ВУЗ: Белорусский государственный медицинский университет
Категория: Ответы на вопросы
Дисциплина: Медицина
Добавлен: 17.02.2019
Просмотров: 19248
Скачиваний: 30
Острота проблем, связанных с загрязнением атмосферного воздуха, нарастала не только в нашей стране. Еще в большей степени эти проблемы беспокоили население и специалистов в развитых странах мира в связи с огромными объемами загрязняющих веществ, выбрасываемых предприятиями различных отраслей промышленности и транспортными средствами и выраженным их влиянием на здоровье и условия жизни людей. Но, несмотря на принимавшиеся предупредительные меры, проблема загрязнения атмосферного воздуха приобретала глобальный характер.
По отношению ко всей массе атмосферного воздуха на планете (около 5000 трлн т) масса техногенных соединений составляет не более 0,0001%. Но к этой малой величине отношение меняется, если учесть, что 94-97% всех выбросов диоксида серы, оксидов азота и углеводородов приходится на Северное полушарие, где проживает большая часть населения Земли, а количество диоксида серы, выпадающее на 1 км2 территории крупного города, может достигать 50 т в год!
Глобальные экологические проблемы, связанные с загрязнением атмосферного воздуха
В последние десятилетия сформировалось устойчивое мнение о глобальном характере загрязнения атмосферного воздуха и обозначились связанные с этим основные глобальные экологические проблемы.
В числе первых можно назвать проблему трансграничного (и трансконтинентального) переноса загрязнений атмосферного воздуха, источник которых расположен на территории иностранного государства.
Перенос загрязняющих веществ природного происхождения (вулканическая пыль, степные пыльные бури) с атмосферным воздухом имел место всегда. Однако в последние десятилетия проблема трансграничного переноса привлекла внимание международного сообщества в связи с нарастанием выбросов в атмосферный воздух химических веществ из антропогенных источников. В 1979 г. в рамках Европейской экономической комиссии (ЕЭК) ООН была принята «Совместная программа наблюдений и оценки переноса загрязняющих веществ в Европе» (ЕМЕП). Программа дает возможность регулярно оценивать концентрации в воздухе, объемы и распределение плотности выпадений контролируемых веществ на территориях и акваториях 49 государств-участников Конвенции. В ней рассматриваются суммарные трансграничные выпадения, а также их доли от конкретных стран — сторон Конвенции. В суммарные трансграничные выпадения включают выпадения от национальных источников, от источников в государствах-участниках Конвенции и других странах, от природных источников (вулканов, морей).
На Европейской территории России (ЕТР) в 2002 г. за счет западного переноса из Западной Европы, Прибалтийского региона, Украины выпало 3321 т тяжелых металлов — свинца, ртути, кадмия, более 23 т стойких органических соединений — бенз(а)пирена, нолихлориро- ванных бифенилов, диоксинов, фуранов и других веществ, которые подпадают под действие Конвенции. Установлено, что суммарные выпадения свинца на ЕТР составили 3195 т, в том числе 1731 т за счет трансграничных переносов западными ветрами и 1464 т от российских источников. Наибольший вклад в трансграничный перенос свинца приходится на Украину — 89,8 т, Польшу — 61,5 т, Италию — 46,2 т, Румынию — 43 т. Кадмия выпало на ЕТР 99,1 т, из них 65,0 т за счет трансграничных переносов. Выпадения ртути на ЕТР в сумме составили в 2002 г. 26,9 т, из них 23,3 т за счет трансграничных переносов. По данным ЕМЕП, в 2002 г. бенз(а)пирена выпало 18,9 т, из них 12,45 т за счет трансграничных переносов. Поступление полихлорированныхбифенилов колеблется от 0,1 до 4 г/км2. Наибольшие их выпадения отмечены на территориях севера России, при этом из 4,3 т на долю трансграничных переносов приходится 60%. В том же году в результате трансграничного переноса на почву и акватории ЕТР выпало около 2 млн т оксидов серы и азота. Эти соединения, реагируя с тяжелыми металлами и высокотоксичными органическими соединениями, увеличивают их подвижность в почве, водах и донных осадках, а также вызывают их подкисление. В то же время более 60% серы, которая поступает в атмосферный воздух в пределах ЕТР, переносится на восток — в Уральский регион и Сибирь.
