ПЛАН
Вступ
1. Джерела забрудненьнавколишнього середовища
1.1 Джерелахімічної природи
1.2 Стійкіорганічні забруднення (СОЗ)
1.3 Діоксини — якджерела забруднення навколишнього середовища.
1.4 Аерозольнезабруднення
1.5 Фотохімічнийтуман (смог)
1.6 Інші джерела забруднень
2. Хімічнахарактеристика діоксидів
2.1 Діоксидвуглецю, його властивості, добування
2.2 Діоксид сірки, фізичні та хімічнівластивості
2.3 Діоксид азоту
3. Реакція на забруднення атмосферидіоксидами
3.1 Реакція на забруднення атмосфери оксидамиазоту
3.2Суміш діоксиду сірки та озону
3.3 Суміш діоксиду сірки та діоксидуазоту
3.4Суміш діоксиду сірки та фтор оводню
3.5Суміш озону та діоксиду азоту
4. Заходи щодо зменшення ризиківзабруднення
5. Забруднення атмосферного повітря таруйнування зонового шару Тернопільської області
Висновки
Література
ВСТУП
Однією з найбільш актуальних проблем сучасності є охорона навколишньогосередовища Особливо загострилась ця проблемав 20 столітті, коли недосконалість технічних процесів призвели до забрудненняатмосфери, води і ґрунту.
Екологічний станбагатьох районів нашої країни викликає законну тривогу громадськості. Вбагатьох регіонах нашої країни спостерігається стійка тенденція добагаторазового, у десятки і більш раз перевищенню санітарно-гігієнічних норм повмісту 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 забрудненнястічними водами промислових і комунальних підприємств великих і малих рік,озер, прибережних морських вод. Через постійне забруднення атмосферногоповітря, поверхневих і підземних вод, ґрунтів, рослинності відбуваєтьсядеградація екосистем, скорочення продуктивних можливостей біосфери.
Під забрудненнямнавколишнього середовища розуміють надходження в біосферу будь-яких твердих,рідких і газоподібних речовин або видів енергії (теплоти, звуку, радіоактивностіі т.п.) у кількостях, що шкідливо впливають на людину, тварин і рослини якбезпосередньо, так і непрямим шляхом.
Безпосередньооб'єктами забруднення (акцепторами забруднених речовин) є:
· атмосфера,
· вода,
· грунт.
Опосередкованимиоб'єктами забруднення (жертвами забруднення) є складові біогеоценозу:
· рослини,
· тварини,
· гриби,
· мікроорганізми.
Забруднення середовища проживання шкідливо відбивається на здоров'їлюдей, приносить значні збитки народному господарству. Останнім часом обстановкапогіршилася настільки, що багато районів оголошені районами екологічногонещастя. Загальні викиди двоокису азоту оцінюються в 6,5х108 т/рік, викидисірки складають 2,4х108 т/рік, промисловість викидає 5,2х107 т/рік різних відходів.
Викиди вуглекислого газу, сірчистих з'єднань в атмосферу в результатіпромислової діяльності, функціонування енергетичних, металургійних підприємствведуть до виникнення парникового ефекту і зв'язаного з ним потепління клімату.По оцінках учених глобальне потепління без уживання заходів по скороченнювикидів парникових газів складе від 2-х до 5 градусів протягом наступногосторіччя, 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, щозагрожує деградацією людському співтовариству
1. ДЖЕРЕЛАЗАБРУДНЕНЬ 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 невластивимиїй речовинами хімічної природи. Серед них — газоподібні і аерозольнізабруднювачі промислово-побутового походження. Прогресує і накопиченнявуглекислого газу в атмосфері. Подальший розвиток цього процесу прискорює небажанутенденцію у бік підвищення середньорічної температури на планеті.
Атмосфера забруднюється в результаті впливу трьох основних факторів:промисловості, побутових котелень і транспорту. У залежності від місцярозташування частка кожного з трьох джерел забруднення сильно коливається.Однак загальновизнаним є той факт, що промислове виробництво стало одним ізнайгрізніших «кривдників» навколишнього середовища. Джерелами забрудненнястають теплоелектростанції, що викидають разом із димом в атмосферу сірчистий івуглекислий 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 йАрсену. Сюди ж належать і цементні, хімічні заводи. Шкідливі гази опиняються вповітрі 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 ватмосферу, 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 взаємодіїсірчаного ангідриду з аміаком формуються кристали сульфату амонію. Подібнимшляхом у результаті хімічних, фотохімічних, фізико-хімічних реакцій міжзабруднюючими речовинами й компонентами атмосфери виникають інші вториннізабруднюючі речовини.
Основним джерелом штучного забруднення атмосфери є промисловіпідприємства, транспортні засоби, підприємства комунального сектора, сільськогогосподарства.
Серед галузей промисловості головними джерелами атмосферних забрудненьвиступають: електроенергетика (27%), металургія (26%), будівельна індустрія(13%). Підприємства теплоенергетики, металургійних і хімічних галузей, котельніустановки споживають щороку близько 70% твердого і рідкого палива, якевидобувається. В результаті їх діяльності в атмосферу виділяються наступнігазові викиди:
– вуглекислий газ (СО2) – продукти згорання палива, якихщорічно потрапляє в атмосферу понад 2 млрд. т. Нешкідливий для людськогоорганізму, використовується в побуті, господарських цілях. Особливу небезпекустворює вуглекислий газ, затримуючи теплове випромінювання в приземному шаріатмосфери. Оксидкарбону — це сполука, що активно реагує зі складовими частинами атмосфери, вінсприяє підвищенню температури на планеті й створенню парникового ефекту
– чадний газ (СО) – продукт неповного згорання палива. В повітряпотрапляє з автомобільними викидами (60%), викидами промислових підприємств,при спалюванні твердих відходів, при лісових пожежах. Щороку його поступає ватмосферу близько 250 млн. т. Значна частина його поглинається грунтовимимікроорганізмами. Газ без запаху, кольору, смаку. При значних концентраціях взакритих приміщеннях вступає в реакцію з гемоглобіном крові, витісняючи кисеньі може призвести до кисневого голодування організму, його загибелі;
Сірчистий ангідрид. Виділяється в процесі згоряння сульфуровмісного палива абопереробки сірчистих руд (до 70 млн т на рік). Частина сполук Сульфуру можевиділитися при горінні органічних залишків у гірничорудних відвалах
Сірчаний ангідрид. Утворюється при окислюванні сірчистого ангідриду. Кінцевимпродуктом реакції стає аерозоль або розчин сірчаної кислоти в дощовій воді, щопідкислює грунт, загострює захворювання дихальних шляхів людини. Випаданняаерозолю сірчаної кислоти з димових факелів хімічних підприємствспостерігається при низькій хмарності й високій вологості повітря. Листяніпластинки рослин, що ростуть на відстані меншій за 1 км від таких підприємств, звичайно бувають густо засіяні маленькими некротичними плямами, щоутворилися в місцях осідання крапель сірчаної кислоти. Пірометалургійніпідприємства кольорової й чорної металургії, а також ТЕС щороку викидають ватмосферу десятки мільйонів тонн сірчаного ангідриду.
Сірководень і сірковуглець. Надходять в атмосферу окремо або разом з іншимисполуками Сульфуру. Основними джерелами викиду стають підприємства звиготовлення штучного волокна, цукру, коксохімічні, нафтопереробні заводи, атакож нафтопромисли. В атмосфері при взаємодії з іншими забруднювачами повільноокислюються до сірчаного ангідриду.
