Вопрос Атмосферный воздух, как фактор окружающей среды. Химический состав атмосферного воздуха и физиологогигиеническое значение его основных компонентов. Горная болезнь. Кессонная болезнь
 Скачать 1.18 Mb.
|
|
Вопрос 1. Атмосферный воздух, как фактор окружающей среды. Химический состав атмосферного воздуха и физиолого-гигиеническое значение его основных компонентов. Горная болезнь. Кессонная болезнь. Атмосферный воздух как фактор окружающей среды Среди факторов окружающей среды, оказывающих постоянное и непосредственное воздействие на организм человека, воздух играет наиболее важную роль. Лишение пищи человеком переносится до 70 дней, воды — 3—7 дней, а воздуха — лишь минуты, Значение атмосферного воздуха в жизни человека чрезвычайно многогранно. Прежде всего, человеку нужен воздух как постоянный источник кислорода, необходимого для окислительных процессов и сохранения жизни. Состояние воздушной среды в значительной степени определяет количество и качество солнечной радиации на поверхности Земли. Велико значение процессов самоочищения воздушной среды от газообразных продуктов жизнедеятельности животных и человека, вредных химических веществ техногенного происхождения, патогенной микрофлоры. Атмосфера является одним из важных факторов климатообразования, ее состояние определяет циркуляцию воздушных масс, способствует формированию облаков и атмосферных осадков. Атмосферный воздух является одним из ведущих факторов процессов терморегуляции человека, а также фактором, обусловливающим качество воздуха закрытых помещений. Атмосфера служит источником некоторых видов сырья — из воздуха добывают азот, кислород, аргон и гелий. Кроме того, воздух используется в промышленности в различных технологических процессах (горение топлива, выплавка металла, процессы окисления ит.д.). Химический состав атмосферного воздуха и физиолого-гигиеническое значение его основных компонентов По химическому составу чистый атмосферный воздух представляет собой смесь газов: кислорода, углекислого газа, азота, а так-же целого ряда инертных газов (аргон, гелий, криптон и др.). Так как воздух является физической смесью, а не химическим соединением составляющих его газов, то при подъеме даже на десятки километров процентное содержание этих газов практически не меняется. Однако с высотой в результате уменьшения плотности атмосферы снижаются концентрации и парциальное давление всех газов в воздухе. У поверхности Земли в атмосферном воздухе содержится, %: кислорода — 20,93; азота — 78,1; углекислого газа — 0,03—0,04; инертных газов — от 10°? до 107%. Кислород О2: — самая важная для жизни часть воздуха. Он необходим для окислительных процессов и находится в крови, в основном, в связанном состоянии — в виде оксигемоглобина, который переносится эритроцитами к клеткам организма. Переход кислорода из альвеолярного воздуха в кровь происходит благодаря разности парциального давления в альвеолярном воздухе и венозной крови. В силу этой же причины осуществляется и поступление кислорода из артериальной крови в межтканевую жидкость и далее — в клетки. В природе кислород расходуется, в основном, на окисление органических веществ, содержащихся в воздухе, воде, почве, и на процессы горения. Убыль кислорода пополняется за счет больших его запасов в атмосфере, а также в результате деятельности фитопланктона океанов и наземных растений. Непрерывные турбулентные течения воздушных масс выравнивают содержание кислорода в приземном слое атмосферы. Поэтому уровень кислорода у поверхности Земли колеблется незначительно: от 20,7 до 20,95%. В жилых помещениях, общественных зданиях содержание кислорода также практически не меняется благодаря легкой диффузии: его через поры строительных материалов, щели в окнах и т.п. В герметизированных же помещениях (убежища, подводные лодки и др.) содержание кислорода может значительно уменьшаться. Однако выраженное ухудшение самочувствия, снижение работоспособности у людей наблюдаются при очень значительном падении содержания кислорода — до 15—17% (при норме — почти 21%) При возрастании температуры воздуха до 35—40С и большой влажности снижается парциальное давление кислорода, что может оказать негативное влияние на больных с явлениями гипоксии. У здоровых людей кислородное голодание из-за снижения парциального давления кислорода может наблюдаться при полетах (высотная болезнь) и при восхождении на горы (горная болезнь, начинающаяся на высоте около 3 км над уровнем моря). На высоте порядка 7—8 км парциальное давление кислорода таково, что для нетренированных людей без использования кислородных приборов является несовместимым с жизнью. Кислород в чистом виде, как установлено в экспериментах на животных, обладает токсическим действием, особенно при повышенном давлении. Углекислый газ. Углекислый газ, или диоксид углерода, в природе находится в свободном и связанном состоянии. До 70% углекислого газа растворено в воде морей и океанов, в состав некоторых минеральных соединений (известняков и доломитов) входит около 22% общего количества диоксида углерода. Остальное количество приходится на животный и растительный мир. В природе происходят непрерывные процессы выделения и поглощения диоксида углерода. В атмосферу он выделяется в результате дыхания человека и животных, а также процессов горения, гниения, брожения, Кроме того, диоксид углерода образуется при промышленном обжиге известняков и доломитов, возможно его выделение с вулканическими газами. Наряду с процессами образования в природе идут процессы ассимиляции диоксида углерода — активное поглощение растениями в процессе фотосинтеза. Из воздуха диоксид углерода вымывается осадками. Важную роль в поддержании постоянной концентрации диоксида углерода в атмосферном воздухе играет его выделение с поверхности морей и океанов. Диоксид углерода, растворенный в воде морей и океанов, находится в динамическом равновесии с диоксидом углерода воздуха и при повышении прианального давления в воздухе растворяется в