Синергізм в плані забруднюючих речовин

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

«Синергізму в ПЛАНІ ЗАБРУДНЮЮЧИХ РЕЧОВИН»

ЗМІСТ
Введення
Глава 1. Освіта сумішей забруднюючих речовин
1.1 Окислювання двоокису сірки в забрудненій атмосфері
Глава 2. Комбінована дія забруднюючих речовин
2.1 Вплив забруднюючих речовин на людину
Глава 3. Вплив забруднюючих речовин атмосфери на рослини
Висновок
Література

ВСТУП
Вже давно припускали, що повітря, яким ми дихаємо, є одним з чинників довкілля, які в певних умов можуть викликати захворювання. Однак до порівняно недавнього часу це не було доведено. Це ж стосується і деяких передаються по повітрю бактерійних і вірусних інфекцій, деяким алергічних захворювань і отруєнь, що викликаються певними газами та аерозолями, які надходять в організм з повітрям.
Повітря, яким ми дихаємо, з одного боку, є необхідним для життя, з іншого - може бути і шкідливим. Характер і ступінь шкідливості визначаються характером зміни складу навколишнього повітря. Останнє може бути пов'язано або зі зміною змісту фізіологічно важливих компонентів повітря, наприклад кисню і вуглекислоти, або з наявністю, так званих атмосферних забруднювачів. До цих забруднювачів відносяться такі компоненти повітря, які за типом і кількістю не є постійними, і які, мабуть, не потрібні для підтримки здоров'я організму. Залежно від хімічної природи забруднювачів деякі з них можуть заподіяти шкоду навіть тоді, коли вони присутні в повітрі в малих концентраціях, тоді як шкідливу дію інших спостерігається лише при високих концентраціях
Чи буде потенційно шкідлива речовина в даній концентрації дійсно мати шкідливий вплив, залежить також від тривалості експозиції, за винятком тих випадків, коли концентрації надзвичайно малі. При найбільш низьких концентраціях природні захисні сили організму можуть виявитися досить ефективними, внаслідок чого набуває значення тривалість дії.
Як приклад зміни хімічного складу атмосферних забруднень під впливом умов погоди можна привести Лос-Анжелос, де під впливом сонячних променів містяться в повітрі окисли азоту і ненасичені вуглеводні перетворюються на озон і нітроолефіни. Одним з простих прикладів викликаються умовами погоди змін біологічної дії атмосферних забруднювачів є розведення, обумовлене турбулентним перемішуванням повітряних мас. Інший, більш складний приклад відноситься до отриманих нещодавно екперіментальним даними, що показало, що реакція піддослідних тварин на вплив деяких токсичних агентів посилюється при підвищенні температури навколишнього середовища.
Погода і клімат можуть не тільки змінити дію атмосферних забруднень на організм, але, як вже давно відомо, погода і клімат самі по собі роблять значний вплив на здоров'я людини. Це переконання було настільки сильним, що лікарі тривалий час вважали одні географічні райони більш сприятливими для здоров'я за умовами погоди, ніж інші. Однак цей ефект не завжди пов'язане з погодою і кліматом. Корисний вплив може виявитися наслідком місцевих умов погоди і клімату, тим чи іншим чином впливають на що містяться в повітрі речовини, наприклад на кінетику хімічних реакцій або на концентрацію забруднень атмосферного повітря. Значення погоди як причини виникнення катастрофічного забруднення атмосферного повітря добре відомо, але її роль при тривалій дії малих концентрацій починає з'ясовуватися тільки тепер. Ми ще поки дуже мало знаємо про взаємозв'язок умов погоди і безлічі інших чинників з присутністю в повітрі позитивних або негативних іонів у свою чергу про вплив таких іонів на здоров'я. Нарешті, іноді саме забруднення атмосферного повітря може значною мірою впливати на погоду.
Джерела забруднення атмосферного повітря існують повсюдно. Природні забруднювачі атмосферного повітря, які майже або зовсім не піддаються контролю, виникають в результаті лісових пожеж, внаслідок ударів блискавки, виверження вулканів, виділення органічних речовин рослинами, гниття рослин, пилових бур і розсіяння сольових частинок завдяки випаровуванню в повітрі бризок морської води. Головним джерелом атмосферних забруднень, породжуваних діяльністю людини, є спалювання палива для отримання енергії. Цей процес може мати місце в побутових умовах, виробничих приміщеннях і в топках, використовуваних на транспорті. Випаровування рідин і подрібнення твердих речовин, вироблені зазвичай в промислових цілях, як джерела забруднення мають другорядне значення, але часом можуть набувати найважливішу роль у забрудненні атмосферного повітря. Слід підкреслити, що промисловість не є єдиним джерелом обумовленого діяльністю людини забруднення атмосферного повітря населених місць, хоча часто вона являє собою головне джерело.

РОЗДІЛ 1. ОСВІТА СУМІШЕЙ ЗАБРУДНЮЮЧИХ РЕЧОВИН АТМОСФЕРИ

До найбільш яскравих прикладів освіти синергічних сумішей забруднюючих речовин атмосфери можна віднести фотохімічний смог і кислотні дощі. Нижче розглянемо освіту найважливіших забруднювачів атмосфери, що завдають значної шкоди живим і неживим об'єктам.