Оксиди нітрогену. Основними джерелами викиду є підприємства, що виробляютьазотні добрива, азотну кислоту й нітрати, анілінові барвники, нітросполуки,віскозний шовк, целулоїд. Кількість оксидів нітрогену, шо надходять ватмосферу, складає 20 млн т на рік.
Сполуки Флуору. Джерелами забруднення є підприємства з виробництва алюмінію,емалей, скла, кераміки, сталі, фосфорних добрив. Флуорвмісні речовини надходятьв атмосферу у вигляді газоподібних сполук — фтороводню або пилу фториду натріюй кальцію. Сполуки характеризуються токсичним ефектом. Похідні фтору є сильнимиінсектицидами.
Сполуки Хлору. Надходять в атмосферу від хімічних підприємств, щовиробляють соляну кислоту, хлоровмісні пестициди, органічні барвники,гідролізний спирт, хлорне вапно, соду. В атмосфері спостерігаються як домішкимолекули хлору і парів соляної кислоти. Токсичність хлору визначається видомсполук їхньою концентрацією.
У металургійній індустрії при виплавці чавуна й переробці його на стальвідбувається викид в атмосферу різних важких металів і отруйних газів. Так, урозрахунку 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 високостійкіхлорорганічні сполуки, об’єднані у групу стійких органічних сполук. Дев’ять зних створені людиною, ще три утворюються як побічний продукт деякихтехнологічних процесів. Ці речовини належать до різних класів хімічних сполук,але, незважаючи на численні відмінності та різний ступінь небезпеки, СОЗвизначають такі чотири загальні властивості:
1) високотоксичність навіть у незначній кількості; ще більша токсичністьпродуктів, що утворюються у результаті їхнього розкладу;
2) стійкість до розкладу (важко руйнуються і залишаютьсянезмінними у довкіллі впродовж: багатьох років після використання);
3) здатність концентруватися в жирових тканинах людини і тварин, якіпредставляють верхні ланки харчового ланцюжка;
4) здатність долати значні відстані за допомогою повітряних потоків, воднимишляхами та у зв'язку із міграціями птахів, тварин і риб.
Стійкість до розкладу у навколишньому середовищі та здатністьСОЗ поширюватися — найбільш серйозна проблемадля нашої планети, адже вражаються живі істоти навіть там, де ніколи СОЗ незастосовувалися — за Північним колом, вАнтарктиці та на віддалених островах світового океану.
Проведені у Швеції, Канаді, США, Мексиці та інших країнахдослідження виявили, що вживання продуктів навіть з дуже малим вмістом СОЗспричинює розбалансування імунної системи у дорослих, а у дітей — серйозніпроблеми з координацією рухів та у розумовій діяльності.
Конференція ООН з навколишнього середовища та розвитку, якавідбулася в Ріо-де-Жанейро у червні 1992 року, прийняла Програму «Порядокденний на XXI століття», в якій, зокрема,визначено напрямки всесвітнього співробітництва з метою досягнення високоїякості навколишнього середовища та здорової економіки для всіх народів земноїкулі. У розділі 19 Програми, який присвячений питанню підвищення безпекивикористання хімічних речовин, зазначено, що однією з головних задач світовоїспільноти є припинення або заборона застосування хімікатів підвищеноїнебезпеки, тобто таких, які відрізняються токсичністю, стійкістю, здатністю до накопиченняі використання яких неможливо належним чином контролювати.
У 1994році назустрічах представників США,Канади, Японіїта низки європейських країн неодноразово порушувалося питання щодонеприпустимості подальшого поширення СОЗ. З цією метою було складено перелік іздванадцяти речовин, стосовно яких є необхідність вжити першочергових заходів.Зазначений перелік, який відразу ж охрестили «брудною дюжиною», складається з трьохгруп СОЗ, що становлять значну загрозу для здоров'я людини та навколишньогосередовища.
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 людейзавдають діоксини. Діоксини — велика група хлорованих вуглеводнів, до якоївходять власне діоксини (поліхлоровані дибензодіоксини), фурани і поліхлорованібіфеніли. Діоксини — безбарвні кристали, нерозчинні у воді, хімічно дужеінертні, дуже стійки сполуки, з тривалим часом напіврозпаду..
Оскільки розчиняються жирами, то мають здатність добіоакумуляції, 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, яксинильна 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», єпобічними продуктами, які утворюються при синтезі деяких гербіцидів, привиробництві целюлози, при електролізних процесах отримання нікелю і магнію,литті сталі та міді, переплавці лому заліза, при виробництві алюмінію, а такожу процесах нафтопереробки, при спалюванні хлоровмісних сполук, спалюванніавтомобільного мастила та бензину, сміття тощо.
Діоксини мають високу температуру плавлення, дуже низькулеткість, погано розчиняються у воді і краще — у органічних розчинниках. Ці сполуки вирізняються високоютермічною стабільністю, вони не реагують з кислотами і лугами навіть прикип'ятінні.
Діоксини можна зустріти практично скрізь: в повітрі, ґрунті,в рибі, м’ясних продуктах, молочних і т.д. Джерелами діоксанів є промисловіпідприємства. Вони утворюються при :
- виробництві пестицидів, гербіцидів і дефоліантів якпобічний продукт.
— виробництві целюлози в процесах відбілювання, щопередбачають 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 таполомках електричного обладнання
— спалюванні автомобільного масла і бензину, у вихлопнихгазах 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 джереломдіоксинів може бути хлорована водопровідна вода.
Грунт є основним депо діоксину в природі. Діоксининадзвичайно стабільні в грунті і зберігаються в основному у верхніх шарах — на глибині 2-5 см. З ґрунту діоксини поглинаються рослинами іґрунтовими організмами, а потім з овочами і фруктами, а також і через іншіланки харчових ланцюжків — організм птахів і тварин — потрапляють у організмлюдини. Таким чином, концентровані молочні продукти (масло, сир), м'ясо великоїрогатої худоби, яйця і м'ясо птахів можуть містити їх високі концентраціїДіоксини нерозчинні у воді. Потрапивши у вигляді промислових викидів до річоквони осідають у мулі і ґрунті, з товщі морської води накопичуються у тканинахгідробіонтів, де їх концентрація у десятки і сотні тисяч разів перевищує їхвміст у воді. Особливістю діоксинів є їх здатність до біоакумуляції(накопичення у живих організмах). У модельних дослідах із внесеннямрадіоактивно міченого ТХДД було показано, що у личинках комарів його концентраціяу 9000 вища,ніж у воді. Наступна ланка харчового ланцюжка, що споживає личинок комара — риба чи водоплавний птах,«цілеспрямовано» підвищуватиме концентрацію отрути у жирових тканинахсвого організму, звідки вона практично не виводиться. Споживач риби отримаєконцентрації діоксинів, які можуть у десятки тисяч разів перевищувати рівнійого у навколишньому середовищі.
Діоксини є дуже стійкими сполуками. Тому час їх напіврозпадуу навколишньому середовищі дуже тривалий: для поліхлорованих діоксинів він становитьвід 102 до 139 років; для фуранів — 29-79 років.
Діоксини завжди утворюються при застосуванні хлору і прибудь-яких високотемпературних процесах у металургії, при спалюванні пластмас.Робота сміттєспалювальних заводів — ще одне джерело утворення діоксинів. Навітьпри палінні сигарети утворюється невелика кількість діоксинів.
За регіональною оцінкою стійких токсичних речовин, яказдійснюється під егідою ВООЗ, концентрація діоксинів виявлена навіть у грудномумолоці жінок. Причому в Україні цей показник є вищим у порівнянні заналогічними показниками у Болгарії, Чехії, Фінляндії, Угорщині, Ірландії,Норвегії, Румунії, Росії та Словаччині.