воле, а при понижении парциального давления выделяется в атмосферу. Благодаря этому содержание диоксида углерода в атмосферном воздухе относительно постоянно и составляет 0,03—0,04%. Диоксид углерода является физиологическим возбудителем дыхательного центра. Его парциальное давление в крови обеспечивается регулированием кислотно-щелочного равновесия. В организме он находится в связанном состоянии в виде двууглекислых солей натрия в плазме и эритроцитах крови. При вдыхании больших концентраций диоксида углерода нарушаются окислительно-восстановительные процессы. Чем больше диоксида углерода во вдыхаемом воздухе, тем меньше его может выделить организм. Накопление диоксида углерода в крови и тканях ведет к развитию тканевой аноксии. При увеличении содержания диоксида углерода во вдыхаемом воздухе до 3—4 % отмечаются симптомы интоксикации, при 8 % возникает тяжелое отравление и наступает смерть. По содержанию диоксида углерода судят о чистоте воздуха в жилых и общественных зданиях, Значительное накопление этого соединения в воздухе закрытых помещений указывает на санитарное неблагополучие помещения (скученность людей, плохая вентиляция). Предельно-допустимая концентрация (ПДК) диоксида углерода в воздухе лечебных учреждений равна 0,07 %, в воздухе жилых и общественных зданий — 0,1 %. Последняя величина принята в качестве расчетной при определении эффективности вентиляции жилых и общественных зданий. Азот. Наряду с кислородом и углекислым газом в состав атмосферного воздуха входит азот, который по количественному содержанию является наиболее существенной частью атмосферного воздуха Азот принадлежит к инертным газам, он не поддерживает дыхание и горение. В атмосфере азота жизнь невозможна. В природе происходит его круговорот. Азот воздуха усваивается некоторыми видами бактерий почвы, а также синезелеными водорослями. Азот воздуха под влиянием электрических разрядов превращается в окислы, которые, вымываясь из атмосферы осадками, обогащают почву солями азотистой и азотной кислот. Под влиянием почвенных бактерий соли азотистой кислоты превращаются в соли азотной кислоты, которые в свою очередь усваиваются растениями и служат для синтеза белка. Установлено, что 95% атмосферного воздуха ассимилируется живыми организмами и лишь 5% связывается в результате физических процессов в природе. Следовательно, основная масса связанного азота имеет биогенное происхождение. Наряду с усвоением азота происходит его выделение в атмосферу. Свободный азот образуется при горении древесины, угля, нефти, небольшое количество свободного азота выделяется при разложении органических соединений микроорганизмами нитрификаторами. Таким образом, в природе идет непрерывный круговорот азота, в результате чего азот атмосферы превращается в органические соединения. При разложении этих соединений азот восстанавливается и поступает в атмосферу, а затем его вновь связывают биологические объекты. Азот является разбавителем кислорода, выполняя в связи с этим жизненно важную функцию, так как дыхание чистым кислородом приводит к необратимым изменениям в организме. При изучении действия на организм различных концентраций азота отмечено, что его повышенное содержание во вдыхаемом воздухе способствует наступлению гипоксии и асфиксии вследствие снижения парциального давления кислорода. При увеличении содержания азота до 93 % наступает смерть. Наиболее выраженные неблагоприятные свойства азот проявляет в условиях повышенного давления, что связано с его наркотическим действием. Известна также роль азота в происхождении кессонной болезни Кроме азота, к инертным тазам относятся аргон, неон, гелий, криптон, ксенон и д. В химическом отношении эти тазы инертны, в жидкостях организма растворяются в зависимости от парциального давления. Абсолютное количество этих тазов в крови и тканях организма ничтожно. Среди инертных газов особое место занимают радон, актинон и торон — продукты распада соответственных радиоактивных элементов радия, тория, актиния. В химическом отношении эти газы инертны, а их опасное воздействие на организм связано их радиоактивностью. В природных условиях они определяют естественную радиоактивность атмосферы. Высотная болезнь (высотная гипоксия) Болезненное состояние, связанное с кислородным голоданием вследствие понижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, которое возникает высоко в горах, а также при полетах на летательных аппаратах, не оснащенных герметичной кабиной (например, на парапланах, дельтапланах, воздушных шарах), начиная примерно с 2000 метров и выше. Разновидностью высотной болезни является горная болезнь, в возникновении которой наряду с недостатком кислорода играют роль и такие добавочные факторы, как физическое утомление, охлаждение, обезвоживание организма, ультрафиолетовое излучение, тяжелые погодные условия (ураганные ветры и т.п.), резкие перепады температур в течение дня (от +30 °С днем до —20 °С ночью) и т.д. Но основным патологическим фактором горной болезни является гипоксия. Классификация высот и характерные физиологические изменения Промежуточные высоты (1500—2500 м): заметны физиологические изменения. Насыщение (сатурация) крови кислородом > 90 % (норма). Вероятность горной болезни невелика. Большие высоты (2500—3500 м): горная болезнь развивается при быстром подъеме. Очень большие высоты (3500—5800 м): горная болезнь развивается часто. Насыщение (сатурация) крови кислородом < 90 %. Значительная гипоксемия (снижение концентрации кислорода в крови) при нагрузке. Экстремальные высоты (> 5800 м): выраженная гипоксемия в покое. Прогрессирующее ухудшение, несмотря на максимальную акклиматизацию. Постоянное нахождение на таких высотах невозможно. Высота, на которой развивается горная болезнь, варьирует вследствие влияния многочисленных факторов, как индивидуальных, так и климатических. Патогенез Дефицит кислорода вызывает ряд приспособительных реакций, направленных, с одной стороны, на сохранение нормального кислородного снабжения