2020-05-21
251
Основні хіміко-екологічні проблеми сучасності. Види екологічної небезпеки.
Серед забруднень навколишнього природного середовища особливе місце займають синтетичні хімічні речовини -ксенобіотики (від грец. ксенос - чужий, біос - життя). їхній негативний вплив на довкілля пов'язаний з наступним:
- за своїм походженням вони мають складну хімічну будову і високі токсичні властивості;
- вони є чужорідними відносно живих організмів (протягом своєї еволюції вони не зустрічалися з ними) і тому не входять до природних біохімічних циклів;
- швидкість впливу ксенобіотиків перевищує адаптаційні можливості екосистем та їхніх складових, що призводить до порушення сталого розвитку і деградації.
У той же час науковий прогрес неможливий без застосування хімічних речовин у народному господарстві. Наслідком є синтез великої кількості хімічних речовин і сполук. Оцінити загрозу впливу токсикантів на довкілля можуть такі цифри: щорічно у світі синтезують близько 5 млн.хімічних речовин і сумішей, із яких 60 тис. знаходять своє практичне застосування; щороку ці цифри збільшуються на 5 %.
Таким чином, неухильне зростання чисельності хімічних сполук, які широко використовуються в народному господарстві, створює принципово нову за своєю небезпекою екологічну ситуацію для людства, стану довкілля та їхніх складових. Саме сьогоденний стан навколишнього природного середовища та стан розвитку медико-біологічних знань створив передумови для виникнення науки екотоксикології. Вивчення екологічних і п і унцій, розповсюдження та перетворення токсикантів в біо- і Підсистемах допоможе розробити сучасні заходи по запобіганню, к її разі можливості, і повному відверненню негативних тенденцій и еволюційному розвитку природних систем.
Розрізняють три групи екологічної небезпеки:
- соціально-екологічну (пов'язана з погіршенням життєвого середовища людини, що проявляється на показниках її здоров'я і благополуччя і пов'язані з сучасною екологічною ситуацією);
- біосферно-екологічну (пов'язана із загрозою порушення природної рівноваги, деградацією ландшафтів, зникненням багатьох видів рослин і тварин тощо);
- ресурсно-екологічну (пов'язана із загрозою погіршення природно-ресурсного потенціалу, деградацією природних ресурсів, втратою ресурсами властивостей самовідновлення, їх забрудненням тощо).
Класифікація екотоксикантів.
Критерії визначення шкідливості та її показники
Токсиканти – речовини, які проявляють токсичний ефект відносно живих оранізмів. Токсиканти бувають природного (токсини) та антропогенного походження (екотоксиканти).
Природними джерелами токсичних речовин є абіогенні (вулканічна діяльність, фізична і хімічна ерозія гірських порід) і біогенні (біологічний синтез, розклад органічних залишків) процеси. Абіогенні токсини – надходять у довкілля як наслідок природних процесів і катастроф. Біогенні токсини або отрути різноманітні за хімічною структурою.
Екотоксиканти – отруйні речовини антропогенного походждення, які викликають серйозні порушення у структурах екосистем та живих організмах.
Джерелами надходження екотоксикантів у довкілля є:
- аварійні скиди/викиди забруднюючих речовин
- - склад цих же речовин при невиконанні нормативів технологічного регламенту.
- Щодо твердих відходів, то забруднення екотоксикантами відбувається в разі розміщення їх на непідготовлених майданчиках, а в разі їх високої токсичності без застосування попередніх методів знезараження.
За використанням токсиканти поділяються на:
- промислові (розчинники, паливо, охолоджуючі рідини, хімічні реагенти, фарби, пластифікатори тощо);
- сільськогосподарські хімікати (мінеральні та органічні добрива, хлорорганічні пестициди, осфорорганічні інсектициди, ртутьорганічні речовини, похідні карбонових кислот);
- мілітарні засоби (бойові отруйні речовини, екологічна зброя, сильно діючі отруйні речовини, піротехнічні і протилазерні засоби, маскуючі аерозолі тощо);
- лікарські засоби;
- побутові хімікати (харчові добавки; засоби санітарії, особистої гігієни та косметики; засоби догляду за одягом, меблями, автомобілем тощо);
- біологічні (рослинні та тваринні) отрути;
- побутові і виробничі відходи.
Оцінка ознак впливу починається з визначення токсикометричних показників ефекту дії шкідливого чинника -токсиканта. Зазначена оцінка проводиться у два етапи: токсикометричні та патофізіологічні дослідження. Токсикометрія передбачає визначення показників токсичності та небезпеки хімічних сполук. Дослідження з патогенезу включає вивчення надходження, розподілу, метаболізму, виведення токсиканта, з'ясування біохімічних і біофізичних механізмів, патофізіологічне та патоморфологічне, імунологічне вивчення ушкодження тощо.