При споживанні забруднених харчових продуктів людина отримуєдо 95% діоксинів. Інші 5% людинаотримує з повітря і з пилом. У їжу сільськогосподарських тварин діоксинипотрапляють 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 сильнозабруднені морепродукти, зокрема, риба… З річкових риб особливу небезпекускладають придонні мешканці. Хлорорганічні сполуки мають особливістьнакопичуватися у жировій тканині. Тому проби для контролю на вміст діоксинів(чи то риба, свинина, чи продукція птахівництва) беруться саме з жировогоекстракту продукту.
Як уникнути небезпечного впливу діоксинів на побутовомурівні?
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 додатковоутворюються при їх згорянні. Та навіть не хлоровані полімери, такі як поліпропіленспалювати небезпечно. Серед продуктів їх горіння, виявлено у великійкількості етан, етилен та їх гомологи, ацетилен, леткі циклічні вуглеводні, іншіекологічно небезпечні продукти.
2. Не можна спалювати старі електроприлади, які містятьтрансформатори
3. Якщо вибрати із сміття скло, метали і полімерні матеріріали, то при сміття викиди діоксанів у повітря знижуються більш ніж у 10разів.
4. Потрібно уникати споживання м'ясних продуктів, багатих нажир, а також риби, особливо придонної, виловленої поблизу сміттєспалювальнихабо целюлозно-паперових підприємств.
1.4 АЕРОЗОЛЬНЕ ЗАБРУДНЕННЯ
Аерозолі являють собою тверді або рідкі частинки, що знаходяться вповітрі в завислому стані. Тверді компоненти аерозолів нерідко дуже небезпечнідля живих організмів, у людей вони викликають специфічні захворювання. Ватмосфері аерозольні забруднення можна спостерігати у вигляді диму, туману,імли або серпанка. Значна частина аерозолів формується в атмосфері привзаємодії твердих і рідких частинок між собою або з водяною парою. Середнійрозмір аерозольних частинок складає 1—5 мкм. В атмосферу Землі щорічнонадходить близько 1 куб. км пилоподібних частинок штучного походження. Великакількість пилових частинок утворюється також у ході виробничої діяльностілюдей.
Основними джерелами штучних аерозольних забруднень повітря є ТЕС, якіспоживають вугілля високої зольності, збагачувальні фабрики, металургійні,цементні, магнезитові і сажа заводів. Аерозольні частинки від цих джерелвідрізняються великою різноманітністю хімічного складу. Частіше всього в їхскладі 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 більшарізноманітність властиво органічному пилу, включаючи аліфатичні і ароматичнівуглеводні, солі кислот. Вона утворюється при спалюванні залишковихнафтопродуктів, в процесі пролізу на нафтопереробних, нафтохімічних і іншихподібних підприємствах. Виробництво цементу і інших будівельних матеріалівтакож є джерелом забруднення атмосфери пилом. Основні технологічні процеси цихвиробництв — подрібнення і хімічна обробка шихт, напівфабрикатів і одержуванихпродуктів в потоках гарячих газів завжди супроводжуються викидами пилу і іншихшкідливих речовин в атмосферу. До атмосферних забруднювачів відносятьсявуглеводні — насичені і ненасичені, включаючи від 1 до 13 атомів карбону. Вонипіддаються різним перетворенням, окисленню, полімеризації, взаємодіючи з іншимиатмосферними забруднювачами після збудження сонячною радіацією. В результатіцих реакцій утворюються перекислі сполуки, вільні радикали, з'єднаннявуглеводнів з оксидами нітрогену і сірки часто у вигляді аерозольних частинок.За деяких погодних умов можуть утворюватися особливо великі скупчення шкідливихгазоподібних і аерозольних домішок в приземному шарі повітря.
Звичайно це відбувається в тих випадках, коли в шарі повітрябезпосередньо над джерелами газопилової емісії існує інверсія — розташуванняшару більш холодного повітря під теплим, що перешкоджає повітряним масам ізатримує перенесення домішок вгору. В результаті шкідливі викиди зосереджуютьсяпід шаром інверсії, зміст їх у землі різко зростає, що стає однією з причин появираніше невідомого в природі фотохімічного туману.
1.5 ФОТОХІМІЧНИЙ ТУМАН (СМОГ)
Фотохімічний туман є багатокомпонентною сумішшю газів і аерозольнихчастинок первинного і вторинного походження. До складу основних компонентівсмогу 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 іншихзабруднювачів, інтенсивної сонячної радіації і безвітря або дуже слабого обмінуповітря в шарах атмосфери. Стійка безвітряна погода, звичайно щосупроводжується інверсіями, необхідна для створення високої концентраціїреагуючих речовин.
Такі умови створюються частіше в червні-вересні і рідше взимку. Притривалій ясній погоді сонячна радіація викликає розщеплевання молекул діоксидуазоту з утворенням оксиду азоту і атомарного кисню. Атомарний кисень змолекулярним 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 вихлопнихгазів, які при цьому розщеплюються по подвійному зв'язку і утворюють осколкимолекул і надлишок озону. В результаті тривалої дисоціації нові маси діоксидуазоту розщеплюються і дають додаткові кількості озону. Виникає циклічнареакція, у результаті якій в атмосфері поступово нагромаджується озон. Цейпроцес в нічний час припиняється. У свою чергу озон вступає в реакцію золефінами. В атмосфері концентруються різні пероксиди, які в сумі і утворюютьхарактерні для фотохімічного туману оксиданти. Останні є джерелом так званихвільних радикалів, яким властиві особливі реакційній властивості. Такі смоги – поширенеявище над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком і іншими містами Європиі Америки. По своїй фізіологічній дії на організм людини вони украй небезпечнідля дихальної і кровоносної системи і часто бувають причиною передчасної смертіміських 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 ткисню, викидаючи 3,25 т вуглекислого газу, 0,53 кг оксиду вуглецю, 0,093 т вуглеводнів, 0,027 т оксидів азоту. Наприкінці ХХ століття у світінараховувалось близько 1 млрд. автомобілів.
Автомобільні викиди – це суміш близько 200 речовин, серед яких альдегідиз різким запахом і сильною подразливою дією, канцерогенні речовини, які можутьвикликати ракові захворювання та інші.
Основними джерелами забруднення повітряного простору над сільськимирайонами є тваринницькі і птахокомплекси, агрохімічні склади, сховищапротравленого насіння, поля з внесеними на них отрутохімікатами і мінеральнимидобривами.
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 навколишньогосередовища є побутові відходи. Сьогодні кожна людина щоденно викидає більше 2-хкг твердих побутових відходів. Маса світового потоку таких відходів становитьщорічно 400 млн тонн, з яких 80% «знешкоджується» шляхом поховання під землею.Із сміттям у біосферу щороку потрапляє 85 млн. тонн органічного вуглецю. Окрімістотного внеску у глобальне потепління, звалищ ний газ сприяє ще й загоряннюяк самих звалищ так і об’єктів поблизу них. При цьому на –звалищах знаходитьсябіля 10 % полімерних матеріалів а
Кожні 10 років кількість синтетичних полімерів подвоюється,вони постійно «збагачуються» відходами, що містять солі важкихметалів, інші токсичні сполуки. Відтак, при горінні звалищ утворюється тапереноситься у повітря величезна кількість не властивих природі отруйнихречовин, часто навіть — із невстановленою хімічноюбудовою та відповідно — прогнозованими наслідками для здоров'я.Обов'язковими продуктами горіння звалищ є активні канцерогени.
