Изменение свойств воздушной среды

В настоящее время выделяются три основные источника загрязнения атмосферы: промышленность, транспорт и котельные, которые потребляют более 70 % ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Наиболее сильно загрязняют воздух тепло­электростанции (ТЭС), вместе с дымом выбрасывающие в воздух сернистый и угле­кислый газ, а также металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, в результате деятельности которых в воздух попадают оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка. В этот список можно включить, кроме того, химические и цементные заводы.

Атмосферные загрязнители подразделяют на первичные, поступающие непо­средственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения пер­вичных. Так, сернистый газ (S0₂) окисляется в атмосфере до серного ангидрида (S0₃), который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. В результате реакции серного ангидрида с аммиаком возникают кристаллы сульфата аммония. Аналогичным образом — путем химических, фотохимических, физико­химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосфе­ры — образуются другие вторичные загрязнители.

Аэрозольное загрязнение атмосферы. Аэрозоли — твердые или жидкие атмос­ферные частицы, обладающие малыми скоростями осаждения.

Аэрозоли подразделяются на пыль (размеры частиц более 1 мкм), дым (размеры твердых частиц менее 1 мкм) и туман (размеры жидких частиц менее 10 мкм).

Аэрозольные частицы отличаются большим разнообразием химического со­става. Чаще всего в них обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже — оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена; встречается асбест. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для живого организма, а у людей они вызывают специфические заболевания, уско­ряют разрушение металлоконструкций, зданий, сооружений.

Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные отвалы — искусственные насыпи из отходов предприятий перерабатывающей про­мышленности, а также ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат и массовые взрывные работы, производство цемента и других строительных материалов.

Смог. Отработанные газы автотранспорта содержат ряд продуктов полного и не­полного сгорания топлива, которые могут вступать в фотохимические реакции с ок­сидами азота, образуя смог — сложное сочетание пылевых частиц, капель тумана, токсичных газов. От него страдают люди, животные, растения, разрушаются покры­тия зданий, скульптуры.

Различают смог ледяной, влажный и фотохимический.

Ледяной смог (аляскинского типа) — это сочетание газообразных загрязнителей и пылевых частиц и кристалликов льда, возникающих при замерзании капель тума­на и пара отопительных систем.

Смог лондонского типа (влажный) возникает в результате сочетания густого ту­мана с примесью газообразных загрязнителей — дыма и газовых отходов производ­ства (в основном сернистого ангидрида S0₂) и пылевых частиц.

Фотохимический смог (сухой, лос-анджелесского типа) — это пелена едких газов и аэрозолей повышенной концентрации (без тумана), возникающая под действием ультрафиолетовой радиации Солнца в результате фотохимических реакций, проис­ходящих в атмосфере в присутствии газовых выбросов автомобилей и химических предприятий.

Лондонский смог 1952 г. за 3-4 дня погубил более 4 тыс. человек. Сам по себе туман не опасен для человеческого организма. Он становится вредным, когда чрезмерно загрязнен токсическими примесями. 5 декабря 1952 г. над всей Англией возникла зона высокого дав­ления и в течение нескольких дней сохранялась безветренная погода. Однако трагедия разы­гралась только в Лондоне, где была высокая степень загрязнения атмосферы. Английские специалисты определили, что смог 1952 г. содержал несколько сотен тонн дыма и диоксида серы S0₂ При сопоставлении загрязненности атмосферного воздуха в Лондоне в эти дни с уровнем смертности было отмечено, что смертность увеличилась прямо пропорционально концентрации в воздухе дыма и S0₂

Фотохимический смог может возникать при более низких концентрациях загряз­нителей, чем лондонский, и для него более характерно желто-зеленая или сизая су­хая дымка, а не сплошной туман. Появляется неприятный запах, резко ухудшается видимость. Погибают домашние животные, главным образом собаки и птицы.

У людей фотохимический смог вызывает раздражение глаз, слизистых оболочек носа и горла, симптомы удушья, обострение легочных и различных хронических заболеваний. Смог оказывает вредное влияние и на растения, особенно на бобы, свеклу, злаки, виноград, декоративные насаждения, вызывая их быстрое увядание. Фотохимический туман вызывает коррозию материалов и элементов зданий, растре­скивание красок, резиновых и синтетических изделий, порчу одежды. Из-за плохой видимости нарушается работа транспорта.

