Здоровье населения в связи с состоянием атмосферного воздуха

1.

Здоровье населения в связи с состоянием
атмосферного воздуха.
Е. А. Сергеева, старший преподаватель
Факультет фундаментальной медицины,
Челябинск, Россия

2.

План:
1. Влияние атмосферных загрязнений на здоровье
населения
2. Острые отравления, связанные с загрязнением
атмосферного воздуха
3. Хронические специфические заболевания, связанные с
загрязнением атмосферного воздуха
4. Хроническая неспецифическая заболеваемость
населения
5. Косвенное влияние загрязненного атмосферного воздуха
на условия жизни и здоровье населения

3.

Согласно данным исследований, установлено, что 2/3
населения России живет в условиях опасного загрязнения
воздуха. Так, в 140 городах зарегистрировано пятикратное
превышение предельно допустимых концентраций. Более чем в
80 городах и промышленных центрах отмечалось загрязнение
атмосферы, превышающее ПДК в 10 раз. Это отмечается в
Кемерове, Новосибирске, Омске, Челябинске.
Опасность для здоровья населения загрязнения
атмосферного воздуха обусловлена объективным действие
следующих факторов.
Во-первых, разнообразием загрязнений. Считается, что на
человека, проживающего в промышленном районе,
потенциально может воздействовать несколько сотен
химических веществ. Комбинированное действие атмосферных
загрязнителей может приводить к усилению вызываемых ими
токсических эффектов.

4.

Во-вторых, непосредственным доступом загрязнителей
во внутреннюю среду организма. Легкие имеют поверхность
порядка 100 м2, воздух при дыхании входит почти в
непосредственный контакт с кровью, в которой растворяется
почти все, что присутствует в воздухе. Из легких кровь
поступает в большой круг кровообращения, минуя такой
детоксикационный барьер, как печень. Установлено, что яд,
поступивший ингаляционным путем, нередко действует в 80100 раз сильнее, чем при поступлении через желудочнокишечный тракт.
В-четвертых, трудностью защиты от ксенобиотика.
Человек не может не дышать загрязненным воздухом. При
этом загрязнитель действует на все группы населения
круглосуточно.

5.

Влияние атмосферных загрязнений на
здоровье населения
Изучение влияния загрязненной атмосферы на
здоровье весьма сложно. Прежде всего, потому, что
загрязнение атмосферы изменяется во времени и в
пространстве, поскольку зависит от многих причин и в том
числе столь изменчивых, как направление и сила ветра.
Кроме того, в загрязненном воздухе чаще всего имеется
несколько вредных веществ, которые на разных
расстояниях от места выброса воздействуют на человека в
различных пропорциях.

6.

Одновременно с загрязненным воздухом на здоровье
влияют социально-бытовые условия, нередко худшие именно
у тех контингентов людей, которые проживают в наиболее
задымляемых районах городов. Достигнутые в изучении
рассматриваемого вопроса результаты обусловлены
правильным подбором сравниваемых контингентов людей,
квалифицированным и целенаправленным медицинским
обследованием, применением современных математикостатистических приемов многофакторного анализа,
позволяющих при изучении патологической пораженности и
заболеваемости определить степень корреляции между
отдельными факторами или их сочетаниями и нарушениями
здоровья.

7.

В итоге исследований выявлены следующие виды
воздействия загрязненной атмосферы на организм человека и
здоровье:
1. Загрязнения могут придавать воздуху запах и вызывать
нежелательные рефлекторные защитные реакции. По
гигиеническим соображениям воздух не должен иметь
посторонних запахов. Известно, что ощущение постороннего
запаха сопровождается рядом рефлекторно развивающихся
вегетативных реакций: задержка дыхания, уменьшение
глубины дыхания и ухудшение вентиляции легких, тошнота,
головная боль.
2. Крупнодисперсная пыль, например, вблизи
электростанций вызывает глазной травматизм; проживающие
здесь жители обращаются за медицинской помощью по поводу
засорения глаз и воспалений конъюнктивы в несколько раз
чаще, чем население районов города с чистым воздухом.

