Атмосфера як елемент біосфери та фактор здоров’я(структура, склад, властивості, можливі зрушення у стані здоров’я та захворювання).Способ

Термосфера (коли йдеться про її електричні властивості, її називають іоносферою) простягається від 80 до 800-1000 км. Там гази дуже розріджені, тиск дуже низький. З цих причин молекули там рухаються з такою швидкістю, як у газі, нагрітому до кількох сотень градусів. Термосфера - інверсійний іонізований шар повітря, розташований вище від низьких температур. За вимірами штучних супутників і геофізичних ракет, температура на висоті 150 км становить 600°С, на висоті 200 км - 1000°С, на висоті 500 км - до 2200-2750°С.

Під впливом космічної радіації молекули газів іонізуються - утворюють додатні й від'ємні іони і вільні електрони. В іоносфері виникають полярні сяйва, спостерігаються різні коливання магнітного поля.

Екзосфера, або сфера  розсіювання, розташована на висоті понад 800 - 1000 км. Вона характеризується найбільшою розрідженістю газів: окремі їхні частинки, рухаючись з великими швидкостями, майже не стикаються одна з одною. Це - верхній шар атмосфери, який межує з міжпланетними просторами. Він простягається до висоти, що вимірюється кількома десятками тисяч кілометрів, де густина повітря близька до густини міжпланетного простору (одна молекула, атом або іон на 1 куб. см). Це зона відтікання легких газів атмосфери в Космос, тому екзосферу називають ще сферою розсіювання.

Густина повітря з  висотою зменшується, тому маса атмосфери навколо Землі розподіляється так: у шарі повітря до 5 км зосереджено близько 50 % усієї маси атмосфери, в товщі тропосфери - близько 79 % її маси, в стратосфері й мезосфері разом - близько 20 %, у термосфері - менш як 0,5 %. Маса атмосфери становить 1/1000 000 маси Землі.

 

 

 

4. Забруднення атмосфери і стан здоров’я людини

Кисень необхідний для  дихання більшості живих істот (виняток становить лише невелика кількість анаеробних мікроорганізмів). Азот входить а склад білків і азотистих сполук, з ним пов'язано походження життя на землі. Вуглекислий газ є джерелом вуглецю органічних речовин - другого найважливішого компонента цих сполук.

За добу людина вдихає близько 12-15 м3 кисню, а виділяє приблизно 580 л  вуглекислого газу. Тому атмосферне повітря є одним з основних життєво важливих елементів навколишнього нас середовища.

Необхідно зазначити, що у видаленні  від джерел забруднення його хімічний склад досить стабільний. Проте в  результаті господарської діяльності людини з'явилися вогнища вираженого забруднення повітряного басейну в тих районах, де розміщені великі промислові центри. Тут в атмосфері відзначають наявність різних твердих і газоподібних речовин, що роблять несприятливий вплив на умови життя і здоров'я населення.

До теперішнього часу накопичилося багато наукових даних про те, що забрудненість атмосфери, особливо у великих містах, досягла небезпечних  для здоров'я людей розмірів. Відомо чимало випадків захворювань і навіть смерті жителів міст індустріальних центрів в результаті викидів токсичних речовин промисловими підприємствами і транспортом за певних метеорологічних умовах. У зв'язку з цим в літературі часто згадуються катастрофічні випадки отруєння людей в долині Маас (Бельгія), в місті Донорі (США), в Лондоні, Лос-Анджелесі, Пітсбурзі та ряді інших великих містах не тільки Західної Європи, але і в Японії, Китаї , Канаді, Росії та ін

Двоокис кремнію та вільний  кремній, що містяться в летючої  попелі, є причиною важкого захворювання легенів, що розвивається у робітників «курних» професій, наприклад, у гірників, працівників коксохімічних, вугільних, цементних і ряду інших підприємств. Тканина легких замінюється сполучною тканиною, і ці ділянки перестають функціонувати. У дітей, які проживають поблизу потужних електростанцій, не обладнаних пиловловлювачами, виявляють зміни в легенях, подібні з формами силікозу. Велика забрудненість повітря димом і кіптявою, що триває протягом декількох днів, може викликати отруєння людей зі смертельним результатом.

Особливо згубно діє  на людину забруднення атмосфери  в тих випадках, коли метеорологічні умови сприяють застою повітря над містом.

Вміщені в атмосфері шкідливі речовини впливають на людський організм при контакті з поверхнею шкіри або слизовою оболонкою. Поряд з органами дихання забруднювачі вражають органи зору та нюху, а впливаючи на слизову оболонку гортані, можуть викликати спазми голосових зв'язок. Вдихувані тверді і рідкі частки розмірами 0,6-1,0 мкм досягають альвеол і абсорбуються в крові, деякі накопичуються в лімфатичних вузлах.

