Загрязнение химическими элементами: основные источники, виды, пути решения проблемы

Химическое загрязнение окружающей среды: источники

Содержание:

• 1 Общие сведения и понятия
• 2 Наука
• 3 Химическая промышленность
• 4 Виды загрязнений и их источники
• 5 Видео – Как загрязнение воздуха влияет на здоровье

Общие сведения и понятия

Наша планета состоит из химических элементов. Это в основном железо, кислород, кремний, магний, сера, никель, кальций и алюминий. Живые организмы, существующие на Земле, также состоят из химических элементов, органических и неорганических. В основном это вода, то есть кислород и водород. Еще в составе живых существ есть сера, азот, фосфор, углерод и так далее. Из химических веществ и соединений состоят выделения живых существ, а также их останки. Все сферы планеты – вода, воздух, почва, – это комплексы химических веществ. Вся живая и неживая природа взаимодействует между собой, результатом чего является, в том числе и загрязнение. Но если все состоит из химических элементов, то обмениваться и загрязнять друг друга они могут также химическими элементами. Значит, химическое загрязнение окружающей среды является единственным видом загрязнения? До недавнего времени это было так. Существовала только химия окружающей среды и живых организмов. Но достижения науки и внедрение их в производство, создали иные, кроме химических формы и виды загрязнений. Теперь мы уже говорим об энергетическом, радиационном, шумовом и так далее. Кроме того, в настоящее время химия окружающей среды стала дополняться веществами и соединениями, которые ранее в природе не встречались и созданы человеком в процессе производства, то есть искусственным путем. Эти вещества получили название ксенобиотики. Природа неспособна их переработать. Они не попадают в пищевые цепи и накапливаются в окружающей среде и организмах.

Химическое загрязнение по-прежнему остается и является основным.

А возможно ли загрязнение, если состав вещества и его загрязнителя однотипен? Возможно, потому что загрязнение возникает тогда, когда увеличивается концентрация тех или иных элементов в определенном месте или среде.

Таким образом, химическое загрязнение окружающей среды, это дополнительное привнесение в природу, включая ее растительный и животный мир, химических элементов природного и искусственного происхождения. Источниками загрязнения являются все процессы, происходящие на Земле как природные, так и производимые человеком. Основной характеристикой загрязнений можно считать степень их воздействия на живую и неживую природу. Последствия загрязнений могут быть: устраняемые и нет, локальные и глобальные, разовые и систематические и так далее.

Наука

Все более усиливающееся антропогенное влияния на природу и нарастающие масштабы ее загрязнения, дали толчок созданию раздела химии, получившего название «Химия окружающей среды». Здесь изучаются процессы и превращения, происходящие в почве, гидро- и атмосфере, исследуются природные соединения, их происхождение. То есть сферой этого раздела научной деятельности являются химические процессы в биосфере, миграция элементов и соединений по природным цепям.

В свою очередь, химия окружающей среды имеет свои подразделы. Один изучает процессы, происходящие в литосфере, другой – в атмосфере, третий – в гидросфере. Кроме того, есть отделы, изучающие загрязняющие вещества, природного и антропогенного происхождения, их источники, преобразования, движение и так далее. В настоящее время создано еще отделение – экологическое, сфера исследований которого, очень близка и иногда отождествляется с общим направлением.

Химия окружающей среды разрабатывает методы и средства защиты природы и ищет способы совершенствования существующих систем очистки и утилизации. Эта отрасль химии тесно связана с таким областями научных исследований, как экология, геология и так далее.

Химическая промышленность

Можно предположить, что самым крупным источником загрязнения природы является химическая промышленность. Но это не совсем так. По сравнению с другими отраслями промышленного производства, или транспортом, предприятия этой отрасли выбрасывают существенно меньшее по количеству загрязняющих веществ. Однако состав этих веществ содержит значительно больше различных химических элементов и соединений. Это органические растворители, амины, альдегиды, хлор, оксиды и многое другое. Именно на химических предприятиях синтезировали ксенобиотики. То есть эта промышленность и своим производством загрязняет природу и выпускает продукцию, которая является самостоятельным источником загрязнения. То есть для окружающей среды источники химического загрязнения и производство, и продукция, и результаты ее использования.