Джерелом небезпечного хімічного та біологічного забрудненнядовкілля є так званий «звалищний фільтрат» — атмосферна волога, насичена токсичнимисполуками, патогенними бактеріями та продуктами їхньої життєдіяльності. Усе цеможе мігрувати у ґрунтові води — і частона досить великі глибини та на багатокілометрові відстані від самого об'єктузабруднення.
Усі перераховані ризики та кризові явища спонукали людство до створенняцілої господарської галузі, що отримала назву «waste management» — керування (управління)відходами. використання. Лідерами у розвитку ефективних технологій поводження звідходами є країни Західної Європи, а серед них перебуває на першому місці,безумовно, Німеччина. Власне німці на практиці довели, що найдоцільніше ітишляхом повного роздільного збирання підходів.: окремо — полімери, окремо — папір та картон, окремо — залізо, окремо — кольорові метали, окремо — склокольорове, окремо — скло біле, окремо — тканини, окремо — харчові рештки і т.ін.
Сучасна технологія поховання ТПВ у землі передбачає в якостіобов'язкових етапів:
— максимально повне розділення сміття із вилученням токсичнихвідходів 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 видаленнявідходів. За останні роки поступово впроваджується практика їх роздільногозбирання. Однак в більшості невеликих міст та абсолютній більшості сіл побутовівідходи взагалі не збираються та не вивозяться, що призводить до розростаннявеличезної кількості стихійних смітників, часто наближених до житла, джерелводопостачання, місць відпочинку. В таких місцях лише за приблизною оцінкоюзнаходиться до 66% усіх ТПВ, що продукуються в Україні,частина з них є токсичними. Переважна більшість (до 90%) їх функціонує в режиміперевантаження, з порушенням проектних показників та правил безпеки.
У загальній масі побутовихвідходів, що вивозиться на українські смітники, до 25% становлять харчові рештки, 20% -папір, 10% — метал, 12%- скло. Обсягивторинного використання відходів постійно скорочуються.
У нас практично немає підприємств західного зразка з комплексноюпереробкою одразу декількох видів відходів, приміром — із отриманням на входінесортованих відходів, а на виході: металобрухту, подрібненого скла, полімернихгранул, макулатури та готового компосту.
2. ХІМІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДІОКСИДІВ
2.1 ДІОКСИД ВУГЛЕЦЮ, ЙОГО ВЛАСТИВОСТІ, ДОБУВАННЯ
Діокси́двуглецю́, вуглекислий газ, /> (рос.углекислый газ, англ. Carbon dioxide, нім. Kohlensäure f, gasförmigeKohlensäure f, Kohlendioxyd n) —хімічна сполука, поширена в природнихгазах, що містять його в кількості від декількох відсотків до практично чистоговуглекислого газу. Безбарвний, має кислуватий смак і запах. Є кінцевимпродуктом окиснення вуглецю, не горить, не підтримує горіння і дихання.Токсична дія вуглекислого газу виявляється при його вмісті в повітрі 3-4 % іполягає в подразненні дихальних шляхів, запамороченні, головному болі, шумі увухах, психічному збудженні, непритомному стані.
Вуглекислий газ єпродуктом спалювання викопного палива. Він має парникові властивості, тобтосприяє утриманню тепла на поверхні Землі і вносить основний вклад у глобальнепотепління.
При 20 °C в 1 об'ємі води розчиняється 0,88 об'ємів />. Воднийрозчин його має кислуватий смак. На відміну від монооксиду діоксид вуглецю є солетворнимоксидом — ангідридом карбонатної кислоти />.
Під тискомблизько 60 атм діоксид вуглецю при звичайній температурі перетворюється врідину. У зрідженому стані у сталевих балонах його можна зберігати ітранспортувати. При сильному охолодженні він перетворюється в снігоподібну масу(сухий лід), яка сублімує (випаровується не плавлячись) при —78,5°С.
Діоксид вуглецюне підтримує дихання і горіння звичайних видів палива. Але речовини, що маютьбільше споріднення до кисню, ніж вуглець, можуть забирати у нього кисень. Так,наприклад, запалена свічка гасне в атмосфері />,а запалена магнієва стрічка продовжує горіти:
/>
Незначнікількості /> нешкідливі для людини ітварин, але при концентрації його в повітрі понад 3% за об'ємом він стаєшкідливим, а при 10 % і більше — смертельним.
У народномугосподарстві діоксид вуглецю широко застосовується в хімічній промисловості привиробництві соди, сечовини тощо, а також у виробництві цукру, вина, пива, длявиготовлення газової води і т. д. Широко відомі природні джерелу діоксидувуглецю у вигляді мінеральних вод «Нарзан», «Боржом» та інші. Спресованийтвердий /> під назвою «сухий лід»застосовують для охолодження м'яса, риби і інших харчових продуктів, що швидкопсуються. Сухий лід значно більше, ніж звичайний, знижує температуру і привипаровуванні не залишає ніякої рідини. У техніці діоксид вуглецю одержуютьобпаленням вапняку з одночасним одержанням паленого вапна:
CaCO3 = CaO + CO2↑
В лабораторнихумовах його звичайно одержують при дії хлоридної кислоти на мармур:
CaCO3 + 2HCl =CaCl2 + CO2↑
У природі діоксидвуглецю постійно утворюється при найрізноманітніших процесах: горінні вугілля іінших видів палива, диханні, бродінні, гнитті тощо.
2.2 ДІОКСИДСІРКИ, ФІЗИЧНІ ТА ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ, ДОБУВАННЯ, ЗАСТОСУВАННЯ
Діоксид сірки, /> ( інші назви: сульфітнийангідрид, сірчистий газ) — безбарвний газ, з різким задушливим запахом.
Фізичнівластивості.
Діоксид сірки призвичайних умовах являє собою безбарвний газ, з різким задушливим запахом. Вінважчий від повітря більше ніж у два рази. При охолодженні до —10°С діоксидсірки скраплюється в безбарвну прозору рідину, а під тиском 2,5 атм. скраплюєтьсяпри звичайній температурі. Тому його можна зберігати і транспортувати встальних балонах у рідкому стані. Випаровування рідкого /> супроводжується значнимохолодженням (до —50°С). У воді діоксид сірки розчиняється дуже добре: в одномуоб'ємі води розчиняється до 40 об'ємів />.Діоксид сірки отруйний, хоч і значно менше, ніж сірководень. Наявність його вповітрі в кількості 0,33 мг/дм3 і більше викликає задишку ізапалення легенів. Тому працювати з ним слід обережно.
Хімічнівластивості
Діоксид сіркизаймає проміжне положення в ряду окиснення — відновлення сірки. Сірка в ньомупозитивно чотиривалентна. Тому атом сірки в молекулі />може або віддавати ще дваелектрони, або приєднувати чотири або шість електронів. Отже, в залежності відумов діоксид сірки може бути відновником або окисником. Більш різко в нього вираженівідновні властивості.
При взаємодії зокисниками /> виявляє відновнівластивості.
Наприклад:
/>
/>
/>
Навпаки, привзаємодії з дуже сильними відновниками він виявляє окислювальні властивості.
Наприклад:
/>
/>
/>
Добування.