органов и тканей, а с другой — на более экономное расходование энергии и жизнедеятельность в условиях кислородного голодания. К таким компенсаторным реакциям относятся: усиление легочной вентиляции; повышение кислородной емкости крови за счет выброса эритроцитов из кровяных депо — селезенки, печени. При длительном пребывании в условиях гипоксии наблюдается возрастание количества гемоглобина; увеличение минутного объема циркулирующей крови, ускорение кровотока. Происходят также реакции на тканевом уровне: возрастает капиллярность; увеличивается миоглобин; совершенствуются системы регуляции окислительно-восстановительных процессов и др. При подъеме на высоты до 2000—4000 м кислородная недостаточность у здоровых людей компенсируется без каких-либо видимых нарушений и патологий. Кессонная болезнь Кессонная болезнь возникает при быстром переходе от повышенного давления к нормальному. Она встречается у работающих в кессонах при постройке мостов, плотин, доков, тоннелей и др. Под влиянием повышенного давления в кессоне азот вдыхаемого воздуха избыточно поглощается тканями и кровью. При быстром переходе в атмосферу с нормальным давлением (декомпрессия) освобождающийся из тканей азот не успевает выделиться через легкие и скапливается в тканях, кровеносных и лимфатических сосудах в виде пузырьков, закупоривающих просвет сосудов (декомпрессионная болезнь). Это вызывает расстройства кровообращения и питания тканей. Смерть может наступить тотчас же, спустя несколько часов или нескольких (1-20) дней после выхода из кессонной камеры. Возникает она в аварийных ситуациях при вынужденном нарушении правил техники безопасности, когда слишком быстро человек переходит от условий повышенного атмосферного давления к нормальному. Основная опасность — декомпрессия, т.е. период выхода рабочих из кессона, при котором возможно поражение барабанной перепонки, весьма чувствительной к нарушениям давления извне, со стороны слухового прохода, и изнутри, со стороны среднего уха. Вопрос 2. Природа атмосферных загрязнений их источники и сравнительная гигиеническая характеристика. Примеси, которые присутствуют в воздухе помимо его естественного химического состава, называются атмосферными загрязнениями. Атмосферные загрязнения подразделяются на естественные и искусственные. К естественным загрязнениям относят примеси, поступающие в воздух в результате стихийных природных процессов (растительная, почвенная пыль, извержение вулканов, космическая пыль). К природным источникам поступления относятся извержения вулканов, вынос морских солей, выветривание почвы, растения, лесные и торфяные пожары, пыльные бури и другие. При извержении вулканов в воздух выбрасывается аэрозоль в виде пепла, пары воды, соединения углерода, водород, диоксид серы, хлор и т.д. В атмосферном воздухе можно обнаружить аэропланктон, то есть находящиеся во взвешенном состоянии частицы биологической природы. В его состав входят бактерии, вирусы, споры плесневых грибов, дрожжевые грибы, актиномицеты, цисты простейших, споры мхов и папоротников. Они привносятся в атмосферный воздух из почвы. В атмосферном воздухе может содержаться космическая пыль в незначительной концентрации (0,0001%). Морская пыль образуется вследствие испарения воды из брызг и капель морской воды и представляет собой кристаллы соли. В разгар цветения от одного растения в атмосферный воздух может поступать до нескольких миллионов гранул пыльцы. Содержание пыльцы зависит от сезона года, наличия и особенностей растительности. Пыльца является причиной аллергических заболеваний у человека (сенной лихорадки или поллиноза). Искусственные атмосферные загрязнения образуются в результате производственной деятельности человека. Интенсификация производства привела к увеличению плотности загрязнителей на 1  площади и 1  воздуха. Это приводит к качественному и количественному изменению загрязнения атмосферного воздуха.Основными токсичными веществами, которые постоянно обнаруживаются в атмосферном воздухе промышленных городов, являются оксиды серы, азота, углерода, оксиданты и пыль разного состава. Кроме указанных соединений, в атмосферном воздухе имеются высокотоксичные соединения, образующиеся в результате химической или фотохимической трансформации токсичных веществ. На процессы окисления влияют ультрафиолетовые лучи, присутствие озона, влажность воздуха. Например, сернистый газ окисляется в триоксид серы, который с влагой воздуха образует аэрозоль серной кислоты. Накопление серной кислоты в атмосфере приводит к выпадению кислотных дождей, особенно в промышленных районах. Искусственные источники атмосферных загрязнений делят на 4 группы: 1. транспорт; 2. промышленность; 3. теплоэнергетика; 4. сжигание мусора. Транспорт. На долю автотранспорта приходится более 70% от всей суммы загрязнителей воздушной среды городов. Выхлопные газы автотранспорта содержат оксид углерода, озон, оксиданты как продукт трансформации оксидов азота, углеводороды, свинец, сажу. Большое значение имеют тип двигателя, режим его работы, техническое состояние, скорость и интенсивность движения транспорта. Кроме того, концентрации оксида углерода в атмосферном воздухе крупных городов зависят от интенсивности движения, ширины улиц, озеленения, планировки города и т.