій утворюються перекислі сполуки, вільні радикали, з'єднання вуглеводнів з оксидами нітрогену і сірки часто у вигляді аерозольних частинок. За деяких погодних умов можуть утворюватися особливо великі скупчення шкідливих газоподібних і аерозольних домішок в приземному шарі повітря.
Звичайно це відбувається в тих випадках, коли в шарі повітря безпосередньо над джерелами газопилової емісії існує інверсія - розташування шару більш холодного повітря під теплим, що перешкоджає повітряним масам і затримує перенесення домішок вгору. В результаті шкідливі викиди зосереджуються під шаром інверсії, зміст їх у землі різко зростає, що стає однією з причин появи раніше невідомого в природі фотохімічного туману.
1.5 ФОТОХІМІЧНИЙ ТУМАН (СМОГ)
Фотохімічний туман є багатокомпонентною сумішшю газів і аерозольних частинок первинного і вторинного походження. До складу основних компонентів смогу входять озон, оксиди азоту і сірки, численні органічні сполуки так звані фотооксиданти. Фотохімічний смог виникає в результаті фотохімічних реакцій за певних умов: наявності в атмосфері високої концентрації оксидів азоту, вуглеводнів і інших забруднювачів, інтенсивної сонячної радіації і безвітря або дуже слабого обміну повітря в шарах атмосфери. Стійка безвітряна погода, звичайно що супроводжується інверсіями, необхідна для створення високої концентрації реагуючих речовин.
Такі умови створюються частіше в червні-вересні і рідше взимку. При тривалій ясній погоді сонячна радіація викликає розщеплевання молекул діоксиду азоту з утворенням оксиду азоту і атомарного кисню. Атомарний кисень з молекулярним киснем дають озон. Здавалося б, останній, окисляючи оксид азоту, повинен знову перетворюються в молекулярний кисень, а оксид азоту - в діоксид. Але цього не відбувається. Оксид азоту вступає в реакції з олефінами вихлопних газів, які при цьому розщеплюються по подвійному зв'язку і утворюють осколки молекул і надлишок озону. В результаті тривалої дисоціації нові маси діоксиду азоту розщеплюються і дають додаткові кількості озону. Виникає циклічна реакція, у результаті якій в атмосфері поступово нагромаджується озон. Цей процес в нічний час припиняється. У свою чергу озон вступає в реакцію з олефінами. В атмосфері концентруються різні пероксиди, які в сумі і утворюють характерні для фотохімічного туману оксиданти. Останні є джерелом так званих вільних радикалів, яким властиві особливі реакційній властивості. Такі смоги – поширене явище над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком і іншими містами Європи і Америки. По своїй фізіологічній дії на організм людини вони украй небезпечні для дихальної і кровоносної системи і часто бувають причиною передчасної смерті міських жителів з ослабленим здоров'ям.
1.6 ІНШІ ДЖЕРЕЛА ЗАБРУДНЕНЬ
Важливим джерелом атмосферних забруднень є транспортні засоби всіх видів.
Середньостатистичний автомобіль за рік пробігу забирає з атмосфери 4,35 т кисню, викидаючи 3,25 т вуглекислого газу, 0,53 кг оксиду вуглецю, 0,093 т вуглеводнів, 0,027 т оксидів азоту. Наприкінці ХХ століття у світі нараховувалось близько 1 млрд. автомобілів.
Автомобільні викиди – це суміш близько 200 речовин, серед яких альдегіди з різким запахом і сильною подразливою дією, канцерогенні речовини, які можуть викликати ракові захворювання та інші.
Основними джерелами забруднення повітряного простору над сільськими районами є тваринницькі і птахокомплекси, агрохімічні склади, сховища протравленого насіння, поля з внесеними на них отрутохімікатами і мінеральними добривами.
Таблиця. Вміст молекулярних компонентів в атмосфері
| Компоненти | Вміст в атмосфері мл/м3 | Час перебування в нижніх шарах атмосфери | Сумарний антропогенний викид в атмосферу т/р |
|
| Великі міста | Сільська місцевість | |||
| Вуглекислий газ | 330 | 330 |
8 років | 2,0 1010 |
| Водяна пара | (0-2)104 | (0-2)104 | 10 днів | - |
| Сульфати | 1 | 1 | 5 днів | 7 108 |
| Сірководень | 0,005 | 0,005 | 0,5 дня | 7 108 |
| Озон | 0,1-0,2 | 0,02 | 10 днів | - |
| Оксиди азоту | 0,1-0,5 | 0,01-0,2 | 5 днів | 2 109 |
| Аміак | 0,01-0,02 | 0,01 | 2-5 днів | 4 106 |
| Вуглеводні | 2 | 0,01 | - | 5 107 |
| Метан | 3 | 1,5 | 3 роки | 1 108 |
| Фреони | 10-4 | 10-4 | 30-70 років | 1 106 |
Ще одним потужним джерелом забруднення навколишнього середовища є побутові відходи. Сьогодні кожна людина щоденно викидає більше 2-х кг твердих побутових відходів. Маса світового потоку таких відходів становить щорічно 400 млн тонн, з яких 80% «знешкоджується» шляхом поховання під землею. Із сміттям у біосферу щороку потрапляє 85 млн. тонн органічного вуглецю. Окрім істотного внеску у глобальне потепління, звалищ ний газ сприяє ще й загорянню як самих звалищ так і об’єктів поблизу них. При цьому на –звалищах знаходиться біля 10 % полімерних матеріалів а
Кожні 10 років кількість синтетичних полімерів подвоюється, вони постійно "збагачуються" відходами, що містять солі важких металів, інші токсичні сполуки. Відтак, при горінні звалищ утворюється та переноситься у повітря величезна кількість не властивих природі отруйних речовин, часто навіть - із невстановленою хімічною будовою та відповідно - прогнозованими наслідками для здоров'я. Обов'язковими продуктами горіння звалищ є активні канцерогени.
Джерелом небезпечного хімічного та біологічного забруднення довкілля є так званий «звалищний фільтрат» - атмосферна волога, насичена токсичними сполуками, патогенними бактеріями та продуктами їхньої життєдіяльності. Усе це може мігрувати у ґрунтові води - і часто на досить великі глибини та на багатокілометрові відстані від самого об'єкту забруднення.