Зміг
Псування рослинності і гумових виробів, що приносить серйозний економічний збиток, подразнення слизової оболонки очей, все це обумовлено дією органічних озоніди, перекисів і кислот. Органічні кислоти, альдегіди і насичені вуглеводні в тій концентрації, яка була встановлена ​​в атмосфері смогу в Лос-Анжелосі, не завдавали чутливим рослинам, наприклад салату-ендівій, салату ромен і шпинату характерних для смогу ушкоджень (симптом «сріблення листя» - «silver- leaf »). Однак суміш озоніди та інших перекисних сполук, кислот і альдегідів (утворюються при взаємодії озону і олефінів у низьких концентраціях) викликала симптоми, ідентичні дії смогу на польові культури. Подібні ж поразки листя рослин викликають продукти окислення ненасичених вуглеводнів, що реагують з окислами азоту при сонячному світлі. Було встановлено також, що продукти реакції озону або оксидів азоту з деякими олефінами, що протікає при сонячному світлі, викликали роздратування очей при концентраціях, які можна було припускати в атмосферному повітрі Лос-Анжелос. Шляхом експериментальної фумігації сільськогосподарських рослин на корені вдалося відтворити типові для смогу ураження продуктами окислення озону і олефінів з неразветвленной ланцюгом, що складається з 5 або 6 атомів вуглецю. Більш високі члени олефінових ряду - З 7, З 8 і С 9, будучи перетворені у відповідні озоніди та інші продукти, також наносили чутливим видів рослин ушкодження у вигляді «сріблення листя», однак вони не були настільки активними, як 1-пента і 1 -гексен.
Аналогічні результати були отримані і в тому випадку, коли рослини піддавалися дії парів крекінг-бензину або 1-гектарі сіна, двоокису азоту і сонячного світла або ультрафіолетових променів. Одна двоокис азоту з ультрафіолетовим опроміненням або без нього, а також одні олефіни при сонячному світлі не надавали таких впливів.
Хімічні реакції в атмосферному повітрі
Ряд фотохімічних реакцій, які можуть сприяти утворенню озону при смог, включають фотохімічну активацію і фотоліз сірчистого ангідриду, альдегідів і двоокису азоту, тобто всі ті сполук, які присутні в атмосферному повітрі Лос-Анджелоса та інших міст.
Сонячна радіація, що має серйозне значення для фотохімічних реакцій, що протікають поблизу поверхні землі, має довжину хвиль в межах від 8000 до 2900 А º. Інтенсивність випромінювання відносно велика для хвиль з довжиною вище 3150 А º; нижче 3000 А º його інтенсивність різко знижується. Це виключає можливість протікання таких реакцій на великих висотах, у верхніх шарах атмосфери. Таким чином, тільки фотохімічні процеси в газовій фазі, що можуть протікати в нижніх шарах атмосфери, відбуваються за участю забруднювачів, які є результатом діяльності людини (якщо не враховувати їх природних джерел - вулканів і лісових пожеж). Речовини, вміст яких в атмосфері мало, повинні мати високої питомої адсорбційної здатністю по відношенню до хвиль вказаної довжини для того, щоб служити основним реагентом. З іншого боку, речовини, присутні в повітрі у великих кількостях, можуть бути основними фотохімічними реагентами при слабкому поглинанні ними променистої енергії.
Озон може утворюватися в нижніх шарах атмосферного повітря в якості побічного продукту фотохімічної реакції окислення сірчистого ангідриду в сірчану кислоту при сонячному світлі. Якщо припустити, що спочатку утворюються лише активоване молекули SO 2, то реакція повинна проходити ряд послідовних стадій. Деякі з таких молекул повертаються у вихідне coстояніе, інші будуть реагувати з киснем.
S0 2 + hv = S0 2
S0 2 + О 2 = S0 4
S0 4 + 0 2 = S0 3 + 0 3
H 2 0 + S0 3 = H 2 S0 4
Цей процес має низький коефіцієнт віддачі. Зазвичай при високій концентрації сірчистого ангідриду утворився озон дуже швидко реагує з молекулами S0 2 з утворенням сірчаного ангідриду і кисню. У забрудненому повітрі, де концентрація S0 2 менше, ніж 1 частина на 1 млн., озон може тривало присутнім поряд з цим газом або реагувати з органічними забруднювачами, такими, як ненасичені вуглеводні.
Фотохімічні реакції з двоокисом азоту протікають багатоступенева, включаючи розрив хімічного зв'язку з утворенням атомарного кисню та окису азоту, утворення озону в результаті з'єднання атомарного кисню з звичайним молекулярним киснем і регенерацію двоокису азоту, здатної повторно вступати в реакцію. У результаті відбувається безперервне утворення озону. При поглинанні світлових променів з довжиною хвилі нижче 3700 А º коефіцієнт виходу озону в результаті дисоціації двоокису азоту близький до одиниці.
