Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Дәріс. Жергілікті мониторинг. Ластануды анықтау. Уыттылық, оның дәрежесі. Суперэкотоксиканттар



Дәрістің мақсаты –жергілікті мониторингтің бақылау обьектілері және уытты заттардың уыттылық дәрежесі туралы түсіндіру.

Негізгі сұрақтар:

1. Жергілікті мониторинг.

2. Ластануды анықтау.

3. Уыттылық, оның дәрежесі. Суперэкотоксиканттар.

Жергілікті мониторинг – атмосферадағы адамды улайтын химиялық заттардың уытты құрамын, табиғи судың, өсімдіктердің, топырақтың, нақтылы ластайтын ошақ көздерін (өнеркәсіп орындары, құрылыс нысандары, кен өндіру, мелиоративтік жүйені, энергетика өндірісі және т.б.) бақылайды. Сонымен бірге ластану себептерін, табиғи ортаның ластану дәрежесін анықтайды. Жергілікті мониторинг қоршаған ортаның жағдайын сол ортада өмір сүретін адамдардың ден-саулығына қарап бағалайды, ол дегеніміз табиғи ортаның ең маңызды, ауқымды және кешенді жағдайы. Жергілікті мониторингті табиғатты қорғау қызметтерін жасаушылар жүргізеді. Ауаның негізгі ластаушылары және олардың көздері. Ауа ластаушыларын классификациялау атмосферадағы ауа ластаушыларының химиялық реакциялары. Ауаны талдау әдістері мен ерекшеліктері

Атмосфералық ауа

Құрғақ атмосфералық ауаның 99,9% көбі азот, оттегі, және аргоннан тұрады.Тек 0,1% көміртегі диоксиді, криптон, неон, гелий, ксенон және сутегі үлесіне келеді. Бірақ таза ауаның құрамында да көміртегі оксидінің, озонның, азот оксидтерінің және аммиактың, (0,003-0,25 мг/м3 дейін) сонымен қатар метан мен сутектің 0,5-1,5 мг/м3 іздік мөлшері бар. Ауада осы газдардың шамалы мөлшерінің мөлшерінің болуы, атмосферанвң жоғары қабаттарында бос озонның, сонымен қатар шіру және ыдырау үрдістерімен (аммиак, метан, көміртегі окситтері және азот) немесе атмосфералық құбылыстарымен (азот диоксиді) түсіндіріледі. Қалған басқа қосылыстар (қатты, сұйық, газ тәрізді заттектер, атмосфераның табиғи құрамын өзгертетін), әртүрлі көздерден ауаға түсетін, (негізінен антропогенді) ластаушылар деп классификацияланады. Оларға көміртегі, күкірт, және азотоксидтерін, көмірсутектер, әртүрлі оксиданттар,металдрдың аэрозольдері, қатты бөлшектер (шаң, күйе, органикалық аэрозольдер) және радиоактивті заттекті жатқызады.



Жұмыс белдемінің ауасы

Өндірістік панажайлар ауасының ластану дәрежесі өнеркәсіп түріне және өндірістік саласына (зауыт цехы, шахта, рудник және т.б.) технологиялық үрдісерекшеліктеріне, панажай жабдықталуы мен орналасуына, желдету жүйесіне және пайдаланылатын шикізат қасиеттерне байланысты.

Жұмысшының тыныс алу белдеміне түсетін улы химиялық қосылыстарының мөлшері атмосфераны ластаушылар концентрацияларынан бір тәртіпке асады.

Өнеркәсіп уларының микроқоспалары күннің ультракүлгін радиациясының әсеріне түспесе де, олар ылғал ауада ыдырауы және өзара әсерлесуі мүмкін.

Кейбір бейорганикалық синтез үрдісі кезінде жұмыс белдемінің ауасы реакцияласуға қабілетті және бейорганикалық газдармен ластанады. (хлор, хлор диоксиді, озон, азот оксидтері және т.б.) олардың өзара әсерлесуі нейтролиздің улы хлоридінің түзілуінің себебі болып табылады. Атмосферада секілді өнеркәсіптік панажайлар ауасында қатты бөлшектер (шаң, күйе) металдар аэрозольдері (металлургиялық технологиялық үрдістер кезінде ұшқыш заттектердің булары ауада конденсациялану кезінде түзілетін жоғары молекулалық органикалық қосылыстар болуы мүмкін



Жұмыс белдемінің ауасы үшін 800-ден аса әртүрлі химиялық заттектер үшін ШРК беллгіленген және бұл сан үздіксіз өсуде. Барлығы біздің елімізде ауа су, топырақ құрамындағы 1200 улы қосылыстар нормаланған соның ішінде пестицидтер және фиброгенді әсерлі аэрозольдер. Көптеген технологиялық үрдістерге тән. өндірістік, өнеркәсіптің жұмыс белдемінің арасында көп кездесетін ластаушылар көміртегі оксиді, шаң және еріткіштер жұбы (көмірсутектер, құрамында оттегі және хлоры бар оргникалық қосылыстар) болып табылады.