Усі перераховані ризики та кризові явища спонукали людство до створення цілої господарської галузі, що отримала назву "wastemanagement" - керування (управління) відходами. використання. Лідерами у розвитку ефективних технологій поводження з відходами є країни Західної Європи, а серед них перебуває на першому місці, безумовно, Німеччина. Власне німці на практиці довели, що найдоцільніше іти шляхом повного роздільного збирання підходів. : окремо - полімери, окремо - папір та картон, окремо - залізо , окремо - кольорові метали, окремо - скло кольорове, окремо - скло біле, окремо - тканини, окремо - харчові рештки і т.ін.
Сучасна технологія поховання ТПВ у землі передбачає в якості обов'язкових етапів:
- максимально повне розділення сміття із вилученням токсичних відходів та цінної вторинної сировини,
- компостування органічних рештків.
- пресування з метою зменшення об'єму ТПВ.
- відведення та спалення з енергетичною метою "звалищного газу",
- дренаж фільтрату, його відведення та знезараження.
Що ж цікавого в Україні ? Лише 52 % населення охоплено системою видалення відходів. За останні роки поступово впроваджується практика їх роздільного збирання. Однак в більшості невеликих міст та абсолютній більшості сіл побутові відходи взагалі не збираються та не вивозяться, що призводить до розростання величезної кількості стихійних смітників, часто наближених до житла, джерел водопостачання, місць відпочинку. В таких місцях лише за приблизною оцінкою знаходиться до 66% усіх ТПВ, що продукуються в Україні, частина з них є токсичними. Переважна більшість (до 90%) їх функціонує в режимі перевантаження, з порушенням проектних показників та правил безпеки.
У загальній масі побутових відходів, що вивозиться на українські смітники, до 25% становлять харчові рештки, 20% -папір, 10% - метал, 12% - скло. Обсяги вторинного використання відходів постійно скорочуються.
У нас практично немає підприємств західного зразка з комплексною переробкою одразу декількох видів відходів, приміром - із отриманням на вході несортованих відходів, а на виході: металобрухту, подрібненого скла, полімерних гранул, макулатури та готового компосту.
2. ХІМІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДІОКСИДІВ
2.1 ДІОКСИД ВУГЛЕЦЮ, ЙОГО ВЛАСТИВОСТІ, ДОБУВАННЯ
Діокси́д вуглецю́, вуглекислий газ, (рос. углекислый газ, англ. Carbon dioxide, нім. Kohlensäure f, gasförmige Kohlensäure f, Kohlendioxyd n) —хімічна сполука, поширена в природних газах, що містять його в кількості від декількох відсотків до практично чистого вуглекислого газу. Безбарвний, має кислуватий смак і запах. Є кінцевим продуктом окиснення вуглецю, не горить, не підтримує горіння і дихання. Токсична дія вуглекислого газу виявляється при його вмісті в повітрі 3-4 % і полягає в подразненні дихальних шляхів, запамороченні, головному болі, шумі у вухах, психічному збудженні, непритомному стані.
Вуглекислий газ є продуктом спалювання викопного палива. Він має парникові властивості, тобто сприяє утриманню тепла на поверхні Землі і вносить основний вклад у глобальне потепління.
При 20 °C в 1 об'ємі води розчиняється 0,88 об'ємів . Водний розчин його має кислуватий смак. На відміну від монооксиду діоксид вуглецю є солетворним оксидом — ангідридом карбонатної кислоти .
Під тиском близько 60 атм діоксид вуглецю при звичайній температурі перетворюється в рідину. У зрідженому стані у сталевих балонах його можна зберігати і транспортувати. При сильному охолодженні він перетворюється в снігоподібну масу (сухий лід), яка сублімує (випаровується не плавлячись) при —78,5°С.
Діоксид вуглецю не підтримує дихання і горіння звичайних видів палива. Але речовини, що мають більше споріднення до кисню, ніж вуглець, можуть забирати у нього кисень. Так, наприклад, запалена свічка гасне в атмосфері , а запалена магнієва стрічка продовжує горіти:
Незначні кількості нешкідливі для людини і тварин, але при концентрації його в повітрі понад 3% за об'ємом він стає шкідливим, а при 10 % і більше — смертельним.
У народному господарстві діоксид вуглецю широко застосовується в хімічній промисловості при виробництві соди, сечовини тощо, а також у виробництві цукру, вина, пива, для виготовлення газової води і т. д. Широко відомі природні джерелу діоксиду вуглецю у вигляді мінеральних вод «Нарзан», «Боржом» та інші. Спресований твердий під назвою «сухий лід» застосовують для охолодження м'яса, риби і інших харчових продуктів, що швидко псуються. Сухий лід значно більше, ніж звичайний, знижує температуру і при випаровуванні не залишає ніякої рідини. У техніці діоксид вуглецю одержують обпаленням вапняку з одночасним одержанням паленого вапна:
CaCO3 = CaO + CO2↑
В лабораторних умовах його звичайно одержують при дії хлоридної кислоти на мармур:
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑
У природі діоксид вуглецю постійно утворюється при найрізноманітніших процесах: горінні вугілля і інших видів палива, диханні, бродінні, гнитті тощо.
2.2 ДІОКСИД СІРКИ, ФІЗИЧНІ ТА ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ, ДОБУВАННЯ, ЗАСТОСУВАННЯ
Діоксид сірки, ( інші назви: сульфітний ангідрид, сірчистий газ) — безбарвний газ, з різким задушливим запахом.
Фізичні властивості.
Діоксид сірки при звичайних умовах являє собою безбарвний газ, з різким задушливим запахом. Він важчий від повітря більше ніж у два рази. При охолодженні до —10°С діоксид сірки скраплюється в безбарвну прозору рідину, а під тиском 2,5 атм. скраплюється при звичайній температурі. Тому його можна зберігати і транспортувати в стальних балонах у рідкому стані. Випаровування рідкого супроводжується значним охолодженням (до —50°С). У воді діоксид сірки розчиняється дуже добре: в одному об'ємі води розчиняється до 40 об'ємів . Діоксид сірки отруйний, хоч і значно менше, ніж сірководень. Наявність його в повітрі в кількості 0,33 мг/дм3
і більше викликає задишку і запалення легенів. Тому працювати з ним слід обережно.
