Файл: Учебное пособие для практических занятий Екатеринбург 2022 г.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 327
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
инверсия. Наличие инверсии уменьшает вертикальное перемешивание загрязнений, что приводит к увеличению их концентрации в приземном слое атмосферного воздуха. Образуется как бы большая крыша, препятствующая поднятию загрязненного воздуха подниматься в верхний слой атмосферы.
На степень загрязнения атмосферного воздуха влияют облачность, туманы, радиационный режим и осадки.
Облачность, особенно низкая, препятствует турбулентному обмену в атмосфере и способствует появлению продолжительной инверсии, при которой количество примесей в воздухе увеличивается от 10 до 60%.
При поглощении примесей влагой могут образоваться более токсичные вещества. Например, происходит окисление серы диоксида до серной кислоты. При этом возрастает массовая концентрация примеси, так как вместо 1 г серы диоксида образуется 1,5 г серной кислоты. Во время тумана концентрация загрязнений увеличивается на 40–110% по сравнению с наблюдающейся до тумана.
Под влиянием солнечной радиации происходят фотохимические реакции и образуются вторичные продукты загрязнения атмосферы, которые могут быть токсичнее веществ, поступающих из источников выброса.
Зеленые насаждения выполняют роль своеобразных «фильтров» атмосферных примесей. Растения очищают воздух от пыли. Под кронами деревьев на поверхности почвы осаждается в 5–10 раз больше пыли, чем на открытой местности. Например, сосновый древостой способен задерживать на 1 га до 36 т пыли. Даже зимой деревья имеют пылезащитное значение. За осенне-зимний период средняя концентрация пыли в воздухе под деревьями снижается до 37%, летом – до 42%. Способность разных видов растений задерживать пыль обусловлена строением их листовых пластинок. Наиболее эффективны в этом отношении кустарники с клейкими шероховатыми листьями. Так, вяз задерживает пыли в 6 раз больше, чем тополь, а 1 га березовых насаждений – 1100–2300 кг за вегетационный период. Установлено, что наилучшую «фильтрующую способность» имеют вяз периветвистый, клен ясенелистый, сирень обыкновенная. Пыль, оседающая на поверхности растений, содержит большое количество частиц тяжелых металлов. Поэтому деревья и кустарник способствуют снижению загрязнения атмосферного воздуха тяжелыми металлами, аккумулируя их в своих органах (листьях, корневой системе). Зеленые насаждения также поглощают и нейтрализуют токсичные газы. Фитонциды, выделяемые в окружающую среду растениями, могут осаждать, окислять и нейтрализовать летучие вещества. Эффективнее всего поглощают и нейтрализуют газы следующие породы зеленых насаждений: клен ясенелистый, клен остролистый, липа мелколистая, айлант высокий, ель колючая, береза повисшая. Активность зеленых насаждений изменяется в течение года.
Начиная с октября, лиственные деревья не влияют на содержание атмосферных загрязнений, а хвойные породы деревьев и кустарников в этот период проявляют активность. Таким образом, в составе зеленых насаждений необходимо предусматривать и хвойные породы деревьев и кустарников.
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЙ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
1. Самое важное – это непосредственное влияние на состояние здоровья человека. Согласно данным многих исследований, установлено, что загрязнения атмосферы оказывают непосредственное влияние на здоровье людей. Возможно увеличение числа кожных заболеваний, заболеваний слизистых оболочек дыхательных путей и глаз, злокачественных новообразований в легких, резко обостряются различные хронические заболевания и т.д. Влияние атмосферных загрязнений на состояние здоровья населения подтверждается многочисленными статистическими данными, полученными при возникновении токсических туманов (смогов) и при других ситуациях.
2. Косвенное (опосредованное влияние) на здоровье человека
Влияние на санитарно-гигиеническое состояние условий проживания. Загрязнения атмосферы увеличивают загрязнение окон, квартир, снижают УФобеспеченность и т. д., что, в конечном счете, также сказывается на состоянии здоровья людей.
