Будь то в виде твердых частиц или в виде раствора в атмосферных осадках. Такое вторичное, через , загрязнение , растительности, вод оказывает заметное влияние на состояние . Уже упоминалось губительное влияние «кислых дождей» на водные и наземные экосистемы. В результате исчезновения или сильного подавления жизнедеятельности многих видов животных и растений этих экосистем резко снижается]их способность к самоочистке, то есть к связыванию и нейтрализации вредных примесей. Вернуть их к нормальному существованию становится весьма непростой задачей.
Для наземных экосистем эффект поглощения загрязнителей растительностью непосредственно из воздуха листвой или корневыми системами через почву оказывается столь же губительным. При малых концентрациях загрязнителей лесные экосистемы успешно их нейтрализуют и связывают. Некоторые загрязнители, к которым растения чувствительны меньше, чем животные, могут даже улучшать состояние растений, подавляя вредителей. Но это редко наблюдается в естественных условиях, поскольку в составе реальных загрязнений практически всегда содержится больше веществ, подавляющих фотосинтез и рост растений, снижающих их устойчивость к грибковым и вирусным заболеваниям и повреждению насекомыми.
Наиболее чувствительные к загрязнениям организмы - лишайники , и снижение их численности или исчезновение всегда свидетельствует о неблагополучии лесной растительности, а значит, и всей экосистемы. Метод определения общей загрязненности территории при помощи учета количества и видового разнообразия лишайников - лихеноиндикация - один из наиболее чувствительных в арсенале мониторинга природной среды.
На территориях, находящихся под максимальным воздействием воздушных выбросов крупных промышленных центров, леса часто оказываются в настолько подавленном состоянии, что прекращается естественное возобновление, резко снижается способность экосистем к очистке воздуха, а это ведет к усилению вредного воздействия промышленных выбросов на животных, и человека.
Влияние загрязнений на людей
Влияние загрязнений воздуха на здоровье людей может быть прямым и опосредованным . Прямое связано с воздействием на организм человека частиц и газов, вдыхаемых с воздухом. Большинство таких загрязнений вызывает раздражение дыхательных путей, снижение устойчивости к воздушно-капельным инфекциям (вспомните регулярные эпидемии гриппа в больших городах, где наряду с высокой частотой контактов между людьми, как показали многие исследования, устойчивость к таким инфекциям у большинства населения понижена), повышению вероятности раковых заболеваний и нарушений наследственного аппарата, что ведет к повышению частототы уродств и общему ухудшению состояния потомства.
Многие загрязнители обладают одновременно канцерогенным (вызывающим раковые заболевания) и мутагенным (вызывающим повышение частоты мутаций, включая нарушения, ведущие к уродствам) свойствами, поскольку механизм их действия связан с нарушениями структуры ДНК или клеточных механизмов реализации генетической . Такими свойствами обладают как радиоактивные загрязнения, так и многие химические вещества органической природы - продукты неполного сгорания топлива, ядохимикаты, применяемые для защиты растений в сельском хозяйстве, многие промежуточные продукты органического синтеза, частично теряемые в производственных процессах.
Опосредованное влияние, то есть воздействие через почву, растительность и воду, связано с тем, что те же вещества попадают в организм животных и человека не только через дыхательные пути, но и с пищей и водой. При этом область их воздействия может существенно расширяться. Например, ядохимикаты, сохранившиеся в овощах и фруктах в опасных количествах, воздействуют не только на население сельских районов, но и на жителей городов, питающихся этой продукцией.
Опасность бесконтрольного применения пестицидов возрастает еще и от того, что продукты их метаболизма в почве иногда оказываются более токсичными, чем сами использованные на полях препараты.
Чистота воздуха, предотвращение попадания в воздушную среду антропогенных загрязнений - одна из важнейших задач, решение которой необходимо для улучшения экологического состояния планеты и каждой страны. К сожалению, работы, которые ведутся в этом направлении, недостаточны - уровень загрязненности атмосферного воздуха на Земле продолжает нарастать. От того, насколько эффективно сумеют государственные службы и общественные организации обеспечить снижение загрязненности воздуха, особенно в больших городах, во многом зависят возможности нормальной жизни будущих поколений.
Естественный, фоновый уровень содержания в воздухе пылевых частиц и газовых примесей от естественных источников в городах и промышленных районах иногда во много раз превышается выбросами предприятий и транспорта. Часть выбросов составляют новые для природы химические вещества, среди которых есть и высокотоксичные.
Лесные экосистемы - наиболее эффективный естественный фильтр, очищающий воздух, но при высоком уровне загрязнений они угнетаются или погибают. Загрязнения, вынесенные из воздуха или смытые с листвы растений осадками, попадают в почву и воду, оказывая вредное воздействие на людей и экосистемы на больших территориях.
Стратегия и тактика борьбы с загрязнением воздушного бассейна требуют совершенствования, поскольку трансграничный перенос может быть ликвидирован или компенсирован только согласованными усилиями многих стран.
Одним из наиболее опасных компонентов загрязнений воздушного бассейна, имеющих антропогенное происхождение, стали в последние десятилетия многочисленные пестициды, многие тысячи тонн которых ежегодно распыляются над сельскохозяйственными угодьями для защиты растений от вредителей и болезней. Высокая токсичность их для человека и животных, постепенное накопление самих пестицидов и токсичных продуктов их метаболизма в почвах, продукции сельского хозяйства, в организме людей требуют скорейшего перехода от массовой химизации сельского хозяйства к развитию биологических и комбинированных методов защиты растений и повышения плодородия почв.
Согласованные усилия многих стран в уменьшении загрязнения не имеющей государственных границ воздушной среды - настоятельная потребность уже наших дней.
Воздействие загрязненного атмосферного воздуха на человека, окружающую среду и биосферу в целом чрезвычайно многогранно и проявляется в отрицательном влиянии на здоровье и санитарно-бытовые условия жизни людей, на микроклимат и световой климат населенных мест, приносит значительный экономический ущерб, негативно действует на водные объекты и почву, животный и растительный мир, т.е. может оказывать как прямое, так и косвенное воздействие на жизнь и здоровье населения.
Серьезную экологическую проблему представляет парниковый эффект который возникает из-за загрязнения атмосферного воздуха. Такие газы, как углекислый газ, метан, оксиды азота, озон, фреоны, пропуская солнечные лучи, препятствуют длинноволновому тепловому излучению с земной поверхности. Повышенная концентрация этих газов в атмосфере значительно уменьшает утечку тепла от приземных слоев атмосферы и приводит к так называемому «парниковому» эффекту. За последнее столетие температура на Земле повысилась на 0,6 є С. Наибольший рост температуры произошел в последние 25 лет.
Увеличение содержания в атмосфере углекислого газа имеет несколько причин. Во-первых, во всем мире постоянно растет объем сжигаемого топлива, а следовательно, увеличиваются объемы двуокиси углерода, поступающей в атмосферу (5 -7% от количества); углекислый газ постоянно выделяется зелеными растениями. Примерно половина этого количества остается в атмосфере, не вовлекаясь в процесс фотосинтеза и не растворяясь в водных поверхностях Земли. Накоплению двуокиси углерода в атмосфере способствует и снижение ее потребления тропическими лесами за счет их интенсивной вырубки.
