Гигиеническое значение механических примесей в воздухе

Твердые вещества, взвешенные в атмосферном воздухе, представляют собой пыль естественного и искусственного происхождения. Раз личают следующие виды естественной пыли: космическая, вулканическая, морская, лесных пожаров и наземная, имеющая наибольшее гигиеническое значение. Она состоит из почвенной пыли и пыли растительной. Почвенная пыль населенных мест, расположенных в пустынных и полупустынных местностях, на 70-80% состоит из минеральных соединений с высоким содержанием свобод"⁰" Двуокиси кремния, но опасность возникновения силикоза от нее невелика.

К растительной пыли относятся пыльца цветуШИ* Растений, споры грибов и бактерий.

Пыль искусственного происхождения поступает в воздух при сжигании твердого топлива (угля) в виде золы, недожога и сажи. Зола представляет собой негорючие примеси к углю, недожог — несгорев- шие частицы угля, сажа - продукт неполного сгорания У™я, являющийся наиболее патогенным компонентом, так как соДСР^жит канцерогенные вещества (бенз(а)пирен, метилхолантрен, анграиен).

Пыль может оказывать на человека косвенное и прямое неблагоприятное воздействие. Косвенное влияние пыли, какуЖ^ отмечалось, заключается в уменьшении интенсивности солнечной радиации, содействии образованию облачности и туманов, что ведет к снижению естественной освещенности помещений и как следствие — к близорукости и рахита у детей, остеопороза у взрослых, способствует выживанию патогенных микробов в окружающей среде.

Прямое же действие пыли: раздражающее, механическое, канцерогенное, токсическое, эпидемиологическое, фиброгенное, ка- риесогенное, лучевое, аллергенное— чаше может наблюдаться в неблагоприятных производственных условиях.

1.2. Экологические проблемы воздушной среды

Последствиями загрязнения атмосферы являются кислотные дожди, парниковый эффект, озоновые дыры, смоги.

Кислотные дожди. При сжигании таких видов топлива, как каменный уголь, мазут, горючие сланцы, всегда образуются диоксиды серы и азота.

Выбросы, особо богатые диоксидом серы, дают высокосернис- Iые угли и мазут. Оксиды азота образуются в случае соединения азота и кислорода воздуха при высоких температурах в двигателях внутреннего сгорания и котельных установках. Диоксиды серы и азота, соединяясь в атмосфере с парами волы, превращаются в слабые растворы серной и азотной кислот.

Рост дымовых труб в высоту (до 250-300 и даже 400 м) привел не к уменьшению выбросов в атмосферу, а к их рассеиванию на огромные территории и расстояния, включая соседние государства. Например, Скандинавские страны имеют только 25-30% всех кислотных дождей собственного производства, а остальные они получают от ближних и дальних соседей.

Дождевая вода, образующаяся при конденсации водяного пара, должна иметь нейтральную реакцию (рН 7,0). Но даже в самом чистом воздухе, как мы уже знаем, всегда присутствует диоксид углерода, а дождевая вода, растворяя его. слегка подкисляется. Вобрав же кислоты, образующиеся из диоксидов серы и азота, дождь становится заметно кислым (рН 6,0-4,0).

Кислотные дожди — экологическое бедствие, так как их реальными и потенциальными жертвами становятся водоемы, леса, их обитатели, а также строения, в том числе памятники культуры.

В реках и озерах под влиянием кислотных дождей гибнут представители гидрофлоры и гидрофауны. Дело в том, что в процессе эволюции живые организмы приспособились к физико-химиче- ским условиям и могут существовать только в определенном интервале рН водной среды. Когда этот показатель снижается до 6,5-6,0, погибают моллюски, ракообразные, икра земноводных. При рН 6,0—5,0 гибнут планктонные организмы и насекомые, сиговые рыбы, форель, хариус, лосось, плотва, окунь, щука.

Земля и растения тоже страдают от кислотных дождей: снижается продуктивность почв, меняется нормальный состав почвенной микрофлоры, гибнуг леса, уменьшается урожайность культурных растений.

Кислотные дожди губят не только живую природу, они разрушают тысячелетние памятники архитектуры, вызывают коррозию металлов. Экономический ущерб от кислотных осадков во всех странах ЕЭС составляет 13 млрд долларов в год.

В нашей стране наиболее тревожная ситуация с кислотными дождями сложилась в Центральном и Центрально-Черноземном районах. Кемеровской области. Алтайском крае и в районе Норильска. Самым благополучным районом признана Якутия (Республика Саха).

Кислотные дожди выпадают в США, Канаде, Японии, европейских странах.

Необходимо спасать природу планеты от закисления, для чего требуется резко снизить выбросы оксида серы (в первую очередь) и оксидов азота, используя все имеющиеся в настоящее время у человечества меры.

Парниковый эффект. Накопление углекислого газа в верхних слоях атмосферы, неуклонно происходящее в последние десятилетия, будет препятствовать нормальному теплообмену между Землей и Космосом, задерживая тепло Земли, образующееся в результате хозяйственной деятельности человека, от извержения вулканов и геотермальных вод. Парниковым газом считают и метан, потому что он, как и углекислый газ, подобно стеклу парника, не выпускает солнечное тепло. Известно, что доля углекислого газа антропогенного происхождения в настоящее время увеличилась в атмосфере на 20—40%.

Парниковый эффект выражается в повышении температуры воздуха, изменении погоды и климата в виде глобального потепления. При современных антропогенных нагрузках каждые Ю лет температура будет повышаться на 0,5 °С, что повысит уровень Мирового океана из-за таяния снегов и льдов на 1—1,2 м за указанные периоды времени. Имеются расчеты о том, что подъем уровня Мирового океана на 6 м приведет к затоплению 1/6 суши планеты. В наибольшей степени это угрожает прибрежным районам и островным государствам (Голландия, Великобритания, Япония и др.). Повышение средней глобальной температуры на 1,5-4,5 °С приведет к перераспределению осадков на Земле, увеличится количество опусгыненных земель, так как почвенная влага будет испаряться сильнее, растает вечная мерзлота.

