Токсикологические свойства газообразных загрязнений Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 614.8.01

ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГАЗООБРАЗНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

П. А. Мерзляков, Д. А. Бойко Научные руководитель - О. И. Багаева, С. М. Трухницкая

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

Рассмотрены основные вредные химические вещества, используемые в промышленности Красноярского края и ракетно-космической отрасли. Приводятся получение токсичных газов из химических уравнений, физические свойства этих газов и источники их поступления в атмосферу.

Ключевые слова: токсичные газы, физические свойства газов, источники поступления в атмосферу.

TOXICOLOGICAL PROPERTIES OF GASEOUS CONTAMINANTS

P. A. Merzlyakov, D. A. Boyko Scientific Supervisor - O. I. Bagaeva, S. M. Trukhnitskaya

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

Describes the main harmful chemical used in industry of the Krasnoyarsk region and space industry. We talk about getting toxic gases out of the chemicals equation, the physical properties of these gases and their sources of release in the atmosphere.

Keywords: toxic gases, the physical properties gases, their sources of release in the mosphere.

В нашем современном мире особенно актуальна проблема с выработкой токсичных веществ. Проблема влияния веществ на живые организмы насчитывает более чем тысячелетнюю историю. Научно-техническая и промышленная революция ХХ века только усилила эту проблему. Научная и хозяйственная деятельность человека привела в настоящее время к воздействию на человека и окружающую среду миллионов химических соединений, многие из которых раньше были несвойственны нашей биосфере.

В производстве нередко выделяются вредные газы, которые поступают в атмосферу. К примеру, при взаимодействии мрамора CaCO3 с соляной кислотой HCl, в качестве одного продукта реакции выделяется угольная кислота H2CO3, которая в свою очередь является очень нестойкой, и при атмосферных условиях быстро разлагается на воду H2O и углекислый газ CO2. Опытным путем были проделаны некоторые реакции, и были получены токсичные газы (табл. 1), которые возникают на производстве при получении продукта реакции.

Все токсичные вещества разделяют на классы опасности по степени их токсичности: I - чрезвычайно токсичные и чрезвычайно опасные (более 300 мг/1 кг), II - высоко токсичные и высоко опас-ные(30-300 мг / 1 кг), III - умеренно токсичные и умеренно опасные (3.0-29.9 мг / 1 кг) и IV - мало токсичные и мало опасные (менее 3.0 мг / 1 кг). Также вещества подразделяют на вещества удушающего действия, вещества общеядовитого действия, вещества удушающего и общеядовитого действия, нейротропные яды, вещества удушающего и нейротропного действия, метаболические яды. Все это приведено в табл. 2 [1].

По данным государственного доклада о состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае [3] в 2014 году, большая доля выбросов приходится на обрабатывающие производства (около 82 % от всех выбросов), из который большая часть выбросов идет от ЗФ ОАО «ГМК «Норильский никель» (почти 78 % от всех выбросов). ОАО «РУСАЛ Красноярск» (2,6 % от всех выбросов) и

Секция «Экологияпромышленности»

ОАО «РУСАЛ Ачинск» (1,4 %). Остальные выбросы идут от производства и распределения газа, воды, электроэнергии (ОАО «Назаровская ГРЭС» - 20,8 %; Филиал ОАО «ОГК-2» - «Красноярская ГРЭС-2» - 15,4 % от выбросов отрасли), а также выработка вредных веществ транспортами (на долю автотранспорта приходится около 90 % общего объема вредных веществ, поступающих в атмосферу от всех видов транспорта). По сравнению с 2013 годом ситуация особо ухудшилась: обрабатывающие производства вырабатывали меньше вредных веществ (около 81 % от всех выбросов), производство и распределение газа, воды, электроэнергии («Назаровская ГРЭС» - 17,7 %; Филиал ОАО «ОГК-2» - «Красноярская ГРЭС-2» - 19,4 % выбросы от своей отрасли), выработка транспортом (около 88 %) [3].