Хімічні властивості
Діоксид сірки займає проміжне положення в ряду окиснення — відновлення сірки. Сірка в ньому позитивно чотиривалентна. Тому атом сірки в молекулі може або віддавати ще два електрони, або приєднувати чотири або шість електронів. Отже, в залежності від умов діоксид сірки може бути відновником або окисником. Більш різко в
При взаємодії з окисниками виявляє відновні властивості.
Наприклад:
Навпаки, при взаємодії з дуже сильними відновниками він виявляє окислювальні властивості.
Наприклад:
Добування.
Сульфітний газ утворюється при спалюванні сірки в повітрі або в кисні:
S + O2 =
Але в промисловості для одержаннявикористовують звичайно більш дешеву сировину, головним чином залізний колчедан (пірит) FeS2
. Горіння піриту відбувається за реакцією:
Значні кількості одержують як побічний продукт у кольоровій металургії при випалюванні сульфідних руд, наприклад цинкової обманки:
У лабораторних умовах діоксид сірки одержують звичайно при дії на гідросульфіт натрію сульфатною кислотою (або хлоридною), або шляхом розчинення міді в сульфатній кислоті при нагріванні:
Застосування
Діоксид сірки застосовують у різних галузях промисловості. Найбільші його кількості йдуть на виробництво сульфатної кислоти. Діоксид сірки має здатність убивати різні мікроби, тому ним обкурюють складські приміщення, підвали, винні бочки тощо, а також овочі і фрукти, щоб запобігти їх загниванню.
Діоксид сірки знебарвлює різні органічні барвники і застосовується для відбілювання вовняних і шовкових тканин, соломи тощо. Але його відбілююча дія має інший характер, ніж кисню і хлору. Кисень і хлор руйнують забарвлюючі речовини, а утворює з ними безбарвні речовини. Деякі з них з часом можуть поступово розкладатися. Наприклад, відбілена сульфітним газом солома, з якої роблять капелюхи, під впливом сонячного світла поступово жовтіє, повертаючи свій попередній колір.
2.3 ДІОКСИД АЗОТУ
Діоксид азоту і гемітетраоксид азоту при звичайних умовах являють собою газову суміш бурого кольору з задушливим запахом. Ця суміш при 21,15°С згущується в ясно-жовту рідину, а при —11,2°С замерзає в безбарвну масу.
При —11,2°С і нижчій температурі існують лише безбарвні молекули гемітетраоксиду. При вищій температурі молекули дисоціюють на молекули діоксиду азоту темно-бурого кольору. З підвищенням температури рівновага дисоціації дедалі зміщується в бік утворення діоксиду, а при 140°С настає повна дисоціація . При цій і вищій температурі існують лише молекули . Таким чином, у температурному інтервалі від —11,2°С до + 140°С обидва оксиди перебувають у рівновазі один з одним. Цю рівновагу можна зобразити таким рівнянням:
100% <=> 100%
при —11,2°С при +140°С
Зміщенням цієї рівноваги пояснюється те, що з підвищенням температури колір суміші стає темнішим, а при зниженні температури поступово ясніє до повного знебарвлення при температурі замерзання. Діоксид азоту, в свою чергу, вище 140°С теж починає розкладатися і при 600°С повністю перетворюється в монооксид азоту NO і кисень:
Тому з підвищенням температури понад 140°С чорно-бурий колір газу поступово ясніє, а при 600°С газ стає безбарвним.
У лабораторних умовах діоксид азоту звичайно одержують термічним розкладом нітрату свинцю за реакцією:
2Pb(NO3
)2
= 2PbO + 4NO2
↑ + O2
↑
У промисловості його добувають у великих кількостях для виробництва нітратної кислоти окисненням монооксиду азоту киснем повітря.
У хімічному відношенні діоксид (і гемітетраоксид) азоту відзначається як дуже сильний окисник. Так, він легко окиснює сульфітний ангідрид SO2
у сульфатний ангідрид SO3
:
SO2
+ NO2
= SO3
+ NO
Діоксид азоту дуже отруйний. Вдихання його викликає сильне подразнення дихальних оганів. Тому працювати з ним слід дуже обережно.
У воді обидва оксиди азоту добре розчиняються. При цьому гемітетраоксид азоту вступає в хімічну взаємодію з водою і утворює суміш нітратної і нітритної кислот:
N2
O4
+ H2
O = HNO3
+ HNO2
Якщо суміш цих оксидів розчиняти в їдких лугах, то утворюється суміш відповідних нітратів і нітритів, наприклад:
N2
O4
+ 2NaOH = NaNO3
+ NaNO2
+ H2
O
У молекулі N2
O4
один атом азоту позитивно п'ятивалентний, а один — позитивно тривалентний. Тому його структурній формулі надають такого вигляду:
O = N3+ — O — N5+ = O
О
Забруднення атмосферного повітря діоксидом азоту містить у собі загрозу не тільки для здоров'я людей, але і наносить екологічну шкоду всьому природному середовищу. Негативний біологічний вплив діоксиду азоту на рослини виявляється в знебарвленні листів, зів'яненні квіток, припиненні плодоносіння і росту.
Небезпека діоксиду азоту полягає ще в тому, що він добре розчиняється у воді з утворенням кислотних дощів, а також вступає в фотохімічні реакції з граничними вуглеводнями, утворюючи фотохімічний смог одним із компонентів якого є токсичний продукт – формальдегід.
3. РЕАКЦІЯ НА ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРИ ДІОКСИДАМИ
3.1 РЕАКЦІЯ НА ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРИ ОКСИДАМИ АЗОТУ
До числа пріоритетних речовин, що забруднюють атмосферу, відносяться також оксиди азоту, які утворюються при згоранні палива, очистці нафти, у процесі ряду хімічних виробництв, а також містяться у вихлопних газах автомашин.
Навіть малі концентрації оксидів азоту в повітрі можуть порушувати зелену масу чутливих рослин і вони чинять на рослини негативний вплив і тоді, коли пошкодження ще не наявні.