Сульфітний газутворюється при спалюванні сірки в повітрі або в кисні:
S + O2 = />
Але в промисловостідля одержання/>використовують звичайнобільш дешеву сировину, головним чином залізний колчедан (пірит) FeS2.Горіння піриту відбувається за реакцією:
/>
/>
/>
/>
Значні кількості /> одержують як побічнийпродукт у кольоровій металургії при випалюванні сульфідних руд, наприкладцинкової обманки:
/>
У лабораторнихумовах діоксид сірки одержують звичайно при дії на гідросульфіт натрію /> сульфатною кислотою (абохлоридною), або шляхом розчинення міді в сульфатній кислоті при нагріванні:
/>
/>
Застосування
Діоксид сіркизастосовують у різних галузях промисловості. Найбільші його кількості йдуть навиробництво сульфатної кислоти. Діоксид сірки має здатність убивати різнімікроби, тому ним обкурюють складські приміщення, підвали, винні бочки тощо, атакож овочі і фрукти, щоб запобігти їх загниванню.
Діоксид сіркизнебарвлює різні органічні барвники і застосовується для відбілювання вовнянихі шовкових тканин, соломи тощо. Але його відбілююча дія має інший характер, ніжкисню і хлору. Кисень і хлор руйнують забарвлюючі речовини, а /> утворює з ними безбарвніречовини. Деякі з них з часом можуть поступово розкладатися. Наприклад, відбіленасульфітним газом солома, з якої роблять капелюхи, під впливом сонячного світлапоступово жовтіє, повертаючи свій попередній колір.
2.3 ДІОКСИД АЗОТУ
Діоксид азоту /> і гемітетраоксид азоту /> при звичайних умовахявляють собою газову суміш бурого кольору з задушливим запахом. Ця суміш при21,15°С згущується в ясно-жовту рідину, а при —11,2°С замерзає в безбарвнумасу.
При —11,2°С інижчій температурі існують лише безбарвні молекули гемітетраоксиду. При вищійтемпературі молекули /> дисоціюють намолекули діоксиду азоту /> темно-бурогокольору. З підвищенням температури рівновага дисоціації дедалі зміщується в бікутворення діоксиду, а при 140°С настає повна дисоціація />. При цій і вищійтемпературі існують лише молекули />. Такимчином, у температурному інтервалі від —11,2°С до + 140°С обидва оксидиперебувають у рівновазі один з одним. Цю рівновагу можна зобразити такимрівнянням:
/>
100% 100%
при —11,2°С при+140°С
Зміщенням цієїрівноваги пояснюється те, що з підвищенням температури колір суміші стаєтемнішим, а при зниженні температури поступово ясніє до повного знебарвленняпри температурі замерзання. Діоксид азоту, в свою чергу, вище 140°С теж починаєрозкладатися і при 600°С повністю перетворюється в монооксид азоту NO і кисень:
/>
Тому зпідвищенням температури понад 140°С чорно-бурий колір газу поступово ясніє, апри 600°С газ стає безбарвним.
У лабораторнихумовах діоксид азоту звичайно одержують термічним розкладом нітрату свинцю зареакцією:
2Pb(NO3)2= 2PbO + 4NO2↑ + O2↑
У промисловостійого добувають у великих кількостях для виробництва нітратної кислотиокисненням монооксиду азоту киснем повітря.
У хімічномувідношенні діоксид (і гемітетраоксид) азоту відзначається як дуже сильний окисник.Так, він легко окиснює сульфітний ангідрид SO2 у сульфатний ангідридSO3:
SO2 +NO2 = SO3 + NO
Діоксид азотудуже отруйний. Вдихання його викликає сильне подразнення дихальних оганів. Томупрацювати з ним слід дуже обережно.
У воді обидваоксиди азоту добре розчиняються. При цьому гемітетраоксид азоту вступає вхімічну взаємодію з водою і утворює суміш нітратної і нітритної кислот:
N2O4+ H2O = HNO3 + HNO2
Якщо суміш цихоксидів розчиняти в їдких лугах, то утворюється суміш відповідних нітратів і нітритів,наприклад:
N2O4+ 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O
У молекулі N2O4один атом азоту позитивно п'ятивалентний, а один — позитивно тривалентний. Томуйого структурній формулі надають такого вигляду:
O = N3+ — O — N5+= O
\\
О
Забрудненняатмосферного повітря діоксидом азоту містить у собі загрозу не тільки дляздоров'я людей, але і наносить екологічну шкоду всьому природному середовищу.Негативний біологічний вплив діоксиду азоту на рослини виявляється взнебарвленні листів, зів'яненні квіток, припиненні плодоносіння і росту.
Небезпекадіоксиду азоту полягає ще в тому, що він добре розчиняється у воді з утвореннямкислотних дощів, а також вступає в фотохімічні реакції з граничнимивуглеводнями, утворюючи фотохімічний смог одним із компонентів якого єтоксичний продукт – формальдегід.
3. РЕАКЦІЯ НАЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРИ ДІОКСИДАМИ
3.1 РЕАКЦІЯ НАЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРИ ОКСИДАМИ АЗОТУ
До числапріоритетних речовин, що забруднюють атмосферу, відносяться також оксиди азоту,які утворюються при згоранні палива, очистці нафти, у процесі ряду хімічнихвиробництв, а також містяться у вихлопних газах автомашин.
Навіть маліконцентрації оксидів азоту в повітрі можуть порушувати зелену масу чутливихрослин і вони чинять на рослини негативний вплив і тоді, коли пошкодження ще ненаявні.
Встановлено, що врослинах, фумігованих NO2, утворюється нітрат- (NO3-) і нітрит- (NO2-) йони, причому спочатку в рівнійкількості, а далі акумулюється тільки NO2-. Нітрит-іон більш токсичний, ніж нітрат і більшість рослинмають ферментативні механізми його детоксикації до певного рівня. Рослиниабсорбують газоподібну NO2 швидше, ніж NO, тому, що перший легше розчиняється у воді. Пошкодження рослин під дією NO2є результатом або закислення абофотоокислення. Дія на рослини газоподібних NOта NO2у концентраціях, які не призводять до з’явлення видимихпошкоджень, викликає зниження інтенсивності фотосинтезу. Комбінована дія цихгазів адитивна, проте ефект дії NO проявляється швидше, ніж NO2.
Гостра дія NO2може бути схожою з дією SO2 Низькі концентрації NO2 стимулюють ріст рослин, а їх зеленьстає більш темною. Може мати місце неспецифічний хлороз з наступним передчаснимопаданням 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 нарослини. Було встановлено, що дія суміші SO2 і озону на листя тютюнує більш адитивною, причому порогове значення концентрації забруднення, приякому спостерігається ураження, зменшується. У дослідженнях, які були виконаніпізніше і в яких як рецептор використовувалася сосна Веймутова (Pinus strobus L.), також був відмічений ефект синергізмудії суміші цих газів, що викликає синдром «хлоротичної карликовості». Детальне дослідження ефектів синергізмубуло 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 такогоефекту не спостерігалося. Результати цієї роботи підтвердилися подальшимидослідженнями, в яких був знайдений ефект антагонізму при дії суміші SO2і О3 на два сорти соєвих бобів. Ефект синергізму спостерігався при дії суміші газів на один з видівтополі осиноподібної (Populustremu-loldes Minchx.). Для чутливих підвидів цього виду поразка листя реєструваласяі у тому випадку, коли концентрація SO2 і О3 в сумішібула нижчою за ті значення концентрації цих сполук окремо, при якихспостерігалося ураження.У дослідах зсоєю (Glycine max (L.) Merr.) була знайдена антагоністична діякомпонентів газової суміші на ураження листя рослин. У деяких дослідженнях було знайдено,що симптоми ураження рослин, що спостерігаються при дії суміші SO2 іО3, мають більшу схожість з симптомами ураження озоном, а недіоксидом сірки. Проте є і виключення. Експерименти з сортом Sanilac білої квасолі показали, що при діїсуміші SO2 і озону спостерігається хлороз листя, тоді як дія кожногогазу окремо веде до утворення некрозу.
