2. Класифікація небезпечних хімічних речовин

Хімічне забруднення є наростаючою загрозою існування навколишнього середовища.

Масштаби техногенного хімічного забруднення природного середовища не можна точно оцінювати, однак дані, що наводяться в літературі, свідчать про високу ціну, яку доводиться платити людині за успіхи, досягнуті в ході науково-технічного прогресу. Так, за один рік на Землі спалюється 7 мільярдів тонн умовного палива і виплавляється понад 800 мільйонів тонн різних металів, що супроводжується виділенням у навколишнє середовище сотень мільйонів тонн шкідливих речовин. Відомо, що в біосферу вже із середини

сімдесятих років щорічно надходило 600 мільйонів тонн токсичних газоподібних речовин, у тому числі оксиду вуглецю(II) – 200 мільйонів тонн, сірчистого газу – 150 мільйонів тонн, кілька мільярдів тонн різних аерозолів, 5500 мільярдів кубічних метрів стічних вод.

Нині під токсикантами навколишнього середовища розуміють такі небезпечні хімічні речовини, які поширюються в навколишньому середовищі далеко за межі свого первісного місцеперебування і здійснюють прихований шкідливий вплив на тварин, рослини та згодом і на людину.

За визначенням: справжні токсиканти – це ті небезпечні речовини, які сама людина необачно включає в кругообіг природи. Основним ядром небезпечних речовин-токсикантів навколишнього середовища є пестициди. Ця загальна назва охоплює всі засоби бо-ротьби зі шкідливими організмами.

Поняття «біоцид» часто поширюється на ті біологічно активні речовини, що потрапляють із промислових стічних вод у біологічний кругообіг речовин. Наприклад, HCN – синильна кислота є інсектицидом, а тому також і біоцидом, але вона швидко випаровується і не може бути включена в розряд токсикантів навколишнього середовища.

1.2.1. Неорганічні небезпечні речовини

Проблема деградації навколишнього середовища значною мірою повʼязана з негативним впливом неорганічних речовин, серед яких найбільшу екологічну небезпеку створюють метали і їхні сполуки, а також діоксид сірки й оксиди азоту. Сполуки металу, що потрапляють до живої клітини, спочатку викликають найпростішу хімічну реакцію, з якої потім виникає каскадний відгук усе більш складніших взаємодій біологічних молекул та їх груп.

Процеси метаболізму включають цілий ряд металів. Ці метали є життєво важливими для живих організмів. Так, залізо і мідь – транспортери кисню в організмі, натрій і калій регулюють клітинний осмотичний тиск, магній і кальцій (та деякі інші метали) активізують ензими – біологічні каталізатори.

Багато металів у вигляді основних сполук знайшли своє застосування в медицині як лікарські та діагностичні засоби. Інші ж виявилися вкрай небезпечними для живих організмів, і їх невеликі надлишкові дози мають фатальний вплив.

Активність металів як отрут значною мірою залежить від форми, у якій вони потрапляють до організму. Так, відомий усім миш’як, отруйний у тривалентному стані і практично неотруйний у п’ятивалентному стані. А сполуки миш’яку (CH₃)₃As⁺CH₂COO^– взагалі неотруйні і наявні в тканинах деяких морських ракоподібних та риб, звідки надходять до організму людини.

Денна потреба цинку становить 10–15 мг, але великі дози негативно впливають на організм. Однак іон Zn²⁺ добре комплексується фосфатними групами, які відщеплюються від нуклеїнових кислот і ліпідів. У результаті іон Zn²⁺ переходить у менш отруйну форму і легко виводиться з організму:

Барій є небажаним металом для живої клітини, але сульфат барію практично нерозчинний у воді й виводиться з організму без будь-якого впливу, що дає змогу застосовувати його під час рентгенівських досліджень шлунково-кишкового тракту.

Ртуть не впливає на організм у вигляді одновалентних сполук. Так, каломель (Hg₂Cl₂) майже неотруйна, але двовалентний іон Hg²⁺, як і пари ртуті, здійснює токсичну дію.

Біологічна активність металів, пов’язана з їхньою здатністю ушкоджувати клітинні мембрани, підвищує проникність бар’єрів для звʼязування з білками, блокування багатьох ферментних систем, що призводять до ушкоджень організму.

Усі метали за ступенем токсичності можна розділити на три групи:

1) високотоксичні – ртуть, уран, індій, кадмій, мідь, талій, мишʼяк, золото, ванадій, платина, берилій, срібло, цинк, нікель, бісмут;

2) токсичні – манган, хром, паладій, свинець, осмій, барій, іридій, олово, кобальт, галій, молібден, скандій, сурма, рутеній, родій, лантан, лантаноїди;

3) малотоксичні – алюміній, залізо, германій, кальцій, магній, стронцій, цезій, рубідій, літій, титан, натрій.

Метали розміщуються в кожному ряді за мірою зменшення їх токсичності. Якщо токсичність іонів Na⁺ взяти за одиницю, то токсичність іона ртуті буде майже в 2300 разів вищою.