Встановлено, що в рослинах, фумігованих NO2
, утворюється нітрат- (NO3
-
) і нітрит- (NO2
-
) йони, причому спочатку в рівній кількості, а далі акумулюється тільки NO2
-
. Нітрит-іон більш токсичний, ніж нітрат і більшість рослин мають ферментативні механізми його детоксикації до певного рівня. Рослини абсорбують газоподібну NO2
швидше, ніж NO, тому, що перший легше розчиняється у воді. Пошкодження рослин під дією NO2
є результатом або закислення або фотоокислення. Дія на рослини газоподібних NOта NO2
у концентраціях, які не призводять до з’явлення видимих пошкоджень, викликає зниження інтенсивності фотосинтезу. Комбінована дія цих газів адитивна, проте ефект дії NO проявляється швидше, ніж NO2.
Гостра дія NO2
може бути схожою з дією SO2
Низькі концентрації NO2
стимулюють ріст рослин, а їх зелень стає більш темною. Може мати місце неспецифічний хлороз з наступним передчасним опаданням листя.
3.2 СУМІШ ДІОКСИДУ СІРКИ ТА ОЗОНУ
Суміш SO2
і озону (або фотохімічних оксидантів) була першим об'єктом досліджень при вивченні дії суміші забруднюючих речовин на рослини. Було встановлено, що дія суміші SO2
і озону на листя тютюну є більш адитивною, причому порогове значення концентрації забруднення, при якому спостерігається ураження, зменшується. У дослідженнях, які були виконані пізніше і в яких як рецептор використовувалася сосна Веймутова (PinusstrobusL.), також був відмічений ефект синергізму дії суміші цих газів, що викликає синдром «хлоротичної карликовості». Детальне дослідження ефектів синергізму було виконане з використанням тютюну як рецептора. Вченим вдалося встановити, що при попередній дії озону і SO2
значення порогової концентрації SO2
, при якій спостерігається ураження листя, зменшується, для дії озону такого ефекту не спостерігалося. Результати цієї роботи підтвердилися подальшими дослідженнями, в яких був знайдений ефект антагонізму при дії суміші SO2
і О3
на два сорти соєвих бобів. Ефект синергізму спостерігався при дії суміші газів на один з видів тополі осиноподібної(Populustremu-loldesMinchx.). Для чутливих підвидів цього виду поразка листя реєструвалася і у тому випадку, коли концентрація SO2
і О3
в суміші була нижчою за ті значення концентрації цих сполук окремо, при яких спостерігалося ураження. У дослідах з соєю (Glycinemax(L.) Merr.) була знайдена антагоністична дія компонентів газової суміші на ураження листя рослин . У деяких дослідженнях було знайдено, що симптоми ураження рослин, що спостерігаються при дії суміші SO2
і О3
, мають більшу схожість з симптомами ураження озоном, а не діоксидом сірки. Проте є і виключення. Експерименти з сортом Sanilacбілої квасолі показали, що при дії суміші SO2
і озону спостерігається хлороз листя, тоді як дія кожного газу окремо веде до утворення некрозу.
Ефект синергізму спостерігався і при дії суміші озону і діоксиду сірки в порівнянних концентраціях на листя редьки, огірків, а також бегонії.
Результати сучасних досліджень продовжують підтверджувати висновки попередніх робіт про те, що дія суміші діоксиду сірки і озону викликає ураження листя, але може і не супроводжуватися порушенням росту рослини. Так, в було встановлено, що при дії суміші цих газів на соєві боби зменшується урожай цієї культури і змінюється швидкість росту рослини, проте об'єм ураженого листя при цьому збільшується. За даними, що є в літературі, дія суміші озону і SO2
може призводити до антагоністичної дії на ураження листя рослини і більш ніж адитивної дії на ріст цієї ж рослини. У експериментах з бегонією було встановлено, що залежно від дози ефект дії (зміни маси листя) може бути більшим або меншим адитивного.
Фізіологічні і біохімічні зміни, що відбуваються в тканинах рослини при дії суміші SO2
і О3
, розглянуті лише кількох роботах. Було знайдено, що результат дії суміші озону і SO2
на швидкість фотосинтезу широколистяних дерев є більшим аддитивного. Вивчення у відгуку пор листя винограду і петунії на дію озону і SO2
показало змінність ефекту дії. Проте при вивченні такого ж виду дії на квасолю (Phaseolus vulgaris L.) був знайдений антагоністичний ефект дії озону і SO2
на листя рослини, що пояснюється синергетичною дією цих газів на закриття пор листя. На відміну від квасолі дія суміші О3
і SO2
на редиску і огірки підсилює ефект ураження листя і збільшує опір їх пор.
В даний час на підставі наявної фрагментарної інформації не представляється можливим створити повну модель, що описує механізм дії діоксиду сірки і озону на рослини. З достатньою очевидністю спільна дія суміші цих газів виявляється в змінах функціонування пор листя і проникності клітинних мембран.
3.3 СУМІШ ДІОКСИДУ СІРКИ ТА ДІОКСИДУ АЗОТУ
Присутність цих двох забруднюючих речовин в атмосфері обумовлена промисловими викидами, а також надходженням у повітря продуктів згорання викопного палива, що витрачається для отримання електричної енергії. Оскільки вміст NO2
в атмосферному повітрі значно нижче тих значень, при яких вона викликає ураження рослин, інтерес до цього газу був обумовлений в основному можливістю його спільної дії (наприклад, з SO2
), при якому ураження рослин може спостерігатися і при нижчих концентраціях NO2
. Дослідження, проведені американськими ученими дозволили встановити, що для багатьох видів рослин (соя, редиска, помідори, овес) дія суміші SO2
і NO2
призводить до синергізму, викликаючи ураження листя рослин. Симптоми ураження верхньої частини листя, що спостерігалися при такій дії, були схожі на симптоми ураження листя озоном.
