Атмосферный воздух и здоровье. Загрязнение земной атмосферы: источники, виды, последствия

Чистый воздух необходим человеку для сохранения и поддержания нормального здоровья. Долгое время вопросу его загрязнения не уделялось нужного внимания. Однако с развитием промышленности, ростом транспорта на душу населения, атмосфера в городах стремительно загрязняется, люди дышат воздухом, отравленным различными ядовитыми химическими соединениями.

Поэтому эта проблема касается непосредственно каждого из нас. Ведь, согласно данным Всемирной организации здравоохранения, загрязнение воздуха и здоровье человека находятся в прямой зависимости – наполненная химическими отходами атмосфера является одним из главных факторов развития многих опасных заболеваний.

Влияние загрязненного воздуха на здоровье человека

Медики давно выявили связь между атмосферой больших городов, наполненной вредными веществами и увеличением количества болезней системы дыхания. Городской житель ежедневно вдыхает огромное количество газов, пыли, твердых частиц. Они непосредственно соприкасаются с поверхностью легких, и во много раз быстрее, чем через желудок, проникают в организм, а действуют в несколько десятков раз сильнее.

Поэтому развитие астмы, появление аллергии непосредственно связывают с вдыханием воздуха, в котором присутствует двуокись серы, окислы азота и пыль, а также имеются углеводороды, в составе которых имеются хлор и фтор.

Хронические болезни верхних дыхательных путей, некоторых кожных заболеваний могут появиться по причине наличия в атмосфере сернистого ангидрида. С этим химическим соединением связывают также появление стенокардии.

Наличие в воздухе повышенного содержания железа является одной из причин развития мочекаменной болезни, а наличие меди способствует ожирению, приводит к возникновению патологий костно-мышечной системы.

Загрязнение воздуха называют одним из существенных факторов развития сердечно-сосудистых заболеваний, возникновения инсульта. Наиболее опасны для человека диоксид азота, а также мелкодисперсная пыль. Эти вредные соединения, даже в сравнительно низкой концентрации, увеличивают риск ранней смерти людей до сорока лет.

Возле больших и малых городов часто расположены промышленные предприятия, отопительные системы, сжигающие уголь. Их выбросы в атмосферу, в совокупности с выхлопами автомобилей, насыщают городской воздух мельчайшими вредными частицами, которые при постоянном их вдыхании провоцируют избыточное загущение крови. Это, в свою очередь, приводит к образованию тромбов в полости кровеносных сосудов, значительно повышает риск развития гипертонической болезни.

Кроме того, регулярное вдыхание наполненного различными вредными веществами воздуха, провоцирует нервные расстройства, снижает работоспособность, оказывает негативное влияние на иммунную систему, ослабляет организм в целом.

Согласно статистическим данным, примерно пять процентов всех случаев госпитализации в мегаполисах происходит именно вследствие того что есть прямое влияние загрязнения атмосферного воздуха на здоровье человека.

Нельзя не отметить чрезвычайно негативное влияние различных вредных веществ, находящихся в атмосфере на здоровье новорожденных.

Кроме того, многие вещества влияют на внутриутробное развитие плода.
В частности, если беременная женщина регулярно вдыхает воздух, в котором повышено содержание озона и окиси углерода, возрастает вероятность рождения ребенка с пороками развития - заячьей губой, волчьей пастью, либо различными дефектами сердечного клапана.
Особенно это опасно в самом начале беременности – первые три месяца.

Борьба с загрязнением воздуха или как защитить воздух от загрязнений…

В нашей стране ведется большая работа по очищению атмосферы и профилактике ее загрязнения. Так, с принятием Закона об охране атмосферного воздуха, проводятся различные мероприятия, в частности, по предупреждению загрязнения атмосферы городов автомобильным транспортом.

Кроме того, принимаются меры по озеленению, так как зелёные насаждения способствуют поддержанию чистоты атмосферы – насыщают ее кислородом, очищают от пыли и твердых частиц (вредные вещества оседают на листьях). Особенно хороши, в этом смысле тополя и сирень.

Для поддержания чистоты воздуха, профилактики его загрязнения, во многих городах летом поливают улицы. Обильный полив водой не дает подниматься в воздух частицам пыли.

