Химия окружающей среды

Помимо загрязнения воздуха сложным вопросом экологической химии является загрязнение воды. Уже обычным стал факт, что в организм рыб обнаружена ртуть. Большую опасность в этом плане представляют соединения свинца, используемые как присадки к бензину. Особый вид загрязнителя представляют радиоактивные вещества, являющиеся отходами атомных реакторов. Трудность обезвреживания этих отходов не ограничивается предотвращением разрушения контейнеров, где они находятся. Существует возможность загрязнения воздуха в результате нарушения нормального режима работы станции и выброса радиоактивных отходов в атмосферу.

Более обычными и чрезвычайно неприятными являются органические загрязнители. Обратная связь применения технических достижений в жизни человека особенно наглядна на примере с использованием ДДТ (дихлордифенилтрихлорметилметан).

Первоначальный оптимизм сменился общим разочарованием и тревогой. Этот прекрасный пестицид (автор получил Нобелевскую премию), с одной стороны, с другой - типичный контактный яд, быстро проникающий через кожу, причиняя вред или уничтожая полезных животных. Имеет свойство накапливаться в организме (обнаружен в печени пингвинов в Антарктиде). Более подробно пути распада ДДТ и его влияние на живые организмы мы рассмотрим позже. Или взять пластмассы: на них возлагается столько надежд, как на заменители металлов, подвергающихся коррозии. Но совершенно неясным до недавнего времени был вопрос, а что же с ней делать, когда она придет в негодность? Детергенты (СМС) - хорошо отмывают загрязнения с поверхности материалов, но как быть с озерами, покрытыми белыми шапками пены (СМС почти не разлагаются бактериями и микроорганизмами биологической очисткой стоков).

Использование природного топлива привело к сильному загрязнению нашей атмосферы, но вряд ли удачным решением будет быстрый переход к атомной энергетике. Ведь ответы на многие вопросы можно получить лишь, спустя несколько десятилетий, а такие проблемы, как генетические изменения, проявятся только в течение жизни трех поколений, то есть через сто лет. В то же время запасы солнечной энергии пока безграничны, поэтому развитие солнечной энергетики может решить те задачи, которые возлагаются на атомную энергетику.

Существует область экологии, имеющая непосредственную связь с химией - опреснение воды, важность которой очевидно для многих участков земного шара. Эффективное опреснение может увеличить площади, годные к проживанию, на 20 %. Существует много возможностей для решения этой задачи, однако, пока они все дороги и малоэффективны.

Издавна было известно, что поведение человека может изменяться в зависимости от химической природы окружающей среды. Селективный выбор химических веществ представляет собой основное направление поиска лекарственных препаратов для лечения различных заболеваний, в том числе психических. Известно немало веществ, вызывающих нарушение нормального поведения человека, например, наркотиков. Однако, такие вещества составляют лишь малую часть огромного разнообразия химических продуктов, от которых зависит здоровье человека. Существуют два основных взаимодействия:

а) изменение биохимических процессов под действием химических веществ;

б) с последующим изменением нормальных связей между биохимическими процессами и поведением человека.

Существует много путей проникновения химических веществ в человеческий организм: стоматический (греч. stomatos - рот), при вдыхании, через кожу или слизистую оболочку, вследствие инъекции и т.д. Иногда химическое вещество должно преодолеть много барьеров в виде стенок кровеносных сосудов, межтканевых или внутриклеточных перегородок. Если вещество достигает места действия, то продолжительность его воздействия зависит от биотрансформации при взаимодействии с другими веществами на пути его поглощения и выделения. При исследовании внутренних биохимических механизмов главная роль отводится центральной нервной системе. Следует также учитывать, что главные органы метаболизма (обмена веществ) и экскреции (печень, почки) участвуют в переработке большинства химических веществ, попавших в организм. Поиск связей между биохимическими процессами в организме и способностью последнего реагировать как единое целое на среду обитания - так называемая поведенческая приспособляемость - имеет особое значение. В настоящее время необходимо понять, до какой степени организмы, существовавшие при одних условиях окружающей среды, способны нормально функционировать при качественном изменении этих условий.