Деякі спостереження за ростом рослин при дії SO2
і NO2
дозволили знайти ефект спільної дії. Ефект синергізму виявлявся в зменшенні таких параметрів росту трав (які використовувалися в експериментах), як загальна суха маса, маса зеленого листя, маса коріння, площа листя, число листя і паростків. Лише в декількох випадках ефект спільної дії був просто адитивним або меншим адитивного. Дія суміші SO2
і NO2
на деякі види кормових трав може призводить до адитивного або синергетичного ефекту на загальний ріст рослин. Проведені експерименти свідчили і про зменшення порогу чутливості рослин при дії суміші газів. На відміну від приведених вище результатів, дослідження з рослинами посушливих територій показали, що ефект дії газової суміші хоча і змінюється для різних видів рослин, синергізм дії не спостерігається. Було також встановлено, що однорічні рослини ушкоджуються сильніше багаторічних. На чинники росту рослини чинить вплив і концентрація компонентів газової суміші.
Суміш SO2
і NO2
може впливати і на фізіологічні показники рослин. Може, наприклад, знижуватися швидкість транспірації листя, швидкість фотосинтезу.
3.4 СУМІШ ДІОКСИДУ СІРКИ ТА ФТОР ОВОДНЮ
Присутність HFв поєднанні з іншими забруднюючими речовинами є новим додатковим чинником. Вплив цього чинника визначається можливістю участі йонів фтору в акумуляції стабільних фітотоксикантів. Як діоксид сірки, так і фтористий водень емітуються в атмосферу різними промисловими джерелами. Емісія фтористого водню супроводжується також викидами в атмосферу летких кремній-фтористих сполук.
Значний об'єм досліджень по цій проблемі був проведений в Інституті вивчення рослин Бойса Томпсона. Згідно даним при тижневій експозиції рослин в суміші, що містить 150 млрд-1
SO2
і 0,6 млрд-1
HF, об'єм ураженого листя кукурудзи (ZeamaysL.) і ячменю (HordeumvulgareL.) був таким же, як і при дії лише SO2
. У тих же умовах рослини квасолі (PhaseolusvulgarisL.) на дію цих речовин не реагували. При зменшенні концентрації SO2
до 80 млрд-1
і збільшенні концентрації фтористого водню до 0,8 млрд-1
і часу експозиції до 27 діб дія суміші цих речовин на кукурудзу і ячмінь перевищувала адитивну. Реакція рослин була специфічною і полягала в появі невеликих еліптичних плям на периферійних частинах старішого листя. У стійкіших до дії фтористого водню сортів кукурудзи число плям на листі при фумігуванні рослини сумішшю газів було менше, а при фумігуванні фтористим воднем і діоксидом сірки окремо рослини взагалі не реагували на дію. У експериментах, що проводились з сортом гладіолуса Wite Frendship, присутність фтористого водню в повітрі запобігала негативній дії SO2
на листя рослини.Попередня обробка бавовнику (GossyniumhirutumL.) невеликими дозами фтористого водню підвищувала його чутливість до дії SO2
. Для соняшнику (Неlianthus annuas) така попередня обробка фтористим воднем знижувала чутливість рослини до подальшої дії SО2
. Досліди, що проводяться з фумігуванням сосни Веймутова (PinusstrobusL.), не дозволили встановити відхилення від адитивного ефекту дії цих сполук.
Підвищений вміст в атмосфері SO2
і фтористого водню зменшує швидкість розвитку шишок і сприяє ранішому випаданню насіння у сосни звичайної (Pinus sylvestris L.) в природних умовах. Проте сумісного ефекту дії SO2
і фтористого водню в проведених спостереженнях знайдено не було.
Ефект синергізму при дії SO2
і HF може позначатися на зменшенні швидкості поглинання рослиною СО2
з атмосфери. Експерименти з норвезькою ялиною, що піддається дії SO (75 млрд-1
), показали, що присутність SO2
збільшує швидкість накопичення фтору в кореневій системі і в голках ялини.
3.5 СУМІШ ОЗОНУ ТА ДІОКСИДУ АЗОТУ
Озон і діоксид азоту є компонентами фотохімічного забруднення атмосфери, проте їх сумісний вплив на рослини вивчений ще не достатньо. У ранніх роботах при вивченні дії цих сполук на листя помідорів (Lycopersicum esculentum Mill.) і перцю (Calsicum frutescens L.) спостережуваний ефект був менше адитивного. Проте дані цих робіт представляють, швидше, академічний, а не практичний інтерес, оскільки використовувана в цих дослідженнях концентрація діоксиду азоту (15 млн.-1
) більша вмісту цього газу в атмосфері. Результати пізніших експериментів, виконаних з десятьма видами дерев, що ростуть в США, свідчать про нижчий, ніж сумарний, ефект дії.
Наявність фотохімічного джерела діоксиду азоту в атмосфері веде до інтенсивного утворення цієї речовини в атмосфері вранці. Як правило, витрачання діоксиду азоту протягом доби сприяє збільшенню вмісту озону в атмосфері. Особливості такого взаємозв'язку між вмістом O3
і NO2
в повітрі можуть відображатися на зростанні деяких рослин. Для з'ясування цього питання в нашій лабораторії вивчалася послідовна дія NO2
і O3
на пшеницю (TriticumaestivumL.), карликову квасолю (PhaseolusvulgarisL.) і редьку (Raphanussativus). Згідно цим дослідженням, пшениця і редька мають достатньо схожі відгуки на щоденну дію діоксиду азоту в концентрації 0,1 млн.-1
з 9 до 12 год. Під впливом діоксиду азоту рослини ставали чутливішими до подальшої негативної дії озону в концентрації 0,1 млн.-1
з 12 до 18 год. Хоча дія лише NO2
є стимулюючою для рослини, спільна дія O3
і NO2
зменшує накопичення сухої речовини в листі і кореневій системі рослин (в порівнянні з аналогічним ефектом, обумовленим дією озону). В той же час попередня «обробка» квасолі діоксидом азоту призводить до складнішої реакції рослини.
