Токсиканты окружающей среды

Охрана природы от нависшей над ней химической опасности стала глобальной проблемой. Она связана с производительными силами общества: с развитием промышленного и сельскохозяйственного производства, энергетики, транспорта, добычей полезных ископаемых.

ВНИМАНИЕ! Работа на этой странице представлена для Вашего ознакомления в текстовом (сокращенном) виде. Для того, чтобы получить полностью оформленную работу в формате Word, со всеми сносками, таблицами, рисунками (вместо pic), графиками, приложениями, списком литературы и т.д., необходимо скачать работу.

Токсиканты окружающей
среды

Чибисова Н.В., Долгань Е.К.


Химическое загрязнение является нарастающей угрозой
среде обитания.


Охрана природы от нависшей над ней химической
опасности стала глобальной проблемой. Она связана с производительными силами
общества: с развитием промышленного и сельскохозяйственного производства,
энергетики, транспорта, добычей полезных ископаемых. Все это ведет к
поступлению в воздух, воду, почву сотен тысяч токсичных соединений,
проникновению их в организм растений, животных и человека. Повсеместное
применение различных химических веществ в быту, в сфере научных исследований
также способствует нарастанию химико-экологической опасности. В продаже сейчас
около 40000 различных химикатов и ежегодно к ним добавляется сотня других.


Масштабы техногенного химического загрязнения
природной среды не поддаются точной оценке, однако приводимые в литературе
данные свидетельствуют о дорогой цене, которую приходится платить человеку за
успехи, достигнутые в ходе научно-технического прогресса. Так, за один год на
Земле сжигается 7 миллиардов тонн условного топлива и выплавляется более 800
миллионов тонн различных металлов, что сопровождается выделением в окружающую
среду сотен миллионов тонн вредных веществ. По данным В.А. Ковды, в биосферу
уже с середины семидесятых годов ежегодно поступало 600 миллионов тонн
токсичных газообразных веществ, в том числе оксида углерода (II) - 200
миллионов тонн, сернистого газа - 150 миллионов тонн, несколько миллиардов тонн
различных аэрозолей, 5500 миллиардов кубических метров сточных вод.


В настоящее время под токсикантами окружающей среды
понимают такие вредные вещества, которые распространяются в окружающей нас среде
далеко за пределы своего первоначального местонахождения и оказывают скрытое
вредное воздействие на животных, растения и впоследствии на человека.


Подлинные токсиканты - это те ядовитые вещества,
которые сам человек неосмотрительно включает в круговорот природы. Основное
ядро токсикантов окружающей среды составляют пестициды: это собирательное
название охватывает все средства борьбы с вредными организмами.


Понятие «биоцид» часто распространяется на те
биологически активные вещества, которые попадают из промышленных сточных вод в
биологический круговорот веществ. Например, HCN - синильная кислота является
инсектицидом, а потому также и биоцидом, но она быстро улетучивается и не может
быть включена в разряд токсикантов окружающей среды

Неорганические токсиканты

Проблема деградации окружающей среды в значительной
мере связана с отрицательным воздействием неорганических веществ, среди которых
наибольшую экологическую опасность создают металлы и их соединения, а также
диоксид серы и оксиды азота. Влияние последних показано в разделе
«Экологическая химия атмосферы».


Попав в живую клетку, соединение металла первоначально
осуществляет некоторую простейшую химическую реакцию, за которой затем следует
каскадный отклик все более сложных взаимодействий биологических молекул и
ансамблей.


Целый ряд металлов включен в различные процессы
метаболизма. Эти металлы являются жизненно важными для живых организмов. Так,
например, железо и медь - переносчики кислорода в организме, натрий и калий
регулируют клеточное осмотическое давление, магний и кальций (и некоторые
другие металлы) активизируют энзимы - биологические катализаторы.


Многие металлы в виде конкретных соединений нашли
применение в медицине в качестве лекарственных и диагностических средств.
Другие же оказались крайне нежелательными для живых организмов и небольшие
избыточные дозы их оказывают фатальное воздействие.