Влияние на микроклимат населенных мест. Так как пылевые частицы в воздухе являются ядрами конденсации влаги, при увеличении количества выбрасываемых загрязнений увеличивается число туманов, снижается интенсивность солнечной радиации особенно ультрафиолетовой (наиболее ценной) части ее. В результате снижается биологическое влияние солнечной радиации, общая резистентность организма, а также степень освещенности, что влияет на функцию зрения, а косвенным образом также увеличивает экономический ущерб (приходится больше пользоваться искусственными источниками света).
Экономический ущерб. При выбросах загрязнений в атмосферу происходит значительная потеря топлива, продукции и других ценных компонентов (недожога, продуктов неполного сгорания, цемента, сернистого газа, окиси углерода и т. д.). Известны случаи, когда доходы от утилизации выбрасываемых в воздух загрязнений превышали общий доход предприятия от выпуска своей основной продукции. По имеющимся данным, количество цемента, выбрасываемого цементными заводами в атмосферу, измеряется сотнями тонн в год. Весьма ценным продуктом является и сернистый газ, который при утилизации может быть переработан в сернистую, серную и другие кислоты, на производство которых затрачиваются немалые средства. С большим экономическим эффектом
может быть использован и угарный газ, который является недоокисленным продуктом горения, а, следовательно, может быть подвергнут доокислению, то есть является горючим газом. При сжигании его может быть получено значительное количество дополнительной энергии. Выбрасываемые продукты часто являются агрессивными и способствуют более быстрому разрушению строительных конструкций. При этом происходит повреждение растительности. Особенно чувствительными породами деревьев являются хвойные и фруктовые, а также некоторые мхи.
ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ
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.
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.
Случаи вредного действия атмосферных загрязнений на здоровье по времени проявления эффекта можно разделить на две основные группы:
*Особенность изучения острых влияний загрязнения окружающей среды состоит в том, что одна и та же группа населения является и контрольной (периоды низких уровней загрязнения) и опытной (периоды повышенного уровня загрязнения). Устанавливается зависимость между показателями здоровья и уровнями загрязнения за часы, дни или недели в зависимости от продолжительности этого загрязнения.
2) хроническое действие, являющееся результатом длительного резорбтивного влияния атмосферных загрязнений и выявляемое как эффект за какой-то период, необходимый для его проявления. Хроническое воздействие загрязнений атмосферы является наиболее частым и неблагоприятным.
Загрязнители атмосферы, оказывающие хроническое воздействие, могут быть разделены на две подгруппы:
- оказывающие хроническое специфическое действие, когда загрязнитель атмосферы играет роль этиологического фактора.
К группе загрязнителей с хроническим специфическим действием относятся фтор, бериллий, кадмий. Описан флюороз при ингаляционном поступлении соединений фтора у населения, проживающего в зоне влияния выбросов алюминиевых и суперфосфатных заводов. Случаи бериллиоза среди населения, не имевшего профессионального контакта с бериллием, также описаны исследователями. Это хроническое заболевание, проявляющееся характерным узелковым процессом в легких. С поступлением кадмия и его соединений в организм связывают «итай- итай» – заболевание, зарегистрированное среди населения ряда префектур Японии. Симптоме заболевания, «итай-итай» выявлены среди населения Льежа (Бельгия). К группе загрязнителей, оказывающих хроническое специфическое действие, следует отнести также метилртуть, асбест. Метилртуть, является этиологическим фактором болезни Минамата, протекающей по типу центрального паралича. Впервые зарегистрированная в Японии болезнь Минамата явилась причиной смертельных исходов в Гане, Иране, Ираке. Большое внимание в последние годы уделяется присутствию в воздухе пыли асбеста и появлению в связи с этим продуктивного узелкового процесса в легких. В то же время факт появления специфических для воздействия конкретных загрязнителей заболеваний среди населения, не имеющего профессионального контакта с ними, не получающего их с водой и пищей (бериллиоз, флюороз, «итай-итай», Минамата, асбестоз) служит подтверждением вредного влияния на здоровье атмосферных загрязнений.
- оказывающие хроническое неспецифическое действие, когда загрязнитель атмосферы играет роль провоцирующего фактора.
