Загрязнителей воздуха

Воздушная среда

Атмосферный воздух является жизненно важным компонентом окружающей природной среды, неотъемлемой частью среды обитания человека, растений и животных. С целью предотвращения его вредного воздействия на здоровье человека и окружающую природную среду мониторинг атмосферного воздуха осуществляется в соответствии с требованиями Федерального Закона «Об охране атмосферного воздуха» от 02.04. 1999 г.

☞ Качество атмосферного воздуха - совокупность физических, химических и биологических свойств атмосферного воздуха, отражающих степень его соответствия гигиеническим и экологическим нормативам качества.

Комплекс стандартов на уровень загрязнения воздуха - это основное средство, которое позволяет контролировать его чистоту. По качеству воздух можно охарактеризовать несколькими уровнями - хороший, средний или неудовлетворительный для здоровья. Средний уровень качества воздуха означает, что содержание одной или более примесей в воздухе превышает 50% установленного стандартом значения, однако ни одна из примесей не достигает 100%-ного стандартного уровня. Хороший уровень качества воздуха свидетельствует, что содержание ни одной из примесей не превышает 50%-ного стандартного значения. Когда содержание одной или более примесей на 100% превышает стандартное значение, воздух оценивают как неблагоприятный для здоровья (таблица 1).

Таблица 1 - Допустимые нормы загрязнения воздуха и категории его качества

Индекс	Класс качества воздуха	Уровень загрязнений, мкг/м^3	Качество воздуха
Твердые частицы за 24 ч	Двуокись серы за 24 ч	Окись углерода за 8 ч	Озон за 1 ч	Двуокись азота 1 ч
	Опасно для жизни	1 000	2 620	57,5	1 200	3 750	Очень опасное
	Критический уровень		2 100	46,0	1 000	3 000	Опасное
	Тревога		1 600	34,0		2 260	Весьма неблагоприятное
	Предупреждение			17,0		1 130	Неблагоприятное
	Стандарт			10,0		-	Удовлетворительное
	50% стандарта			5,0		-	Хорошее
							-

i Источники загрязнения атмосферного воздуха многообразны. Установлено, что на долю промышленности приходится 17%, транспорта - 60%, энергетики - 14%, на долю других источников - 9% (таблица 2).

Таблица 2 - Источники и эффекты некоторых неорганических соединений –

Поллютанты	Источники	Эффекты
Оксиды серы	Продукты горения угля и нефти	Основные компоненты кислотных дождей; поражение легких
Оксиды азота	Автомобильный транспорт; теплоэлектростанции	Фотохимические процессы в атмосфере; кислотные дожди; поражение легких
Монооксид углерода	Автомобильный транспорт; продукт горения	Нарушение кислородтранспортных свойств крови
Озон	Автомобильный транспорт	Фотохимические процессы в атмосфере; поражение легких
Асбест	Добыча; производство изделий	Асбестоз; рак легких
Мышьяк	Промышленность	Острые и хронические интоксикации; канцерогенез

Основным источником загрязнения атмосферного воздуха является сжигание различного топлива (угля, нефти, газа и др.).

При неполном сгорании топлива в атмосферу поступают твердые частицы топлива - сажа, окислы серы, оксид углерода, окислы азота и др. Загрязнение атмосферного воздуха при сжигании топлива зависит от его вида, особенности горения, а также от очистки выбросов.

i Соединения серы поступают в воздух, в основном, при сжигании богатых серой видов горючего, таких как уголь и мазут. Будучи рассеянными в атмосфере посредством высоких дымовых труб, эти окислы становятся основной причиной кислотных дождей. Считают, что при сгорании в топках электростанций каждого миллиона тонн угля выделяется 25 тыс. т серы в виде сернистого газа. Двуокись серы постепенно окисляется кислородом воздуха до трехокиси. Образовавшаяся трехокись сразу же реагирует с водяным паром, образуя серную кислоту, которая присутствует в воздухе в виде легкого тумана, состоящего из крошечных капель. Этот туман обладает высокой коррозирующей способностью и разъедает многие материалы, в том числе, такие как мрамор и известь. При взаимодействии с парами воды двуокись серы образует также сернистую кислоту, которая, реагируя с кислородом воздуха, также переходит в серную.