Ефект синергізму спостерігався і при дії суміші озону ідіоксиду сірки в порівнянних концентраціях на листя редьки, огірків, а такожбегонії.
Результатисучасних досліджень продовжують підтверджувати висновки попередніх робіт проте, що дія суміші діоксиду сірки і озону викликає ураження листя, але може і несупроводжуватися порушенням росту рослини. Так, в було встановлено, що при діїсуміші цих газів на соєві боби зменшується урожай цієї культури і змінюєтьсяшвидкість росту рослини, проте об'єм ураженого листя при цьому збільшується. Заданими, що є в літературі, дія суміші озону і SO2 може призводити доантагоністичної дії на ураження листя рослини і більш ніж адитивної дії на рістцієї ж рослини. У експериментах з бегонією було встановлено, що залежно віддози ефект дії (зміни маси листя) може бути більшим або меншим адитивного.
Фізіологічні і біохімічні зміни, що відбуваються в тканинах рослини придії суміші SO2 і О3, розглянуті лише кількох роботах.Було знайдено, що результат дії суміші озону і SO2 на швидкістьфотосинтезу широколистяних дерев є більшим аддитивного. Вивчення у відгуку пор листявинограду і петунії на дію озону і SO2 показало змінність ефектудії. Проте при вивченні такого ж виду дії на квасолю (Phaseolus vulgaris L.)був знайдений антагоністичний ефект дії озону і SO2 на листярослини, що пояснюється синергетичною дією цих газів на закриття пор листя. Навідміну від квасолі дія суміші О3 і SO2 на редиску і огірки підсилює ефект ураження листя і збільшуєопір їх пор.
В даний час на підставі наявної фрагментарної інформації непредставляється можливим створити повну модель, що описує механізм дії діоксиду сірки і озонуна рослини. З достатньою очевидністю спільна дія суміші цих газів виявляється взмінах функціонування пор листя і проникності клітинних мембран.
3.3 СУМІШ ДІОКСИДУ СІРКИ ТА ДІОКСИДУ АЗОТУ
Присутність цихдвох забруднюючих речовин в атмосфері обумовлена промисловими викидами, а такожнадходженням у повітря продуктів згорання викопного палива, що витрачається дляотримання електричної енергії. Оскільки вміст NO2 в атмосферному повітрі значно нижче тих значень, при яких вона викликаєураження рослин, інтерес до цього газу був обумовлений в основному можливістюйого спільної дії (наприклад, з SO2), при якому ураження рослин може спостерігатися і при нижчихконцентраціях NO2. Дослідження, проведені американськими ученими дозволили встановити, що длябагатьох видів рослин (соя, редиска, помідори, овес) дія суміші SO2 і NO2 призводить до синергізму, викликаючиураження листя рослин. Симптоми ураження верхньої частини листя, щоспостерігалися 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 (яківикористовувалися в експериментах), як загальна суха маса, маса зеленого листя,маса коріння, площа листя, число листя і паростків. Лише в декількох випадкахефект спільної дії був просто адитивним або меншим адитивного. Дія суміші SO2 і NO2 на деякі види кормових травможе призводить до адитивного або синергетичного ефекту на загальний ріст рослин. Проведені експериментисвідчили і про зменшення порогу чутливості рослин при дії суміші газів. Навідміну від приведених вище результатів, дослідження з рослинами посушливихтериторій показали, що ефект дії газової суміші хоча і змінюється для різнихвидів рослин, синергізм дії не спостерігається. Було також встановлено, щооднорічні рослини ушкоджуються сильнішебагаторічних. На чинники росту рослини чинить вплив і концентрація компонентівгазової суміші.
Суміш SO2 і NO2 може впливати і нафізіологічні показники рослин. Може, наприклад, знижуватися швидкістьтранспірації листя, швидкість фотосинтезу.
3.4 СУМІШ ДІОКСИДУ СІРКИ ТА ФТОР ОВОДНЮ
Присутність HF в поєднанні з іншимизабруднюючими речовинами є новим додатковим чинником. Вплив цього чинникавизначається можливістю участі йонів фтору в акумуляції стабільнихфітотоксикантів. Як діоксид сірки, так і фтористий водень емітуються в атмосферу різними промисловимиджерелами. Емісія фтористого водню супроводжується також викидами в атмосферулетких кремній-фтористих сполук.
Значний об'ємдосліджень по цій проблемі був проведений в Інституті вивчення рослин БойсаТомпсона. Згідно даним при тижневій експозиції рослин в суміші, що містить 150млрд-1 SO2 і 0,6 млрд-1 HF, об'єм ураженоголистя кукурудзи (Zea mays L.) і ячменю (Hordeum vulgare L.) був таким же, як і при дії лише SO2. У тих жеумовах рослини квасолі (Phaseolus vulgaris L.) на дію цих речовин не реагували.При зменшенні концентрації SO2 до 80 млрд-1 і збільшенніконцентрації фтористого водню до 0,8 млрд-1 і часу експозиції до 27діб дія суміші цих речовин на кукурудзу і ячмінь перевищувала адитивну. Реакція рослин була специфічною і полягала впояві невеликих еліптичних плям на периферійних частинах старішого листя. Устійкіших до дії фтористого водню сортів кукурудзи число плям на листі прифумігуванні 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 WiteFrendship, присутність фтористого водню в повітрі запобігала негативній дії SO2 на листя рослини. Попередня обробка бавовнику (Gossynium hirutum L.) невеликими дозами фтористого водню підвищувала йогочутливість додії SO2. Для соняшнику (Неlianthus annuas) така попередня обробка фтористим воднем знижувала чутливістьрослини до подальшої дії SО2. Досліди, що проводяться з фумігуваннямсосни Веймутова (Pinus strobus L.), не дозволили встановити відхилення від адитивного ефекту дії цихсполук.
Підвищений вміст в атмосфері SO2 і фтористоговодню зменшує швидкість розвитку шишок і сприяє ранішому випаданню насіння усосни звичайної (Pinus sylvestris L.) в природних умовах. Проте сумісногоефекту дії SO2 і фтористого водню в проведених спостереженняхзнайдено не було.
Ефект синергізму при дії SO2 і HF може позначатися на зменшеннішвидкості поглинання рослиною СО2 з атмосфери. Експерименти знорвезькою ялиною, що піддається дії SO (75 млрд-1), показали, щоприсутність SO2 збільшує швидкість накопичення фтору в кореневійсистемі і в голках ялини.
3.5 СУМІШ ОЗОНУ ТА ДІОКСИДУ АЗОТУ
Озон і діоксид азоту є компонентами фотохімічного забрудненняатмосфери, проте їх сумісний вплив на рослини вивчений ще не достатньо. Уранніх роботах при вивченні дії цих сполук на листя помідорів (Lycopersicumesculentum Mill.) і перцю (Calsicum frutescens L.) спостережуваний ефект бувменше адитивного. Проте дані цих робіт представляють, швидше, академічний, а непрактичний інтерес, оскільки використовувана в цих дослідженнях концентраціядіоксиду азоту (15 млн.-1) більша вмісту цього газу в атмосфері.Результати пізніших експериментів, виконаних з десятьма видами дерев, щоростуть в США, свідчать про нижчий, ніж сумарний, ефект дії.
