Загрязненный воздух влияет на человека. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на человека

Загрязненный атмосферный воздух воздействует на здоровье человека и на окружающую природную среду медленно постепенно разрушая различные системы жизнеобеспечения организма. Так, диоксид серы, соединяясь с влагой, образует серную кислоту, которая разрушает легочную ткань человека и животных. Пыль, содержащая диоксид кремния, вызывает тяжелое заболевание легких -- силикоз. Оксиды азота раздражают, а в тяжелых случаях и разъедают слизистые оболочки, например глаз, легких, участвуют в образовании ядовиты туманов и т. д. Особенно опасны они, если содержатся в загрязненном воздухе совместно с диоксидом серы и другими токсичными соединениями. В этих случаях даже при малых концентрациях загрязняющих веществ возникает эффект синергизма, т. е. усиление токсичности всей газообразной смеси. Широко известно действие на человеческий организм оксида углерода (угарного газа). При остром отравлении появляются общая слабость, головокружение, тошнота, сонливость, потеря сознания, возможен летальный исход (Даже спустя 3-7 дней). Однако из-за низкой концентрации СО в атмосферном воздухе он, как правило, не вызывает массовых отравлений, хотя и очень опасен для лиц, страдающих анемией и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Среди взвешенных твердых частиц наиболее опасны частицы размером менее 5 мкм, которые способны проникать в лимфатические узлы, задерживаться в альвеолах легких засорять слизистые оболочки.

Весьма неблагоприятные последствия, которые могут сказываться на огромном интервале времени, связаны и с такими незначительными, по объему выбросами, как свинец, фосфор, кадмий, мышьяк, кобальт и др. Они угнетают кроветворную систему, вызывают онкологические заболевания, снижают сопротивление организма инфекциям и т. д. Пыль, содержащая соединения свинца и ртути, обладает мутагенными свойствами и вызывает генетические изменения в клетках организма. Последствия воздействия на организм человека вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах автомобилей, весьма серьезны и имеют широчайший диапазон действия от кашля до летального исхода.

Бензол является потенциальным возбудителем рака. Высокие концентрации бензола можно обнаружить в воздухе городов, и они могут увеличить количество заболеваний раком. Обнаружение этого источника затруднено из-за значительной роли других источников бензола для людей, например табачного дыма. Другим ароматическим соединением, присутствующим в больших концентрациях в бензине, является толуол (С 6 Н 5 СН 3).Толуол с меньшей вероятностью, чем бензол, может вызывать рак, но он имеет ряд нежелательных качеств. Возможно, наиболее важной является его реакция с образованием соединения типа ПАН, пероксибензилнитрата, который служит потенциальным раздражителем глаз.

Таблица 1 - Влияние выхлопных газов автомобиля на здоровье человека

ВРЕДНЫЕ ВЕЩЕСТВА	ПОСЛЕДСТВИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
Оксид углерода	Препятствует абсорбированию кровью кислорода, что ослабляет мыслительные способности, замедляет рефлексы, вызывает сонливость и может быть причиной потери сознания и смерти
Оксид азота	Влияет на кровеносную, нервную и мочеполовую системы: вызывает, вероятно, снижение умственных способностей у детей, откладываются в костях и других тканях, поэтому опасен в течение длительного времени
	Раздражает слизистую оболочку органов дыхания, вызывает кашель, нарушает работу легких; снижает сопротивляемость к простудным заболеваниям; может обострять хронические заболевания сердца, а также вызывать астму, бронхит.

СЕГОДНЯ В МОСКВЕ - СИЛЬНЕЙШИЙ СМОГ...

Влияние воздуха на здоровье и организм человека

В наше непростое время стрессов, сильных нагрузок, постоянно ухудшающейся экологической обстановки, качество воздуха, которым мы дышим, приобретает особое значение. Качество воздуха, его влияние на наше здоровье напрямую зависит от количества в нем кислорода. Но оно постоянно меняется.

О состоянии воздуха в больших городах, о вредных веществах, загрязняющих его, про влияние воздуха на здоровье и организм человека, мы расскажем вам на нашем сайте www.rasteniya-lecarstvennie.ru .

Около 30 % городских жителей имеют проблемы со здоровьем, и одна из основных причин этому – воздух с низким содержанием кислорода. Чтобы определить уровень насыщенности крови кислородом нужно замерить его с помощью специального прибора – пульсоксиметра.

Такой прибор просто необходимо иметь людям с заболеванием легких, чтобы вовремя определить, что им нужна медицинская помощь.

Как влияет на здоровье воздух жилых помещений?

Как мы уже говорили, содержание кислорода в воздухе, котором мы дышим, постоянно меняется. Например, на морском побережье его количество составляет в среднем 21,9 %. Объем кислорода большого города составляет уже 20,8 %. А в помещении и того меньше, так как и без того недостаточное количество кислорода уменьшается за счет дыхания людей в помещении.

Внутри жилых, общественных помещений даже очень небольшие источники загрязнения создают высокие его концентрации, так как объемов воздуха там небольшой.
Современный человек проводит в закрытых помещениях большую часть своего времени. Поэтому даже небольшое количество токсических веществ (например, загазованный воздух с улицы, отделочные полимерные материалы, неполного сгорания бытового газа) может влиять на его здоровье, работоспособность.

Помимо этого, атмосфера с токсичными веществами действует на человека, сочетаясь с другими факторами: температурой воздуха, его влажностью, радиоактивным фоном и т.п. При несоблюдении гигиенических, санитарных требований (проветривание, влажная уборки, ионизация, кондиционирование) внутренняя среда помещений, где находятся люди, может стать опасной для здоровья.

Также химический состав воздушной атмосферы закрытых помещений значительно зависит от качества окружающего атмосферного воздуха. Пыль, выхлопные газы, токсические вещества, находящиеся снаружи, проникают внутрь помещения.

Чтобы уберечься от этого, следует применять для очищения атмосферы закрытых помещений систему кондиционирования, ионизации, очищения. Чаще проводить влажную уборку, не использовать при отделке дешевые опасные для здоровья материалы.

Как влияет на здоровье городской воздух?

На здоровье человека очень влияет большое количество вредных веществ в городском воздухе. Он содержит большое количество угарного газа (СО) – до 80%, которым «обеспечивает» нас автотранспорт. Это вредное вещество очень коварно, не имеет запаха, цвета и очень ядовито.

Угарный газ, попадая в легкие, связывается гемоглобином крови, препятствует поставку кислорода к тканям, органам, вызывая кислородное голодание, ослабляет мыслительные процессы. Иногда он может вызвать потерю сознания, а при сильной концентрации, может стать причиной смерти.

Помимо угарного газа, городской воздух содержит еще, примерно, 15 других опасных для здоровья веществ. Среди них – ацетальдегид, бензол, кадмий, никель. Городская атмосфера содержит также селен, цинк, медь, свинец, стирол. Высока концентрация формальдегида, акролеина, ксилола, толуола. Их опасность такова, что эти вредные вещества организм человека только накапливает, отчего их концентрация увеличивается. Через некоторое время они уже становится опасными для человека.

Эти вредные химические вещества часто являются виновниками появления гипертонии, ишемической болезни сердца, почечной недостаточности. Также высока концентрация вредных веществ вокруг промышленных предприятий, заводов, фабрик. Проведенными исследованиями было доказано, половина обострения хронических заболеваний проживающих вблизи предприятий людей, вызвана плохим, грязным воздухом.

Намного лучше обстоит дело в сельской местности, «спальных городских районах», где нет рядом предприятий, электростанций, а также невелика концентрация автотранспорта.
Жителей больших городов спасают мощные кондиционеры, которые очищают воздушные массы от пыли, грязи, сажи. Но, следует знать о том, что проходя через фильтр, систему охлаждения-нагрева воздух также очищается от полезных ионов. Поэтому как дополнение к кондиционеру, следует иметь ионизатор.

