Влияние загрязненной атмосферы на здоровье человека. Источники загрязнения атмосферного воздуха

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как загрязнение воздуха влияет на нас?

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

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

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

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

Следующие симптомы и заболевания связаны с загрязнением воздуха:

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

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

Влияние твердых примесей на состояние здоровья

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

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

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

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

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

Вещества, загрязняющие атмосферу

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

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

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

Основные загрязнители воздушной среды:

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

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

Источники и классификация атмосферного загрязнения

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

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

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

Антропогенные источники загрязнения атмосферного воздуха:

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

Как определяют степень загрязненности воздуха?

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

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

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

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

Города и страны мира с самым грязным воздухом

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

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

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

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

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

Последствия

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

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

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

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

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

Как сделать воздух чище?

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

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

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...

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

Биологическое действие атмосферных загрязнений

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

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

Атмосферные загрязнения могут оказывать острое и хроническое воздействие.

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

Хроническое воздействие

Хроническое воздействие загрязнений атмосферы является наиболее частым и неблагоприятным.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Мероприятия по санитарной охране атмосферного воздуха

1. Законодательные

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

2. Технологические

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

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

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

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

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

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

Использование мокрых технологических процессов переработки пылящих материалов взамен сухих;

Герметизация технологического оборудования, аппаратуры;

Использование гидро- и пневмотранспорта при транспортировке пылящих материалов;

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

3. Санитарно-технические

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

Виды газопылеулавливающих установок:

а) для удаления взвешенных частиц;

б) для удаления газообразных и парообразных веществ.

а) К сооружениям для удаления взвешенных веществ относятся:

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

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

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

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

4. Архитектурно-планировочные

К данной группе мероприятий относятся:

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

Рациональная планировка территории селитебной зоны;

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

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

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

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

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

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

5. Административные

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

Ограничение движения в пределах жилой зоны города большегрузного автотранспорта;

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

Система контроля технического состояния транспортных средств.

Антропогенное загрязнение атмосферы связано с механическими, физическими, химическими и биологическими факторами, которые наиболее заметно проявляются в местах компактного проживания людей, особенно в мегаполисах, где погодные условия также заметно отличаются от аналогичных параметров вне города. В атмосфере постоянно присутствуют миллионы тонн загрязняющих веществ. К примеру, в нашей республике по данным Агентства Республики Казахстан по статистике выбросы наиболее распространенных вредных веществ с каждым годом растут (табл.1).

Таблица 1. Выбросы наиболее распространенных вредных веществ, отходящих от стационарных промышленных источников загрязнения атмосферного воздуха.

200 0

200 1

2002

Всего, тыс.тонн

в том числе:

твердые вещества

газообразные и жидкие вещества,

сернистый ангидрид

окись азота

окись углерода

Загрязнение атмосферного воздуха приводит к увеличению заболеваний, как органов дыхания, так и сердечно-сосудистой системы. Почти 20% всех болезней органов дыхания и 10% болезней системы кровообращения связаны с загрязнением атмосферы. В настоящее время промышленные города, где сосредоточено более 50% населения, можно отнести к экологически опасным зонам, так как содержание загрязняющих веществ в их атмосфере значительно превышает предельно допустимые концентрации. Большую роль в этом играет и загрязнение атмосферы выбросами от автотранспорта, в частности выбросами свинца, который обладает значительной токсичностью и способностью накапливаться в организме. Накапливаясь в организме человека, свинец наряду с другими вредными веществами может стать причиной неблагоприятных отдаленных последствий, так как обладает мутагенными, канцерогенными, тератогенными и эмбриогонадо-токсическими свойствами. К химическим факторам риска для здоровья примыкает и такой физический фактор, как радиация, избежать воздействия которой невозможно. Излучение поступает как из космоса, так и от радиоактивных веществ, содержащихся в земной коре и в различных объектах окружающей среды.

Величины доз внутреннего облучения (поступление радиоактивных веществ внутрь организма с воздухом или с загрязненной пищей и водой) от природных источников радиации примерно в два раза выше доз внешнего облучения. Наибольший вклад в дозу внутреннего облучения (примерно в 80%) вносят короткоживущие продукты распада 222Rn и 220Rn, около 11% - 40K и 7% - 210Pb и 210Po. Основная часть дозы облучения населения от воздействия радона накапливается при нахождении людей в закрытых непроветриваемых помещениях. Источниками радона также могут быть грунты, на которых построены дома, строительные материалы, а также артезианская вода и природный газ.

На планете немало регионов, где отчетливо наблюдаются последствия радиационных воздействий. Среди них полигоны для испытаний ядерного оружия: Семипалатинский и Северный (бывший СССР), Невада (США и Великобритания), Муруроа (Франция) и Лобнор (Китай), на которых до 1991 года было произведено 2059 взрывов, в том числе 715 в СССР и 1085 в США; добыча и обогащение урана, разведанные запасы которого составляют около 2,2 млн. т.; так называемые взрывы в "мирных целях" (более 200 наземных и подземных взрывов); воздействие АЭС; воздействие исследовательских реакторов; воздействие судовых атомных реакторов; возможность воздействия могильников для захоронения радиоактивных отходов. Длительное действие малых доз либо кратковременное действие больших доз излучения приводит к развитию так называемой лучевой болезни, которая проявляется в поражении преимущественно кроветворных органов, желудочно-кишечного тракта и нервной системы. В наиболее облучаемых тканях развиваются злокачественные новообразования. Может наблюдаться возникновение болезней у потомков облученных родителей (наследственные поражения). Поэтому места захоронения РАО и пути их транспортировки несут потенциальную угрозу для здоровья людей.

Темпы развития мер по охране атмосферного воздуха в городах отстают от темпов развития автотранспорта и промышленности. В связи с этим становится весьма актуальной проблема долгосрочного прогноза рисков заболеваний населения, обусловленных химическим и радиационным загрязнением.

Мырзалиева С.К.

Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан,

Алматы, Казахстан

Сангилбаева Ж.О.

Казахский национальный медицинский университет им.С.Д. Асфендиярова,

Алматы, Казахстан