Экология /
сутки - месяцы
Изменение индивидуального жизненного цикла
(эмбриональное развитие, скорость роста, репродукция, способность к регенерации)
месяцы - годы
Популяционные изменения
(снижение числа особей, изменения возрастной структуры, изменение генетического материала)
месяцы - десятилетия
Экологические последствия
(динамические изменения биоценозов / экосистем, их структуры и функции)
Рис. 1. Воздействия на биологические системы по мере их усложнения (1 стр. 201).
• “генотоксической инициации”,
• “эпигенетического промотирования”.
Инициаторы в процессе взаимодействия с ДНК вызывают необратимые соматические мутации, причем достаточно очень малой дозы инициатора, предполагают, что для этого воздействия не существует пороговых значений концентрации, ниже которых оно не проявляется.
Направленное уничтожение отдельных видов растений и животных.
Пример: альдегидные, фунгицидные, акарицидные, гербицидные, инсектицидные мероприятия, в особенности в урбанизированных экосистемах
Широко распространившееся уменьшение видового разнообразия организмов.
Пример: использование пестицидов и удобрений в аграрных экосистемах.
Массированные загрязнения.
Пример: загрязнение побережья и экстуарриев рек нефтью при авариях танкеров.
Постоянное загрязнение биотопов
Пример: эвторификация рек и озер в результате попадания в них значительных количеств растворенных и связанных соединений азота и фосфора.
Глубокие изменения биотопа
Пример: засоление пресноводных биотопов; “современное ухудшение состояния лесов.
Полное разрушение экосистемы в результате выпадения целостной интактной структуры (биотопа) и ее функций (биоценоза).
Пример: уничтожение мангровых лесов в результате применения гербицидов в качестве химического оружия во Вьетнамской войне.
Рис.2. Схема возможных последствий воздействия химических продуктов на экосистемы.
Промоторы усиливают действие инициатора, а их собственное воздействие на
организм в течение некоторого времени является обратимым.
Аддитивное воздействие - суммирование (сложение) отдельных воздействий.
В табл.5 приведены некоторые инициаторы и промоторы и их свойства.
Нарушение поведения организмов является следствием суммарного воздействия на биологические и физиологические процессы.
Пример: Было установлено, что для явного изменения поведения, обусловленного воздействием химических препаратов, достаточно значительно меньших концентраций, чем ЛД50 (летальная доза при смертности 50 %).
Разные организмы обладают различной чувствительностью к химическим веществам, поэтому время проявления тех или иных действий химических веществ для различных биосистем различно (см. Рис. 1).
Влияние на экосистему
Под действием химических веществ изменяются следующие параметры экосистемы:
• плотность популяции;
• доминантная структура;
• видовое разнообразие;
• изобилие биомассы;
• пространственное распределение организмов;
• репродуктивные функции.
Возможные последствия и формы вредного воздействия химических веществ на экосистему можно классифицировать в соответствии с рис. 2 (1 стр. 184).
Меры, которые проводятся для минимизации риска использования химических продуктов
Для минимизации риска использования химических продуктов в соответствии с уровнем наших знаний этой проблемы в странах ЕС в 1982 г. Был введен в действие так называемый “Закон о химических продуктах”. В процессе проверки его исполнения в течение нескольких лет проводились мероприятия по оптимизации технологий, биологических и физико-химических испытаний, а также по уточнению терминологии, стандартных веществ и методов отбора проб. Химический закон устанавливает правила допуска на рынок всех новых химических продуктов.
Технические мероприятия, используемые для предотвращения опасности промышленных выбросов
Для сокращения и уменьшения выбросов химических веществ на промышленных предприятиях необходимо проводить следующие меры:
1. Необходимо проектировать любое производство так, чтобы выбросы были заведомо минимальны.
2. Необходимо строго соблюдать технологические режимы производства.
3. Необходима обязательная герметизация оборудования на производствах, где присутствуют и получаются химические соединения (это касается не только химической промышленности).