Забруднене повітря  дратує здебільшого дихальні шляхи, викликаючи бронхіт, емфізему, астму. До подразниками, що викликають ці хвороби, відносяться SO2 і SO3, азотисті пари, HCl, HNO3, H2SO4, H2S, фосфор і його сполуки. Пил, що містить оксиди кремнію, викликає важке легеневе захворювання - силікоз. Дослідження, проведені у Великобританії, показали дуже тісний зв'язок між атмосферним забрудненням і смертністю від бронхітів.

Вуличні очні травми, викликані  летючої золою та іншими забруднювачами атмосфери, у промислових центрах  досягають 30-60% всіх випадків очних  захворювань, які дуже часто супроводжуються  різними ускладненнями, кон'юктевітамі.

Ознаки і наслідки дій забруднювачів повітря на організм людини проявляються здебільшого  в погіршенні загального стану здоров'я: з'являються головний біль, нудота, відчуття слабкості, знижується або  втрачається працездатність. Окремі забруднюючі речовини викликають специфічні симптоми отруєння. Наприклад, хронічне отруєння фосфором спочатку проявляється болями в шлунково-кишковому тракті і пожовтінням шкіряного покриву. Ці симптоми супроводжуються втратою апетиту і уповільненням обміну речовин. Надалі отруєння фосфором призводить до деформації кісток, які стають все більш крихкими. Знижується опірність організму в цілому.

СО. Безбарвний і не має  запаху газ. Впливає на нервову і  серцево-судинну систему, викликає задуху. Первинні симптоми отруєння оксидом вуглецю (поява головного болю) виникають у людини через 2-3 години його перебування в атмосфері містить 200-220 мг/м3 СО; при більш високих концентраціях СО з'являється відчуття пульсу у скронях, запаморочення. Токсичність СО зростає при наявності в повітрі азоту, в цьому випадку концентрацію СО в повітрі необхідно знижувати в 1.5 рази.

Оксиди азоту. NO N2O3 NO5 N2O4. В атмосферу викидається в  основному діоксид азоту NO2 - безбарвний не має запаху отруйний газ, дратівливо діє на органи дихання. Особливо небезпечні оксиди азоту в містах, де вони взаємодіють з вуглецями вихлопних газів і утворюють фотохімічний туман - зміг. Отруєний оксидами азоту повітря починає діяти з легкого кашлю. При підвищенні концентрації NO, виникає сильний кашель, блювота, іноді головний біль. При контакті з вологою поверхнею слизової оболонки оксиди азоту утворюють кислоти HNO3 і HNO2, які призводять до набряку легенів.

SO2-безбарвний газ з  гострим запахом, уже в малих  концентраціях (20-30 мг/м3) створює  неприємний смак у роті, дратує слизисті оболонки очей і дихальних шляхів. Вдихання SO2 викликає хворобливі явища в легенях і дихальних шляхах, іноді виникають набряк легенів, глотки і параліч дихання. Дія сірковуглецю супроводжується важкими нервовими розладами, порушенням розумової діяльності.

Вуглеводні (пари бензину, метану тощо) мають наркотичну дію, у малих концентраціях викликає головний біль, запаморочення і т.п. Так при вдиханні протягом 8 годин  парів бензину в концентрації 600 мг/м3 виникають головні болі, кашель, неприємні відчуття в горлі.

Альдегіди. При тривалому  впливі на людину альдегіди викликають подразнення слизових оболонок очей і дихальних шляхів, а при підвищенні концентрації відзначається головний біль, слабкість, втрата апетиту, безсоння.

Сполуки свинцю. В організм через органи дихання надходить  приблизно 50% сполук свинцю. Під дією свинцю порушується синтез гемоглобіну, виникає захворювання дихальних  шляхів, сечостатевих органів, нервової системи. Особливо небезпечні сполуки  свинцю для дітей дошкільного віку. У великих містах вміст свинцю в атмосфері досягає 5-38 мг/м3, що перевищує природний фон в 10 000 разів.

Ознаки отруєння сірчистим  ангідридом помічають по характерному присмаку і запаху. У концентрації 6-20 см3 / м він викликає подразнення слизових оболонок носа, горла, очей, дратуються зволожені ділянки шкіри. Особливо небезпечні поліциклічні ароматичні вуглеводні типу 3,4-бензопірена (C20H12), що утворюються при неповному згорянні палива. За даними низки науковців, вони мають канцерогенні властивості.

Дисперсний склад пилу і туманів визначає загальну проникаючу здатність в організм людини шкідливих  речовин. Особливу небезпеку становлять токсичні тонкодисперсні порошини з  розміром частинок 0,5-1,0 мкм, які легко проникають в органи дихання.

Нарешті різні прояви дискомфорту у зв'язку із забрудненням повітря - неприємні запахи, зниження освітленості й інші психологічно негативно діють на людей.