С трансконтинентальным переносом техногенных загрязнений атмосферы связана и вторая глобальная проблема загрязнения атмосферы — появление так называемых кислотных дождей. Известно, что при сжигании Ют угля с содержанием 5% серы может образовываться около 1 т диоксида серы. Наряду с этим при сжигании угля или мазута в атмосферный воздух поступают также оксиды азота. Диоксид серы и оксиды азота в атмосфере быстро вступают в химические реакции, Первый окисляется до триоксида серы, который, растворяясь в капельках атмосферной влаги, образует серную кислоту. Оксид азота окисляется до диоксида азота, после чего в результате его взаимодействия с атмосферной влагой образуется азотная кислота. Указанные кислоты и их соли обусловливают выпадение кислотных дождей. Активная реакция (рН) воды в таких дождях снижается до 2,6-3,6. В большой мере воздействие кислотных дождей сказывается на урожайности многих сельскохозяйственных культур. В этом проявляется косвенное влияние кислотных дождей на условия жизни человека.
Кислотные дожди агрессивны по отношению к извести, бетону и поэтому способствуют разрушению памятников архитектуры и истории, а также жилых зданий. Примеры подобного действия имеются во многих городах, особенно старых. Можно в качестве примера привести эрозию кариатид, которые украшают Акрополь в Афинах; уничтожение произведений фресковой живописи на покрытых известковым раствором стенах церквей и монастырей старых городов, например в капелле Скровеньи в Падуе (Италия), выполненных Джотто в начале XIV века. Чувствительны к загрязнению атмосферного воздуха также изделия из мрамора. Под действием кислотных дождей кальцит в мраморе превращается в гипс, который легче поддается разрушительному действию влаги. Вследствие этого нанесен значительный ущерб таким памятникам культуры, как Парфенон, Колизей, Тадж-Махал и др.
Воздействие кислотных дождей на здоровье человека может проявляться при подкислении воды водных объектов, особенно если это касается объектов, используемых для централизованного питьевого водоснабжения. Повышая подвижность тяжелых металлов в почве, воде и донных осадках, кислотные дожди способствуют вовлечению их через растения и рыбу в пищевые цепи. Это явление можно отнести ж прямому (опосредованному) влиянию на здоровье человека.
Весьма важной глобальной проблемой является изменение климата в связи с так называемым парниковым эффектом (загрязнением атмосферного воздуха парниковыми газами). К парниковым сазам относятся диоксид углерода, метан, оксиды азота, хлорфторуглеводороды, перфторуглеводороды, а также гексафторид серы — побочный продукт при выплавке алюминия и один из самых сильнодействующих среди остальных.
Хлорфторуглеводороды в течение многих лет используются в холодильниках, кондиционерах и других установках в качестве так называемых хладоагентов. Они могут поступать в атмосферу с выбросами производств пористых пластмасс, предприятий электронной и парфюмерной промышленности. Хлорфторуглеводородынегорючи, взрывобезопасны, химически инертны.