Больше всего в кислороде нуждаются:

* Дети, им требуется его в два раза больше, сем взрослым.

* Беременные женщины – они расходуют кислород на себя и на будущего ребенка.

* Пожилые люди, а также люди с ослабленным здоровьем. Им необходим кислород для улучшения самочувствия, предотвращения обострения болезней.

* Спортсменам нужен кислород для усиления физической активности, ускорения восстановления мышц после спортивных нагрузок.

* Школьникам, студентам, всем, кто занимается умственным трудом для усиления концентрации внимания, снижения утомляемости.

Влияние воздуха на организм человека очевидно. Благоприятные условия воздушной среды – важнейший фактор сохранения здоровья, работоспособности человека. Поэтому, постарайтесь обеспечить наилучшую очистку воздуха в помещении. А также при первой возможности старайтесь покидать город. Поезжайте в лес, к водоему, гуляйте в парках, скверах.

Дышите чистым, целебный воздухом, необходимым для сохранения вашего здоровья. Будьте здоровы!

Атмосферный воздух: его загрязнение

Загрязнение атмосферного воздуха выбросами автомобильного транспорта

Автомобиль - этот «символ» XX в. в индустриальных странах Запада, где слабо развит общественный транспорт, все чаще становится настоящим бедствием. Десятки миллионов личных автомашин заполнили ули-цы городов и автострады, то и дело возникают многокилометровые «пробки», без толку сжигается дорогостоящее горючее, воздух отравляется ядовитыми выхлопными газами. Во многих городах они превышают суммарные выбросы в атмосферу промышленных предприятий. Суммарная мощность автомобильных двигателей в СССР значительно превышает установленную мощ-ность всех тепловых электростанций страны. Соответственно и горючего автомобили «съедают» гораздо больше, чем тепловые электростанции и если удастся повысить экономичность автомобильных двигателей хо-тя бы немного, это обернется миллионной экономией.

Автомобильные выхлопные газы - смесь примерно 200 веществ. В них содержатся углеводороды-не сгоревшие или не полностью сгоревшие компоненты топлива, доля которых резко возрастает, если двигатель работает на малых оборотах или в момент увеличения скорости на старте, т. е. во время заторов и у красного сигнала светофора. Именно в этот момент, когда нажимают на акселератор, выделяется больше всего несгоревших частиц: примерно в 10 раз больше, чем при работе двигателя в нормальном режиме. К несгоревшим газам относят и обычную окись углерода, образующуюся в том или ином количестве по-всюду, где что-то сжигают. В выхлопных газах двигателя, работающего на нормальном бензине и при нор-мальном режиме, содержится в среднем 2,7% оксида углерода. При снижении скорости эта доля увеличивается до 3,9%, а на малом ходу-до 6,9%.

Монооксид углерода, углекислый газ и большинство других газовых выделений двигателей тяжелее воздуха, поэтому все они скапливаются у земли. Оксид углерода соединяется с гемоглобином крови и мешает ему нести кислород в ткани организма. В выхлопных газах содержатся также альдегиды, обладающие резким запахом и раздражающим действием. К ним относятся акролеины и формальдегид; последний обладает особенно сильным действием. В автомобильных выбросах содержатся также оксиды азота. Двуокись азота играет большую роль в образовании продуктов превращения углеводородов в атмосферном воздухе. В выхлопных газах присутствуют неразложившиеся углеводорода топлива. Среди них особое место занимают непредельные углеводороды этиленового ряда, в частно-сти гексен и пентен. Из-за неполного сгорания топлива в двигателе автомашины часть углеводородов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества. Особенно много сажи и смол образуется при технической неисправности мо-тора и в моменты, когда водитель, форсируя работу двигателя, уменьшает соотношение воздуха и горючего, стремясь получить так называемую «богатую смесь». В этих случаях за машиной тянется видимый хвост дыма, который содержит полициклические углеводороды и, в частности, бенз(а)пирен.

В 1 л бензина может содержаться около 1 г тетраэтилсвинца, который разрушается и выбрасывается в виде соединений свинца. В выбросах дизельного транспорта свинец отсутствует. Тетраэтилсвинец используют в США с 1923 г. в качестве добавки к бензину. С этого времени выброс свинца в окружающую среду непрерывно возрастает. Годовое потребление свинца для бензина на душу населения составляет в США около 800 г. Близкое к токсическому уровню содержание свинца в организме наблюдалось у дорожных полицейских и у тех, кто постоянно подвергается воздействию выхлопных газов автомобилей. Исследованиями было, показано, что в организме голубей, живущих в Филадельфии, содержится в 10 раз больше свинца, чем у голубей, живущих в сельской местности. Свинец - один из основных отравителей внешней среды; и поставляют его главным образом современные двигатели с высокой степенью сжатия, выпускаемые автомобильной промышленностью.
Противоречия, из которых «соткан» автомобиль, пожалуй, ни в чем не выявляется так резко, как в деле защиты природы. С одной стороны, он облегчил нам жизнь, с другой-отравляет ее. В самом прямом и печальном смысле.

Один легковой автомобиль поглощает ежегодно из атмосферы в среднем больше 4 т. кислорода, выбрасывая с выхлопными газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кг окислов азота и почти 200 кг различных углеводородов.

Выхлопные газы автомобилей, загрязнение атмосферы

В связи с резким увеличением числа автомобилей остро встала проблема борьбы с загрязнениями атмосферы выхлопными газами двигателей внутреннего сгорания. В настоящее время 40-60% загрязнений атмосферы вызвано автомобилями. В среднем на один автомобиль выбросы составляют, кг/год окиси углерода 135, окислов азота 25, углеводородов 20, двуокиси серы 4, твердых частиц 1,2, бензпирена 7-10 . Ожидается, что к 2000 г. число автомобилей в мире составит около 0,5 млрд. Соответственно в год они будут выбрасывать в атмосферу, т окиси углерода 7,7-10 , окислов азота 1,4-10 , углеводородов 1,15-10 , двуокиси серы 2,15-10 , твердых частиц 7-10 , бензпирена 40. Поэтому борьба с загрязнениями атмосферы станет еще более актуальной. Имеется несколько путей решения этой проблемы. Весьма перспективным из них является создание электромобилей. 

Вредные выбросы. Точно установлено, что двигатели внутреннего сгорания, прежде всего автомобильные карбюраторные двигатели, являются основными источниками загрязнения. Выхлопные газы автомобилей, работающих на бензине, в отличие от автомобилей, работающих на СНГ, содержат соединения свинца. Такие антидетонационные добавки, как тетраэтилсвинец,- наиболее дешевое средство приспособления обычных бензинов к современным двигателям с высокой степенью сжатия. После сгорания свинецсодержащие компоненты этих добавок попадают в атмосферу. Если применяются очистительные фильтры каталитического действия, то поглощаемые ими соединения свинца дезактивируют катализатор, в результате чего не только свинец, но и окись углерода, несгоревшие углеводороды выбрасываются вместе с выхлопными газами в количестве, зависящем от условий и стандартов на эксплуатацию двигателей, а также от условий очистки и ряда других факторов. Количественно концентрацию загрязняющих компонентов в выхлопных газах при работе двигателей как на бензине, так и на СНГ определяют по методике, хорошо известной теперь как калифорнийский цикл испытаний. При проведении большинства экспериментов было выявлено, что перевод двигателей с бензина на СНГ приводит к снижению количества выбросов окиси углерода в 5 раз и несгоревших углеводородов в 2 раза. 

Для снижения загрязненности воздушной среды выхлопными газами, содержащими свинец, предложено в глушитель автомобиля помещать пористые полипропиленовые волокна или ткань на их основе, обработанные в инертной атмосфере при 1000 °С. Волокна адсорбируют до 53% свинца, содержащегося в выхлопных газах. 

