Слайд 2ПЛАН
1. Предмет и задачи экологической химии (ЭХ).
2. Экологические факторы.
3. Природная среда.
4.
![ПЛАН 1. Предмет и задачи экологической химии (ЭХ). 2. Экологические факторы. 3.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-1.jpg)
Антропогенное загрязнение природной среды.
5. Фармацевтические поллютанты.
Слайд 3Экология - это наука о взаимодействии живых организмов и среды их обитания.
![Экология - это наука о взаимодействии живых организмов и среды их обитания.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-2.jpg)
Слайд 4Экологическая химия - это наука , изучающая химическую основу экологических явлений. Точнее:
![Экологическая химия - это наука , изучающая химическую основу экологических явлений. Точнее:](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-3.jpg)
ЭХ - наука об антропогенных (вызванных деятельностью человека) загрязнениях и механизмах их превращений в окружающей среде, а также о последствиях этих превращений.
Слайд 5ЭХ тесно связана с такими науками, как биология, фармакология, аналитическая химия, биологическая
![ЭХ тесно связана с такими науками, как биология, фармакология, аналитическая химия, биологическая](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-4.jpg)
химия, геология, сельскохо-зяйственные науки и др.
Слайд 6Задачи ЭХ
1. Разработка новых химических технологий, имеющих минимальное негативное влияние на окружающую
![Задачи ЭХ 1. Разработка новых химических технологий, имеющих минимальное негативное влияние на](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-5.jpg)
среду.
2. Создание технологий утилизации и обезвреживания разного вида отходов, методов очистки сточных вод и восстановления загрязненных почв.
Слайд 73. Разработка критериев и нормирование содержания вредных веществ в окружающей среде.
4. Конструирование
![3. Разработка критериев и нормирование содержания вредных веществ в окружающей среде. 4.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-6.jpg)
новых экологически безопасных материалов для использования в технике, медицине, косметике, сельском хозяйстве и др. отраслях деятельности человека.
Слайд 8Основные разделы ЭХ
Исследование распространения в окружающей среде загрязняющих веществ и продуктов их
![Основные разделы ЭХ Исследование распространения в окружающей среде загрязняющих веществ и продуктов их превращений.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-7.jpg)
превращений.
Слайд 9Исследование проблем глобальных и региональных изменений, происходящих в результате антропогенного нарушения естественного
![Исследование проблем глобальных и региональных изменений, происходящих в результате антропогенного нарушения естественного](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-8.jpg)
химического равновесия (кислотные дожди, смог и др.).
Изучение особо опасных загрязнителей (тяжелые металлы, диоксины и др).
Слайд 10Экологические факторы
Экологические факторы (ЭФ) - это условия среды, оказывающее прямое или косвенное
![Экологические факторы Экологические факторы (ЭФ) - это условия среды, оказывающее прямое или](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-9.jpg)
влияние на живые организмы.
По происхождению ЭФ делятся на 3 группы:
Слайд 11Абиотические, т.е. факторы неживой природы
климатические: температура и влажность воздуха, давление воздуха;
эдафические:
![Абиотические, т.е. факторы неживой природы климатические: температура и влажность воздуха, давление воздуха;](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-10.jpg)
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,
![химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность физические: шум, магнитные](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-11.jpg)
магнитные поля, теплопроводность и теплоёмкость, радиоактивность, интенсивность солнечного излучения
Слайд 13Биотические - факторы, связанные с деятельностью живых организмов:
фитогенные - влияние растений
микогенные - влияние
![Биотические - факторы, связанные с деятельностью живых организмов: фитогенные - влияние растений](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-12.jpg)
грибов
зоогенные - влияние животных
микробиогенные - влияние микроорганизмов
Слайд 14Антропогенные - факторы, связанные с деятельностью человека:
физические: использование атомной энергии, перемещение в
![Антропогенные - факторы, связанные с деятельностью человека: физические: использование атомной энергии, перемещение](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-13.jpg)
поездах и самолётах, влияние шума и вибрации
химические: использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта
Слайд 15биологические: продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или
![биологические: продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-14.jpg)
источником питания
социальные: связаны с отношениями людей и жизнью в обществе.
Слайд 16Природная среда
Термин «природная среда», в трактовке Н.Ф. Реймерса - это комплекс абиотических
![Природная среда Термин «природная среда», в трактовке Н.Ф. Реймерса - это комплекс](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-15.jpg)
и биотических сред, влияющий на человека и его хозяйство
Слайд 17Природная среда включает 4 составные части: атмосфера, литосфера, гидросфера и биосфера.
