Токсическое действие минеральных удобрений

Токсическое действие минеральных удобрений. Минеральные удобрения растворимы в воде, поэтому они вымываются обильными дождями, попадая в грунтовые и поверхностные воды. Затем они поглощаются растениями, а затем по пищевым цепям питания - попадают в организм животного или человека.

Химические ионы по-разному влияют на животные существа. K , Na , Ca2 - безвредные. No 3 PO43 HPO42- и т.д вредные и токсичные. Катион аммония NH4 - характеризуется токсичными свойствами нитрат анион, катион аммония - способствуют зарастанию водоемов. 10 мг фосфата на 1м3 воды приводит к заметному росту растительности.

Нитраты и фосфаты попадают в результате микробиологического распада органических отходов. При высоких значениях pH фосфаты выпадают в виде солей Са и Fe. Это приводит к зарастанию водоемов. В анаэробных условиях в результате процесса брожения FePo4 III превращается в Fe3 PO4 2 II , после чего зарастание водоемов вновь возобновляется. Зарастанию водоемов способствует соединения азота, они попадая в питьевую воду оказывают токсическое действие на человека.

Нитраты проникают вместе с пищей в слюну и тонкую кишку, микробиологически восстанавливаясь до нитритов. В результате в крови образуются нитозин - ионы. Нитрозин - катионы могут окислять в гемоглобине Fe II до Fe III . Образовавшийся Fe III не связывает кислород, в результате происходит синдром кислородной недостаточности, что приводит к заболеваниям - например, синюха. При переходе 60-80 Fe2 гемоглобина в Fe3 - наступает смерть.

Особенно чутко реагируют на это младенцы. У взрослых организм меньше реагирует на нитраты и нитриты. Нитраты расширяют сосуды и образуют азотистую кислоту в желудке, обладают мутагенным действием. 37. Пестициды их химическое строение, распад, поведение в биосфере, токсичность. Пестициды - вещества, предназначенные для борьбы с животными- и растениями-вредителями с целью повышения урожайности и сохранения материальных ценностей, созданных человеком. В отличие от других поллютантов пестицидами умышленно обрабатывают окружающую среду для того, чтобы уничтожить некоторые виды живых организмов.

Наиболее желательным свойством пестицидов, в этой связи, является избирательность их действия в отношении организмов-мишеней. Однако селективность действия подавляющего большинства пестицидов не является абсолютной, поэтому многие вещества представляют большую или меньшую опасность для человека. Основной риск, связанный с использованием пестицидов, обусловлен их накоплением в окружающей среде и биоте, перемещением по пищевым цепям, вплоть до человека. Достаточно часты случаи острого отравления пестицидами.

Не изжиты хронические интоксикации у рабочих, занятых в производстве и использовании пестицидов. Поскольку организмы вредителей адаптируются к действию химических веществ, во всем мире постоянно синтезируются и внедряются в практику десятки и сотни новых соединений. Различные классы пестицидов представлены на таблице 4. Таблица 4. Классы пестицидов Самым известным хлорорганическим инсектицидом является ДДТ. Хотя это вещество синтезировано еще в 1874 году, его инсектицидные свойства были обнаружены лишь в 1939 году швейцарским химиком Паулем Мюллером, удостоенным за это открытие десять лет спустя Нобелевской премии.

ДДТ широко использовался для борьбы с вредителями, однако сейчас, в силу отрицательных токсикологических свойств, запрещен к производству и применению в большинстве развитых стран. Среди других известных хлорорганических пестицидов следует назвать метоксихлор близкий аналог ДДТ , мирекс, алдрин, хлордан, линдан.

Фосфорорганические инсектициды ФОИ представляют собой по большей части эфиры фосфорной и тиофосфорной кислот. В настоящее время это наиболее широко используемые пестициды. Они токсичнее хлорорганических инсектицидов, но менее стойки в окружающей среде и потому менее опасны с точки зрения экологии. Широкое исследование этих веществ началось в 1930х годах в лаборатории Герхарда Шрадера в Германии.