В связи с увеличением числа автомобилей в городах все более острой становится проблема загрязнения атмосферы выхлопными газами. В среднем за сутки работь автомобиля выделяется около 1 кг выхлопных газов, со держащих оксиды углерода, серы, азота, различны(углеводороды и соединения свинца. 

Как мы видим, катализатор представляет собой вещество, которое ускоряет химическую реакцию, обеспечивая более легкий путь ее протекания, но само не расходуется в реакции. Это не означает, что катализатор не принимает участия в реакции. Молекула РеВгз играет важную роль в многостадийном механизме рассмотренной выше реакции бромирования бензола. Но в конце реакции РеВгз регенерируется в исходной форме. Это является общим и характерным свойством любого катализатора. Смесь газов Н2 и О2 может оставаться неизменной при комнатной температуре целые годы, и в ней не будет протекать сколько-нибудь заметной реакции, но внесение небольшого количества платиновой черни вызывает мгновенный взрыв. Платиновая чернь оказывает такое же воздействие на газообразный бутан или пары спирта в смеси с кислородом. (Некоторое время назад в продаже появились газовые зажигалки, в которых вместо колесика и кремня использовалась платиновая чернь, однако они быстро приходили в негодность вследствие отравления поверхности катализатора примесями в газообразном бутане. Тетраэтилсвинец тоже отравляет катализаторы, которые снижают загрязнение атмосферы автомобильными выхлопными газами, и поэтому в автомобилях, на которых установлены устройства с такими катализаторами, должен использоваться бензин без примеси тетраэтилсвинца.)

*****
Влияние выхлопных газов на здоровье человека

Выхлопная труба легкового автомобиля

У подвесных моторов выхлопные газы выбрасываются в воду, на многих моделях - через ступицу гребного винта
Наибольшую опасность представляют оксиды азота, примерно в 10 раз более опасные, чем угарный газ, доля токсичности альдегидов относительно невелика и составляет 4-5 % от общей токсичности выхлопных газов. Токсичность различных углеводородов сильно отличается. Непредельные углеводороды в присутствии диоксида азота фотохимически окисляются, образуя ядовитые кислородсодержащие соединения - составляющие смогов.

Качество дожигания на современных катализаторах таково, что доля СО после катализатора обычно менее 0,1 %.

Обнаруженные в газах полициклические ароматические углеводороды - сильные канцерогены. Среди них наиболее изучен бензпирен, кроме него обнаружены производные антрацена:

1,2-бензантрацен
1,2,6,7-дибензантрацен
5,10-диметил-1,2-бензантрацен
Кроме того при использовании сернистых бензинов в отходящие газы могут входить оксиды серы, при применении этилированных бензинов - свинец (Тетраэтилсвинец), бром, хлор, их соединения. Считается, что аэрозоли галоидных соединений свинца могут подвергаться каталитическим и фотохимическим превращениям, участвуя в образовании смога.

Длительный контакт со средой, отравленной выхлопными газами автомобилей, вызывает общее ослабление организма - иммунодефицит. Кроме того, газы сами по себе могут стать причиной различных заболеваний. Например, дыхательной недостаточности, гайморита, ларинготрахеита, бронхита, бронхопневмонии, рака лёгких. Также выхлопные газы вызывают атеросклероз сосудов головного мозга. Опосредованно через легочную патологию могут возникнуть и различные нарушения сердечно-сосудистой системы.

ВАЖНО!!!
Профилактические меры защиты организма человека от вредного воздействия окружающей среды в промышленном городе

Загрязнение атмосферного воздуха

Атмосферный воздух в промышленных городах загрязняется выбросами от предприятий теплоэнэргетики, цветной металлургии, редкоземельного и других производств, а также увеличивающегося количества автотранспорта.

Характер и степень воздействия загрязнителей различны и определяются их токсичностью и превышением установленных для этих веществ нормативов предельно-допустимых концентраций (ПДК).

Характеристики основных загрязняющих веществ,выбрасываемых в атмосферу:

1. Диоксид азота - вещество 2 класса опасности. При остром отравлении диоксидом азота может развиваться отек легких. Признаки хронического отравления – головные боли, бессонница, поражение слизистых оболочек.

Диоксид азота участвует в фотохимических реакциях с углеводородами выхлопных газов автомобилей с образованием остротоксичных органических веществ и озона - продуктов фотохимического смога.

2. Диоксид серы - вещество 3 класса опасности. Диоксид серы и серный ангидрид в комбинации с взвешенными частицами и влагой оказывают вредное воздействие на человека, живые организмы и материальные ценности. Диоксид серы в смеси с твердыми частицами и серной кислотой приводит к увеличению симптомов затрудненного дыхания и болезней легких.

3. Фтористый водород – вещество 2 класса опасности. При остром отравлении возникают раздражение слизистых оболочек гортани и бронхов, глаз, слюнотечение, носовые кровотечения; в тяжелых случаях - отек легких, поражение центральной нервной системы, при хроническом - конъюнктивит, бронхит, пневмония, пневмосклероз, флюороз. Характерно поражение кожи типа экземы.

4. Бенз(а)пирен – вещество 1 класса опасности, присутствует в выхлопных газах автомобилей, является очень сильным канцерогеном, вызывает рак нескольких локаций, включая кожу, легкие, кишечник. Основной загрязнитель – автотранспорт, а также ТЭЦ и отопление частного сектора.

5. Свинец – вещество 1 класса опасности, негативно воздействует на такие систе­мы органов: кроветворную, нервную, желудоч­но-кишечную и почечную.

Из­вестно, что полупериод биологического его рас­пада составляет в организме в целом 5 лет, а в костях человека - 10 лет.

6. Мышьяк - вещество 2 класса опасности, поражающий нервную систему. Хроническое отравление мышьяком приводит к потере аппетита и снижению массы, гастрокишечным расстройствам, периферийным неврозам, конъюнктивиту, гиперкератозу и меланоме кожи. Последняя возникает при длитель­ном воздействии мышьяка и может привести к развитию рака кожи.

7. Природный газ радон - продукт радиоактивного распада урана и тория. Поступление в организм человека происходит через воздух и воду, сверхнормативные дозы радона вызывают риск раковых заболеваний. Основные пути попадания радона в здания из грунтов по трещинам и щелям, из стен и строительных конструкций, а также с водой из подземных источников.

1. От вредного воздействия загрязнения атмосферного воздуха при наступлении неблагоприятных метеоусловий (НМУ) для рассеивания загрязняющих веществ рекомендуется:

Ограничить физическую активность и пребывание на открытом воздухе;

Закрыть окна и двери. Ежедневно проводить влажную уборку помещений;

В случаях повышенной концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе (исходя из сообщений о НМУ) желательно пользоваться при передвижении на открытом воздухе ватно-марлевыми повязками, респираторами или носовыми платками;

Особое внимание обратить в период НМУ на соблюдение правил благоустройства города (не сжигать мусор и т.д.);

Увеличить потребление жидкости, пить кипяченую, очищенную или щелочную минеральную воду без газа, либо чай, а также часто полоскать ротовую полость слабым раствором пищевой соды, чаще принимать душ;

В рацион питания включать продукты, содержащие пектин: вареную свеклу, свекольный сок, яблоки, фруктовые кисели, мармелад, а также витаминные напитки на основе шиповника, клюквы, ревеня, отвары из трав, натуральные соки. Употреблять больше овощей и фруктов, богатых натуральной клетчаткой и пектинами в виде салатов и пюре;

Увеличить в рационе питания детей цельного молока, кисломолочных продуктов, свежего творога, мяса, печени (продуктов с высоким содержанием железа);

Для вывода токсических веществ и очистки организма употреблять природные сорбенты такие, как - Тагансорбент, Индигель, Тагангель-Айя, активированный уголь;

Ограничить использование личного автотранспорта в черте города в период НМУ;

На периоды НМУ выезжать по возможности в загородную или парковую зону.

