Первичные загрязнители воздуха

 

К веществам, загрязняющим атмосферу, относятся окись углерода, уг-леводороды, окислы серы, окислы азота и твердые частицы. Некоторые дру-гие загрязняющие вещества по своему происхождению являются вторичны-ми, т.е. образуются на основе этих первичных загрязнителей. Первичные за-грязнители имеют множество естественных источников; вот почему, даже если бы человек не жил на Земле, все равно в атмосфере существовал, был остаточный фоновый уровень содержания вредных соединений. Правда, необходимо подчеркнуть, что это чувствуют, пожалуй, только люди, живу-щие на склонах вулканов; естественный фоновый уровень загрязнения в це-лом крайне низок и сам по себе едва ли мог бы привести к последствиям, от которых так страдают наши густонаселенные города.

 

Источники первичных загрязнителей перечислены в таблице 16.1.

 

Основной источник	Доля в общем количестве выбросов, %
		ОкисьуглеродаСО		Х				Твердыечастицы
		Углево-дородыСН	ОкислысерыSO	Окислы	X
		азотаNO
Выбросы двигателей транс-			-
портных средств
Лесные пожары,	выжигание		-	-
растительности
Испарение растворителей	-		-	-			-
Промышленное	производ-
ство
Складирование твердых от-
ходов
Электростанции
Прочие источники

 

Из таблицы видно, что главную роль в выбросе первичных загрязнений играют средства транспорта и стационарные источники продуктов сгорания.

 

Ниже рассматривается каждое из первичных веществ, определяется его воздействие на природную среду, а затем анализируются вопросы, связанные с вторичными загрязнителями.

 

Окись углерода

 

Для живых существ, дышащих легкими, окись углерода может оказать-ся чрезвычайно вредной и даже ядовитой. Окись углерода примерно в 210 раз лучше поглощается кровью, чем кислород, так что, если в воздухе при-сутствуют оба газа, окись углерода поглощается гемоглобином в первую

 

очередь и, соединяясь с ним, образует карбоксигемоглобин (СОНb); продук-том присоединения кислорода к гемоглобину является оксигемоглобин (О₂Нb). Карбоксигемоглобин связывает молекулы гемоглобина и препятству-ет переносу оксигемоглобином кислорода от легких к тканям. Вследствие этого сердце и легкие вынуждены работать с большей нагрузкой, а если в крови образуется много СOHb, наступает коматозное состояние, приводящее

 

к смерти. Симптомы воздействия на здоровье человека при различных уров-нях содержания СOHb в крови перечислены ниже:

 

Содержание СОНb	Симптом
в крови1, %
Менее 1.................	Заметные симптомы отсутствуют
2,5..........................	Некурящие хуже различают продолжительность интер-
	валов времени
3............................	У некурящих снижается острота зрения
5.............................	Устойчивое снижение способности к восприятию,
	нарушение психомоторных функций
10............................	Значительно уменьшается способность крови к перено-
	су кислорода
15............................	Головные боли, головокружение, повышенная утомля-
	емость
35...........................	Мелькание в глазах, звон в ушах, тошнота, рвота,
	сильное сердцебиение, мышечная слабость, апатия
40...........................	Коматозное состояние, приводящее к смерти

 

¹ Приближенные значения, которые могут колебаться в зависимости от индивидуальных особенностей организма

 

Эмпирическим путем установлено, что на каждую миллионную долю

(1,15 г/м³) окиси углерода, воспринимаемую организмом, около 0,16% обще-го количества гемоглобина в крови переходит в карбоксигемоглобин (СОНb).

 

Углеводороды (СН)

 

Предельные углеводороды – метан и члены его ряда – сравнительно инертны в отношении их воздействия на здоровье (если они присутствуют в небольших количествах) и образования вторичных загрязнителей. В то же время многие другие углеводороды, не являющиеся членами ряда метана, для здоровья опасны, даже если не происходят фотохимические реакции. Это

 

– соединения, принадлежащие к ряду альдегида, бензола, кетона и этилена. Они вызывают раздражение глаз, кожи и расстройство дыхательных органов. Если речь идет о бензоле, то его концентрация в атмосфере может вызывать раковое заболевание.

 

Взвешенные частицы

 

Большая часть твердых примесей в атмосфере, попавших туда в ре-зультате сжигания топлива на электростанциях и работы промышленных предприятий, оседает на землю в виде пылинок.

 

Несомненно, частицы будут рассеяны на очень большом расстоянии от источника загрязнения. Не исключено, что их воздействие на человеческий организм окажется довольно заметным.