Тобто, визначається критерій шкідливості (від грец. Кгіїегіоп - правильна ознака, мірило істини) для оцінки практичного впливу токсикантів на всі складові навколишнього природного середовища. Ці дослідження проводять поетапно.
Перш за все, визначають інтегральні показники ЛД (летальна доза), ЛК (летальна концентрація), 2СІ, які показують відсоток загиблих організмів від загальної кількості та термін розвитку цього ефекту, при абсолютних показниках виміру речовини. Дані розрахунки дають змогу стандартизувати та порівнювати дію різних за хімічною природою, будовою, походженням та механізмами ураження речовин при різних шляхах надходження. В екотоксикології з цією метою застосовують коефіцієнт смертельної дії
W= C*t
Коефіцієнт смертельної дії є основою, на якому ґрунтуються майже всі токсикометричні характеристики шкідливої дії. Чим менший W, тим шкідливіша для людини речовина.
Силу дії визначають за
Wc = Mt/g
Mt – маса токсиканта в організмі, мг; g – маса тіла рослини, тварини, кг.
Визначення зон екотоксикологічного забруднення та джерела хімічного ураження
Екотоксикологічна безїіека природних систем визначається наближенням її стану до меткі сталості. Ключовими вимогами у цьому сенсі є: збереження біопродуктивності екосистеми, постійність видового (популяційного) складу і кількісних співвідношень між видами і функціональними групами організмів. Дотримання цих вимог забезпечує стабільність трофічних зв'язків, внутрішніх взаємовідносин між структурними компонентами екосистеми. Але під впливом екотоксикантів виникають різні екологічні перешкоди. Для їхньої характеристики визначають зони впливу токсикантів на природні системи. З цією метою зони впливу токсикантів поділяють на:
- зону екотоксикохімічного забруднення (ЗЕЗ);
- джерело хімічного ураження (ДХУ).
Під зону екотоксикохімічного забруднення виділяють територію з традиційно сталою шкідливою для людей, с/г тварин і рослин антропогенною діяльністю. Це, в першу чергу, техногенно навантажені регіони, де ГДК шкідливих речовин знаходиться на рівні субкритичних значень. Така екологічна ситуація призводить до формування хронічних захворювань, вимирання певних видів рослин чи заміни їх нетрадиційними видами, соціально-економічних збитків тощо.
Джерело хімічного ураження - територія, де, внаслідок аварії, катастрофи на певній ділянці місцевості утворилися стійкі умови для ураження. Така зона може виникати також і як результат тривалого неконтрольованого викиду незначних кількостей токсикантів, які накопичуються чи акумулюються біологічними та складовими неживої природи, ландшафт -формуючими чинниками. Шкідливі речовини впливають на різні елементи довкілля
Для оцінки значень ДХУ та ЗЕЗ з урахуванням властивостей токсиканта розраховують щільність ектотоксикологічного зараження (кількість токсиканта визначають експериментально на одиницю поверхні площі та виражають у грамах на квадратний метр певної ділянки).
З метою оцінки біологічної ситуації визначають вірогідну можливість виникнення вторинних ДХУ (rдху-г) - проміжок часу від моменту виникнення ДХУ до перших наслідків дії вторинного ДХУ, який розраховується за формулою:
rДХУ-2 = (ДДХУ - ДХУ-2) / Vдxу-2,
де Ддxу - дху-2 - відстань між первинними та вторинними ДХУ, м; Vдху-2 - швидкість розповсюдження токсиканта з первинною ДХУ; визначення тривалості дії уражаючих факторів та можливих наслідків.
При надзвичайних екологічних ситуаціях кількість екотоксикантів, що потрапляють у довкілля, як правило, супроводжується перевищенням значення ГДК. Розміри ЗЕЗ харакетризуються глибиною розповсюдження хмари, концентрацією, часом розвитку ураження, шириною та площею, можливими втратами людей…за час дії.
При розрахунках враховують таке:
- згідно з законом Грема швидкість дифузії газів обернено пропорційна кореню квадратному їхньої щільності; на практиці ця величина дорівнює 0,15 м/с;
- при збільшенні розміру хмари за рахунок дифузії концентрація екотоксиканта падає, а екотоксикохімічний ефект на значних відстанях від ДХУ стає практично нульовим;
- хмара з екотоксикантом пересувається у напрямку приземного потоку повітря (щільність хмар у нижніх шарах повітря така, що домінуючою є тенденція приґрунтового розміщення хмари з токсикантом) і має в плані частіше конусоподібний вигляд з вершиною у місці виходу токсиканта;
- при швидкості повітря 5 м/с кут нахилу до горизонту осі конус дорівнює 10-15°;
- мірою пересування хмари її розмір збільшується, а кількість токсиканта на одиницю об'єму зменшується;