Ауаның негізгі ластаушылары және олардың көздері

Ауа бассейнінің ласануына өндіріс негізгі үлесіне қосады, әсіресе оның шоғырланған әсерленеді. Атмосфераның индустриалды ластауының негізгі көздері ретінде атмосфераға күйе, күл және күкірт диоксидін шығаратын және тас көмір негізінде жұмыс жасайтын жлу электр стансалары (ЖЭС); шығарындыларының құрамнда күйе, шаң, темір оксиді және күкірт диоксиді, кейде фториттері бар металлургиялы зауыттар, үлкен мөлшерде шығарлатын шаң көзі – цемент зауыттары болып табылады. Бецорганикалық химия өнімдерін ірі кәсіпорындар технологиялық үрдіске байланысты атмосфераны құрамы әртүрлі газдармен ластайды. (күкірт диоксиді, кремний тетрафторийді, фторсутек, азот оксидтері, хлор, озон). Целлюлоза өндіретін, мұнай тазалайтын зауыттар атмосфераға жаиан иісті газ тәрізді шғарынды қалдықтармен рекшеленеді. Мұнай химиясы өнеркәсіптері (мұнай айдау зауыттары, мұнайды өңдеу, органикалық синтез) басқа класты органикалық қосылыстардың (аминдер, меркапандар, сульфидтер, альдегидтер, кетондар, спирттер, қышылдар, хлоркөмірсутектер және т.б.) және көмірсутектердің ауаға тасталуының көздері болып саналады. Сонымен қатар барлық өндірістік өнеркәсіптер жеке жылу және энергетикалық жүйелермен қамтамасыздандырылған, ал олардан шығатын газдар да ауаны ластайды.

Атмосфералық ауаны химия өндірісінің өнеркәсіптерімен ластануы келесі себептерге байланысты:

  • өнімнің толық шықпауы (реакцмяның толық жүрмеуі, ақырғы өнімнің жоғалуы және т.б.)
  • шикізатты өңдеген кезде атмосфераға қоспала мен ластауылардың шығуы (табиғи фосфаттар мен кеніштерлен фторлы қосылыстарды; табиғи газдан, шикі мұнайдан және тас көмірден күкіртсутекті және күкірт диоксидін;күкірт қышылының өндірісінде күкіртті колчеданнан мышьяк және селеньді және т.б.);
  • өндірістік үрдістер кезінде заттектердің жоғалуы, мысалы, жасанды жібек пен вискозаны жасау кезінде күкіртсутектің, күкірт көміртегінің және ұшқыш органикалық еріткіштердің; күкірт қышқылының камералық және мұнаралық әдістермен өндірген кезде азот оксидтерініғ алюминий өндірісі кезінде фтор қосылыстарының және т.б.;
  • термототығу деструкциясы қыздыру немесе кептіру үрдістерінің нәтижесінде ауаға иісті заттектердің тотығу және деструкция өнімдерінің түсуі. (тағам өнімдерінің, сабынның, желімнің және ағаштан жасалған бұйымдардың өндірісі, автомобильдерді бояу, синтез және полимерлі материалдарды өңдеу еріткіштер өндірісі және т.б.).

Ірі қалалардың ауасының ластануы да жұмысын атқарып, болған автомобиль газдары, сонымен қатар отынның булану үрдістері маңызды роль атқарады. Жұмысын атқарып болған автомобиль газдарындағы зиянды заттектердің құрамы біршама дәрежеде қозғалтқыш арды пайдалану шарттарына тәуелді. Бензин кезінде жұмыс жасйтын қозғылтқыш атмосфералық ауадығы көміртегі диоксидінің құрамына ешқандай әәсер етпейді, бірақ ол ауаны келесі заттектермен ластануының көзі болып саналады:көміртегі диоксиді (қозғалтқыш цилиндрлерінде бензиннің толық жанбауы нәтижесінде түзіледі), парафинді және алефиндіқатардыңі газ тәрізді көмірсутектері және отынның өзгермеген құрамдас бөліктері, жоғары қайнайтын полициклды ароматикалық көмірсутектер және күйе , отынның толық тотықпаған өнімдері, (мысалы, альдегидтер) галоген көмірсутектер, ауыр металдар (мысалы, қорғасын) және азот оксидтері, олар отынның жануы кезінде жүретін үрдістрдің нәтижесінде түзіледі. Құрамында реакцияласуға қабілетті алефинді көмірсутектер және азот оксидтері бар шығарынды газдар атмосферада тірі организмдерге зиянды және өсімдіктер мен құрылымды материалдарға әкеліп соқтыратын фотохимиялық реакцияларға түсуі мүмкін. өндірістік негізде түзілетін стационарлы көздер (түтінді газдар, металлургиялық өнекәсіптің балқту пештерінің шығарынды газдары каталитикалық крекинг қондырғылары, ЖЭС және басқа энергетикалық кещендердің шығарынды газдары) және жанартаулардың атқылауы атмосферагы көмірсутектермен ластайды. Орман өртерінің нәтижесінде ауаға көп мөлшерде көмірсутектер және көміртегі оксидтері бөлінеді.