Законодательно запрещено сжигать мусор, сухую траву, опавшие листья в парках и садах, так как при их сжигании в атмосферу поднимается много вредных, а иногда ядовитых веществ.

С целью снижения влияния загрязненной атмосферы на здоровье, жителям городов рекомендуется чаще выезжать за город, заниматься посильным спортом, пить больше чистой, фильтрованной воды.

С целью очищения воздуха, во многих общественных местах – больницах, крупных магазинах, театрах, концертных залах и т.д устанавливают кондиционеры. В образовательных учреждениях, детских садах по нескольку раз за день проводят влажную уборку, чаще проветривают игровые комнаты, спальни, учебные классы.

Специалисты рекомендуют жителям городов, беременным женщинам, а также тем, кто страдает различными заболеваниями сердечно-сосудистой, дыхательной систем, чаще выезжать на природу, особенно в жаркие, сухие дни, а отпуск проводить вне города.

Воздействие загрязнителей воздуха на организм человека может быть как прямым, так и косвенным.

К прямому вредному влиянию на организм человека следует отнести воздействие воздуха, насыщенного пылью разнообразного происхождения - частицами горных пород, почвы, сажи, золы. Общее количество пыли, ежегодно поступающей в атмосферу Земли, оценивается в 2 млрд. т, причем антропогенные аэрозоли составляют 10-20%. При длительном вдыхании запыленного воздуха у людей и домашних животных возникает болезнь, получившая название пыльной пневмонии.

К косвенному вредному влиянию следует отнести запыленность воздуха в городах. С увеличением запыленности атмосферы над крупными городами снижается прямая солнечная радиация. В их центрах суммарная солнечная радиация на 20-50% ниже, чем в пригородах. Существенно уменьшается поступление ультрафиолетовых лучей. Это приводит к увеличению в городском воздухе болезнетворных бактерий. В запыленном воздухе резко возрастает число ядер конденсации воды. В результате этого количество туманных и облачных дней в крупных городах в несколько раз больше, чем за их пределами.

Существующее загрязнение воздуха представляет собой сложную смесь. В атмосфере присутствуют твердые, жидкие и газообразные вещества, результаты многих реакций. Поэтому влияние озона, диоксида азота или частиц РМ, отдельно взятых, оценить достаточно сложно, оно может быть усилено смесью всех других загрязняющих атмосферу веществ. Смесь создается, например, под влиянием солнечной радиации, когда происходит взаимодействие диоксида азота с органическими компонентами и образуется озон.

Характерным загрязнителем воздуха, занимающим первое место среди других (около 30 % всего объема загрязнений), является продукт неполного окисления углерода – СО – оксид углерода или угарный газ.

Концентрация этого газа, превышающая предельно допустимую, способствует отложению липидов на стенках кровеносных сосудов, ухудшая их проводимость, приводит к физиологическим изменениям в организме человека. Объясняется это тем, что СО – исключительно агрессивный газ, легко соединяющийся с гемоглобином. При соединении образуется карбоксигемоглобин, повышение содержания которого в крови (сверх нормы, равной 0,4 %) сопровождается:

Ухудшением остроты зрения и способности оценивать длительность интервалов времени;

Нарушением некоторых психомоторных функций головного мозга (при содержании 2-5 %);

Изменениями деятельности сердца и легких (при содержании более 5 %);

Головными болями, сонливостью, спазмами, нарушениями дыхания и в некоторых случаях смертью (при содержании более 10 %).

Степень воздействия оксида углерода на организм зависит не только от его концентрации, но и от времени пребывания (экспозиции) человека в загазованном СО воздухе. К счастью, образование карбоксигемоглобина в крови – процесс обратимый: после прекращения вдыхания СО начинается его постепенный вывод из крови; у здорового человека содержание СО в крови каждые 3–4 часа уменьшается в 2 раза.

Оксид углерода – очень стабильное вещество, время его жизни в атмосфере составляет 2–4 мес. При ежегодном поступлении 350 млн. т концентрация СО в атмосфере должна была бы увеличиваться примерно на 0,03 млн. т/год. Однако этого, к счастью, не наблюдается, чем человечество обязано, в основном, почвенным грибам, очень активно разлагающим СО (положительную роль играет также переход СО в СО 2).