Хроническое неспецифическое действие, наиболее типичное проявление длительного влияния факторов окружающей среды малой интенсивности вообще и атмосферных загрязнений в частности.
*Для выявления хронического неспецифического действия необходимо знать уровень показателей характеризующих здоровье у населения, проживающего в аналогичных социально-экономических и климатогеографических условиях, но не подвергающегося воздействию атмосферных загрязнителей. Следовательно, необходимо сопоставление показателей здоровья населения контрольных и опытных групп. Для этого используются специальные методические приемы, касающиеся выбора зон наблюдения, характеристик здоровья, наиболее адекватных изучаемым загрязнителям и уровням загрязнения, формирования опытных и контрольных групп, способа наблюдения за отобранными группами, источников информации, а также математико-статистических методов обработки полученных данных. Наиболее важным при планировании изучения влияний загрязнения атмосферного воздуха на здоровье является наличие не менее трех районов наблюдения с разным уровнем загрязнения атмосферного воздуха:
а) опытный район, где уровни загрязнения атмосферного воздуха превышают установленные нормативы (предельно допустимые концентрации - ПДК). б) контрольный район № 1, где загрязнения находятся в пределах ПДК или близко к ним. в) контрольный район № 2, где загрязнение существенно ниже ПДК, т. е. истинный контрольный район.
К хроническому действию также относят отдаленные эффекты: канцерогенный, мутагенный, тератогенный, мутагенный, эмбриотоксический, героэффект – преждевременное старение организма и др. (см. ниже).
По воздействию на организм выделяют следующие виды воздействия атмосферных загрязнений:
- раздражающее действие (могут поражаться верхние дыхательные пути с развитием ларингитов, трахеитов, ринитов, 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, обусловленные раздражением рефлекторных зон (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 обусловливать сильное сокращение диафрагмы, наружных межреберных мышц. При раздражении гортани и трахеи возникает кашлевой рефлекс, происходит сокращение гладких мышц бронхов, а раздражение рецепторов
На степень загрязнения атмосферного воздуха влияют облачность, туманы, радиационный режим и осадки.
Облачность, особенно низкая, препятствует турбулентному обмену в атмосфере и способствует появлению продолжительной инверсии, при которой количество примесей в воздухе увеличивается от 10 до 60%.
При поглощении примесей влагой могут образоваться более токсичные вещества. Например, происходит окисление серы диоксида до серной кислоты. При этом возрастает массовая концентрация примеси, так как вместо 1 г серы диоксида образуется 1,5 г серной кислоты. Во время тумана концентрация загрязнений увеличивается на 40–110% по сравнению с наблюдающейся до тумана.
Под влиянием солнечной радиации происходят фотохимические реакции и образуются вторичные продукты загрязнения атмосферы, которые могут быть токсичнее веществ, поступающих из источников выброса.
Зеленые насаждения выполняют роль своеобразных «фильтров» атмосферных примесей. Растения очищают воздух от пыли. Под кронами деревьев на поверхности почвы осаждается в 5–10 раз больше пыли, чем на открытой местности. Например, сосновый древостой способен задерживать на 1 га до 36 т пыли. Даже зимой деревья имеют пылезащитное значение. За осенне-зимний период средняя концентрация пыли в воздухе под деревьями снижается до 37%, летом – до 42%. Способность разных видов растений задерживать пыль обусловлена строением их листовых пластинок. Наиболее эффективны в этом отношении кустарники с клейкими шероховатыми листьями. Так, вяз задерживает пыли в 6 раз больше, чем тополь, а 1 га березовых насаждений – 1100–2300 кг за вегетационный период. Установлено, что наилучшую «фильтрующую способность» имеют вяз периветвистый, клен ясенелистый, сирень обыкновенная. Пыль, оседающая на поверхности растений, содержит большое количество частиц тяжелых металлов. Поэтому деревья и кустарник способствуют снижению загрязнения атмосферного воздуха тяжелыми металлами, аккумулируя их в своих органах (листьях, корневой системе). Зеленые насаждения также поглощают и нейтрализуют токсичные газы. Фитонциды, выделяемые в окружающую среду растениями, могут осаждать, окислять и нейтрализовать летучие вещества. Эффективнее всего поглощают и нейтрализуют газы следующие породы зеленых насаждений: клен ясенелистый, клен остролистый, липа мелколистая, айлант высокий, ель колючая, береза повисшая. Активность зеленых насаждений изменяется в течение года.