Ауа ластаушыларының классификациясы

Көзге және түзілу механизіміне байланысты ауа ластаушыларын біріншілік және екіншілік деп бөледі. Біріншілері, тікелей стационарлы немесе жлжымалы көздерден ауаға тү.сетін химиялық заттектер болыпкеледі. Екіншілері, атмосферадағы біріншілік ластаушыларының өзара және ультракүлгін сәулеленудің әсерінен ауадағы заттектермен (оттегі, озон, аммиак,су) әсерлесуі нәтижесінде түзіледі. Көп жағдайда екіншілік ласаушылар мысалы, пероксиацетилнитраттар (ПАН) тобының біріншілік ластаушыларынан біршама улы болады. Ауадағы қатты бөлшектер аэрозольдердің көбісі екіншілік ластаушылар болып табылады.

Ластаушылардың потенциалды қауіптілік және улылығын олардың таралуын және эмиссия көздерін ескере отырып оларды шартты түрде бірнеше топтарға бөледі:

  • атмосераның негізгі (критериалды) ластаушылары – көміртегі оксиді, күкірт диоксиді, азо оксидтері, көмірсутектер, қатты бөлшектер, және фотохимиялық оксидтер;
  • полициклдық ароматикалық көмірсутектер (ПАК);
  • элементтер іздері (негізінен металдар)
  • тұрақты газдар (көміртегі диоксиді, фотохлорметандар);
  • пестецидтер;
  • абразивті қатты бөлшектер (кварц, асбест және т.б.);
  • ағзаға жан-жақты әсер ететін әртүрлі ластаушылар (нитрозаминдер, озонполихлорланған және т.б.)

Барлық критериалды ласчтаушылар атмосфераны біріншілік ластаушыларына жатқызады.

Азот оксидтері іштен жану қозғалтқыштарындағы күшті қондырғыларда азот пен оттегінің жоғары температуралы бекітуі кезінде түзіледі. Азот оксиді атмосферада электрлік разряд кезінде түзіледі және жұмысын атқарып болған автомабиль газдарыда болады. Жыл сайын атмосфераға 5*107 тонна азот оксиді түзеді, оның ішінде 53 % антропогенді көздерден ақыр соңында оксидтер атмосферада нитрадтерға айналады.

Күкірт диоксиді құрамнда күкірті бар отынның жануы кезінде түзіледі. Бұл улы газдың эмиссиялық көздері стационарлы көздері болып табылады, мысалы, ЖЭС, өнеркәсіп объектілер – рафинирленген мұнай, тыңайтқыштар, күкірт қышқылын және мұнайлы химиялық өнімдерді өндіру, іштен жану қозғалтқыштары. Күкірт диоксиді ауаның фотохимиялық тұмшаның түзілуіне қатынасатын, жануарлар мен өсімдіктерге қауіпті басты және ең маңызды ластаушыларына жатқызады. Күкірт диоксидінің атмосфераға жалпы эмиссиясы жылына 8*107 тонна құрайды, яғни атмосфераға улы химиялық заттектердің түсуіне біршам асад және энергияны тұтынудың өсуіне пропорционалды тұрақты өседі.

Көміртегі оксиді – ауаның газ тәрізді ластаушыларының ішінде ең қауіптісі және кең таралғаны, оның улылығы қан гемоглабинімен реакцияға келісілген. СО түзілуі әртүрлі отынның толық жанбауы кезіндң жүреді. СО табиғи көзі орман өрттері және атмосферада органикалық қосылыстардың фотохимиялық айналуы болып табылады. СО шамамен 25% антропогенді түзілген. Көміртегі оксидінің біршама аөлшері қалалармен өндірістік аймақтардың атмосферасына жұмысын атқарып болған автокөлік газдкрмен түседі. Атмосферадағы СО орташа концентрациясы автострада аудандарында және қалалардағы қарбалас сәттерде біршама өседі.

