Источники и масштабы tеxнoгенного загрязнения биосферы

Главными факторами понижения  их концентрации являются процессы биохимического окисления, сорбция взвешенными  веществами и донными отложениями. При биохимическом окислении  СПАВ образуются различные промежуточные  продукты распада: спирты, альдегиды, органические кислоты, а также фенолы.

Попадая в водоемы, СПАВ оказывают  значительное влияние на их физико-биологическое  состояние, ухудшая кислородный  режим и органолептические свойства, и сохраняются там долгое время, так как разлагается очень  медленно. Отрицательным с гигиенической  точки зрения свойством СПАВ является их высокая пенообразующая способность. Хотя СПАВ не являются высокотоксичными веществами, имеются сведения о косвенном  их воздействии на гидробионтов. При  концентрации 5...15мг/л рыбы теряют слизистый  покров, при более высоких концентрациях может наблюдаться кровотечение из жабр. ПДК СПАВ составляет 0,5 мг/л, в рыбохозяйственных водоемах - 0,1 мг/л.

Полихлорированные бифенилы (ПХБ) - это смесь соединений, содержащих разное количество атомов хлора и образующихся при хлорировании бифенила. Среди стойких органических соединений (СОС) они являются наиболее распространенными. Благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам (негорючесть, сдерживание горения) ПХБ используются в промышленности с 1929г. В свою очередь, это привело к их широкому распространению в объектах окружающей среды.

В воду ПХБ попадают со сточными водами и отходами флота и промышленности, а затем накапливаются в иловых отложениях водоемов. В воде рек  и лиманов может содержаться  до 500 мг/л ПХБ

В почву ПХБ попадают при  использовании ила в качестве удобрения, а также с полей  орошения. Снижение их содержания в  почве происходит благодаря биотрансформации и испарению. Период полуразложения ПХБ составляет около 5 лет.

Источниками поступления  ПХБ в воду могут являться пластмассы, лаки (ПХБ используются в качестве пластификаторов), строительные материалы (ПХБ применяется в покрытиях  для керамических плиток в производстве цемента, покрытиях на изоляции из стекловоловолокна, непроводящих материалах в электрических  кабелях) и различные химикаты. ПХБ  широко используется в качестве диэлектрика  для заполнения трансформаторов  и больших конденсаторов, в электромагнитах  и другом электрооборудовании.

ПХБ - высокотоксичные соединения, поражающие печень и почки. Эти соединения способны накапливаться в организме  и в дальнейшем вызывать врожденные аномалии, заболевания эндокринной  и нервной системы, осложнение беременности и родов. Особую опасность ПХБ  представляют для детей: аномалии развития и новообразования. Токсичность  ПХБ усиливается примесями диоксинов, которые образуются в процессе хлорирования.

Для суммы ПХБ ПДК составляет 1 мкг/л, в рыбохозяйственных водоемах присутствие ПХБ не допустимо.

Диоксины - группа соединений, включающих полихлорированные дибензо-пара-диоксины (ПХДД) и дибензофураны (ПХДФ). Диоксины являются побочными продуктами химической, металлургической нефтеперерабатывающей, электротехнической целлюлозно-бумажной деревообрабатывающей и других отраслей промышленности. Они образуются в промышленности при применении хлора и при любых высокотемпературных процессах (коксохимия, ТЭС, котельные), в том числе непромышленных (сжигание мусора, пластмасс, осадков сточных вод, лесные пожары, уничтожение разливов нефти сжиганием, курение и др.).

Диоксины часто присутствуют в виде примесей во многих пестицидах, полученных на основе хлорированных  фенолов полихлорбензолов (например, 2,4-ди- и 2,4,5-трихлорфеноксиуксусная кислоты).

Источником диоксинов  является транспорт, причем выбросы  ПХДД и ПХДФ с продуктами сгорания топлива увеличиваются при использовании  этилированного бензина. Почва и  вода придорожных канав на участках, примыкающих к автомагистралям и железнодорожному полотну, загрязняются диоксинами в концентрациях, во много раз превышающих фоновые.

Выбросы ПХДЦ и ПХДФ в  атмосферу планеты достигают 0,6…1,1 кг/год (по другим данным, в 3 раза больше).