Демографический взрыв и бурный рост промышленного производства, характерные для нашей эпохи, вызвали значительные изменения в разнообразии внешней химической среды. В биосферу все больше выбрасывается отходов производства, многие из которых вызывают биохимические изменения в организмах и нарушение поведения человека. Поэтому необходима научная оценка создавшейся ситуации.

Трудно не согласиться с тем, что в результате непомерной активности индустриальных стран на планете сложилась так называемая токсическая ситуация, когда накопление веществ приобрело лавинообразный характер. К исходу ХХ в. в биосфере циркулировали около 4 млн. токсических веществ и 100 тыс. ксенобиотиков (чужеродных для биосферы соединений), попадали в организм человека. При этом изучены неплохо лишь отдельные химические соединения (их ~15), пагубно влияющие на здоровье человека (особенно репродуктивную функцию).

Это так называемые СОЗ (стойкие органические соединения) с гормональной активностью. К ним относятся сходные по структуре с женскими половыми органами (эстрогенами) диоксины и диоксиноподобные соединения, пестициды и др., склонные накапливаться в среде и организмах.

На репродуктивную систему мужчин и женщин влияют следующие химические вещества:

- фенольные соединения (в составе консервантов, поликарбонатных смол);

- фталаты (эфиры фталиевой кислоты);

- диоксины и диоксиноподобные соединения;

- пестициды (ДДТ и его производные и др.);

- металлы (Сd, Мn, Нg, Рl, Сr);

- органические растворители (СS₂, этиленгликоль, полиэтиленгликоль и др.);

- ионизирующее излучение, микроволновое излучение, тепловое воздействие)

С 2002 г. Россия присоединилась к Стокгольмской конвенции о СОЗ (2001 г.). Теперь и у нас обязаны прекратить производство и использование некоторых хлорорганических соединений (алдрин, диэлдрин, хлордан. ДДТ, эндрин, гептахлор, мирекс, токсафен), а также избавиться от побочных продуктов производства - диоксинов, фуранов, ПХБ, гексахлорбензола.

Мы - свидетели первого практического шага по очищению нашего мира от химического загрязнения. ЮНЕП (программа по окружающей среде ООН) предлагает уничтожить, запретить производство и применение 12 стойких органических загрязнителей (СОЗ). Это уникальное предложение показывает путь к миру без техногенных загрязнений, опасных удобрений, пестицидов, лекарств и технических продуктов. К миру чистого воздуха, чистой воды, чистой пищи.

Для начала ЮНЕП предлагает запретить производство, применение и уничтожить 12 самых стойких опасных СОЗ: полихлорированные бифенилы (ПХБ), полихлордибензодиоксины (ПХДД), полихлордибензофураны (ПХДФ), элдрин, диэлдрин, ДДТ, эндрин, хлордан, гексахлорбензол (ГХБ), мирекс, токсафен и гептахлор.

Почти все эти вещества уже запрещены к использованию, но запасы их существуют, и требуется их уничтожить. Но все время встает вопрос о финансировании.

По согласованию всех вопросов 25-29.01.99 в столице Кении (г. Найроби) работала 2-я сессия ЮНЕП по подготовке протокола к Конвенции о запрещении СОЗ (1-я такая сессия была в 1998 г. в Монреале в Канаде). В сессии приняли участие более 350 человек, представляющие более 100 стран ООН.

Аргументация российской делегации (правительственной) была такова: полихлорированные бензолы (ПХБ) мы не производим, но основная масса этих веществ находится в электрических системах (трансформаторы, конденсаторы и др.) В настоящее время мы не можем их вывести из строя, не имея возможности их замены, а находиться в таком безопасном состоянии они могут десятки лет. Гексахлорбензол (ГХБ) входит в состав пиротехнических средств нашей армии и без согласии Министерства обороны запретить его нельзя, а армия не готова к переходу на новые пиросредства. ДДТ у нас не производят, но мы готовы к его производству в случае необходимости. ДДТ - самый дешевый инсектицид (применяется в сельском хозяйстве) у нас давно запрещен, но имеются запасы для использования в случае эпидемий малярии, энцефалита или подобных катастроф.

Размещено на Allbest