Нормирование токсичных в-в в почве, пищевых продуктах и отходах

Принципы нормир-я хим.соед. в почве значительно отличаются от принятых для воздуха рабочей зоны, атмосферы, воды водоемов. Это объясняется тем, что поступление вредных в-в в организм непосредственно из почвы имеет место в исключительных случаях и в незначительных кол-вах. В основном, хим.соед., находящиеся в почве могут поступать в организм через контактирующие с почвой среды (воздух, вода, растения).

При нормар-и вредных в-в, находящихся в почве, в первую очередь обращают внимание на те, которые могут мигрировать в атмосферный воздух или грунтовые воды, а также снижать урожай и качество с/х продукции.

8 лекция

ПДК в-ва в почве - это max концентрация в-ва, при которой оно прямо или косвенно не влияет на соприкасающиеся с почвой среды, на здоровье человека, а так же на способность почвы к самоочищению росту и развитию растений.

В соответствие с путями миграции хим. в-в из почвы выделяют следующие разновидности ПДК:

1) транслокационная- характеризует переход в-ва из почвы через корневую систему в растение (ПДК по концентрации в-ва в растении, либо коэффициент накопления КН=Ср/Cn; p- растение, n- почва)

2) миграционно- воздушная- это переход в-ва из почвы в атмосферу, для летучих в-в

3) общесанитарная - это влияние в-в на самоочищающую способность почв и микробоценоз.

Нормирование почвы проходит в 2 этапа:

1) Этап проводится методом лабораторного моделирования

2) В полевых условиях

Исследование начинается со сбора информации о фоновых концентрациях в-ва (Кларк), пути поступления в почву, физико-химические св-ва, параметры токсичности, механизм действия, методы определения в-ва. Затем в зависимости от св-в конкретного в-ва показателем его стойкости и токсичности и с учётом данных о фоновой концентрации устанавливают max концентрацию этого в-ва в почве, при которой соблюдаются следующие условия:

1) содержание в-ва в пищевой цепи и кормовых растениях, не превышает допустимых остаточных количеств (ДОК) или ПДКпр. пит.(продуктов питания)

2) поступление в-ва в воздух для летучих в-в не вызывает превышения ПДК для атмосферного воздуха.

3) поступление в-ва в грунтовые воды не вызывает превышения ПДК для водных объектов

4) не оказывает влияние на микроорганизмы и способность обеспечивать растения (фототоксичность)

В качестве ПДК принимается наиболее жёсткий из перечисленных показателей, при отсутствии ПДК могут устанавливаться временно-допустимые или ориентировочные концентрации почвы, кот. считают по уравнению: (ОДК) или ВДК=1,23+0,48lgПДКпр. пит.

Первые ПДК в почве были введены в 1980г, в н.в. установлены ПДК почвы для 109 в-в и ОДК для 70 в-в.

Доплнительно оценивают показателей санитарного состояния почвы, кот. определяют как на территории населённых пунктов, так и производственных объектов:

1) санитарнохимикофизические оценки характеризующие почвенные фильтраты

2) санитарно- энтомологические показатели, а именно численность синантропных видов насекомых (мухи, во всех фазах развития)

3) санитарногельминтологические характеризующие наличие гельминтов в местах посещаемых населением

4) санитарно-бактериологические показатели- в том числе бактерии кишечной группы

II. ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ

В основном нормирование в пищевых продуктах касается пестицидов и тяжёлых металлов. (пестицид- синтетические в-ва, для защиты растений). Для нормирования учитывают проницаемость клеточных мембран, активность ферментов, pH клеточного сока. ПДК остаточных количеств пестицидов и их метаболитов устанавливаются отдельно для каждой культуры. Кроме этого в пищевых продуктах нормируются хим. элементы: (Al, Fe, Y, Cd, Cu, As, Ni, St, Hg, Pb, Se, Sb, F, Cr, Zn)

Кроме ПДК используют ДОК- это концентрация в-ва в продуктах питания, которая в течение неограниченного продолжительного времени не вызывает заболеваний или отклонений в здоровье человека.

