Загрязнение воздуха

Под воздействием низких температур снижается температура кожи, при этом отмечаются ухудшение тактильной чувствительности, понижение сократительной способности мышц. Изменяется функциональное состояние центральной нервной системы, проявляющееся ослаблением болевой чувствительности, адинамией, сонливостью. Понижение температуры отдельных участков тела приводит к болевым ощущениям.

Влажность воздуха. Имеет большое значение, поскольку влияет на теплообмен с окружающей средой.

Абсолютная влажность воздуха дает представление об абсолютном содержании водяных паров в граммах в 1 м3 воздуха, но не показывает степень насыщения воздуха парами. При одной и той же абсолютной влажности насыщение воздуха водяными парами будет различно при разной температуре.

Влажность воздуха обусловливается испарением воды с поверхности морей и океанов. Влажность подвержена вслед за температурой суточным колебаниям. Чем выше температура воздуха, тем больше паров требуется для его полного насыщения. В гигиеническом отношении наиболее важное значение имеет относительная влажность. Относительная влажность — отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах. Она дает представление о степени насыщения воздуха водяными парами и свидетельствует о возможности отдачи тепла путем испарения. В условиях дефицита влажности воздуха более интенсивно будет протекать отдача тепла при потоотделении.

Высокая температура воздуха с низкой его влажностью переносится человеком легче, чем при высокой влажности. С увеличением влажности воздуха снижается отдача тепла. Насыщение воздуха водяными парами в условиях низкой температуры будет способствовать переохлаждению тела.

При обычных метеорологических условиях оптимальной относительной влажностью является 40-60%.

 

Экологические и гигиенические проблемы загрязнения атмосферного воздуха

Атмосферный воздух является основной средой деятельности биосферы, соотношение между основными его компонентами существенно не изменилось, однако в период промышленной и научно-технической революции увеличился объем загрязнений атмосферы газами и аэрозолями техногенного происхождения. Основной вклад в высокий уровень загрязнения воздуха вносят предприятия черной и цветной металлургии, химии и нефтехимии, стройиндустрии, энергетики, целлюлозно-бумажной промышленности, а в некоторых городах — и котельные. Из года в год возрастает загрязнение атмосферного воздуха веществами, характерными для автомобильного транспорта.

Практически четвертая часть всех загрязняющих веществ, образовавшихся в процессе промышленного производства, поступает в атмосферный воздух. К концу XX века в стране насчитывалось 18,6 тыс. предприятий, производящих выбросы в атмосферу.

Под загрязнением атмосферы следует понимать изменения ее состава при поступлении примесей естественного и антропогенного происхождения.

Загрязнения окружающей среды подразделяют на природные, вызванные естественными явлениями (извержение вулканов, пыльные бури, лесные пожары), и антропогенные.

В нашей стране приняты среднесуточные ПДК (предельно допустимые концентрации) вредных веществ в атмосферном воздухе, служащие для предотвращения хронического действия загрязнителя на здоровье людей. Используется также показатель — предельно допустимый выброс (ПДВ) — это научно-технический норматив, устанавливаемый для каждого источника выброса, который обеспечивает соблюдение ПДК в атмосферном воздухе.

Число жителей, испытывающих опасное влияние различных веществ, содержание которых в атмосфере в 10 раз превышает ПДК, достигает 45—50 млн. человек, в 5 раз — 55-60 млн. чел. Повышенный уровень загрязнения атмосферного воздуха часто связан с поступлением в атмосферу таких вредных веществ, как оксиды азота, монооксид углерода, формальдегид, углеводороды, сернистый ангидрид.

Большой объем выбросов, загрязняющих атмосферу, приходится на долю предприятий энергетики (27,9% промышленного выброса), цветной (22,8%) и черной (15,0%) металлургии.

Вещества, загрязняющие атмосферный воздух, многочисленны, разнообразны и неодинаковы в отношении вредности. Они обнаруживаются в воздухе в разных агрегатных состояниях: в виде твердых частиц, в виде пара, жидкости и газа.

Основные загрязняющие вещества атмосферного воздуха. Экологические и гигиенические проблемы загрязнения атмосферного воздуха

Загрязнение воздушного бассейна происходит из трех основных источников: отопление жилищ, промышленные предприятия и автомобильный транспорт.

Загрязняющие вещества довольно разнообразны. Различают пассивные и активные загрязнители воздуха. К числу пассивных относятся сажа, пыль, зола. Активными загрязняющими веществами, обладающими токсическими свойствами, являются производные углерода (углекислый газ и окись углерода), сера, окислы азота, окислы свинца, бензпирен и другие.

Загрязнение атмосферного воздуха обуславливает до 30% общей заболеваемости населения промышленных центров.

