- •1. Основні поняття та терміни екологічної хімії
- •1.1. Екологічні чинники середовища
- •Аеробні та анаеробні організми
- •Класифікація небезпечних хімічних речовин
- •1.2.1. Неорганічні небезпечні речовини
- •Ртуть як небезпечна речовина навколишнього середовища
- •Головні токсичні сполуки ртуті
- •Свинець як небезпечна речовина навколишнього середовища
- •Кадмій як небезпечна речовина навколишнього середовища
- •1.2.2. Діоксини та їх аналоги
- •1.3. Типи реакцій хімічних речовин у їх природному та техногенному кругообігу
- •Хімічні та фізичні методи моніторингу хімічного забруднення навколишнього середовища
- •2. Екологічна хімія атмосфери
- •2.1. Склад і будова атмосфери
- •2.2. Вільні радикали в атмосфері та тропосфері
- •2.2.1. Фотодисоціація
- •2.2.1.1.Фотодисоціація води
- •2.2.2. Реакції атмосферних іонів
- •2.3. Парниковий ефект та фізико-хімічний кругообіг co2
- •2.4.1. Джерела забруднення атмосфери
- •2.4.2. Діоксид сірки в атмосфері
- •2.4.2.1. Кислотні дощі
- •2.4.2.1.1. Утворення в атмосфері сірчаної кислоти
- •Механізм утворення сірчаної кислоти в атмосфері
- •2.4.2.1.2. Утворення в атмосфері нітратної кислоти
- •2.4.2.1.3. Контроль антропогенних викидів нітрогену та сірки
- •2.4.3. Хімія озону в атмосфері
- •2.4.3.1. Система найменування для фреонів
- •2.4.3.2. Вираження кількісного рівня наявності озону в атмосфері
- •2.5. Хімія аерозолів атмосфери
- •2.6. Хімізм фотохімічного смогу в атмосфері великих міст
- •2.6.1. Класичний смог
- •2.6.2. Фізико-хімічна природа фотохімічного смогу
- •2.6.3. Дія фотохімічного смогу
- •2. Екологічна хімія гідросфери
- •3.1. Аномальні властивості води і склад природних вод
- •3.2. Процеси формування хімічного складу природних вод
- •3.3. Процеси розчинення газів та твердих речовин у природних водах
- •3.3.1. Розчинність газів у воді
- •3.3.2. Розчинення твердих речовин у природних водах
- •3.3.2.1. Використання рівноважної термодинаміки для опису взаємодії між твердими речовинами і природними водами
- •3.3.2.2. Показники агресивності і нестійкості природних вод
- •3.4. Твердість природних вод
- •3.5. Кислотно-лужна рівновага у природних водоймищах
- •3.5.1. Карбонатна система і рН атмосферних опадів
- •3.5.2. Розчинність карбонатів і рН підземних і поверхневих природних вод
- •3.6. Кислотно-лужна рівновага у природних водоймищах
- •3.6.1. Карбонатна рівновага в океані
- •3.6.2. Лужність природних вод
- •3.6.3. Процеси закиснення поверхневих водоймищ
- •3.7. Окисно-відновні процеси в гідросфері.
- •3.7.1. Денітрифікація
- •3.7.2. Сульфат-редукція
- •3.7.3. Особливості окисно-відновних процесів в озерах
- •3.7.4. Особливості окисно-відновних процесів в океані
- •3.8. Неорганічні речовини у воді. Важкі метали у воді.
- •3.8.1. Мінералізація як чинник забруднення води
- •XSiO2 · yH2o,
- •3.8.2. Хімічні методи очищення води
- •3.8.3. Очищення стічних вод
- •3.8.3.1. Видалення важких металів
- •3.8.3.2. Дезінфекція
- •4. Екологічна хімія ґрунтів та хімія розповсюджених забруднювачів
- •4.1. Екологічна хімія ґрунтів
- •4.1.1. Хімічні аспекти гіпергенезу і ґрунтоутворення
- •4.1.2. Хімічна природа органічних речовин ґрунту
- •4.1.2.1. Класифікація органічних речовин ґрунту
- •4.1.2.2. Неспецифічні органічні сполуки в ґрунтах
- •4.1.2.3. Специфічні гумусні речовини ґрунтів
- •4.1.2.4. Органо-мінеральні сполуки у ґрунтах
- •4.1.2.5. Мікробне перетворення органічних речовин у ґрунтах
- •4.1.3. Поглинальна здатність ґрунтів
- •4.1.3.1. Обмінні катіони ґрунтів
- •4.1.3.2. Катіонообмінна здатність ґрунтів
- •4.1.3.3. Склад обмінних катіонів ґрунтів
- •4.1.4. Лужність і кислотність ґрунтів
- •4.2. Сполуки азоту в ґрунті
- •4.3. Сполуки фосфору в ґрунті
- •4.3.1. Кругообіг фосфору
- •4.4. Антропогенні забруднення ґрунту
- •4.4.1. Кислотні забруднення та їх хімічні наслідки для ґрунтів
- •4.4.1.1. Екологічні наслідки кислотних дощів для ґрунтів
- •4.5. Хімічна класифікація пестицидів
- •4.6. Хімія розповсюджених забруднювачів
- •4.6.1. Поліциклічні хлоровані вуглеводні
- •4.6.1.1. Проблема ддт
- •4.6.1.2. Проблема діоксинів та їх аналогів
- •4.7. Мінеральні добрива як джерело забруднення ґрунтів
- •Література
- •1.Основні поняття та терміни екологічної хімії.................. ...........4
Ртуть як небезпечна речовина навколишнього середовища
Небезпечні сполуки ртуті виявляються в усіх трьох середовищах існування живих організмів. Саме живі організми сприяють ефективному транспортуванню цього отруйного елемента з одного середовища в інше. На цьому прикладі можна проілюструвати процес нагромадження отрут у харчових ланцюгах (рис. 1).
