ВВЕДЕНИЕ В ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ ХИМИЮ АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ФАРМПОЛЛЮТАНТЫ

Август 31, 2022

Главная
Химия
ВВЕДЕНИЕ В ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ ХИМИЮ АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ФАРМПОЛЛЮТАНТЫ

Содержание

2. ПЛАН 1. Предмет и задачи экологической химии (ЭХ). 2. Экологические факторы. 3. Природная среда. 4. Антропогенное
3. Экология - это наука о взаимодействии живых организмов и среды их обитания.
4. Экологическая химия - это наука , изучающая химическую основу экологических явлений. Точнее: ЭХ - наука об
5. ЭХ тесно связана с такими науками, как биология, фармакология, аналитическая химия, биологическая химия, геология, сельскохо-зяйственные науки
6. Задачи ЭХ 1. Разработка новых химических технологий, имеющих минимальное негативное влияние на окружающую среду. 2. Создание
7. 3. Разработка критериев и нормирование содержания вредных веществ в окружающей среде. 4. Конструирование новых экологически безопасных
8. Основные разделы ЭХ Исследование распространения в окружающей среде загрязняющих веществ и продуктов их превращений.
9. Исследование проблем глобальных и региональных изменений, происходящих в результате антропогенного нарушения естественного химического равновесия (кислотные дожди,
10. Экологические факторы Экологические факторы (ЭФ) - это условия среды, оказывающее прямое или косвенное влияние на живые
11. Абиотические, т.е. факторы неживой природы климатические: температура и влажность воздуха, давление воздуха; эдафические: механический состав почвы,
12. химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность физические: шум, магнитные поля, теплопроводность и теплоёмкость,
13. Биотические - факторы, связанные с деятельностью живых организмов: фитогенные - влияние растений микогенные - влияние грибов
14. Антропогенные - факторы, связанные с деятельностью человека: физические: использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолётах,
15. биологические: продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или источником питания социальные: связаны
16. Природная среда Термин «природная среда», в трактовке Н.Ф. Реймерса - это комплекс абиотических и биотических сред,
17. Природная среда включает 4 составные части: атмосфера, литосфера, гидросфера и биосфера.
18. Атмосфера - это внешняя газовая оболочка Земли, гидросфера - водная сфера, литосфера - внешняя твердая оболочка
19. Антропогенное загрязнение природной среды – это изменение природной среды в результате деятельности человека. Под влиянием хозяйственной
20. Наиболее опасные токсиканты К наиболее опасным загрязняющим окружающую среду компонентам относятся: соединения тяжелых металлов, радионуклиды, 3.
21. Соединения тяжелых металлов Решением Европейской экономической комиссии ООН в группу наиболее опасных (и приоритетных для целей
22. Большинство из этих металлов, за исключением цинка, кадмия, ртути и свинца, относятся к d – элементам.
23. В составе комплекса с биомолекулами они участвуют в переносе кислорода, алкильных групп и во многих других
24. Особенно опасными оказываются металлы, не входящие в состав биомолекул: ртуть, кадмий и свинец. Они образуют прочные
25. Тяжелые металлы в атмосфере Основным антропогенным источником атомов тяжелых металлов для атмосферы служат промышленные предприятия и
26. Тяжелые металлы в водной среде В водные экосистемы атомы тяжелых металлов поступают из почв и горных
27. В природных водах атомы тяжелых металлов присутствуют в ионных и молекулярных формах. Формы миграции атомов тяжелых
28. Важную роль в миграции атомов тяжелых металлов играют растворенные в воде органические соединения – гуминовые и
29. Ионы тяжелых металлов могут быть включены в состав неорганических полифункциональных сорбентов – взвесей и коллоидов.
30. Органические загрязняющие компоненты В настоящее время в постоянном пользовании человека находится около 120 тыс. синтетических органических
31. Часть из этих соединений обладает нежелательной устойчивостью (персистентностью) к биотическим и абиотическим факторам и поэтому может
32. Загрязнение атмосферы органическими соединениями Интенсивное изучение состава микропримесей атмосферы в 1970 – 1980-х гг. позволило установить
33. Наиболее подробно изучен состав летучих органических компонентов воздуха городов. Главный источник загрязнения - автомобильный транспорт. 1.
34. 2. летучие карбонильные соединения (формальдегид, ацетон, бензальдегид и др.), 3. низшие спирты, 4.карбоновые кислоты, 5.некоторые дурнопахнущие
35. Аэрозольная составляющая воздуха городов Более 500 органических соединений: алициклические, циклические и полициклические углеводороды, производные углеводородов –
36. Органические загрязняющие вещества в поверхностных водах Разнообразие и большая численность загрязняющих поверхностные воды веществ делают практически
37. Поэтому выделяют группу приоритетных загрязняющих веществ. Например, в «черный список», составленный в начале 1980 гг. Агентством
38. Основную часть из них составляют различные пестициды, хлор- или бромфенолы, хлоранилины и ароматические углеводороды. Галогенсодержащие органические
39. Фармацевтические поллютанты Поллютант - любое химическое вещество или соединение, которое находится в объекте окружающей природной среды
40. Фармацевтические поллютанты – это лекарственные средства и их метаболиты, находящиеся в окружающей среде (воде, почве, воздухе)
41. В подземные и поверхностные воды ФП могут поступать через предприятия по переработке сточных вод, путем выщелачивания
42. Лекарственные средства, пришедшие в негодность у населения, удаляются в коммунальный канализационный коллектор или оказываются на полигонах
43. Происходит сознательное загрязнение человеком не только естественной среды своегообитания, но и всей биоты, особенно водной, которая
44. Очистные сооружения не всегда рассчитаны на такой тип загрязнителей и существующие технологические схемы очистки могут не
45. Так, в 1999 г. Агентство по охране окружающей среды США обследовало 139 водных источников. В 80%
46. В 2003 г. рамках исследовательского проекта ЕС на очистных сооружениях Гётеборга (Швеция) было найдено 14 ЛС.
47. В 2010 г. Гринпис России провёл Волго-Балтийскую экспедицию, в ходе которой изучалось состояние рек Ленинградской, Вологодской,
48. По данным технического доклада ВОЗ "Фармацевтические средства в питьевой воде", опубликованного в 2012 г., уровни концентрации
49. Хотя непосредственной угрозы здоровью людей от незначительного содержания ФП в питьевой воде не обнаружено, однако основную
51. Скачать презентацию