4. Необходимо внедрение непрерывных технологических процессов и замкнутого круга производства, оборотного водопотребления.
5. Необходимо проводить меры по предотвращению аварий (например, планово-профилактический ремонт оборудования).
6. Борьба с потерями при транспортировке (предотвращение аварий газо- и нефтепроводов).
7. Борьба с эмиссией (выделением) промышленных газов в атмосферу.
8. Необходимо применение систем очистки сточных вод и борьбы с загрязнением.
9. Обязательная переработка и утилизация отходов, вторичное использование отходов.
Рассмотрим более подробно два последних пункта.
Борьба с загрязнением воды
Понимание необходимости регулируемого водоснабжения и обезвреживания сточных вод возникло очень давно. Еще в Древнем Риме строили акведуки для снабжения свежей водой и “Cloaca maxima” - канализационную сеть. бассейна отстойника и тем самым предотвращение засорения канализации и образования продуктов гниения (“дортмундские колодцы” и “ эмские колодцы”).
Другим методом обезвреживания сточных вод была их очистка с помощью полей орошения, т. е. спуск сточных вод на специально подготовленные поля. При Однако лишь в середине прошлого столетия начались разработка методов очистки сточных вод и систематическое строительство канализационных сетей в городах.
Сначала были созданы установки механической очистки. Сущность этой очистки заключалась в осаждении находящихся в сточных водах твердых частиц на дно просачивании через песчаный грунт сточные воды отфильтровывались и осветлялись. И только после открытия в 1914 г. Биологического (живого) ила
Таблица 6. Физико-химическая очистка сточных вод (1 стр. 153).
1 Нейтрализация
2 Флокуляция (объединение коллоидных частиц в рыхлые хлопьевидные агрегаты) и осаждение
3 Умягчение сточных вод
4 Очистка скребками и перегонка
5 Адсорбция, ионный обмен, экстракция
6 Обратный осмос и ультрафильтрация
7 Удаление аммиака
1. биологические методы (нитрификация)
2. физико-химические методы (очистка, ионный обмен, обратный осмос, отгонка с паром)
8 Окислительная очистка сточных вод
1. сжигание
2. влажное окисление
• H2O2 / Fe2+ (реагент Фентона)
• O3 (озонирование)
Таблица 7. Предельные значения концентрации загрязняющих веществ в сточных водах нефтеперегонных заводов, направляемых на биологическую очистку (1 стр.144).
Вещества и параметры Предельные значения
Масла и жиры 75 мг / л
Сульфиды 200 мг / л
Осаждаемые вещества 125 мг / л
Тяжелые металлы (например, Ni, Cr) Менее предела токсичности для организмов
pH 5 -9
Температура 36 оС
Таблица 8. Усредненные характеристики просачивающихся вод из хранилищ (свалок) городского бытового мусора (через 6-8 лет после закладки на хранение) (1 стр.165).
Значение pH 6,5 - 9,0
Сухой остаток 20000 мл / л
Нерастворимые вещества 2000 мг / л
Электрическая проводимость (20 оС) 20000 мкСм / см
Неорганические компоненты
Соединения щелочных и щелочноземельных металлов (в расчете на металл) 8000 мг / л
Соединения тяжелых металлов (в расчете на металл) 10 мг / л
Соединения железа (общее Fe) 1000 мг / л
NH4 1000 мг / л
SO2- 1500 мг / л
HCO3 10000 мг / л
Органические компоненты
БПК (биохимическое потребление кислорода за 5 суток) 4000 мг / л
ХПК (химическое потребление кислорода) 6000 мг / л
Фенол 50 мг / л
Детергент 50 мг / л
Вещества, экстрагируемые метиленхлоридом 600 мг / л
Органические кислоты отгоняемые водяным паром (в расчете на уксусную кислоту) 1000 мг / л
появилась возможность разработки современных