Ю. Колесник - Современное состояние биосферы и экологическая политика

Продолжающийся рост содержания углекислого газа в воздухе может привести к угнетению дыхания живых организмов, а в глобальных масштабах – к потеплению климата, т. е. к парниковому эффекту.

Углеводороды – органические соединения, состоящие из углерода и водорода. Многие из них имеют огромное значение для техники – используются в качестве топлива (например, природный газ, пропан, бензин и др.). Примерно 95 % выбросов углеводорода приходится на северное полушарие (Лозановская и др., 1998, с. 76). Особое место занимают непредельные углеводороды этиленового ряда, в частности, гексан и пентен. Углеводороды образуются при сгорании карбюраторного горючего (при работе как бензинового двигателя, так и дизельного мотора) и в небольшом количестве при сжигании угля. Из-за неполного сгорания топлива в двигателе автомашины часть углеводородов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества. Выхлопные газы автомобилей содержат также полициклические углеводороды, в частности, бензапирен. На поверхности мельчайших дымовых частиц он попадает в легкие и откладывается там. Как и другие углеводороды, он канцерогенен. Длительное вдыхание даже низких концентраций этого вещества может привести к раку, чаще всего – легких.

Соединения углерода играют важную роль в круговороте веществ в природе, но, несмотря на это, их высокие концентрации оказывают отрицательное действие на живые организмы, в частности на человека.

Диоксид серы

Сера – биогенный элемент, необходимый для живых организмов. Но в настоящее время значительным источником серы стали техногенные выбросы промышленных предприятий.

Диоксид серы (SO 2) составляет более 95 % всех техногенных выбросов серосодержащих веществ в атмосферу (Лозановская и др., 1998, с. 50). Диоксид серы антропогенного происхождения образуется при сжигании угля и нефти, при различных химических технологических процессах. Большая часть выбросов SO 2связана с энергетикой и промышленностью.

Двуокись серы – бесцветный, остро пахнущий газ, раздражающий дыхательные пути человека и способствующий внедрению туда инфекций. Соединяясь с влагой атмосферы, двуокись серы образует агрессивные кислоты (H 2SO 3), вредящие здоровью человека. В тяжелых случаях может возникнуть отек легких. При длительном воздействии SO 2пропадает чувствительность к запахам и вкусам.

Опасность для человека двуокиси серы заключается в том, что если она присутствует в воздухе вместе с тонкой пылью, то пылинки вместе с SO 2могут проникнуть в дыхательные пути. Комбинация двуокиси серы с пылью при очень высоких концентрациях вызывает смерть от удушья.

Итак, диоксид серы может оказать прямое токсическое действие на живые организмы. Его реакционная способность значительно выше, чем у углекислого газа. Выбросы SO 2в биосферу оказывают существенное влияние на здоровье человека.

Оксиды азота

Азот – важнейший элемент, он входит в состав белков, нуклеиновых кислот, нуклеопротеидов, гемоглобина. Соединения азота играют большую роль в процессах обмена веществ, образования новых клеток. Он является важнейшим элементом питания растений. Запасы азота на планете огромны, основная их часть приходится на атмосферу. В осадочных породах земной коры (за счет деятельности палиобиосферы) накопилось около 6 10 14т азота, а в Мировом океане до 2 10 13т (Лозановская и др.,

1998, с. 57). В почве источником азота является гумус. В биосфере азот присутствует в газообразной форме, в виде N 2, NH 3, NO, NO 2и соединений азотной и азотистой кислот и в других видах. Техногенные выбросы азота в воздушную среду в основном включают оксид азота NO и его диоксид NO 2.

Окислы азота – газообразные вещества, которые могут вырабатываться микроорганизмами, а кроме того, возникать в процессах горения, при высокой температуре – особенно в автомобильных двигателях, в топках электростанций, а также в химической промышленности. Попадая в атмосферу, техногенные окислы серы и азота, пройдя ряд промежуточных химических реакций, типа 4NO 2+ 2H 2O + O 2> 4HNO 3, превращаются в кислоты и выпадают в виде кислотных дождей. Вследствие этого понижается оптимальная для жизнедеятельности наземных и водных организмов величина pH.

Роль монооксида и диоксида азота приходится оценивать совместно, т. к. в атмосфере эти газы встречаются только вместе. Окислы азота могут раздражать органы дыхания, особенно в том случае, если кроме них в воздухе присутствует двуокись серы и они действуют комплексно. Под действием этих газов могут утяжеляться уже имеющиеся заболевания дыхательной системы – бронхит, астма, и сильнее распространяются инфекции дыхательных путей

Повышенные концентрации оксидов азота должны рассматриваться как вещества, представляющие серьезную опасность для здоровья человека. Особенно подчеркнем, что допустимые нормы определены только для взрослого человека и не учитывают отрицательное действие этих газов на развивающийся организм ребенка. К тому же данные нормы не учитывают возможности комбинированного действия других вредных газов. Поэтому можно предположить, что загрязнение задерживает физическое и психическое развитие детей.

Тяжелые металлы

Этим термином обозначают в основном политропные яды, которые с относительно небольшой избирательностью накапливаются в разных органах и тканях и дают широкий спектр патологических симптомов. Ядовитое действие ионов тяжелых металлов в значительной мере связано с их способностью прочно соединяться с белками и нарушать нормальную работу ферментов и других биологически активных белковых веществ (Николаев, 1988, с. 114). Особую опасность для человека представляют измельченные (в виде пылевых частиц) формы тяжелых металлов. Попадая в легкие и бронхи, они вступают в те или иные соединения с клеточным содержимым и переходят в кровь. Наиболее опасными, даже в малых концентрациях, являются ртуть, свинец, кадмий, таллий, бериллий, стронций и другие металлы.

Ртуть в условиях производства может встретиться как в виде солей, так и в виде металла. Крайне опасны органические соединения ртути (этилмеркурхлорид и др.). Ртуть хорошо растворима в воде (Николаев, 1988, с. 115), а поэтому ее пары могут легко всасываться в легких и кишечнике. При отравлении ртутью в первую очередь страдают почки, т. к. ионы ртути энергично соединяются в организме с группами SH белков и прочно удерживаются в получившихся комплексах. Оказывается, что больше всего белков, богатых этими группами, содержится в почках. При отравлениях ртутью, кроме почек, страдают нервная система и другие органы человека.

Свинец относится к числу наиболее опасных ядовитых металлов – загрязнителей окружающей среды. Он поступает в атмосферу от промышленных предприятий и в результате неполного сгорания горючего в моторах автомобилей, работающих на бензине. Свинец содержится в красках, служащих антикоррозийными покрытиями. Он может выделяться из оцинкованной посуды (в цинке возможна примесь свинца), из глазури в керамической посуде, свинцового стекла, особенно при потреблении кислых блюд и напитков. Этот металл способен поражать систему кроветворения, нервную систему, печень, почки. Поступая в организм с водой, вдыхаемым воздухом или пищей, свинец образует соединения с органическими веществами. Многие из них нейтропны и способны вызвать энцефало– и нейропатии.