Діоксид азоту чинить виразно виражену стимулюючу дію на ріст верхівки рослини, а дія лише одного озону помітно змінює ріст. Послідовність дії цих сполук призводить до простого сумарному ефекту, що впливає на зміни зріст рослини (тобто негативний ефект дії озону нейтралізується позитивним ефектом впливу діоксиду азоту). Проте оцінка наслідків дії суміші газів на рослину маскується різко вираженою відмінністю ефектів дії на окремі органи рослини. Таким чином, попередня «обробка» рослини діоксидом азоту послаблює ефект дії озону, що виражається в затримці зріст листя, зменшенні маси зеленого листя. Результуючий ефект, обумовлений дієюO3
і NO2
на рослину, таким чином, не перевищує ефект сумарної дії.
Результуюча дія озону і діоксиду азоту на рослини, поза сумнівом, відображає присутність тонких ефектів впливу кожного з газів на розвиток рослини, механізм яких поки що не встановлений. Існування сумісного ефекту також відображає і складність відгуку рослини на дії, які можуть конкурувати або доповнювати один одного — інгібуючи або стимулюючи розвиток рослини.
4. ЗАХОДИ ЩОДО ЗМЕНШЕННЯ РИЗИКІВ ЗАБРУДНЕННЯ
Оскільки для поширення СОЗ не існує державних кордонів, ця проблема отримує загальнопланетарне значення. Жодна країна не здатна самотужки впоратися з цією загрозою. Настав час активних дій — зволікання може коштувати життя наших дітей, послідовно руйнуючи процеси відтворення людини на планеті.
Програма ООН з охорони довкілля (UnitedNationsEnvironmentalProgram, ЮНЕП) протягом останніх років проводить широкомасштабні заходи щодо скорочення ризиків від застосування стійких органічних забруднювачів (СОЗ) та запобігання їх шкідливого впливу на здоров'я людей і навколишнє середовище. Зустрічі з даної проблеми були проведені у липні 1998 р. у Монреалі, січні 1999 у Найробі, вересні 1999 у Женеві. В березні 2000 року у Бонні збиралися представники Міжурядового Комітету з переговорів, які проходили під егідою ЮНЕП за участі неурядової організації «Міжнародна Робоча Мережа за Видалення СОЗ». Кінцева мета спільних дій — не «регулювання ризиків, а повна ліквідація вже існуючих забруднень і перехід на чисті технології. Прийшло розуміння того, що СОЗ являють собою глобальну екологічну загрозу. Це було офіційно зафіксовано Стокгольмською конвенцією.
ЇЇ мета якої полягає у «охороні здоров'я людини та навколишнього середовища від стійких органічних забруднювачів». Вона є важливим елементом міжнародного співробітництва у сфері охорони довкілля та системи забезпечення сталого розвитку.
Конвенція націлена на скорочення використання та поступову ліквідацію дванадцяти особливо токсичних СОЗ. Вона визначає шляхи до врятування майбутнього наступних поколінь та ліквідації залежності нашої економіки від небезпечних сполук.
Стокгольмська конвенція про СОЗ була прийнята та відкрита для підписання на Конференції повноважних представників у Стокгольмі 22-23 травня 2001 року.
Визнаючи надзвичайну актуальність проблеми СОЗ для людства, Стокгольмську конвенцію про СОЗ вже підписали 151 країна світу. Україна була однією із перших країн, що підписали конвенцію 23 травня 2001 року, а 17 травня 2004 року Стокгольмська конвенція набула чинності,
Конвенція зобов'язує уряди держав вжити заходів щодо скорочення викидів діоксинів, фуранів, гексахлорбензолу і ПХБ як побічних продуктів виробництв з метою послідовного скорочення викидів до мінімуму і за можливістю їх повної ліквідації.
Вона обмежує імпорт та експорт 10 спеціально вироблених СОЗ, допускаючи їхнє транспортування тільки для видалення екологічно безпечним способом або для санкціонованого використання.
Дає можливість державам припинити до 2025 року експлуатацію існуючого устаткування, яхе містять ПХД, за умови, що це устаткування утримується у нормальному технічному стані, який запобігає витіканню.
Закликає уряди держав розробляти та здійснювати стратегії з виявлення запасів, а також продукції та виробів, що містять СОЗ, та видаляти їх надійним, ефективним і екологічно безпечним способом.
Вимагає, щоб відходи, які містять СОЗ, оброблялися, збиралися, транспортувалися та зберігалися екологічно безпечним способом.
Конвенція не дозволяє рекуперацію, рециркуляцію, утилізацію, пряме повторне або альтернативне використання СОЗ і забороняє їх перевезення через державні кордони з порушенням встановлених правил.
Закликає надати фінансову підтримку країнам, які розвиваються, щодо визначення місць зберігання запасів і звалищ відходів, які містять СОЗ, та їх видалення екологічно безпечним способом.
Ключовим положенням Стокгольмської конвенції є збереження здоров'я людини та довкілля шляхом переходу на альтернативні способи господарювання. Зменшення ризиків, пов'язаних із СОЗ, — непросте завдання.
У відповідності до основних положень Конвенції розроблено Національний план виконання Стокгольмської конвенції. Він орієнтований на заохочення та підтримку загальнонаціональних і місцевих органів влади в їхніх зусиллях належним чином знешкодити або ліквідувати СОЗ, усунути чи обмежити забруднення хімічними речовинами навколишнього середовища та знівелювати їхній вплив на здоров'я населення України, а також передбачає в першу чергу здійснення заходів, які покликані істотно покращити екологічну ситуацію в країні.
Ситуація, яка склалася в Україні у сфері поводження з непридатними та забороненими до застосування пестицидами (НП) внаслідок надмірного їх накопичення, досягла критичної ваги та вимагає термінового втручання..
У 1999—2003 роках виконувався українсько-датський проект «Ліквідація ризиків, пов'язаних з накопиченими в Україні непридатними або забороненими для використання пестицидами». Зазначений проект передбачав створення та прийняття Плану дій із зменшення ризиків, пов'язаних з накопиченими в Україні відходів. На жаль, План не набув чинності досі.
По сьогодні ще немає достовірних даних щодо кількості та якісного складу непридатних пестицидів, які знаходяться на території України. За даними інвентаризації, станом на 31.03.2006 кількість НП та промислових відходів з групи СОЗ в Україні становить близько 31 689,2 тонни. Серед них — непридатних для використання пестицидів isгрупи СОЗ 2019,2 тонни (з них 1744,2 тонни — це ДДТ). Переважна кількість ДДТ (понад 800 тонн) зберігається в Одеській області на відпрацьованій ділянці вапнякового кар'єру «Алтестове».