При сжигании топлива образуются также окислы кальция и железа.

Они вступают в реакцию с серной кислотой с образованием частиц сульфатов кальция и железа.

Наибольшую опасность кислотные осадки представляют при их попадании в водоемы и почву, что приводит к уменьшению рН воды. От значения рН зависит растворимость алюминия и тяжелых металлов в воде и, следовательно, их накопление в клубне- и корнеплодах, а затем в организме человека. При изменении рН воды меняется структура почвы и снижается ее плодородие. Снижение рН питьевой воды способствует прямому поступлению в организм человека тяжелых металлов и мышьяка. Особенно пагубно воздействие подкисленной воды на популяции рыб, даже относительно небольшие отклонения от нейтрального рН вызывают замедление роста или гибель молоди. В Швеции для смягчения последствия кислотных дождей над озерами рассыпают с самолетов известь. В Японии, благодаря специальным установкам, улавливающим серу, удалось за 8 лет снизить выброс серы с 1,5 млн. до 0,08 млн. т в год.

В нашей стране повышенная кислотность осадков (рН 4...5,5) отмечается в отдельных промышленных регионах. Наиболее неблагополучными являются города: Тюмень, Тамбов, Архангельск, Северодвинск, Вологда, Омск. Плотность выпадения осадков серы, превышающая 4 т/(км² год), зарегистрирована в 22 городах страны, а в 5 городах - более 8...12 т/(км² год): Алексин, Новомосковск, Норильск, Магнитогорск.

i Высокое содержание окислов серы в воздухе непосредственно влияет также на увеличение заболеваемости людей и даже на рост смертности. Суточный стандарт для окислов серы, принятый ВОЗ и опирающийся на показатели здоровья человека, составляет 365 мг/м³, причем этот уровень не должен превышаться более одного раза в течение года. Установлено, что окислы серы являются коканцерогенами. В присутствии бенз(а)пирена двуокись серы увеличивает частоту появления раковых опухолей.

Автомобильный транспорт в настоящее время также стал главным источником загрязнения атмосферного воздуха. Установлено, что в выхлопных газах содержится более 200 различных химических веществ, в том числе тяжелые металлы.

Вследствие неполного сгорания углерода в моторном топливе в воздух попадает свыше 90 % окиси углерода. При вдыхании окиси углерода снижается кислородная емкость крови. Так, если человек в течение 8 ч дышит воздухом, концентрация окиси углерода, в котором составляет 16 мг/м³, то 3% гемоглобина его крови теряет способность доставлять кислород к тканям. Стандартом на содержание окиси углерода в атмосфере установлено значение 10 мг/м³, усредненное за 8- часовой период. Этот уровень не должен превышать более одного раза в год. В атмосфере с большим содержанием окиси углерода наступает смерть от удушья. При меньших концентрациях окиси углерода отмечаются другие, менее заметные эффекты. При уровнях карбоксигемоглобина - гемоглобин, связанный с окисью углерода - в пределах 3...5% от общего гемоглобина резко замедляется двигательная реакция, нарушаются процессы мышления.

iОсобым типом загрязнения атмосферы является смог - фотохимический туман, который образуется в воздухе при взаимодействии разных органических веществ, поступающих с выхлопными газами автотранспорта. В основе этого загрязнения, приводящего к образованию тумана, лежит реакция углеводородов с двуокисью азота и некоторыми другими веществами под действием солнечного излучения. Следует отметить, что фотохимический смог образуется лишь при содержании вредных веществ, превышающем уровень предельно допустимых концентраций компонентов выхлопных газов. Как правило, максимальная интенсивность фотохимических реакций даже в южных городах России не превышает 0,18 мг/м³.ч, что в 20 раз меньше величины, при которой смог мог бы образоваться.

