Файл: Учебное пособие для практических занятий Екатеринбург 2022 г.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 326
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Материал для самостоятельного изучения
В соответствии с Федеральным законом «Об охране атмосферного воздуха», атмосферный воздух – это жизненно важный компонент окружающей природной среды, представляющий собой естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений. Атмосферный воздух является одним из основных жизненно важных компонентов окружающей природной среды, благоприятное состояние которого составляет естественную основу устойчивого социально-экономического развития страны. Он выполняет биологические, производственные, транспортные и иные функции. Атмосферный воздух более чем другие природные объекты, в силу присущих ему свойств, связан с жизненными интересами людей, его качество непосредственно влияет на здоровье человека, продолжительность жизни, а также на качественное состояние других элементов окружающей среды, особенно животного и растительного мира. В связи с этим охрана атмосферного воздуха – одна из актуальных задач современности. Развитие новых технологических процессов должно быть сбалансировано с разработкой технологии и аппаратуры, предотвращающих выбросы в атмосферу либо ограничивающих их до допустимых уровней.
Атмосферный воздух является одним из важнейших компонентов экологии человека. В процессе своей жизнедеятельности человек постоянно соприкасается со многими факторами внешней среды, в которой он живет, и эти факторы, естественно, оказывают на организм человека определенное влияние. Одним из таких факторов, с которыми человек соприкасается наиболее тесным образом, является воздушная среда. Воздух является самым необходимым компонентом для существования организма человека. Без него человек может просуществовать лишь в течение нескольких минут. В процессе эволюции человек приспособился к существованию в воздушной среде с определенными свойствами, и поэтому вполне понятно, что изменение химического состава этой среды или ее физических свойств сказывается на состоянии здоровья, самочувствии и работоспособности человека.
Атмосферу разделяют на нижнюю (до 30 км – тропосфера и тропопауза), среднюю (от 30 до 100 км – стратосфера, мезосфера и мезопауза) и верхнюю (свыше 100 км – ионосфера и термосфера). Первый слой, наиболее близко прилегающий к поверхности земли, называется тропосферой – это воздушная среда земной жизни. Она простирается до высоты 12-14 км, в ней постоянно происходят суточные и сезонные колебания температуры.
В сутки через сотни миллионов альвеол легких человека площадью 60-120 м2 проходит 10–12 м3 воздуха в сутки, или 1 000 000 м3 – при жизни. За 1 мин человек в среднем делает 18 дыхательных движений, вдыхая каждый раз 0,5 л воздуха без физической нагрузки. Если человек физически работает, то ему в сутки необходимо до 30 м3 воздуха. Дыхательная система человека – самый совершенный фильтр, который очищает вдыхаемый воздух, отделяет твердые и жидкие примеси. В носовой полости улавливаются лишь грубые частицы пыли. Частицы пыли диаметром 10 мкм оседают в бронхах, а еще меньшие (10-0,1 мкм) – в альвеолах. Из каждого литра вдыхаемого воздуха в легких задерживается 0,5 мг чужеродных веществ, что составляет 6,5 г/сут. Легкие – это открытые ворота во внутреннюю среду организма, где происходит контакт воздуха с кровью. В крови растворяются вещества, которые она разносит по организму. При этом кровь минует печень, этот естественный барьер дезинтоксикации. Поэтому вредные вещества, поступающие через легкие, действуют в 100 раз сильнее, чем поступающие через пищеварительный канал. Если человек может выбирать питьевую воду и еду, то он не может выбрать воздух. Атмосферный воздух влияет на человека непрерывно.
В составе атмосферного воздуха выделяют:
1. Постоянные вещества.
2. Непостоянные – примеси природного происхождения и примеси, вносимые деятельностью человека.
К постоянным веществам относятся кислород, азот, углекислый газ, инертные газы, озон.
Кислород. Среди постоянных составных частей воздуха основное значение имеет кислород, доля которого составляет 21% от общего количества газов, он необходим для дыхания всего живого за исключением немногих анаэробных микроорганизмов. В природе постоянно осуществляются процессы потребления и восстановления кислорода. Потребление – дыхание человека и животных, процесс горения и окисления. Восстановление происходит в результате фотосинтеза. Основную роль в восстановлении кислорода планеты играет фитопланктон океанов, меньшую, но существенную роль, наземные растения. Турбулентные течения воздушных масс приводят к выравниванию его содержания в приземном слое атмосферы. Опытным путем установлено, что снижение количества кислорода во вдыхаемом воздухе до 16 и даже 15% (при нормальном давлении) переносится организмом довольно безболезненно, хотя компенсаторные механизмы при этом находятся в состоянии напряжения (усиление легочной вентиляции, сердечной деятельности и др.). Кратковременно человек может просуществовать даже в атмосфере с содержанием кислорода около 10%, а хорошо тренированные к кислородной недостаточности люди (летчики) – до 8–7%. Естественно, что при этом компенсаторные механизмы организма находятся в крайней степени напряжения. Дальнейшее снижение содержания кислорода во вдыхаемом воздухе приводит к быстрому истощению компенсаторных механизмов организма и его гибели. Вдыхание воздуха с повышенным содержанием кислорода переносится организмом человека хорошо. Вдыхание даже чистого кислорода (при нормальном давлении) не приводит к возникновению патологических изменений в организме. Лишь при длительном дыхании чистым кислородом отмечается некоторое высушивающее действие его на слизистые оболочки дыхательных путей, что может привести к их раздражению и возникновению воспалительных явлений. Вдыхание же чистого кислорода под повышенным давлением (3–4 атмосферы и более) приводит к патологическим явлениям со стороны центральной нервной системы, проявляющиеся в виде судорог (кислородная интоксикация).