д. Наиболее высокие его концентрации отмечаются при автомобильных пробках. На тихих улицах содержание оксидов углерода в воздухе в 5-10 раз ниже, чем в воздухе оживленных автомагистралей. Один автомобиль выбрасывает в воздушный бассейн более 200 химических соединений. Каждый автомобиль потребляет в год в среднем 2 тонны топлива и 30 тонн воздуха, а выбрасывает в атмосферу 700 кг оксида углерода (СО), 230 кг несгоревших углеводородов, 40 кг окислов азота (NО2) и 2-5 кг твердых веществ. С целью уменьшения загрязнения атмосферного воздуха предлагается перевод автопарка на газ, использование нетоксичных антидетонаторов, различных присадок к топливу, изменение системы зажигания. Из года в год увеличиваются выбросы в атмосферный воздух за счёт железнодорож-ного и морского транспорта. Снижение этого загрязнения возможно с переводом транспорта на электрическую тягу. Промышленность. Промышленные предприятия по степени наносимого вреда окружающей среде занимают второе место после транспорта. По объему выбросов предприятия черной и цветной металлургии составляют 24 и 10% всех выбросов. В результате сжигания топлива в воздух выбрасываются летучая зола, сажа, различные газообразные продукты. Летучая зола содержит кремний, кальций, магний, алюминий, железо, калий, титан, серу. Поступая в атмосферу, металлы загрязняют почву, накапливаются в ней, проникают в воду водоемов. Помимо твердых частиц промышленность выбрасывает в воздух различные газы: серный ангидрид, окись углерода, окислы азота, сероводород, углеводороды, радиоактивные газы. Теплоэнергетика. Ведущую роль в загрязнении атмосферного воздуха играют крупные теплоэлектростанции и электростанции, работающие на низкосортном пылевидном топливе. Их выбросы составляют до 27% всех выбросов в атмосферу. Массивное загрязнение атмосферы наблюдается при сжигании твердого и жидкого топлива на теплоэлектростанциях. Они являются основными источниками загрязнения атмосферы окислами серы и азота, окисью углерода, сажей и пылью. Для этих источников характерна массивность загрязнения атмосферного воздуха. К природным источникам поступления относятся извержения вулканов, вынос морских солей, выветривание почвы, растения, лесные и торфяные пожары, пыльные бури и другие. При извержении вулканов в воздух выбрасывается аэрозоль в виде пепла, пары воды, соединения углерода, водород, диоксид серы, хлор и т.д. В атмосферном воздухе можно обнаружить аэропланктон, то есть находящиеся во взвешенном состоянии частицы биологической природы. В его состав входят бактерии, вирусы, споры плесневых грибов, дрожжевые грибы, актиномицеты, цисты простейших, споры мхов и папоротников. Они привносятся в атмосферный воздух из почвы. В атмосферном воздухе может содержаться космическая пыль в незначительной концентрации (0,0001%). Морская пыль образуется вследствие испарения воды из брызг и капель морской воды и представляет собой кристаллы соли. В разгар цветения от одного растения в атмосферный воздух может поступать до нескольких миллионов гранул пыльцы. Содержание пыльцы зависит от сезона года, наличия и особенностей растительности. Пыльца является причиной аллергических заболеваний у человека (сенной лихорадки или поллиноза). Вопрос 3. Влияние атмосферных загрязнений на санитарно-бытовые условия жизни населения и экологию. Загрязнение атмосферного воздуха промышленных городов оказывает многообразное вредное воздействие; отравление населения токсичными веществами приводит к ухудшению здоровья и снижению работоспособности, способствует ухудшению санитарных условий жизни населения, а также приносит экономический ущерб в результате потери ценного сырья в виде отходов. Малые концентрации токсичных веществ атмосферного воздуха способствуют развитию у населения хронических отравлений. Симптомы отравления часто бывают маловыраженными, субъективные жалобы неопределенны. Часто хроническое воздействие токсичного вещества приводит к снижению защитных сил организма, что проявляется в повышении общей заболеваемости либо в понижении работоспособности. В связи с загрязнением атмосферного воздуха возрастает частота хронических неспецифических заболеваний бронхолегочной системы, становятся более тяжелыми сердечно-сосудистые заболевания. Под влиянием окиси углерода развивается более выраженный и ранний атеросклероз, изменяется сердечная проводимость. Действие пыли атмосферного воздуха на население менее выражено, чем действие пыли на рабочих промышленных предприятий, из-за меньшей концентрации и быстрого разбавления в атмосфере. Однако отмечены случаи развития у населения, проживающего в районах с сильным запылением атмосферного воздуха выбросами ТЭЦ, работающих на многозольном топливе, начальных пневмокониотических изменений в легких. Наиболее выраженные изменения отмечены у детей, стариков, лиц с хроническими заболеваниями бронхолегочной системы. Загрязнение атмосферного воздуха крупнодисперсной пылью способствует глазному травматизму, обращаемость населения за медицинской помощью по поводу инородных тел глаз в промышленных районах в 3-4 раза выше, чем в пригороде. Население, проживающее в районах с сильным загрязнением атмосферного воздуха, в 3-5 раз чаще болеет бронхитом, пневмонией, ангиной, чем население чистых районов. В последнее время периодически отмечаются случаи появления раздражающих туманов, которые содержат комплексы органических соединений серы. Известны подъемы заболеваемости населения, связанные с кратковременным увеличением концентраций токсичных веществ в воздухе. Описаны вспышки бронхиальной астмы у лиц, ранее не болевших, связанные с отравлениями выбросами нефтеперерабатывающих заводов или продуктами сжигания мусора. Отмечены аллергические реакции у населения в зоне выбросов заводов микробиологической промышленности. Неблагоприятное действие на организм загрязнителей атмосферного воздуха проявляется также в накоплении некоторых веществ (свинец, кадмий и др.) в костях и тканях организма, что может привести к развитию хронических отравлений у населения, проживающего вблизи источников выброса в атмосферу этих соединений. Длительное действие малых концентраций токсичных веществ может провоцировать обострения хронических заболеваний бронхолегочной системы, укорачивать ремиссии, повышать частоту осложнений. Все больше случаев специфических заболеваний, связанных с загрязнением атмосферного воздуха, отмечается у населения, не имеющего профессионального контакта с конкретным токсичным веществом. Это касается фтора, бериллия, кадмия, марганца, асбеста. Загрязнение атмосферного воздуха способствует снижению иммунобиологической резистентности организма, ухудшению показателей физического развития детей, повышению общей заболеваемости