Парниковый эффект обусловливается тем, что солнечная энергия при достижении земной поверхности частично поглощается ею, частично отражается в пространство. При этом длинноволновое инфракрасное излучение, уходящее от Земли, поглощается диоксидом углерода атмосферы и другими парниковыми газами, что приводит к повышению температуры атмосферного воздуха. Чем больше содержится в атмосфере парниковых газов, тем больше поглощается инфракрасных лучей. Известно, что за последние десятилетия глобальный выброс диоксида углерода существенно увеличился. Специалисты отмечают, что по сравнению с XIX веком концентрации диоксида углерода в атмосферном воздухе увеличились почти на 1/3 > оксидов азота — на 8%, метана — в 2 раза. В текущие годы фитопланктон океана и наземные растения способны поглотить только 44% промышленного диоксида углерода, остальная часть поступает в атмосферу. Другие соединения, способствующие развитию парникового эффекта, например метан, хлорфторуглеводороды, поглощают инфракрасное излучение в 50-100 раз интенсивнее, чем диоксид углерода. Хотя их выбросы в атмосферу существенно меньше, чем диоксида углерода, их влияние на температурный режим Земли сопоставимо с таковым диоксида углерода. При оценке парникового эффекта в качестве основной учетной единицы парниковых газов принимается тонно-эквивалент диоксида углерода, содержание в воздухе остальных парниковых газов пересчитывается к 1 т диоксида углерода через соответствующие коэффициенты. По прогнозам отечественных ученых, если темпы потребления ископаемого топлива не уменьшатся, концентрации парниковых газов будут нарастать; максимум их концентрации в атмосфере ожидается во второй половине XXII века.
Второй не менее важной стороной этой проблемы является продолжающееся уже несколько десятилетий стремительное уничтожение тропических влажных лесов в Африке, Южной Америке и Юго-Восточной Азии в связи с быстрым ростом населения и варварскими приемами лесопользования. Это обстоятельство, а также уменьшение продуктивности фитопланктона Мирового океана, связанное с загрязнением его поверхности нефтепродуктами, значительно снижают природный путь вывода диоксида углерода из атмосферы.
С парниковым эффектом связывают повышение среднегодовой температуры на планете и потепление климата, последствия которых разнообразны и до конца не оценены. По мнению некоторых ученых, при достижении содержания парниковых газов в атмосфере Земли 400- 500 ррш (в настоящее время 336 ррш) произойдет потепление всей планеты на 1-1,5 °С, при содержании 600-700 ррш — на 4-5 °С. Если такой прогноз оправдается, это должно вызвать колоссальные изменения в биосфере: таяние полярных льдов, затопление больших приморских территорий, изменение водного баланса на обширных территориях, что в конечном счете неблагоприятно скажется на условиях жизни населения.
Следующей глобальной проблемой, связанной с техногенным загрязнением атмосферного воздуха, является воздействие хлорфторуг-леводородов на озоновый экран стратосферы, приводящее к образованию так называемых «озоновых дыр».
За многие века существования кислородной атмосферы Земли установилось динамическое равновесие кислорода и озона в стратосфере, а ныне существующие на Земле формы жизни адаптировались к той части спектра ультрафиолетового (УФ) излучения, которая профильтрована через озоновый экран.
Размер «озоновой дыры» над Южным полушарием в отдельные годы достигает 10 млн км2, что соответствует площади Европы. В последующие годы подобные явления меньших масштабов наблюдались над Северной Америкой и Скандинавским полуостровом. Аномалии озонового слоя в атмосфере отмечались и над территорией России. В феврале 1995 г. над Сибирью вплоть до Урала зафиксировано заметное уменьшение концентрации озона до 40% обычной.
Одной из причин образования озоновых дыр считается загрязнение атмосферы хлорфторуглеводородами. При поступлении в атмосферный воздух они, не вступая ни в какие реакции, поднимаются в стратосферу, где разрушаются жестким ультрафиолетовым излучением, освобождая атомы хлора, взаимодействующие на основе радикальных реакций с озоном. В результате озон разрушается. Таким образом нарушается многовековое природное равновесие озона и кислорода в стратосфере. Разрушению озонового слоя стратосферы способствуют также оксиды азота, образующиеся при сгорании топлива турбореактивных двигателей авиации и космических аппаратов. В результате нарушения озонового экрана коротковолновое УФ-излучецие, задерживаемое им, достигает поверхности Земли и может вызвать разнообразные негативные эффекты в биосфере планеты, а в популяции человечества повысить уровень онкологической заболеваемости.