Среди соединений серы наиболее токсичными для человеческого организма являются ее диоксид (SO 2) и серный ангидрид (SO 3). В комбинации с взвешенными частицами и влагой они оказывают наиболее вредное воздействие на живые организмы. SO 2 – бесцветный и негорючий газ; в смеси с твердыми частицами (при концентрации дыма 150-200 мкг/м 3) приводит к нарастанию симптомов затрудненного дыхания и обострению болезней легких, а при концентрации дыма 500–750 мкг/м 3 резко увеличивается число больных и повышается количество смертельных исходов. Бронхиальная астма – наиболее частое заболевание у людей, дышащих воздухом с повышенным содержанием диоксида серы. Установлена тесная связь повышенной смертности от бронхитов с повышенной концентрацией диоксида серы в воздухе.

Оксиды азота и некоторые другие вещества.

Оксиды азота (наиболее ядовит диоксид азота – NO 2), соединяясь при участии ультрафиолетовой солнечной радиации с углеводородами (среди которых наибольшей реакционной способностью обладают олефины), образуют пероксиацетилнитрат (ПАН) и другие фотохимические окислители, в том числе пероксибензоилнитрат (ПБН), озон, перекись водорода, диоксид азота. Эти окислители – основные составляющие фотохимического смога, который часто возникает в сильно загрязненных городах, расположенных в низких широтах северного и южного полушарий.

Оценка скорости фотохимических реакций, приводящих к образованию ПАН, ПБН и озона, показывает, что в ряде южных городов летом в околополуденные часы (когда велик приток ультрафиолетовой радиации) эти скорости превосходят значения, при которых начинает образовываться смог. Так, в Одессе и других городах при наблюдаемых уровнях загрязнения воздуха максимальная скорость образования СО достигала 0,70-0,86 мг/м 3 в час, в то время как смог возникает уже при скорости 0,35 мг/м 3 в час.

Наличие в составе ПАН диоксида азота и йодистого калия придает смогу коричневый оттенок. При высокой концентрации ПАН выпадает на землю в виде клейкой жидкости, губительно действующей на растительный покров.

Все окислители – в первую очередь ПАН и ПБН – сильно раздражают слизистую оболочку глаз и вызывают воспаление. В комбинации с озоном эти вещества раздражают носоглотку, приводят к спазмам сосудов, а при высокой концентрации (свыше 3–4 мг/м 3) способствуют появлению сильного кашля.

Назовем некоторые другие загрязняющие воздух вещества, вредно действующие на человека. Установлено, что у людей, профессионально имеющих дело с асбестом, повышена вероятность раковых заболеваний. Бериллий оказывает вредное воздействие на дыхательные пути, а также на кожу и глаза. Пары ртути нарушают работу центральной нервной системы и почек. Поскольку ртуть может накапливаться в организме, то в конечном итоге ее воздействие приводит к расстройству умственных способностей человека. Отрицательно действуют на нервную систему соединения свинца. Проникая через кожу и накапливаясь в крови, свинец снижает активность ферментов, участвующих в насыщении крови кислородом. Это, в свою очередь, нарушает нормальные обменные процессы.

Как уже отмечалось выше, атмосфера содержит большое количество разнообразных веществ, сложную смесь субстанций, находящихся в твердом, газообразном и жидком состоянии.

Твердые вещества по своему составу и размерам не однородны, они состоят из органических и неорганических веществ. В составе твердых веществ в атмосферном воздухе содержатся бенз(а)пирен, металлы, их окислы и многие вторичные продукты реакций. Размеры твердых частиц, находящихся в атмосфере, составляют от нескольких десятков нанометров до сотен микрометров.

В последнее десятилетие среди взвешенных веществ стали выделять частицы размером менее 10 мкм. Международная организация по стандартизации разработала определения для этих малых частиц. Выделяют частицы диаметром 10 мкм, которые названы РМ 10 , и более мелкие – диаметром менее 2,5 мкм, названные РМ 2,5 . В книге «Мониторинг качества атмосферного воздуха для оценки воздействия на здоровье человека», изданной Европейским отделением ВОЗ (Европейская серия, №85. 293 с. 38), содержится определение понятий этих частиц.