населения. +Влияние загрязнения атмосферного воздуха на санитарные условия жизни населения. Загрязнение атмосферного воздуха ухудшает санитарные условия жизни населения, что проявляется в снижении прозрачности атмосферы, уменьшении естественной освещенности, туманообразовании. Частота туманов в крупных промышленных городах увеличивается из года в год. Туманообразование связано с конденсацией паров влаги на взвешенных частицах пыли с формированием устойчивой пылегазовой смеси. Такие туманы длительно сохраняются, способствуют ухудшению здоровья и работоспособности населения, увеличению числа уличных травм, угнетают самочувствие людей. Атмосферные загрязнения неблагоприятно воздействуют и на растительность. Наиболее вредны пыль, диоксид углерода и сернистый газ. Они вызывают нарушение процессов жизнедеятельности растений и в конечном итоге их гибель. В связи с большой адсорбирующей поверхностью и медленной сменой хвои токсическому воздействию наиболее подвержены ель и сосна. Плодовые деревья также малоустойчивы в городской среде. Лиственные деревья легче переносят влияние токсических агентов атмосферного воздуха. Гибель растений приносит ощутимый экономический ущерб, он усугубляется потерей с выбросами ценных веществ, разрушением бетонных конструкций, ускорением коррозии металлических покрытий и ограждений. Загрязнение воздуха оказывает неблагоприятное эстетическое воздействие, население жалуется на быстрое загрязнение стекол, мебели, разрушение занавесок, гибель комнатных растений, неприятные запахи, невозможность проветривания жилищ и т.д. Таким образом, загрязнение атмосферного воздуха стало проблемой века, и только проведение квалифицированных санитарно-гигиенических и законодательных мероприятий сможет освободить человечество от вредного воздействия загрязнения атмосферного воздуха. Вопрос 4. Глобальные проблемы человечества, связанные с загрязнением атмосферного воздуха. В настоящее время основными глобальными проблемами атмосферы являются парниковый эффект, озоновые дыры, кислотные осадки и фотохимический смог. Парниковый эффект – это повышение температуры поверхности земли по причине нагрева нижних слоев атмосферы скоплением парниковых газов. В результате температура воздуха больше, чем должна быть, а это приводит к таким необратимым последствиям, как климатические изменения и глобальное потепление. Несколько веков назад эта экологическая проблема существовала, но не была такой явной. С развитием технологий с каждым годом увеличивается количество источников, которые обеспечивают парниковый эффект в атмосфере. Причины парникового эффекта следующие: — использование горючих полезных ископаемых в промышленности – угля, нефти, природного газа, при сжигании которых в атмосферу выделяется огромное количество углекислого газа и других вредных соединений; — транспорт – легковые и грузовые автомобили выделяют выхлопные газы, которые также загрязняют воздух и усиливают парниковый эффект; — вырубка лесов, которые поглощают углекислый газ и выделяют кислород, а с уничтожением каждого дерева на планете увеличивается количество СО2 в воздухе; — лесные пожары – еще один источник уничтожения растений на планете; — увеличение населения влияет на возрастание спроса продуктов питания, одежды, жилища, и чтобы это обеспечить, растет промышленное производство, которое все интенсивнее загрязняет воздух парниковыми газами; — агрохимия и удобрения содержат различное количество соединений, в результате испарения которых выделяется азот – один из парниковых газов; — разложение и горение мусора на полигонах способствуют увеличению парниковых газов. Рассматривая результаты парникового эффекта, можно определить, что основной из них – это климатические изменения. Поскольку ежегодно возрастает температура воздуха, воды морей и океанов интенсивнее испаряются. Некоторые ученые прогнозируют, что через 200 лет станет заметным такое явление, как «высыхание» океанов, а именно значительное понижение уровня воды. Это одна сторона проблемы. Другая же заключается в том, что повышение температуры приводит к таянию ледников, что способствует повышению уровня вод Мирового океана, и приводит к затоплению берегов континентов и островов. Увеличение количества потопов и затопления прибережных районов свидетельствует о том, что уровень океанических вод с каждым годом увеличивается. Повышение температуры воздуха приводит к тому, что территории, которые мало увлажняются атмосферными осадками, становятся засушливыми и непригодными для жизни. Здесь гибнут урожаи, что приводит к продовольственному кризису населения данной местности. Также животным не находится пропитания, поскольку из-за недостатка воды вымирают растения. Многие люди уже привыкли к погодно-климатическим условиям на протяжении своей жизни. Поскольку повышается температура воздуха из-за парникового эффекта, на планете наступает глобальное потепление. Люди не выдерживает высоких температур. К примеру, если ранее средняя летняя температура была +22-+27, то повышение до +35-+38 приводит к солнечным и тепловым ударам, обезвоживанию и проблемам с сердечно-сосудистой системой, велика опасность возникновения инсульта. Нарушение озонового слоя. В настоящее время озоновый слой нарушается, т. е. снижается концентрация озона в озоновом слое. Впервые истощение озонового слоя обнаружили в 1985 году над Антарктидой, когда над ней концентрация озона была снижена на 50%. Это пространство получило название “озоновой дыры”. С тех пор результаты измерений подтверждают повсеместное нарушение озонового слоя на всей планете (концентрация озона снижается в разное время года на 10 – 20 %, особенно над промышленными странами). Наука до конца не установила основные причины, нарушающие озоновый слой. Предполагается как естественное, так и антропогенное происхождение “озоновых дыр”. По мнению большинства ученых, главными разрушителями озонового слоя являются химические вещества, объединенные термином “хлорфторуглеводороды” (ХФУ) – так