Азот. Преобладающей составной частью воздуха является азот, на его долю приходится 78% воздуха, с ним связано происхождение жизни на земле, так как он входит в состав белков и азотистых соединений. В природе идет непрерывный процесс кругооборота азота, в результате которого азот атмосферы превращается в органические соединения за счет биологической фиксации и вновь восстанавливается при распаде органических веществ, а затем снова связывается живыми существами. Азот играет роль разбавителя кислорода. Значительное повышение концентраций азота может сопровождаться явлениями гипоксии и асфиксии вследствие снижения парциального давления кислорода. В условиях открытой атмосферы такие изменения не наблюдаются, так как колебания содержания азота в воздухе незначительны.
Инертные газы. На инертные газы приходится 1% воздуха (аргон, неон, гелий, криптон, ксенон), по характеру действия на человека они аналогичны азоту.
Углекислый газ. На долю углекислого газа приходится 0,04% воздуха. Он является источником углерода органических веществ. Углекислый газ поступает в атмосферу в процессе дыхания, брожения, гниения и окисления органических веществ при их распаде, сгорании горючего. Потребление происходит в результате ассимиляции его растениями в процессе фотосинтеза. Мощным регулятором содержания углекислого газа в атмосфере является океан. Углекислый газ играет большую роль в жизнедеятельности человека и животных, являясь возбудителем дыхательного центра. Снижение его концентрации не представляет опасности, а повышение выше 0,05–0,07% приводит к гипоксии.
Озон. Из других постоянных газов воздуха с гигиенической точки зрения интерес представляет озон. До недавнего времени считалось, что данный газ является лишь природной составляющей воздуха и присутствует в приземном слое атмосферы за счет заноса из стратосферы, где он образуется в результате диссоциации кислорода под действием ультрафиолетовых лучей. В настоящее время считают, что его присутствие служит показателем загрязнения воздуха. Установлено, что озон является промежуточным продуктом фотохимических реакций. Он обладает высокой реакционной способностью, являясь окислителем.
К непостоянным составным частям атмосферного воздуха относятся взвешенные (твердые) и газообразные вещества, аэрозоли, пары.
ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
Под загрязнением атмосферного воздуха понимают изменение состава и свойств атмосферного воздуха вследствие поступления или образования в нем физических, биологических факторов и (или) химических соединений, которые могут неблагоприятно влиять на здоровье людей и состояние окружающей природной среды.
Загрязняющее вещество – это вещество химического или биологического происхождения, которое содержится или поступает в атмосферный воздух и может прямо или опосредованно отрицательно влиять на здоровье человека и состояние окружающей природной среды.
Источник выброса – это объект (предприятие, цех, агрегат, установка, транспортное средство и пр.), из которого поступает в атмосферный воздух загрязняющее вещество или смесь таких веществ.
Выброс – это поступление в атмосферный воздух загрязняющих веществ или их смеси.
По данным ВОЗ, наиболее распространенные загрязняющие вещества атмосферного воздуха представлены такими группами:
1) твердые частицы (летучие – зола, пыль, цинка оксид, силикаты, свинца хлорид);
2) соединения серы (серы диоксид, сероводород, меркаптаны);
3) органические соединения (альдегиды, углеводороды, смолы);
4) соединения азота (азота оксид, азота диоксид, аммиак);
5) соединения кислорода (озон, углерода оксид, углерода диоксид);
6) соединения галогенов (водорода фторид, водорода хлорид);
7) радиоактивные соединения (радиоактивные газы, аэрозоли). Вещества, загрязняющие атмосферный воздух, могут иметь природное и техногенное происхождение.
Природные источники загрязнения
К природным источникам поступления относятся извержения вулканов, вынос морских солей, выветривание почвы, растения, лесные и торфяные пожары, пыльные бури и другие. При извержении вулканов в воздух выбрасывается аэрозоль в виде пепла, пары воды, соединения углерода, водород, диоксид серы, хлор и т.д. В атмосферном воздухе может содержаться космическая пыль в незначительной концентрации (0,0001%). Морская пыль образуется вследствие испарения воды из брызг и капель морской воды и представляет собой кристаллы соли. В разгар цветения от одного растения в атмосферный воздух может поступать пыльца. Содержание пыльцы зависит от сезона года, наличия и особенностей растительности. Пыльца является причиной аллергических заболеваний у человека (сенной лихорадки или поллиноза). Большинство природных источников загрязнения атмосферного воздуха обусловливают в основном более или менее ограниченные изменения состава атмосферного воздуха, так как извержения вулканов, лесные пожары, пыльные или песчаные бури бывают не каждый день и не повсеместно.