Итогом загрязнения атмосферного воздуха тепличными газами является всеобщее потепление климата на нашей планете. Однако скорость повышения температуры околоземного слоя воздуха невелика и составляет около 0,01єС в год. Кроме того, происходит отражение в космическое пространство солнечного излучения частицами пыли и взвешенных веществ, количество которых увеличилось как за счет антропогенного загрязнения атмосферы, так и за счет усиления вулканической деятельности на поверхности Земли.
При высоком уровне загрязненности атмосферы и неблагоприятной для ее самоочищения погоде (антициклональная погода с туманом и безветрие, а также температурная инверсия) возникают токсические туманы. В обычных условиях температура воздуха понижается по мере удаления от поверхности Земли. Однако периодически возникают такие состояния атмосферного воздуха, которые называются температурной инверсией («перевертывание»), при которой нижние слои воздуха становятся более холодными, чем верхние слои. Поэтому загрязнения атмосферы не могут подниматься вверх и остаются в приземном слое воздуха, где концентрации этих загрязнений резко возрастают. Наиболее высокие концентрации наблюдаются при сильных морозах в период зимних инверсий. Они возникают в результате сильного охлаждения земной поверхности и приземных слоев воздуха. Нередки и ночные инверсии вследствие охлаждения земли за счет потери тепла радиацией, чему способствует ясное небо и сухой воздух (высокая влажность и облачность препятствуют ин- версии). Ночные инверсии достигают максимума в ранние утренние часы. Нередко инверсии образуются в долинах гор, так как с гор спускается холодный воздух и подтекает подтеплый.
Различают два типа токсических туманов: смог лос-анджелесского типа (фотохимический туман) и смог лондонского типа.
Фотохимический туман впервые наблюдался в Лос-Анджелесе, а теперь возникает во многих городах различных стран. Причина фотохимического тумана заключается в следующем. Первичной реакцией является разложение диоксида азота под действием УФ-излучения солнечной радиации (с длиной волн 400 нм) на оксид азота и атомарный кислород.Эта реакция приводит к образованию озона, который реагирует с углеводородами и образует комплекс соединений, названных фотооксидантами (органические перекиси, свободные радикалы, альдегиды, кетоны). Накапливаясь при соответствующей погоде (ясная, безветрие) в атмосферном воздухе озон и другие фотооксиданты вызывают сильное раздражение слизистых оболочек глаз, верхних дыхательных путей. О концентрации фотооксидантов в воздухе судят по содержанию озона. Считают, что 0,5 -- 0,6 мг/м 3 озона вызывает сильный фотохимический туман. Максимально при фотохимическом тумане обнаруживалось 1,2 мг/м 3 озона.
Смог лондонского типа наблюдается при пасмурной, туманной погоде,
способствующей возрастанию концентрации сернистого газа и трансформации его в еще более токсичный аэрозоль серной кислоты.
При действии смогов на население отмечается раздражение слизистых оболочек глаз (резь в глазах, слезотечение), верхних дыхательных путей (мучительный кашель). У части пострадавших от смога людей наблюдается одышка, общая слабость, иногда -- чувство удушья. Тяжело переносят смог лица, страдающие бронхиальной астмой, декомпенсированными формами заболеваний сердца, хроническим бронхитом и т.п. В дни смога возрастает обращаемость населения за медицинской помощью, а также смертность от хронических заболеваний сердечно-сосудистой системы и органов дыхания.
Вредное воздействие атмосферных загрязнений на здоровье по времени проявления эффекта можно разделить на две основные группы:
- 1. острое действие, когда эффект наступает непосредственно за периодом возрастания концентраций атмосферных загрязнений до критических величин;
- 2. хроническое действие, являющееся результатом длительного резорб-тивного влияния атмосферных загрязнений малой интенсивности.
Типичными примерами острого действия атмосферных загрязнений являются случаи токсических туманов, периодически наблюдающиеся в различных странах и на разных континентах.
Известны многочисленные случаи острого действия атмосферных загрязнений, являющиеся результатом кратковременного подъема концентраций или появлением специфических загрязнителей. При этом астматические приступы развивались также и у лиц, никогда не страдавших этим заболеванием. Эти вспышки оказались связанными с загрязнением воздуха в городе продуктами сжигания мусора в определенные сезоны года, когда ветер приносил эти загрязнения в город. Появление острых случаев аллергических заболеваний связано с загрязнением воздуха атмосферными выбросами биотехнологических производств (загрязнение воздуха микроорганизмами-продуцентами, продуктами их жизнедеятельности, промежуточными, сопутствующими продуктами микробиологического синтеза).
Хроническое действие на организм загрязненного атмосферного воздуха встречается значительно чаще, чем острое и может быть разделено на две подгруппы: 1) хроническое специфическое действие; 2) хроническое неспецифическое действие.
Хроническое специфическое действие могут вызывать такие загрязнители воздуха, как фтор, бериллий, соединения свинца, мышьяка, зола и многие др. Так, зарегистрированы многочисленные случаи флюороза среди детского населения, в связи с загрязнением воздуха соединениями фтора в районах размещения алюминиевой промышленности. При загрязнении воздуха соединениями бериллия у населения отмечаются случаи специфического хронического заболевания бериллиоза. У детей, проживающих в условиях загрязнения атмосферного воздуха высокими концентрациями золы -- пресиликотические изменения в легких и т.д.
Особую роль играют примеси в атмосферном воздухе, вызывающие oтдаленные последствия. К ним относятся вещества, обладающие канцерогенным, эмбриотропным, тератогенным, гона-дотоксическим и мутагенным действием. Хроническое неспецифическое действие атмосферных загрязнений выражается в ослаблении иммунозашитных сил, ухудшении физического развития детей, увеличении обшей заболеваемости, что отражено в таблице 1 «Список заболеваний, связанных с загрязнением атмосферного воздуха»
Таблица 1
|
Патология |
Вещества, вызывающие патологию |
|
Болезни системы кровообращения |
окислы серы, окись углерода, окислы азота, сернистые соединения, сероводород, этилен, пропилен, бутилен, жирные кислоты, ртуть, свинец |
|
Болезни нервной системы и органов чувств |
хром, сероводород, двуокись кремния, ртуть |
|
Болезни органов дыхания |
пыль, окислы серы и азота, окись углерода, сернистый ангидрид, фенол, аммиак, углеводород, двуокись кремния, хлор, ртуть |
|
Болезни органов пищеварения |
сероуглерод, сероводород, пыль, окислы азота, хром, фенол, двуокись кремния, фтор |
|
Болезни крови и кроветворных органов |
окислы серы, углерода, азота, углеводорода, азотисто-водородная кислота, этилен, пропилен, сероводород |
|
Болезни кожи и подкожной клетчатки |
|
|
Болезни мочеполовых органов |
сероуглерод, двуокись углерода, углеводород, сероводород, этилен, окись серы, бутилен, окись углерода |
По оценкам экспертов загрязнение атмосферного воздуха сокращает продолжительность жизни в среднем на 3-5 лет.
Наиболее чувствительны к воздействию атмосферного загрязнения органы дыхательной системы. Интоксикация организма происходит через альвеолы легких, площадь которых (способная к газообмену) превышает 100 м 2 . В процессе газообмена токсиканты поступают в кровь. Твердые взвеси в виде частиц различных размеров оседают в различных участках дыхательных путей. Согласно данным статистики все виды транспорта дают 60% общего количества загрязнений, поступающих в атмосферу, промышленность - 17%, энергетика - 14%, остальные - 9% приходятся на отопление зданий и других объектов и уничтожение отходов.