Начиная с октября, лиственные деревья не влияют на содержание атмосферных загрязнений, а хвойные породы деревьев и кустарников в этот период проявляют активность. Таким образом, в составе зеленых насаждений необходимо предусматривать и хвойные породы деревьев и кустарников.
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЙ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
1. Самое важное – это непосредственное влияние на состояние здоровья человека. Согласно данным многих исследований, установлено, что загрязнения атмосферы оказывают непосредственное влияние на здоровье людей. Возможно увеличение числа кожных заболеваний, заболеваний слизистых оболочек дыхательных путей и глаз, злокачественных новообразований в легких, резко обостряются различные хронические заболевания и т.д. Влияние атмосферных загрязнений на состояние здоровья населения подтверждается многочисленными статистическими данными, полученными при возникновении токсических туманов (смогов) и при других ситуациях.
2. Косвенное (опосредованное влияние) на здоровье человека
Влияние на санитарно-гигиеническое состояние условий проживания. Загрязнения атмосферы увеличивают загрязнение окон, квартир, снижают УФобеспеченность и т. д., что, в конечном счете, также сказывается на состоянии здоровья людей.
Влияние на микроклимат населенных мест. Так как пылевые частицы в воздухе являются ядрами конденсации влаги, при увеличении количества выбрасываемых загрязнений увеличивается число туманов, снижается интенсивность солнечной радиации особенно ультрафиолетовой (наиболее ценной) части ее. В результате снижается биологическое влияние солнечной радиации, общая резистентность организма, а также степень освещенности, что влияет на функцию зрения, а косвенным образом также увеличивает экономический ущерб (приходится больше пользоваться искусственными источниками света).
Экономический ущерб. При выбросах загрязнений в атмосферу происходит значительная потеря топлива, продукции и других ценных компонентов (недожога, продуктов неполного сгорания, цемента, сернистого газа, окиси углерода и т. д.). Известны случаи, когда доходы от утилизации выбрасываемых в воздух загрязнений превышали общий доход предприятия от выпуска своей основной продукции. По имеющимся данным, количество цемента, выбрасываемого цементными заводами в атмосферу, измеряется сотнями тонн в год. Весьма ценным продуктом является и сернистый газ, который при утилизации может быть переработан в сернистую, серную и другие кислоты, на производство которых затрачиваются немалые средства. С большим экономическим эффектом
может быть использован и угарный газ, который является недоокисленным продуктом горения, а, следовательно, может быть подвергнут доокислению, то есть является горючим газом. При сжигании его может быть получено значительное количество дополнительной энергии. Выбрасываемые продукты часто являются агрессивными и способствуют более быстрому разрушению строительных конструкций. При этом происходит повреждение растительности. Особенно чувствительными породами деревьев являются хвойные и фруктовые, а также некоторые мхи.
ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ
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.
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.
Случаи вредного действия атмосферных загрязнений на здоровье по времени проявления эффекта можно разделить на две основные группы:
-
острое действие, когда эффект наступает непосредственно за периодом повышения концентраций; 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. Типичными примерами острого действия атмосферных загрязнений являются случаи токсических туманов (смог =Лондонский туман = туман густого типа; фотохимический туман = туман Лос-Анджелесского типа), наблюдавшиеся в различных странах и на разных континентах. Можно связать появление острых случаев аллергических заболеваний с загрязнением воздуха такими биологическими продуктами, как белковая пыль дрожжей и продукты их жизнедеятельности.
*Особенность изучения острых влияний загрязнения окружающей среды состоит в том, что одна и та же группа населения является и контрольной (периоды низких уровней загрязнения) и опытной (периоды повышенного уровня загрязнения). Устанавливается зависимость между показателями здоровья и уровнями загрязнения за часы, дни или недели в зависимости от продолжительности этого загрязнения.