Из - за высокой гидрофобности  и низкой растворимости (19,3 нг/л) содержание диоксинов в водных объектах зависит  от наличия взвешенных и калоидных  частиц, на которых адсорбируются  диоксины, обладающие высокими адгезионными свойствами, что способствует их накоплению и миграции в воде.Так, сточные  воды ряда химических производств содержат  диоксины в количествах, почти в 50 раз превышающих ПДК. Такая же токсичность характерна для проб с иловых полей целлюлозно- бумажных комбинатов, ила очистных сооружений, почвы вблизи деревообрабатывающих комплексов.

Диоксины - глобальные суперэкотоксиканты, обладающие мощным мутагенным, иммунодепрессантным, канцерогенным, эмбриотоксическим  действием. Токсичность диоксинов  превосходит токсичность цианидов, кураре стрихнина, сопоставима с  токсичностью боевых ОВ и уступает лишь  токсинам белковой природы: ботулиновому, дифтерийному и столбнячному токсинам. Диоксиновая опасность стоит  в одном ряду с такими экологическими бедствиями, как применение ядерного оружия, разрушение озонового слоя, последствия парникового эффекта. Особая опасность  диоксинов заключается  в том, что они чрезвычайно  устойчивы к химическому и  биологическому разложению и беспрепятственно переносятся по пищевым цепям. Период их полураспада в воде и донных отложениях составляет более 2 лет, в  почве - 10... 15 лет.

Нормативы диоксинов в  воде, пг/л: Германия, Канада - 0,01; США  – 0,013; Италия - 0,05; Россия - 20. В Украине  диоксиновый контроль отсуствует.

Пестициды - химические вещества, применяемые для борьбы с разными вредителями. Основные источники поступления пестицидов в водные объекты - поверхностные стоки талых, дождевых и грунтовых вод с сельскохозяйственных угодий, коллекторно-дренажные воды, збрасываемые с орошаемых территорий.

Пестициды также могут  вноситься в водоемы во время  их обработки с целью уничтожения  нежелательных водных растений и  других гидробионтов, со сточными водами промышленных предприятий, производящих ядохимикаты, непосредственно при  обработке полей пестицидами  с помощью авиации, при небрежной  транспортировке их водным транспортом  и при хранении.

Несмотря на большой вынос  стойких пестицидов в водную среду, содержание их в природных водах  относительно невелико из-за быстрой  кумуляции гидробионтами и отложениях в илах. Коэффициенты кумуляции, показывающие во сколько раз содержание химического  вещества в гидробионтах больше, чем  в воде, составляют от 3...10 до 1000 … 500000.

ПДК большинства пестицидов в воде лежат в пределах 0,3 ... 1000мкг/л.

Допустимые концентрации радионуклидов в поверхностных в устанавливают исходя из условий, чтобы в случае попадания радионуклидов в организм каждый день в течение всей жизни создавалось внутреннее облучение, безопасное для человека. Трудно растворимые радионуклиды, попадая в органы пищеварения, легко поступают в кровь, разносятся по всему организму, накапливаются в печени, костных тканях щитовидной железе и т.п.. ПДК некоторых радионуклидов в воде водоёмах приведены в табл. 5.5.

Таблица 5.5 —Допустимые концентрации радионуклидов в воде водоёмов

Радионуклид	Критический                       орган	ПДК, Бк/кг	Радионуклид	Критический                       орган	ПДК, Бк/кг
32P	Кровь	1,8*10	90Sr	Костная ткань	1,1
56Fe	Кровь	3,7*10	131I	Щитовидная железа	22,2
64Cu	Печень	2,2*10	140Ba	Костная ткань	2,59*102
89Sr	Костная ткань	1,11*10	144Ce	Органы пищеварения	1,1*102
137Cs	Мышечная ткань	3,7*10

 

5.2.2. Минеральный  состав питьевой воды

Вода пригодна для питья, если ее общая минерализация не превышает 1000 мг/л. Очень малая минерализация  воды (до 100 мг/л) тоже ухудшает ее вкус, а вода, лишенная солей - дистиллированная, вредна человеческого организма, так  как ее употребление нарушает пищеварение  и деятельность желез внутренней секреции. В соответствии гигиеническими требованиями к качеству воды суммарная  минерализация  не должна превышать  величины 1000 мг/л. По согласованию с  органами санэпиднадзора для водопровода, подающего воду без  соответствующей  обработки (например, из артезианских скважин), допускается увеличения минерализации  до 1500 мг/л.