N0 2 + hv = NO + О
Про +0 2 = 0 3
N0 + 0 2 = N0 3
N0 3 + 0 2 = N0 2 + 0 3
У результаті: 30 2 = 20 березня
У цих реакціях двоокис азоту відіграє роль, подібну каталізатору, тому вона значно ефективніше сприяє утворенню озону, ніж сірчистий ангідрид. Окис азоту реагує з озоном з надзвичайно високою швидкістю; ця реакція протікає значно швидше, ніж реакція між озоном та іншими забруднювачами. Тому якщо в атмосферному повітрі присутній окис азоту, можливі такі реакції:
NO + 0 3 = N0 2 + 0 2,
а якщо озон міститься в надлишку, то
2N0 2 + 0 3 = N 2 0 5 + 0 2
N 2 O s + Н 2 0 = 2HN0 3.
Таким чином, у присутності водяної пари може утворюватися азотна кислота.
Протягом декількох років Стенфордський науково-дослідний інститут займався вивченням швидкості, механізму та продуктів реакцій озону з різними складовими частинами смогу. Було показано, що в газовій фазі озон і олефіни швидко вступають в реакції, кінцевими продуктами яких є формальдегід, вищі альдегіди і полімери невідомого складу. В основі утворення озону в якості побічного продукту при активації альдегідів або окислених органічних сполук під впливом поглинання променистої енергії лежать такі реакції:
RCHO + hv = RCHO
RCHO + О 2 = RC0 3 H
RC0 3 H + 0 2 = RCOOH + 0 3.
Альдегіди і кетони поглинають енергію випромінювань, близьких до ультрафіолетової частини сонячного спектру з квантовим виходом 0,1-0,9 і утворенням вільних радикалів:
СН 3 СНТ + hv = СН 3 + НСО.
Вважається, що низька температура окислення вуглеводнів обумовлюється в основному наявністю вільної ланцюга радикала:
R + 0 2 = R0 2
R0 2 + R'H = RO 2 H + R '
Haagen-Smit (1952) постулював наступну схему реакцій, що протікають в забрудненому повітрі і ведуть до створення смогу:
N0 2 ↔ NO +0 +0 → окислювач
Окислювач +
Сонячне світло
сірчистий ангідрид → сірчаний ангідрид
→ аерозолі → перекису → збиток рослинності
вуглеводні → альдегіди кислоти подразнення очей
розтріскування гуми
У разі присутності в повітрі ароматичних вуглеводнів можливе утворення ароматичних похідних. Так, наприклад, пероксібензоілнітрат С 6 Н 5 - С (О) - О - О - N0 2, що є сильним сльозогінним газом, був ідентифікований в атмосфері Лос-Анджелеса на ряду з ПАН СН 3 - С (О) - О - О - NO 2. і його гомологами. Вже при різних концентраціях олефінів та озону, що виявляються в забрудненому міському атмосферному повітрі, реакція між ними протікає з дуже великою швидкістю. Початкові швидкості підпорядковуються закону квадрата швидкостей, хоча механізми цих реакцій ще не з'ясовані точно; в результаті цих реакцій утворюються різні сполуки.
Кінцеві сполуки містять формальдегід, вищі альдегіди і полімери невідомого складу. Ацетилен реагує з озоном з відносно невеликою швидкістю, і наслідками цієї реакції для міського повітря можна знехтувати. Швидкість реакцій між озоном і парафіновими вуглеводнями або бензолом також дуже мала.
Окис азоту реагує з озоном приблизно в 2000 разів швидше, ніж 1-гексен або пари бензину.
Реакції озону з олефінами і діолефінамі, а також фотохімічні розкладання альдегідів або кетонів призводять до утворення вільних радикалів у числі продуктів реакцій. Такі реакції можуть виникати у міському атмосферному повітрі. Так, первинна фотохімічна реакція ацетальдегіду призводить до розпаду його молекули з утворенням метилового і формілового радикалів. Ацетон розпадається на метиловий і ацетіловий радикали. У повітряному середовищі ці радикали швидко вступають в реакцію з киснем, утворюючи різні продукти, включаючи перекису. Наприклад, основним продуктом фотохімічного розпаду ацетальдегіду в присутності кисню є перекис диацетила. В експериментах Haagen-Smit, Bradley, Fox (1953) суміші диацетила і повітря, опромінені сонячним світлом, давали озон в якості побічного продукту.
Ряд інших фотохімічних реакцій, які можуть протікати в атмосферному повітрі, призводить до утворення атомів або вільних неорганічних радикалів, здатних вступати в реакцію з насиченими або ненасиченими аліфатичними або ароматичними вуглеводнями з утворенням вільних органічних радикалів. До числа таких активних радикалів і атомів відносяться кисень, який звільнюється при фотохімічному розкладанні NO 2, атомарний хлор, що виникає при дії світла на молекулярний хлор або хлористий нитрозила, атомарний водень ВІН і Н0 2.
Вільні радикали перекисів, що утворилися при окисленні вільних радикалів вуглеводнів, можуть у свою чергу вступати в реакції з іншими органічними речовинами, даючи органічні перекиси і нові вільні радикали.