![Природная среда включает 4 составные части: атмосфера, литосфера, гидросфера и биосфера.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-16.jpg)
Слайд 18Атмосфера - это внешняя газовая оболочка Земли, гидросфера - водная сфера, литосфера
![Атмосфера - это внешняя газовая оболочка Земли, гидросфера - водная сфера, литосфера](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-17.jpg)
- 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 19Антропогенное загрязнение природной среды – это изменение природной среды в результате деятельности
![Антропогенное загрязнение природной среды – это изменение природной среды в результате деятельности](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-18.jpg)
человека.
Под влиянием хозяйственной деятельности человека биомасса природной растительности континентов уменьшилась на 25%.
Слайд 20Наиболее опасные токсиканты
К наиболее опасным загрязняющим окружающую среду компонентам относятся:
соединения тяжелых металлов,
радионуклиды,
![Наиболее опасные токсиканты К наиболее опасным загрязняющим окружающую среду компонентам относятся: соединения](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-19.jpg)
3. многие органические вещества, в первую очередь – полиядерные и полихлорированные.
Слайд 21Соединения тяжелых металлов
Решением Европейской экономической комиссии ООН в группу наиболее опасных (и
![Соединения тяжелых металлов Решением Европейской экономической комиссии ООН в группу наиболее опасных](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-20.jpg)
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 22Большинство из этих металлов, за исключением цинка, кадмия, ртути и свинца, относятся
![Большинство из этих металлов, за исключением цинка, кадмия, ртути и свинца, относятся](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-21.jpg)
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
![В составе комплекса с биомолекулами они участвуют в переносе кислорода, алкильных групп](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-22.jpg)
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 24Особенно опасными оказываются металлы, не входящие в состав биомолекул: ртуть, кадмий и
![Особенно опасными оказываются металлы, не входящие в состав биомолекул: ртуть, кадмий и](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-23.jpg)
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 25Тяжелые металлы
в атмосфере
Основным антропогенным источником атомов тяжелых металлов для атмосферы служат
![Тяжелые металлы в атмосфере Основным антропогенным источником атомов тяжелых металлов для атмосферы](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-24.jpg)
промышленные предприятия и автотранспорт.
Главным механизмом очистки атмосферы от соединений тяжелых металлов является гравитационное осаждение - сухое и влажное.
Слайд 26Тяжелые металлы в водной среде
В водные экосистемы атомы тяжелых металлов поступают из
![Тяжелые металлы в водной среде В водные экосистемы атомы тяжелых металлов поступают](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-25.jpg)
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 27В природных водах атомы тяжелых металлов присутствуют в ионных и молекулярных формах.
![В природных водах атомы тяжелых металлов присутствуют в ионных и молекулярных формах.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-26.jpg)
Формы миграции атомов тяжелых металлов в водных средах: истинно растворенная, взвешенная и коллоидная.
Слайд 28Важную роль в миграции атомов тяжелых металлов играют растворенные в воде органические
![Важную роль в миграции атомов тяжелых металлов играют растворенные в воде органические](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-27.jpg)
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 29Ионы тяжелых металлов могут быть включены в состав неорганических полифункциональных сорбентов –
![Ионы тяжелых металлов могут быть включены в состав неорганических полифункциональных сорбентов – взвесей и коллоидов.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-28.jpg)
взвесей и коллоидов.
Слайд 30Органические загрязняющие компоненты
В настоящее время в постоянном пользовании человека находится около 120
![Органические загрязняющие компоненты В настоящее время в постоянном пользовании человека находится около](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-29.jpg)
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 31Часть из этих соединений обладает нежелательной устойчивостью (персистентностью) к биотическим и абиотическим
![Часть из этих соединений обладает нежелательной устойчивостью (персистентностью) к биотическим и абиотическим](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-30.jpg)
факторам и поэтому может обуславливать загрязнение природной среды на крупнорегиональном и даже глобальном уровнях.
Слайд 32Загрязнение атмосферы органическими соединениями
Интенсивное изучение состава микропримесей атмосферы в 1970 – 1980-х
![Загрязнение атмосферы органическими соединениями Интенсивное изучение состава микропримесей атмосферы в 1970 –](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-31.jpg)
гг. позволило установить постоянное присутствие в ней тысяч органических соединений.
Слайд 33Наиболее подробно изучен состав летучих органических компонентов воздуха городов. Главный источник загрязнения
![Наиболее подробно изучен состав летучих органических компонентов воздуха городов. Главный источник загрязнения](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-32.jpg)
- автомобильный транспорт.
1. Основная фракция летучих компонентов воздуха – токсичные ароматические углеводороды (бензол и его гомологи),
Слайд 342. летучие карбонильные соединения (формальдегид, ацетон, бензальдегид и др.),
3. низшие спирты,
4.карбоновые
![2. летучие карбонильные соединения (формальдегид, ацетон, бензальдегид и др.), 3. низшие спирты,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-33.jpg)
кислоты,
5.некоторые дурнопахнущие сернистые и азотсодержащие соединения.