По мнению специалистов, суммарные выбросы в атмосферу составляют 360 тонн отравляющих веществ на 1 км3.

По данным, содержащимся в Государственном докладе о санитарном благополучии населения России, только 15% российских горожан проживает на территории с допустимым уровнем загрязнения атмосферного воздуха. В результате сжигания топлива в атмосферу поступает более 20 млрд. тонн двуокиси углерода и более 700 млн. тонн других пара и газообразных соединений и твердых частиц.

Мировой автопарк, расходуя ежегодно более 500 млн. тонн топлива, выбрасывает в атмосферу около 200 млн. тонн вредных веществ, обладающих канцерогенным, мутагенным, эмбриотоксическим действием. Среди них — оксиды азота, углерода, свинец и другие вещества.

Рассмотрим подробнее наиболее распространенные загрязнители атмосферного воздуха.

Оксид углерода (СО) является продуктом неполного сгорания топлива, попадающим в атмосферный воздух с выбросами промышленных предприятий и выхлопными газами автотранспорта, так как обыкновенный дым содержит около 3% оксида углерода, а выхлоп (газы при нормальном режиме работы двигателя) — 7,7%.

По объему выбросов углерода (1 т углерода соответствует 3,7 т С02) первое место занимают США, за ними следуют страны Европейского экономического сообщества, а затем страны СНГ, на которые приходится более половины выбросов. В России сейчас производится около 80% энергии, Вырабатывавшейся ранее в Советском Союзе. Вклад промышленности России в выбросы углерода в атмосферу весьма велик и составляет около 800 млн. т углерода (что соответствует примерно 3 млрд. т углекислого газа), следовательно, ежегодно на каждого жителя приходится 5,44 т.

В воздухе жилых помещений оксид углерода может появляться при печном отоплении в случае преждевременного закрытия дымовой трубы и в газифицированных помещениях при неисправных горелках и в результат утечки газа из сети.

Табачный дым содержит около 0,5-1,0% оксида углерода. Оксид углерода является токсичным веществом. Проникая через легкие в кровь, он образует прочное химическое соединение с гемоглобином — карбоксигемоглобин, блокируя процессы транспорта кислорода к тканям, в результате чего в организме наступает кислородное голодание — аноксемия острого или хронического характера в зависимости от концентрации. Чаще встречаются хронические отравления, выражающиеся головной болью, снижением памяти, расстройством сна, повышенной утомляемостью.

Диоксид серы (S02) поступает в атмосферу при сжигании топлива, богатого серой, например каменного угля и сернистых сортов нефти, на тепловых электростанциях, нефтеперерабатывающих заводах, в котельных и на других промышленных предприятиях.

Сернистый газ обладает резким запахом и оказывает раздражающее действие на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей'. При хроническом отравлении наблюдаются конъюнктивиты, бронхиты и прочие поражения.

Этот газ оказывает вредное влияние на растительность, особенно на хвойные породы деревьев, а также на металлические поверхности, вызывая их коррозию, так как диоксид серы окисляется в триоксид серы, который с влагой воздуха образует аэрозоль серной кислоты.

Оксиды азота содержатся в выхлопных газах автотранспорта и в выбросах промышленных предприятий, производящих азотную кислоту, азотные удобрения, взрывчатые вещества. Наиболее вредным веществом является диоксид азота, который обладает раздражающим действием на слизистые оболочки верхних дыхательных путей. Попадая в организм человека, он взаимодействует с гемоглобином крови, вызывая образование метгемоглобина и аноксемические расстройства. Длительное вдыхание малых концентраций оксидов азота вызывает появление бронхитов, анемию, ухудшение течения сердечных заболеваний.

Разложение диоксида азота в атмосферном воздухе под влиянием ультрафиолетовых лучей на оксид азота и атомарный кислород приводит к образованию свободных радикалов озона. Оксиды азота и углеводороды соединяются с кислородом и образуют оксиданты, среди которых имеются очень токсичные вещества, участвующие в образовании фотохимического смога вместе с оксидами азота.

Наряду с оксидами азота сильными загрязнителями атмосферы является группа химических веществ, объединенных термином «хлорфторуглероды» (ХФУ), называемых также фреонами. В течение полувека эти химикаты, впервые полученные в 1928 г., считались чудовеществами. Они нетоксичны, инертны, чрезвычайно стабильны, не горят, не растворяются в воде, удобны в производстве и хранении. И поэтому сфера применения ХФУ динамично расширялась. В массовых масштабах их начали использовать в качестве хладагентов при изготовлении холодильников. Затем они стали применяться в системах кондиционирования воздуха, а с началом всемирного аэрозольного бума получили самое широкое распространение. В настоящее время в мире производится примерно 1 300 тыс. тонн озоноразрушающих веществ.