Токсичность ФОС зависит от строения алкильных радикалов при атоме фосфора. Для млекопитающих и человека производные фосфорной кислоты значительно токсичнее, чем тиофосфорной. Для насекомых имеет место обратная зависимость. Первым широко используемым пестицидом из этой группы был тетраэтилпирофосфат ТЭПФ . Из-за высокой токсичности для млекопитающих он был позже заменен на другие соединения. Среди наиболее известных ФОИ паратион, диазинон, хлорофос, карбофос, дисульфотион, малатион.

Среди ФОС обнаружены не только эффективные пестициды, но и вещества чрезвычайно токсичные для человека. Под руководством того же Шрадера на основе ФОС в 1940х годах были получены первые фосфорорганические боевые отравляющие вещества ФОВ , в частности, табун. Все ФОС - нейротоксиканты, нарушающие проведение нервных импульсов в центральных и периферических холинэргических синапсах. Близким ФОС по механизму токсического действия на организм насекомых и млекопитающих является класс инсектицидов из группы карбаматов.

Все карбаматы являются эфирами N-метил карбаминовой кислоты. Токсичность карбаматов изменяется в зависимости от строения радикала R в очень широких пределах. К наиболее известным пестицидам этой группы относятся карбарил севин, пропоксур байгон, альдикарб темик. Среди карбаматов найдены и вещества обладающие чрезвычайной токсичностью для лабораторных животных, например, производные бис диметилкарбамокси бензил алкан диметил галида ЛД50 для кроликов составляет 0,005 мг кг. Такие вещества в свое время обращали на себя внимание военных.

Гербициды - это вещества, предназначенные для борьбы с растениями, в частности, сорными травами. Динитрофенол, динитро-орто-крезол, пентахлорфенол используются, как контактные гербициды. Хлорфенолы применяют и как фунгициды для защиты древесины от поражения грибами. Печальную известность, после войны США против Вьетнама, получили производные феноксиуксусной кислоты 2,4-Д и 2,4,5-Т , входившие в состав так называемой оранжевой смеси, использовавшейся американцами в качестве дефолианта.

Эти вещества практически не токсичны для человека, однако, содержавшийся в качестве примеси 2,3,7,8 тетрахлордибензодиоксин ТХДД вызывал поражение людей. Кроме того это вещество обладает свойствами иммунотоксиканта, тератогена, мутагена и канцерогена. Другими известным гербицидами являются паракват, дикват, атразин и т.д. Чрезвычайно опасны для человека средства борьбы с грызунами - родентициды. Производные фторуксусной кислоты, варфарин, стрихнин, соли таллия, используемые для этой цели - высоко токсичные соединения. 38. Токсиканты в атмосфере источники образования, действие на живые и растительные организмы.

С учетом токсичности и потенциальной опасности загрязнителей их распространенности и источников эмиссии они были разделены условно на несколько групп 1 . Основные кpитеpиальные загрязнители атмосферы - СО, SO2 оксиды азота, углеводороды, твердые частицы. 2 . Полициклические ароматические углеводороды ПАУ 3 . Следы элементов в основном металлы 4 . Постоянные газы СО2, фтоpхлоpметаны и дp. 5 . Пестициды 6 . Абразивные твердые частицы кваpц, асбест и дp. 7 . Разнообразные загрязнители, оказывающие многостороннее действие на организм, нитpозамины, озон, сульфаты, нитраты, кетоны, альдегиды и другие.

Оксиды азота образуются преимущественно при высокотемпературной фиксации азота и кислорода в силовых установках и двигателях внутреннего сгорания. Оксид азота образуется при электрических разрядах в атмосфеpе и присутствуют в отработавших газах автомобилей. Диоксид серы образуется при сгорании топлива с высоким содержанием серы нефть, каменный уголь. Источниками эмиссии этого токсичного газа являются стационарные источники гоpения, напpимеp ТЭС 85 -95 , пpомышленные обьекты 5-10 , двигатели внутpеннего сгоpания 2-7 . Диоксид сеpы относят к главным и наиболее важным загpязнителям воздуха, опасным для животных и pастений и участвующим в обpазовании фотохимического смога. Оксид углеpода - наиболее опасный и чpезвычайно pаспpостpанненый из газообpазных загpязнителей воздуха, токсичность котоpого обусловлена pеакцией с гемоглобином кpови.