Частицы с аэродинамическим диаметром 10 мкм и менее в основном составляют респирабельную фракцию общих взвешенных частиц, т.е. ту их часть, которая попадает в организм, минуя гортань.

Частицы с аэродинамическим диаметром 2,5 мкм и менее составляют респирабельную часть общих взвешенных частиц, проникающих в нецилиарную область дыхательных путей у лиц из групп высокого риска (дети и взрослые с определенными легочными заболеваниями).

В материалах, подготовленных Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), сказано, что около 6,4 млн. лет здоровой жизни потеряно из-за длительного воздействия на человека частиц содержащихся в атмосфере.

В городах вследствие увеличивающегося загрязнения воздуха неуклонно растет число больных, страдающих хроническим бронхитом, эмфиземой, раком легких, различными аллергическими заболеваниями.

В современных условиях организм человека подвергается комбинированному – одновременному или последовательному воздействию вредных веществ при одном и том же пути поступления.

Эти действия проявляются следующим образом:

Аддитивное действие – суммарный эффект смеси равен сумме эффектов действующих компонентов, что указывает на однонаправленность их действия;

Потенцированное действие (синергизм) – одно вещество усиливает действие другого, в результате совместное действие больше аддитивного; наблюдается только при остром отравлении;

Антагонистическое действие – одно вещество ослабляет действие другого, в результате совместное действие меньше аддитивного;

Независимое действие – комбинированный эффект не отличается от изолированного действия каждого вредного вещества; это смеси продуктов сгорания, пыли и др.

Загрязнение атмосферы Земли – изменение природной концентрации газов и примесей в воздушной оболочке планеты, а также привнесение в среду чужеродных для неё веществ.

Впервые об на международном уровне заговорили сорок лет назад. В 1979 году в Женеве появилась Конвенция о трансграничном на большие расстояния. Первым международным соглашением о сокращении выбросов стал Киотский протокол 1997 года.

Эти меры хоть и приносят свои результаты, но загрязнение атмосферы остаётся серьёзной проблемой общества.

Вещества, загрязняющие атмосферу

Основные составляющие атмосферного воздуха – азот (78%) и кислород (21%). Доля инертного газа аргона – чуть меньше процента. Концентрация диоксида углерода составляет 0,03%. В малых количествах в атмосфере также присутствуют:

• озон,
• неон,
• метан,
• ксенон,
• криптон,
• закись азота,
• двуокись серы,
• гелий и водород.

В чистых воздушных массах окись углерода и аммиак присутствуют в виде следов. Помимо газов, в атмосфере есть водяные пары, кристаллы соли, пыль.

Основные загрязнители воздушной среды:

• Диоксид углерода – парниковый газ, влияющий на теплообмен Земли с окружающим пространством, а значит, и на климат.
• Оксид углерода или угарный газ, попадая в организм человека или животного, вызывает отравление (вплоть до летального исхода).
• Углеводороды – токсичные химические вещества, раздражающие глаза и слизистые оболочки.
• Производные серы способствуют образованию и усыханию растений, провоцируют болезни дыхательных путей и аллергию.
• Производные азота приводят к воспалениям лёгких, крупам, бронхитам, частым простудам, усугубляют течение сердечнососудистых заболеваний.
• , накапливаясь в организме, становятся причиной рака, генных изменений, бесплодия, преждевременной смерти.

Особую опасность для здоровья человека представляет воздух с тяжёлыми металлами. Такие загрязнители, как кадмий, свинец, мышьяк, приводят к возникновению онкологии. Вдыхаемые ртутные пары не действуют молниеносно, но, откладываясь в виде солей, разрушают нервную систему. В значительной концентрации вредны и летучие органические вещества: терпеноиды, альдегиды, кетоны, спирты. Многие из этих загрязнителей воздуха являются мутагенными и канцерогенными соединениями.

Источники и классификация атмосферного загрязнения

Исходя из природы явления, различают следующие виды загрязнений воздуха: химическое, физическое и биологическое.