Предполагается, что глобальное загрязнение атмосферы этими веществами может нарушить функционирование озонового слоя Земли.

Фотохимические загрязнители образуются в результате значительных выбросов в атмосферу ряда химических веществ автомобильными и промышленными установками. Фотохимические загрязнители — это комплекс, состоящий из газов и аэрозольных частиц. Данный комплекс фотохимических загрязнителей имеет выраженные окислительные свойства и образуется в ходе реакций, происходящих между летучими углеводородами (нефть) и окислами азота (выбросы транспортными средствами) в присутствии солнечного света. В результате образуется фотохимический смог.

«Кислотные дожди». Этот вид загрязнителей заслуживает серьезного внимания. Кислотные дожди представляют собой смесь растворов серной и азотной кислот. Как считают исследователи Международного института прикладного системного анализа в Вене, средняя кислотность осадков в настоящее время возросла почти в 100 раз по сравнению с тем, что было 180 лет назад. Следствием выпадения «кислотных дождей» является окисление почвы, грунтовых вод, озер, рек, оказывающее отрицательное влияние на леса, посевы сельскохозяйственных культур. В результате гибнет растительный и животный мир.

Озоновый слой Земли — слой атмосферы, близко совпадающий со стратосферой. Это естественная защитная пленка очень тонка: в тропиках ее толщина составляет всего 2 мм, у полюсов она вдвое больше. Озоновый слой активно поглощает УФ-излучение, создает оптимальный световой и термический режим земной поверхности, благоприятный для существования живых организмов на Земле. Озоновый слой защищает всё живое на Земле от губительного действия УФ-излучения. Увеличение УФ-излучения может быть причиной онкологических заболеваний (рак кожи), катаракты глаз, ослабления иммунной системы человека.

Канцерогенные углеводороды — это полициклические ароматические углеводороды, самым сильным из которых является 3,4 бензпирен, поступающие в атмосферу с выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания, выбросами предприятий нефте и коксохимической промышленности и других предприятий, использующих в качестве топлива нефть и каменный уголь. 3,4 бензпирен содержится также в табачном дыме. Бензпирен составляет 1-2% от массы выбрасываемой сажи.

Давно установлена зависимость между уровнем загрязнения атмосферного воздуха канцерогенами и частотой возникновения случаев заболеваний раком легкого. Согласно официальным данным, если в 1940 г. рак бронхолегочной системы занимал 12-е место среди всех форм рака, то в 1960 г. — 5-е, а с 1980 г. по настоящее время — 2-е. Известно также, что заболеваемость раком легких выше у жителей городов с интенсивным автомобильным движением, чем у сельских жителей.

Прочие вредные примеси. В результате сжигания топлива в воздух поступают также летучая зола, сажа, газообразные продукты сжигания. Летучая зола содержит кремний, кальций, магний, алюминий, железо, калий, титан, серу.

Предприятия черной и цветной металлургии загрязняют атмосферу пылью меди, оксидами железа, свинца, разнообразными микроэлементами.

Выхлопные газы автотранспорта, кроме оксида углерода и Оксидов азота, выделяют озон, свинец и сажу, причем на их долю приходится более 70% всей суммы загрязнителей воздуха городов.

С выбросами предприятий химической промышленности и нефтеперерабатывающих предприятий в воздух поступают хлор, сероуглерод, сероводород, меркаптан.

Все вредные химические примеси оказывают неблагоприятное влияние на здоровье населения и санитарные условия жизни в городах.

В последние годы значительное место в загрязнении атмосферного воздуха стали занимать предприятия биотехнологии. Воздушные выбросы таких предприятий содержат органическую пыль, представленную жизнеспособными микроорганизмами, а также конечными и промежуточными продуктами микробиологического синтеза (антибиотики, аминокислоты и другие продукты).

Содержание микроорганизмов в воздухе колеблется как в течение суток, так и в различные сезоны года. В холодный период года воздух менее загрязнен микроорганизмами, а летом наблюдается более высокое их содержание, что связано с высыханием верхних слоев почвы и усиленным поступлением ее частичек в воздух.

Бактериальная обсемененность в городах может достигать 30-40 тыс. в 1 м3, в то время как в зеленой пригородной зоне — около 1 тыс. в 1 м3. Над океанами и снежными вершинами гор воздух почти стерилен.

Воздушная среда является путем передачи многих аэрогенных инфекций, возбудители которых обладают достаточной стойкостью. Через воздух распространяются возбудители коклюша, дифтерии, кори, скарлатины, гриппа.