Ведущим антропогенным фактором антропогенного воздействия на качество атмосферного воздуха и здоровье населения в городах является автомобильный транспорт. Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85% «летит на ветер». К тому же камеры сгорания автомобильного двигателя - это своеобразный химический реактор, синтезирующий ядовитые вещества и выбрасывающий их в атмосферу. Даже невинный азот из атмосферы, попадая в камеру сгорания, превращается в ядовитые окислы азота.
К числу вредных компонентов относятся и твёрдые выбросы, содержащие свинец и сажу, на поверхности которой адсорбируются циклические углеводороды (некоторые из них обладают канцерогенными свойствами). Закономерности распространения в окружающей среде твёрдых выбросов отличаются от закономерностей, характерных для газообразных продуктов. Крупные фракции (диаметром более 1 мм), оседая поблизости от центра эмиссии на поверхности почвы и растений, в конечном счете, накапливаются в верхнем слое почвы. Мелкие фракции (диаметром менее 1 мм) образуют аэрозоли и распространяются с воздушными массами на большие расстояния.
На основании статистики отработавшие газы содержат сложную смесь, насчитывающую более 280 соединений. В основном это газообразные вещества и небольшое количество твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии. Влияние этих веществ на здоровье человека показано в таблице 2.
Влияние отработанных газов автомобилей на организм человека
|
Вредные вещества |
Последствия воздействия на организм |
|
Оксид углерода |
Препятствует адсорбированию кровью кислорода, что ослабляет мыслительные способности, замедляет рефлексы, вызывает сонливость и может быть причиной потери сознания и смерти. |
|
Влияет на кровеносную, нервную и мочеполовую системы. Вызывает снижение умственных способностей у детей, откладывается в костях и других тканях, поэтому опасен в течении длительного времени. |
|
|
Оксидыазота |
Могут увеличивать восприимчивость организма к вирусным заболеваниям, раздражают легкие, вызывают бронхит и пневмонию. |
|
Углеводороды |
Приводят к росту легочных и бронхиальных заболеваний. Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) обладают канцерогенным действием |
|
Альдегиды |
Раздражают слизистые оболочки, дыхательные пути, поражают ЦНС. |
|
Сернистые соединения |
Оказывают раздражительное действие на слизистые оболочки горла, носа и глаз человека. |
|
Пыльные частицы |
Раздражают дыхательные пути. |
Токсичность (ядовитость) -это свойство некоторых химических соединений и веществ при попадании которых в определенных количествах в организм человека, животного или растения вызывают нарушения его физиологических функций, в результате чего возникают симптомы отравления (интоксикации, заболевания), а при тяжелых - гибель.
В действии ядов на организм принято выделять следующие основные стадии.
- 1. Стадия контакта с ядом и проникновения вещества в кровь.
- 2. Стадия транспорта вещества с места аппликации кровью к тканям-мишеням, распределения вещества по организму и метаболизма вещества в тканях внутренних органов - токсико-кинетическая стадия.
- 3. Стадия проникновения вещества через гистогематические барьеры (стенки капилляров и другие тканевые барьеры) и накопления в области молекулярных биомишеней.
- 4. Стадия взаимодействия вещества с биомишенями и возникновения нарушений биохимических и биофизических процессов на молекулярном и субклеточном уровнях - токсико-динамическая стадия.
- 5. Стадия функциональных расстройств организма развития патофизиологических процессов после "поражения" молекулярных биомишеней и возникновения симптомов поражения.
- 6. Стадия купирования основных симптомов интоксикации, угрожающих
жизни пораженного, в том числе с использованием средств медицинской защиты, или стадия исходов.
Схематически реакцию организма на хроническое воздействие химического фактора при привыкании к нему можно разделить на три фазы: фазу первичных реакций, фазу развития привыкания, иногда с более или менее длительным устойчивым привыканием, и фазу срыва привыкания и выраженной интоксикации.
Фаза первичных реакций - это период поисков путей адаптации организма к изменившимся условиям внешней среды. В начальном периоде воздействия развивающиеся сдвиги непостоянны, обычно компенсируются и часто с трудом выявляются. Как правило, отсутствуют и изменения, характерные для специфического действия данного яда, но оказывается нарушенной стабильность функций ряда органов и систем, особенно регулирующих. Ранее всего возникают изменения функции и структуры щитовидной железы, которые затем нормализуются, причем, видимая нормализация одних показателей часто сопровождается изменениями других.
В фазе первичных реакций происходит функциональная активация систем, осуществляющих биотрансформацию яда, повышается активность симпатического отдела нервной системы, вместе с тем наблюдается снижение резистентности организма по отношению к экзогенным воздействиям. Первичная реакция отличается неустойчивостью, вариабельностью и практической не воспроизводимостью, границы их очень расплывчаты. В части случаев в этот период сдвиги вообще не обнаруживаются, они выявляются только при применении различных дополнительных, достаточно интенсивных воздействий. В эксперименте этот период длится относительно недолго (недели), а в жизни может растягиваться на несколько лет. При этом малая клиническая симптоматика сочетается с повышенной возбудимостью нервной системы, неустойчивостью нейрорегуляторных механизмов и часто - активизацией щитовидной железы.
Вторая фаза - развитие привыкания - характеризуется, как уже упоминалось, уменьшением реакции на воздействие (однако в течение этой фазы возможны и периоды снижения толерантности к токсическому агенту). Внешне - это фаза благополучия организма. Во время ее происходит тренировка наиболее адекватных, отобранных доминантой в одну фазу, приспособительных механизмов. В результате процесса приспособления достигается возможный в данной ситуации максимум привыкания. Далее устойчивость организма либо длительно сохраняется на этом уровне, либо имеет волнообразное течение без существенных спадов. В тех случаях, когда повышение резистентности и поддержка этого состояния достигаются напряжением компенсаторно-защитных механизмов, могут развиваться сдвиги функций ряда систем и органов; могут развиваться и патологические явления как без срыва привыкания, так и с его срывом. Привыкание может быть нарушено усилением действующего фактора или действием другого агента, требующего иных приспособительных механизмов.
Третья фаза - выраженной интоксикации - не является обязательной. Она связана со срывом привыкания. Как правило, и срыву предшествует период напряженности адаптивных процессов, когда адаптационные механизмы все более заменяются компенсаторными. В таких случаях обнаружить напряженность можно, применяя либо экстремальные нагрузки, одинаковые для подопытных и контрольных животных (если говорить об экспериментальных условиях), либо наблюдая многие неспецифические показатели, которые иллюстрируют определенно нарастающие сдвиги. Срыв привыкания ведет к явной патологии, а пониженная чувствительность к основному агенту, вызвавшему привыкание, переходит в повышенную чувствительность к нему. Фаза выраженной интоксикации характеризуется наличием симптомов, специфичных для действующего яда.
Следует отметить, что фаза привыкания и в жизни, и в длительном эксперименте, как правило, прерывается периодами проявления интоксикации. Это связано с ослаблением компенсаторно-защитных механизмов либо вследствие перенапряжения (чаще при достаточно сильной интенсивности воздействия), либо с действием дополнительного фактора (например заболевания, переутомления). С течением времени периоды проявления интоксикации повторяются все чаще и становятся все длительнее и, наконец, завершаются полным переходом в третью фазу - фазу выраженной интоксикации.