Слайд 2

ПЛАН
1. Предмет и задачи экологической химии (ЭХ).
2. Экологические факторы.
3. Природная

среда.
4. Антропогенное загрязнение природной среды.
5. Фармацевтические поллютанты.

Слайд 3

Экология - это наука о взаимодействии живых организмов и среды их

обитания.

Слайд 4

Экологическая химия - это наука , изучающая химическую основу экологических явлений.

Точнее: ЭХ - наука об антропогенных (вызванных деятельностью человека) загрязнениях и механизмах их превращений в окружающей среде, а также о последствиях этих превращений.

Слайд 5

ЭХ тесно связана с такими науками, как биология, фармакология, аналитическая химия,

биологическая химия, геология, сельскохо-зяйственные науки и др.

Слайд 6

Задачи ЭХ
1. Разработка новых химических технологий, имеющих минимальное негативное влияние на

окружающую среду.
2. Создание технологий утилизации и обезвреживания разного вида отходов, методов очистки сточных вод и восстановления загрязненных почв.

Слайд 7

3. Разработка критериев и нормирование содержания вредных веществ в окружающей среде.
4.

Конструирование новых экологически безопасных материалов для использования в технике, медицине, косметике, сельском хозяйстве и др. отраслях деятельности человека.

Слайд 8

Основные разделы ЭХ
Исследование распространения в окружающей среде загрязняющих веществ и продуктов

их превращений.

Слайд 9

Исследование проблем глобальных и региональных изменений, происходящих в результате антропогенного нарушения

естественного химического равновесия (кислотные дожди, смог и др.).
Изучение особо опасных загрязнителей (тяжелые металлы, диоксины и др).

Слайд 10

Экологические факторы
Экологические факторы (ЭФ) - это условия среды, оказывающее прямое или

косвенное влияние на живые организмы.
По происхождению ЭФ делятся на 3 группы:

Слайд 11

Абиотические, т.е. факторы неживой природы
климатические: температура и влажность воздуха, давление

воздуха;
эдафические: механический состав почвы, воздухопроницаемость почвы, кислотность почвы, химический состав почвы;
орографические: рельеф, высота над уровнем моря, крутизна и экспозиция склона

Слайд 12

химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность
физические:

шум, магнитные поля, теплопроводность и теплоёмкость, радиоактивность, интенсивность солнечного излучения

Слайд 13

Биотические - факторы, связанные с деятельностью живых организмов:
фитогенные - влияние растений
микогенные -

влияние грибов
зоогенные - влияние животных
микробиогенные - влияние микроорганизмов

Слайд 14

Антропогенные - факторы, связанные с деятельностью человека:
физические: использование атомной энергии, перемещение

в поездах и самолётах, влияние шума и вибрации
химические: использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта

Слайд 15

биологические: продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания

или источником питания
социальные: связаны с отношениями людей и жизнью в обществе.

Слайд 16

Природная среда
Термин «природная среда», в трактовке Н.Ф. Реймерса - это комплекс

абиотических и биотических сред, влияющий на человека и его хозяйство

Слайд 17

Природная среда включает 4 составные части: атмосфера, литосфера, гидросфера и биосфера.