Регулярно проветривать помещения на первых этажах и в подвалах;

В ванной и кухонной комнатах иметь рабочую вентиляционную систему или вытяжку;

Используемую для питья воду из подземных источников перед употреблением выдержать в открытой ёмкости.

Атмосферные загрязнения могут быть причиной возникновения неинфекционных заболеваний у человека, кроме того, они способны ухудшать санитарные условия жизни людей и причинять экономический ущерб.

Биологическое действие атмосферных загрязнений

Ущерб здоровью является самым грозным последствием загрязнения воздуха, так как большинство ксенобиотиков поступает в организм через органы дыхания, за которыми нет химического заслона. Кроме того необходимо учитывать, что человек ежесуточно потребляет значительное количество воздуха (взрослый человек – 12 м 3 воздуха).

Реакция организма на воздействие атмосферных загрязнений будет зависеть от индивидуальных особенностей, возраста, пола, состояния здоровья, метеоусловий. Наиболее уязвимыми являются пожилые люди, дети, больные, люди, работающие во вредных производственных условиях, курильщики.

Атмосферные загрязнения могут оказывать острое и хроническое воздействие.

Острое воздействие. Острое воздействие загрязнения атмосферного воздуха проявляется только в особых ситуациях, связанных с неблагоприятными метеорологическими условиями или с аварией на предприятии – источнике загрязнения воздуха. Острое воздействие может сопровождаться повышением смертности от хронических заболеваний, общей заболеваемости, частоты обращаемости по поводу обострения хронических сердечно-сосудистых, легочных и аллергических заболеваний, а также физиологическими и биохимическими сдвигами в организме неспецифического характера. В периоды резкого повышения уровня загрязнения острота этих нарушений резко возрастает. Компоненты загрязнения воздуха в этих случаях, как правило, играют роль не этиологических, а провоцирующих факторов, способствующих повышению заболеваемости.

Хроническое воздействие

Хроническое воздействие загрязнений атмосферы является наиболее частым и неблагоприятным.

· раздражающее. Могут поражаться верхние дыхательные пути с развитием ларингитов, трахеитов, ринитов. Поражаются легкие – хронические бронхиты, пневмонии с развитием эмфиземы, дыхательной и сердечно-сосудистой недостаточностью. Наблюдается поражение слизистой оболочки глаз с возникновением конъюнктивитов, кератитов, а также заболевания кожи (дерматиты).

· рефлекторные реакции. Загрязнение атмосферного воздуха может вызывать различные рефлекторные реакции, обусловленные раздражением рефлекторных зон. Эти реакции проявляются кашлем, тошнотой, головной болью, выраженность которых коррелирует с уровнем загрязнения воздуха. Рефлекторные реакции влияют на регуляцию дыхания, деятельность сердечно-сосудистой системы и других систем. Раздражение рецепторов слизистой оболочки носа может вызывать сужение бронхов и голосовой щели, брадикардию, приводить к снижению объема сердечного выброса. Рефлексы с глотки могут обуславливать сильное сокращение диафрагмы, наружных межреберных мышц. При раздражении гортани и трахеи возникает кашлевой рефлекс, происходит сокращение гладких мышц бронхов, а раздражение рецепторов внутрилегочных бронхов может вызывать гиперпноэ, бронхоконстрикцию, сокращение мышц гортани

· аллергенное. Возникают заболевания органов дыхания (бронхиальная астма, аллергический бронхит), кожи (аллергодерматозы), слизистой оболочки глаз (аллергический конъюнктивит). Описана «йокогамская бронхиальная астма», по месту действия промышленных выбросов. Возникновение данного заболевания обусловлено действием бифенилов. В качестве аллергенов выступают органические (БВК), неорганические вещества, ПАУ.

· канцерогенное. Канцерогенами являются 3,4 – бензпирен, мышьяк, асбест, бензол, никель и другие соединения. При поступлении данных веществ в организм у человека могут возникать злокачественные новообразования различной локализации.

· тератогенное. Вещества, загрязняющие воздух, могут провоцировать возникновение у плода врожденных дефектов развития.

· мутагенное. Возникают генеративные (происходят в половых клетках и в этом случае передаются последующим поколениям) и соматические (происходят в соматических клетках, наследуются при вегетативном размножении и могут явиться причиной развития злокачественных опухолей) мутации.

· эмбриогенное. Атмосферные загрязнения могут быть причиной невынашивания беременности и прерыванию ее на ранних сроках.

· общетоксическое. В результате воздействия атмосферных загрязнений у человека повышается общая заболеваемость, в том числе заболеваниями ССС и ЖКТ, опорно-двигательного аппарата, эндокринной системы, уменьшается продолжительность жизни.

· фотосенсибилизирующее. Вещества, загрязняющие воздух, повышают чувствительность кожи к УФИ. Избыточное поступление ультрафиолетовых лучей может оказать канцерогенный, мутагенный, общетоксический эффект, вызвать фотоофтальмию и фотохимический ожог.

· специфические заболевания. Описан флюороз при ингаляционном поступлении соединений фтора у населения, проживающего в зоне влияния выбросов алюминиевых и суперфосфатных заводов. Сырье этих заводов (бокситы, нефелины, апатиты) содержат соединения фтора, которые в больших количествах присутствуют в выбросах предприятий в атмосферный воздух.

Мероприятия по санитарной охране атмосферного воздуха

1. Законодательные

Существует большое количество нормативных документов, регламентирующих охрану атмосферного воздуха. Конституцией РФ провозглашены права человека на охрану здоровья (ст. 41) и на благоприятную окружающую среду (ст. 42). В Федеральном законе «Об охране окружающей среды» говорится, что каждый гражданин имеет право на благоприятную окружающую среду, на ее защиту от негативного воздействия, вызванного хозяйственной и иной деятельностью. Закон «Об охране атмосферного воздуха» регламентирует разработку и проведение мероприятий по ликвидации и предупреждению загрязнения воздуха – строительство газоочистных и пылеулавливающих устройств на промышленных предприятиях и предприятиях теплоэнергетики.

2. Технологические

Технологические мероприятия являются основными мероприятиями по охране атмосферного воздуха, так как только они позволяют снизить или полностью исключить выброс вредных веществ в атмосферу на месте их образования. Данные мероприятия непосредственно направлены на источник выбросов.

а) Радикальной мерой уменьшения выбросов является использование замкнутого технологического процесса, т.е. это полное отсутствие выбросов в атмосферу хвостовых газов на конечных стадиях образования или абгазов (это газы, образующиеся на промежуточных стадиях производства) и удаление их через специальные абгазовые камеры. Однако на современном этапе научно-технического прогресса нет примеров создания технологических процессов, действующих по принципу полностью замкнутых систем.

б) Более перспективным методом является метод комплексного (максимального) использования сырья, промежуточных продуктов и отходов производства по типу создания производств с «безотходной» или малоотходной технологией (в стройиндустрии – использование отходов производства).

в) К мерам нерадикального характера, которые снижают опасность загрязнения, относятся:

Замена вредных веществ в производстве безвредными или менее вредными (перевод котельных со сжигания твердого топлива и мазута на газ, замена бензина в двигателях внутреннего сгорания на водород и другие соединения);

Предварительная обработка топлива или сырья с целью снижения содержания вредных примесей;

Использование мокрых технологических процессов переработки пылящих материалов взамен сухих;

Герметизация технологического оборудования, аппаратуры;

Использование гидро- и пневмотранспорта при транспортировке пылящих материалов;

Замена прерывистых процессов непрерывными (непрерывность процесса исключает залповые выбросы загрязнений).

3. Санитарно-технические

Целью санитарно-технических мероприятий является извлечение или нейтрализация компонентов выбросов, находящихся в газообразной, жидкой или твердой форме, от организованных стационарных источников. Для этого используются различные газопылеулавливающие установки.

