Качественно-количественная характеристика вредных выбросов, сбросов, а так же токсикологическая характеристика загрязнителей. SiO2 (Диоксид кремния)

Кремния диоксид (кремнезем) SiO2, бесцветное кристаллическое, аморфное или стеклообразное вещество. Содержание свободного диоксида кремния в земной коре 12%; он входит также в состав горных пород в виде различных силикатов или в виде смесей с другими минералами (граниты). Кварц - один из наиболее распространенных минералов. Намного реже встречаются тридимит, кристобалит, халцедоны, опалы. Мелкие, различно ориентированные кристаллы кварца образуют "жильный" кварц. При разрушении горных пород возникают кварцевые пески, уплотнение которых приводит к образованию песчаников и кварцитов.

Из кремнезема построены панцири диатомовых водорослей, скелеты некоторых губок; он упрочняет стебли растений - хвощей, бамбука, тростника, содержится в соломе. Диоксид кремния ответствен за окремнение форм живых организмов растений. В крови и плазме человека концентрация кремнезема составляет 0,001% по массе.

Диоксид кремния применяют в производстве стекла, керамики, абразивов, бетонных изделий, для получения кремния, как наполнитель в производстве резин, при производстве кремнезёмистых огнеупоров, в хроматографии и др. Кристаллы кварца обладают пьезоэлектрическими свойствами и поэтому используются в радиотехнике, ультразвуковых установках, в зажигалках.

Диоксид кремния — главный компонент почти всех земных горных пород, в частности, кизельгура. Из кремнезёма и силикатов состоит 87 % массы литосферы.

Аморфный непористый диоксид кремния применяется в пищевой промышленности в качестве вспомогательного вещества E551, препятствующего слёживанию и комкованию, парафармацевтике (зубные пасты), в фармацевтической промышленности в качестве вспомогательного вещества (внесён в большинство Фармакопей), а также пищевой добавки или лекарственного препарата в качестве энтеросорбента.

Искусственно полученные плёнки диоксида кремния используются в качестве изолятора при производстве микросхем и других электронных компонентов.

Также используется для производства волоконно-оптических кабелей. Используется чистый плавленый диоксид кремния с добавкой в него некоторых специальных ингредиентов.

Кремнезёмная нить также используется в нагревательных элементах электронных сигарет, так как хорошо впитывает жидкость и не разрушается под нагревом спирали.

Влияние на человека.

При попадании диоксида кремния в живые ткани медленно развиваются гранулемы. Кремнеземная пыль вызывает раздражение верхних дыхательных путей и бронхов, заболевание желудочно-кишечного тракта, при длительном вдыхании - тяжелое заболевание - силикоз легких.

По данным Всемирной организации здравоохранения при концентрации пыли в атмосферном воздухе 0,08 мг/м³, ощущается дискомфорт у людей. При дальнейшем увеличении содержания пыли до 0,25-0,5 мг/м³ наблюдается ухудшение состояния больных с легочными заболеваниями. Постоянное пребывание людей в атмосфере с концентрацией пыли выше 0,5 мг/м³ приводит к более частым заболеваниям и возрастанию смертности.

Так же ученые утверждают, что Е-551 безвреден. Попадая в в человеческий организм, он неизменным выводится из него естественным путем. Французские ученые доказали в своих исследованиях, что диоксид кремния препятствует развитию болезни Альцгеймера.

Влияние на окружающую среду.

Пылевые частицы поглощают коротковолновую часть солнечного спектра, снижают количество достигающего земной поверхности ультрафиолета, что способствует ослаблению адаптивных свойств всех живых организмов. Они оседают на поверхности листьев растений, сокращая их способность к восприятию солнечного света.

SO₂ (диоксид серы, сернистый газ, сернистый ангидрид)

В нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом (запах загорающейся спички). Под давлением сжижается при комнатной температуре. Растворяется в воде с образованием нестойкой сернистой кислоты; растворимость 11,5 г/100 г воды при 20 °C, снижается с ростом температуры. Растворяется также в этаноле, серной кислоте. SO2 — один из основных компонентов вулканических газов. Плотность - 0,002927 г/см³, температура плавления − 75,5 °C, температура кипения − 10,01 °C.

Большая часть оксида серы (IV) используется для производства серной кислоты. Используется также в слабоалкогольных напитках (вина средней ценовой категории) в качестве консерванта (пищевая добавка E220). Так как этот газ убивает микроорганизмы, им окуривают овощехранилища и склады. Оксид серы (IV) используется для отбеливания соломы, шелка и шерсти, то есть материалов, которые нельзя отбеливать хлором. Применяется он также и в качестве растворителя в лабораториях.

Диоксид серы реакционно способен, из-за химических превращений время его жизни в атмосфере невелико (порядка нескольких часов). В связи с этим возможности загрязнения и опасность воздействия непосредственно диоксида серы носят локальный, а в отдельных случаях – региональный характер.

К природным источникам диоксида серы относят вулканы, лесные пожары, морскую пену и микробиологические превращения серосодержащих соединений.

Влияние на человека.

SO2 очень токсичен. Симптомы при отравлении сернистым газом — насморк, кашель, охриплость, сильное першение в горле и своеобразный привкус. При вдыхании сернистого газа более высокой концентрации — удушье, расстройство речи, затруднение глотания, рвота, возможен острый отёк лёгких.

При кратковременном вдыхании оказывает сильное раздражающее действие, вызывает кашель и першение в горле.

ПДК (предельно допустимая концентрация): в атмосферном воздухе максимально-разовая — 0,5 мг/м³, среднесуточная — 0,05 мг/м³; в помещении (рабочая зона) — 10 мг/м³.

Влияние на окружающую среду.

Из-за образования в больших количествах в качестве отходов диоксид серы является одним из основных газов, загрязняющих атмосферу.