Знаходяться в атмосфері  і випадають шкідливі речовини вражають і тварин. Наприклад, в Австрії свинець накопичувався в організмі зайців, які харчувалися травою уздовж автострад. Трьох таких зайців, з'їдених за один тиждень, цілком достатньо, щоб людина могла захворіти в результаті свинцевого отруєння.

Крім того, разом з  викидами в атмосферне повітря, народне господарство втрачає багато цінних продуктів. Деякі викидаються речовини руйнують металеві конструкції, бетон, природні будівельні кам'яні матеріали, і т.п., завдаючи тим самим шкоду промисловим об'єктам і архітектурним пам'яткам.

 

5. Стан повітряного середовища України

Основними забруднювачами повітря України є підприємства чорної металургії (33%), енергетики (30%), вугільної промисловості (10%), хімічної та нафтохімічної промисловості (7%).

Щорічно по всій Україні  в атмосферу виділяється 17 мільйонів тонн шкідливих речовин, тобто на кожну людину - по 300 кг.

Понад третину всіх промислових  викидів шкідливих домішок у  повітрі припадає на теплові станції, які використовують паливо.

Найбільший внесок у  викиди сірчистого ангідриду дають  підприємства енергетики, чорної металургії та вугільної промисловості (їх частка складає 80% викидів).

У викиди оксидів азоту  головний внесок - 72% - дають підприємства енергетики та металургії.

Підприємства хімічної, нафтохімічної і газової промисловості  дають найбільший внесок - 43% - у викиди вуглеводнів.

Більше третини загального обсягу шкідливих викидів в атмосферу  дає автотранспорт - 6,5 млн. тонн на рік. В Євпаторії та Ужгороді згаданий показник складає 91% від загальної  кількості викидів.

Встановлено два нормативи забруднення повітря: максимально-разова і середньодобова гранично допустима концентрація (ГДК).

Максимально-разова ГДК  необхідна для попередження рефлекторних реакцій у людини (відчуття запаху, зміни біоелектричної активності головного  мозку, світлової чутливості очей тощо) при короткотривалому впливу забруднювачів (до 20 хв.), а середньодобова - з метою попередження їх резорбтивного (загальнотоксичного, канцерогенного, мутагенного та ін.) впливу.

Для оцінки впливу забруднювачів  на здоров'я населення потрібно користуватися не лише максимально-разовими і середньодобовими ГДК, які регламентують вміст хімічних речовин у повітрі населених пунктів, але й показниками, які характеризують вміст шкідливих речовин за тривалий період (місяць, рік). Підставою для цього є те, що невеликі концентрації речовин при тривалій дії справляють такий же негативний ефект, що й висока концентрація за короткий проміжок часу.

Встановлено, що довготривале забруднення атмосферного повітря  сірчистим газом, окислами вуглецю, азоту та іншими речовинами шкідливо впливає на здоров'я людей. При цьому може збільшуватися загальна захворюваність населення, яка обумовлена ураженням окремих органів і систем організму.

На території України  функціонує 1500 підприємств зі шкідливими відходами. Загальна кількість відходів щороку збільшується на 12 мільйонів тонн.

Найбільш високе забруднення  атмосферного повітря характерне для  Донецького і Придністровського  регіонів України, а також навколо  обласних центрів.

В нашій державі вживаються заходи щодо зниження викидів в атмосферу шляхом оснащення джерел викидів шкідливих речовин пилогазоочисними установками. Здійснюється заміна або реконструкція морально та фізично застарілих пилогазоочисних установок, впровадження мало- та безвідходних технологічних процесів та інше. Одне з провідних місць у забрудненні атмосфери займає транспорт. Так, більше 40% оксиду вуглецю, 46% вуглеводнів і близько 30% окислів азоту від загальної кількості цих речовин, які потрапляють в атмосферу, припадає на транспорт. Загальний обсяг шкідливих викидів автотранспорту - 2,7 млн. тонн на рік. В Україні викиди автотранспорту становлять близько 27% від всього об'єму викидів забруднюючих речовин.

 

 

6. Методи та засоби очищення викидів в атмосферу

Методи та засоби очищення викидів в атмосферу. Однією з особливостей атмосфери є її здатність до самоочищення. Самоочищення атмосферного повітря відбувається внаслідок сухого та мокрого випадання домішок, абсорбції їх земною поверхнею, поглинання рослинами, переробки бактеріями, мікроорганізмами та іншими шляхами. Садіння дерев та кущів сприяє очищенню повітря від пилу, оксидів вуглецю, діоксидів сірки та інших речовин. Найкращі поглинальні властивості стосовно діоксиду сірки має тополя, липа, ясен. Одне доросле дерево липи може акумулювати протягом доби десятки кілограмів діоксиду сірки, перетворюючи його в нешкідливу речовину. Велика роль в очищенні атмосферного повітря належить ґрунтовим бактеріям та мікроорганізмам. Однак можливості природи щодо самоочищення обмежені, що слід враховувати при розробці нормативів ГДВ.