Установлено, що кофермент метилкобаланін (Co63H91N12O14P) у живих організмах метилює ртуть, даючи (СН3)Hg+:
(СН3)[Co]+ + Hg2+ → (CH3)Hg+ + [Co]2+.
У процеси міграції метилртуті втручається і виробнича діяльність людини.
Яким би шляхом ртуть не потрапила до води, мікроорганізми метилюють її, і при цьому завжди утвориться метилртуть CH3Hg+ чи (CH3)2Hg диметилртуть. З’ясувалося, що саме диметилртуть надзвичайно небезпечна! Характерно те, що (CH3)2Hg – жиророзчинна речовина, здатна, проникаючи через стінки клітин, потрапляти в організм людини не тільки через травний тракт, але й через дихальні шляхи і просто через шкіру. Існування цієї сполуки в живій клітині триває близько 70 днів, у зв’язку з цим здійснюється тривалий токсичний вплив.
Таблиця 1.1
Головні токсичні сполуки ртуті
Сполуки |
Застосування |
CH3Hg, EtHg* |
Фунгіциди |
RHg (X=Ac, Py+) |
Каталізатори у виробництві поліуретану, полівінілацетату |
PhHg |
Фунгіциди, бактерициди |
CH3OCH2CH2Hg |
Фунгіциди |
Тіомерцал (похідна EtHg+) |
Антисептик |
Мерцаліл (метоксиалкільна похідна ртуті) |
Діуретин |
* Органічний чи неорганічний аніон.
Ще одним джерелом органічних похідних ртуті є виробництво інших металоорганічних сполук, з яких у результаті реакцій переалкілування виходить метилртуть:
(CH3)4Sn + Hg2+ ® CH3Hg+ + (CH3)3Sn+;
(CH3)4Si + Hg2+ ® CH3Hg+ + (CH3)3Si+.
Тетраметильні та інші органічні похідні олова і кремнію широко виробляються промисловістю і мають свої сфери застосування. Так, кремнійорганічні сполуки використовуються як мастильні матеріали, як каучуки в медицині тощо. Оловоорганічні – як хімічні засоби для захисту рослин (фунгіциди, гербіциди, інсектициди).
Наслідки дії метилртуті.
Гусенята, отруєні метилртуттю, народжувалися сліпими, деякі ділянки шкіри були не покриті пір’ям. У риб, отруєних метилртуттю, порушується координація руху, вони відстають від косяка і стають поживою для птахів. Щодо диких тварин, то найбільше ртуті знайдено у печінці кабанів і зайців. У печінці тюленів Північного моря виявлений вміст ртуті, набагато більший ГДК.
У Швеції в 50-х роках проводилася масова обробка зерна метилртутьдиціанамідом. Результат – загибель зерноїстівних птахів (голубів, фазанів, курей, куріпок, вівсянок). Другий ланцюг – загибель хижих птахів: сов, боривітрів, яструбів, соколів-сапсанів, пугачів. Це екологічна катастрофа! У США у зв’язку з цим мисливці більше не вживають добуту ними пернату дичину.
Всесвітня організація охорони здоров’я вважає, що ГДК для ртуті в рибі може становити 1 мг/кг. Незважаючи на це, у Фінляндії рекомендується їсти рибу тільки один-два рази в тиждень. У Бразилії численні отруєння ртуттю пояснюються тим, що населення дуже любить вживати в їжу рибу піранью.
У людини ртуть накопичується у волоссі. Це індикатор! Якщо вміст ртуті в окуні становить 0,8 мг/кг маси, то в щуки він сягає вже 1,6 мг/кг. Після вживання такої щуки в їжу у волоссі людини вміст ртуті може становити 50 мг/кг, якщо ж 300 мг/кг маси, це стає смертельно небезпечним. Вплив ртуті на організм людини викликає ураження головного мозку, втрату зору аж до повної сліпоти. Виявлено також вплив на спадковість: метилртуть викликає аномальні мітози, злам хромосом у 1000 разів сильніший, ніж у разі дії такої отрути, як колхіцин. Наслідком ртутних отруєнь у Швеції та Японії стали уроджені каліцтва у дітей.