МДУ- max допустимый уровень в-ва в продуктах. ПДК хим. в-в пищевых продуктов устанавливают с учётом допустимой суточной дозы (ДСД) или допустимого суточного поступления (ДСП). Поскольку разнообразие рациона и его хим. состава не позволяют нормировать допустимое содержание хим. в-ва, в каждом пищевом продукте (пример: ПДК нитратов для столовой свёклы=1400 мг/кг).

При содержании в продукции загр. в-в в кол-вах превышающих ПДК, ДОК или МДУ, такую продукцию в пищу или на корм животным использовать не разрешается.

Т.о. ПДК продуктов питания отражает конечный результат уже полученной продукции, т.е. это контролирующий показатель.

Недостаток, т.к. не учитывается структура и состояние экосистем и в особенности антропогенного на них воздействия, поэтому в перспективе при установлении ограничений на потребление загрязнённой продукции следует учитывать:

1) период полураспада загрязнителей

2) количество потребляемой загрязнённой продукции

3) нагрузка поступления загрязнителя в организм

4) кумулятивный эффект

5) возраст и пол клетки

6) хим. состав рациона

Сл-но ПДКпр. пит. должны иметь региональный характер.

III. ТОКСИЧНОСТЬ ОТХОДОВ

В н.в. в РФ накоплено около 1 млрд тонн отходов, ежегодно образуется около 5 млрд тонн, т.е. кол-во отходов в н.в. превышает объёмы получаемого или добываемого сырья.

Все промышленные отходы делят на 5 классов опасности, кот. можно определить по федеральному классификационному каталогу отходов, утверждённому приказом МПР РФ № 766 (министерство природных ресурсов) от 2002 года, с дополнениями в приказе №633 от 2003 г.

Класс опасности отхода не указанный в ФККО может быть определён расчётом, кр. того опасные св-ва отходов приведены в документе: «Базельская конвенция контроля за трансграничную перевозку опасных отходов и их удаление»

Проблемы, связанные с отходами:

1) оценка воздействия на человека и окр. Среду

2) возможность повторного использования отходов в качестве альтернативного источника энергии и сырья.

9 лекция

Главной целью проведения анализа физ-хим свойств отходов является получение информации об экологической сертификации отходов, необходимой для их использования и утилизации. Комплексная экспертиза включает в себя: 1) хим анализ 2) Определение класса опасности расчетным путем 3) биологическое тестирование 4) определение острой токсичности на млекопитающих 5) обоснование класса опасности по результатам комплексной их токсичности и опасности.

Расчетный метод применяется, когда известен качественный и количественный состав отхода и в литературе есть необходимые сведения для определения показателей опасности компонентов отхода. В противном случае определение кл. опасности проводят экспериментально. Класс опасности расчетным путем определяют согласно методике изложенной в методике «Критерии отнесения опасности отхода и класс опасности для окружающей природной среды» Эти критерии утверждены приказом МПР №511 от 15.06.2001 Экспериментальная оценка опасности отхода производится поэтапно по сокращенной и расширенной схеме. Сокращенная схема вкл в себя: 1. Предварительная оценка водно миграционной опасности 2. Предварительная оценка воздействия миграции опасности для отходов содержащих летучие компоненты 3. Оценка влияния отхода на биоголически активные почвы экспесс-методами 4. Оценка токсичности отхода методами Б/Т на гидробионтах и фитотесте 5. Оценка острой токсичности екстракта экстракта отходов на мышах 6. Оценка подострой токсичности экстракта отходов при преоральном введении на крысах в месячном возрасте. Эта сокращенная схема обязательна во всех экспериментальных исследованиях.

ТОКСИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХИМ. ЭЛ-ТОВ И ИХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ.

Определяющим фактором от которого зависят свойства хим эл-тов и образуемых ими неорг соед является конфигурация эл. оболочки атома. По этому признаку все эт-лы разделяются на 4 семейства: s, p, d и f.

