33. Понятие экологического токсического вещества. Дозы. Классы опасности. Воздействие на организм человека и на др.Организмы.

Класс опасности вредных веществ — условная величина, предназначенная для упрощённой классификации потенциально опасных веществ. Класс опасности устанавливается в соответствии с нормативными отраслевыми документами. Для разных объектов — для химических веществ, для отходов, для загрязнителей воздуха и др. — установлены различные нормативы и показатели

Признаки определения класса опасности установлены стандартом ГОСТ 12.1.007-76 «Классификация и общие требования безопасности». По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности, представленные в таблице.

Класс опасности	Степень опасности
I	чрезвычайно опасные вещества
II	высокоопасные вещества
III	умеренно опасные вещества
IV	малоопасные вещества

Класс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей, указанных в следующей таблице. Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности.

Наименование показателя	Норма для класса опасности
	I	II	III	IV
ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м³	менее 0,1	0,1—1,0	1,1—10,0	более 10,0
Средняя смертельная доза (ЛД50) при введении в желудок, мг на 1 кг массы тела	менее 15	15—150	151—5000	более 5000
Средняя смертельная доза при нанесении на кожу, мг на 1 кг массы тела	менее 100	100—500	501—2500	более 2500
Средняя смертельная концентрация в воздухе, мг/м³	менее 500	500—5000	5001—50 000	более 50 000
Коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО)	более 300	300—30	29—3	менее 3
Зона острого действия	менее 6,0	6,0—18,0	18,1—54,0	более 54,0
Зона хронического действия	более 10,0	10,0—5,0	4,9—2,5	менее 2,5

Чрезвычайно опасные вещества (I)

Бензапирен Бензпире́н, или бензапире́н — химическое соединение, представитель семейства полициклических углеводородов, вещество первого класса опасности.

Образуется при сгорании углеводородного жидкого, твёрдого и газообразного топлива (в меньшей степени при сгорании газообразного).

В окружающей среде накапливается преимущественно в почве, меньше в воде. Из почвы поступает в ткани растений и продолжает своё движение дальше в трофической цепи, при этом на каждой её ступени содержание БП в природных объектах возрастает на порядок (см. Биоаккумуляция).

Контроль содержания бензпирена в природных продуктах производится методом жидкостной хроматографии. Обладает сильной люминесценцией в видимой части спектра (в концентрированной серной кислоте — А 521 нм (470 нм); F 548 нм (493 нм)), что позволяет обнаруживать его в концентрациях до 0,01 ppb люминесцентными методами.

Физ. Св-ва. В чистом виде, представляет собой жёлтые пластинки и иглы, легко расслаивающиеся на более мелкие. Хорошо растворим в неполярных органических растворителях, бензоле, толуоле, ксилоле, ограниченно растворим в полярных, практически нерастворим в воде.

Бенз(а)пирен является наиболее типичным химическимканцерогеном окружающей среды, он опасен для человека даже при малой концентрации, поскольку обладает свойством биоаккумуляции. Будучи химически сравнительно устойчивым, бенз(а)пирен может долго мигрировать из одних объектов в другие. В результате многие объекты и процессы окружающей среды, сами не обладающие способностью синтезировать бенз(а)пирен, становятся его вторичными источниками. Бенз(а)пирен оказывает также мутагенное действие. В организм бенз(а)пирен может поступать через кожу, органы дыхания, пищеварительный тракт и трансплацентарным путём. При всех этих способах воздействия удавалось вызвать злокачественные опухоли у животных.

Согласно российским нормативам ГН 2.1.6.695-98 и ГН 2.1.6.1338-03 предельно допустимая среднесуточная концентрация бензапирена в воздухе ПДКсс = 0,1 мкг/100 м3 = 10^-9 г/м³

Из сотен полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) различного строения, обнаруженных в объектах окружающей среды, бен(а)пирен наиболее приоритетен для мониторинга.