Виды газопылеулавливающих установок:

а) для удаления взвешенных частиц;

б) для удаления газообразных и парообразных веществ.

а) К сооружениям для удаления взвешенных веществ относятся:

Пылеосадительные камеры, пылеуловители, циклоны, мультициклоны для удаления крупной пыли. Частицы пыли удаляются с помощью механической силы;

Фильтры, которые задерживают пыль при пропускании через тот или иной фильтрующий материал (тканевые, волокнистые, зернистые). Особенностью электрофильтров является то, что задержка пыли происходит под действием электростатических сил. Особенно эффективны электрофильтры при улавливании мелкодисперсной пыли.

Аппараты мокрой очистки (скрубберы, мокрые пылеуловители). Частицы пыли отделяются от газа с помощью промывки той или иной жидкостью, преимущественно водой.

б) Для очистки промышленных выбросов в атмосферу от газовых компонентов используются абсорбция жидкостью и твердым веществом, каталитическое превращение вредных газообразных компонентов выброса в безвредные соединения. Выбор метода зависит от особенностей технологии.

4. Архитектурно-планировочные

К данной группе мероприятий относятся:

Функциональное зонирование территории города, то есть выделение функциональных зон – селитебной, промышленной, зоны внешнего транспорта, пригородной, коммунально-складской;

Рациональная планировка территории селитебной зоны;

Запрещение строительства предприятий, загрязняющих воздух, в жилой зоне населенного пункта и размещение их в промышленной зоне с учетом господствующего направления ветра на данной территории;

Создание санитарно-защитных зон. СЗЗ – это территория вокруг промышленного предприятия или другого объекта, являющегося источником загрязнения окружающей среды, размеры которой обеспечивают снижение уровней воздействия производственных вредностей в жилой зоне до предельно допустимых значений.

В зависимости от ожидаемого характера и дальности распространения загрязнений СЗЗ могут иметь различную протяженность (1 класс – 1000 м, 2 класс – 500 м, 3 класс – 300 м, 4 класс – 100 м, 5 класс – 50 м). При некоторых условиях возможно уменьшение или увеличение размеров СЗЗ.

Рациональная застройка улиц, устройство транспортных развязок на основных автомагистралях с сооружением тоннелей;

Озеленение территории города. Зеленые насаждения играют роль своеобразных фильтров, влияют на рассеивание промышленных выбросов в атмосфере, изменяя ветровой режим и циркуляцию воздушных масс.

Выбор для строительства предприятия земельного участка с учетом рельефа местности, аэроклиматических условий и других факторов.

5. Административные

Рациональное распределение транспортных потоков по их интенсивности, составу, времени и направлению движения;

Ограничение движения в пределах жилой зоны города большегрузного автотранспорта;

Наблюдение за состоянием дорожных покрытий и своевременностью их ремонта и уборки;

Система контроля технического состояния транспортных средств.



Здоровье человека, продолжительность жизни обусловлены тремя основными факторами

• образом жизни
• воздействием ОС
• качеством здравоохранения.

От образа жизни (правильного питания, отсутствия вредных привычек и другое) здоровье человека зависит на 50%. Высокий уровень загрязнения среды обитания приводит к росту числа заболеваний экологической этиологии: злокачественные образования (особенно г. Черемхово Иркутской обл.), заболеваний органов дыхания, болезней системы кровообращения. У школьников городов Ангарск, Шелехов Иркутской области значительно возросли нарушения функциональной деятельности щитовидной железы из-за повышенного содержания в организме тяжелых металлов. Специалистами получены убедительные доказательства воздействия атмосферного воздуха на интенсивность эпидемиологических процессов инфекционных заболеваний.

В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнения — теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются: оксид углерода, сернистый ангидрид, серный ангидрид, сероводород и сероуглерод, оксиды азота, соединения фтора, соединения хлора, аэрозоли.

Оксид углерода получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы, и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

Оксиды азота основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксидов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн.т. в год.

Соединения фтора источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стеши, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений -фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

Соединения хлора поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов..

Аэрозоли — это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с . Средний размер аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы — искусственные насыпи преимущественно из вскрышных пород, образуемых при добыче или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности, ТЭС. К загрязнителям относятся углеводороды, которые подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации. Под воздействием солнечной радиации образуются перекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы часто в виде аэрозольных частиц. При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха.

Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существует инверсия — расположения слоя более холодного воздуха под теплым, что препятствует воздушным массам и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.

Фотохимический туман (смог) представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии.

Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ. Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой. При продолжительной ясной погоде вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота — в диоксид. Но этого не происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи, и образуют осколки молекул и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона. Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон, реакция продолжается, результат которой приводит к образованию смога. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор, как появилось высокоиндустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объем этого вмешательства, оно стало многообразнее, и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества.

Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы – той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете.

Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Среди них газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует и накопление углекислого газа в атмосфере. Не вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и ее повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. В целом все рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере.

Поговорка «необходим как воздух» не случайна. Народная мудрость не ошибается. Без пищи человек может прожить 5 недель, без воды – 5 суток, без воздуха – не более 5 минут. В большинстве мира воздух тяжёлый. То, чем он засорён, на ладони не ощутить, глазом не увидеть. Однако ежегодно на головы горожан падает до 100 кг загрязняющих веществ. Это твёрдые частицы (пыль, зола, сажа), аэрозоли, выхлопные газы, пары, дым и др. Многие вещества вступают в атмосфере в реакции между собой, образуя новые, часто ещё более токсичные соединения.

Среди веществ, вызывающих химическое загрязнение городского воздуха, наиболее распространены оксиды азота, серы (сернистый газ), угарный газ (окись углерода), углеводороды, тяжёлые металлы.

Загрязнение воздуха отрицательно сказывается на состоянии здоровья человека, на животных и растениях. Например, механические частицы, дым и копоть в воздухе вызывают лёгочные заболевания. Угарный газ, содержащийся в выхлопных выбросах автомобилей, в табачном дыму, приводит к кислородному голоданию организма, т. к. связывает гемоглобин крови. В выхлопных газах содержатся соединения свинца, вызывающие общую интоксикацию организма.

Что касается почвы, то можно отметить, что северные таежные почвы относительно молоды и неразвиты, поэтому частичное механическое разрушение не сказывается существенно на их плодородии по отношению к древесной растительности. Но срезание гумусового горизонта или насыпка грунта вызывает гибель корневищ ягодных кустарничков брусники и черники. А поскольку эти виды размножаются в основном корневищами, они исчезают на трассах трубопроводов и дорогах. Их место занимают хозяйственно менее ценные злаки и осоки, которые вызывают естественное задернение почвы и затрудняют естественное возобновление хвойных пород. Такая тенденция и характерна для нашего города: кислая почва по своему первоначальному составу и без того малоплодородна (учитывая бедную микрофлору почв и видовой состав почвенных животных), а также загрязнена токсичными веществами, поступающих из воздуха и талых вод. Почвы в городе в большинстве случаев перемешанные и насыпные с высокой степенью уплотнения. Опасно и вторичное засоление, возникающее при применении соляных смесей против дорожного обледенения, и процессы урбанизации, и применение минеральных удобрений.

Безусловно, посредством методов химического анализа можно установить присутствие вредных веществ в окружающей среде даже в самых незначительных количествах. Однако этого оказывается недостаточно для того, чтобы определить качественное воздействие этих веществ на человека и окружающую среду, и тем более, отдаленные последствия. К тому же можно лишь в неполной мере оценить угрозу со стороны содержащихся в атмосфере, воде, почве загрязняющих веществ, рассматривая влияние только отдельных веществ без их возможного взаимодействия с другими веществами. Поэтому контроль за качеством компонентов природы должен отслеживаться на более ранней стадии в целях предупреждения опасности. Окружающий нас мир растений чувствительнее и информативнее всяких электронных приборов. Этой цели могут служить специально подобранные виды растений, содержащиеся в соответствующих условиях, так называемые фитоиндикаторы, которые обеспечивают раннее распознавание возможной опасности для атмосферы и почв города, исходящей от вредных веществ.