называемые фреоны, а также оксиды азота (NОх) и углерода (СО). Фреоны начали использовать в 1930-е годы в качестве хладонов в холодильных установках, затем в системах кондиционирования воздуха, для производства полимеров, дезодорантов, лаков, красок, как растворители, распылители в аэрозольных упаковках. Они нетоксичны, инертны, стабильны, не горят, не растворяются в воде, удобны в производстве и хранении. Эти разрушители взаимодействуют с молекулой озона и разрушают ее, их называют катализаторами, так как они только своим присутствием разрушают озон, например: О3+NО = О2+NО2;NО2+ О =NО + О2; О3+Cl=ClО + О2;ClО + О =Cl+ О2. Кислотные дожди. Кислотными дождями принято называть любые атмосферные осадки (дождь, снег, град), содержащие какое-либо количество кислот. Наличие кислот приводит к снижению уровня рН. Водородный показатель (рН) – величина, отображающая концентрацию ионов водорода в растворах. Чем ниже уровень рН, тем больше ионов водорода в растворе, тем более кислой является среда. Для дождевой воды среднее значение рН равно 5,6. В случае, когда рН осадков меньше 5,6 – говорят о кислотных дождях. Соединениями, приводящими к снижению уровня рН осадков, являются оксиды серы, азота, хлористый водород и летучие органические соединения (ЛОС). Причины кислотных дождей Кислотные дожди по природе своего происхождения бывают двух типов: естественные (возникают в результате деятельности самой природы) и антропогенные (вызываются деятельностью человека). Естественные кислотные дожди Причин возникновения кислотных дождей естественным путем немного: деятельность микроорганизмов. Ряд микроорганизмов в процессе своей жизнедеятельности вызывает разрушение органических веществ, что приводит к образованию газообразных соединений серы, которые, естественно, попадают в атмосферу. Количество образуемых таким путем оксидов серы исчисляется порядком 30-40 млн. тонн в год, что составляет примерно 1/3 от общего количества; вулканическая деятельность поставляет в атмосферу еще 2 млн. тонн соединений серы. Вместе с вулканическими газами в тропосферу попадают диоксид серы, сернистый водород, различные сульфаты и элементарная сера; распад азотсодержащих природных соединений. Поскольку в основе всех белковых соединений есть азот, то немало процессов приводит к образованию оксидов азота. Например, распад мочи. Звучит не очень приятно, но это жизнь; грозовые разряды дают порядка 8 млн. тонн соединений азота в год; горение древесины и другой биомассы. Антропогенные кислотные дожди Теплоэлектростанции и металлургические предприятия «дарят» природе около 255 млн. тонн оксидов серы и азота. Твердотопливные ракеты также внесли и вносят немалый вклад: запуск одного комплекса «Шаттл» приводит к выбросу в атмосферу более 200 тонн хлористого водорода, около 90 тонн оксидов азота. Антропогенными источниками оксидов серы являются предприятия, производящие серную кислоту и перерабатывающие нефть. Выхлопные газы автомобильного транспорта – 40% оксидов азота, попадающего в атмосферу. Основным источником ЛОС в атмосфере, конечно, являются химические производства, нефтехранилища, бензозаправки и бензоколонки, а также различные растворители, применяемые как в промышленности, так и в быту. Оксиды, попадая в атмосферу, реагируют с молекулами воды, образуя кислоты. Оксиды серы, попадая в воздух, образуют серную кислоту, оксиды азота – азотную. Следует учитывать и такой факт, что в атмосфере над крупными городами всегда содержатся частицы железа и марганца, выступающие катализаторами реакций. Поскольку в природе существует круговорот воды, то вода в виде осадков рано или поздно попадает на землю. Вместе с водой попадает и кислота. Последствия кислотных дождей В результате проведенных исследований было обнаружено, что кислотные дожди вызывают обесцвечивание тканей, коррозию металла, разрушение стройматериалов и приводят к гибели растительности. Окисление водных ресурсов. Наиболее чувствительными оказываются реки и озера. Происходит гибель рыб. Вредное воздействие на растительность. Кислотные дожди действуют на растительный покров прямо и косвенно. Прямое воздействие происходит в высокогорных районах, где кроны деревьев оказываются в прямом смысле погруженными в кислотные облака. Излишне кислая вода разрушает листья и ослабляет растения. Косвенное воздействие происходит за счет снижения уровня питательных веществ в почве и, как следствие, увеличение доли токсичных веществ. Разрушение творений рук человека. Фасады зданий, памятники культуры и архитектуры, трубопроводы, машины – все подвергается воздействию кислотных дождей. Было проведено много исследований, и все они говорят об одном: за последние три десятилетия процесс воздействия кислотных дождей значительно вырос. В результате под угрозой оказываются не только мраморные скульптуры, витражные стекла старинных зданий, но и изделия из кожи и бумаги, имеющие историческую ценность. Здоровье человека. Сами по себе кислотные дожди не оказывают непосредственного воздействия на здоровье человека. Угрозу для здоровья представляют соединения, которые образуются в атмосфере из-за попадания в нее оксидов серы и азота. Образующиеся сульфаты переносятся воздушными потоками на значительные расстояния, вдыхаются многими людьми, и, как показывают исследования, провоцируют развитие бронхитов и астмы. Другим моментом является то, что человек питается дарами природы, гарантировать нормальный состав продуктов питания могут не все поставщики. Фотохимический смог. Смог - аэрозоль, состоящий из дыма, тумана и пыли. Возникновению смога способствуют такие условия погоды, когда создается застойное состояние воздуха, при котором улицы и площади города практически не вентилируются. Распределение загрязнений в воздухе в большой степени зависит от погодных и климатических явлений. Однако могут возникнуть условия, при которых атмосферные слои становятся очень стабильными. Тогда загрязнения, вместо того чтобы перемещаться в верхние слои атмосферы, остаются