Химическая наука и промышленность, ключевые отрасли человеческой деятельности. В них исследуются, разрабатываются, а затем производятся и применяются вещества и соединения, служащие основой строения всего на Земле, в том числе и ее самой. Результаты этих видов деятельности имеют реальную возможность повлиять на структуру живого и неживого вещества, на стабильность существования биосферы, на существование жизни на планете.

Виды загрязнений и их источники

Химическое загрязнение окружающей среды, также как и соответствующее отделение науки, условно разделяется на три вида. Каждый вид соответствует слою в биосфере Земли. Это химические загрязнения: литосферы, атмосферы и гидросферы.

Атмосфера. Основными источниками загрязнения воздуха являются: промышленность, транспорт и тепловые станции, в том числе бытовые котельные. В промышленном производстве по выбросам в атмосферу загрязняющих веществ лидируют металлургические комбинаты, предприятия химии и заводы по производству цемента. Вещества загрязняют воздух как при первичном попадании в него, так и производными соединениями, образующиеся в самой атмосфере.

Гидросфера. Основными источниками загрязнения водного бассейна Земли являются сбросы промышленных предприятий, коммунально-бытовой сферы, аварии и сбросы судов, стоки с сельскохозяйственных земель и так далее. Загрязнителями являются как органические, так и неорганические вещества. К основным относятся: соединения мышьяка, свинца, ртути, неорганические кислоты и углеводороды в разных видах и формах. Токсичные тяжелые металлы не разлагаются и накапливаются в организмах, живущих в воде. Нефть и нефтепродукты загрязняют воду и механически и химически. Разливаясь тонкой пленкой по поверхности воды, они уменьшают количество света и кислорода в воде. В результате чего замедляется процесс фотосинтеза, а ускоряется гниения.

Литосфера. Основные источники загрязнения почвы – это бытовой сектор, промышленные предприятия, транспорт, теплоэнергетика и сельское хозяйство. В результате их деятельности в землю попадают тяжелые металлы, пестициды, нефтепродукты, кислотные соединения и тому подобное. Изменение химического и физического состава почв, а также их структуры ведет к потере ими продуктивности, эрозии, разрушению и выветриванию.

Химия окружающей среды имеет сведения более чем о 5 млн. видах соединений, а их число постоянно растет, которые тем или иным способом «путешествуют» по биосфере. В производственной деятельности участвует более 60 тысяч таких соединений.

Основные загрязняющие вещества и элементы

Химия окружающей среды рассматривает следующие элементы и соединения в качестве основных загрязнителей природы.

Оксид углерода – это газ без цвета и запаха. Активное соединение, вступающее в реакцию с веществами, входящими в состав атмосферы. Оно лежит в основе образования «парникового эффекта». Токсично и это свойство вырастает  при наличии в воздухе азота.

Сернистый и серный ангидрид увеличивают кислотность почвы. Что приводит к потере ее плодородности.

Сероводород. Газ без цвета. Различим по яркому запаху тухлых яиц. Он восстановитель и на воздухе окисляется. Воспламеняется при температуре 225⁰С. Это сопутствующий газ на месторождениях углеводородов. Он присутствует в вулканических газах, в минеральных источниках, залегает на глубинах более 200 метров в Черном море. В природе источник его появления – разложение белковых веществ. В промышленном производстве он появляется при очистке нефти и газа. применяется для получения серы и серной кислоты, различных серных соединений, тяжелой воды, в медицине. Сероводород токсичен. Он воздействует на слизистые оболочки и органы дыхания. Если для большинства живых организмов, он является отравляющим веществом, то для некоторых микроорганизмов и бактерий – среда обитания.

Оксиды азота. Это ядовитый газ, не имеющий цвета и запаха. Их опасность вырастает в городах, где они смешиваются с углеродом и образуют фотохимических смог. Это газ негативно действует на дыхательные пути человека и может привести к отеку легких. Он же, вместе с оксидом серы, источник кислотных дождей.

Двуокись серы. Газ с острым запахом, не имеющий цвета. Воздействует на слизистую оболочку глаз и органы дыхания.

Негативное влияние на природу вызывает повышенное содержание соединений фтора, свинца и хлора, углеводороды и их пары, альдегиды и многое другое.