Основные загрязняющие вещества

Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем, что дым мешал дыханию, а сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло было для человека важнее, чем чистый воздух и не закопченные стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не представляло проблемы, ибо люди обитали тогда небольшими группами, занимая обширную нетронутую природную среду. И даже значительное сосредоточению людей на сравнительно небольшой территории, как это было в классической древности, не сопровождалось еще серьезными последствиями.

Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за последние столетие развитие промышленности "одарило" нас такими производственными процессами, последствия которых вначале человек еще не мог себе представить. Возникли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это результат великих изобретений и завоеваний человека.

В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений – теплоэлектростанции, бытовые котельные, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Вот некоторые из загрязнителей: а) Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает при сжигании твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250млн. т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 170 млн. т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65% от общемирового выброса.

в) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 11км. от таких предприятий, обычно бывает густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

г) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

д) Окислы азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество окислов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн. т. в год.

е) Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений – фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

ж) Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлоросодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных металлов и ядовитых газов.

з) Диоксид серы (SO2) и серный ангидрид (SO3). В комбинации со взвешенными частицами и влагой оказывают наиболее вредное воздействие на человека, живые организмы и материальные ценности. SO2 - бесцветный и негорючий газ, запах которого начинает ощущаться при его концентрации в воздухе 0,3-1,0 млн. , а при концентрации свыше 3 млн. имеет острый раздражающий запах. Это один из самых распространенных загрязнителей атмосферы. Широко встречается как продукт металлургической и химической промышленности, полупродукт производства серной кислоты, главный компонент выбросов тепловых электростанций и многочисленных котельных, работающих на сернистых видах топлива, особенно на угле. Сернистый газ – один из главных компонентов, принимающих участие в образовании кислотных дождей. По своим свойствам бесцветен, ядовит, канцерогенен, имеет острый запах. Диоксид серы в смеси с твердыми частицами и серной кислотой уже при среднегодовом содержании 0,04-0,09 млн. и концентрации дыма 150-200 мкг/м3 приводит к увеличению симптомов затрудненного дыхания и болезней легких. Так при среднесуточном содержании SO2 0,2-0,5 млн. и концентрации дыма 500-750 мкг/м3 наблюдается резкое увеличение числа больных и смертельных исходов.

Малые концентрации SO2 при воздействии на организм раздражают слизистые оболочки, более высокие – вызывают воспаление слизистых носа, носоглотки, трахеи, бронхов, а иногда приводят к носовым кровотечениям. При длительном контакте открывается рвота. Возможны острые отравления со смертельным исходом. Именно сернистый газ был главным действующим компонентом знаменитого Лондонского смога 1952 года, когда погибло большое количество людей.

Предельно допустимая концентрация SO2 -10 мг/м3. порог запаха – 3-6 мг/м3. Первая помощь при отравлении сернистым газом – свежий воздух, свобода дыхания, кислородные ингаляции, промывание глаз, носа, полоскание носоглотки 2% раствором соды.

В черте нашего города выбросы в атмосферу осуществляются котельной и автотранспортом. В основном это углекислый газ, соединения свинца, оксиды азота, серы (сернистый газ), угарный газ (окись углерода), углеводороды, тяжёлые металлы. Месторождения практически не загрязняют атмосферу. Это подтверждают данные.

Но наличие далеко не всех загрязнителей можно определить при помощи фитоиндикации. Однако этот метод обеспечивает более раннее, по сравнению с инструментальным, распознаванием возможностей опасности, исходящей от вредных веществ. Спецификой этого метода является подбор растений – индикаторов, обладающих характерными чувствительными свойствами при контакте с вредными веществами. Методы биоиндикации, с учетом климатических и географических особенностей региона, могут быть успешно применены в качестве составной части отраслевого производственного экологического мониторинга.

Проблема контролирования выброса в атмосферу загрязняющих веществ промышленными предприятиями (ПДК)

Приоритет в области разработки предельно допустимых концентраций в воздухе принадлежит СССР. ПДК – такие концентрации, которые влияют на человека и его потомство прямого или косвенного воздействия, не ухудшают их работоспособности, самочувствия, а также санитарно-бытовых условий жизни людей.

Обобщение всей информации по ПДК, получаемой всеми ведомствами, осуществляется в ГГО – Главной Геофизической Обсерватории. Чтобы по результатам наблюдений определить значения воздуха, измеренные значения концентраций сравнивают с максимальной разовой предельно допустимо концентрацией и определяют число случаев, когда были превышены ПДК, а также во сколько раз наибольшее значение было выше ПДК. Среднее значение концентрации за месяц или за год сравнивают с ПДК длительного действия – среднеустойчивой ПДК. Состояние загрязнения воздуха несколькими веществами, наблюдаемые в атмосфере города, оценивается с помощью комплексного показателя – индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для этого нормированные на соответствующее значение ПДК и средние концентрации различных веществ с помощью несложных расчетов приводят к величине концентраций сернистого ангидрида, а затем суммируют.

Степень загрязнения воздуха основными загрязняющими веществами находится в прямой зависимости от промышленного развития города. Наибольшие максимальные концентрации характерны для городов с численностью населения более 500тыс. жителей. Загрязнение воздуха специфическими веществами зависит от вида промышленности, развитой в городе. Если в крупном городе размещены предприятия нескольких отраслей промышленности, то создается очень высокий уровень загрязнения воздуха, однако проблема снижения выбросов до сих пор остается нерешенной.

ПДК (предельно допустимые концентрации) некоторых вредных веществ. ПДК, разработанные и утверждённые законодательством нашей страны, - это максимальный уровень содержания данного вещества, который человек может переносить без ущерба для здоровья.

В черте нашего города и за его пределами (на месторождениях) выбросы диоксида серы от производства (0,002-0,006) не превышают ПДК (0,5), выбросы общих углеводородов (менее 1) не превышают ПДК (1) . По данным УНИР концентрация массовых выбросов СО, NO, NO2 от котельных (паровых и водогрейных котлов) не превышает нормы ПДВ.

2. 3. Загрязнение атмосферы выбросами подвижных источников (автотранспорт)

Основной вклад в загрязнение воздуха вносят автомобили, работающие на бензине (в США на их долю приходится около 75%), затем самолеты (примерно 5%), автомобили с дизельными двигателями (около 4%), тракторы и сельскохозяйственные машины (около 4%), железнодорожный и водный транспорт (примерно 2%). К основным загрязняющим атмосферу веществам, которые выбрасывают подвижные источники (общее число таких веществ превышает 40%), относится оксид углерода, углеводороды (примерно 19%) и оксиды азота (около 9%). Оксид углерода (СО) и оксиды азота (NОх) поступают в атмосферу только с выхлопными газами, тогда как не полностью сгоревшие углеводороды (HnCm) поступают как вместе с выхлопными газами (это составляет примерно 60% от общей массы выбрасываемых углеводородов), так и из картера (около 20%), топливного бака (около 10%) и карбюратора (примерно 10%); твердые примеси поступают в основном с выхлопными газами (90%) и из картера (10%).

Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне автомобиля, особенно при быстром, а также при движении с малой скоростью (из диапазона наиболее экономичных). Относительная доля (от общей массы выбросов) углеводородов и оксида углерода наиболее высока при торможении и на холостом ходу, доля оксидов азота – при разгоне. Из этих данных следует, что автомобили особенно сильно загрязняют воздушную среду при частых остановках и при движении с малой скоростью.