Слайд 35Аэрозольная составляющая воздуха городов
Более 500 органических соединений: алициклические, циклические и полициклические
![Аэрозольная составляющая воздуха городов Более 500 органических соединений: алициклические, циклические и полициклические](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-34.jpg)
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 36Органические загрязняющие вещества в поверхностных водах
Разнообразие и большая численность загрязняющих поверхностные воды
![Органические загрязняющие вещества в поверхностных водах Разнообразие и большая численность загрязняющих поверхностные](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-35.jpg)
веществ делают практически невозможным контроль над содержанием каждого из них.
Слайд 37Поэтому выделяют группу приоритетных загрязняющих веществ. Например, в «черный список», составленный в
![Поэтому выделяют группу приоритетных загрязняющих веществ. Например, в «черный список», составленный в](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-36.jpg)
начале 1980 гг. Агентством по охране окружающей среды европейского сообщества, входит около 180 соединений.
Слайд 38Основную часть из них составляют различные пестициды, хлор- или бромфенолы, хлоранилины и
![Основную часть из них составляют различные пестициды, хлор- или бромфенолы, хлоранилины и](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-37.jpg)
ароматические углеводороды.
Галогенсодержащие органические вещества отличаются высокой персистенстностью и липофильностью, поэтому происходит их накопление в водных экосистемах и биоаккумулирование.
Слайд 39Фармацевтические поллютанты
Поллютант - любое химическое вещество или соединение, которое находится в объекте
![Фармацевтические поллютанты Поллютант - любое химическое вещество или соединение, которое находится в](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-38.jpg)
окружающей природной среды в количествах, превышающих фоновые значения, и вызывающее тем самым химическое загрязнение.
Слайд 40Фармацевтические поллютанты – это лекарственные средства и их метаболиты, находящиеся в окружающей
![Фармацевтические поллютанты – это лекарственные средства и их метаболиты, находящиеся в окружающей](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-39.jpg)
среде (воде, почве, воздухе) и вызывающие ее загрязнение.
Слайд 41В подземные и поверхностные воды ФП могут поступать через предприятия по переработке
![В подземные и поверхностные воды ФП могут поступать через предприятия по переработке](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-40.jpg)
сточных вод, путем выщелачивания мест захоронения отходов, а также в результате несовершенных способов утилизации ЛС (например, путем растворения и слива в промышленную канализацию).
Слайд 42Лекарственные средства, пришедшие в негодность у населения, удаляются в коммунальный канализационный коллектор
![Лекарственные средства, пришедшие в негодность у населения, удаляются в коммунальный канализационный коллектор](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-41.jpg)
или оказываются на полигонах для бытовых отходов, откуда они попадают в грунтовые воды.
Слайд 43Происходит сознательное загрязнение человеком не только естественной среды своегообитания, но и всей
![Происходит сознательное загрязнение человеком не только естественной среды своегообитания, но и всей](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-42.jpg)
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 44Очистные сооружения не всегда рассчитаны на такой тип загрязнителей и существующие технологические
![Очистные сооружения не всегда рассчитаны на такой тип загрязнителей и существующие технологические](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-43.jpg)
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 45Так, в 1999 г. Агентство по охране окружающей среды США обследовало 139
![Так, в 1999 г. Агентство по охране окружающей среды США обследовало 139](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-44.jpg)
водных источников. В 80% из них обнаружили анальгетики, антибиотики, вещества гормональной природы и средства для лечения артериальной гипертензии
Слайд 46В 2003 г. рамках исследовательского проекта ЕС на очистных сооружениях Гётеборга (Швеция)
![В 2003 г. рамках исследовательского проекта ЕС на очистных сооружениях Гётеборга (Швеция)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-45.jpg)
было найдено 14 ЛС. В наибольшей концентрации (7 мг/дм3) обнаружен ибупрофен.
Слайд 47В 2010 г. Гринпис России провёл Волго-Балтийскую экспедицию, в ходе которой изучалось
![В 2010 г. Гринпис России провёл Волго-Балтийскую экспедицию, в ходе которой изучалось](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-46.jpg)
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 48По данным технического доклада ВОЗ "Фармацевтические средства в питьевой воде", опубликованного в
![По данным технического доклада ВОЗ "Фармацевтические средства в питьевой воде", опубликованного в](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-47.jpg)
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 49Хотя непосредственной угрозы здоровью людей от незначительного содержания ФП в питьевой воде
![Хотя непосредственной угрозы здоровью людей от незначительного содержания ФП в питьевой воде](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/279001/slide-48.jpg)
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.