Звідси стає зрозумілим, що такі можливості майже безмежні й що майже в кожному випадку виникнення фотохімічних реакцій в забрудненому міському повітрі можуть утворюватися вільні радикали. Наступні реакції вільних радикалів можуть призвести до ланцюговим реакціям полімеризації та окислення. Останній процес зазвичай закінчується, коли вільні радикали адсорбуються, наприклад, поверхнею пилових частинок або руйнуються в результаті реакції з деякими речовинами, наприклад з окислами азоту або органічними сполуками, які не призводять до утворення нових вільних радикалів.
1.1 Окислювання двоокису сірки в забрудненій атмосфері
Важливим фізичним ефектом забруднення атмосфери є зниження видимості. Це зниження видимості викликається звичайно розсіюванням і поглинанням радіації аерозолями в атмосфері. Якщо про кількісний вплив окислів сірки нічого не відомо, то туман сірчаної кислоти та інші сульфатні частки вважаються визнаною причиною розсіювання. Ці частки утворяться при вищеописаних складних окислювальних процесах взаємодії між атмосферними забрудненнями. Фотодисоціація двоокису сірки, що виділяється в атмосферу у процесах горіння, неможлива, оскільки вона може протікати лише при довжинах хвиль коротше тих, які досягають нижньої атмосфери. Тому фотохімічні перетворення S0 2 можуть включати лише реакції збуджених молекул S0 2.
Що стосується фотохімічного взаємодії системи S0 2 - NO x, то додавання NO x до низьких концентрацій S0 2, мабуть, дає різні результати. Деякі автори повідомляють про прискорення фотоокислення S0 2, у той час як інші на основі утворення аерозолів повідомляють про його уповільнення. Слід нагадати, що фотодисоціація N0 2 дає атомарний кисень і озон. Таким чином, S0 2 може поряд з N0 і N0 2 реагувати з атомами кисню відповідно до реакції
SO 2 + O + М = S0 3 + M.
Далі SO 3 взаємодіє з водяними парами, утворюючи аерозолі сірчаної кислоти, які згубно діють на живі і неживі об'єкти.
Ефективність цієї реакції зростає в міру зростання відношення концентрацій SO 2 / NO x. Кінетичні розрахунки показують, що при концентраціях NO x b S0 2, рівним 0,2 млн -1 (типових для фотохімічного смогу), швидкість реакції S0 2-Про буде приблизно в 10 разів нижче швидкості реакції NO x-О. Вивчалася не тільки система S0 2-NO x, але також і система S0 2 - вуглеводень за відсутності NO x. Наявні дані вказують, що при звичайних рівнях в атмосфері реакції S0 2 у присутності вуглеводнів для утворення аерозолів несуттєві.
У будь-якій забрудненій атмосфері SO 2, NO x і вуглеводні зазвичай присутні одночасно. Експериментальні роботи в цьому випадку вказують, що опромінення олефінів з прямою ланцюгом і ароматичних сполук з подвійними зв'язками у присутності NO x і S0 2 призводить до утворення значної кількості аерозолів. Вплив S0 2 на освіту аерозолів дуже очевидно. Парафінові вуглеводні, мабуть, дають мало або взагалі не дають аерозолів у присутності N0 x і S0 2, у той час як дані про ароматичні з'єднаннях нечисленні й невизначені. Хоча дані в таблиці наведені для постійного співвідношення N0 x -SО 2, експерименти показують, що швидкість зникнення SО 2 залежить від співвідношення реагентів. В одній серії дослідів початкові концентрації SО 2 і N0 підтримувалися постійними на рівні 0,1 і 1 млн -1. Коли концентрація олефина знижувалася з 3 до 0,5 млн -1, швидкість зникнення SО 2 зростала. Це вказує на дуже високу ефективність фотоокислення SO 2 низькими концентраціями олефінів у присутності NO. У випадку постійних концентрацій олефина і N0 і варійованих кількостей S0 2 одержувані дані поки суперечливі. Деякі дослідження свідчать, що розсіювання світла прямо пропорційно концентрації SO 2, у той час як в інших спостерігалося збільшення швидкості поглинання SO 2 в міру зниження концентрації S0 2 з 1 до 0,1 млн -1. Слід зазначити, що зникнення SO 2 і утворення аерозолів зазвичай не збігаються. Дані вказують, що спочатку спостерігається зникнення SO 2, услід за чим відбувається утворення аерозолів і досягнення ними максимуму згідно з вимірюваннями розсіювання світла. Аерозолі не утворюються до тих пір, поки не досягнуть максимум NO 2 і концентрація NO не впала до низької величини. У цей момент спостерігається також максимальне освіта атомів О. Зростання вмісту аерозолів триває до досягнення максимуму озону, після чого зміст аерозолів стабілізується. Отже, на основі низки дослідів можна зробити висновок, що швидке накопичення аерозолів відбувається, поки утворюється озон.
Коротко можна підсумувати, що в цілому експерименти вказують на збільшення швидкості зникнення S0 2 і освіти аерозолів, коли SO 2 фотоокісляется у присутності NO x і олефінових вуглеводнів. Прискорення окислення S0 2 у системі вуглеводень - NOx - озон пояснюється, ймовірно, ефективним впливом деяких проміжних речовин. У той же час SО 2, мабуть, загалом знижує швидкість реакцій при фотохімічному смозі, що ще не знайшло пояснення. Отже, міські райони будуть знаходитися в різних умовах з точки зору освіти фотохімічного смогу і аерозолів. Характер цієї проблеми буде змінюватися в залежності від взаємного співвідношення концентрацій NO x, вуглеводнів і S0 2, що викидаються в атмосферу стаціонарними та рухомими джерелами.