Согласно российскому нормативу ГН 2.1.7.2041-06 ПДК бенз(а)пирена в почве = 0.02 мг/кг в сумме с фоновым уровнем.

Ртуть (суммарно) — элемент побочной подгруппы второй группы шестого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 80. Обозначается символом Hg (лат. Hydrargyrum). Простое вещество ртуть (CAS-номер: 7439-97-6) — переходный металл, при комнатной температуре представляет собой тяжёлую серебристо-белую жидкость, пары которой чрезвычайно ядовиты. Ртуть — один из двух химических элементов (и единственный металл), простые вещества которых при нормальных условиях находятся в жидком агрегатном состоянии (второй элемент — бром).Ядовиты только пары́ и растворимые соединения ртути. Металлическая ртуть не оказывает существенного воздействия на организм. Пары могут вызвать тяжёлоеотравление. Ртуть и её соединения (сулема, каломель, цианид ртути) поражают нервную систему, печень, почки, желудочно-кишечный тракт, при вдыхании — дыхательные пути (а проникновение ртути в организм чаще происходит именно при вдыхании её паров, не имеющих запаха). По классу опасности ртуть относится к первому классу (чрезвычайно опасное химическое вещество). Опасный загрязнитель окружающей среды, особенно опасны выбросы в воду, поскольку в результате деятельности населяющих дно микроорганизмов происходит образование растворимой в воде и токсичной метилртути. Ртуть — типичный представитель кумулятивных ядов.

• Органические соединения ртути (метилртуть и др.) в целом намного более токсичны, чем неорганические, прежде всего из-за их липофильности и способности более эффективно взаимодействовать с элементами ферментативных систем организма.

• Гигиеническое нормирование концентраций ртути

Предельно допустимые уровни загрязнённости металлической ртутью и её парами:

ПДК в населённых пунктах (среднесуточная) — 0,0003 мг/м³

ПДК в жилых помещениях (среднесуточная) — 0,0003 мг/м³

ПДК воздуха в рабочей зоне (макс. разовая) — 0,01 мг/м³

ПДК воздуха в рабочей зоне (среднесменная) — 0,005 мг/м³

ПДК сточных вод (для неорганических соединений в пересчёте на двухвалентную ртуть) — 0,005 мг/мл

ПДК водных объектов хозяйственно-питьевого и культурного водопользования, в воде водоёмов — 0,0005 мг/л

• ПДК рыбохозяйственных водоёмов — 0,00001 мг/л

• ПДК морских водоёмов — 0,0001 мг/л

Акролеин — Бериллий — Винилхлорид — Диметилртуть — Диоксины — Диэтилртуть — Зоман — Линдан (гамма—изомер ГХЦГ) — Озон — Оксид свинца— Пентахлордифенил — Полоний — Плутоний — Протактиний — — Стрихнин — Таллий — Теллур — Тетраэтилолово — Тетраэтилсвинец —Трихлордифенил — Фтороводород — Хлорокись фосфора — Цианид калия — Цианид натрия — Циановодород — Этилмеркурхлорид

Высокоопасные вещества (II) Мышья́к — химический элемент 15-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы пятой группы) четвёртого периода периодической системы; имеет атомный номер 33, обозначается символом As. Простое вещество представляет собой хрупкий полуметалл стального цвета (в серой аллотропной модификации).CAS-номер: 7440-38-2.