Стадия декомпенсации
Любой компенсаторный механизм имеет определённые ограничения по степени выраженности нарушения, которое он в состоянии компенсировать. Лёгкие нарушения компенсируются легко, более тяжёлые могут компенсироваться не полностью и с различными побочными эффектами. Начиная с какого-то уровня тяжести компенсаторный механизм либо полностью исчерпывает свои возможности, либо сам выходит из строя, в результате чего дальнейшее противодействие нарушению становится невозможным. Такое состояние и называется декомпенсацией.
Болезненное состояние, в котором нарушение деятельности органа, системы или организма в целом уже не может быть скомпенсировано приспособительными механизмами, называется в медицине «стадией декомпенсации». Достижение стадии декомпенсации является признаком того, что организм уже не может собственными силами исправить повреждения. При отсутствии радикальных способов лечения потенциально смертельное заболевание в стадии декомпенсации неизбежно приводит к летальному исходу. Так, например, цирроз печени в стадии декомпенсации может быть излечен только перессадкой самостоятельно печень восстановиться уже не может. Покaзaтелем токсичности веществa является доза. Дозa вещества, вызывaющая определенный токсический эффект,
называется токсической дозой. Для животных и человека она определяется количеством вещества, вызывающим определенный токсический эффект. Чем меньше токсическая доза, тем выше токсичность. Так как реакция каждого организма на одну и ту же токсодозу конкретного токсического вещества индивидуальна, то и степень тяжести отравления применительно к каждому из нихразный. Одни могут погибнуть, другие получат поражения различной степени тяжести или не получат их совсем. Из химических веществ, поступающих в воздух, наибольшее значение имеет свинец. Он накапливается в придорожной пыли, растениях, грибах и т. п.
Свинец особенно опасен тем, что он способен накапливаться не только во внешней среде, но и в организме человека. При хроническом отравлении свинцом он накапливается в костях в виде трехосновного фосфата. При определенных условиях (травмах, стрессе, нервном потрясении, инфекции и т. п.) происходит мобилизация свинца из его депо: он переходит в растворимую двухосновную соль и появляется в больших концентрациях в крови, вызывая тяжелое отравление.
Основными симптомами хронического отравления свинцом являются свинцовая кайма на деснах (его соединение с уксусной кислотой), свинцовый цвет кожи (золотисто-серая окраска), базофильная зернистость эритроцитов, гематопорфирин в моче, повышенное выведение свинца с мочой, изменения со стороны центральной нервной системы и желудочно-кишечного тракта (свинцовый колит).
Уровень загазованности магистралей и прилежащих к ним территорий зависит от интенсивности движения автомобилей, ширины и рельефа улицы, скорости ветра, доли грузового транспорта, автобусов в общем потоке и других факторов.
Немаловажное влияние на здоровье населения оказывает существующая в воздухе пыль. Причины основных выбросов пыли в атмосферу - это пыльные бури, эрозия почв, вулканы, морские брызги. Около 15- 20% общего количества пыли и аэрозолей в атмосфере - дело рук человека: производство стройматериалов, дробление пород в горнодобывающей промышленности, производство цемента, строительство. Промышленная пыль часто включает также оксиды различных металлов и неметаллов, многие из которых токсичны (оксиды марганца, свинца, молибдена, ванадия, сурьмы, теллура).
Ртуть. По токсикологическим свойствам ртуть весьма агрессивна и обусловливает серьезные нарушения ферментативных систем организма, всех видов обмена веществ, прежде всего белкового. Прием внутрь 1 г ртути и ее солей смертелен, патологические нарушения проявляются уже при поступлении внутрь 0,4 мг "чистой" ртути. Ее токсическое действие отличается большим разнообразием клинических проявлений в зависимости от того, в каком виде она поступает в организм (пары металлической ртути, неорганические или органические соединения), а также от путей поступления и дозы.
При длительном воздействии низких концентраций её паров в воздухе, что особенно типично для условий городов и многих промышленных производств (профессиональная вредность), может быть хроническое отравление с отсроченным поражением нервной системы, проявляемым в виде так называемого меркуриализма. Его признаками являются: снижение работоспособности, быстрая утомляемость, повышенная возбудимость. Постепенно указанные явления могут усиливаться, происходит нарушение памяти, появляются беспокойство и неуверенность в себе, раздражительность и головные боли. Такие жалобы имеются у значительного числа людей разного возраста. Из других симптомокомплексов отравления ртутью и её соединениями следует отметить, наряду с общетоксическим поражением, воздействие на половые железы, на эмбрионы в утробе матери, тератогенное (вызывает пороки развития и уродства), мутагенное (обусловливает возникновение наследственных изменений) и, возможно, канцерогенное (злокачественные образования) свойства. Есть основания предполагать неблагоприятное влияние ртутной интоксикации на иммунную систему. Уже при восемнадцати градусах ртуть начинает испаряться, насыщая своими парами окружающий воздух. Попадание ртути в человеческий организм через легкие представляет огромную опасность для его здоровья.
Когда ртуть попадает в кровоток, то она моментально разносится по всем системам, органам. Сильнее всех страдает от интоксикации почки, сердечно сосудистая система, центральная нервная система. Долгое вдыхание даже маленькой дозы ртути может привести к снижению иммунитета, что вызовет обострение хронических болезней.
В последнее время специалисты в медицинской экологии уделяют пристальное внимание заболеваниям, приводящим к нарушению репродуктивного здоровья. Этому способствуют такие загрязнители среды, как бензол, мышьяк, нефтепродукты, а также радиация. Большое внимание уделяется стойким органическим загрязнителям, основными из которых являются диоксины и полихлорированные бифенилы. Именно они в большей степени, чем другие соединения, ответственны за нарушение репродуктивного здоровья мужчин, женщин и даже у детей.
Бензапирен - искусственное химическое вещество, член родства полициклических углеводородов, соединение высшего класса опасности. Формируется при сжигании углеводородного твёрдого, жидкого и, собственно, газообразного ресурса (в малой степени при сгорании вещества в газообразном состоянии). Бензапирен представляет собой обыкновенный канцероген химического свойства, опасный для человека в самых малых по дозе концентрациях, так как обладает функцией накапливания в естественной среде организма. Кроме этого, он имеет мутагенные свойства, т.е. он способен вызывать мутации на генном уровне. Молекула бензапирена умеет соединяться с другими подобными элементами, образуя крепкие молекулярные системы с ДНК и внедряясь в её комплекс, она расширяет двойную спираль, постепенно нарушая взаимосвязи молекул ДНК. Следовательно, спираль раскручивается и появляется новая -- испорченная, а это уже генетическая модификация (преобразование) молекулы ДНК и, собственно, происходит мутация.
Врожденные уродства, сходные с наследственными, могут возникать под влиянием факторов внешней среды в эмбриональный период, особенно в ранний (так называемые фенокопии).
Бензапирен способен вызывать развитие и эволюцию злокачественной раковой опухоли у всех объектов исследования.
Влияние загрязнения атмосферного воздуха на санитарно-бытовые
условия.Твердые и жидкие частицы, содержащиеся в атмосферном воздухе,
к значительному загрязнению оконных стекол, снижая освещенность внутри помещений. Пыль, сажа и газы проникают в жилище через открытые окна и форточки, загрязняя внутреннюю обстановку, одежду, а также вызывают ощущение неприятных запахов. Все это вынуждает людей реже проветривать помещения и пользование чистым свежим воздухом резко ограничивается.
Влияние атмосферных загрязнений на микроклимат и световой климат городов.Наличие взвешенных частиц и газообразных загрязнений в атмосферном воздухе промышленных городов сопровождается ухудшением ряда факторов микроклимата и светового климата этих населенных мест.