Обpазование СО пpоисходит пpи неполном сгоpании pазличного топлива.

Естественным источником СО являются лесные пожаpы и фотохимическое превращение оpганических соединений в атмосфеpе. Около 25 СО антpопогенного происхождения. Общее токсическое действие оксидов серы Нарушение дыхательной, сердечно-сосудистой систем и желудочно-кишечного тракта.

Одна из форм поражения - бронхиты кашель, боли в груди, одышка, слабость, утомляемость, потливость. Поражение печени - токсический гепатит - тяжесть и боль в правой подреберной области, тошнота, горечь во рту. Поражение желудка - боль натощяк или после еды, изжога, тошнота, снижение аппетита, язва желудка и двенадцатиперстной кишки. Содеpжащиеся в атмосфеpе твеpдые частицы пpедставляют собой пыль, песок, золу, сажу, вулканическую пыль и аэpозоли оpганической высокомолекуляpные соединения и неоpганической пpиpоды.

Часто токсичность твеpдых частиц обусловлена адсоpбцией на их повеpхности таких опасных соединений, как ПАУ или нитpозамины. Следующая гpуппа загpязнителей - полициклические аpоматические углеводороды ПАУ - могут быть как пеpвичными, так и втоpичными загpязнителями атмосфеpы и обычно адсоpбиpуются на твеpдых частицах. Многие из ПАУ отличаются выpаженным канцеpогенным, мутагенным и теpатогенным действием и пpедставляют сеpьезную угpозу для человека.

Основным источником эмиссии ПАУ являются ТЭЦ, pаботаюшие на нефти или каменном угле, а также пpедпpиятия нефтехимической пpомышленности и автотpанспоpта. Следовые количества химических элементов пpедставлены в атмосфеpе такими высокотоксичными загpязнителями, как мышьяк, беpиллий, кадмий, свинец, магний и хpом. Они обычно пpисуствуют в воздухе в виде неоpганических солей, адсоpбиpованных на твеpдых частицах. Около 60 металлов идентифициpовано в пpодуктах сгоpания угля. В дымовых газах ТЭЦ обнаpужены тяжелые металлы.

Мышьяк Повышенная утомляемость, исхудание, тошнота, головокружение, боли в конечностях, желудке, кишечнике, груди, горле, кашель, отек лица и век. Выпадение волос и ногтей, кровоизлияние, потемнение кожи. Ртуть головная боль, повышение температуры, кровоточивость, боли в животе, поражение желудка тошнота, рвота, жидкий стул, поражение почек. Скапливаясь в атмосфеpе, загpязнители взаимодействуют дpуг с дpугом, гидpолизуются и окисляются под действием влаги и кислоpода воздуха, а также изменяют свой состав под воздействием pадиации.

Вследствии этого пpодолжительность пpебывания токсичных пpимесей в атмосфеpе тесно связана с их химическими свойствами Велика пpодолжительность пpебывания в воздухе малоактивных соединений следующей гpуппы токсичности - постоянных газов фpеоны и диоксид углеpода. Из пестицидов, котоpые обычно pаспыляют с самолетов, особенно токсичны фосфоpоpганические пестициды, пpи котоpых в атмосфеpе обpазуются пpодукты еще более токсичные, чем исходные соединения. 39. Токсиканты в гидросфере источники образования, действие на живые и растительные организмы.

Всякий водоем или водный источник связан с окружающей его внешней средой. На него оказывают влияние условия формирования поверхностного или подземного водного стока, разнообразные природные явления, индустрия, промышленное и коммунальное строительство, транспорт, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Последствием этих влияний является привнесение в водную среду новых, несвойственных ей веществ - загрязнителей, ухудшающих качество воды. Загрязнения, поступающие в водную среду, классифицируют по разному, в зависимости от подходов, критериев и задач.