вблизи поверхности земли. Это приводит к тому, что более холодный воздух располагается ниже более теплого, и не может подняться вверх и рассеяться в атмосфере. Под «крышей» из теплого воздуха загрязнения накапливаются в таких больших количествах, что становятся опасными для здоровья. Города, расположенные в понижениях местности, отличаются повышенной повторяемостью температурных инверсий, и, следовательно, при высоком уровне индустриального загрязнения воздуха они предрасположены к образованию смога. ТИПЫ СМОГА Выделяют три типа смога: ледяной смог (аляскинского типа); влажный смог (лондонского типа); сухой, или фотохимический смог (лос-анджелесского типа). ПОСЛЕДСТВИЯ СМОГА От фотохимического смога страдают и люди, и растения, и постройки, и различные материалы. Погибают домашние животные, главным образом собаки и птицы. Высокие концентрации оксидантов - озона, ПАН, оксидов азота, содержащихся в фотохимическом смоге, придают ему чрезвычайно неприятные свойства. Люди, оказавшиеся под воздействием смога, испытывают сильное раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей из-за наличия в нём веществ, подобных ПАН. Они вызывают слезоточение при концентрациях в 0,1 млн-1. Если содержание таких оксидантов превышает 0,25 млн-1, наблюдаются приступы астмы, кашель, неприятные ощущения в груди, головная боль. Концентрации озона, достигаемые в фотохимическом смоге, также очень вредны для здоровья. Так, уже 0,1 млн-1 озона в воздухе вызывает сухость в горле, раздражение дыхательных путей, понижение устойчивости к бактериям. Концентрации озона в 0,3 млн-1 вызывают нарушения дыхания, спазм грудной клетки, головокружение. Длительный контакт с таким воздухом приводит к росту заболеваемости и смертности людей. Особенно сильно подвержены действию смога дети и пожилые люди Фотохимический смог отрицательно влияет и на растительность. Кроме всего прочего, фотохимический туман ведет за собой ускоренную коррозию материалов и элементов зданий, растрескивание красок, резиновых и синтетических изделий, и даже порчу одежды. Вопрос 5. Влияние атмосферных загрязнений на здоровье населения. Естественное загрязнение атмосферного воздуха незначительно по сравнению с его искусственным загрязнением, которое с каждым годом увеличивается. Под атмосферными загрязнениями мы понимаем примеси к атмосферному воздуху, которые образуются не в результате стихийных природных процессов, а вследствие деятельности человека. Интенсификация производства привела к увеличению плотности загрязнителей на 1 м2 площади и 1 м3 воздуха. Это приводит к качественному и количественному изменению загрязнения атмосферного воздуха. Основными токсичными веществами, которые постоянно обнаруживаются в атмосферном воздухе промышленных городов, являются оксиды серы, азота, углерода, оксиданты и пыль разного состава. Кроме указанных соединений, в атмосферном воздухе имеются высокотоксичные соединения, образующиеся в результате химической или фотохимической трансформации токсичных веществ. На процессы окисления влияют ультрафиолетовые лучи, присутствие озона, влажность воздуха. Например, сернистый газ окисляется в триоксид серы, который с влагой воздуха образует аэрозоль серной кислоты. Накопление серной кислоты в атмосфере приводит к выпадению кислотных дождей, особенно в промышленных районах. Загрязнение атмосферного воздуха промышленных городов оказывает многообразное вредное воздействие на население, что приводит к ухудшению здоровья и снижению работоспособности, а также наносит экономический ущерб в результате потери ценного сырья в виде отходов. Малые концентрации токсичных веществ атмосферного воздуха способствуют развитию у населения хронических отравлений. Симптомы отравления часто бывают маловыраженными, субъективные жалобы не определены. Часто хроническое воздействие веществ приводит к снижению защитных сил организма, что проявляется в повышении общей заболеваемости, возрастании числа хронических неспецифических заболеваний бронхолегочной системы, отягощении течения сердечно-сосудистых заболеваний. В последнее время также периодически отмечаются случаи появления раздражающих туманов, которые содержат комплексы органических соединений серы. Неблагоприятное действие на организм загрязнителей атмосферного воздуха проявляется также в накоплении некоторых веществ (свинец, кадмий и др.) в костях и тканях организма, что может привести к развитию хронических отравлений у населения, проживающего вблизи источников выброса в атмосферу этих соединений. Экспериментально доказано накопление свинца в костях мышей, которые дышали атмосферным воздухом, загрязненным выбросами предприятий цветной металлургии. Установлена связь между концентрациями свинца в воздухе и количеством свинца, накопленного в костях животных. С каждым годом растет заболеваемость онкологическими заболеваниями, вызванными воздействием на организм человека канцерогенных веществ в окружающей среде. Если в 1940 г. рак бронхолегочной системы занимал 12-е место среди всех форм рака, то в 1960 г. - уже 5-е место, а в 1980 г. - 2-е место. Это связывают с увеличением содержания в воздухе городов канцерогенов и коканцерогенов. Развитие рака бронхолегочной системы связывают и с табакокурением. Подсчитано, что при выкуривании 40 сигарет в день человек вдыхает около 150 мг 3-4-бенз(а)пирена дополнительно к 3-4-бенз(а)пирену атмосферного происхождения. Загрязнение атмосферного воздуха ухудшает санитарные условия жизни населения, что проявляется в снижении прозрачности атмосферы, уменьшении естественной освещенности, повышенном туманообразовании. Частота возникновения туманов в крупных промышленных городах увеличивается из года в год. Туманообразование связано с конденсацией паров влаги на взвешенных частицах пыли с формированием устойчивой пылегазовой смеси. Такие туманы длительно сохраняются, способствуют ухудшению здоровья и работоспособности населения, увеличению числа уличных травм, угнетают самочувствие людей. Вопрос 6. Законодательство в области охраны атмосферного воздуха. Основные природоохранные мероприятия и их гигиеническая эффективность.    