Основные загрязнители атмосферы и здоровье человека

Физиологическое воздействие на человеческий организм главных загрязнителей (поллютантов) атмосферы чревато самыми серьезными последствиями. К самым распространенным загрязнителям атмосферного воздуха относятся оксиды серы (SО₂, SO₃), азота (N0, NO₂) и углерода (СО). Такие загрязнители образуются при сжигании органического топлива и в процессе высокотемпературных технологий.

Оксиды серы, соединяясь с влагой, образуют серную и сернистую кислоты, которые разрушают легочную ткань человека и животных. Продемонстрирована четко выраженная связь между уровнем детской легочной патологии и степени концентрации диоксида серы в атмосфере крупных городов.

Оксид азота NO и диоксид азота N₂O в атмосфере встречаются вместе, поэтому чаще всего оценивают их совместное воздействие на организм человека. При сгорании топлива в автомобилях и в тепловых электростанциях примерно 90% оксидов азота образуется в форме монооксида азота NO. Монооксид азота не раздражает дыхательные пути, и поэтому человек может его не почувствовать. При вдыхании NO, как и CO, связывается с гемоглобином и нарушает его способность связываться с кислородом.

По мере удаления от источника выброса все большее количество NO превращается в NO₂ – бурый, обладающий характерным неприятным запахом газ. Диоксид азота сильно раздражает слизистые оболочки дыхательных путей. Вдыхание ядовитых паров диоксида азота может привести к серьезному отравлению. Функциональным эффектом, вызываемым диоксидом азота, является повышенное сопротивление дыхательных путей, то есть NO₂ вызывает увеличение усилий, затрачиваемых на дыхание. У людей, подвергшихся воздействию высоких концентраций диоксида азота, чаще наблюдаются катар верхних дыхательных путей, бронхиты, круп и воспаление легких. Кроме того, диоксид азота сам по себе может стать причиной заболеваний дыхательных путей. Попадая в организм человека, NO₂ при контакте с влагой образует азотистую и азотную кислоты, которые разрушают ткани дыхательных путей.

Особенно опасны оксиды азота, если содержатся в загрязненном воздухе совместно с диоксидом серы и другими токсичными соединениями. В этих случаях даже при малых концентрациях загрязняющих веществ возникает эффект синергизма, т.е. усиление токсичности всей газообразной смеси.

Оксид углерода (СО) является бесцветным газом без запаха, который снижает способность гемоглобина переносить и поставлять кислород. Любой процесс, при котором может произойти неполное сгорание органического материала является потенциальным источником оксида углерода. На двигатели транспортных средств приходится от 55 до 60 % всего количества СО искусственного происхождения.

При остром отравлении СО появляется общая слабость, головокружение, тошнота, сонливость, потеря сознания, возможен летальный исход. Однако, из-за низкой концентрации CO в атмосферном воздухе он, как правило, не вызывает массовых отравлений, хотя и очень опасен для лиц, страдающих анемией и сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Среди взвешенных твердых частиц наиболее опасны частицы размером менее 5 мкм, которые способны проникать в лимфатические узлы, задерживаться в альвеолах легких, засорять слизистые оболочки. Пыль, содержащая диоксид кремния (SiO₂), вызывает тяжелое заболевание легких –силикоз. Кремниевая пыль сопутствует целому ряду индустриальных производств, в частности, высока ее концентрация в золотых, оловянных и медных рудниках, при огранке и шлифовке камней, при производстве стекла, при плавке металлов, при производстве гончарных изделий и фарфора. Примерно 10–15 лет работы в условиях производственного запыления без респираторов способны вызвать силикоз. Но если концентрация пыли велика, то болезнь может развиться уже за 1–2 года. В некоторых случаях болезнь может проявиться через несколько лет после окончания воздействия пыли (поздний силикоз).

Весьма неблагоприятные последствия связаны и незначительными по объему выбросами свинца, бенз(а)пирена, фосфора, кадмия, мышьяка, кобальта и других веществ Они угнетают кроветворную систему, вызывают онкологические заболевания, снижают сопротивление организма инфекциям и т. д. Пыли, содержащие соединения свинца и ртути, обладают мутагенными свойствами и вызывают генетические изменения в клетках организма.

Характерным последствием антропогенного загрязнения атмосферы является образование смога – ядовитой смеси дыма, тумана и пыли.

Различают два типа смога: зимний смог (лондонский тип) и летний (лос-анджелесский тип).

Лондонский тип смога возникает зимой в крупных промышленных городах при неблагоприятных погодных условиях (отсутствие ветра и температурная инверсия).

Температурная инверсия проявляется при повышении температуры воздуха на высоте вместо обычного понижения. В результате циркуляция атмосферного воздуха резко нарушается, дым и загрязняющие вещества не могут подняться вверх и не рассеиваются. Нередко возникают туманы. Концентрации оксидов серы, взвешенной пыли, оксида углерода достигают опасных для здоровья человека уровней, приводят к расстройству кровообращения, дыхания, а нередко и к смерти. В декабре 1952 г. в Лондоне подобный смог держался в течение недели, в результате чего погибло более четырех тысяч человек, почти десять тысяч человек тяжело заболели. В конце 1962 г. в Руре (ФРГ) трехдневный смог послужил причиной смерти 156 человек.

Лос-анджелесский тип смога, или фотохимический смог, не менее опасен, чем лондонский. Возникает он летом при интенсивном воздействии солнечной радиации на воздух, насыщенный выхлопными газами автомобилей. При очень слабом движении воздуха или безветрии в воздухе происходят сложные реакции с образованием фотооксидантов (озон, органические перекиси, нитриты и др.), которые раздражают слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, легких и органов зрения. В Токио подобный смог привел к отравлению десяти тысяч человек в 1970 г. и 28 тыс. в 1971 г.

Фотохимический смог (ФС) обладает следующими особенностями:

- образуется в ясную солнечную погоду при низкой влажности воздуха, при этом максимальная концентрация вредных загрязнителей, вызывающих раздражение органов чувств наблюдается после полудня;

- химически действует как окислитель, усиливает коррозию металлов; приводит к растрескиванию резины;

- вызывает сильное раздражение слизистой оболочки дыхательных путей и глаз, губит листву на деревьях;

- в присутствии фотохимического смога в атмосфере наблюдается появление голубоватой дымки или беловатого тумана и связанное с этим ухудшение видимости.