Так, обычно выделяют химическое, физическое и биологические загрязнения. Химическое загрязнение представляет собой изменение естественных химических свойств вода за счет увеличения содержания в ней вредных примесей как неорганической минеральные соли, кислоты, щелочи, глинистые частицы, так и органической природы нефть и нефтепродукты, органические остатки, поверхностноактивные вещества, пестициды. Неорганическое загрязнение Основными неорганическими минеральными загрязнителями пресных и морских вод являются разнообразные химические соединения, токсичные для обитателей водной среды. Это соединения мышьяка, свинца, кадмия, ртути, хрома, меди, фтора.

Большинство из них попадает в воду в результате человеческой деятельности. Тяжелые металлы поглощаются фитопланктоном, а затем передаются по пищевой цепи более высокоорганизованным организмам.

Токсический эффект некоторых наиболее распространенных загрязнителей гидросферы представлен в таблице ВЕЩЕСТВО ПЛАНКТОН РАКООБРАЗНЫЕ МОЛЛЮСКИ РЫБЫ Медь Цинк Свинец - Ртуть Кадмий - Хлор - Роданид - Цианид - Фтор Сульфид - Степень токсичности примечание отсутствует - очень слабая - слабая - сильная - очень сильная Кроме перечисленных в таблице веществ, к опасным заразителям водной среды можно отнести неорганические кислоты и основания, обуславливающие широкий диапазон промышленных стоков 1,0 -11,0 и способных изменять рН водной среды до значений 5,0 или выше 8,0 , тогда как рыба в пресной и морской воде может существовать только в интервале рН 5,0 - 8,5 . Среди основных источников загрязнения гидросферы минеральными веществами и биогенными элементами следует упомянуть предприятия пищевой промышленности и сельское хозяйство.

С орошаемых земель ежегодно вымывается около 16 млн.т. солей.

К 2000 году возможно увеличение их массы до 112 млн.т. год. Отходы, содержащие ртуть, свинец, медь локализованы в отдельных районах у берегов, однако некоторая их часть выносится далеко за пределы территориальных вод. Загрязнение ртутью значительно снижает первичную продукцию морских экосистем, подавляя развитие фитопланктона. Отходы, содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов или эстуариях рек. Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением метиловой ртути и ее включением в трофические цепи водных организмов.

Так, печальную известность приобрела болезнь Минамата, впервые обнаруженную японскими учеными у людей, употреблявших в пищу рыбу, выловленную в заливе Минамата, в который бесконтрольно сбрасывали промышленные стоки с техногенной ртутью. Органическое загрязнение Среди вносимых в океан с суши растворимых веществ, большое значение для обитателей водной среды имеют не только минеральные, биогенные элементы, но и органические остатки. Вынос в океан органического вещества оценивается в 300 - 380 млн.т. год. Сточные воды, содержащие суспензии органического происхождения или растворенное органическое вещество, пагубно влияют на состояние водоемов.

Осаждаясь, суспензии заливают дно и задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность данных микроорганизмов, участвующих в процессе самоочищения вод. При гниении данных осадков могут образовываться вредные соединения и отравляющие вещества, такие как сероводород, которые приводят к загрязнению всей воды в реке. Наличие суспензий затрудняют также проникновение света в глубь воды и замедляет процессы фотосинтеза.

Одним из основных санитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества кислорода. Вредное действие оказывают все загрязнения, которые так или иначе содействуют снижению содержания кислорода в воде. Поверхностно-активные вещества - жиры, масла, смазочные материалы - образуют на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом.

Значительный объем органических веществ, большинство из которых не свойственно природным водам, сбрасывается в реки вместе с промышленными и бытовыми стоками. Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах. Информация о содержании некоторых органических веществ в промышленных сточных водах предоставлена ниже ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА КОЛИЧЕСТВО В МИРОВОМ СТОКЕ млн.т. год Нефтепродукты 26,563 Фенолы 0,460 Отходы производств синтетических волокон 5,500 Растительные органические остатки 0,170 Всего 33,273 В связи с быстрыми темпами урбанизации и несколько замедленным строительством очистных сооружений или их неудовлетворительной эксплуатацией водные бассейны и почва загрязняются бытовыми отходами. Особенно ощутимо загрязнение в водоемах с замедленным течением или непроточных водохранилища, озера. Разлагаясь в водной среде, органические отходы могут стать средой для патогенных организмов.