Таким образом, в результате загрязнения атмосферного воздуха возрастает облачность, увеличивается частота туманов, снижается видимость и происходит значительная потеря ультрафиолетовой радиации. Подобные изменения природной среды оказывают негативное влияние на здоровье людей.
Одним из важных последствий загрязнения атмосферного воздуха является экономический ущерб, масштабы которого чрезвычайно велики. Эта проблема связана с тем, что выброс промышленными предприятиями загрязнителей приводит к потерям сырья, полуфабрикатов, реагентов, готового продукта, топлива. Материальный ущерб в промышленно развитых странах только по этой причине составляет миллиарды долларов в год
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.
4.2 Влияние загрязнений на здоровье человека
Масса атмосферы нашей планеты ничтожна - всего лишь одна миллионная массы Земли. Однако ее роль в природных процессах биосферы огромна. Наличие вокруг земного шара атмосферы определяет общий тепловой режим поверхности нашей планеты, защищает ее от вредного космического и ультрафиолетового излучений. Циркуляция атмосферы оказывает влияние на местные климатические условия, а через них - на режим рек, почвенно-растительный покров и на процессы рельефообразования.
Современный газовый состав атмосферы - результат длительного, многовекового исторического развития земного шара. Он представляет собой в основном газовую смесь двух компонентов - азота (78,09%) и кислорода (20,95%). В норме в нем присутствуют также аргон (0,93%), углекислый газ (0,03%) и незначительные количества инертных газов (неон, гелий, криптон, ксенон), аммиака, метана, озона, диоксидов серы и других газов. Наряду с газами в атмосфере содержатся твердые частицы, поступающие с поверхности Земли (например, продукты горения, вулканической деятельности, частицы почвы) и из космоса (космическая пыль), а также различные продукты растительного, животного или микробного происхождения. Кроме того, важную роль в атмосфере играет водяной пар (11, с. 117).
Наибольшее значение для различных экосистем имеют три газа, входящих в состав атмосферы: кислород, углекислый газ и азот. Эти газы участвуют в основных биогеохимических циклах.
В связи с быстрым развитием автотранспорта и авиации существенно увеличилась доля выбросов, поступающих в атмосферу от подвижных источников: грузовых и легковых автомобилей, тракторов, тепловозов и самолетов. Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне автомобиля, особенно при быстром, а также при движении с малой скоростью. Относительная доля (от общей массы выбросов) углеводородов и оксида углерода наиболее высока при торможении и на холостом ходу, доля оксидов азота - при разгоне. Из этих данных следует, что автомобили особенно сильно загрязняют воздушную среду при частых остановках и при движении с малой скоростью.
В последние 10 - 15 лет большое внимание уделяется исследованию тех эффектов, которые могут возникнуть в связи с полетами сверхзвуковых самолетов и космических кораблей. Эти полеты сопровождаются загрязнением стратосферы оксидами азота и серной кислотой (сверхзвуковые самолеты), а также частицами оксида алюминия (транспортные космические корабли). Поскольку эти загрязняющие вещества разрушают озон, то первоначально создалось мнение (подкрепленное соответствующими модельными расчетами), что планируемый рост числа полетов сверхзвуковых самолетов и транспортных космических кораблей приведет к существенному уменьшению содержания озона со всеми последующими губительными воздействиями ультрафиолетовой радиации на биосферу Земли (1, с. 56).
К числу вредных для человека загрязнений атмосферы относятся шумы. Раздражающее воздействие звука (шума) на человека зависит от его интенсивности, спектрального состава и продолжительности воздействия. Шумы со сплошными спектрами менее раздражительны, чем шумы узкого интервала частот. Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000 - 5000 Гц.
Работа в условиях повышенного шума на первых порах вызывает быструю утомляемость, обостряет слух на высоких частотах. Затем человек как бы привыкает к шуму, чувствительность к высоким частотам резко падает, начинается ухудшение слуха, которое постепенно развивается в тугоухость и глухоту. При интенсивности шума 140 - 145 децибел возникают вибрации в мягких тканях носа и горла, а также в костях черепа и зубах; если интенсивность превышает 140 Дб, то начинает вибрировать грудная клетка, мышцы рук и ног, появляются боль в ушах и голове, крайняя усталость и раздражительность; при уровне шума свыше 160 Дб может произойти разрыв барабанных перепонок (1, с. 89 – 93).
Шум губительно действует не только на слуховой аппарат, но и на центральную нервную систему человека, работу сердца, служит причиной многих других заболеваний. Одним из наиболее мощных источников шума являются вертолеты и самолеты особенно сверхзвуковые.
Шумы, создаваемые самолетами, вызывают ухудшение слуха и другие болезненные явления у работников наземных служб аэропорта, а также у жителей населенных пунктов, над которыми пролетают самолеты. Отрицательное воздействие на людей зависит не только от уровня максимального шума, создаваемого самолетом при полете, но и от продолжительности действия, общего числа пролетов за сутки и фонового уровня шумов. На интенсивность шума и площадь распространения существенное влияние оказывают метеорологические условия: скорость ветра, распределение ее и температуры воздуха по высоте, облака и осадки.
Особенно острый характер проблема шума приобрела в связи с эксплуатацией сверхзвуковых самолетов. С ними связаны шумы, звуковой удар и вибрация жилищ вблизи аэропортов. Современные сверхзвуковые самолеты порождают шумы, интенсивность которых значительно превышает предельно допустимые нормы.
Все загрязняющие атмосферный воздух вещества в большей или меньшей степени оказывают отрицательное влияние на здоровье человека. Эти вещества попадают в организм человека преимущественно через систему дыхания. Органы дыхания страдают от загрязнения непосредственно, поскольку около 50% частиц примеси радиусом 0,01 - 0,1мкм, проникающих в легкие, осаждаются в них (15, с. 63).
Проникающие в организм частицы вызывают токсический эффект, поскольку они:
а) токсичны (ядовиты) по своей химической или физической природе;
б) служат помехой для одного или нескольких механизмов, с помощью которых нормально очищается респираторный (дыхательный) тракт;
в) служат носителем поглощенного организмом ядовитого вещества.
В некоторых случаях воздействие одни из загрязняющих веществ в комбинации с другими приводят к более серьезным расстройствам здоровья, чем воздействие каждого из них в отдельности. Статистический анализ позволил достаточно надежно установить зависимость между уровнем загрязнения воздуха и такими заболеваниями, как поражение верхних дыхательных путей, сердечная недостаточность, бронхиты, астма, пневмония, эмфизема легких, а также болезни глаз. Резкое повышение концентрации примесей, сохраняющееся в течение нескольких дней, увеличивает смертность людей пожилого возраста от респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний. В декабре 1930 года в долине реки Маас (Бельгия) отмечалось сильное загрязнение воздуха в течение 3 дней; в результате сотни людей заболели, а 60 человек скончались - это более чем в 10 раз выше средней смертности. В январе 1931 года в районе Манчестера (Великобритания) в течение 9 дней наблюдалось сильное задымление воздуха, которое явилось причиной смерти 592 человек (21, с. 72).