Создаваемые в городах системы движения в режиме "зеленой волны", существенно сокращающие число остановок транспорта на перекрестках, призваны сократить загрязнение атмосферного воздуха в городах. Большое влияние на качество и количество выбросов примесей оказывает режим работы двигателя, в частности, соотношение между массами топлива и воздуха, момент зажигания, качество топлива, отношение поверхности камеры сгорания к ее объему и др. При увеличении отношения массы воздуха и топлива, поступающих в камеру сгорания, сокращаются выбросы оксида углерода и углеводородов, но возрастает выброс оксидов азота.

Несмотря на то, что дизельные двигатели более экономичны, таких веществ, как СО, HnCm, NOх, выбрасывают не более чем бензиновые, они существенно больше выбрасывают дыма (преимущественно несгоревшего углерода), который к тому же обладает неприятным запахом создаваемом некоторыми несгоревшими углеводородами. В сочетании же с создаваемым шумом дизельные двигатели не только сильнее загрязняют среду, но и воздействуют на здоровье человека в гораздо большей степени, чем бензиновые.

Основные источники загрязнения атмосферы в городах – автотранспорт и промышленные предприятия. В то время как промышленные предприятия в черте города неуклонно снижают количество вредных выбросов, автомобильный парк представляет собой настоящее бедствие. Решению этой проблемы поможет перевод транспорта на высококачественный бензин, грамотная организация движения.

Ионы свинца накапливаются в растениях, но не проявляются внешне, т. к. ионы связываются со щавелевой кислотой, образуя оксолаты. Мы же в своей работе использовали фитоиндикацию по внешним изменениям (макроскопическим признакам) растений.

2. 4. Влияние загрязнения атмосферы на человека, растительный и животный мир

Все загрязняющие атмосферный воздух вещества в больше или меньшей степени оказывают отрицательное влияние на здоровье человека. Эти вещества попадают в организм человека преимущественно через систему дыхания. Органы дыхания страдают от загрязнения непосредственно, поскольку около 50% частиц примеси радиусом 0,01-0,1 мкм, проникающие в легкие, осаждаются в них.

Проникающие в организм частицы вызывают токсический эффект, поскольку они: а) токсичны (ядовиты) по своей химической или физической природе; б) служат помехой для одного или нескольких механизмов, с помощью которых нормально очищается респираторный (дыхательный) тракт; в) служат носителем поглощенного организмом ядовитого вещества.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ АТМОСФЕРЫ С ПОМОЩЬЮ

РАСТЕНИЙ-ИНДИКАТОРОВ

(ФИТОИНДИКАЦИЯ СОСТАВА ВОЗДУХА)

3. 1. О методах фитоиндикации загрязнений наземных экосистем

Одним из важнейших направлений экологического мониторинга выступает сегодня фитоиндикация. Фитоиндикация – это один из способов биоиндикации, т. е. оценка состояния окружающей среды по реакции растений. Качественный и количественный состав атмосферы влияет на жизнь и развитие всех живых организмов. Присутствие вредных газообразных веществ в воздухе оказывает различное влияние на растения.

Метод биоиндикации как инструмент наблюдения за состоянием окружающей среды получил в последние годы большое распространение в Германии, Нидерландах, Австрии, Центральной Европе. Необходимость биоиндикации ясна в аспекте контроля за экосистемой в целом. Особую значимость методы фитоиндикации приобретают в черте города и его окрестностей. В качестве фитоиндикаторов используются растения, при этом исследуется целый комплекс их макроскопических признаков.

На основе теоретического анализа и собственных нами сделана попытка описания некоторых оригинальных, доступных в условиях школы методов фитоиндикации загрязнений наземных экосистем на примере изменений внешних признаков растений.

Вне зависимости от видовой принадлежности у растений можно в процессе индикации обнаружить следующие морфологические изменения

Хлороз – бледная окраска листьев между жилками, наблюдаемая у растений на отвалах, оставшихся после добычи тяжёлых металлов, или хвои сосны при слабом воздействии газовых выбросов;

Покраснение – пятна на листьях (накопление антоциана);

Пожелтение краёв и участков листьев (у лиственных деревьев под влиянием хлоридов);

Побурение или побронзовение (у лиственных деревьев это часто показатель начальной стадии тяжёлых некротических повреждений, у хвойных – служит для дальнейшей разведки зон дымовых повреждений);

Некрозы – отмирание участков ткани – важный симптом при индикации (в том числе: точечные, межжилковые, краевые и др.);

Опадение листвы – деформация – обычно происходит после некрозов (например, уменьшение продолжительности жизни хвои, её осыпание, опадение листвы у лип и каштанов под воздействием соли для ускорения таяния льда или у кустарников под действием оксида серы);

Изменение размеров органов растений, плодовитости.

Для того, чтобы определить, о чем же свидетельствуют данные морфологические изменения растений-фитоиндикаторов, мы применяли некоторые методики.

При обследовании повреждений хвои сосны важными параметрами считаются прирост побегов, верхушечные некрозы и продолжительность жизни хвои. Одним из позитивных моментов в пользу данного метода является возможность проводить обследования круглогодично, в том числе и в городской черте.

В изучаемом районе выбирались либо молодые деревья, отстоящие друг от друга на расстоянии 10 – 20 м, либо боковые побеги в четвёртой сверху мутовке очень высоких сосен. В обследовании выявлялись два важных биоиндикационных показателя: класс повреждения и усыхания хвои и продолжительность жизни хвои. В результате экспресс-оценки определилась степень загрязнения воздуха.

В основу описываемой методики были положены исследования С. В. Алексеева, А. М. Беккер.

Для определения класса повреждения и усыхания хвои объектом рассмотрения выступала верхушечная часть ствола сосны. По состоянию хвоинок участка центрального побега (второго сверху) предыдущего года определяли класс повреждения хвои по шкале.

Класс повреждения хвои:

I – хвоинки без пятен;

II – хвоинки с небольшим числом мелких пятен;

III – хвоинки с большим числом чёрных и жёлтых пятен, некоторые из них крупные, во всю ширину хвоинки.

Класс усыхания хвои:

I – нет сухих участков;

II – усох кончик, 2 – 5 мм;

III – усохла 1/3 хвоинки;

IV – вся хвоинка жёлтая или наполовину сухая.

Оценка продолжительности жизни хвои нами делалась по состоянию верхушечной части ствола. Прирост брался за несколько последних лет, причём считается, что за каждый год жизни образуется одна мутовка. Для получения результатов необходимо было определить полный возраст хвои – число участков ствола с полностью сохранённой хвоей плюс доля сохранённой хвои на следующем за ним участке. Например, если верхушечная часть и два участка между мутовками полностью сохранили свою хвою, а на следующем сохранилась половина хвои, то результат будет равен 3,5 (3 + 0, 5= 3,5).

Определив класс повреждения и продолжительность жизни хвои, можно было оценить класс загрязнения воздуха по таблице

В результате проведенных нами исследований хвои сосны на предмет класса повреждения и усыхания хвои выяснилось, что в городе небольшое количество деревьев, у которых наблюдается усыхание кончиков хвои. В основном это был хвоя 3-4 лет жизни, хвоинки были без пятен, но у некоторых наблюдалось усыхание кончика. Сделан вывод, что воздух в черте города чистый.

С использованием данной методики биоиндикации в течение ряда лет можно иметь возможность получить достоверные сведения о газодымовых загрязнениях как в самом городе, так и его окрестностях.

Другими растительными объектами биоиндикации загрязнений наземных экосистем могут выступать:

➢ кресс-салат как тест- объект для оценки загрязнения почвы и воздуха;

➢ лишайниковая растительность – при картировании местности по их видовому многообразию;

Лишайники очень чувствительны к загрязнению воздуха и погибают при высоком содержании в нем угарного газа, соединений серы, азота и фтора. Степень чувствительности у разных видов неодинакова. Поэтому их можно использовать в качестве живых индикаторов чистоты окружающей среды. Данный метод исследования называется лихеноиндикация.