• В первом случае в атмосфере наблюдается повышенная концентрация углеводородов, тяжёлых металлов, диоксида серы, аммиака, альдегидов, окислов азота и углерода.
• При биологическом загрязнении в воздухе присутствуют продукты жизнедеятельности различных организмов, токсины, вирусы, споры грибов и бактерий.
• Большое количество пыли или радионуклидов в атмосфере свидетельствует о физическом загрязнении. К этому же виду относят последствия тепловых, шумовых и электромагнитных выбросов.

На состав воздушной среды влияет как человек, так и природа. Естественные источники загрязнения атмосферы: вулканы в период активности, лесные пожары, почвенная эрозия, пыльные бури, разложение живых организмов. Мизерная доля влияния приходится и на космическую пыль, образующуюся в результате сгорания метеоритов.

Антропогенные источники загрязнения атмосферного воздуха:

• предприятия химической, топливной, металлургической, машиностроительной промышленности;
• сельскохозяйственная деятельность (распыление пестицидов с помощью авиации, отходы животноводства);
• теплоэнергетические установки, отопление жилых помещений углём и дровами;
• транспорт (самые «грязные» виды – самолёты и автомобили).

Как определяют степень загрязненности воздуха?

При мониторинге качества атмосферного воздуха в городе учитывают не только концентрацию вредных для здоровья человека веществ, но и временной промежуток их воздействия. Загрязнение атмосферы в Российской Федерации оценивают по следующим критериям:

• Стандартный индекс (СИ) – показатель, полученный в результате деления наибольшей измеренной разовой концентрации загрязняющего материала на предельно допустимую концентрацию примеси.
• Индекс загрязнения нашей атмосферы (ИЗА) является комплексной величиной, при расчёте которой берут во внимание коэффициент вредности вещества-загрязнителя, а также его концентрацию – среднегодовую и предельно допустимую среднесуточную.
• Наибольшая повторяемость (НП) – выраженная в процентах частота превышения предельно допустимой концентрации (максимально разовой) в течение месяца или года.

Уровень загрязнения воздушной среды считается низким, когда СИ меньше 1, ИЗА варьирует в пределах 0–4, а НП не превышает 10%. Среди крупных российских городов, согласно материалам Росстата, самыми экологически чистыми являются Таганрог, Сочи, Грозный и Кострома.

При повышенном уровне выбросов в атмосферу СИ составляет 1–5, ИЗА – 5–6, НП – 10–20%. Высокой степенью загрязнения воздуха отличаются регионы с показателями: СИ – 5–10, ИЗА – 7–13, НП – 20–50%. Очень высокий уровень атмосферной загрязненности наблюдается в Чите, Улан-Удэ, Магнитогорске и Белоярском.

Города и страны мира с самым грязным воздухом

В мае 2016 года Всемирная организация здравоохранения опубликовала ежегодный рейтинг городов с самым грязным воздухом. Лидером списка стал иранский Заболь – город на юго-востоке страны, регулярно страдающий от песчаных бурь. Длится это атмосферное явление около четырёх месяцев, повторяется каждый год. На второй и третьей позиции оказались индийские города-миллионники Гвалияр и Праяг. Следующее место ВОЗ отдала столице Саудовской Аравии – Эр-Рияду.

Замыкает пятёрку городов с самой грязной атмосферой Эль-Джубайль – сравнительно небольшое по численности населения местечко на берегу Персидского залива и в то же время крупный промышленный нефтедобывающий и нефтеперерабатывающий центр. На шестой и седьмой ступеньках вновь оказались индийские города – Патна и Райпур. Основные источники загрязнения атмосферы там – промышленные предприятия и транспорт.

В большинстве случаев загрязнение атмосферы – актуальная проблема для развивающихся стран. Впрочем, ухудшение состояния окружающей среды вызывает не только стремительно растущая индустрия и транспортная инфраструктура, но и техногенные катастрофы. Яркий тому пример – Япония, пережившая радиационную аварию в 2011 году.