Широкую известность получили случаи сильного загрязнения атмосферы Лондона, сопровождавшиеся многочисленными смертельными исходами. В 1873 году в Лондоне было отмечено 268 непредвиденных смертей. Сильное задымление в сочетании с туманом в период с 5 по 8 декабря 1852 года привело к гибели более 4000 жителей Большого Лондона. В январе 1956 года около 1000 лондонцев погибли в результате продолжительного задымления. Большая часть тех, кто умер неожиданно, страдали от бронхита, эмфиземы легких или сердечно-сосудистыми заболеваниями (21, с. 78).
В городах вследствие постоянно увеличивающегося загрязнения воздуха неуклонно растет число больных, страдающих такими заболеваниями, как хронический бронхит, эмфизема легких, различные аллергические заболевания и рак легких. В Великобритании 10% случаев смертельных исходов приходится на хронический бронхит, при этом 21 процент населения в возрасте 40 - 59 лет страдает этим заболеванием. В Японии в ряде городов до 60% жителей болеют хроническим бронхитом, симптомами которого является сухой кашель с частыми отхаркиваниями, последующее прогрессирующее затруднение дыхания и сердечная недостаточность. В связи с этим следует отметить, что так называемое японское экономическое чудо 50 - 60-х годов сопровождалось сильным загрязнением природной среды одного из наиболее красивых районов земного шара и серьезным ущербом, причиненным здоровью населения этой страны. В последние десятилетия с вызывающей сильную озабоченность быстротой растет число заболевших раком бронхов и легких, возникновению которых способствуют канцерогенные углеводороды (19, с. 107).
Животных находящиеся в атмосфере и выпадающие вредные вещества поражают через дыхательные органы и проникают в организм вместе со съедобными запыленными растениями. При поглощении больших количеств вредных загрязняющих веществ животные могут получить острые отравления. Хроническое отравление животных фтористыми соединениями получило среди ветеринаров название «промышленный флюороз», который возникает при поглощении животными корма или питьевой воды, содержащих фтор. Характерными признаками являются старение зубов и костей скелета.
Пчеловоды некоторых районов ФРГ, Франции и Швеции отмечают, что вследствие отравления фтором, оседающим на медоносных цветах, наблюдается повышенная смертность пчел, уменьшается количество меда и резко снижается численность пчелиных семей (11, с. 120).
Действие молибдена на жвачных животных наблюдалось в Англии, в штате Калифорния (США) и в Швеции. Молибден, проникающий в почву, препятствует поглощению растениями меди, а отсутствие меди в пище у животных вызывает потерю аппетита, веса. При отравлении мышьяком на теле крупного рогатого скота появляются изъязвления.
В ФРГ наблюдали сильное отравление свинцом и кадмием серых куропаток и фазанов, а в Австрии свинец накапливался в организмах зайцев, которые питались травой вдоль автострад. Трех таких зайцев, съеденных за одну неделю, вполне достаточно, чтобы человек мог заболеть в результате свинцового отравления (11, с. 118).
Заключение
На сегодняшний день в мире существует множество экологических проблем: начиная от исчезновения некоторых видов растений и животных и заканчивая угрозой вырождения человеческой расы. Экологическое действие загрязняющих агентов может проявляться по-разному: оно может затрагивать либо отдельные организмы (проявляться на организменном уровне), либо популяции, биоценозы, экосистемы и даже биосферу в целом.
На организменном уровне может происходить нарушение отдельных физиологических функций организмов, изменение их поведения, снижение темпов роста и развития, снижение устойчивости к воздействиям иных неблагоприятных факторов внешней среды.
На уровне популяций загрязнение может вызывать изменение их численности и биомассы, рождаемости, смертности, изменения структуры, годовых циклов миграций и ряда других функциональных свойств.
На биоценотическом уровне загрязнение сказывается на структуре и функциях сообществ. Одни и те же загрязняющие вещества по-разному влияют на разные компоненты сообществ. Соответственно меняются количественные соотношения в биоценозе, вплоть до полного исчезновения одних форм и появления других. В конечном счете происходит деградация экосистем, ухудшение их как элементов среды человека, снижение положительной роли в формировании биосферы, обесценение в хозяйственном отношении.
Таким образом, на основании всего вышеизложенного, можно сделать следующие выводы:
1. За последние сто лет развитие промышленности «одарило» нас такими производственными процессами, последствия которых вначале человек еще не мог себе представить. Возникли фабрики, заводы, города-миллионеры, рост которых остановить нельзя. На сегодняшний день существуют три основных источника загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места их расположения. Однако сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство.
2. Любые формы загрязнения водоёмов наносят огромный вред природным экосистемам и приводят к пагубному изменению среды обитания человека. Эффекты антропогенного воздействия на водную среду проявляются на индивидуальном и популяционно-биоценотическом уровнях, и длительное действие загрязняющих веществ приводит к упрощению экосистемы.
3. Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора загрязнений различного рода. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится.
На данный момент в мире существует много теорий, в которых большое внимание уделяется нахождению наиболее рациональных путей решения экологических проблем. Но, к сожалению, на бумаге все оказывается значительно проще, чем в жизни.
Воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого природе человеком.
На наш взгляд, для предотвращения дальнейшего загрязнения окружающей среды в первую очередь необходимо:
Усилить внимание к вопросам охраны природы и обеспечения рационального использования природных ресурсов;
Установить систематический контроль за использованием предприятиями и организациями земель, вод, лесов, недр и других природных богатств;
Усилить внимание к вопросам по предотвращению загрязнений и засоления почв, поверхностных и подземных вод;
Уделять большое внимание сохранению водоохранных и защитных функций лесов, сохранению и воспроизводству растительного и животного мира, предотвращению загрязнения атмосферного воздуха;
Усилить борьбу с производственным и бытовым шумом.
Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, однако до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справиться со всеми выявившимися затруднениями. Экологическая проблема - это одна из наиболее важных задач человечества. И уже сейчас люди должны это понимать и принимать активное участие в борьбе за сохранение природной среды. Причем везде: и в маленьком городе Балашове, и в Саратовской области, и в России, и во всем мире. От решения этой глобальной проблемы зависит, без малейшего преувеличения, будущее всей планеты.
Литература
1. Агаджанян, Н.А., Торшин, В.И. Экология человека / Под ред. В. И. Торшина. - М.,1994.
2. Агесс, П. Ключи к экологии / П. Агесс. - Л., 1982.
3. Артамонов, В.И. Растения и чистота природной среды / В. И. Артамонов. – М., 1986.
4. Богдановский, Г. А. Химическая экология / Отв. ред. Г. А. Богдановский. – М., 1994.
5. Болбас, М. М. Основы промышленной экологии / Под ред. М. М. Болбас. – М., 1993.
6. Владимиров, А. М. Охрана окружающей среды / А. М. Владимиров и др. – СПб., 2001.
7. Добровольский, Г. В., Гришина, Л. А. Охрана почв / Г. В. Добровольский. - М., 1985.
8. Дронова, Т. Я. Влияние атмосферного загрязнения на свойства почв / Т. Я. Дронова. - М., 1990.
9. Израэль, Ю.А., Ровинский Ф.Я. Берегите биосферу / Ю. А. Израэль и др. – М., 1987.
10. Ильин, В. Б. Тяжёлые металлы в системе «почва-растение» / В. Б. Ильин. - Новосибирск, 1991.
11. Криксунов, Е. А., Пасечник, В.В., Сидорин, А.П. Экология. Уч. пособие / Под ред. Е. А. Криксунова и др. – М., 1995.
12. Круглов, Ю. В. Микрофлора почвы и пестициды / Ю. В. Круглов. - М., 1991.