На закінчення слід згадати про вплив концентрацій Н 2 О на фотоокислення S0 2 і склад аерозолів. Кілька серій експериментів вказує на зниження вмісту аерозолів (виміряного з розсіювання світла) зі збільшенням відносної вологості при постійній концентрації S0 2. Цей ефект найбільш помітний при низькій відносній вологості. У простій системі SО 2 - 0 2 аерозоль представлений H 2 S0 4. Для системи S0 2 - NO x аерозоль, більш ніж, імовірно, представлений також сульфатом. Аерозолі, що утворюються при опроміненні нижчих олефінів у присутності N0 x і S0 2, не містять органічних речовин. Вищі олефінових вуглеводнів, мабуть, дають аерозолі з вуглецевими речовинами, такими, як органічні кислоти. Надзвичайно важлива хімічна ідентифікація цих аерозолів, оскільки їх розмір такий, що вони легко проникають в дихальні шляхи.

РОЗДІЛ 2. КОМБІНОВАНЕ дії забруднюючих речовин
Комбінована дія хімічних речовин та інших факторів зовнішнього середовища, представляє одну з найбільш актуальних і маловивчених проблем сучасної гігієни. До цих пір гігієнічне регламентування ведеться в основному за окремими хімічних речовин, а в зовнішній і виробничому середовищі, як правило, має місце комбінована дія. В даний час дуже важко назвати виробництво, в якому на робітника надавало б дію тільки одну хімічну речовину, наприклад, у виробництвах ВМС (синтетичних смол і пластмас, каучуків та гум, синтетичних волокон), багатьох органічних продуктів нафто-, коксо-, сланцехіміі і ряді інших на людину впливають одночасно не 2-3, а десятки речовин.
В останні роки проводиться багато досліджень з комбінованій дії хімічних речовин, однак вихід їх результатів у практику ведення поточного та попереджувального санітарного нагляду незначний. Це обумовлено, перш за все, тим, що методичні підходи до оцінки токсичності, небезпеки і питань гігієнічної регламентації хімічних речовин при комбінованій дії розроблені недостатньо.
Теоретичне прогнозування особливостей комбінованої дії поки що може бути використано лише для тих порівняно небагатьох речовин, токсикологія яких вивчена досить глибоко, причому таке пророцтво зазвичай не зважає кількісних особливостей комбінаційного ефекту, а саме вони найбільш важливі для практики ведення поточного та попереджувального санітарного нагляду.
Вивчення методичних питань комбінованої дії особливо актуально ще й тому, що в останні десятиліття забруднення зовнішнього середовища шкідливими хімічними речовинами досягло значного рівня, і проблема комбінованої дії набула не тільки общегигиенического, але і общебиологическую значимість.
Якщо у вдихуваному повітрі присутні більше одного потенційно дратують газів або аерозолів, то результуюче вплив їх на живі об'єкти може бути різним. Комбінація газів, що володіють вираженими дратівливими властивостями, може викликати або просту сумація ефектів кожного з них, або ефект, що перевищує суму (синергічний ефект), або менший суми (антагоністичний ефект). Механізм, який визначає величину результуючого ефекту, в даний час ще не з'ясований повністю.
Найбільші проблеми і небезпеки викликають синергічний ефекти, хоча механізм цього явища залишається маловивченим. Тому при оцінці ефекту спільної дії різних факторів допускається гіпотеза адитивності з введенням коефіцієнта безпеки на можливості синергічних ефектів.
Комплексна оцінка ефектів впливу різних факторів небезпеки повинна включати:
-Оцінку індивідуального ризику для кожного фактора небезпеки в порівнянних показниках;
-Побудова маргінальних (для кожного фактора небезпеки) полів ризику навколо джерел небезпеки;
-Побудова інтегральних полів ризику для даного регіону;
-Оцінку інтегральних наслідків реального і потенційного впливу досліджуваних факторів.
У реальних умовах у навколишньому середовищі людина стикається з впливом на один і той самий об'єкт декількох речовин або інших несприятливих факторів навколишнього середовища. Комплекс несприятливих чинників ускладнює проблему впливу хімічних речовин на біологічний ефект. При цьому може реалізуватися кілька ситуацій.
Комбінована дія шкідливих речовин - це одночасне або послідовне дію на організм декількох речовин при одному і тому ж шляху надходження. Комбінована дія речовин може призводити до кількох випадків:
Комбінований вплив може відбуватися як при одноразовому (гострому), так і при хронічному впливі отрут.