Доля стран в выбросе парниковых газов неодинакова: США — 22%; Россия и Китай — но 11 %, Германия и Япония — по 5%. Это значит, что высокоразвитые страны больше всего способствуют развитию парникового эффекта, а страдает население всей Земли.

Человечество опасается глобального потепления, и многие страны уже подписали так называемый Киотский протокол, принятый в декабре 1997 года, ограничивающий нарашивание мощностей промышленных предприятий. К 2004 году его ратифицировала уже 161 страна, в том числе и Россия (2004 г.). США его до сих пор так и не подписали.

Предлагаются следующие пути предотвращения дальнейшего развития парникового эффекта:

• введение экологического налога (богатые страны должны платить больше, но этот путь, как показала практика, очень трудно реализовать);

• посадка тропических лесов в Бразилии, где они нещадно вырубаются (известно, что зеленые растения являются мощными потребителями углекислоты);

• разработка различных технологий по утилизации углекислоты из атмосферы (такие новые технологии уже имеются в нашей стране).

Озоновые дыры. С загрязнением атмосферы также связано ухудшение состояния ее озонового слоя, основная функция которого состоит в охране человека и природной среды Земли от воздействия жесткого космического излучения. Известно, что каждый потерянный процент озона в масштабе планеты вызывает I50 тыс. случаев слепоты из-за катаракты, на 2,6% увеличивается количество раковых заболеваний кожи, подавляется иммунная система организма.

В середине прошлого века появились сообщения ученых о так называемых озоновых дырах, которые сначала были обнаружены над Антарктидой. Была выдвинута гипотеза о том. что виновниками этого явления служат озоноразрушаюшие вещества (ОРВ), синтезированные человеком и несвойственные природе химические соединения — хлорфторуглероды (ХФУ). Они негорючи, неядовиты, несложны в производстве и широко применяются в качестве:

• растворителей (пропелленгов) в аэрозольных баллончиках и в производстве пестицидов (тетрахлорметан, метил хлороформ);

• охлаждающих жидкостей в холодильниках и кондиционерах (фреоны);

• иенопластов при изготовлении полистиреновых стаканчиков и форм (под фасованные готовые продукты и полуфабрикаты);

• средств пожаротушения (талоны).

Оказалось, что, инертные у поверхности Земли, эти вещества преображаются под действием ультрафиолетового излучения, выбивающего из их молекул хлор или бром, которые, сталкиваясь с молекулой озона, выбивают из него один атом кислорода, и трехатомный озон превращается в обычный кислород. Этот процесс повторяется многократно, вследствие чего разрушаются десятки тысяч молекул озона. Активно разрушают озон оксиды азота и тяжелых металлов (меди, железа, марганца), а также реактивная высотная авиация, космические летательные аппараты, ядерные взрывы.

Истончение озонового слоя зарегистрировано над Европой и Россией, особенно над Сибирью.

Японцы опубликовали список из 25 стран — основных виновников разрушения озонового слоя Земли, в числе которых первые гри места занимают США, Япония и Великобритания (на их долю приходится 60% выбросов ОРВ). Россия тоже значится в этом списке (20%).

Для сохранения озонового слоя Земли предложено:

• запретить произволе! воОРВ (постепенно, вдва этапа к 2030 г.);

• выпускать новые виды холодильников без фреона (на базе полупроводников с использованием эффекта Пельте). Этот французский ученый установил, что при пропускании электрического тока через полупроводники на одной обкладке кристалла возникает тепло, а на другой — холод. Такие холодильники уже испытаны, они надежны, долговечны и экологически чисты;

• заменять пропелленты в аэрозольных баллончиках на азот;

• очистить от фреонов атмосферу с помощью микроволновых разрядов и образования плазмы. Это селективно очистит атмосферу от фреонов, не затрагивая другие компоненты, не повышая температуру и не вызывая образования других соединений. Физики считают, что это можно сделать за один год, имея в качестве энергетического источника один блок АЭС мощностью в 10 ГВт. Практическое внедрение этой идеи пока не разработано;

• искусственно получать озон в стратосфере с помощью спутников с лазерами, которые раскачают кислород, а дальше с помощью Солнца процесс пойдет естественным путем.

И это далеко не все пуги помощи и сохранения озонового слоя. Как говорится, игра стоит свеч, поскольку истончение озонового слоя пагубно отражается не только на человеке, но и на окружающей среде, вызывая ее деградацию, снижение урожайности сельскохозяйственных культур, продуктивности Мирового океана и т. д.

Смоги. Влияние атмосферных загрязнений на состояние здоровья населения подтверждается многочисленными статистическими данными, полученными при возникновении так называемых токсичных туманов (смогов). Их образованию способствуют густой туман, высокая влажность и атмосферное давление, безветрие и температурная инверсия (т. е. температура верхних слоев воздуха превышает температуру приземных слоев, что также ухудшает перемешивание слоев воздуха с помощью естественных конвекционных токов). В этих условиях происходит накопление сернистого газа и аэрозоля серной кислоты в токсичных концентрациях, вследствие чего в такой неблагоприятной ситуации в несколько раз увеличивается смертность населения, особенно детей и пожилых людей. Разновидностью токсичного смога является фотохимический смог, формирующийся в виде желтоватой пелены в сухую, солнечную безветренную погоду в атмосфере, загрязненной выхлопными газами автотранспорта