13. Куллини, Дж. Леса. Моря / Дж. Куллини. – Л., 1981.
14. Плотников, В.В. На перекрестках экологии / В. В. Плотников. – М., 1985.
15. Протасов, В. Ф. и др. Экология, здоровье и природопользование в России / Под ред. В. Ф. Протасова. – М., 1995.
16. Рэуце, Н., Кырста, С. Борьба с загрязнением почвы / Н. Рэуце и др. - М., 1986.
17. Соколова, Т. А. и др. Изменение почв под влиянием кислотных выпадений / Под ред. Т. А. Соколовой. - М., 1993.
18. Федоров, Л. А. Диоксины в питьевой воде / Л. А. Федоров // Химия и жизнь. - №8. – 1995.
19. Хефлинг, Г. Тревога в 2000 году / Г. Хефлинг. - М., 1990.
20. Щебек, Ф. Вариации на тему одной планеты / Ф. Щебек. – М., 1972.
21. Черняк, В.З. Семь чудес и другие / В. З. Черняк. - М., 1983.
Приложение 1
Поступление веществ (в млн. т/год) в город с населением 1 млн. человек
Название вещества Количество
Чистая вода 470,0
Воздух 50,2
Минерально-строительное сырье 10,0
Сырая нефть 3,6
Сырье черной металлургии 3,5
Природный газ 1,7
Жидкое топливо 1,6
Горно-химическое сырье 1,5
Сырье цветной металлургии 1,2
Техническое растительное сырье 1,0
Сырье пищевой промышленности,
готовые продукты питания 1,0
Энергохимическое сырье 0,22
Приложение 2
Выбросы (в тыс.т/год) в атмосферу
города с населением 1 млн. человек
Ингредиенты атмосферных выбросов Количество
Вода (пар, аэрозоль) 10800
Углекислый газ 1200
Сернистый ангидрид 240
Окись углерода 240
Углеводороды 108
Окислы азота 60
Органические вещества
(фенолы, бензол, спирты, растворители, жирные кислоты) 8
Хлор, аэрозоли соляной кислоты 5
Сероводород 5
Аммиак 1,4
Фториды (в перерасчете на фтор) 1,2
Сероуглерод 1,0
Цианистый водород 0,3
Соединения свинца 0,5
Никель (в составе пыли) 0,042
ПАУ (в том числе бензопирен) 0,08
Мышьяк 0,031
Уран (в составе пыли) 0,024
Кобальт (в составе пыли) 0,018
Ртуть 0,0084
Кадмий (в составе пыли) 0,0015
Бериллий (в составе пыли) 0,0012
Приложение 3
Твердые и концентрированные отходы (в тыс.т/год) города с населением 1 млн. человек
Вид отходов Количество
Зола и шлаки ТЭЦ 550,0
Твердые осадки из общей канализации
(95% влажности) 420,0
Древесные отходы 400,0
Галитовые отходы 400,0
Сырой жом сахарных заводов 360,0
Твердые бытовые отходы* 350,0
Шлаки черной металлургии 320,0
Фосфогипс 140,0
Отходы пищевой промышленности
(без сахарных заводов) 130,0
Шлаки цветной металлургии 120,0
Осадки стоков химических заводов 90,0
Глинистые шламы 70,0
Строительный мусор 50,0
Пиритные огарки 30,0
Горелая земля 30,0
Хлорид кальция 20,0
Автопокрышки 12,0
Бумага (пергамент, картон, промасленная бумага) 9,0
Текстиль (ветошь, пух, ворс, промасленная ветошь) 8,0
Растворители (спирты, бензол, толуол и т.д.) 8,0
Резина, клеенка 7,5
Полимерные отходы 5,0
Костра от производственного льна 3,6
Отработанный карбид кальция 3,0
Стеклобой 3,0
Кожа, шерсть 2,0
Аспирационная пыль (кожа, перо, текстиль) 1,2
* Твердые бытовые отходы состоят из: бумага, картон - 35%, пищевые отходы - 30%, стекло - 6%, дерево - 3%, текстиль - 3,5%, черные металлы - 4%. Кости - 2,5%, пластмассы - 2%, кожа, резина - 1,5%, цветные металлы - 0,2%, прочее - 13,5%.
Приложение 4
Сточные воды (в тыс. тонн) города с населением 1 млн. человек
Показатель Количество
Взвешенные вещества 36,0
Фосфаты 24,0
Нефтепродукты 2,5
Синтетические поверхностно-активные вещества 0,6
В атмосферу, предельно допустимый сброс (ПДС) загрязняющих веществ в водоемы и предельно допустимое количество сжигаемого топлива (ПДТ). Эти нормативы устанавливаются для каждого источника поступления загрязнений в окружающую среду и тесно связаны с профилем работы, объемом и характером загрязнений конкретного предприятия цеха, агрегата. Градостроительные нормативы разрабатывают для обеспечения...
Взаимного расположения очистных камер и подготовительных выработок, форм и размеров очистных забоев и способов выкалывания монолитных блоков из массива. Глава 2. Технологический процесс добычи марганцевой руды используемый на ОАО "Орджоникидзевский горно-обогатительный комбинат" Наиболее чистый марганец получают в промышленности по способу советского электрохимика Р. И. Агладзе (...
В течение которого сумма приносимого этими затратами эффекта становится равной затратам. При расчете срока окупаемости необходимо учитывать, что экологические издержки позволяют не только снизить загрязнение окружающей среды, но и повысить эффективность производства. ОАО «МПОВТ» (головной завод) за март месяц 2008 г. произвел расчет по налогу за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в размере...
установок, дислокация предприятий, выбор единичных мощностей энергетического оборудования и многое другое). Цель данной работы – исследовать проблему тепловых выбросов в атмосферу и их влияние на окружающую среду. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: - охарактеризовать теплоэнергетику и её выбросы; - рассмотреть воздействие установок на атмосферу при...
Вывоз, переработка и утилизация отходов с 1 по 5 класс опасности
Работаем со всеми регионами России. Действующая лицензия. Полный комплект закрывающих документов. Индивидуальный подход к клиенту и гибкая ценовая политика.
С помощью данной формы вы можете оставить заявку на оказание услуг, запросить коммерческое предложение или получить бесплатную консультацию наших специалистов.
Если рассматривать экологические проблемы, то одной из самых актуальных является загрязнение воздуха. Экологи бьют тревогу и призывают человечество пересмотреть своё отношение к жизни и потреблению природных ресурсов, ведь только защита от загрязнения воздушной среды позволит улучшить ситуацию и предотвратить серьёзные последствия. Выясните, как решить столь острый вопрос, повлиять на экологическую обстановку и сохранить атмосферу.
Природные источники засорения
Что такое загрязнение воздуха? В данное понятие входит внесение и попадание в атмосферу и все ее слои нехарактерных элементов физического, биологического или химического характера, а также изменение их концентраций.
Что загрязняет наш воздух? Загрязнение воздушной среды обусловлено множеством причин, и все источники условно можно разделить на естественные или природные, а также искусственные, то есть антропогенные.
Начать стоит с первой группы, к которой относятся загрязнители, порождённые самой природой:
- Первый источник – это вулканы. Извергаясь, они выбрасывают огромные количества мельчайших частичек различных пород, пепла, ядовитых газов, оксидов серы и других не менее вредных веществ. И хотя извержения происходят достаточно редко, согласно статистике, в результате вулканической активности уровень загрязнения воздуха значительно возрастает, ведь ежегодно в атмосферу выбрасывается до 40 миллионов тонн опасных соединений.
