Екологія / Состояние биосферы и его влияние на здоровие человека.

доцент Бабюк А.В., Прокопчук І.М.

Буковинський державний фінансово-економічний університет,

м. Чернівці,Україна

Розподіл хімічних речовин в навколишньому середовищі

Хімічні речовини можуть розповсюджуватися на величезні відстані від джерела забруднення. При надходженні безпосередньо в атмосферу чи випаровування з поверхні ґрунтів вони можуть довгий час знаходитися в сфері існування людини та тварин. У свою чергу, внаслідок конденсації пари та виникнення крапельнорідинних і твердих частинок хімічні речовини розповсюджуються на великі території, осідають на ґрунти, рослинність, воду водойм. Багато аерозолів утворюється з газів таких, наприклад, як двоокис вуглецю та сірчаний газ. У повітрі вони втримуються від декількох днів до двох тижнів, що залежить від швидкості осідання. В результаті процесів осідання в повітрі залишається до 20% аерозольних частинок в основному за рахунок атмосферних опадів та виникнення туманів.

З аерозольними частинками можуть реагувати газоподібні домішки (наприклад, аміак з сірчаною кислотою, пари азотної кислоти з хлористим натрієм, озон з частинками органічних речовин і т.п.). В результаті можуть утворюватися амонійні солі, нітрати, сульфати лужних металів і інші сполуки. Аерозольні частинки утворюються як в тропосфері, так і в стратосфері. В стратосфері частинки переважно складаються з сульфатів, що утворюються з газоподібного сірчаного ангідриду.

Основна роль в процесі транспорту та розсіювання відводиться руху повітря. У північній півкулі переважають західні вітри і, відповідно, перенесення речовин з ними в цьому ж напрямку. На межі границі між тропосферою та стратосферою швидкість вітру становить близько 35 м/с. Час проходження частинок навкруги планети на цьому рівні складає приблизно 12 діб. Перехід повітряних мас з півночі на південь в тропосфері забезпечує повітряний обмін між північною та південною півкулями. Час існування не осаджених аерозолів в атмосфері залежить від висоти: 7 діб на висоті до 3 км; 30 діб на висоті 6 км; 1 рік на висоті до 15 км; 2 роки на висоті 30 км.

Велике значення в розповсюдженні шкідливих речовин має і висота джерела їх надходження над поверхнею землі. Створення в останні 2 десятиріччя висотних димарів заввишки в 200-300 м для теплоелектростанцій та великих промислових підприємств призвело до розповсюдження їх викидів на сотні і навіть тисячі кілометрів. Це стало однією з причин випадання кислотних дощів навіть в регіонах, де відсутні підприємства, які їх викликають своїми викидами. Тим паче, що опади - це шлях повернення забруднювачів з атмосфери грунти чи гідросферу. Хоча при цьому слід зазначити, що висота природних "димарів"-вулканів сягає до 5-6 км, але вони за своєю сумарною потужністю вже поступаються "антропогенним" димарям.

Особливе місце в розповсюдженні шкідливих хімічних речовин мають так звані "залпові" їх викиди - одноразові чи багаторазові. Вони можуть мати місце при техногенних аваріях чи катастрофах (вибухи на підприємствах, аварійне викидання хімічних речовин з ємкостей, де вони зберігаються, при різксому підвищенні тиску в них і т.ін.). "Залпові" викиди шкідливих речовин внаслідок вибуху можуть призвести до їх надходження навіть у стратосферу. При цьому можуть викидатися на достатньо велику відстань не тільки частинки великого розміру, але й навіть уламки, якщо хімічні сполуки знаходяться в твердому стані. При сильних викидах та вибухах розповсюдження хімічних речовин відбувається у вигляді хмари, яка посувається в напрямку вітру з поступовим осіданням її компонентів на грунт, рослини та водну поверхню. При таких викидах в безпосередній зоні біля джерела викиду на поверхні ґрунту можуть утворюватися великі концентрації шкідливих речовин, тобто виникає вогнище хімічного забруднення.

Хімічні речовини можуть переносити річки та морські течії, причому, на десятки і навіть сотні кілометрів з наступним відкладенням забруднювачів або на дні, або з викиданням їх на берег.

Рельєф місцевості також відіграє роль у перенесенні хімічних забруднювачів. Так, якщо джерело забруднення знаходиться в низині гірської місцевості, то найбільша кількість забруднення припадає саме на цю територію. Останнє пов'язано з відносно меншим повітряним обігом у порівнянні з оточуючою низину місцевістю.

