Химическое загрязнение атмосферы

  личества озона.  Возникает циклическая реакция,  в итоге кото-

  рой в атмосфере  постепенно накапливается озон. Этот процесс в

  ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает  в ре-

  акцию с олеинами.  В атмосфере концентрируются  различные пе-

  рекиси, которые в  сумме и образуют характерные  для  фотохими-

  ческого тумана  оксиданты.  Последние являются  источником так

  называемых свободных  радикалов, отличающихся особой  реакцион-

  ной способностью. Такие смоги - нередкое явление  над Лондоном,

  Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами  Европы

  и Америки. По  своему физиологическому воздействию  на организм

  человека они крайне  опасны для дыхательной и кровеносной  сис-

  темы и часто  бывают причиной преждевременной  смерти городских

  жителей с ослабленным  здоровьем.

 

 

 

             2.4  Проблема контролирования выброса в атмосферу

      загрязняющих веществ промышленными предприятиями (ПДК)

  

     Приоритет в  области   разработки   предельно   допустимых

  концентраций в воздухе принадлежит  СССР.  ПДК  - такие концент-

  рации, которые на человека  и его потомство прямого   или  кос-

  венного воздействия,  не  ухудшают их работоспособности,  само-

  чувствия, а  также  санитарно-бытовых   условий  жизни  людей.

  Обобщение всей информации по  ПДК , получаемой всеми ведомства-

  ми, осуществляется в  ГГО  -  Главной  Геофизической   Обсервато-

  рии ..  Если в крупном  городе размещены предприятия  несколь-

  ких отраслей промышленности,  то создается очень высокий  уро-

  вень загрязнения воздуха,  однако, проблема снижения  выбросов

  многих специфических веществ  до сих пор остается нерешенной.

 

 

 

 

                                      3.  ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ

                            ПОДВИЖНЫХ ИСТОЧНИКОВ ВЫБРОСОВ

                                           

 

В  последние  десятилетия  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. Согласно оценкам, в городах на долю автотранспорта  приходится (в зависимости от развития в данном  городе промышленности и числа автомобилей) от 30 до 70 % общей массы выбросов. В целом по стране, по крайней мере, 40 % общей массы пяти основных загрязняющих веществ составляют выбросы подвижных источников.

 

 

                                                3.1 Автотранспорт

 

Основной вклад в загрязнение  атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине (в США на их долю приходится около 75 %), затем самолеты (примерно  5 % ), автомобили  с дизельными двигателями (около  4 %), тракторы и  другие сельскохозяйственные машины (около 4 % ), железнодорожный и водный транспорт (примерно 2 %). К основным загрязняющим атмосферу веществам, которые выбрасывают подвижные источники (общее число таких веществ превышает 40), относятся оксид углерода .

Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне  автомобиля, обенно при быстром, а  также при движении с малой  скоростью (из диапазона наиболее экономичных). 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.

Несмотря на то, что  дизельные  двигатели  более экономичны,  чем бензиновые,  они  существенно  больше  выбрасывают дыма (преимущественно  несгоревшего углерода), который к  тому же обладает неприятным запахом создаваемым некоторыми  несгоревшими углеводородами). В сочетании же с создаваемым шумом дизельные двигатели не только сильнее загрязняют  среду, но и воздействуют на здоровье человека гораздо в большей степени, чем бензиновые

 

 

                                                  3.2 Самолеты 

 

Хотя  суммарный  выброс  загрязняющих  веществ двигателями  самолетов сравнительно невелик (для  города, страны), в районе аэропорта  эти выбросы вносят определяющий вклад  в загрязнение  среды. К тому же турбореактивные двигатели (так же как дизельные) при посадке и взлете выбрасывают  хорошо заметный на глаз шлейф дыма. Значительное  количество примесей  в аэропорту выбрасывают  и  наземные передвижные  средства, подъезжающие и отъезжающие  автомобили.

Согласно полученным оценкам, в  среднем около  42 % общего расхода топлива тратится на выгуливание  самолета  к взлетно-посадочной полосе  (ВПП) перед  взлетом и  на заруливание  с ВПП после посадки (по времени  в среднем около 22 мин). При этом доля  несгоревшего и  выброшенного в  атмосферу топлива при рулении намного  больше, чем  в полете.  Помимо улучшения работы двигателей (распыление топлива,  обогащение смеси  в зоне горения, использование присадок к топливу, впрыск воды и др.), существенного  уменьшения  выбросов  можно  добиться путем сокращения  времени работы  двигателей на  земле и  числа работающих двигателей при рулении (только за счет последнего достигается снижение выбросов в 3 - 8 раз).

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. Однако более глубокий подход к этой проблеме позволил сделать заключение о слабом влиянии выбросы сверхзвуковых самолетов на состояние стратосферы. В заключение можно отметить, что все эти антропогенные эффекты перекрываются в глобальном масштабе естественными факторами, например, загрязнением атмосферы вулканическими извержениями.