Вещества призванные и созданные для увеличения плодородия земель и продуктивности сельскохозяйственных культур, в конечном итоге приводят к деградации почв. Низкая степень их усвоения в местах применения, дает им возможность распространяться на значительные расстояния и «кормить» совсем не те растения, для которых предназначены. Основной средой их перемещения является вода. Соответственно в ней же и наблюдается значительный рост зеленой массы. Водные объекты зарастают и исчезают.

Такой комплексный негативный эффект имеют практически все «химические» загрязнители природной среды.

До настоящего времени ксенобиотики или искусственно синтезированные вещества относят к отдельной категории загрязняющих веществ. Они не попадают в привычный для пищевых цепей кругооборот. Нет и эффективных способов их переработки искусственным способом. Ксенобиотики накапливаются в почве, воде, воздухе, живых организмах. Они мигрируют из организма в организм. Чем закончится это накопление и какова его критическая масса?

Итогом воздействия человека на окружающую среду, а именно его деятельность породила, казалось бы, невозможное, загрязнение природы тем, из чего она состоит, является изменение ее коренного, глубинного состава и структуры. Концентрация одних химических элементов и уменьшение объемов других, порождает неизученные и непредсказуемые, с точки зрения последствий, эффекты в биосфере.

Видео – Как загрязнение воздуха влияет на здоровье

Обнаружение и мониторинг загрязнителей в пищевых продуктах

Обеспечение безопасности и качества продуктов питания является насущной задачей общественного здравоохранения. Продукты питания могут быть загрязнены токсичными металлами, пестицидами и остатками ветеринарных препаратов, а также органическими загрязнителями, радионуклидами и микотоксинами. Радиометрические и смежные с ними методики, приспособленные к местным специфическим потребностям, применяются в целях содействия осуществлению национальных программ в области контроля за такими загрязнителями.

Риски загрязнений в сельскохозяйственной пищевой цепи могут исходить от ряда источников, включая остатки агрохимикатов и природных токсинов. Помимо важных аспектов, связанных с общественным здравоохранением, экономические последствия, вызванные загрязнением пищевых продуктов, могут быть значительными и могут пагубно сказаться на международной торговле.

Ядерные методики могут помочь в обнаружении, мониторинге и отслеживании загрязняющих веществ в пищевых продуктах. МАГАТЭ совместно с ФАО поддерживает и поощряет государства-члены в использовании радиометрических и смежных с ними аналитических инструментов с целью мониторинга и выявления в пищевых продуктах ветеринарных лекарственных средств, пестицидов и микотоксинов. В сотрудничестве с другими международными организациями мы стремимся установить стандарты, регулирующие уровни загрязнения радионуклидами, токсичными металлами и органическими веществами. Мы также выступаем за принятие норм о разрешенных максимальных пределах остаточного содержания загрязнителей, рекомендованных Комиссией по Codex Alimentarius, органом, учрежденным ФАО и Всемирной организацией здравоохранения в 1963 году в целях разработки согласованных на международном уровне продовольственных стандартов.