Болашақта ауаның стационарлы көздерден шаң және күкірт оксидтері және азот секілді улы заттектермен ластануы азаяды деп болжанад. Бірақ аса қауіптілікті органикалық заттектердің газдары мен булары және ауыр металдар келтіреді.

Ауаға табиғи көздерден бөлінетін көмірсутектердің концентрациясы 1мг/м3 шамалы асады. Көмірсутектердің жылдық эмиссиясы жылына 3*108 т құрайды. Оның ішінде 50% осы мөлшердің көлік жұмысымен келісілген, шамамен 15%ЖЭС және тұрғылықты аудандарда сұйық отынның жануы кезінде көмірсутектердің бөлінуі құрайды, ал 26% көмір мен қоқыстың жануына және отынмен еріткіштердің булануына келеді. Автомобильдің ортащаланған шығарындысында шамамен 400мг/м3 парафинді , 120мг/м3 ацетелинді, 200мг/м3 ароматикалық және 300мг/м3 алефинді көмірсутектер бар.

Атмосферадағы қатты бөлшектер шаң, құм, күйе, жанартаулы шаң және органикалық, бейорганикалық аэрозольдер болып келеді. Көбінесе қатты бөлшектердің улылығы олардың беттерінде ПАК немесе нитрозомин секілді аса қауіпті қосылыстардың адсорбциясымен келісілген.

Фотооксиданттар атмосферада ультракүлгін радиацияның әсерінен азот оксидтерінің реакцияласуға қабілетті көмірсутектердің өзара әсерлесуі кезінде түзіледі. Ақыр соңында аса улы заттектер түзіледі:

Пероксиацетилнитрат, пероксибензоилнитрат және т.б. 0,2мг/м3 концентрацисы кезінде бұл қосылыстар өсімдіктерді бүлдіріп, резеңкені құртады. Пероксибутил және пероксипропил нитраттар аса улы. Бұл топтың осылыстары тұрақты емес әсіресе жоғары температура кезінде және ыдырап аса қарапайым өнімдерді,мысалы, Метилнитраттар және көміртегі диоксиді. Оксиданттар әлемнің көптеген ірі қалаларының ауа бассейнін ластайды, өйткені олардың түзілуі автокөлікпен өндірістің дамуымен байланысты.

Полициклды ароматикалық көмірсутектер (ПАК) – біріншілік және екіншілік атмосфераны ластаушылар болуы мүмкін және әдетте қатты бөлшектерде адсорбцияланады. ПАК көбісі айқын канцерогенді, мутагенді және адамға қауіп төндіреді. ПАК эмиссиясының негізгі көзі мұнаймен немесе тас көмірмен жұмыс жасайтын ЖЭС, сонымен қатар мұнайлы-химия өндірісі мен автокөлік кәсіпорындары болып табылады. Қазіргі кезде, потенциалды атмосфера ластаушылары болып табылатын 1500 химиялық өосылыстар айқын концерогенді қасиеттерге ие екені белгілі (ПАК нитрозаминдер, галогенкөмірсутектер және т.б).

Химиялық элементтердің іздік мөлшері атмосферада мышьяк, бериллий, кадмий, қорғасын, магний,хром секілді аса улы ластаушылармен көрсетілген. Олар әдетте ауада қатты бөлшектерде адсорбцияланған бейорганикалық тұздар түрінде болады. Көмірдің жану өнімдерінде 60-қа жуық металдар сәйкестендірілген. ЖЭС түтінді газдарында сынап, мышьяк, барий, бериллий, висмут, бром, кадмий, хлор, кобальт, мыс, темір, фтор, қорғасын, марганец, сурьма, молибден, никель, селен, теллур, таллий, алово, титан, уран, ванадий, цинк және цирконий анықталған. Аталған элементтердің көбісі үшін олардың атмосфераға ЖЭС түтінді газдармен шығарылуы ауаның осы элементтердің барлық эмиссия көздерімен абсолютті деңгейден ластаушы ¾ бөлігін құрайды.Бұл кезде атмосфераға ластаушылардың максималды саны көмірді жаққанда түседі. Бұл көздің үлесіне 95% қатты бөлшектер, 85% күкірт оксидтері,70% азот оксидтері, және 90% жоғары, көмір, мұнай жән газ негізінде жұмыс жасайтын барлық ЖЭС жалпы шағарындаларыныңмөлшерінен элементтердің ізі келеді.