- Если рассматривать естественные причины загрязнения воздуха, то стоит отметить такую как торфяные или лесные пожары. Наиболее часто возгорания происходят из-за непреднамеренных поджогов человеком, который халатно относится к правилам безопасности и поведения в лесу. Даже маленькая искра от не полностью потушенного костра может спровоцировать распространение огня. Реже пожары обусловливаются очень высокой солнечной активностью, из-за чего пик опасности приходится на знойное летнее время.
- Рассматривая основные виды природных загрязнителей, нельзя не упомянуть пыльные бури, которые возникают из-за сильных порывов ветра и смешения воздушных потоков. Во время урагана или другого природного явления поднимаются тонны пыли, которые провоцируют загрязнение воздуха.
Искусственные источники
К загрязнению воздуха в России и других развитых странах часто приводит влияние антропогенных факторов, обусловленных деятельностью, которую осуществляют люди.
Перечислим основные искусственные источники, вызывающие загрязнение воздушного бассейна:
- Стремительное развитие промышленности. Начать стоит с химического загрязнения воздуха, вызванного деятельностью химических заводов. Токсичные вещества, выбрасываемые в воздушную среду, отравляют ее. Также загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами вызывают металлургические заводы: переработка металлов является сложным процессом, предполагающим огромные выбросы в результате нагрева и горения. Кроме того, загрязняют воздух и мелкие твёрдые частички, образующиеся при изготовлении строительных или отделочных материалов.
- Особенно актуальна проблема загрязнения воздуха автотранспортом. Хотя другие виды также провоцируют , но именно машины оказывают на неё наиболее значительное негативное воздействие, так как их гораздо больше, нежели любых других транспортных средств. В выхлопах, выделяемых автомобильным транспортом и возникающих во время работы двигателя, содержится масса веществ, в том числе опасных. Печально, что с каждым годом количество выбросов увеличивается. Все большее количество людей обзаводится «железным конем», что, конечно же, пагубным образом сказывается на окружающей среде.
- Эксплуатация тепловых и атомных электростанций, котельных установок. Жизнедеятельность человечества на данном этапе невозможна без использования подобных установок. Они снабжают нас жизненно важными ресурсами: теплом, электричеством, горячим водоснабжением. Но при сжигании любых видов топлива происходит изменение атмосферы.
- Бытовые отходы. С каждым годом покупательская способность людей растет, как следствие, увеличиваются и объемы вырабатываемых отходов. Их утилизации не уделяется должного внимания, а ведь некоторые виды мусора крайне опасны, имеют длительный период разложения и выделяют пары, отличающиеся крайне неблагоприятным воздействием на атмосферу. Каждый человек загрязняет воздушную среду ежедневно, но гораздо более опасны отходы промышленных предприятий, которые отвозятся на свалки и никак не утилизируются.
Какие вещества наиболее часто загрязняют воздух
Веществ, загрязняющих воздух, невероятно много, и экологи постоянно открывают новые, что связано со стремительными темпами развития промышленности и с внедрением новых производственных и перерабатывающих технологий. Но наиболее часто в атмосфере обнаруживаются такие соединения как:
- Оксид углерода, который также называется угарным газом. Он не имеет цвета и запаха и образуется при неполноценном сжигании топлива при низких объёмах кислорода и пониженных температурах. Это соединение опасно и вызывает смерть из-за нехватки кислорода.
- Углекислый газ содержится в атмосфере и имеет слегка кисловатый запах.
- Диоксид серы выделяется во время сгорания некоторых серосодержащих разновидностей топлива. Это соединение провоцирует кислотные дожди и угнетает дыхание человека.
- Диоксиды и оксиды азота характеризуют загрязнение воздуха промышленными предприятиями, так как наиболее часто образуются именно во время их деятельности, особенно при производстве некоторых удобрений, красителей и кислот. Также эти вещества могут выделяться в результате сгорания топлива или при эксплуатации машины, особенно при ее неисправности.
- Углеводороды являются одними из самых распространённых веществ и могут содержаться в растворителях, моющих средствах, продуктах нефтепереработки.
- Свинец также вреден и используется для изготовления батареек и аккумуляторов, патронов и боеприпасов.
- Озон крайне токсичен и образуется во время фотохимических процессов или при эксплуатации транспорта и работы заводов.
Теперь вы знаете, какие вещества загрязняют воздушный бассейн наиболее часто. Но это лишь их небольшая часть, в атмосфере содержится масса самых разных соединений, и некоторые из них даже неизвестны учёным.
Печальные последствия
Масштабы влияния загрязнения атмосферного воздуха на здоровье человека и всю экосистему в целом просто огромны, и многие их недооценивают. Начать стоит с экологии.
- Во-первых, из-за загрязнённого воздуха развился парниковый эффект, который постепенно, но глобально меняет климат, приводит к потеплению и , провоцирует природные катаклизмы. Можно сказать, приводит к необратимым последствиям в состоянии окружающей среды.
- Во-вторых, всё более частыми становятся кислотные дожди, оказывающие негативное воздействие на всё живое на Земле. По их вине погибают целые популяции рыб, не способные жить в такой кислотной среде. Негативное влияние наблюдается при обследовании исторических памятников и памятников архитектуры.
- В-третьих, страдает фауна и флора, так как опасные пары вдыхают животные, также они попадают в растения и постепенно их уничтожают.
Загрязнённая атмосфера крайне негативно влияет на здоровье человека. Выбросы попадают в лёгкие и вызывают сбои в работе дыхательной системы, тяжелейшие аллергические реакции. Вместе с кровью опасные соединения разносятся по организму и сильно его изнашивают. А некоторые элементы способны провоцировать мутацию и перерождение клеток.
Как решить проблему и сохранить экологию
Проблема загрязнения атмосферного воздуха очень актуальна, особенно если учесть, что экология сильно ухудшилась за последние несколько десятков лет. И решать ее нужно комплексно и несколькими путями.
Рассмотрим несколько эффективных мероприятий по профилактике загрязнения атмосферного воздуха:
- Для борьбы с загрязнением воздуха на отдельных предприятиях следует в обязательном порядке устанавливать очистные и фильтрующие сооружения и системы. А на особо крупных промышленных заводах нужно начать введение стационарных постов наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха.
- Во избежание загрязнения воздуха автомобилями следует переходить на альтернативные и менее вредные источники энергии, например, солнечные батареи или электричество.
- В защите атмосферного воздуха от загрязнений поможет замена горючих видов топлива более доступными и менее опасными, такими как вода, ветер, солнечный свет и прочие, не требующие горения.
- Охрана атмосферного воздуха от загрязнения должна поддерживаться на государственном уровне, и уже есть законы, направленные на его защиту. Но также нужно действовать и осуществлять контроль в отдельных субъектах РФ.
- Одним из действенных способов, которые должна включать охрана воздуха от загрязнения, является налаживание системы утилизации всех отходов или их переработка.
- Для решения проблемы загрязнения воздуха следует использовать растения. Повсеместное озеленение позволит улучшить атмосферу и увеличить объёмы кислорода в ней.
Как обезопасить атмосферный воздух от загрязнений? Если всё человечество борется с ним, то есть шансы на улучшение экологии. Зная суть проблемы загрязнения атмосферы, ее актуальность и основные пути решения, нужно сообща и комплексно бороться с загрязнением.