Мышьяк и все его соединения ядовиты. При остром отравлении мышьяком наблюдаются рвота, боли в животе, понос, угнетение центральной нервной системы. На территориях, где в почве и воде избыток мышьяка, он накапливается в щитовидной железе у людей и вызывает эндемический зоб. Помощь и противоядия при отравлении мышьяком: приём водных растворов тиосульфата натрия Na₂S₂O₃, промывание желудка, приём молока и творога; специфическое противоядие — унитиол. ПДК в воздухе для мышьяка 0,5мг/м³. Мышьяк в малых дозах канцерогенен,

Кадмий (суммарно) — элемент побочной подгруппы второй группы, пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 48. Обозначается символом Cd (лат. Cadmium). Простое вещество кадмий (CAS-номер: 7440-43-9) при нормальных условиях — мягкий ковкий тягучий переходныйметалл серебристо-белого цвета. Устойчив в сухом воздухе, во влажном на его поверхности образуется плёнкаоксида, препятствующая дальнейшему окислению металла. Физиологическое действие

Соединения кадмия ядовиты. Особенно опасным случаем является вдыхание паров его оксида (CdO)^[7]. Вдыхание в течение 1 минуты воздуха с содержанием 2,5 г/м³ окиси кадмия, или 30 секунд при концентрации 5 г/м³ является смертельным. ^[8] Кадмий является канцерогеном^[9].

В качестве первой помощи при остром кадмиевом отравлении рекомендуется свежий воздух, полный покой, предотвращение охлаждения. При раздражении дыхательных путей — тёплое молоко с содой, ингаляции 2 %-ным раствором NaHCO₃. При упорном кашле — кодеин, дионин, горчичники на грудную клетку, необходима врачебная помощь. Противоядием при отравлении, вызванном приёмом внутрь кадмиевых солей, служит альбумин с карбонатом натрия. ^[8]

Острая токсичность

Пары кадмия, все его соединения токсичны, что связано, в частности, с его способностью связывать серосодержащие ферменты и аминокислоты.

Симптомы острого отравления солями кадмия — рвота и судороги.

Хроническая токсичность

Кадмий — кумулятивный яд (способен накапливаться в организме).

Санитарно-экологические нормативы

В питьевой воде ПДК для кадмия 0,001 мг/дм³ (СанПиН 2.1.4.1074-01).

Механизм токсического действия

Механизм токсического действия кадмия заключается, по-видимому, в связывании карбоксильных, аминных и особенно сульфгидрильных групп белковых молекул, в результате чего угнетается активность ферментных систем^[8]. Растворимые соединения кадмия после всасывания в кровь поражают центральную нервную систему,печень и почки, нарушают фосфорно-кальциевый обмен. Хроническое отравление приводит к анемии и разрушению костей.

Кадмий в норме в небольших количествах присутствуют в организме здорового человека. Кадмий легко накапливается в быстроразмножающихся клетках (например в опухолевых или половых). Он связывается с цитоплазматическим и ядерным материалом клеток и повреждает их. Он изменяет активность многих гормонов и ферментов. Это обусловлено его способностью связывать сульфгидрильные (-SH) группы.

Атразин - Бромдихлорметан - Бромоформ- Гексахлорбензол Гептахлор- Гидроксид натрия- ДДТ (сумма изомеров) - Дибромхлорметан- Кобальт - Литий - Метанол -Молибден (суммарно) - - Нитриты (по NO₂) Свинец (суммарно) - Селен- Сероводород - Стирол - Сурьма- Формальдегид Фенол Хлороформ Четыреххлористый углерод Хлор Трихлорсилан (HSiCl₃) Серная кислота Азотная кислота Барий Соляная кислота

Умеренно опасные вещества (III) Соединения никеля Соединения алюминия Соединения марганца Соединения меди Соединения серебра Бензин

Малоопасные вещества (IV) Алюминий (элемент.) Соединения железа Этанол Симазин

34. Классификация загрязняющих почву веществ, являющихся экотоксикантами, по химическому составу с учетом пути их попадания в почву. Наличие специфических деструкторов в почве и проблема миграции, кумуляции, биодеградации этих веществ (пояснить на примерах).