Слайд 18

Атмосфера - это внешняя газовая оболочка Земли, гидросфера - водная сфера,

литосфера - внешняя твердая оболочка Земли, включающая грунты и почвы, биосфера - оболочка Земли, в пределах которой существует жизнь. Биосфера включает нижнюю часть атмосферы (15–20 км), верхнюю часть литосферы и всю гидросферу.

Слайд 19

Антропогенное загрязнение природной среды – это изменение природной среды в результате

деятельности человека.
Под влиянием хозяйственной деятельности человека биомасса природной растительности континентов уменьшилась на 25%.

Слайд 20

Наиболее опасные токсиканты
К наиболее опасным загрязняющим окружающую среду компонентам относятся:
соединения тяжелых

металлов,
радионуклиды,
3. многие органические вещества, в первую очередь – полиядерные и полихлорированные.

Слайд 21

Соединения тяжелых металлов
Решением Европейской экономической комиссии ООН в группу наиболее опасных

(и приоритетных для целей наблюдения, контроля и регулирова-ния) тяжелых металлов включены: ртуть, свинец, кадмий, хром, марганец, никель, кобальт, ванадий, медь, железо, цинк, сурьма, а также мышьяк и селен.

Слайд 22

Большинство из этих металлов, за исключением цинка, кадмия, ртути и свинца,

относятся к d – элементам. Наличие вакансии в электронных оболочках d – элемен-тов обуславливает легкость их включения в комплексные соединения, в том числе и с биолигандами.

Слайд 23

В составе комплекса с биомолекулами они участвуют в переносе кислорода,

алкильных групп и во многих других жизненно важных процессах и реакциях. Однако индивидуальная потребность организмов в тяжелых металлах очень мала. Поэтому поступление из внешней среды избыточных количеств этих элементов приводит к различного рода токсическим эффектам.

Слайд 24

Особенно опасными оказываются металлы, не входящие в состав биомолекул: ртуть, кадмий

и свинец. Они образуют прочные соединения с концевыми тиогруппами белков, и поэтому их называют тиоловыми ядами. Попадание больших количеств ртути в организм приводит к тяжелым нарушениям в ЦНС (болезнь Минамата). Нейротоксическое действие также оказывают соединения свинца. Кадмий вызывает нарушение кальциевого обмена (болезнь итай-итай).

Слайд 25

Тяжелые металлы в атмосфере
Основным антропогенным источником атомов тяжелых металлов для атмосферы

служат промышленные предприятия и автотранспорт.
Главным механизмом очистки атмосферы от соединений тяжелых металлов является гравитационное осаждение - сухое и влажное.

Слайд 26

Тяжелые металлы в водной среде
В водные экосистемы атомы тяжелых металлов поступают

из почв и горных пород в резуль-тате:
1) химического и микробиологического выщелачивания минералов,
2) с паводковыми и дождевыми водами,
3) при осаждении из атмосферы пылевых частиц и аэрозолей.

Слайд 27

В природных водах атомы тяжелых металлов присутствуют в ионных и молекулярных

формах. Формы миграции атомов тяжелых металлов в водных средах: истинно растворенная, взвешенная и коллоидная.

Слайд 28

Важную роль в миграции атомов тяжелых металлов играют растворенные в воде

органические соединения – гуминовые и фульвокислоты, аминокислоты и белковоподобные вещества. В природных поверхностных водах высокой цветности в качестве основных миграционных форм тяжелых металлов выступают комплексы с гумусовым компонентом.

Слайд 29

Ионы тяжелых металлов могут быть включены в состав неорганических полифункциональных сорбентов

– взвесей и коллоидов.

Слайд 30

Органические загрязняющие компоненты
В настоящее время в постоянном пользовании человека находится около

120 тыс. синтетических органических соединений. Многие из них не входят в естественный биологический круговорот и поэтому причисляются к категории ксенобиотиков, т.е. соединений, чуждых жизни.

Слайд 31

Часть из этих соединений обладает нежелательной устойчивостью (персистентностью) к биотическим и

абиотическим факторам и поэтому может обуславливать загрязнение природной среды на крупнорегиональном и даже глобальном уровнях.

Слайд 32

Загрязнение атмосферы органическими соединениями
Интенсивное изучение состава микропримесей атмосферы в 1970 –

1980-х гг. позволило установить постоянное присутствие в ней тысяч органических соединений.

Слайд 33

Наиболее подробно изучен состав летучих органических компонентов воздуха городов. Главный источник

загрязнения - автомобильный транспорт.
1. Основная фракция летучих компонентов воздуха – токсичные ароматические углеводороды (бензол и его гомологи),

Слайд 34

2. летучие карбонильные соединения (формальдегид, ацетон, бензальдегид и др.),
3. низшие спирты,

4.карбоновые кислоты,
5.некоторые дурнопахнущие сернистые и азотсодержащие соединения.