Наявність фотохімічного джерела діоксиду азоту в атмосферіведе до інтенсивного утворення цієї речовини в атмосфері вранці. Як правило,витрачання діоксиду азоту протягом доби сприяє збільшенню вмісту озону ватмосфері. 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 (Triticum aestivum L.), карликову квасолю (Phaseolus vulgaris L.) і редьку (Raphanus sativus). Згідно цим дослідженням, пшениця іредька мають достатньо схожі відгуки на щоденну дію діоксиду азоту вконцентрації 0,1млн.-1з 9 до 12 год. Під впливом діоксиду азотурослини 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 влисті і кореневій системі рослин (в порівнянні з аналогічним ефектом,обумовленим дією озону). В той же час попередня «обробка» квасолі діоксидомазоту призводить до складнішої реакції рослини.
Діоксид азоту чинить виразно виражену стимулюючу дію на рістверхівки рослини, а дія лише одного озону помітно змінює ріст. Послідовністьдії цих сполук призводить до простого сумарному ефекту, що впливає на змінизріст рослини (тобто негативний ефект дії озону нейтралізується позитивнимефектом впливу діоксиду азоту). Проте оцінка наслідків дії суміші газів нарослину маскується різко вираженою відмінністю ефектів дії на окремі органирослини. Таким чином, попередня «обробка» рослини діоксидом азоту послаблюєефект дії озону, що виражається в затримці зріст листя, зменшенні маси зеленоголистя. Результуючий ефект, обумовлений дієюO3 і NO2 на рослину, таким чином, неперевищує ефект сумарної дії.
Результуюча дія озону і діоксиду азоту на рослини, позасумнівом, відображає присутність тонких ефектів впливу кожного з газів нарозвиток рослини, механізм яких поки що не встановлений. Існування сумісного ефектутакож відображає і складність відгуку рослини на дії, які можуть конкуруватиабо доповнювати один одного — інгібуючи або стимулюючи розвиток рослини.
4. ЗАХОДИ ЩОДО ЗМЕНШЕННЯ РИЗИКІВ ЗАБРУДНЕННЯ
Оскільки для поширення СОЗ не існує державних кордонів, цяпроблема отримує загальнопланетарне значення. Жодна країна не здатна самотужкивпоратися з цією загрозою. Настав час активних дій — зволікання може коштувати життя нашихдітей, послідовно руйнуючи процеси відтворення людини на планеті.
Програма ООН з охорони довкілля (United Nations Environmental Program, ЮНЕП) протягом останніх років проводить широкомасштабнізаходи щодо скорочення ризиків від застосування стійких органічнихзабруднювачів (СОЗ) та запобігання їх шкідливого впливу на здоров'я людей інавколишнє 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 представникиМіжурядового Комітету з переговорів, які проходили під егідою ЮНЕП за участінеурядової організації «Міжнародна Робоча Мережа за Видалення СОЗ». Кінцевамета спільних дій — не «регулювання ризиків, аповна ліквідація вже існуючих забруднень і перехід на чисті технології. Прийшлорозуміння того, що СОЗ являють собою глобальну екологічну загрозу. Це булоофіційно зафіксовано Стокгольмською конвенцією.
ЇЇ мета якої полягає у «охороні здоров'я людини танавколишнього середовища від стійких органічних забруднювачів». Вона є важливимелементом міжнародного співробітництва у сфері охорони довкілля та системизабезпечення сталого розвитку.
Конвенція націлена на скорочення використання та поступовуліквідацію дванадцяти особливо токсичних СОЗ. Вона визначає шляхи до врятуваннямайбутнього наступних поколінь та ліквідації залежності нашої економіки віднебезпечних сполук.
Стокгольмська конвенція про СОЗ була прийнята та відкрита дляпідписання 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, щопідписали конвенцію 23 травня 2001 року, а 17 травня 2004 року Стокгольмськаконвенція набула чинності,
Конвенція зобов'язує уряди держав вжити заходів щодоскорочення викидів діоксинів, фуранів, гексахлорбензолу і ПХБ як побічнихпродуктів виробництв з метою послідовного скорочення викидів до мінімуму і заможливістю їх повної ліквідації.
Вона обмежує імпорт та експорт 10 спеціально вироблених СОЗ, допускаючиїхнє транспортування тільки для видалення екологічно безпечним способом або длясанкціонованого використання.
Дає можливість державам припинити до 2025 року експлуатацію існуючогоустаткування, яхе містять ПХД, за умови, що це устаткування утримується унормальному технічному стані, який запобігає витіканню.
Закликає уряди держав розробляти та здійснювати стратегії звиявлення запасів, а також продукції та виробів, що містять СОЗ, та видаляти їхнадійним, 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 перевезеннячерез державні кордони з порушенням встановлених правил.
Закликає надати фінансову підтримку країнам, якірозвиваються, щодо визначення місць зберігання запасів і звалищ відходів, якімістять СОЗ, та їх видалення екологічно безпечним способом.
Ключовим положенням Стокгольмської конвенції є збереженняздоров'я людини та довкілля шляхом переходу на альтернативні способигосподарювання. Зменшення ризиків, пов'язаних із СОЗ, — непросте завдання.
У відповідності до основних положень Конвенції розроблено Національнийплан виконання Стокгольмської конвенції. Він орієнтований на заохочення тапідтримку загальнонаціональних і місцевих органів влади в їхніх зусилляхналежним чином знешкодити або ліквідувати СОЗ, усунути чи обмежити забрудненняхімічними речовинами навколишнього середовища та знівелювати їхній вплив наздоров'я населення України, а також передбачає в першу чергу здійсненнязаходів, які покликані істотно покращити екологічну ситуацію в країні.
Ситуація, яка склалася в Україні у сфері поводження з непридатнимита забороненими до застосування пестицидами (НП) внаслідок надмірного їхнакопичення, досягла критичної ваги та вимагає термінового втручання..
У 1999—2003рокахвиконувався українсько-датський проект «Ліквідація ризиків, пов'язаних знакопиченими в Україні непридатними або забороненими для використанняпестицидами». Зазначений проект передбачав створення та прийняття Плану дій іззменшення ризиків, пов'язаних з накопиченими в Україні відходів. На жаль, Планне набув чинності досі.
По сьогодні ще немає достовірних даних щодо кількості таякісного 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 Україністановить близько 31689,2 тонни.Серед них — непридатних для використанняпестицидів is групи 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. КалушіІвано-Франківської області захоронено 11 088 тонн гексахлорбензолу —промислового відходу із групи СОЗ. Цей полігон може претендувати на одне знайбільших у світі місць захоронення.
За результатами первинної інвентаризації, загальна маса відходів,які наявні в обладнанні та зберігаються окремо на об'єктах України, оцінюєтьсяприблизно в 4240 тонн.
Аналіз даних щодо їх кількості свідчить про те, що найбільшіобсяги відходів знаходяться на найбільш енергоємних виробництвах, а їхнійтериторіальний розподіл відповідає «питомій вазі» відповідних галузей урегіонах. Наприклад, у Східній Україні сконцентровані найпотужніші підприємстваметалургійної 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, Київськата Запорізька області.
Чорна і кольорова металургія та виробництво електроенергії ітепла — ці галузі роблять головний вклад у загальний обсяг викидів (95%). Уповітря 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 загальномускороченні оцінених викидів майже вдвічі .
5. ЗАБРУДНЕННЯАТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ ТА РУЙНУВАННЯ ОЗОНОВОГО ШАРУ ТЕРНОПІЛЬСЬКОЇ ОБЛАСТІ
В областінамітилась тенденція до збільшення викидів забруднюючих речовин в атмосфернеповітря, що пов’язано зі збільшенням об’ємів виробництва.