 

 

 

Шумы

 

Шумы относятся к  числу вредных для человека загрязнений  атмосферы. 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 145-140 дБ 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.

Однако 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.

При тех высоких требованиях  к точности и надежности управления современным самолетом, которые  предъявляются к экипажу летательного аппарата, повышенные уровни шумов  оказывают отрицательное воздействие  на работоспособность и быстроту принятия информации экипажем. 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.

 

 

 

ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ  АТМОСФЕРЫ НА ЧЕЛОВЕКА,

РАСТИТЕЛЬНЫЙ  И ЖИВОТНЫЙ МИР

 

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 0,01-0.1 мкм, проникающих в легкие, осаждаются в них.

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. Большую роль играет продолжительность воздействия.

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. Большая часть тех, кто умер неожиданно, страдали от бронхита, эмфиземы легких или сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Оксид углерода

 

Концентрация СО, превышающая  предельно допустимую, приводит к  физиологическим изменениям в организме человека, а концентрация более 750 млн.   к смерти. Объясняется это тем, что СО - исключительно агрессивный газ,, легко соединяющийся с гемоглобином ( красными кровяными тельцами). При соединении образуется карбоксигемоглобин, повышение (сверх нормы, равной 0.4%) содержание которого в крови сопровождается:

а) ухудшением остроты  зрения и способности оценивать  длительность интервалов времени,

б) нарушением некоторых  психомоторных функций головного  мозга ( при содержании 2-5%),

в) изменениями деятельности сердца и легких ( при содержании более 5%),

г) головными болями, сонливостью, спазмами, нарушениями дыхания и  смертностью ( при содержании 10-80%).

Степень воздействия  оксида углерода на организм зависят  не только от его концентрации, но и от времени пребывания человека в загазованном СО воздухе.  Нарушение дыхания, спазмы, потеря сознания. К счастью, образование карбоксигемоглобин в крови - процесс обратимый: после прекращения вдыхания СО начинается его постепенный вывод из крови; у здорового человека содержание СО в крови каждые 3-4 ч и уменьшается в два раза. Оксид углерода - очень стабильное вещество, время его жизни в атмосфере составляет 2-4 мес. Однако этого, к счастью, не наблюдается, чем мы обязаны в основном почвенным грибам, очень активно разлагающим СО

Диоксид серы и серный ангидрид

 

 

Диоксид серы (SO2) и серный ангидрид (SO3) в комбинации со взвешенными частицами и влагой оказывают наиболее вредной воздействие на человека, живые организмы и материальные ценности SO2 - бесцветный и негорючий газ, запах которого начинает ощущаться при его концентрации в воздухе 0,3-1,0 млн., а при концентрации свыше 3 млн. SO2  имеет острый раздражающий запах. Диоксид серы в смеси с твердыми частицами и серной кислотой (раздражитель более сильный, чем SO2)  уже при среднегодовом содержании 9,04-0,09 млн. и концентрации дыма 150-200 мкг/м3 приводит к увеличению симптомов затрудненного дыхания и болезней легких, а при среднесуточном содержании SO2 0,2-0,5 млн. и концентрации дыма 500-750 мкг/м3 наблюдается резкое увеличение числа больных и смертельных исходов. При концентрации  SO2  0,3-0,5 млн. в течение нескольких дней  наступает хроническое поражение листьев растений (особенно шпината, салата, хлопка и люцерны), а также иголок сосны.

Оксиды азота и некоторые другие вещества

 

Оксиды азота (прежде всего, ядовиты диоксид азота NO2), соединяющиеся при участии ультрафиолетовой солнечной радиации с углеводородами. Эти окислители- основные составляющие фотохимического смога, повторяемость которого велика в сильно загрязненных городах, расположенных в низких широтах северного и южного полушария (Лос-Анджелес, в котором около 200 дней в году отмечается смог, Чикаго, Нью-Йорк и другие города США; ряд городов Японии, Турции, Франции,  Испании , Италии, Африки и Южной Америки).

Все окислители, в первую очередь ПАН и ПБН, сильно раздражают и взывают воспаление глаз, а в  комбинации с озоном раздражают носоглотку, приводят к спазмам грудной клетки, а при высокой концентрации (свыше 3-4 мг/м3) вызывают сильный кашель и ослабляют возможность на чем -либо сосредоточиться.

Назовем некоторые другие загрязняющие воздух вещества, вредно действующие на человека. Установлено, что у людей,  профессионально  имеющих дело с асбестом повышена вероятность раковых заболеваний  бронхов и диафрагм, разделяющих грудную клетку и брюшную полость. Берилий оказывает вредное воздействие(вплоть до возникновения онкологических заболеваний) на дыхательные пути, а также на кожу и глаза. Пары ртути вызывают нарушение работы центральной верхней системы и почек. Поскольку ртуть может накапливаться в организме человека, то в конечном итоге ее воздействие приводит к расстройству умственных способностей.