Загрязнение воздуха

содержание

 

 

1. введение……………………………………………………...2
2. Атмосфера Земли, ее структура и свойства……………….3
3. Природный химический состав атмосферного  воздуха….4
4. Физические свойства атмосферного воздуха, гигиеническое значение………………………………………………………5
5. Экологические и гигиенические проблемы загрязнения атмосферного воздуха…………………………………………….8
6. Основные загрязняющие вещества атмосферного воздуха. Экологические и гигиенические проблемы загрязнения атмосферного воздуха…………………………………………….9
7. Глобальные экологические проблемы, связанные с загрязнением атмосферного воздуха………………………………13
8. Заключение…………………………………………………16

 

Введение

 

Атмосферный воздух среди факторов окружающей среды оказывает на организм человека наибольшее влияние. Без пищи человек может обходиться до 70 дней, без воды — 5-7 Дней, а без воздуха — лишь минуты. Вдыхая каждую минуту от 50 до 100 л воздуха, человек за сутки потребляет его до 12-15 кг, а это значительно превосходит среднесуточную потребность в пище и воде.

Значение атмосферного воздуха в жизни человека чрезвычайно велико и многообразно. Прежде всего воздух человеку нужен как постоянный источник кислорода, необходимого для окислительных процессов и сохранения жизни.

В процессе эволюции между организмом человека и воздушной средой создалось определенное равновесие. Нарушение его, резкие изменения химических, физических свойств воздуха, загрязнение воздуха токсическими примесями, патогенными микроорганизмами, пылью могут способствовать развитию в организме негативных процессов, нарушающих состояние здоровья людей.

Более полное понимание значения атмосферного воздуха для жизни и здоровья людей требует рассмотрения основных особенностей строения и свойств атмосферы Земли.

 

Атмосфера Земли, ее структура и свойства

 

Атмосфера (от греч. atmos — пар и sphaira — шар) — газообразная оболочка Земли и других небесных тел. У земной поверхности она в основном состоит из азота (78,08%), кислорода (20,95%), аргона (0,93%), водяного пара (0,2-2,6%), углекислого газа (0,03%). По распределению температуры с высотой атмосферу делят на следующие слои: тропосферу, где наблюдается интенсивная атмосферная турбулентность и развиваются погодные процесса (образование облаков, выпадение осадков и пр.); над тропосферой расположен переходный слой — тропопауза, выше которой находятся стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера, составляющие вместе так называемые верхние слои атмосферы.

Тропосфера (от греч. tropos — поворот, изменение и сфера) — нижняя, преобладающая по массе часть земной атмосферы, в которой температура понижается с высотой. В тропосфере постоянно происходит перемещение воздушных масс в самых различных направлениях: в вертикальном, горизонтальном, вихреобразном. Основная масса водяных паров сосредоточена именно в тропосфере, в которой формируются облака, туманы, атмосферные осадки. На состоянии тропосферы отражаются все процессы, происходящие на Земле. Поэтому в тропосфере постоянно присутствуют пыль, сажа, газы, микроорганизмы, разнообразные токсические вещества и т.д.

Стратосфера (от лат. stratum — слой и греч. sphaira — шар) — слой атмосферы между тропосферой и мезосферой (от 8-16 до 45-55 км). Стратосфера отличается чрезвычайно низкой влажностью и на границе с нижним ее слоем имеет температуру около -60 °С. В верхнем слое температура возрастает до +100 °С. В стратосфере под влиянием космического излучения и коротковолновой солнечной радиации молекулы кислорода ионизируются, образуя озон. Около 60% всего количества озона расположено в слое от 16 до 32 км. Важнейшими особенностями стратосферы являются воздушные течения, имеющие преимущественно горизонтальное направление, а также значительная разреженность воздуха. В связи с этим частицы, загрязняющие стратосферу, длительно не оседают и распространяются на огромные расстояния над поверхностью Земли. Такие загрязнения называются глобальными.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Природный химический состав атмосферного воздуха

По химическому составу чистый атмосферный воздух представляет собой смесь газов: кислорода, углекислого газа, азота, целого ряда инертных газов. С высотой, в результате уменьшения плотности атмосферы, снижаются концентрация и парциальное давление всех газов в воздухе.