Найбільший вкладу сумарний по області викид забруднюючих речовин в атмосферне повітря відстаціонарних джерел внесли оксиди вуглецю — 3,446 тис. т, оксиди азоту — 2,119тис. т, речовини у вигляді суспендованих твердих частинок – 2,526 тис. т.
Найбільшащільність викидів на 1 км 2 – 13, 026 т у м. Тернополі.
Аналіз розподілувикидів по території області свідчить, що найбільший внесок у валовий викидзабруднюючих речовин в атмосферне повітря дають підприємства Тернопільського,Гусятинського, Кременецького та Чортківського районів.
До найбільших забруднювачіватмосферного повітря в області належать підприємства, діяльність яких пов’язаназ транспортуванням газу ( 11,358 тис.т, або 55,5 % від загальних викидівстаціонарними джерелами по області), а саме: Тернопільське лінійне виробничеуправління магістральних газопроводів філії УМГ „Львівтрансгаз” ДК „Укртрансгаз” (7,538 тис.т, або 36,6%), Гусятинська газокомпресорна станція Барського лінійного виробничогоуправління 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%).
Основнимджерелом забруднення атмосферного повітря в області є викиди вихлопних газівавтотранспорту, що зумовлено збільшенням кількості одиниць автотранспорту.Відмічається активізація транспортного руху в центральних частинах міст та навулицях населених пунктів. В зимовий період забруднювачами атмосферного повітряє викиди котелень опалювальної системи, приватних будинків, індивідуальнихопалювальних систем комунальних квартир.
Станатмосферного повітря досліджувався за наступними інгредієнтами: діоксид азоту-147 досліджень, 20 проб з перевищенням ГДК; оксид вуглецю -150 досліджень, 30проб з перевищенням ГДК, завислі речовини -132 дослідження, 9 проб зперевищенням ГДК, формальдегід — 90 досліджень, 17 проб з перевищенням ГДКхлористий водень — 6 досліджень, аміак — 15 досліджень.
ВИСНОВКИ
Атмосфернеповітря є одним з головних джерел життя на Землі. Людина не може прожити безповітря більше п’яти хвилин. Повітря використовується і в багатьох виробничихпроцесах, оскільки є окислювачем при горінні. Атмосфера є не лише життєдайним“буфером” між Космосом і поверхнею нашої планети, носієм тепла та вологи, черезнеї відбуваються також фотосинтез і обмін енергії – головні процеси біосфери.
Атмосфера регулюєтеплообмін Землі з космічним простором, впливає на її радіаційний та воднийбаланси.
В результатіантропогенної діяльності відбувається забруднення атмосфери, що призводить дозміни хімічного складу атмосферного повітря.
Важливоюпроблемою є дотримання екологічних вимог при експлуатації підприємств, спорудта при інших видах діяльності. Ці вимоги можна реалізувати на підставівпровадження та більш ефективного використання природоохоронних заходів, середкотрих чільне місце посідають заходи щодо попередження забруднення атмосфери,оскільки будь-яке порушення чистоти атмосферного повітря обов’язково впливає настан води та землі.
Промислові викидив атмосферу несприятливо впливають перш за все на людину та на навколишнєприродне середовище, а найбільш важкі форми прояву спостерігаються напромислових майданчиках та прилеглих до них територіях. Саме тут виникаютьнайбільш високі концентрації шкідливих речовин в атмосферному повітрі, котріперевищують гранично допустимі концентрації в два – п’ять, а нерідко і в більшеразів, і саме на цих територіях акумулюється їхня основна маса ґрунтом таповерхнею водоймищ. У зв’язку з цим особливо гострою є проблема запобігання забрудненняатмосфери міст, де зосереджена більша частина населення та промисловості.
В результаті спрацьованоїмною літератури встановлена кількість шкідливих речовин, що відходять відджерел їх утворення.
Основнимизабруднювачами атмосферного повітря на виробництві є:
— діоксид азоту,оксид азоту, оксид вуглецю, сірчистий ангідрид, сажа, які надходять ватмосферне повітря;
— діоксини – дуже токсичні речовини, що утворюються в процесах спалюванняорганічних 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, вуглецюта азоту, споживають велику кількість води: для утримання однієї кВт-годиниелектроенергії теплові електростанції витрачають близько 3 л води (атомні — ще більше: 6-8 л). Стічні води теплових електростанцій забруднені й мають високутемпературу, що стає причиною не тільки хімічного, а й теплового забруднення;
— металургійніпідприємства відрізняються високим споживанням ресурсів і великою кількістювідходів, серед яких пил, оксид вуглецю, сірчаний газ, коксовий газ, фенол,сірководень, вуглеводні (в тому числі бевдопирен). Металургійна промисловістьспоживає багато води, яка забруднюється в процесі виробництва;
— різноманітнимивидами виробництва характеризується хімічна промисловість. Найбільшнебезпечними є виробництво аміаку, кислот, анілінових фарб, фосфорних добрив,хлору, пестицидів, синтетичного каучуку, каустичної соди, ртуті, карбідукальцію, фтору;
— сильнозабруднюють атмосферу автомобілі. Автомобільний транспорт (в світі налічуєтьсябільше 600 млн автомобілів) дає 70-90% забруднень у містах. Якщо врахувати, щов містах мешкає більше половини населення Землі, то стане зрозумілим вирішальнезначення автотранспорту щодо безпосереднього впливу на людей.
У викидних газахавтомобілів переважають оксид вуглецю, диоксид азоту, свинець, токсичнівуглеводні (бензол, толуол, ксилол та ін.). Взаємодія вуглеводнів та оксидівазоту при високій температурі призводить до утворення озону (О3). Якщо в шаріатмосфери на висоті 25 км достатньо високий вміст озону необхідний для захистуорганічного життя від жорсткого ультрафіолетового випромінювання, то біляземної поверхні підвищений вміст озону викликає пригнічення рослинності,подразнення дихальних шляхів й ураження легень.
Досить значнакількість забруднювальних речовин потрапляє в природне середовище в процесісільськогосподарської діяльності. Найбільших збитків завдає застосуванняпестицидів — щорічно в світі їх використовують 4 млн т, але врешті-решт лишеодин їх відсоток досягає мети, тобто впливає безпосередньо на шкідниківсільськогосподарських культур. Решта впливає на інші організми, вимивається вґрунти та водоймища, розвіюється вітром. Ефективність застосування пестицидівпостійно знижується через звикання до них шкідників, тому, щоб досягнутипопередніх результатів, необхідна все більша їх кількість. При розкладанніпестицидів в ґрунті, воді, рослинах часто утворюються більш стійкі і токсичніметаболіти. Щорічно в світі стається 0,5 млн випадків отруєння пестицидами.
Найнебезпечнішимиза наслідками є аварії на АЕС з викидом в атмосферу радіоактивних речовин,внаслідок яких має місце довгострокове радіоактивне забруднення місцевості навеличезних площах.
ЛІТЕРАТУРА
1. Ахметов Н.С. Общая инеорганическая 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. Атмосферныйозон: 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. Михайленко П.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 основиприродокористування. –Львів: Новий Світ. – 2000. 248 с.
20. Степаненко О.І. Світ у пошукахнового Геракла, або як позбутися гір побутових відходів // Екобюлетень Людина. Суспільство.Природа. – № 9. – 2002. – С. 4– 7
21. Стокгольмська Конвенція втупила всилу // Вісник екологічноїадвокатури. – №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:
www.battery.ru/
ecology.icm.ac.ru/
http//www.eci.glasnet.ru/.
www.ibmh.msk.su/vivovoco/