В процессе фотохимических реакций возникают вещества, значительно превос­ходящие исходные по своей токсичности. Основные компоненты фотохимического смога — фотооксиданты (озон, органические перекиси, нитраты, нитриты), оксиды азота и углерода, углеводороды, альдегиды, кетоны, фенолы, метанол и т.д. Эти ве­щества в меньших количествах всегда присутствуют в воздухе больших городов, в фотохимическом смоге их концентрация часто намного превышает предельно до­пустимые нормы.

Выбросы промышленных предприятий и подвижных источников. В по­следние десятилетия в связи с быстрым развитием автотранспорта и авиации су­щественно увеличилась доля выбросов, поступающих в атмосферу от подвижных источников: грузовых и легковых автомобилей, тракторов, тепловозов и самолетов.

Согласно оценкам, в городах на долю автотранспорта приходится от 30 до 70 % об­щей массы выбросов.

Автотранспорт. Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине (на их долю приходится около 75 %), самолеты (около 5 %), автомобили с дизельными двигателями (около 4 %), тракторы и другие сельскохо­зяйственные машины (около 4 %), железнодорожный и водный транспорт (около 2 %).

Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне ав­томобиля после остановок, а также при движении с малой скоростью.

Создаваемые в городах системы движения в режиме «зеленой волны», которые существенно сокращают число остановок транспорта на перекрестках, призваны снизить загрязнение атмосферного воздуха.

Несмотря на то что дизельные двигатели более экономичны и таких веществ, как оксид углерода (С0₂), диоксид азота (N0₂), выбрасывают меньше, чем бензи­новые, они дают существенно больше дыма (преимущественно несгоревшего угле­рода, который, к тому же, обладает неприятным запахом, создаваемым некоторыми несгоревшими углеводородами). А если учесть, что дизельные двигатели произво­дят сильный шум, становится понятно, что они воздействуют на здоровье человека гораздо сильнее, чем бензиновые двигатели.

Двигатели самолетов. Хотя суммарный выброс загрязняющих веществ двига­телями самолетов сравнительно невелик (для города, страны), в районе аэропорта эти выбросы вносят определяющий вклад в загрязнение среды. К тому же турборе­активные двигатели (как и дизельные) при посадке и взлете выбрасывают хорошо заметный глазу шлейф дыма.

Согласно полученным данным, значительная часть топлива тратится на вырули­вание самолета к взлетно-посадочной полосе (ВПП) перед взлетом и на заруливание с ВПП после посадки.

В течение последних 10-15 лет большое внимание уделяется исследованию эф­фектов, которые возникают в связи с полетами сверхзвуковых самолетов и косми­ческих кораблей. Эти полеты сопровождаются загрязнением стратосферы оксида­ми азота и серной кислотой (сверхзвуковые самолеты), а также частицами оксида алюминия (транспортные космические корабли). Поскольку перечисленные загряз­няющие вещества разрушают озон (озоновые дыры), то первоначально создалось мнение, что планируемый рост числа полетов сверхзвуковых самолетов и транс­портных космических кораблей приведет к существенному уменьшению содержа­ния озона, с последующим губительным воздействием ультрафиолетовой радиации на биосферу Земли. Однако тщательный анализ этой проблемы позволил сделать заключение о слабом влиянии выбросов сверхзвуковых самолетов на состояние стратосферы.

Наиболее опасны для человека и многих животных последствия истощения озо­нового экрана. Уменьшение концентрации озона только на 1 % приводит к увеличе­нию интенсивности УФ-излучения у поверхности Земли на 15 %. В свою очередь, это приводит к появлению в мире 100 тыс. новых случаев катаракты и 10 тыс. случа­ев рака кожи, а также снижению иммунитета как у человека, так и у животных.

Кроме негативного влияния на здоровье истощение озонового слоя способствует усилению «парникового эффекта», снижению урожайности, деградации почв, обще­му загрязнению окружающей среды.

Основным антропогенным фактором, разрушающим озон, считают фреоны (хла- доны), которые широко используются как газы-носители (пропелленты) в различно­го рода холодильных установках, аэрозольных баллончиках и т.п.