Що стосується синергізму, то його причиною може бути гальмування однією речовиною процесів біотрансформації або метаболізму іншої речовини. Так посилення токсичного ефекту спостерігалося при комбінованому впливі деяких пар фосфорорганічних препаратів (придушення холінестерази однією речовиною і гальмування внаслідок цього детоксикації іншого). Хлорофос і карбофос, хлорофос і метафос, карбофос та тіофос дають ефект синергізму. Також відомо, що суміш SO 2 і CO при тривалій дії викликає порушення генетичної функції організму. Токсичність газоподібних низькомолекулярних вуглеводнів у сукупності з іншими домішками атмосфери проявляється в наркотичну дію на організм людини, викликаючи стан ейфорії, що збільшує ймовірність ДТП. Поліароматичні вуглеводні, які у викидах двигунів, є канцерогенними (спричиняють рак легенів), з яких найбільшою активністю володіє бенз (а) пірен З 20 Н 12.
При хронічному впливі речовин ефект синергізму через дії малих доз і концентрацій спостерігається значно рідше. Вони спостерігаються більше у разі специфічної дії хімічних речовин.
Підвищена вологість повітря підсилює ефект ряду речовин внаслідок утворення аерозолів і гідролізу, сприяє порушенню теплопередачі, збільшуючи чутливість до впливу шкідливих речовин.
В останні роки у зв'язку з розвитком атомної енергетики проблема поєднаного дії на організм речовин і іонізуючої радіації стає все більш актуальною. Є відомості, що поєднане дію радіаційних та хімічних канцерогенів призводить до сумації та синергізму канцерогенної ефективності кожного з факторів. Це може відноситися до мутагенним ефектів. Названі факти мають велике значення для прогнозування небезпеки розвитку віддалених наслідків. Відзначимо, що злоякісні утворення в останнім часом є одним з найбільш значних форм патології в промислово розвинених країнах світу.
2.1 Вплив забруднюючих речовин на людину
Вдихання сірчистого ангідриду навіть при низьких концентраціях, що нерідко зустрічаються в атмосферному повітрі, викликає тимчасово спазм гладкої мускулатури бронхіол як у людини, так і у експериментальних тварин. Кілька великі концентрації викликають збільшення відділення слизу стінками верхніх дихальних шляхів. Ще більша концентрація призводить до важкої запальної реакції слизової оболонки з десквамацією поверхневих шарів епітелію. Цей ефект дратівної дії SO 2, зокрема, спазм бронхіол, посилюється при низькій температурі повітря під час вдиху. Все це несприятливо позначається на легеневої функції.
При тривалому впливі цього газу може розвинутися відома ступінь опірності організму. Таке підвищення опірності виявлено у промислових робітників, які постійно або періодично піддається дії цього газу на виробництві.
При деяких умовах, пов'язаних частково з сонячним випромінюванням, а частково з одночасною присутністю в повітрі деяких потенційних каталізаторів у вигляді сполук металів, частина SO 2 окислюється до SO 3, утворить туман, який володіє дуже сильним дратівливою дією. Частина кожного з двох цих газів у присутності водяної пари (або води) утворює відповідно сірчисту і сірчану кислоти. При спалюванні палива разом з SO 2 утворюється і деяку кількість SO 3. в міському тумані сірчаний ангідрид у порівнянні з сірчистим ангідридом міститься в значних концентраціях. Експерименти з вдиханням сірчаного ангідриду як тваринами, так і людьми показали, що він представляє собою дуже різкий подразник, що значно перевершує за силою дії сірчистий ангідрид і викликає важкий бронхоспазм вже при відносно низьких концентраціях. Більш того, при одночасному впливі низьких концентрацій обох газів є чітко виражений синергізм, тому що виникають фізіологічні реакції виявляються сильнішими, ніж реакції на кожен з них окремо.

РОЗДІЛ 3. ВПЛИВ ЗАБРУДНЮЮЧИХ РЕЧОВИН АТМОСФЕРИ НА РОСЛИНИ

Явище синергізму забруднюючих речовин атмосфери найбільш чітко проявляється при дії на рослини
У навколишньому рослини повітрі зазвичай міститься кілька потенційних фітотоксичних забруднюючих речовин. Питання про їх взаємодію і вплив цієї суміші на рослини ще недостатньо вивчений. Однак давно припускали, що ознаки впливу забруднюючих речовин з'являються внаслідок дії суміші газів, а не однієї речовини. У той же час суміш газів може викликати ті ж пошкодження рослин, що і окреме забруднююча речовина. Суміш газів може змінити порогову чутливість рослини, в такому випадку рослину стає сприйнятливим до дії одного або обох забруднюючих речовин. Два газу в суміші можуть заподіяти більше або менше шкоди, ніж який-небудь з них окремо (синергізм).
Озон і двоокис сірки. Ознака впливу - поява на листках квасолі і тютюну некротичних ділянок від рудувато-бурих до білих при впливі на них суміші О 3 і SO 2. Ознаки ушкодження цією сумішшю були схожі з ознаками ушкодження О 3 чи SO 2, залежно від того, концентрація якої речовини перевищувала порогову. Якщо концентрація суміші О 3 і SO 2 нижче порогової для SO 2, але дорівнює або нижче порогової для Оз, то спостерігаються ознаки ушкодження листя по типу впливу О 3.
Озон та пероксіацетілнітрат
Вплив на сосну жовту суміші ПАН - О 3 і ізольовано О 3 концентрацією викликало гостре пошкодження молодих хвоїнок. Вплив суміші ПАН - Оз викликало менший ефект, ніж вплив О 3.