Мұнайды жаққан кездегі өнімдерден басқа қорғасн ауаға жанартаулар атқылаған кезде, жұмысынатқарып болған автомобиль газдарымен және өндірістік үрдістердің нәтижесінде бөлінеді. Жыл сайын ауа бассейнін галогенидтер түрінде шамамен 2*105 т қорғасын түседі, ал өндірістік дамыған елдердің қоршаған ортасындағы сынап құрамының жыл сайынғы өсімі 5% құрайды. Металл сынап және қорғасын сонымен бірге олардың металлорганикалық қосылыстары өте улы. Сынап атмосфераға жанартаулардың атқылауы кезінде және химиялық электронды өндірістің шығарындыларымен түседі. Құрамында галогені бар сынаптың металлорганикалық қосылыстары адам үшін аса улы және қауіпті болып келеді, олар микро ағзалардың әсерінен металл сынаптан және оның органикалық тұздарынан түзіледі.

Атмосферада жинақталып ластаушылар ауадағы оттегі мен ылғалдылықтың әсерінен бір-бірімен әсерлеседі, гидролизденеді, тотығады. Сонымен қатар радиацияның әсерінен өздерінің құрамын өзгертуі мүмкін. Улы қоспаладың атмосферада болу ұзақтығы олардың химиялық қасиеттерімен тығыз байланысты. Күкірт диоксиді үшін бұл период 4 күн, күкірт сутек 2, азот оксидтері 5, аммиак 7 күнді құрайды, ал СО және СН4 өздерінің инерттілігіне байланысты үш жыл ішінде өзгеріссіз сақталады.

Ауадағы шамалы активті қосылыстардың келесі улы топтың – тұрақты газдардың (фриондар және көміртегі диоксиді) болу ұзақтығы үлкен. Көп мөлшерде отын жағу , сонымен қатар орман өрттері атмосферадағы СО2 құрамының тұрақты өсуінің көзі болып табылады. Фриондар (фторхлорметан) эмиссиясының негізгі көздері рефрижераторлы қондырғылар болып табылады. Тұрақты газдар стратосферада акуммуляцияланып тізбекті реакциялардың нәтижесінде атмосфераның төменгі қабаттарын күн сәулесінің жоғарғы энергиясынан қорғайтын, азон қабатын бұзады. Осының нәтижесінде СО2 әдетте улы болып табылмағанымен кейбір ғалымдардың пікірі бойынша жер атмосферасы температурасының глобальді өзгерісінің себебі болып табылады, ол өз кезегінде жер климатының өзгеруінің себебі болып табылады.

Пестицидтердің ішінде, оларды әдетте ұшақтардан себеді, фосфорорганикалық пестицидтер аса улы, олардың фотолизі кезінде атмосферада бастапқы қосылыстарға қарағанда одан да улы өнімдер түзіледі.

Аброзивті бөлшектер, оларға кремний диоксидін және ізбесті жатқызады. Адам ағзасына респираторлы енуі есебінен қауіпті ауруларды туғызуы мүмкін. Соңғы кластың ластаушылары, олардың ішінде сульфаттар , нитраттар және нитрозалиндер асамаңызды, атмосфераны біріншілікң ластаушылары реакцияларының өнімдері болып табылады. Мысалы, темекі түтініде табылған айқын канцерогенді белсенділікке ие нитрозолиндер атмосферада аминдер мен азот оксидтерінің әсерлесуінен түзіледі. Потенциалды канцерогенді ПХБ жатқызады, оларды улы химикаттардың әсерін күшейту үшін пестицидтерге қосады.

Бақылау сұрақтары:

1.Атмосфераны ластағыштардың негізгілерін атаңдар.

2.Атмосфералық ауаның антропогенді ластануын қалай классификациялауға болады?

3.Атмосфераның жоғарғы қабаттарында қандай химиялық реакциялар жүреді?

4.Ауа талдау объектілерінің бірі ретіндегі атмосфералық ауа.

5.Жұмыс белдемінің ауасы қандай болу керек?

Әдебиеттер:

1. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды Л., Гидрометиздат 1979 г.

2. Родзин В.И. Семенцов Г.В. Основы экологического мониторинга (инженерные задачи рационального природопользования) Учебник. Таганрог ТРТИ, 1988

3. Комплексный глобальный мониторинг загрязнения окружающей среды. Л., Гидрометиздат 1980

4. Проблемы фонового мониторинга состояния природной среды (итоги сотрудничества стран-членов СЭВ по проблеме «Глобальная система мониторинга окружающей среды») Л. Гидрометиздат, вып 1-5 1987г.

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!