Топ-7 государств, где состояние воздуха признано удручающим, выглядит следующим образом:

1. Китай. В некоторых регионах страны уровень загрязнения воздуха превышает норму в 56 раз.
2. Индия. Крупнейшее государство Индостана лидирует по количеству городов с худшей экологией.
3. ЮАР. В экономике страны преобладает тяжёлая промышленность, она же является главным источником загрязнения.
4. Мексика. Экологическая ситуация в столице государства, Мехико, за последние двадцать лет заметно улучшилась, но смог в городе по-прежнему не редкость.
5. Индонезия страдает не только от промышленных выбросов, но и от лесных пожаров.
6. Япония. Страна, несмотря на повсеместное озеленение и использование научно-технических достижений в природоохранной сфере, регулярно сталкивается с проблемой кислотных дождей, смога.
7. Ливия. Главный источник экологических бед североафриканского государства – нефтяная промышленность.

Последствия

Загрязнение атмосферы – одна из основных причин роста числа респираторных заболеваний, как острых, так и хронических. Вредные примеси, содержащиеся в воздухе, способствуют развитию рака лёгких, сердечных болезней, инсульта. По оценкам ВОЗ, из-за загрязнения воздушной среды в мире преждевременно умирает 3,7 млн человек в год. Больше всего таких случаев фиксируют в странах Юго-Восточной Азии и Западного региона Тихого океана.

В крупных промышленных центрах часто наблюдается такое неприятное явление, как смог. Скопление частиц пыли, воды и дыма в воздухе снижает видимость на дорогах, из-за чего учащается количество ДТП. Агрессивные вещества усиливают коррозию металлических конструкций, отрицательно влияют на состояние растительного и животного мира. Наибольшую опасность смог представляет для астматиков, лиц, болеющих эмфиземой, бронхитом, стенокардией, гипертонией, ВСД. Даже у здоровых людей, надышавшихся аэрозолей, может сильно болеть голова, наблюдаться слезотечение и першение в горле.

Насыщение воздуха оксидами серы и азота приводит к образованию кислотных дождей. После осадков с низким уровнем pH в водоёмах гибнет рыба, а выжившие особи не могут дать потомства. Как результат – сокращается видовой и числовой состав популяций. Кислые осадки выщелачивают питательные вещества, тем самым обедняя почву. Они оставляют химические ожоги на листьях, ослабляют растения. Для среды обитания людей такие дожди и туманы также представляют угрозу: кислая вода разъедает трубы, машины, фасады зданий, памятники.

Повышенное количество парниковых газов (углекислого, озона, метана, водяного пара) в воздушной среде приводит к росту температуры нижних слоёв атмосферы Земли. Прямым следствием является потепление климата, наблюдающееся последние шестьдесят лет.

На погодные условия заметно влияют и , образующиеся под воздействием брома, хлора, атомов кислорода и водорода. Помимо простых веществ, молекулы озона могут разрушать также органические и неорганические соединения: производные фреонов, метан, хлороводород. Чем опасно ослабление щита для окружающей среды и человека? Вследствие истончения слоя растёт солнечная активность, что, в свою очередь, ведёт к увеличению смертности среди представителей морской флоры и фауну, росту числа онкологических заболеваний.

Как сделать воздух чище?

Уменьшить загрязнение атмосферы позволяет внедрение на производстве технологий, снижающих объём выбросов. В сфере теплоэнергетики следует делать ставку на альтернативные энергоисточники: строить солнечные, ветряные, геотермальные, приливные и волновые электростанции. На состоянии воздушной среды позитивно сказывается переход к комбинированной выработке энергии и тепла.

В борьбе за чистый воздух важным элементом стратегии является комплексная программа по утилизации отходов. Она должна быть направлена на уменьшение количества мусора, а также его сортировку, переработку или повторное использование. Городское планирование, нацеленное на улучшение среды, в том числе и воздушной, предполагает совершенствование энергоэффективности зданий, строительство велосипедной инфраструктуры, развитие скоростного городского транспорта.

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.

Чистый воздух состоит из смеси газов: на долю азота (по объему) приходится 78%, кислорода – 21% . Кроме этого, в небольших концентрациях в воздушную смесь входят аргон, водяной пар, углекислый газ, неон, гелий, метан, водород и ряд других газов. Воздух мегаполисов содержит дополнительные примеси, которые поступают в атмосферу из разных источников загрязнения.

