poluantii, curs 2

7/22/2019 poluantii, curs 2

http://slidepdf.com/reader/full/poluantii-curs-2 1/51

POLUANŢII



• Dezvoltarea speciei umane a avut la bază

două principii: 1. specia umană este specia dominantă,evoluţia ei supunându-se mai degrabă legilorsociale decât legilor naturale;

2. resursele capitalului natural suntinepuizabile, iar capacitatea lui de suporteste nelimitată.

• Modificările decelate în ultimele decenii lanivelul ecosferei au demonstrat falsitateaacestor principii.



• Energia reziduală – începe să reprezintă oproblemă de poluare (creşteri de temperatură în cursurile de apă receptoare ale energieireziduale de la centralele electrice mari;

modificări climatice locale în oraşele foartemari).



Principalele surse de poluare a ecosferei sunt:

•industria;

• activităţile agricole;

• marile aglomerări urbane.

Câteva ramuri industriale au o contribuţiemajoră în contaminarea ecosferei: industriaenergetică, industria chimică, industria

metalurgică.



• Producerea de energie este o sursă esenţialăde poluare.

• Chimia organică modernă permite sintetizareaşi comercializarea a aproximativ 1000 decompuşi noi anual, dintre care unii sunt foartetoxici si sunt produsi in cantitati mari.



• Agricultura este şi ea o sursă de poluare aecosferei. Utilizarea unor cantităţi tot mai mari

de îngrăşăminte chimice, recurgerea laaplicarea de pesticide şi insecticide au condusla obţinerea de producţii agricole

spectaculoase. Din nefericire, creştereaproductivităţii agricole a fost însoţită decontaminarea solurilor şi mediului acvatic cu

aceşti compuşi.



• Marile aglomerări urbane constituie, de

asemenea, o sursă importantă de poluare înprimul rând prin emisiile de ape reziduale

menajere, care au un conţinut ridicat în

materie organică şi nutrienţi (azot şi fosfor).



CLASIFICAREA POLUANŢILOR

• Practic, toate elementele şi compuşii chimici

emişi în compartimentele mediului suntsusceptibile de a deveni poluanţi, deoarecenumărul compuşilor cu adevarat inerţi esteextrem de mic.

• Încercarea de clasificare a poluanţilor estefoarte dificilă şi necesită utilizarea mai multor

criterii de clasificare, dintre care au fostanalizate urmatoarele:



după natura chimică; după proprietăţi: solubilitate, biodegradabilitate; după compartimentul contaminat: atmosferă,

hidrosferă, litosferă; dupa sursele de emisie: produşi de combustie, de

origine industrială, agricolă, casnică; dupa mediul afectat şi efecte: compuşi careafectează mediul acvatic, compusi care afecteazăprocesele din atmosferă – stratul de ozon, deexemplu.

• Deoarece un compus poate prezenta diferitemodalităţi de acţiune, nici una din clasificărileprezentate nu este satisfăcătoare.



• O modalitate mai complexă de clasificare,

incearcă să ţină cont de natura poluanţilor cătşi de compartimentul/ecosistemul care poatefi afectat de o anumită clasă de poluanţi.



• Spre deosebire de compuşii organici care sunt

biodegradabili, metalele nu au aceastăproprietate, ele neputânt fi „degradate” lacompuşi mai puţin toxici.

•

Detoxifierea organismelor constă în mascareaionilor metalici activi prin legarea lor de

structuri proteice. O altă modalitate de

detoxifiere este depozitarea acestora petermen lung în granule intracelulare sau

excreţia prin fecale.



• Unele metale sunt implicate în mod esenţial înstructura şi funcţionalitatea organismelor vii,indiferent de faptul că ele se află în cantitatemare (calciu, potasiu, magneziu, sodiu) sau în

urme – sub 1mg/kg ţesut (fier, cupru, mangan,

zinc, cobalt, molibden, seleniu, crom, nichel,vanadiu, siliciu, arsen).