В Україні на полігоні твердих токсичних відходів в м. Калуші Івано-Франківської області захоронено 11 088 тонн гексахлорбензолу — промислового відходу із групи СОЗ. Цей полігон може претендувати на одне з найбільших у світі місць захоронення.
За результатами первинної інвентаризації, загальна маса відходів, які наявні в обладнанні та зберігаються окремо на об'єктах України, оцінюється приблизно в 4240 тонн.
Аналіз даних щодо їх кількості свідчить про те, що найбільші обсяги відходів знаходяться на найбільш енергоємних виробництвах, а їхній територіальний розподіл відповідає «питомій вазі» відповідних галузей у регіонах. Наприклад, у Східній Україні сконцентровані найпотужніші підприємства металургійної та обробної промисловості. І результати інвентаризації підтверджують, що найбільша кількість відходів, що містяться в електротехнічному обладнанні, сконцентрована у цьому регіоні країни.
«Гарячими точками» концентрації запасів синтетичних рідин, які містять ПХД, є Автономна Республіка Крим, Донецька, Дніпропетровська, Київська та Запорізька області.
Чорна і кольорова металургія та виробництво електроенергії і тепла — ці галузі роблять головний вклад у загальний обсяг викидів (95%). У повітря та відходи сумарно надходить до 99%викидів. Причому у 2002 році значення відносних обсягів викидів у ці середовища порівняно з 1990 роком практично помінялися місцями — у повітря зросли з 47,4% до 54,0%, а у відходи скоротилися з 52,6% до 45,4% при загальному скороченні оцінених викидів майже вдвічі .
5. ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ ТА РУЙНУВАННЯ ОЗОНОВОГО ШАРУ ТЕРНОПІЛЬСЬКОЇ ОБЛАСТІ
В області намітилась тенденція до збільшення викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря, що пов’язано зі збільшенням об’ємів виробництва.
Найбільший вклад у сумарний по області викид забруднюючих речовин в атмосферне повітря від стаціонарних джерел внесли оксиди вуглецю - 3,446 тис. т, оксиди азоту - 2,119 тис. т, речовини у вигляді суспендованих твердих частинок – 2,526 тис. т.
Найбільша щільність викидів на 1 км 2
– 13, 026 т у м. Тернополі.
Аналіз розподілу викидів по території області свідчить, що найбільший внесок у валовий викид забруднюючих речовин в атмосферне повітря дають підприємства Тернопільського, Гусятинського, Кременецького та Чортківського районів.
До найбільших забруднювачів атмосферного повітря в області належать підприємства, діяльність яких пов’язана з транспортуванням газу ( 11,358 тис.т, або 55,5 % від загальних викидів стаціонарними джерелами по області), а саме: Тернопільське лінійне виробниче управління магістральних газопроводів філії УМГ „Львівтрансгаз” ДК „Укртрансгаз” (7,538 тис.т, або 36,6 %), Гусятинська газокомпресорна станція Барського лінійного виробничого управління магістральних газопроводів „Черкаситрансгаз” (2,5 тис.т, або 12,2%), Кременецьке відділення постачання та реалізації газу філії УМГ „Львівтрансгаз” ДК «Укртрансгаз» НАК „Нафтогаз України” (0,982 тис.т, або 4,8%).
Основним джерелом забруднення атмосферного повітря в області є викиди вихлопних газів автотранспорту, що зумовлено збільшенням кількості одиниць автотранспорту. Відмічається активізація транспортного руху в центральних частинах міст та на вулицях населених пунктів. В зимовий період забруднювачами атмосферного повітря є викиди котелень опалювальної системи, приватних будинків, індивідуальних опалювальних систем комунальних квартир.
Стан атмосферного повітря досліджувався за наступними інгредієнтами: діоксид азоту- 147 досліджень, 20 проб з перевищенням ГДК; оксид вуглецю -150 досліджень, 30 проб з перевищенням ГДК, завислі речовини -132 дослідження, 9 проб з перевищенням ГДК, формальдегід - 90 досліджень, 17 проб з перевищенням ГДК хлористий водень - 6 досліджень, аміак - 15 досліджень.
ВИСНОВКИ
Атмосферне повітря є одним з головних джерел життя на Землі. Людина не може прожити без повітря більше п’яти хвилин. Повітря використовується і в багатьох виробничих процесах, оскільки є окислювачем при горінні. Атмосфера є не лише життєдайним “буфером” між Космосом і поверхнею нашої планети, носієм тепла та вологи, через неї відбуваються також фотосинтез і обмін енергії – головні процеси біосфери.
Атмосфера регулює теплообмін Землі з космічним простором, впливає на її радіаційний та водний баланси.
В результаті антропогенної діяльності відбувається забруднення атмосфери, що призводить до зміни хімічного складу атмосферного повітря.
Важливою проблемою є дотримання екологічних вимог при експлуатації підприємств, споруд та при інших видах діяльності. Ці вимоги можна реалізувати на підставі впровадження та більш ефективного використання природоохоронних заходів, серед котрих чільне місце посідають заходи щодо попередження забруднення атмосфери, оскільки будь-яке порушення чистоти атмосферного повітря обов’язково впливає на стан води та землі.
Промислові викиди в атмосферу несприятливо впливають перш за все на людину та на навколишнє природне середовище, а найбільш важкі форми прояву спостерігаються на промислових майданчиках та прилеглих до них територіях. Саме тут виникають найбільш високі концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі, котрі перевищують гранично допустимі концентрації в два – п’ять, а нерідко і в більше разів, і саме на цих територіях акумулюється їхня основна маса ґрунтом та поверхнею водоймищ. У зв’язку з цим особливо гострою є проблема запобігання забруднення атмосфери міст, де зосереджена більша частина населення та промисловості.
В результаті спрацьованої мною літератури встановлена кількість шкідливих речовин, що відходять від джерел їх утворення.
