Эколого-химические и аналитические проблемы закрытых помещений
Дипломная работа - Экология
Другие дипломы по предмету Экология
результатам были получены и в опытах на борту космического корабля "Союз-22".
Особенно неблагоприятная экологическая обстановка с воздушной средой возникает в спортивных залах во время тренировок и показательных выступлений спортсменов, особенно при плохой вентиляции и большом скоплении зрителей. При этом наблюдается и заметное загрязнение среды различными микробами.
При выполнении тяжелой физической нагрузки выделение с выдыхаемым воздухом ацетона и аминов, например, возрастает в два раза, алифатических углеводородов - в три раза, оксида углерода и фенолов - в пять раз, аммиака - более чем в шесть раз по сравнению с выделением этих веществ у лиц, находящихся в покое.
Наконец, источником загрязнения воздушной среды в жилом помещении являются плиты, печи или камины. При сгорании природного газа расходуется много кислорода и выделяются загрязняющие вещества. При неполном сгорании органического топлива кроме оксида углерода образуются еще и полиароматические углеводороды, насчитывающие сотни соединений, среди которых многие - канцерогены. Канцерогены образуются и при курении. Например, в табачном дыме содержатся фенантрен, его алкильные замещенные, 1,2-бенз(а)пирен (до 30 нг в дыме одной сигареты). При горении сигареты, кроме того, образуется оксид азота, КО. Хотя он и существует в воздухе короткое время, тем не менее успевает прореагировать с органическими аминами, которыми богаты пищевые продукты. В результате этой реакции образуются нитрозоами-ны - одни из самых сильных канцерогенов. Расхожий штамп "курить - здоровью вредить" (особенно на кухне) приобретает таким образом еще более устрашающее звучание.
Химический состав воздуха внутри помещений, как оказалось, формируется не только за счет естественных и антропогенных факторов, но и в результате различных химических превращений с участием загрязнителей. Эти превращения связаны не только с высокотемпературными источниками, упомянутыми выше.
Так, под влиянием ультрафиолетового излучения или в присутствии следов озона и оксидов азота в воздушной среде углеводороды, особенно непредельные или ароматические, подвергаются трансформации. Например, при деструкции в этих условиях малотоксичного пентана образуются 26 новых соединений с более высокой токсичностью, среди которых обнаружены формальдегид, ацетальдегид, другие альдегиды, акрилонитрил, муравьиная кислота. При деструкции фенола обнаружены 25 соединений, в том числе нитрофенол, бензальдегид, ацетофенон, ацетальдегид. При воздействии ультрафиолетового облучения образуется атомарный кислород, который затем участвует во вторичных реакциях окисления углеводородов с образованием альдегидов, кетонов и других кислородсодержащих соединений. В этих реакциях могут участвовать и оксиды азота. Интересно отметить, что подобные реакции протекают на солнечном свету в зоне промышленных выбросов и на автомагистралях. Образовавшиеся альдегиды могут затем поступать с атмосферным воздухом в жилые дома через систему вентиляции.
Другим инициатором превращений ЛОС является озон. Обнаружено, что при озонировании воздуха помещений химические загрязнители, мигрирующие из полимерных материалов, превращаются в различные токсичные соединения, отсутствующие первоначально, до озонирования. Поскольку О3 относится к сильным окислителям, то его используют для устранения некоторых примесей в воздушной среде, в частности следов табачного дыма. В самом табачном дыме обнаружено около 2000 компонентов, из которых более 100 обладают токсичностью. Адсорбируясь на поверхности стен, полов, мебели, они затем возвращаются в воздушную среду, загрязняя ее. В специальных экспериментах с озонированием воздуха в таком помещении идентифицировано около 93 ЛОС: формальдегид, ацетон, изопрен, бензол, толуол, ксилол, стирол, фенол и другие - с их общимсодержанием ~ 5,4 мг/м3. Озонирование воздуха, содержащего табачный дым, приводит к увеличению концентрации кислородсодержащих соединений. Отсюда следует вывод, что проводить озонирование воздушной среды помещения, содержащей табачный дым, не следует.
Таким образом, необходимо в совокупности учитывать факторы риска, которые могут способствовать повышению степени экологической опасности жилой среды и ухудшению комфортности среды обитания человека. Неудачное стечение обстоятельств (отсутствие вентиляции или систем воздухоочистки, метеоусловия) может привести к чрезвычайной ситуации, в которой будет происходить заболевание людей, особенно в районах новых жилых застроек. Поэтому необходимы оценка потребительских качеств жилья или офиса и соответствие их санитарно-гигиеническим нормам. Эти задачи решаются средствами аналитической химии.
Для оценки степени загрязнения воздуха в помещении аналитики вначале использовали обычные инструментальные методы, позволяющие в условиях стационарной лаборатории определить с высокой чувствительностью содержание микрокомпонентов. Затем появились переносные портативные приборы, позволяющие без особых хлопот провести замеры воздуха в любой точке закрытого помещения. При этом применяли поглотительные трубки, наполненные сорбентом, или их наборы, через которые насосом прокачивали воздух. Наполнители-сорбенты избирательно концентрировали микрокомпоненты воздуха. Затем в стационарных лабораториях проводили определение сконцентрированных микрокомпонентов воздуха, используя методы газовой хроматографии. За счет предварительного концентрирования на сорбента