Автотранспорт и загрязнение атмосферы

Транспорт стоит на первом месте по загрязнению атмосферы (39%). В Санкт-Петербурге – 77%. По своему отрицательному воздействию на человека и локальную биоту он является главным загрязнителем атмосферы, особенно в крупных городах и вблизи них.

Одним из главных загрязнений от автотранспорта в городах является моноксид углерода (CO), или угарный газ.

В естественных условиях содержание СО в атмосфере очень мало и колеблется от сотых долей до 0,2 млн.^-1 (напомним, что содержание диоксида углерода в среднем составляет 325 млн.^-1). Но в городах, в областях повышенного давления и температурной инверсии она может достигать 100-200 млн.^-1, т.е. превышать фон в 500-1000 раз, а в районах автомагистралей, где образуются пробки, еще больше. Моноксид углерода представляет опасность для человека потому, что он связывается с гемоглобином крови в 300 раз лучше, чем кислород (O₂). При работе двигателя на холостом ходу и высокой герметичности кабины автомобиля высокое содержание угарного газа может привести к удушью и гибели людей.

Поскольку объемная концентрация O₂ в воздухе составляет около 20%, то легко определить концентрацию СО, необходимую для того, чтобы связать столько же гемоглобина, сколько связывает и кислород:

p_CO = 20/300 = 0,066%.

Иначе говоря, концентрация 0,066% в атмосфере достаточно для того, чтобы связать половину гемоглобина. При этом могут наблюдаться очень серьезные изменения в организме человека.

Скорость связывания СО с гемоглобином крови резко ускоряется при интенсивной работе, т.к. ускоряется частота дыхания.

Почему особенно велико содержание СО и бенз(а)пирена в зоне пробок? Потому, что на холостом ходу не происходит полного сжигания топлива до конечных продуктов. Полное сжигание происходит обычно, когда двигатель работает на ¾ своей мощности. Поэтому при равномерном движении автомобиля со скоростью 90 км/час моноксида углерода попадает в атмосферу намного меньше. А на холостом ходу и особенно при разгоне и торможении – намного больше.

Непрерывное выделение СО наряду с его относительно длительным нахождением в атмосфере должно было бы привести к большому увеличению концентрации СО в воздухе. Однако фактически этого не наблюдается. Такому накоплению СО препятствуют высшие растения, водоросли и особенно микроорганизмы почвы. Они либо частично переводят СО в органические соединения, либо окисляют его до СО₂. Поэтому почва играет особую роль в удалении СО из атмосферы.

Рассмотрим бенз(а)пирен. Это полициклический ароматический углеводород (ПАУ) – бенз(а)пирен (С₂₀Н₁₂). Он хорошо растворяется в лимфе и сыворотке различных человека. Обладает сильным мутагенным действием, способен индуцировать опухоли, в том числе злокачественные образования, в месте непосредственного контакта почти во всех органах и тканях животных организмов. Эффективная доза БП мала, а интенсивность повреждения клеток прямо пропорциональна его концентрации.

Оксиды азота (NO_x)

Главным источником выбросов NO_x является автомобильный транспорт – две трети общих выбросов. Добавляют выбросы NO и NO₂ энергетика и промышленность (в основном - химическая).

С увеличением скорости автомобиля растет объем выбросов, причем нелинейно. Выбросы NO_x растут быстрее.

Антропогенное загрязнение атмосферы оксидами азота принимает критический характер в густонаселенных городах.

Взаимодействие оксидов азота с водой на пылевых частицах в тропосфере ведет к образованию азотной и азотистой кислот. Эти кислоты хорошо растворимы в воде, легко вымываются водой из атмосферы, создавая кислотные осадки.

Отметим, что N₂O безвреден для человека.

Опасны моноксид (NO) и диоксид азота (NO₂). По мере удаления от источника загрязнение все большее количество моноксида азота NO переходит в NO₂.

Моноксид азота не раздражает дыхательные пути, и поэтому человек может его не почувствовать. При вдыхании NO образует с гемоглобином нестойкое нитрозосоединение, которое быстро переходит в метгемоглобин. Концентрация метгемоглобина в крови 60-70% считается летальной.

NO₂ – желто-коричневый газ сильно раздражающий слизистые оболочки. При контакте с влагой в организме образуются азотистая и азотная кислоты, которые разъедают стенки альвеол легких подобно другим кислотам.

Действие озона (O₃) на организм подобно действию NO₂, он также вызывает отек легких (это мощный окислитель). Уже при содержании О₃ около 0,2 мг/м³ наблюдается усталость, головная боль, резь в глазах и раздражение слизистых оболочек.

Полагают, что загрязнение атмосферы привело к увеличению смертности среди взрослого населения Санкт-Петербурга на 15-20% и более чем в 3 раза увеличило заболеваемость бронхитами у детей.

Дата добавления: 2014-01-13