2) хроническое действие, являющееся результатом длительного резорбтивного влияния атмосферных загрязнений и выявляемое как эффект за какой-то период, необходимый для его проявления. Хроническое воздействие загрязнений атмосферы является наиболее частым и неблагоприятным.
Загрязнители атмосферы, оказывающие хроническое воздействие, могут быть разделены на две подгруппы:
- оказывающие хроническое специфическое действие, когда загрязнитель атмосферы играет роль этиологического фактора.
К группе загрязнителей с хроническим специфическим действием относятся фтор, бериллий, кадмий. Описан флюороз при ингаляционном поступлении соединений фтора у населения, проживающего в зоне влияния выбросов алюминиевых и суперфосфатных заводов. Случаи бериллиоза среди населения, не имевшего профессионального контакта с бериллием, также описаны исследователями. Это хроническое заболевание, проявляющееся характерным узелковым процессом в легких. С поступлением кадмия и его соединений в организм связывают «итай- итай» – заболевание, зарегистрированное среди населения ряда префектур Японии. Симптоме заболевания, «итай-итай» выявлены среди населения Льежа (Бельгия). К группе загрязнителей, оказывающих хроническое специфическое действие, следует отнести также метилртуть, асбест. Метилртуть, является этиологическим фактором болезни Минамата, протекающей по типу центрального паралича. Впервые зарегистрированная в Японии болезнь Минамата явилась причиной смертельных исходов в Гане, Иране, Ираке. Большое внимание в последние годы уделяется присутствию в воздухе пыли асбеста и появлению в связи с этим продуктивного узелкового процесса в легких. В то же время факт появления специфических для воздействия конкретных загрязнителей заболеваний среди населения, не имеющего профессионального контакта с ними, не получающего их с водой и пищей (бериллиоз, флюороз, «итай-итай», Минамата, асбестоз) служит подтверждением вредного влияния на здоровье атмосферных загрязнений.
- оказывающие хроническое неспецифическое действие, когда загрязнитель атмосферы играет роль провоцирующего фактора.
Хроническое неспецифическое действие, наиболее типичное проявление длительного влияния факторов окружающей среды малой интенсивности вообще и атмосферных загрязнений в частности.
*Для выявления хронического неспецифического действия необходимо знать уровень показателей характеризующих здоровье у населения, проживающего в аналогичных социально-экономических и климатогеографических условиях, но не подвергающегося воздействию атмосферных загрязнителей. Следовательно, необходимо сопоставление показателей здоровья населения контрольных и опытных групп. Для этого используются специальные методические приемы, касающиеся выбора зон наблюдения, характеристик здоровья, наиболее адекватных изучаемым загрязнителям и уровням загрязнения, формирования опытных и контрольных групп, способа наблюдения за отобранными группами, источников информации, а также математико-статистических методов обработки полученных данных. Наиболее важным при планировании изучения влияний загрязнения атмосферного воздуха на здоровье является наличие не менее трех районов наблюдения с разным уровнем загрязнения атмосферного воздуха:
а) опытный район, где уровни загрязнения атмосферного воздуха превышают установленные нормативы (предельно допустимые концентрации - ПДК). б) контрольный район № 1, где загрязнения находятся в пределах ПДК или близко к ним. в) контрольный район № 2, где загрязнение существенно ниже ПДК, т. е. истинный контрольный район.
К хроническому действию также относят отдаленные эффекты: канцерогенный, мутагенный, тератогенный, мутагенный, эмбриотоксический, героэффект – преждевременное старение организма и др. (см. ниже).
По воздействию на организм выделяют следующие виды воздействия атмосферных загрязнений:
- раздражающее действие (могут поражаться верхние дыхательные пути с развитием ларингитов, трахеитов, ринитов, 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, обусловленные раздражением рефлекторных зон (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 обусловливать сильное сокращение диафрагмы, наружных межреберных мышц. При раздражении гортани и трахеи возникает кашлевой рефлекс, происходит сокращение гладких мышц бронхов, а раздражение рецепторов