1ое семейство S-элементы.

Это эл-ты гл. п/гр 1А и 2А

1А- щелочные метеллы – Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Все эти эл-ты явл хорошими растворимыми в воде Ме, следовательно они подвижны в природной среде. Токсичность однотипных соединений эл-тов этой п/гр уменьшается в ряду: Li-Cs-Rb-K-Na. Ни один эл-т этой п/гр кроме лития не обладает выраженным токсическим действием.

Li- после всасывания в кровь, равномерно распределяется по мягким тканям. Усиливает азотистый обмен снижает содержание NH4 в мышцах=> Явл необходимым микроэлементом. Токсическое действие заключается в смещении ионного равновесия в организме в сторону повышения К в плазме крови. Li является антогонистом Na, т.е. вытесняет его. Li тормозит передачу нервных импульсов, снижает возбудимость нерв системы. В чистых природных водах конц Li 1-10 мкг/л. В воде загрязненной промышленными стоками конц Li <100 мг/л Конц в воде >100 мг/л губительна для рыб.

Na – содержится в организме до 100 г/тело. Является жизненно важным микроэлементом. Токсичность его соединений определяется токсичностью анионов AsO2- (арсенит) CrO4- (хромат) F (фторид). Кроме того повышенное потребление NaCl к гипертонии. Для питьевой воды конц Na <10 мг/л. Для гидробионтов LD50=500 мг/л и более.

К – содержание в теле менее 250 г. Он обеспечивает расслабление сердечной мышцы. В отличии от натрия кот учавствует в сокращении. Токс К зависит от св-в анионов его солей. В питьевой воде конц К= 1-2 мг/л. Действие Rb и Cs аналогично К и Na.

2А – Щелочно-земельные металлы.

Наиб токсичнàBe, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra ßНаименее токс

Ве не является жизненно необходимым эл-том. Наиболее опасен ингаляционный путь поступления. Ве в виде пыли, которая образуется при мехобработке бериллиевой бронзы.

Вызывает сердечно-легочное недостаточность и это заболевание имеет латентный (скрытый) характер с последующим летальным исходом. При поступлении в организм через ЖКТ, Ве постепенно накапливается в костях. Он угнетает ферменты участвующие в работе печени. Растворимые соединения Ве более токсичны, чем нерастворимые. В начальной стадии хронического отравления развивается болезнь берлиоз. Симптомы: одышка, боль в груди, кашель, слабость, похудание, мигрирующие боли в суставах, повышение темп до 39 С. Сильнотоксичен Ве для гидробионтов.

Mg и Ca не обладают токсичн свойствами. Sr и Ba – по свойствам аналогичны Са.

Повышенное содержание Sr приводит к искривлению костей и увеличению их ломкости. Все растворимые соединения Ва токсичны и повреждают ЦНС. Ва относят к мускульным ядам (вызывает судороги).

р-элементы

Располагаются в гл п/гр с 3 по 7 группы таблицы Менделеева.

3А – В, Аl, In, Tl – все они, кроме В не явл жизненно необходимыми элементами.

В – в организме человека - до 20 мг. Борная кислота и её соли (бораты) умеренно токсичны, подавляют некоторые ферменты пищеварительного тракта.

Al – в огранизме около 60 мг. Из попавших в ЖКТ растворов солей нитратов, сульфатов и хлоридов в кровь поступает около 5% Al. Остальное кол-во связывается с фосфатами пищи или гидрализуется до Al(OH)3 и выводится из организма. Но те 5% плохо влияют на организм. Токсическое действие Al связано с влиянием на минералогический обмен в организме, возможно поражение нервной системы и развитие слабоумия. Избыточное образование AlP может привести к образованию рахита и тормозит образование гемоглобина. Вдыхание Al пыли вызывает фиброз легких (перерождение легочн ткани).

Для гидробионтов токсичны AlCl и AlNO3.