• Esenţialitatea unui element în urme nu

constituie o caracteristică pentru toateorganismele. De exemplu, borul este esenţialpentru plante, dar nu şi pentru mamaifere.Fiecare element prezintă un interval alconcentraţiilor în care acţioază ca esenţial.



• Metalele neesenţiale (mercur, cadmiu, etc.), în

afară de faptul că sunt toxice peste un anumitnivel, pot afecta organismele prin inducerea

de deficienţe în elementele esenţiale princompetiţia cu acestea la centrii activi aimoleculelor importante din punct de vedere

biologic.



• Aceşti ioni constituie nutrienţi importanţipentru producătorii primari. Ei ajung în apele

subterane şi de suprafaţă în urma infiltrărilorşi scurgerilor de suprafaţă de pe terenurileagricole.

• Nivelele ridicate de azot amoniacal creeazăprobleme de calitate a apei. Amoniacul este

produsul iniţial de descompunere a materiei

organice şi prezenţa sa indică existenţadeşeurilor de natură organică.



• În apă amoniacul se afla sub forma de ioniamoniu. El este un constituient normal în special

în apele subterane, unde conţinutul scăzut deoxigen şi pH-ul favorizează formarea acestui ion.• În apele de suprafaţă, forma chimică

predominantă este ionul azotat.

• Ionul azotit apare în ecosistemele acvatice şiterestre ca stare intermediară în oxidareaazotului. Prezenţa sa în apa de băut înconcentraţie de peste 0,1 mg/l produce

methemoglobinemia. Intoxicaţiile apar în special în zonele rurale, agrare, unde alimentarea cu apăpotabilă se realizează din pânza freatică.



• Cantităţile crescute de amoniu, azotat şi fosfatdin ecosistemele acvatice conduc şi la un altfenomen foarte cunoscut, eutrofizarea.



2. Poluanţi organici

•

Există o mare varietate de compuşi organici deorigine geogenică şi antropogenică.

• Comportarea lor în compartimentele abiotice

şi biotice ale ecosistemelor depinde destructura lor moleculară, mărimea, formamoleculară şi prezenţa grupelor funcţionale,aceştia fiind factori deosebit de importanţi în

determinarea comportării metabolice şi atoxicităţii lor.



2.2. Compuşi policloruraţi bifenilici (PCB)

• Compuşii policloruraţi bifenilici sunt amestecuricomerciale de compuşi înrudiţi, utilizaţi ca fluidehidraulice, fluide de răcire în transformatoare şiplastifianţi în vopsele.

•

Principalele surse de poluare sunt deşeurilerezultate în procesele de producere a acestorlichide şi depozitarea neadecvată a lor.

• Amestecurile de compuşi polibromuraţi bifenilici

(PBB) au proprietatea de a încetini arderile. Eleprezintă o mare asemănare cu amestecurile dePCB. Sunt foarte persistenţi în organismele vii şiau timpi lungi de înjumătăţire biologică.



• Pot fi împărţiţi în trei grupe: grupa DDT-ului şi

analogilor lui, cea a insecticidelor ciclodieniceclorurate (aldrin, dieldrin) şi ahexaclorciclohexanului (HCH).



• Aldrinul, dieldrinul şi heptaclorul sunt exemple

de insecticide organoclorurate derivaţi aiheptaclorciclopentadienei (de unde si

denumirea de insecticide dienice). Aceşticompuşi sunt asemanători DDT-ului în ceea ce

priveşte stabilitatea, caracterul lipofil şisolubilitatea scăzută în apă, dar diferă dinpunct de vedere al modului lor de acţiune.

Sunt forte toxici pentru mamifere, DL50 fiind între 40-60 mg/kg.



2.5. Insecticide organofosforice

• Compuşii organofosforici au proprietăţi

neurotoxice datorită abilităţii lor de a inhibaenzima acetilcolinesteraza (AchE), care

hidrolizează acetilcolina, mediatorul chimic

natural implicat în transmiterea impulsurilornervoase.

• Au fost produşi pentru două scopuri principale

– insecticide şi agenţi de luptă. Sunt esteriorganici ai acidului fosforic.