Загрязнители продуктов питания и применение ядерных методик

• Случаи
  микробного загрязнения пищевых продуктов патогенными микроорганизмами, такими как сальмонелла или кишечная палочка, значительно участились за последние десятилетия. Усиление безопасности пищевых продуктов в данном отношении требует комплексного подхода в части определения химикатов, различных природных загрязнителей и опасностей микробного характера в одних и тех же образцах продукции, поскольку выявление факторов опасности продовольствия, связанных с патогенными микроорганизмами в конечных продуктах, означает, что процесс имеет дефекты.
• Пестициды и ряд агрохимикатов представляют собой важные инструменты, при помощи которых фермеры сокращают потери сельскохозяйственных культур и повышают урожаи, однако их использование требует регулирования и правильного применения, во избежание угрозы для здоровья человека и для окружающей среды. Деятельность аналитических лабораторий имеет решающее значение в отношении мониторинга остатков пестицидов и просвещения относительно безопасного и эффективного использования пестицидов. Большинство развитых стран установили нормы разрешенных максимальных пределов остаточного содержания загрязнителей в отношении остатков пестицидов в продуктах питания.
• Остатки ветеринарных препаратов, используемых для лечения болезней животных и улучшения производительности, могут создавать риски для здоровья. Их содержание необходимо контролировать посредством национальных программ мониторинга под руководством компетентных лабораторий с целью обеспечения спокойствия потребителей на местном и международном уровне. Инструменты, такие как радиолигандный анализ и иммуноанализы, внедрение стабильных изотопов в качестве маркеров в ветеринарные препараты, а также вспомогательные хроматографические методы обеспечивают государствам-членам возможность более тщательно вести мониторинг остатков ветеринарных лекарственных средств и связанных с ними загрязнителей при анализе проб пищевых продуктов и окружающей среды.
• Микотоксины, вторичные метаболиты ряда грибов, загрязняют многие продукты сельскохозяйственного и животного происхождения и корма, что создает угрозу для здоровья потребителей. Они также причиняют вред здоровью и производительности животных и, следовательно, представляют угрозу для безопасности и качества пищевых продуктов. Их содержание необходимо тщательно отслеживать и контролировать. Компетентные испытательные лаборатории помогают усовершенствовать в государствах-членах навыки профессионального использования радиометрических и связанных с ними аналитических методик с целью контроля за этими токсинами.
• Радионуклиды естественного или антропогенного происхождения должны присутствовать в продуктах питания и в окружающей среде на разумно достижимом низком уровне. Таким образом, государствам-членам необходимо иметь в своем распоряжении лаборатории, способные точно определять естественный радиационный фон.
• Металлы и различные органические загрязнители  являются потенциально токсичными для человека, животных и окружающей среды. Многие страны и Комиссия по Codex Alimentarius установили максимальные пределы или кодексы практики с целью защиты здоровья человека и санитарного состояния окружающей среды. Крайне необходимо наличие компетентных испытательных лабораторий для качественного выполнения анализа и текущего мониторинга данных о загрязняющих веществах.

Новости

Все новости →

Что такое химическое загрязнение? | ClientEarth

Загрязнение

Химические вещества

Химическое загрязнение относится к загрязнению нашей окружающей среды химическими веществами, которых нет в природе. Но насколько велика проблема химического загрязнения и как оно влияет на наше здоровье и окружающую среду? Мы отвечаем на ваши вопросы.

Получайте новости о нашей работе

Откуда берутся химикаты?

Химические вещества повсюду: в пище, которую мы едим, в воздухе, которым дышим, и в продуктах, которые мы используем. Большинство химических веществ созданы руками человека и могут выполнять множество функций. Как таковые, они широко используются — от сельского хозяйства и промышленных процессов до производства лекарств и товаров для дома. Во время производства, хранения, транспортировки и утилизации химические вещества могут попасть в окружающую среду.

Насколько велика проблема химического загрязнения?

Сегодня на рынке ЕС насчитывается около 100 000 синтетических химикатов, и на рынок постоянно поступают новые химикаты. Власти не в состоянии справиться с растущим потоком химикатов, и в настоящее время в ЕС у нас есть надежная информация и понимание только о 500 из этих 100 000 химикатов.

Но понять, вредно ли химическое вещество, — это только полдела. Чтобы понять истинное воздействие химического вещества, важно знать, как оно используется и где встречается. Но сегодня химический состав материалов и изделий, а также выбросы в окружающую среду остаются во многом неизвестными.

Что мы знаем точно, так это то, что антропогенные химические вещества были обнаружены в некоторых из самых отдаленных уголков нашей планеты, и недавние исследования показывают, что уровень химического загрязнения пересек «планетарную границу», и нам нужны срочные меры для обеспечения стабильного экосистема.

Как химическое загрязнение влияет на наше здоровье?

Вредные химические вещества могут попасть в наш организм, если мы их вдыхаем, едим, пьем или впитываемся через кожу. Некоторые из самых вредных химических веществ — это «постоянные химические вещества», которые попадают в наш организм и окружающую среду и не разрушаются, а также «химические вещества, разрушающие гормоны», которые блокируют, имитируют или нарушают наши естественные гормоны с ужасными последствиями.

Например, бисфенол А (БФА) является чрезвычайно вредным химическим веществом, которое используется в производстве пластиковых изделий, таких как бутылки для воды и контейнеры для пищевых продуктов. Было показано, что он вызывает рак и болезни сердца, а также влияет на фертильность.