Вплив тільки ПАН пошкодження рослин не викликало. Таким чином, при дії сумішшю з'являється антогоністіческпй ефект взаємодії цих речовин, що призводить до ослаблення впливу.
Двоокис сірки і двоокис азоту
Встановлено, що при дії суміші SO 2 і NО 2 концентрацією нижче порогової для кожного газу, відбувається пошкодження верхньої сторони листа у вівса, квасолі «Pinto», редьки, соєвих бобів, тютюну та томата. Нижня поверхня листя стає сріблястою або на ній з'являється червонувата пігментація, спільна дія SO 2 і NО 2 призводить до зменшення сухої маси у чотирьох пасовищних трав (злаків), в той час як в результаті впливу кожного з цих речовин окремо зниження врожайності могло і не бути.
Лондонський тип смогу. Токсичність лондонського смогу для рослин зазвичай в значній мірі відноситься за рахунок вмісту в ньому сірчистого ангідриду. Хоча відкладення сажі на листах і гнітило зростання вічнозелених рослин поблизу від парку Кью-Гарденс, але рослини більшою мірою страждали від присутності в атмосфері токсичних речовин, ніж від зменшення освітленості, внаслідок запилення поверхні листя.
Прикладами цих гострих симптомів є відпадання квітів і листя бегонії і багатьох інших рослин, почорніння і загибель бутонів і квітів деяких орхідей, особливо Calanthes, відпадання листя цинерарії і примул і майже повна загибель таких рослин, як Cоleus Blumei ...
Експериментальне обкурювання рослин сірчистим ангідридом в концентраціях, близьких до лондонського повітрю, викликає поява симптомів ураження, подібних тим, які виникають у тих же видів рослин під час туманною погоди, «якщо атмосфера досить волога, а температура досить висока». Зі збільшенням концентрації сірчистого ангідриду тяжкість ураження зростала.
Деякі наведені симптоми уражень більш характерні для дії інших забруднень, таких, як етилен, органічні підстави, наприклад акридин або фтористий водень, ніж для дії сірчистого ангідриду. Однак, саме сірчистий ангідрид у силу своєї високої концентрації є найважливішим компонентом лондонського смогу, що обумовлює його токсичність для рослин.

Лос-анджелеський тип смогу. Лос-анджелеський тип смогу в корені відрізняється від лондонського. Забруднення атмосферного повітря в цьому районі виникає головним чином в результаті фотохімічних реакцій між оксидами азоту і парами органічних речовин, причому джерелами обох є процеси неповного згоряння палива «а промислових підприємствах, в автомобільних двигунах і сміттєспалювальних печах, а також безпосереднє випаровування газоліну в атмосферу. Звичайно, крім цих речовин, в атмосфері Лос-Анджелеса присутні і багато інших неорганічні і органічні сполуки.

Фітотоксичність лос-анджелеського типу смогу дуже велика, особливо для так званих салатних культур - шпинату, салату-ромен, ендівія, а також для столових сортів буряків, мангільда ​​і селери. На рослинах з'являються характерні ознаки ураження. Перш за все в результаті загибелі субепідермальних клітин епідерміс нижньої поверхні листа набуває сріблястий або бронзовий відтінок. Пізніше пошкодження може поширитися на всю товщу аркуша, викликаючи появу уражених ділянок у вигляді білого нальоту або плямистості і на верхній поверхні.
Речовини, що визначають токсичність смогу для рослин, вивчаються вже протягом багатьох років. За винятком озону, який, як буде показано нижче, не викликає типових для смогу поразок, не було виявлено жодного речовини, яка в тих концентраціях, в яких воно присутнє у смозі, викликало б поразки. Передбачалося, що ефект смогу обумовлюється сумішшю окислювачів. Навіть з'єднання X, пероксіацетілнітріт (або нітрат) (ПАН), синтезоване Інститутом Франкліна, не виявило високої фітотоксичності. Це речовина, яка за своїм інфрачервоного спектру, ідентично виділеного з смогу, було отримано в достатній кількості шляхом фотохімічної реакції між n-бутеном і двоокисом азоту, очищено за допомогою методик виморожування та газової хроматографії, потім розчинене в азоті до певної концентрації і зберігалося під тиском для експериментального обкурювання. Період напіврозпаду цього речовини дорівнює приблизно 13 годинам. Воно має властивість. Різко дратувати очі. Вивчення дії ПАН на рослини виявило його високу фітотоксичність по відношенню до трав'янистим рослинам, таким, як боби, «салатні культури», петунія і багато інших. Характернее для смогу поразки листя петунії виникали при дії цієї речовини в концентрації 0,05 частини на мільйон, протягом приблизно 4 годин. Мабуть, це з'єднання являє собою істотний компонент у тій суміші, яка називається смогом.