• În general, sunt compuşi mai puţin stabili cainsecticidele organoclorurate şi sunt mai uşor

degradaţi de agenţi chimici sau biologici.Astfel, ei au timpi de viaţă mici în diferitelecompartimente ale mediului şi riscurile pe

care le prezintă sunt, în general, asociate uneiintoxicaţii acute, de scurtă durată.



• Dintre aceste insecticide, un loc deosebit îl ocupăsevin-ul sau carbaril-ul (1-naftil-N-

metilcarbamatul). Toxicitatea mică pentrumamifere şi aspectul favorabil al problemeireziduurilor – au contribuit la răspândirea rapidăşi pe scară largă a utilizării sale. Este un inhibitor

al colinesterazei, însă mecanismul de acţiune estediferit de al insecticidelor organofosforice, elnecombinându-se chimic cu enzima.

• Insecticidele carbamice sunt folosite pentru

controlul insectelor în agricultură şi horticultură,deşi au unele utilizări în controlul nematodelor şimoluştelor.



2.7. Piretroizi sintetici

• Proprietăţile insecticide ale anumitor planteau fost cunoscute din cele mai vechi timpuri.

Dintre insecticidele vegetale, piretrul este cel

mai întrebuinţat. El se găseşte în florile

plantelor ierboase din genul Chrysanthemum. • Piretrul conţine de fapt patru componenete cu

acţiune insecticidă: doi esteri şi doi cetoli.

• Elucidarea structurii piretrului a stimulatcercetările în vederea sintetizării de produsecu structură chimică asemănătoare.



• Piretroizii sintetici sunt esteri ai unui acidorganic (de obicei acidul crisantemic) cu o

bază organică. Deşi sunt compuşi mai stabilidecât piretrinele naturale, sunt uşorbiodegradabili şi au timpi mici de înjumătăţirebiologică.

• Riscul pe care îl prezintă este legat în primulrând de toxicitatea pe termen scurt.

• Sunt înalt selectivi între insecte, pe de o parte,

şi mamifere şi păsări, pe de altă parte.Prezintă toxicitate pentru peşti şinevertebrate.



• Piretroizii sunt utilizaţi pentru controlul uneigame largi de insecte dăunătoare pentru

culturile agricole şi horticole şi a altor insectevectori ai unor boli.



2.8. Erbicide pe bază de acizi fenoxi-alchil

carboxilici cloruraţi

• Aceste erbicide combat numai plantele

dicotiledonate anuale şi perene, lăsându-le

neatinse pe cele monocotiledonate (până la o

anumită doză).• Au proprietăţi asemănătoare regulatorilor de

creştere naturali - aplicate în cantităţi foarte

mici reglează anumite procese biochimice şifiziologice în plante, provocând accelerarea

sau oprirea creşterii acestora.



• Majoritatea erbicidelor de tip acizi fenoxi-

alchil-carboxilici sunt biodegradabili şi nu suntpersistenţi în sol şi organisme.

• Riscul asociat utilizării lor î l prezintă problema

fitotoxicităţii nedorite şi contaminarea, uneori,a formelor condiţionate ale unor erbicide deacest tip cu dioxina (TCDD).



2.9. Rodenticide anticoagulante

• Acţionează prin împiedicarea formării

protrombinei şi mărirea permeabilităţii vaselorcapilare, favorozând hemoragiile, care apoi nu semai opresc. Compusul cel mai cunoscut estevarfarina care acţionează ca antagonist al

vitaminei K.• Deoarece rozătoarele au devenit rezistente la

varfarină s-au sintetizat compuşi înrudiţistructural cu varfarina (rodenticide

anticoagulante din generaţia a doua), cuproprietăţi asemănătoare acesteia, dar care suntmai toxice pentru mamifere şi păsări.



2.10. Detergenţi

• Sunt compuşi organici care prezintă în

molecula lor atât o parte polară, hidrofilă, câtşi un rest hidrocarbonat, hidrofob. Datorităacestei structuri, moleculele de detergenţi au

tendinţa de a se acumula la interfaţa dintredouă medii, orientându-se cu gruparea polarăspre apă. Acumularea moleculelor acestorcompuşi la interfaţa apă-aer explică tensiuneasuperficială mică a acestor soluţii şi puterealor mare de udare.