 

Степень частиц, попавших в организм человека через дыхательные пу-ти, зависит от химических свойств частиц, их гранулометрического состава в воздухе, а также от эффективности, с которой химические вещества, содер-жащиеся в частицах, подвергаются экстракции при отложении частиц в ды-хательных органах.

 

Различные химические элементы по-разному влияют на организм чело-века – одни совершенно безвредны, другие токсичны. Многие металлические микроэлементы, которые присутствуют в окружающей среде, представляют собой системные яды. Отдельные элементы могут вызывать заболевания лег-ких (например, силикоз). Считается, что при определении степени токсиче-ского действия взвешенных частиц решающее значение имеет их размер. Токсический эффект обычно возрастает с уменьшением диаметра частиц.

 

Окислы серы

 

Двуокись серы (SO₂) и трехокись (SО₃) поступают в воздушный бас-сейн (в соотношении примерно 30:1) при сжигании органических топлив. В результате реакции обоих этих веществ с атмосферной влагой образуется серная кислота.

 

Серная кислота и двуокись серы вредны для здоровья, так как вызыва-ют сужение бронхов и воспаление их слизистой оболочки. Довольно трудно выделить воздействие каждого из этих соединений изолированно, поскольку

 

в загрязненной атмосфере они почти всегда присутствуют вместе. Серная кислота приводит к возникновению кислотного тумана, а для этого необхо-димо появление ядер конденсации. В результате SO₂ и твердые частицы про-изводят синергетическое (совместное) действие; это значит, что суммарный эффект воздействия превышает действие, оказываемое каждым компонентом

 

в отдельности.

 

Синергетическое действие возникает либо при поглощении сульфатов поверхностью частицы, либо когда сама частица представляет собой жидкий сульфат. Многие взвешенные частицы – просто капли, хотя принято отож-дествлять частицу с твердым телом. Сульфаты, образовавшиеся при раство-рении SO₂ в атмосферной влаге, становятся активными ядрами конденсации

 

и содействуют образованию туманов и водяных капель. Длинный, отчетливо видимый белый факел, выходящий из труб электростанции, обязан своим существованием исключительно выбросу большого количества двуокиси се-ры, на частицах которой происходит конденсация водяного пара. «Чистый» факел дымовых газов быстро рассеялся бы, а не тянулся через всю округу.

 

В результате совместного действия SO₂ и твердых частиц весьма труд-но дать отдельную количественную оценку влияния SO₂ на здоровье. Отме-тим, что при загрязнениях чаще повторяются и тяжелее протекают респира-торные заболевания среди детей и престарелых; известны случаи смерти лю-дей, страдавших бронхитом. Сообщалось также о повышенном числе случаев заболевания раком легких у лиц, постоянно подвергающихся воздействию SO₂. Совершенно ясно, что загрязнение воздуха окислами серы и твердыми частицами наносит огромный вред здоровью, не считая воздействия кислот-ных осадков.

 

Окислы азота

 

Окись и двуокись азота (NO) и (NO₂), наряду с другими его окислами, образуются при сжигании различных топлив; доля NO₂ в общем количестве окислов не превышает 0,5%. В атмосфере окись азота постепенно превраща-ется в NO₂, хотя этот процесс протекает более интенсивно в присутствии других примесей и под действием солнечного света.

 

В нормальной, незагрязненной атмосфере массовые концентрации NO

и NO₂ равны соответственно 2 и 8 мкг/м³. Как известно, NO безвредна при нормальных концентрациях, даже если воздух загрязнен. Напротив, NO₂ в высшей степени вредна, и при достаточно большой концентрации ее воздей-ствие может оказаться сметрельным. Как NO, так и NO₂ влияют на жизнь растений: скорость их роста замедляется, урожайность падает. Эти окислы также воздействуют на текстильные изделия, вызывая потускнение красок, повреждение хлопковых и нейлоновых волокон.

 

Пороговая концентрация запаха для NO₂ составляет около 225 мкг/м³. Чересчур длительное воздействие NO₂ приводит к стесненности дыхания и воспалению бронхов; повышается частота респираторных заболеваний.

 

Двуокись азота поглощает солнечное излучение главным образом в си-ней области спектра, поэтому пропущенный свет кажется красноватым. Окись азота - бесцветный газ, двуокись имеет красновато-бурый цвет. В ре-зультате пелена сильно загрязненного воздуха, нависшая над городом, имеет хорошо всем знакомый цвет ржавчины.