Как химическое загрязнение влияет на окружающую среду?

Химическое загрязнение может нарушить хрупкий баланс экосистем Земли.

Добыча полезных ископаемых, сельское хозяйство и удаление отходов вызвали значительное загрязнение почвы. Присутствие тяжелых металлов, таких как кадмий, ртуть и свинец, может повлиять на качество почвы и уменьшить количество микроорганизмов, поддерживающих ее плодородие. Здоровье почвы влияет на биоразнообразие и способность населения производить продукты питания.

Океан страдает от высокого уровня загрязнения пластиком и другими химическими веществами, что привело к возникновению «мертвых зон», когда уровень кислорода в воде не может поддерживать жизнь. Высокое или длительное воздействие вредных химических веществ также повлияло на морское биоразнообразие

Узнайте больше о влиянии пластикового загрязнения на океан

Что такое химическое загрязнение | Центры загрязнения окружающей среды

Определение

Химическое загрязнение определяется как присутствие или увеличение в окружающей среде химических загрязнителей, которые не присутствуют в ней естественным образом или обнаруживаются в количествах, превышающих их естественные фоновые значения. Большинство химических веществ, загрязняющих окружающую среду, созданы человеком в результате различных видов деятельности, в которых токсичные химические вещества используются для различных целей.

Химическая интоксикация  вызывается воздействием химических загрязнителей и может иметь немедленные или отсроченные последствия, которые могут проявляться через недели или даже месяцы после воздействия. Тяжелая химическая интоксикация может привести к смерти человека, вдыхающего повышенное количество таких веществ.

Химические соединения  являются органическими или неорганическими химическими веществами, которые являются основными причинами химического загрязнения. Наиболее распространенными химическими загрязнителями являются те соединения, которые используются на больших территориях и являются стойкими, что означает, что они не разлагаются легко в природе. Примерами являются большинство пестицидов, гербицидов, инсектицидов, используемых в сельском хозяйстве и садоводстве, а также хлорированные растворители, используемые во многих промышленных процессах и в химчистках.

В зависимости от химической структуры химические загрязнители можно разделить на природные и техногенные. Они могут быть органическими или неорганическими (органические соединения всегда содержат углерод и углерод-водородные связи, тогда как большинство неорганических соединений не содержат углерода).

Примеры химических загрязнителей

Химические загрязнители в основном возникают в результате различных видов деятельности человека, таких как  производство, обработка, хранение и утилизация химических веществ.  Они возникают на промышленных объектах и ​​в таких сферах деятельности, как нефтеперерабатывающие заводы, угольные электростанции, строительство, горнодобывающая и металлургическая промышленность, транспорт, использование пестицидов и инсектицидов в сельском хозяйстве, а также домашняя деятельность.

Химическая промышленность является еще одним примером в этом смысле, главным образом потому, что она обычно связана с потоками загрязненных отходов. Фактически потоки отходов химической промышленности в настоящее время строго контролируются и обрабатываются перед выбросом в окружающую среду. Но в прошлом так было не всегда, и многие реки и поверхностные водоемы были загрязнены многочисленными стоками с различных химических предприятий, а также других промышленных источников. Несмотря на то, что были приняты меры по уменьшению этого типа загрязнения, его последствия все еще видны.

Бытовая химия включает различные химические продукты и смеси, которые легко могут стать химическими загрязнителями при попадании в окружающую среду. Даже обычные моющие средства представляют собой химические соединения, которые могут загрязнять окружающую среду! Читайте этикетки моющих средств, чтобы убедиться, что они содержат различные потенциально опасные химические вещества.

Последствия химического загрязнения

Химическое загрязнение может быть вызвано различными химическими веществами из различных источников и может иметь различные последствия для здоровья от простых проблем с пищеварением до химической интоксикации и внезапной смерти от отравления. Эффекты обычно связаны с воздействием большого количества химических веществ. Химическое загрязнение приводит к различным серьезным заболеваниям, как правило, в результате употребления ядовитой пищи, питья сильно загрязненной воды или вдыхания сильно загрязненного воздуха.

Химическая интоксикация может иметь серьезные последствия для здоровья, которые могут вызвать немедленные симптомы и заболевания или отсроченные последствия, которые могут проявиться через недели или месяцы после воздействия.