Тривалість циркуляції хімічних сполук (детально це було вивчено стосовно пестицидів) залежить в значній мірі від клімато-географічних особливостей (тип ґрунтів, кількість органічних речовин в них, ступінь обробки ґрунтів, їх сорбційна властивість, кількість опадів, температурний режим і т.д.).

Є ще один шлях розповсюдження шкідливих хімічних речовин біологічний. Класичним прикладом такого розповсюдження є проходження, наприклад, стійких хлорорганічних пестицидів або токсичних елементів по харчовому ланцюгу: грунт - рослини - травоїдні тварини - хижаки та грунт з його мікроорганізмами при загибелі останніх. При цьому за рахунок міграції тварин (а деякі тварини можуть мігрувати на сотні кілометрів) відбувається переміщення з ними і шкідливих хімічних речовин.

Що ж стосується людини, то можливі такі варіанти надходження токсичних речовин до її організму:

-грунт - людина. Така можливість виникає, коли шкідливі хімічні речовини надходять до організму людини разом з пилом, наприклад, при порушенні техніки безпеки при виконанні робіт у польових умовах;

-грунти - атмосферне повітря - людина. Такий шлях може мати місце при випаровуванні хімічних речовин з грунтів, а також сублімації хімічних речовин в атмосферне повітря;

-грунти - підземні води - людина. Виникає при внесенні (чи потраплянні) хімічних речовин на поверхню грунтів. В подальшому вони вимиваються з неї атмосферними опадами у нижні шари, надходять в грунтові (а інколи і більш глибокі підземні) води, які використовує населення;

- грунти - відкриті водойми - людина. З атмосферними опадами хімічні речовини можуть безпосередньо потрапляти в відкриті водойми, які використовуються як джерела централізованого водозабезпечення;

- грунти - рослинні продукти харчування - людина. Хімічні речовини з грунту всмоктуються рослинами, накопичуються в них, а потім з продуктами харчування, які були виготовлені з цих рослин, надходять до організму людини;

- грунти - рослини - тварини - людина. Хімічні речовини, які містяться в грунтах, накопичуються в рослинах. При вживанні цих рослин тваринами хімічні речовини можуть акумулюватися в їх тканинах і в подальшому харчовим ланцюгом доходити до людини;

- повітря - людина. Можливість такого надходження виникає в умовах промислового виробництва, при виникненні катастроф та аварій (про що мова йшла раніше);

- вода - людина. Можливість такого шляху надходження шкідливих органічних речовин може мати місце при скиданні промислових відходів у водойми і подальшому використанні цієї води людиною;

- харчові продукти - людина. Цей шлях надходження шкідливих речовин до організму людини може мати місце або при їх спеціальному внесенні в продукти, або при їх безпосередньому забрудненні хімічними речовинами.

Всі хімічні сполуки з більшою чи меншою інтенсивністю руйнуються в навколишньому середовищі. Цей процес відбувається як результат фотохімічного розпаду речовин в повітрі, у воді, на поверхні рослин при руйнуванні внаслідок дії гідробіонтів, ґрунтової флори та фауни, метаболізму в організмі рослин і тварин. В рослинах та ґрунті перетворення хімічних сполук (наприклад, тих же пестицидів) йде шляхом окислення, відновлення, гідролізу або окислювального гідролізу, дегалогування й утворення і кон’югатів тощо.

Література:

1. Изучения влияния факторов окружающей среды на здоровья населения/ Под ред. Е.И. Гончарука; учебное пособие для студентов санитарно-гигиенических факультетов. – К.: КМИ, 1989. – 204с.

2. Качинський А.Б., Наконечний О.Г. Стійкість екосистем та проблем нормування в екологічній безпеці України/ Рада нац. безпеки при Президенті України, Національний інститут стратегічних досліджень, К., 1996. – сер. «Екологічна безпека», вип.1.- 45с.

3. Набиванець Б.Й., Сухан В.В., Калабіна Л.В. Аналітична хімія природного середовища/ Підручник. – К., Либідь, 1996.- 304с.

4. Навколишнє природне середовище і здоров’я населення України. Доповідь до плану дій з гігієни навколишнього середовища та ядерної безпеки України. (Проект фінансований Єробюро ВООЗ, Копенгаген), 1998. – 326с.

5. Нагорный П.А. Комбинированное действие химических веществ и методы его гигиенического изучения. – М: Медицина, 1984. – 182с.