За допомогою ручних зрізів свіжого матеріалу та забарвлення його тіоніном та іншими барвниками для полегшення спостережень Бобров детально вивчав процес ураження рослин (Bobrov, 1952a, b; Glater, 1956, Los Angelos County Air Pollution Control District, 1951). Дане їм опис представляє великий інтерес. У якості першої реакції рослин відбувалося наступне: ... в нижньому шарі епідермальної з'являлися дрібні бульбашки, при близькому розгляді видимі неозброєним оком. В області ряду (але не всіх) продихів сторожові клітини разом з навколишніми епідермальними клітинами набухали і, виходячи за межі подустьічних камер, утворювали бульбашка ... Епідермальні клітини збільшувалися по довжині і ширині, ставали, набряклим, а стінки їхніх втрачали свою зазубренность і набували гладкість. Сторожові клітини збільшувалися лише в ширину, але не в довжину, широко відкриваючи продихи. Залучені в процес епідермальні клітки потім гинули.
Першими піддавалися плазмолізу клітини, що оточують нижні і верхні подустьічние камери, потім, мабуть, що закривають продихи.
Однорічна рослина мятлик луговий (Poa annua) є одним з найбільш чутливих до зможу, і його повсюдне поширення робить його дуже зручним індикатором смогу. Бобров (1955) докладно вивчив анатомію цієї рослини, виявивши його відкриту структуру з устьицами на обох поверхнях листків і чутливі ділянки їх, на яких виникають коричневі плями або поперечна смугастість. Поразки обмежені тими клітками, які знаходяться в стадії максимального. Розширення. Вони виникають на верхівці найбільш молодого листя і поступово переходять і на старе листя. Початкова та найбільш важке ураження виникає в оточенні подустьічних камер. За дезінтеграцією хлоропластів слід плазмоліз і, нарешті, повна дегідратація вражених клітин, що призводить до муміфікації мезофильной тканини в уражених ділянках.

ВИСНОВОК
Забруднення атмосферного повітря продуктами діяльності людини теоретично може бути повністю виключено, але ціна, в яку це обійшлося б людству, є надмірною, будь то в грошовому або будь-якому іншому вираженні. Було б наївним вважати, що ми повинні припинити використання всіх процесів, пов'язаних зі згорянням палива, оскільки вони є основним джерелом атмосферних забруднень, що утворюються в результаті діяльності людини. Проте якісна і кількісна очистка повітря на селективної основі цілком можлива, а в деяких випадках і вкрай необхідна. Цього можна досягти, наприклад, попередженням викиду в атмосферу окремих видів забруднювачів шляхом селективної затримки їх вже в самому джерелі.
Таким чином, в цілому можна сказати, що збільшення числа джерел атмосферних забруднень супроводжується постійним удосконаленням методів боротьби з цією шкідливістю. Тому немає підстав, що в майбутньому, якщо прогрес буде продовжуватися, умови життя погіршуватися. Тим не менш, необхідно забезпечити хоча б елементарну інформацію з даної проблеми, її фінансовий бік і заходи боротьби із забрудненням атмосфери для того, щоб населення змогло оцінити прогрес в цій області. Крім того, ті особи, завданням яких є вивчення цих питань і розробка необхідних заходів, повинні отримувати відповідну підтримку, допомогу і схвалення.
В даний час накопичено чимало даних про вплив атмосферних забруднень на здоров'я людини, тварин, рослини. Ці дані отримані частково завдяки безпосередньому вивченню проблеми впливу атмосферних забруднень на здоров'я, щодо яких наші знання недостатні. Безсумнівно, пройде ще багато років, перш ніж ми зуміємо відповісти на всі питання, що виникають при вивченні цієї проблеми.

ЛІТЕРАТУРА
1. Ісидором В.А. Екологічна хімія: Навчальний посібник для вузів. - СПб: Хіміздат, 2001. - 304 с.
2. Уорк К., Уорнер С. Забруднення повітря: Джерела і контроль. М., 1980.
3. Забруднення атмосферного повітря. Сост. К. Баркер, Ф. Кембі та ін М., 1962.
4. Ровинський Ф.Я., Єгоров В.І. Озон, оксиди азоту й сірки в нижній атмосфері. Під ред. Г.С. Голіцина, І.Л. Кароля - М.: Світ, 1987.
5. Нагорний П.А. Комбінована дія хімічних речовин і методи його гігієнічного вивчення. - М.: Медицина, 1984. 184 с.
6. Луканін В.М., Трофименко Ю.В. Промислово-транспортна екологія: Підручник для вузів / Під ред. В.Н. Луканіна. - М.: Вищ. Шк., 2001. - 273 с.
7. Тарасова Н.П., Кузнєцов В.А., Сметанніков Ю.В., Малков А.В., Додонова А.А. Завдання і питання з хімії навколишнього середовища. - М.: Світ, 2002. - С. 80-81.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Екологія та охорона природи | Курсова
77.5кб. | скачати


Схожі роботи:
Циркуляція забруднюючих речовин в природі
Розрахунок викидів забруднюючих речовин
Токсикологічна характеристика забруднюючих речовин води
Токсикологічна характеристика забруднюючих речовин води
Визначення викидів забруднюючих речовин у навколишнє середовище
Видача дозволів на викиди забруднюючих речовин в атмосферне повітря
Синергізм харчових добавок
Синергізм нова концепція культури
Цілі і стратегія в бізнес-плані
© Усі права захищені
написати до нас