Экотоксиканты (презентация «Экотоксиканты» в pdf) – это экологически опасные факторы химической природы, которые способны долгое время сохраняться, мигрировать и накапливаться в ее биотических и абиотических компонентах. В концентрациях, превышающих естественный природный уровень, экотоксиканты оказывают токсическое воздействие, как на окружающую среду, так и на здоровье человека.  Сегодня при изучении экотоксикантов большое внимание уделяется особенностям их кинетики, метаболизма, биотрансформации, кумуляции и концентрации; движению по пищевым цепочкам; переносу и переходам из одной среды в другую; возможностям превращений во вторичные загрязнители; их влиянию на различные организмы, входящие в экосистемы.

К экотоксикантам, имеющим приоритетное значение по степени опасности для окружающей среды и здоровья человека, из неорганических относятся тяжелые металлы, а из органических  – нефть и нефтепродукты, полихлорированные и полициклические ароматические углеводороды. Особую опасность для человека представляют собой стойкие экотоксиканты диоксины, которые приводят к развитию диоксиновой патологии.

Наиболее значимые источники экотоксикантов

1. воздействие ракетно-космической техники (в районах падения отделяющихся частей ракет-носителей скапливается большое количество токсичного гептила, который загрязняет почву, поверхностные и грунтовые воды);

2. воздействие воздушных судов гражданской авиации (негативные эффекты на уровне озонового слоя, загрязнение атмосферы веществами, образующимися в процессе сгорания топлива);

3. воздействие транспорта (загрязнение токсичными веществами отработавших газов транспортных двигателей, выбросы в атмосферу "нетрадиционных" веществ: канцерогенных (бензол, формальдегид, бензапирен, ацетальдегид и др.) и вызывающих различные заболевания (толуол, ксилолы, 1,3-бутадиен, тяжелые металлы и др.), слив сточных вод от стационарных источников, образование твердых отходов);

4. десятки миллиардов тонн твердых отходов производства и потребления, среди которых определенную долю составляют экологически опасные токсичные промышленные отходы разных классов опасности:

•  I класс – отходы гальванических производств, ртуть, хлорорганика, хром шестивалентный и др.

•  II класс – кубовые остатки, нефтепродукты, мышьяк, серная кислота и др.

•  III класс – нефтешламы, медь, свинец, цинк и др.

5. объекты сельскохозяйственного производства (базы средств химизации, взлетно-посадочные полосы, склады минеральных удобрений, навозохранилища, животноводческие комплексы и т. д., где наблюдается повышенное содержание нитратов и других экотоксикантов, в том числе запрещенные и пришедшие в негодность пестициды);

6. горная, угледобывающая и лесоперерабатывающая промышленность (твердые отходы, рудные терриконы, химические средства обработки древесины);

7. нефтедобывающая промышленность (нефтешламы);

8. захламление территорий в окрестностях городов и населенных пунктов, придорожных участков, стоянок автотранспорта производственными отходами, строительным и бытовым мусором;

9. тепловые электростанции, работающие на твердом топливе (токсичные золошлаки);

10. городские свалки, полигоны для твердых бытовых отходов (экотоксиканты, образующиеся гниения и сжигания);

11. накопление отходов производства и потребления от предприятий железнодорожного транспорта;

12. осадки от водопроводных и канализационных станций очистки вод.

Влияние хозяйственной деятельности на окружающую среду характеризуется производством большого количества загрязняющих веществ, отходов и другими факторами, которые приводят к изменению естественных ландшафтов, загрязнению атмосферы и природных водных объектов. Непрерывное увеличение промышленного производства химических веществ и расширение их ассортимента, неизбежно влекут за собой усиление вызываемой ими экологической нагрузки. Превышение порогов надежности экологических систем под действием экстремальных факторов антропогенного происхождения может являться причиной существенных изменений условий существования и функционирования биогеоценозов.  Сегодня, когда скорость увеличения вредного воздействия средовых факторов и интенсивность их влияния уже выходит за пределы биологической приспособляемости экосистем к изменениям среды обитания и создает прямую угрозу жизни и здоровью населения, всестороннее изучение экотоксикантов и разработка мер борьбы с их распространением и повреждающим действием являются актуальной проблемой всемирного значения.

в начало страницы