Основними забруднювачами атмосферного повітря на виробництві є:
- діоксид азоту, оксид азоту, оксид вуглецю, сірчистий ангідрид, сажа, які надходять в атмосферне повітря;
- діоксини – дуже токсичні речовини, що утворюються в процесах спалювання органічних сполук, а також при виробництві деяких пестцидів та інших хімікатів;
- найбільший - «внесок» в забруднення навколишнього середовища вносять теплові електростанції, металургійні й хімічні заводи. На частку теплових електростанцій припадає 35% сумарного забруднення води і 46% повітря. Вони викидають сполуки сірки, вуглецю та азоту, споживають велику кількість води: для утримання однієї кВт-години електроенергії теплові електростанції витрачають близько 3 л води (атомні — ще більше: 6-8 л). Стічні води теплових електростанцій забруднені й мають високу температуру, що стає причиною не тільки хімічного, а й теплового забруднення;
- металургійні підприємства відрізняються високим споживанням ресурсів і великою кількістю відходів, серед яких пил, оксид вуглецю, сірчаний газ, коксовий газ, фенол, сірководень, вуглеводні (в тому числі бевдопирен). Металургійна промисловість споживає багато води, яка забруднюється в процесі виробництва;
- різноманітними видами виробництва характеризується хімічна промисловість. Найбільш небезпечними є виробництво аміаку, кислот, анілінових фарб, фосфорних добрив, хлору, пестицидів, синтетичного каучуку, каустичної соди, ртуті, карбіду кальцію, фтору;
- сильно забруднюють атмосферу автомобілі. Автомобільний транспорт (в світі налічується більше 600 млн автомобілів) дає 70-90% забруднень у містах. Якщо врахувати, що в містах мешкає більше половини населення Землі, то стане зрозумілим вирішальне значення автотранспорту щодо безпосереднього впливу на людей.
У викидних газах автомобілів переважають оксид вуглецю, диоксид азоту, свинець, токсичні вуглеводні (бензол, толуол, ксилол та ін.). Взаємодія вуглеводнів та оксидів азоту при високій температурі призводить до утворення озону (О3). Якщо в шарі атмосфери на висоті 25 км достатньо високий вміст озону необхідний для захисту органічного життя від жорсткого ультрафіолетового випромінювання, то біля земної поверхні підвищений вміст озону викликає пригнічення рослинності, подразнення дихальних шляхів й ураження легень.
Досить значна кількість забруднювальних речовин потрапляє в природне середовище в процесі сільськогосподарської діяльності. Найбільших збитків завдає застосування пестицидів — щорічно в світі їх використовують 4 млн т, але врешті-решт лише один їх відсоток досягає мети, тобто впливає безпосередньо на шкідників сільськогосподарських культур. Решта впливає на інші організми, вимивається в ґрунти та водоймища, розвіюється вітром. Ефективність застосування пестицидів постійно знижується через звикання до них шкідників, тому, щоб досягнути попередніх результатів, необхідна все більша їх кількість. При розкладанні пестицидів в ґрунті, воді, рослинах часто утворюються більш стійкі і токсичні метаболіти. Щорічно в світі стається 0,5 млн випадків отруєння пестицидами.
Найнебезпечнішими за наслідками є аварії на АЕС з викидом в атмосферу радіоактивних речовин, внаслідок яких має місце довгострокове радіоактивне забруднення місцевості на величезних площах.
ЛІТЕРАТУРА
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 2001. –743 с.
2. Бурдiян Б.Г., Дерев'янко В.О., Кривульченко А.I. Навколишнє середовище та його охорона. – К.: Вища школа, 1993. – 227 с.
3. Вредные химические вещества. Неорганические соединения I– IV групп: Справ. изд./ Под ред. В.А. Филова и др. — Л.: "Химия
4. Гибс Л.М. Правда о диоксинах. –Иркутск. –1998 г.
5. Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Химия, 1979. –720с.
6. Григор'єва В.В., Самійленко В.М., Сич А.М. Загальна хімія. – К. – 1991. –431 с.
7. Данилов А.Д., Кароль И.Л. Атмосферный озон: сенсации и реальность. – Л.: Гидрометиздат, 1999. – 120 с
8. Даценко І.І., Мартинюк В.З. Інтоксикація оксидом вуглецю та шляхи її послаблення. – К.: Наук. думка, 1971. – 45 с.
9. Диоксини // Экомир. – № 16. – 2002. С. 4
10. Коренев Ю.М., Овчаренко В.П. Общая и неорганическая химия. Т.1. – М.: МГУ, 2000. –60 с.
11. МихайленкоП.М. Діоксини і людина. // Екобюлетень. Людина. Суспільство. Природа. – № 5. – 2001. – С. 4-7
12. Некрасов Б.В. Основы общей химии. Т.1. – М.: Химия, 1973. – 656 с.; Т.2. – М.: Химия, 1973. – 688с.
13. Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек. – М.: Высшая школа, 1987. – 548 с.
14. Петрянов И.В. Сутугин А.Г. Вездесущие аерозоли. М.: Педагогика. –1989. – 125 с.
15. Рейтер Л.Г. , Степаненко О.М., Басов В.П. Теоретичні розділи загальної хімії.- К.: Каравела, 2003.- 344с.
16. Родионова И.А. Глобальные проблемы человечества. – АО Аспект Пресс: Москва. – 1994 – 243с.
18. Румак В.С., Поздняков С.П., Умнова Н.В. и др., Диоксины-супертоксиканты XXI века Москва. –1998. – С. 28-34
19. Сафранов Т.А. Екологічні основи природокористування. –Львів: Новий Світ. – 2000. 248 с.
20. Степаненко О.І. Світ у пошуках нового Геракла, або як позбутися гір побутових відходів // Екобюлетень Людина. Суспільство. Природа. – № 9. – 2002. – С. 4– 7
21. Стокгольмська Конвенція втупила в силу // Вісник екологічної адвокатури. – №27. –2004. – С. 6-12
22. Фокин А.В., Коломиец А.Ф. Диоксины: давно пора ударить в набат // Вестник АН СССР. —1991. —№7. —С. 99—115.
23. Інтернет-ресурси:
http://www.battery.ru/
http://ecology.icm.ac.ru/
http//www.eci.glasnet.ru/.
http://www.ibmh.msk.su/vivovoco/