Шумы. Шум — это совокупность апериодических звуков различной интенсив­ности и частоты, любой нежелательный звук для человека. Раздражающее воздей­ствие звука (шума) на человека зависит от интенсивности, спектрального состава и продолжительности воздействия. Уровень шума в 20-30 децибел (дБ) практически безвреден для человека. Это естественный шумовой фон, без которого невозможна человеческая жизнь. Для «громких звуков» допустимая граница составляет пример­но 80 дБ.

При интенсивности шума 125-140 дБ возникают вибрации в мягких тканях носа и горла, а также в костях черепа и зубах; если интенсивность превышает 140 дБ, то начинают вибри­ровать грудная клетка, мышцы рук и ног; появляется боль в ушах и в голове, развиваются крайняя усталость и раздражительность. Интенсивность звука, при которой ухо начинает ощущать давление и боль, называется порогом болевого ощущения (140 дБ). Звук в 150 дБ становится непереносимым для человека. При уровне шума свыше 160 дБ может произойти разрыв барабанных перепонок. Звук в 180 дБ вызывает усталость металла, а при 190 — за­клепки вырываются из конструкций. Недаром в средние века существовала казнь «под коло­кол». Звон колокола медленно убивал человека. Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000-5000 Гц.

Работа в условиях повышенного шума на первых порах вызывает быструю утом­ляемость, обостряет слух на высоких частотах. Затем человек привыкает к шуму, чувствительность к высоким частотам резко падает, начинается ухудшение слуха, которое постепенно переходит в тугоухость и глухоту. Тугоухость — это стойкое снижение слуха, затрудняющее восприятие речи в обычных условиях. Снижение слуха на 10 дБ человеком практически не ощущается, серьезное ослабление разбор­чивости речи и потеря способности слышать слабые звуковые сигналы наступает при снижении слуха на 20 дБ.

Шумная музыка (70 дБ) также притупляет слух. Группа специалистов обследо­вала молодежь, часто слушающую модную современную музыку. У 20 % юношей и девушек слух оказался притупленным в такой же степени, как у 8 5-летних лю­дей.

Шум губительно действует не только на слуховой аппарат, но и на централь­ную нервную и сердечно-сосудистую системы человека, служит причиной многих других заболеваний, мешает нормальному отдыху и восстановлению сил, нару­шает сон. Шум способствует увеличению числа всевозможных заболеваний, по­скольку угнетающе действует на психику, обусловливает значительное расходо­вание энергии.

В общем шумовом фоне города удельный вес автотранспорта составляет 60- 80 %. Внутриквартальные источники шума: спортивные игры, игры на детских площадках, погрузочно-разгрузочные работы у магазинов — составляют 10-20 %. Шумовой режим в жилых квартирах складывается из проникающего шума из вне и

образующегося в результате эксплуатации инженерного и санитарно-технического оборудования: лифты, насосы, мусоропроводы, вентиляция.

Неслышимые звуки также опасны. Ультразвук (диапазон колебаний от 20 ООО Гц и выше), занимающий заметное место в гамме производственных шумов, неблаго­приятно воздействует на организм, хотя человеческое ухо его и не воспринимает. Пассажиры самолета часто ощущают недомогание и беспокойство, одной из причин которых является ультразвук. У работающих с ультразвуковыми установками на­блюдаются функциональные нарушения со стороны нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, изменяются состав и свойства крови, снижается болевая и слуховая чувствительность.

Инфразвуки (диапазон колебаний от 16 Гц и ниже) вызывают у некоторых людей приступы морской болезни, заставляют внутренние органы вибрировать, что приво­дит к их повреждению и даже к остановке сердца. Инфразвуки вызывают у человека чувство глубокой подавленности и необъяснимого страха, появляется паника. Даже слабые инфразвуки могут оказывать на человека существенное воздействие, если они носят длительный характер. Некоторые нервные болезни, свойственные жите­лям промышленных городов, вызываются именно инфразвуками, проникающими сквозь самые толстые стены.

Мощным источником шума, интенсивность которого значительно превышает предельно допустимые нормы, являются вертолеты и самолеты, особенно сверх­звуковые. С ними связаны также звуковой удар и вибрация жилищ вблизи аэро­портов.

Дата добавления: 2015-05-31