Существует два способа применения метода лихеноиндикации: активный и пассивный. В случае активного метода листовые лишайники типа Гипогимнии выставляются на специальных досках по сетке наблюдений, а позднее определяются повреждения на теле лишайников вредными веществами (пример был взят из данных по определению методом биоиндикации степени загрязнения воздуха близ алюминиевого металлургического завода. Это позволяет сделать непосредственные выводы о существующей в данном месте угрозе растительности. В черте города Когалыма были найдены Пармелия вздутая и Ксантория настенная, но в малых количествах. За пределами города данные виды лишайников встречены в больших количествах, причем с неповрежденными телами.

В случае пассивного метода используется картирование лишайников. Уже в середине 19 столетия наблюдалось такое явление, что в связи с загрязнением воздуха вредными веществами лишайники исчезали из городов. Лишайники могут быть использованы для дифференцированного отображения как участков загрязнения воздушной среды на больших пространствах, так и источников загрязнения, действующих на небольших территориях. Нами была проведена оценка загрязнения воздуха с помощью лишайников-индикаторов. Степень загрязнения воздуха в городе мы оценивали по обилию различных лишайников

В нашем случае были собраны различные виды лишайников как на территории города, так и на прилегающей к городу территории. Результаты были занесены в отдельную таблицу.

Нами отмечено слабое загрязнение в городе и не отмечена зона загрязнения за пределами города. Об этом свидетельствуют найденные виды лишайников. Учитывался также медленный рост лишайников, разреженность крон городских деревьев в отличие от леса, действие прямых солнечных лучей на стволы деревьев.

И все же, растения-фитоиндикаторы говорили нам о слабом загрязнении воздуха в городе. Но чем же? Для того, чтобы определить, каким газом загрязнена атмосфера, мы использовали таблицу № 4 . Выяснилось, что концы хвоинок приобретают бурый оттенок при загрязнении атмосферы сернистым газом (от котельной), а при более сильных его концентрациях происходит гибель лишайников.

Для сравнения мы провели опытные работы, которые показали нам следующие результаты: действительно встречались обесцвеченные лепестки садовых цветков (петуния), но замечено было их небольшое количество, т. к. вегетационные процессы и процессы цветения в нашей местности непродолжительные, а также концентрация сернистого газа некритическая.

Что касается опыта № 2 «Кислотные дожди и растения» то, судя по собранным нами гербарным образцам, встречались листья с некротическими пятнами, но пятна проходили по краю листа (хлороз), а при действии кислотных дождей наблюдается появление бурых некротических пятен по всей пластинке листа.

3. 2. Исследование почвы с помощью растений-индикаторов – ацидофилов и кальцефобов

(фитоиндикация состава почвы)

В процессе исторического развития сложились виды или сообщества растений, связанные с определёнными условиями обитания настолько прочно, что экологические условия могут быть распознаны по присутствию этих видов растений или их сообществ. В этой связи выделены группы растений, связанных с наличием в составе почвы химических элементов:

➢ нитрофилы (марь белая, крапива двудомная, кипрей узколистный и др.);

➢ кальцефилы (лиственница сибирская, мордовник, венерин башмачок, др.);

➢ кальцефобы (вереск, сфагновые мхи, пушица, вейник тростниковидный, плаун сплюснутый, плаун булавовидный, хвощи, папоротники).

В процессе исследования нами было установлено, что на территории города сформировались почвы, бедные азотом. Этот вывод был сделан благодаря отмеченным нами видами следующих растений: кипрей узколистный, клевер луговой, вейник тростниковидный, ячмень гривастый. А в прилегающих к городу лесных районах очень много растений-кальцефобов. Это виды хвощей, папоротников, мхов, пушицы. Представленные виды растений оформлены в гербарную папку.

Кислотность почв определяется наличием следующих групп растений:

Ацидофильные – кислотность почвы от 3,8 до 6,7 (овёс посевной, рожь посевная, седмичник европейский, белоус торчащий, ячмень гривастый, др.);

Нейтрофильные – кислотность почвы от 6,7 до 7,0 (ежа сборная, тимофеевка степная, душица обыкновенная, таволга шестилепестная, др.);

Базофильные – от 7,0 до 7,5 (клевер луговой, лядвенец рогатый, тимофеевка луговая, костёр безостый, др.).

О присутствии кислых почв ацидофильного уровня нам говорят такие виды растений, как клевер луговой, ячмень гривастый, найденные нами на территории города. На небольшом расстоянии от города о таких почвах свидетельствуют виды осок, клюква болотная, подбел. Это виды, которые исторически сложились на влажных и болотистых территориях, исключающие присутствие в почве кальция, предпочитающие только кислые, торфяные почвы.

Другой апробированной нами методикой является изучение состояния берез как индикаторов засолённости почвы в условиях города. Такая фитоиндикация осуществляется с начала июля по август. На улицах и в лесопарковой зоне города встречается береза пушистая. Повреждение листвы березы под действием соли, применяемой для таяния льда, проявляется следующим образом: появляются ярко – жёлтые, неравномерно расположенные краевые зоны, затем край листа отмирает, а жёлтая зона продвигается от края к середине и основанию листа.

Нами были произведены исследования листьев березы пушистой, а также рябины обыкновенной. В результате исследования обнаружен краевой хлороз листьев, точечные вкрапления. Это говорит о 2 степени повреждения (незначительной). Результат такого проявления – внесение соли для таяния льда.

Анализ видового состава флоры в контексте определения химических элементов и кислотности почвы в условиях экологического мониторинга выступает как доступный и простейший метод фитоиндикации.

В заключение отметим, что растения выступают важными объектами биоиндикации загрязнений экосистем, а исследования их морфологических признаков при распознавании экологической обстановки является особенно эффективным и доступным в черте города и его окрестностях.

4. Выводы и прогнозы:

1. На территории города методом фитоиндикации и лихеноиндикации выявлено слабое загрязнение воздушной среды.

2. На территории города методом фитоиндикации выявлены кислые почвы. При наличии кислых почв для улучшения плодородности использовать известкование по навеске (расчетным способом), вносить доломитовую муку.

3. На территории города выявлено незначительное загрязнение (засоление) почвы соляными смесями против дорожного обледенения.

4. Одной из сложных проблем промышленности является оценка комплексного влияния различных загрязняющих веществ и их соединений на окружающую среду. В этой связи представляется чрезвычайно важной оценка здоровья экосистем и отдельных видов с помощью биоиндикаторов. В качестве биоиндикаторов, позволяющих наблюдать за загрязнением атмосферы на промышленных объектах и в городских условиях, мы можем рекомендовать:

➢ Листоватый лишайник Гипогимния вздутая, который наиболее чувствителен к кислотным загрязнителям, сернистому газу, тяжелым металлам.

➢ Состояние хвои сосны для биоиндикации газодымовых загрязнений.

5. В качестве биоиндикаторов, позволяющих оценить кислотность почв и наблюдать за загрязнением почвы на промышленных объектах и в городских условиях, можно рекомендовать:

➢ Городские виды растений: клевер луговой, ячмень гривастый для определения кислых почв ацидофильного уровня. На небольшом расстоянии от города о таких почвах свидетельствуют виды осок, клюква болотная, подбел.

➢ Береза пушистая как биоиндикатор антропогенной засоленности почв.

5. Широкое применение метода биоиндикации предприятиями позволит более оперативно и достоверно оценивать качество природной среды и в комплексе с инструментальными методами стать существенным звеном в системе промышленного экологического мониторинга (ПЭМ) объектов промышленности.

При реализации систем промышленного экологического мониторинга немаловажно учитывать экономические факторы. Стоимость приборов и аппаратов для ПЭМ только для одной линейной КС составляет 560 тысяч рублей