Существуют два вида загрязнения атмосферы: естественное и искусственное. Последнюю группу часто называют антропогенными или техногенными загрязнениями.

К естественным источникам загрязнения относят пыльные бури, зеленые насаждения в период цветения, лесные и степные пожары, извержения вулканов.

Загрязняющие вещества естественных источников включают в себя различную пыль растительного и вулканического происхождения, взвешенные вещества и газы от лесных и степных пожаров, а также продукты эрозии почвы. Естественные источники загрязнения локализованы на какой-то определенной площади, и их загрязняющее действие кратковременно. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками рассматривается как фоновый. Он мало меняется с течением времени.

Антропогенные источники загрязнения поступают в атмосферу с выбросами промышленных предприятий и автотранспорта. Они отличаются большим разнообразием. Согласно статистике, 37% загрязнений приходится на долю автотранспорта, 32% вносит промышленность и 31 % – прочие источники.

Степень загрязнения атмосферы характеризуется количеством выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) , их химическим составом и зависит от высоты, на которой производятся выбросы, от климатических условий, переноса и рассеивания.

Многочисленные исследования подтвердили связь широкого спектра заболеваний с загрязнением воздуха, но следует отметить, что выбросы в атмосферу представляют собой смесь различных загрязнителей, поэтому только в редких случаях удается связать определенное заболевание со специфичным загрязняющим веществом. Выявляемые последствия могут быть результатом воздействия одного или нескольких загрязнителей воздуха.

Самое раннее подтверждение того, что загрязнение воздуха пагубно влияет на здоровье человека, было получено в Лондоне, Великобритания, в 1952 году. В результате особой метеорологической обстановки в Лондоне погибли несколько тысяч человек.

Холодный слой воздуха был захвачен под слоем теплого воздуха и не смог подняться вверх. Этот феномен, известный как температурная инверсия, приводит к образованию покрова, задерживающего загрязненный воздух близко к земной поверхности. Температурная инверсия продолжалась в течение четырех декабрьских дней. Из-за холодной погоды население Лондона сжигало огромное количество угля, что привело к образованию радиационного тумана по всему городу. Известно, что приблизительно 4000 человек погибло от смога, а намного большее число от серьезного затруднения дыхания.

Как загрязнение воздуха влияет на нас?

Загрязнение воздуха действует на людей по-разному. ,Многие факторы, такие как: состояние здоровья, возраст, емкость легких и время, проведенное в загрязненной среде могут повлиять на эффект, производимый загрязняющими веществами на здоровье.

Крупные частицы загрязняющих веществ могут отрицательно воздействовать на верхние дыхательные пути, тогда как частицы меньшего размера могут проникать в мелкие дыхательные пути и альвеолы легких.

Люди, подверженные воздействию загрязнителей воздуха, могут испытывать как краткосрочные,так и отдаленные последствия в зависимости от действующих факторов. Загрязнение окружающей среды в городах влияет на повышение числа обращений по скорой помощи и госпитализаций с заболеваниями легких, сердца и инсультами.

В исследованиях ранее изучалось влияние загрязнения воздуха в основном на легкие, как место первичного контакта загрязняющих веществ с телом человека. Однако, имеется растущее количество фактов, которые показывают отрицательный эффект загрязнения воздуха на сердце.

Следующие симптомы и заболевания связаны с загрязнением воздуха:

• хронический кашель,
• выделение мокроты,
• инфекционные заболевания легких,
• рак легких,
• заболевания сердца,
• сердечный приступ.

Другие исследования также связывали влияние загрязнителей в выбросах автотранспорта на задержку роста плода и преждевременные роды.

Влияние твердых примесей на состояние здоровья

Как показали предыдущие исследования, тонкодисперсные частицы играют важную роль в поражении легких, так как проникая в малые дыхательные пути и альвеолы, они могут необратимо повредить их.

Тонкодисперсные частицы также находятся в воздухе во взвешенном состоянии в течение более длительного времени и переносятся на более длинные расстояния. Более верояно, что они непосредственно попадают из легких в кровь и другие части тела, что может влиять на сердце.