Комплекс природоохранных мероприятий – это совокупность мер и действий, направленных на предотвращение, ограничение и уменьшение негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности на окружающую среду и ликвидацию ее последствий и обеспечивающих сохранение и восстановление природной среды, рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов, предупреждение прямого или косвенного влияния результатов хозяйственной и иной деятельности на природу человека. В конечном счете, целью этих мер и действий является сохранение природных условий, необходимых для жизни людей на Земле, для дальнейшего развития производства и культуры. Путь к достижению этой цели лежит через установление гармонии между развивающимся обществом и природой, которая одновременно служит сферой и источником жизни общества. Все мероприятия по охране атмосферного воздуха должны осуществляться комплексно по нескольким направлениям: Законодательные меры. Это принятые правительством страны законы, направленные на охрану воздушной среды; Рациональное размещение промышленных и жилых зон; Технологические мероприятия, направленные на снижение выбросов в атмосферу; Санитарно-технические мероприятия; Разработка гигиенических нормативов для атмосферного воздуха; Контроль за чистотой атмосферного воздуха; Контроль за работой промышленных предприятий; Благоустройство населенных мест, озеленение, обводнение, создание защитных разрывов между промышленными предприятиями и жилыми комплексами. Кроме перечисленных мер внутригосударственного плана, в настоящее время разрабатываются и широко внедряются межгосударственные Программы по охране атмосферного воздуха. Проблема охраны воздушного бассейна решается в ряде международных организаций – ВОЗ, ООН, ЮНЕСКО и других. Основные пути снижения и полной ликвидации загрязнения атмосферы следующие: разработка и внедрение очистных фильтров, применение экологически безопасных источников энергии, безотходной технологии производства, борьба с выхлопными газами автомобилей, озеленение. Для защиты воздушного бассейна от негативного антропогенного воздействия в виде загрязнения его вредными веществами используют следующие меры: Экологизация технологических процессов (биотопливо, экомобили) Очистка газовых выбросов от вредных примесей (сухие пылеуловители – Циклоны, мокрые пылеуловители – скруберы, фильтры, электрофильтры) Рассеивание газовых выбросов в атмосфере (высокие дымовые трубы) Устройство санитарно-защитных зон, архитектурно-планировочные решения и др. МЕРЫ ПО OXPAHE АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Очистные фильтры Очистные фильтры являются основным средством борьбы с промышленным загрязнением атмосферы. Очистка выбросов в атмосферу осуществляется путем пропускания их через различные фильтры (механические, электрические, магнитные, звуковые и др.), воду и химически активные жидкости. Все они предназначены для улавливания пыли, паров и газов. Переход на использование новых экологически безопасных источников энергии (строительство станций, использующих энергию приливов и отливов, использование гелиоустановок и ветряных двигателей). Безотходные технологии (отходы одного звена в экосистеме используются другими звеньями. ) Установка фильтров и дожигающих устройств, замена добавок, содержащих свинец, замена двигателей внутреннего сгорания на электрические. Замена бензина другими видами горючего, например смесью различных спиртов. Перспективны газобаллонные автомобили. Вопрос 7. Технологические, планировочные, санитарно-технические и законодательные мероприятия по борьбе с загрязнением атмосферного воздуха.   Борьба с загрязнением атмосферного воздуха ведется по многим направлениям, однако первостепенное значение имеют технологические мероприятия, планировочные, санитарно-технические, а также связанные со строительством высоких труб. Технологические мероприятия рассматриваются как основные, так как позволяют резко ограничить выброс вредных веществ в атмосферу. Это достигается за счет разработки и создания замкнутых технологических процессов, замены вредных веществ безвредными или менее вредными, очистки сырья от примесей, замены пламенного нагрева электрическим и др. Существенную роль играет вторичное использование отходов в технологическом процессе. В группу планировочных мероприятий входит комплекс приемов, включающих зонирование территории города (на промышленную, жилую, транспортную, административно-хозяйственную), борьбу с естественной запыленностью, организацию санитарно-защитных зон (расстояние от промышленного предприятия до жилой зоны), планировку жилых районов, озеленение населенных мест. При решении вопросов зонирования территории обязательно учитываются роза ветров и рельеф местности. В России для всех предприятий, являющихся источниками загрязнения атмосферы, в зависимости от их мощности, условий осуществления технологического процесса, количественного и качественного состава выделяемых вредных веществ установлены следующие размеры санитарно-защитных зон в соответствии с классом вредности предприятия: для предприятий I класса — 1000 м, II - 500 м, III - 300 м, IV - 100 м и V класса - 50 м. Группа санитарно-технологических мероприятий предусматривает защиту воздушного бассейна при помощи очистных сооружений (сухие механические пылеулавливатели, аппараты фильтрации, электрические фильтры и аппараты мокрой очистки). Особо важное значение имеют законодательные мероприятия, определяющие ответственность различных организаций за охрану атмосферного воздуха. В настоящее время при решении вопросов охраны атмосферного воздуха руководствуются Конституцией Российской Федерации (12 декабря 1993 г.), "Основы законодательства Российской Федерации об охране здоровья граждан", Федеральными законами "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" и "Об охране атмосферного воздуха". |