Активность металлов как ядов в значительной мере
зависит от формы, в которой они попадают в организм. Так, известный всем мышьяк
ядовит в трехвалентном состоянии и практически неядовит в пятивалентном
состоянии. А соединение мышьяка (CH3)3As+CH2COO– вообще неядовито и содержится
в тканях некоторых морских ракообразных и рыб, откуда он поступает в организм
человека.


Дневная потребность цинка составляет 10 - 15 мг, но
бóльшие дозы уже отрицательно сказываются на организме. Однако ион Zn2+
хорошо комплексуется фосфатными группами, отщепляемыми от нуклеиновых кислот и
липидов. В результате ион Zn2+ переходит в малоядовитую форму и легко выводится
из организма:


Токсиканты окружающей среды 


Барий - нежелательный металл для живой клетки, но
сульфат бария практически нерастворим в воде и выводится из организма без
какого-либо воздействия, что позволило применять его при рентгеновских
исследованиях желудочно-кишечного тракта.


Ртуть не оказывает отрицательного действия на организм
в виде одновалентных соединений. Так, каломель (Hg2Cl2) почти неядовита, но
двухвалентный ион Hg2+, как и пары ртути, оказывают токсическое действие.


Биологическая активность металлов связана с их
способностью повреждать клеточные мембраны, повышать проницаемость барьеров,
связываться с белками, блокировать многие ферментные системы, что приводит к
повреждениям организма.


Все металлы по степени токсичности можно разделить на
три группы:


1) высокотоксичные металлы - ртуть, уран, индий,
кадмий, медь, таллий, мышьяк, золото, ванадий, платина, бериллий, серебро,
цинк, никель, висмут;


2) умеренно токсичные металлы - марганец, хром,
палладий, свинец, осмий, барий, иридий, олово, кобальт, галлий, молибден,
скандий, сурьма, рутений, родий, лантан, лантаноиды;


3) малотоксичные металлы - алюминий, железо, германий,
кальций, магний, стронций, цезий, рубидий, литий, титан, натрий.


Металлы расположены в каждом ряду по мере убывания их
токсичности. Если токсичность ионов Na+ принять за единицу, то токсичность иона
ртути будет почти в 2300 раз выше.


Ртуть как биоцид. Опасные соединения ртути
обнаруживаются во всех трех средах обитания живых организмов. Сами живые
организмы способствуют эффективному транспорту этого ядовитого элемента из
одной среды в другую. На примере транспорта ртути можно проиллюстрировать
процесс накопления ядов в пищевых цепях (рис. 5.1). Установлено, что кофермент
метилкобаланин (CoC63H91N12O14P) в живых организмах метилирует ртуть, давая
(СН3)Hg+: (СН3)[Co]+ + Hg2+® (CH3)Hg+ + [Co]2+.


 


Токсиканты окружающей среды 


Рис. 5.1. Упрощенная схема круговорота ртути в
окружающей среде


В процессы миграции метилртути вмешивается и
производственная деятельность человека.


Каким бы путем ртуть ни попала в воду, микроорганизмы
метилируют ее и при этом всегда образуется метилртуть CH3Hg+ или (CH3)2Hg -
диметилртуть. Выяснилось, что ее опасность чудовищна! (CH3)2Hg -
жирорастворимое вещество, способное попадать в организм человека не только
через пищевой тракт, но и через дыхательные пути и просто через кожу, проникая
через стенки клеток. Время жизни этого соединения в живой клетке составляет
около 70 дней в связи с чем происходит длительное токсическое воздействие.


Таблица 5.1


Примеры соединений ртути

















Соединение


Использование


CH3HgX, EtHgX*


Фунгициды


RHgX (X=Ac, Py+)


Катализаторы в производстве полиуретана,
поливинилацетата


PhHgX


Фунгициды, бактерициды


CH3OCH2CH2HgX


Фунгициды


Тиомерцал (производное EtHg+)


Антисептик


Мерцалил (метоксиалкильное производное ртути)


Диуретик


Скачиваний: 1
Просмотров: 0
Скачать реферат Заказать реферат