Кислород (О2) по биологической роли — самая важная составная часть воздуха. Он необходим для окислительных процессов и находится в крови, в основном, в связанном состоянии — в виде оксигемоглобина, который переносится эритроцитами к клеткам организма. Убыль кислорода пополняется за счет больших запасов в атмосфере, а также в результате деятельности фитопланктона океанов и наземных растений. Уровень кислорода у поверхности Земли приблизительно одинаков и составит 20,7-20,9%.

Организм человека очень чувствителен к недостатку кислорода. Снижение его содержания в воздухе до 17% приводит к учащению пульса и дыхания. Содержание в воздухе 7-8% кислорода несовместимо с жизнью. Увеличение содержания кислорода до 100% при нормальном давлении человеком переносится легко. С повышением давления до 405,3 кПа (4 атм) происходят местные поражения тканей легких и функциональные нарушения центральной нервной системы. Вместе с тем при содержании кислорода до 40-60% и давлении до 303,94 кПа (3 атм) в барокамере наблюдается улучшение усвоения кислорода тканями, отмечается нормализация нарушенных функций.

У здоровых людей кислородное голодание может наблюдаться при полетах (высотная болезнь) и при восхождении на вершины (горная болезнь, начинающаяся на высоте около 3 км).

Дозированное увеличение парциального давления кислорода в воздухе в барокамерах используется в хирургии, терапии и неотложной помощи.

Углекислый газ (CO2), или диоксид углерода, в природе находится в свободном и связанном состоянии. До 70% углекислого газа растворено в воде морей и океанов, в состав некоторых минеральных соединений (известняков и доломитов) входит около 22% общего количества диоксида углерода. Остальное количество приходится на животный и растительный мир (каменный уголь, нефть и гумус). В природе происходят непрерывные процессы выделения и поглощения диоксида углерода. В атмосферу он выделяется в результате дыхания человека и животных, а также горения, гниения, брожения. Кроме того, диоксид углерода образуется при промышленном обжиге известняков и доломитов, возможно его выделение с вулканическими газами.

Азот (N) принадлежит к инертным газам, он не поддерживает дыхание и горение. В природе происходит круговорот азота. Азот воздуха усваивается некоторыми бактериями почвы, а также сине-зелеными водорослями. Азот воздуха под влиянием электрических разрядов превращается в окислы, которые, вымываясь из атмосферы осадками, обогащают почву солями азотистой и азотной кислоты. В почве под влиянием бактерий происходит цикл расщепления солей азотистой и азотной кислоты на составляющие, необходимые для синтеза белка растениями. Наряду с усвоением азота происходит его выделение в атмосферу при горении, небольшое количество выделяется при разложении органических соединений. При разложении этих соединений азот восстанавливается и поступает в атмосферу, а затем его вновь связывают биологические объекты.

Азот является разбавителем кислорода, так как дыхание чистым кислородом приводит к необратимым последствиям. При концентрациях азота, превышающих допустимые (90-93%), наступает смерть. Наиболее выраженные неблагоприятные свойства азота проявляются в условиях повышенного давления, что связано с его наркотическим действием и участием в развитии кессонной болезни.

Кроме азота к инертным газам, содержащимся в атмосферном воздухе, относятся аргон, неон, гелий, ксенон и другие. В химическом отношении они инертны, а их опасное воздействие на организм связано с их радиоактивностью. В природных условиях они определяют естественную радиоактивность атмосферы.

 

Физические свойства атмосферного воздуха, гигиеническое значение, влияние на организм человека

Физические свойства атмосферного воздуха определяются его барометрическим давлением, подвижностью, влажностью, температурой и электрическим состоянием.

Барометрическое давление. На поверхности Земли колебания атмосферного давления связаны с погодными условиями и в течение суток не превышают 4-5 мм рт. ст. Однако существуют особые условия жизни и трудовой деятельности человека, при которых отмечаются значительные колебания атмосферного давления как в сторону понижения, так и в сторону повышения.

Воздействие пониженного атмосферного давления на организм человека можно, наблюдать у летчиков в высотных полетах, у альпинистов и туристов при подъемах на высоту, у лиц, работающих в высокогорных местностях. Подобные условия способны вызвать у людей развитие высотной (горной) болезни. Основным этиологическим фактором горной болезни является понижение парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе по мере подъема на высоту. Симптоматика высотной (горной) болезни характеризуется многообразием, быстрым или постепенным развитием. В первую очередь появляются симптомы поражения центральной нервной системы и органов чувств, затем сердечнососудистой и дыхательной систем. Это проявляется эйфорией, сменой настроения, снижается острота зрения, падает слух, возникают носовые кровотечения и т.д.

