10.1.2. Проблемы загрязнения воздушного бассейна

Одной из главных проблем данного компонента является загрязнения воздушного бассейна канцерогенами, или в более широком аспекте токсикантами. Проще говоря, рассматривая эту проблему, необходимо особое внимание обратить на химические образования, которые обладают химической устойчивостью и высокой токсичностью. Токсичность, в данном случае, понимается как собирательный термин. Известно, что одни и те же химические образования обладают канцерогенной активностью и вызывают опухолевые изменения организма (онкогенез), в других условиях вызывают уродства (тератогенез), отравления (токсигенез), мутации (мутагенез), стимулируют или подавляют иммунную систему. Поэтому такие соединения предложено считать трансформерами биосферы. Важно понимать, что одни свойства таких веществ отразятся на судьбе ныне живущих организмов, другие - на судьбе будущих поколений.

Канцерогенными свойствами могут обладать представители различных групп химических соединений: среди неорганических - асбесты, металлы;среди органических - ПАУ, нитросоединения, циклические - (агроматические) амины, митоксины и т.д. К числу канцерогенов относятся значительная группа химических соединений, в том числе отдельные составляющие полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Это достаточно большая группа, куда относятся галоген-, амино-,сульфо-, нитропроизводные, а также спирты, альдегиды, эфиры, кетоны,кислоты, хиноны и другие соединения ароматического ряда. Но не все они являются канцерогенами. Например, широко распространенный углеводород 3,4 бензпирен является канцерогенным, а сопутствующий ему и более стабильный 1,2 - бензпирен является не канцерогенным и т.д.

Рис12

Характеристика всех перечисленных химических образований - чрезвычайно объемный материал. Поэтому целесообразно, освещая эту проблему остановиться на примере широко распространенного ароматического углеводорода 3,4 - бензпирена (БП). Это химическое соединение, равно как и многие другие канцерогены опасно тем, что обладая трансформирующей активностью, оно может способствовать возникновению, кроме канцерогенных изменений, еще и терагенных или мутагенных преобразований в организмах. В зависимости от условий воздействия они могут вызывать мутагенез, терагенез (уродства), ингибирование роста, ускорение старения, токсикогенез и нарушение работы иммунологических систем, что приводит как к нарушению индивидуального развития и изменению генофонда, так и к нежелательным изменением в ценозах.

Чтобы неоэколог способен был понимать механизм загрязнения, ему необходимо знать основные физические и химические свойства наиболее опасных загрязнителей. Подробно это рассматривается в химии, а здесь коснемся самого главного.

ПАУ, куда относится 3,4-БП - это кристаллические соединения с высокой температурой плавления и кипения. Растворимость ПАУ в воде невелика и значительно изменяется от одного углеводорода к другому. Растворимость в органических растворителях уменьшается с увеличением молекулярного веса. Например, растворимость пирена в воде примерно в тысячу раз выше, чем 3,4-БП, который в ряду изученных ПАУ, минимальна и составляет 0,11 мкг/л. Солевой состав не оказывает заметного влияния на растворимость ПАУ.

Очень важно с экологической точки зрения, что растворимость ПАУ в воде растет в присутствии бензола, нефти и нефтепродуктов, детергентов и др. Чем больше этих веществ находится в стоках и водойомах, тем больше токсичных и канцерогенных ПАУ может находиться в воде в растворенном состоянии. Некоторые ПАУ, в том числе канцерогенные, разрушаются под действием сильных концентрированных кислот, токов высокой частоты, ультразвука, ультрафиолетового излучения. ПАУ обладает магнитными свойствами. ПАУ являются полупроводниками. Увеличение проводимости под действием облучения происходит и при повышении температуры.

В воздушной среде, равно как и в других, З,4-БП подвергается различным химическим превращениям и биологической деградации.

Химические превращения включают фотоокисления, взаимодействие с оксидантами, термические реакции и т.д. Химическое разложение, особенно фотоокисление, является основным путем превращения 3,4-БП в атмосфере. О биологической деградации 3,4-БП речь пойдет при рассмотрении других проблем.

Следует помнить, что как органические так и неорганические мутагены всегда присутствовали в атмосфере, но в данное время концентрация этих веществ даже в относительно незагрязненной природной среде в два раза, а в городах - в 15-20 раз выше естественного фона. Непрерывное воздействие этих загрязняющих веществ даже в низких концентрациях может снижать биологический порог человеческого организма и увеличивать количество случаев заболевания злокачественными новообразованиями.

Анализ данных Госкомитета Украины по гидрометеорологии показывает, что среднегоодовые концентрации вредных веществ в воздухе превышает санитарные нормы. Так, в 1993 году наблюдалось превышение бензопиренов в 5 раз, формальдегида в 4 раз, фенола и аммиака в 2 раза, диоксида азота в 1,5 раза и т.д. Чрезвычайно актуальной является проблема влияния загрязнений на термический режим. Существует преобладающая тенденция роста средней температуры воздуха у поверхности земли и если выбросы основных парниковых газов останутся на современном уровне, то на протяжении ближайших десятилетий температура воздуха может подняться на 1 град.С, а при увеличении их выброса - до 3 град.С. Вместе с тем за последние годы выброс от стационарных источников уменьшился, чего нельзя сказать о передвижных. Количество автомобилей (особенно иномарок) в стране увеличилось, а они дают более 40 % окиси углерода и более 30% оксидов азота от общего количества этих веществ.

В городах Украины установлено содержание 39 загрязняющих веществ,в том числе тяжелых металлов. Содержание банз(а)пирена наибольшее в Донецке - 13 ПДК, Запорожье - 12, Кривом Роге - 10, Краматорске - 9,Мариуполе -9. Загрязнение формальдегидом превышало норму во всех городах: в Светловодске в 10 раз, Одессе - 8 раз, Киеве и Луганске в 2 раза. В атмосфере некоторых городов установлены значительные концентрации тяжелых металлов - свинца, меди, хрома. В Донецке свинец в воздухе превышал 1,2 ПДК, медь в Днепродзержинске и Донецке превышала ПДК в 2 раза.

Основная причина загрязнения воздуха - отсутствие эффективных технических способов для улавливания газообразных веществ, недостаточный уровень эксплуатации существующих пылегазоочистных установок и т.д.