Одним из основных источников загрязнения атмосферного воздуха являются промышленные предприятия. Качественный и количественный состав выбросов зависит от вида производства, мощности предприятия, технологического процесса, культуры производства, наличия и состояния устройств для очистки вредных выбросов и пр.

Сельское хозяйство является также существенным источником загрязнения атмосферного воздуха.

При обработке участка газообразными пестицидами возможен унос частиц. При наземном опрыскивании пестициды в воздухе рассеиваются на расстояние до 400 м, а при использовании самолетов атмосферный воздух может загрязняться на расстоянии от 5 до 20 км.

С развитием микробиологической промышленности увеличилась возможность попадания в атмосферу спор микроскопических грибов и жизнеспособных дрожжевых клеток.

Вентиляционные выбросы заводов электронной промышленности содержат пары плавиковой, серной, хромовой и других минеральных кислот, органические растворители. В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу, и их количество увеличивается.

Содержание загрязняющих веществ в атмосферном воздухе регламентируются Всемирной организацией здравоохранения (таблица 3).

Таблица 3 - Рекомендации ВОЗ по содержанию в воздухе загрязняющих веществ

Вещество	Среднее значение концентрации	Период усреднения
Диоксид азота	400 мкг/м^3 150 мкг/м^3	1 ч 24 ч
Ванадий	1 мкг/м^3	24 ч
Дихлорметан	3 мкг/м^3	24 ч
1,2-дихлорэтан	0,7 мкг/м^3	24 ч
Кадмий	1 – 5 нг/м^3 10 – 20 нг/м^3	1 год (сельские районы) 1 год (города)
Марганец	1 мкг/м^3	1 год
Озон	150 – 200 мкг/м^3 100 – 120 мкг/м^3	1 ч 8 ч
Ртуть	1 мкг/м^3	1 год
Свинец	0,5 – 1,0 мкг/м^3	1 год
Сероводород	150 мкг/м^3	24 ч
Сероуглерод	100 мкг/м^3	24 ч
Диоксид серы	500 мкг/м^3 350 мкг/м^3	10 мин 1 ч
Стирол	800 мкг/м^3	24 ч
Тетрахлорэтилен	5 мг/м^3	24 ч
Толуол	8 мг/м^3	24 ч
Формальдегид	100 мкг/м^3	30 мин

i Высокие концентрации примесей и их миграция в атмосферном воздухе приводят к образованию еще более токсичных соединений, попадающих через пищевые цепи и сети в продукты животного и растительного происхождения, или создают такие явления как «парниковый эффект» и разрушение озонового слоя.

На протяжении трех последних десятилетий количество диоксида углерода в атмосфере возрастало примерно на 0,5% в год, и при дальнейшем росте потребления каменного угля и нефти содержание СО₂ к 2050 году достигнет 600 мг/м³. Под влиянием теплового воздействия диоксида углерода в ближайшие сто лет средняя температура окружающей среды может повыситься на 2,5 ^оС, так как СО₂ в атмосфере задерживает инфракрасное излучение земной поверхности в области длин волн от 12 до 18 мкм, в которой находится максимум излучения Землей энергии во Вселенную.

Техногенные загрязнения атмосферы не ограничивают свое негативное влияние только приземной зоной. Определенная доля примесей поступает в озоновый слой и разрушает его. Разрушение озонового слоя опасно для биосферы, так как оно сопровождается значительным повышением доли ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 290 нм, достигающего земной поверхности. Эти излучения губительны для растений, особенно для зерновых культур и представляют собой источник канцерогенной опасности для человека, а также стимулируют рост числа глазных заболеваний.

Дата добавления: 2014-01-07