Слайд 35

Аэрозольная составляющая воздуха городов
Более 500 органических соединений: алициклические, циклические и

полициклические углеводороды, производные углеводородов – альдегиды, кетоны, спирты, кислоты и их эфиры, серо-, азот-, и галогенсодержащие соединения. Наибольшее внимание из всех этих соединений привлекают полиядерные ароматические углеводороды (ПАУ), поскольку многие из них относятся к канцерогенным веществам.

Слайд 36

Органические загрязняющие вещества в поверхностных водах
Разнообразие и большая численность загрязняющих поверхностные

воды веществ делают практически невозможным контроль над содержанием каждого из них.

Слайд 37

Поэтому выделяют группу приоритетных загрязняющих веществ. Например, в «черный список», составленный

в начале 1980 гг. Агентством по охране окружающей среды европейского сообщества, входит около 180 соединений.

Слайд 38

Основную часть из них составляют различные пестициды, хлор- или бромфенолы, хлоранилины

и ароматические углеводороды.
Галогенсодержащие органические вещества отличаются высокой персистенстностью и липофильностью, поэтому происходит их накопление в водных экосистемах и биоаккумулирование.

Слайд 39

Фармацевтические поллютанты
Поллютант - любое химическое вещество или соединение, которое находится в

объекте окружающей природной среды в количествах, превышающих фоновые значения, и вызывающее тем самым химическое загрязнение.

Слайд 40

Фармацевтические поллютанты – это лекарственные средства и их метаболиты, находящиеся в

окружающей среде (воде, почве, воздухе) и вызывающие ее загрязнение.

Слайд 41

В подземные и поверхностные воды ФП могут поступать через предприятия по

переработке сточных вод, путем выщелачивания мест захоронения отходов, а также в результате несовершенных способов утилизации ЛС (например, путем растворения и слива в промышленную канализацию).

Слайд 42

Лекарственные средства, пришедшие в негодность у населения, удаляются в коммунальный канализационный

коллектор или оказываются на полигонах для бытовых отходов, откуда они попадают в грунтовые воды.

Слайд 43

Происходит сознательное загрязнение человеком не только естественной среды своегообитания, но и

всей биоты, особенно водной, которая очень чувствительна к биологически активным химическим загрязнителям. Появление новых технологий производства, разработка и поступление в продажу новых ЛС повышают риски загрязнения источников питьевой воды ранее неизвестными химическими соединениями с непредсказуемым воздействием на состав воды.

Слайд 44

Очистные сооружения не всегда рассчитаны на такой тип загрязнителей и существующие

технологические схемы очистки могут не обеспечить достаточный уровень удаления фармполлютантов. Хлорирование, стандартная процедура при очистке воды, напротив, способно усилить токсичность некоторых содержащихся в ней веществ. Например, парацетамол образует при хлорировании несколько токсичных продуктов реакций.

Слайд 45

Так, в 1999 г. Агентство по охране окружающей среды США обследовало

139 водных источников. В 80% из них обнаружили анальгетики, антибиотики, вещества гормональной природы и средства для лечения артериальной гипертензии

Слайд 46

В 2003 г. рамках исследовательского проекта ЕС на очистных сооружениях Гётеборга

(Швеция) было найдено 14 ЛС. В наибольшей концентрации (7 мг/дм3) обнаружен ибупрофен.

Слайд 47

В 2010 г. Гринпис России провёл Волго-Балтийскую экспедицию, в ходе которой

изучалось состояние рек Ленинградской, Вологодской, Ярославской и Московской областей. В пробах вод очистных сооружений Ярославля, Рыбинска и Москвы был обнаружен фенобарбитал, а в Ярославле ещё и карбамазепин. В 2012 г. карбамазепин был обнаружен в сточных водах в штате Иллинойс (США)

Слайд 48

По данным технического доклада ВОЗ "Фармацевтические средства в питьевой воде", опубликованного

в 2012 г., уровни концентрации в поверхностных водах, грунтовых водах и в частично обработанной воде были, как правило, ниже 0,1 мкг/дм3, а в обработанной воде – ниже 0,05 мкг/дм3. Сделано предположение о присутствии фармацевтических веществ, хоть и в ничтожно малых концентрациях, в водных ресурсах многих стран, куда они попадают из отводов сточных вод.

Слайд 49

Хотя непосредственной угрозы здоровью людей от незначительного содержания ФП в питьевой

воде не обнаружено, однако основную обеспокоенность вызывает опасность ФП для окружающей среды, связанная с их долговременным, субтерапевтическим воздействием (Jones et al., 2005), которое в настоящее время еще не изучено.