Обычно говорят: чистая вода - залог здоровья. Вкусной вод  природе много, но идеально чистой нет  и быть не может. Вода - один лучших растворителей, поэтому капли дождя или снега  до того как попасть на землю обогащаются  азотом, кислородом, углекислотой, пылью  и другими компонентами, находящимися в атмосфере. Так, в одном из самых  чистых районов, в Енисейском секторе  Арктики, вдали от Ледовитого океана в 1л воды, полученной из снега, содержится в сред 93 мг минеральных солей, кислорода, натрия и серы. Даже дистиллированная вода  аптек и лабораторий не является идеально чистой.

Известный  ученый Ф. Кольрауш 42 раза перегонял воду в специальном  стеклянном сосуде при пониженном давлении, но идеально чистой воды так и не получил из-за проникновения из воздуха  примесей углекислоты, кислорода и  азота.

К настоящему времени установлено, что вода с повышением , содержания  хлоридов и сульфатов, помимо неприятного  привкуса, приобретает и способность  отрицательно влиять на функции системы  пищеварения. Повышенное содержание кальция  способствует камнеобразованию  в  почках и мочевом пузыре. Последние  исследования показали , что длительное использование для питья вод  хлоридно- сульфатного класса с минерализацией, повышенной до 3 г/л, весьма отрецательно влияет на течение беременности и  родов, на плод и новорождённого, на гинекологическую заболеваемость.

Сравнительные данные о ПДК  минеральных солей и некоторых  металлов, действующих в разных странах, приведены в табл. 5.6.

Таблица 5.6 - ПДК некоторых  химических веществ в питьевой воде, мг/л

Показатель	Украина	Россия	Болгария	Чехия	ВОЗ
Сухой остаток	1000	1000	1000	1000	-
Хлориды	250	350	250	350	600
Сульфаты	250	500	250	250	400
Железо	0,3	0,3	0,2	0,3	1,0
Марганец	0,1	0,1	0,1	0,1	0,5
Нитраты	45	10	30	50	50
Цинк	5	5	5	5	3

Содержание в питьевой воде большого количества растворимых  кальциевых и магниевых солей  не только отрицательно влияет на вкус, но и  обуславливают ее жесткость. Жесткая вода неблагоприятна во многих отношениях : в ней труднее развариваются  овощи и мясо, уменьшается их питательная  ценность, резко ухудшается моющая способность и возрастает расход мыла. Жесткая вода образует накипь, которая портит чайники и котлы  засоряет водопроводные трубы. По последним  научным данным, употребления  жесткой  воды способствует развитию ряда заболеваний. Так, при избыточном содержании в  питьевой воде солей кальция и  магния нарушается коллоидно-кристаллоидное равновесие мочи, что способствует возникновению мочекаменной болезни. В реальных жизненных условиях заболевание  мочекаменной болезнью чаще всего, вероятно, вызывается не какой-либо одной причиной, а несколькими. Однако солевой состав питьевых вод - один из факторов, способствующих развитию этой болезни. Положительная роль жесткой питьевой воды - это меньше случаев  инфаркта и приступов гипертонии.

Общая жидкость воды определяется суммой концентраций ионов кальция (кальциевая жидкость) и ионов магния (магниевая жесткость воды). Она складывается из карбонатной (временной, устраняется кипячением) и некарбонатной (постоянной) жесткости воды. Первая вызвана присутствием в воде гидрокарбонатов Са и Мg, вторая – наличие сульфатов, хлоридов, нитратов, фосфатов и силикатов этих металлов, кипячении в течение 1 часа гидрокарбонаты Са и Мg разлагаются

Са (НСО₃ )₂          СаСО₃ + Н₂О+ СО₂

       Мg(НСО₃)₂          Мg(ОН)₂ + СО₂

и жесткость воды при этом уменьшается. Поэтому иногда принимают  термин «временная жесткость», понимая  под этим присутствие  гидрокарбонатов, удаляемых из воды при ее кипячении. Оставшаяся после кипячения жесткость  воды называется постоянной жесткостью.

В Украине и России жесткость  воды выражают в молях на 1м³. Числовое значение жесткости, выраженное в моль/м³, равно числовому значению жесткости, выраженному в мг-экв/л. Один моль на м³ соответствует массовой концентрации эквивалентов ионов кальция (1\2Са⁺²) 20,04 г/м³ и ионов магния (1/2 Мg⁺²) 12,15 г/м³. Общая жесткость Ж_ОБ складывается из кальциевой и магниевой жесткости, т.е. суммарной концентрации в виде ионов Са⁺² и Мg⁺²:

                                       Ж_ОБ = Ж_Са+ Ж_Мg.

Если содержание катионов Са⁺² и Мg⁺² в воде было найдено другими методами, общую жесткость можно вычислить по формуле