Вода, загрязненная органическими отходами, становится практически непригодной для питья и других надобностей.

Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых болезней человека брюшной тиф, дизентерия, холера, но и тем, что требуют для своего разложения много кислорода. Если бытовые сточные воды поступают в водоем в очень больших количествах, то содержание растворимого кислорода может понизится ниже уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов. 40. Токсиканты в почве источники образования, действие на живые и растительные организмы.

Почва - особое природное образование, обладающие рядом свойств, присущих живой и неживой природе, сформировавшееся в результате длительного преобразования поверхностных слоев литосферы под совместным взаимообусловленным взаимодействием гидросферы, атмосферы, живых и мертвых организмов. При уплотнении почвы ухудшается газообмен.

Также на почву влияет характер растений т.е. какая культура произростает. Главными источниками загрязнения являются 1 Жилые дома и бытовые предприятия. В числе загрязняющих веществ преобладает бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода мусор общественный учреждений - больниц, столовых, гостиниц, магазинов и др. Вместе с фекалиями в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека. 2 Промышленные предприятия.

В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и их сообщества. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия.

При производстве пластмасс и искусственных локон образуются отходы бензола и фенола. Отходами целлюлозно-бумажной промышленности, как правило, являются фенолы, метанол, скипидар, кубовые остатки. 3 Теплоэнергетика. Помимо образования массы шлаков при сжигании каменного угля с теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, оксидов серы, в конце концов оказывающихся в почве. 4 Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков.

Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов. Пестициды, с одной стороны, спасают урожай, защищают сады, поля, леса от вредителей и болезней, уничтожают сорную растительность, освобождают человека от кровососущих насекомых и переносчиков опаснейших болезней малярия, клещевой энцефалит и др с другой стороны - разрушают естественные экосистемы, являются причиной гибели многих полезных организмов, отрицательно влияют на здоровье людей.

Пестициды обладают рядом свойств, усиливающих их отрицательное влияние на окружающую среду. Технология применения определяет прямое попадание на объекты окружающей среды, где они передаются по цепям питания, долгое время циркулируют по внешней среде, попадай из почвы в воду, из воды в планктон, затем в организм рыбы и человека или из воздуха и почвы в растения, организм травоядных животных и человека. 5 Транспорт.

При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на поверхности почвы или поглощаемые растениями. Каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу в среднем в год 1 кг свинца в виде аэрозоля. Свинец выбрасывается в выхлопными газами автомобилей, осаждается на растениях, проникает в почву, где он может оставаться довольно долго, поскольку слабо растворяется. Наблюдается ярко выраженная тенденция к росту количества свинца в тканях растений.

Это явление можно сопоставить со все увеличивающимся потреблением горючего, содержащего тетра-этил свинца. Люди, живущие в городе около магистралей с интенсивным движением, подвергаются риску аккумулировать в своем организме всего за несколько лет такое количество свинца, которое намного превышает допустимые пределы. Свинец включается в различные клеточные ферменты, и в результате эти ферменты уже не могут выполнять предназначенные им в организме функции.

В начале отравления отмечают повышенную активность и бессонницу, позднее утомляемость, депрессии. Более поздними симптомами отравления являются расстройства функции нервной системы и поражение головного мозга. Автотранспорт в Москве выбрасывает ежегодно 130 кг загрязняющих веществ на человека. Почву загрязняют нефтепродуктами при заправке машин на полях и в лесах, на лесосеках и т.д. Самоочищение почв, как правило медленный процесс. Токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава почв, нарушению единства геохимической среды и живых организмов. Из почвы токсические вещества могут попасть в организмы животных, людей и вызвать тяжелейшие болезни и смертельные исходы.

Токсическое действие загрязнителей почвы На растения - подавляется рост растений, проявляется мутагенное действие, уменьшение урожайности, гибель многих видов. На животных и организм человека - различные отравления, мутагенное действие, накапливание отравляющих веществ в организме. 41.