Учитывая глобальный характер проблемы озонового экрана, международное сообщество подключилось к ее решению. Первая международная конвенция по мерам сохранения озонового слоя была заключена в 1985 г. в Вене. Позднее в Монреале был подписан протокол, который обязывал стран-участниц принять меры к сокращению применения и выбросов фреонов, заменив их другими хладоагентами, не содержащими фтора и хлора. В результате реализации этих решений к 1996 г. выброс фреонов сократился до 160 тыс. т (к моменту принятия указанных решений в 1985 г. их выброс превышал 1 млн т).
Поскольку перечисленные проблемы, связанные с загрязнением атмосферного воздуха, являются глобальными, решение их возможно законодательными мерами в рамках международного права, а выработка этих мер должна осуществляться дипломатическими методами. Для обоснования необходимых профилактических мероприятий нужны консолидированные усилия ученых самого разного профиля и многолетние мониторинговые климатологические и метеорологические наблюдения за природными процессами и состоянием биосферы Земли. Таким образом, перечисленные глобальные проблемы, связанные с техногенным загрязнением атмосферного воздуха, несомненно, влияют прямо или косвенно на здоровье и условия жизни человека, однако в силу своей масштабности, механизмов развития они являются предметом климатологических и экологических исследований.
В то же время нарастание количества источников загрязнения атмосферного воздуха и их мощностей приводит к неблагоприятным изменениям непосредственно среды обитания человека на территории населенных мест, а это порождает проблемы коммунальной гигиены, синонимом которой является гигиена населенных мест.
Гигиенические проблемы, связанные с загрязнением атмосферного воздуха
Атмосферный воздух является жизненно важным компонентом окружающей природной среды, неотъемлемой частью среды обитания человека, растений и животных. Химический состав воздуха должен обеспечивать жизнедеятельность человека без напряжения компенсаторных физиологических механизмов, не говоря уже о возможности возникновения патологических сдвигов в организме человека.
Люди и раньше подвергались действию загрязняющих воздух веществ, у которых были и есть природные аналоги, но в последние десятилетия с выбросами предприятий ряда отраслей промышленности в атмосферный воздух попадают новые вещества, с которыми организм человека никогда не соприкасался. Например, к ним относятся упомянутые выше полихлорированныебифенилы, диоксины, некоторые из которых справедливо названы супертоксикантами. Многие из этой группы веществ обладают канцерогенным, мутагенным, эмбриотоксическим, гонадотоксическим, тератогенным и другими свойствами.
Аэрогенный (ингаляционный) путь поступления загрязняющих веществ играет особую роль, поскольку при нем загрязняющие воздух вещества из легких непосредственно поступают в большой круг кровообращения, центральную нервную систему и другие органы. Отмечено, что вещества, поступающие в организм человека через легкие, действуют в 80-100 раз сильнее, чем при поступлении через желудочно-кишечный тракт.
Если от употребления недоброкачественной воды или пищи можно воздержаться, то этого нельзя сказать о воздухе, которым человек дышит.
В силу того, что многие загрязняющие вещества не обладают ни запахом, ни вкусом, ни раздражающими свойствами, их присутствие в атмосферном воздухе населением практически не ощущается. Поэтому меры по защите населения от загрязняющих веществ часто оказываются несвоевременными, в связи с чем развиваются те или иные изменения в состоянии здоровья населения.
Загрязнение атмосферного воздуха приводит в городах к увеличению числа дней в году с туманами. Туманы отрицательно влияют на условия жизни людей: нарушают уличное движение, увеличивают количество уличных травм, при низкой температуре усиливается охлаждение тела человека, нарушается чувство теплового комфорта, угнетаются настроение и самочувствие. Отмечаются также потери ультрафиолетовой радиации — при сильном задымлении атмосферного воздуха они могут достигать 97%.
Поступление в атмосферный воздух пыли и сажи ведет к загрязнению жилища. Речь в данном случае идет не только об ухудшении качества воздуха, подразумевается загрязнение всей внутрижилищной среды. Накапливающая на оконных стеклах пыль снижает их прозрачность, что сказывается на условиях естественной освещенности жилища.