Наибольшую опасность представляет собой загрязнение соединениями серы, которые выбрасываются в атмосферу при сжигании угольного топлива, нефти и природного газа, а также при выплавке металлов и производстве серной кислоты.

Антропогенное загрязнение серой в два раза превосходит природное. Серный ангидрид образуется при постепенном окислении сернистого ангидрида кислородом воздуха с участием света. Конечным продуктом реакции является аэрозоль серной кислоты в воздухе, раствор в дождевой воде (в облаках). Выпадая с осадками, она подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей, скрыто угнетающе воздействует на здоровье человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий чаще отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Растения около таких предприятий обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшимися в местах оседания капель серной кислоты, что доказывает присутствие ее в окружающей среде в существенных количествах. Пирометаллургические предприятия цветной и чёрной металлургии, а также ТЭЦ ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

Наибольших концентраций сернистый газ достигает в северном полушарии, особенно над территорией США, Европы, Китая, европейской части России и Украины. В южном полушарии содержание его значительно ниже.

HF

Фтороводород (фтористый водород, гидрофторид, фторид водорода) — бесцветный газ (при нормальных условиях) с резким запахом, при комнатной температуре существует преимущественно в виде димера H₂F₂, ниже 19,9°C — бесцветная подвижная жидкость. Смешивается с водой в любом отношении с образованием фтороводородной (плавиковой) кислоты. Плотность 0,99 г/см³, температура плавления −83,4°C, температура кипения 19,54 °C.

Встречается газообразный HF в производственных условиях при производстве фтористых солей, при применении плавиковой кислоты для травления стекла, для гравирования по металлу, при синтезе фтористой сурьмы, применяемой в текстильной промышленности и т.д. безводный HF является катализатором в производстве авиационного топлива методом алкилирования и в производстве фреонов.

Влияние на человека.

Плавиковая кислота довольно ядовита. Обладает слабым наркотическим действием. Возможны острые и хронические отравления с изменением крови и кроветворных органов, органов пищеварительной системы, отёк легких.

Обладает выраженным ингаляционным действием, раздражающим действием на кожу и слизистые оболочки глаз (вызывает болезненные ожоги и изъязвления); кожно-резорбтивным, эмбриотропным, мутагенным и кумулятивным действием.

При попадании на кожу в первый момент не вызывает сильной боли, легко и незаметно всасывается, но через короткое время вызывает отёк, боль, химический ожог и общетоксическое действие. Симптомы от воздействия слабо концентрированных растворов могут появиться через сутки и даже более после попадания их на кожу.

При попадании в кровь через кожу связывает кальций крови и может вызвать нарушение сердечной деятельности. Ожоги площадью более чем 160 см² опасны возможными системными токсическими проявлениями.

Влияние на окружающую среду.

Плавиковой кислоте присвоен второй класс опасности для окружающей среды, в то время, как чистый фтороводород принадлежит к первому классу опасности.

Оксид азота

Оксиды азота раздражают, а в тяжелых случаях и разъедают слизистые оболочки глаз и легких, участвуют в образовании ядовитых туманов. Если они содержатся в загрязненном воздухе совместно с диоксидом серы, то возникает эффект синергизма, т.е. усиление токсичности всей газообразной смеси.

NO, N2O3, NO5, N2O4 Основными источниками выброса являются нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксидов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн.т. в год. В атмосферу выбрасывается в основном диоксид азота NO2 – бесцветный не имеющий запаха ядовитый газ, раздражающе действующий на органы дыхания. Особенно опасны оксиды азота в городах, где они взаимодействуют с углеродами выхлопных газов, где образуют фотохимический туман - смог.

Бензапирен

В окружающей среде: В окружающей среде накапливается преимущественно в почве, меньше в воде. Из почвы поступает в ткани растений и продолжает свое движение дальше по трофической цепи, при этом на каждой ее ступени содержание БП в природных средах возрастает на порядок. Под воздействием ультрафиолетового излучения вступает в реакцию с оксидами азота, образуя токсичный смог.

Для содержания в атмосфере БП характерна резко выраженная сезонность его изменений. Чем больше амплитуда повторяемости неблагоприятных для рассеивания примесей метеорологических условий, тем больше амплитуда изменений средних месячных концентраций БП. При этом в зимнее время концентрации БП в несколько раз выше, чем летом, поскольку летом под действием УФ-излучения БП разрушается. Анализ данных о содержании БП в атмосфере городов с преобладанием предприятий определенных отраслей промышленности показывает, что наибольшие уровни загрязнения, превышающие средние по всем городам, отмечаются в городах, где основным источником выбросов БП являются предприятия черной металлургии и алюминиевой промышленности. Повышен уровень загрязнения БП также в городах с крупными ТЭЦ и котельными, в которых используется для отопления твердое топливо, особенно в районах высокого потенциала загрязнения атмосферы (ПЗА), где в течение холодного периода часто сохраняются условия застоя воздуха. При большом количестве мелких котельных, труб печного отопления уровни загрязнения особенно велики.

БП поступает в атмосферу с частицами сажи. Во всех городах в саже содержится примерно 1-2% БП.

Влияние на организм человека.

Бенз(а)пирен – канцерогенное вещество, 1 класса опасности, которое расценивается медиками как однозначно провоцирующее раковые заболевания. Вещество имеет хорошую проникающую способность в клетки живых организмов. Человек может получить его не только через кожу, но и через дыхательные пути и с пищей. БП обладает способностью накапливаться в живых организмах, провоцируя в дальнейшем онкологические заболевания. В организме бенз(а)пирен частично окисляется, давая производные фенольного и хинонного типа, также обладающими мутагенной активностью, а частично выводится из организма в неизменном виде