Горная болезнь развивается относительно медленно — через несколько часов или суток после подъема на высоту. Высотная болезнь" летчиков отличается острым течением и более тяжелыми проявлениями.

Повышенное атмосферное давление является основным производственным фактором у водолазов, у рабочих при строительстве подводных туннелей, метро. Опасность для развития кессонной болезни возникает при подъеме на поверхность с нормальным атмосферным давлением повышается риск появления газовых эмболов и массивная закупорка ими сосудов.

Подвижность воздуха. Разница в температуре и давлении обусловливает перемещение воздушных масс. Движение воздуха характеризуется направлением и скоростью. Направление определяется стороной света, откуда дует ветер, а скорость — расстоянием, проходимым массой воздуха в единицу времени (м/с). Преобладающее направление ветра в данной местности необходимо учитывать при планировке населенных мест, размещении на их территории жилых зданий, больниц, детских учреждений. Для каждой местности характерна закономерная повторяемость ветров преимущественно одного направления. Для выяснения господствующего для данного места направления ветра строится роза ветров. Роза ветров — графическое изображение числа повторяемости ветров по румбам (направлениям), наблюдающихся в данной местности в течение года.

Сильный ветер резко увеличивает теплоотдачу путем конвекции и испарения пота. В жаркие дни ветер оказывает благоприятное влияние на организм, так как предохраняет его от перегревания. При низких температурах и высокой влажности движение воздуха способствует переохлаждению.

Гигиеническое значение движения воздуха заключается в том, что оно способствует вентиляции помещений, а также играет важную роль в удалении и самоочищении поступающих в атмосферу загрязнений.

Движение воздуха является метеорологическим фактором, который в комплексе с температурой и влажностью воздуха действует на тепловой обмен человека. Гигиеническое значение ветра состоит в том, что он способствует проветриванию улиц, дворов и усилению естественной вентиляции в помещениях.

Температура воздуха. Атмосферный воздух нагревается от земной поверхности за счет тепла, полученного от Солнца.

Температура воздуха зависит от географической ширины. Самая высокая температура на земном шаре наблюдается в южных широтах. В странах Африки, Южной Америки, Центральной Азии в теплое время года она достигает 63°С, в холодное время года снижается до - 15°С. В Антарктиде температура может понижаться до — 94°С. Температура воздуха снижается с увеличением высоты над уровнем моря. Нагретые приземные слои воздуха поднимаются и постепенно охлаждаются в среднем на 0,6°С на 100 м подъема.

Под воздействием температуры происходят различные физиологические сдвиги во многих системах организма. При повышенных температурах (25-35°С) окислительные процессы в организме несколько снижаются, но в дальнейшем могут возрастать. Дыхание учащается и становится поверхностным. Легочная вентиляция вначале возрастает, а затем остается без изменений.

Длительное воздействие высокой температуры приводит к нарушению водно-солевого и витаминного баланса. Особенно характерны эти изменения при выполнении физической работы, сопровождающейся потоотделением. При тяжелой физической работе в условиях повышенной температуры может выделяться до 10 л пота, а с ним. до 30-40 г хлорида натрия, до 20% водорастворимых витаминов. В результате нарушения водно-солевого баланса могут развиться судороги.

При воздействии температуры усиливается кровоснабжение кожи и подкожной клетчатки за счет расширения системы капилляров. Частота сердечных сокращений возрастает вследствие раздражения терморецепторов, повышения температуры крови и образования продуктов метаболизма. Артериальное давление при действии высоких температур снижается. Повышается вязкость крови, увеличивается содержание гемоглобина и эритроцитов.

Со стороны центральной нервной системы действие высоких температур проявляется в ослаблении внимания, замедлении двигательных реакций, ухудшении координации движений.

Длительное воздействие высокой температуры приводит к гипертермии. При легкой форме гипертермии основным признаком является повышение температуры тела до 38°С и более, наблюдаются гиперемия лица, потоотделение, слабость, головокружение, тошнота, рвота. В тяжелых случаях перегревание протекает в форме теплового удара.  подъем температуры тела до 41°С, падение артериального давления, потеря сознания, судороги, дыхание частое и поверхностное.