• Detergenţii se folosesc în industria textilă şi apielăriei, precum şi în sectorul casnic, ca

agenţi de curăţire, agenţi de udare, emulgatorişi dispersanţi.

• Principalele surse de intrare în ecosistemele

acvatice sunt deversările de ape rezidualeindustriale şi orăşeneşti. Ei sunt, de asemenea,utilizaţi în condiţionarea pesticidelor şi pentru

dispersarea petelor de ţiţei de pe suprafaţamărilor şi oceanelor.



2.11. Clorofenoli

• Policlorofenolii (PCP) sunt poluanţi diverşi care

pot fi găsiţi în compartimentele mediului, maiales în ecosistemele acvatice.

• Prezintă proprietăţi acide, eliberând ionii de H+ când se dizolvă în apă. Sunt solubili în apă,

reactivi şi au o persistenţă limitată. Au tendinţade a interacţiona intre ei şi a forma dioxine(PCDD).

• Sursele importante de poluare sunt efluenţii de la întreprinderile de hârtie şi cartoane, unde seformează în urma acţiunii clorului (folosit caagent de albire) asupra substanţelor fenoliceprezente în masa lemnoasă.



3. COMPUŞI ORGANOMETALICI

• Unii ioni metalici sunt atât de insolubili incât ei nu sunt

toxici în urma ingerării de către animale. Toxicitateaunor metale creşte considerabil dacă ele se leagă de unligant organic, ceea ce îi modifică comportarea chimicain mediu şi în organisme. Se foloseşte aceastăproprietate a unor metale pentru a le creşte toxicitatea în anumite scopuri (compuşii organo-mercurici suntutilizaţi ca antifungice în tratarea seminţelor, compuşiiorganici ai plumbului au fost folosiţi în pomicultură;compuşii organici ai staniului sunt extrem de toxici şi se

folosesc pentru conservarea lemnului faţă deactivitatea animalelor acvatice şi pentru protejareabarcilor împotriva organismelor marine).



• IZOTOPI RADIOACTIVI

• Există controverse puternice asuprapericolului pe

care îl prezintă nivelele crescute deradioactivitate pentru organismele vii. Suntemexpusi permanent unui fond de radiaţii datoratradiaţiilor cosmice şi dezintegrării naturale aizotopilor radioactivi. Contribuţia diferitelor sursela fondul natural de radiaţii depinde în maremăsură de caracteristicile geologice locale. Unadintre sursele cele mai importante este radonulgazos, care popate atinge nivele îngrijorătoare în

casele slab ventilate, mai ales dacă se afla situate în zone cu roci vulcanice.



• La pătrunderea radiaţiilor ionizante însubstanţă au loc procese de interacţie intreparticulele din fascicolul de radiaţii şimoleculele substanţei străbătute. Prin acesteprocese de interacţie are loc un transfer de

energie de la fluxul de radiaţii către materialulstrăbătut.



• Energia absorbită de către substanţastrăbătută de un flux de radiaţii ionizante este

evaluată ca „doza absorbită” (D) având caunitate de masură J/kg sau Gray *Gy+.

• Pentru studiul efectelor radiaţiilor asupra

populaţiei umane şi a mediilor biologice îngeneral, doza absorbită nu este satisfăcătoare,deoarece efectul biologic al iradierii depinde

nu numai de valoarea numerică a energiei

absorbite ci şi de natura radiaţiei incidente.



• De aceea, pentru o evaluare corectă a efectuluibiologic al radiaţiilor ionizante, radioprotecţia

foloseşte incă patru mărimi care, spre deosebirede doza absorbită, nu sunt direct măsurabile cideduse prin calcul:

- doza echivalentă H,

- doza efectivă E,- doza (efectivă) angajată E*θ+

- doza (efectivă) colectivă (S).

Unitatea de măsură pentru primele trei tipuri dedoză este J/kg sau Sivertul (Sv), iar pentru ultimaSv x om.

poluantii, curs 2

Documents