Таблица 1

Реагенты для получения и обнаружения исследуемых газов

Газ Реагенты для получения газа Аналитический эффект обнаружения газов Уравнение реакций

Твердый Жидкий

HCl №С1(крист.) Н2§О4(конц.) Синий лакмус краснеет 2№С1(крист.) + Н28°4(конц.) ^ Na2S°4 + 2НС1

CO2 СаСОз(мел, мрамор) НС1(конц.) Синий лакмус краснеет СаС°3(мел, мрамор) + 2НС1(конц.) ^ СаС12+ Н2ТО3 Н2С°3 ^ Н2° + С°2 |

O3 КМпО4(кр) Н2§°4(конц.) Запах, белая йо-дидкрахмальная бумажка синеет 6КМп°4(крист.) + 9Н28°4(конц.) ^ 9Н2° + 3K2S°4 + 6MnS°4 + 5°3

NH3 ^^4С1(кр) №ОН(конц.) Запах, красный лакмус синеет NH4C1(крист.)+ NaOH(конц.) ^ NaQ + NH3 + Н2°

HF NaF^) H2S°4(3:1) Синий лакмус краснеет 2NаF(крист.) + H2S°4(3:1) ^ Na2S°4 + 2HF

Таблица 2

Физико-химические свойства исследуемых газов

Газ Цвет Запах Растворимость в воде, кг/м3 Класс опасности Воздействие на организм

НС1 Б-цв. Резкий 72,47 II При попадании на кожу вызывает сильные ожоги. Длительная работа в атмосфере НС1 вызывает катары дыхательных путей, разрушение зубов, помутнение роговицы глаз, изъязвление слизистой оболочки носа, желудочно-кишечные расстройства. Острое отравление сопровождается охриплостью голоса, удушьем, насморком, кашлем

С°2 Б-цв. Без запаха 1,45 III В невысоких концентрациях СО2 негативно влияет на клеточную мембрану человека. Под его воздействием снижается рН крови, что ведет к ацидозу, минимальным эффектом последствием ацидоза является состояние перевозбуждения и умеренная гипертензия. По мере возрастания степени ацидоза появляется сонливость и состояние беспокойства. Одним из следствий этих изменений является уменьшение желания проявлять физическую активность. Рост концентрации СО2 в помещении приводит возникновению приступов астмы у астматиков

°3 Голубой Резкий 1,06 III В газообразном виде озон имеет голубоватый оттенок, заметный при содержании в воздухе 15-20 % озона. При нормальных условиях - газ с резким запахом. При очень низких концентрациях, запах озона ощущается как приятная свежесть, но с увеличением концентрации становится неприятным. При концентрациях порядка 10 ПДК озон ощущается очень хорошо, но через несколько минут ощущение пропадает практически полностью

Окончание табл. 2

Газ Цвет Запах Растворимость в воде, кг/м3 Класс опасности Воздействие на организм

КН3 Б-цв. Резкий 89,9 IV Характерными признаками аммиачного токсикоза является повышение возбудимости, развития судорог, угнетения дыхательного центра. Малые дозы аммиака приводят к повышению условнорефлекторной возбудимости и ослаблению тормозного процесса. Большие дозы аммиака, наоборот, вызывают исчезновение условных рефлексов. При высокой рН среды гораздо меньшие дозы аммиака могут быть летальными. Аммиак в организме может соединяться с солями магния и фосфора, образуя плохо растворимые соединения - три-пельфосфат

НБ Б-цв. Резкий 72,47 I Бесцветный газ, легче воздуха, хорошо растворим в воде. Раздражает слизистые оболочки глаз, вызывает кровоизлияния и язвы дыхательных путей, отеки легких, носовые кровотечения, гнойные бронхиты, поражение мышцы сердца, спазм гортани и судороги

На данный момент Красноярский край занимает одно из лидирующих мест по уровню негативного воздействия почти на все компоненты окружающей среды [3]. Государственный экологический мониторинг осуществляется уполномоченными федеральными органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации в пределах своей компетенции путем создания и обеспечения функционирования наблюдательных сетей и информационных ресурсов в рамках подсистем единой системы мониторинга, в том числе на территории Красноярского края.

Библиографические ссылки

1. ГОСТ 12.1.007-76 Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.

2. ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

3. О состоянии и об охране окружающей среды в Красноярском крае за 2014 год : Гос. доклад. Красноярск, 2015. 226 с.

© Мерзляков П. А., Бойко Д. А., 2016