Tl – редкий, однако возможно повышение содержания в мет выбросах и продуктах сгорания минерального топлива. Сам Tl хор/раств, легко проникает в кровь через дыхательные пути или кожу. Является кумулятивным ядом. Поражает ЦНС, нарушает метаболизм S и вызывает выпадение волос. ЛД50=3-7 мг/кг массы.

4А – С, Si, Ge, Sn, Pb.

C – в организме около 16 кг.

СО2 – нетоксичен, но повышение содержания его в воздухе более 4% вызывает головокружение и головн боль из-за кислородн голодания.

СО – продукт неполного окисления углерода содежащийся в продуктах сгорания минер топлива в топочных котлах и ДВС. При попадании в легкие, СО связывает гемоглобин крови СО+Нв=СО(Нв) – карбонил гемоглобин. Что приводит к снижению кислородн емкости крови, кислородн голоданию тканей и клеток ЦНС.

Уровень токс воздействия СО определяет его концентрацию во вдыхаемом воздухе и продолжительность воздействия.

Симптомы отравления угарным газом:

Конц. СО, мг/л	Длительность воздействия, ч	Симптомы
0,23	5-6	Головокружение
0,5-0,6	4-5	Гол-ние,тошнота,рвота
0,8-1,1		Потеря сознания
1,3-1,7	1,5	Потер созн, возможна смерть
1,8-2,3	1,5	Возможна смерть
3,5	0,5	Смерть

Часто СО много в отработанных газах транспорта на холостом ходу. В пробках.

HCN – синильная кислота. Ее соли щелочно-земельных металлов – цианиды хорошо растворимы в воде, из этого следует большая скорость их транспорта в организме, включая проникновение в живые клетки через биомембраны. В крови возможна р-ция с образованием CN- ионов, вызывающих паралич тканевого дыхания, внезапное сильное падение арт давления. Клетки мозга, управляющие дыханием, чувствительны к прекращению внутриклеточного окисления, т.о. смерть наступает мгновенно, из-за паралича нервного центра ЛД50=0,1 г для NaCN и 1,2 г для KCN.

Si – явл вторым после О2 по распростаненности в земной коре элементом. В виде SiO2 – нерастворим, поступает ингаляционно в виде пыли, затем частично в ЖКТ превращается в Si-органич кислоты. Вредное воздействие проявляется в гибели клеток фагоцитов (-убивающих бактерии) SiF4 – ПДКв воде = 1,5 мг/л.

10 лекция

Олово. Не является необходимым человеку элементом. При поступлении с пищей оно не всасывается в кровь из-за плохой растворимости. Симптомом отравления оловом является анемия (малокровие). Олово накапливается в ЦНС, печени и возможно развитие отёка мозга. Наиболее токсичен SnH₄ – сильный судорожный яд. ПДК для гидробионтов 2 мг/л.

Свинец. При сжигании нефти, бензина в ОС поступает примерно 50% общего неорганического свинца, попадающего в организм человека. Также источником загрязнения является металлургическая промышленность. Все соединения свинца действуют сходно, а разница в токсичности в основном связана с их неодинаковой растворимостью в жидкостях организма. Трудно растворимые соединения свинца подвергаются в кишечнике изменениям, в результате кот. их растворимость и всасываемость сильно повышается. (в кишечнике сильно кислая реакция, pH = 3-4; а растворимые соединения свинца образуются в щелочной среде) Растворимость карбоната и оксида свинца в крови выше, чем в воде. Начальная стадия интоксикации связана с функциональным расстройством ЦНС, жалобы на головную боль, повышенную утомляемость, раздражительность, нарушение сна, ухудшение памяти, а также плохой аппетит, тошнота. Задержка в лёгких соединений свинца определяется величиной его частиц; всасывание из ЖКТ небольшое. В крови и жидкостях организма свинец находится в виде различных органических соединений и солей. По тканям распределяется равномерно, более прочно оседая в костях. Здесь он может сохраняться годами и возможно периодическое выделение этого свинца обратно в организм и => рецидивы отравления. Кл.оп.1, т.е. он относится к тяжёлым металлам.