8.

3. Воздух, загрязненный пылевыми частицами и
раздражающими газообразными примесями (например,
сернистым ангидридом), воздействуя на слизистую оболочку
дыхательных путей, снижает ее барьерные свойства, угнетает
функцию мерцательного эпителия, вызывает воспалительные
явления. В легких детей, проживающих в течение нескольких лет
вблизи крупных электростанций, рентгенологически
наблюдались и явления начинающегося пневмокониоза.
4. В задымляемых районах населенных мест нередко
регистрируется неспецифическое действие атмосферных
загрязнений, которое выражается в ослаблении
иммунозащитных сил, ухудшении физического развития детей,
увеличении общей заболеваемости, главным образом за счет
острого и хронического бронхита, ангины и пневмонии. Так, в
ФРГ выявлена строгая математическая зависимость между
концентрацией сернистого ангидрида в атмосферном воздухе и
заболеваемостью населения бронхитом.

9.

5. В районах, атмосфера которых загрязняется
предприятиями химической промышленности, цветной
металлургии и т.п., наблюдаются и специфические проявления
токсического действия различных выбросов, например, при
загрязнении атмосферы фтористыми соединениями – флюороз
зубов у детей, при загрязнении антибиотиками или
соединениями бериллия – аллергозы. Описаны даже (Новый
Орлеан, Йокогама и др.) массовые заболевания бронхиальной
астмой из-за наличия в атмосферных выбросах активных
аллергенов.
6. Наличие в продуктах сгорания топлива и в выхлопных
газах автотранспорта 3,4-бензпирена и других канцерогенов
позволяет предположить, что загрязнение атмосферы может
приводить к увеличению заболеваемости населения раком
легких. Выявить эту связь нелегко, учитывая, что между
действием канцерогена и развитием злокачественного
новообразования проходят годы.

10.

Наибольшие концентрации канцерогенов находили либо в
воздухе сильно задымляемых районов промышленных городов
(например, в Шеффилде до 4,2 мкг на 100 м3), или на улицах с
интенсивным движением транспорта (например, в ЛосАнджелесе до 3,4 мкг на 100 м3). Экспериментаторам удалось
индуцировать раковые опухоли у животных, длительное время
затравлявшихся в специальных камерах пылью, полученной из
воздуха ряда крупных американских и французских городов.
Заболеваемость раком легких увеличивается в тех городах,
где растет загрязнение атмосферы; она в 2-3 раза меньше в
сельской местности.
7. В ряде городов, преимущественно стран Запада,
атмосферные выбросы столь значительны, что при
неблагоприятной для самоочищения атмосферы погоде
(безветрие, температурная инверсия, при которой дым
стелется к земле, антициклональная погода с туманом)
концентрация загрязнений в приземном воздухе достигает
критической величины, при которой наблюдается острая,
выраженная реакция организма.

11.

Таким образом, действие загрязненного атмосферного
воздуха на организм может проявиться в виде следующих
эффектов:
• острых отравлений связанных с загрязнением
атмосферного воздуха
• хронических специфических заболеваний
• хронической неспецифической заболеваемости населения

12.

Острые отравления, связанные с
загрязнением
атмосферного воздуха
Одним из наиболее неблагоприятных острых эффектов
воздействия атмосферного загрязнения на состояние
здоровья населения является повышение смертности,
сопровождающие даже кратковременные уровни такого
загрязнения.
Различают две ситуации: смог – (англ, smog, сокращенно
от smoke - дым и fog мгла) – густой туман, смешанный с
дымом, лондонского типа и лос-анджелесского
(фотохимический туман).
Группой нидердландских экспертов был выполнен
тщательный анализ случаев токсических туманов, имевших
место в Лондоне.

13.

Смог лондонского типа наблюдается при пасмурной, туманной
погоде, способствующей значительному возрастанию концентрации
сернистого ангидрида и трансформации его в еще более токсичный
аэрозоль серной кислоты. Одновременное возрастание концентрации
других ингредиентов атмосферных выбросов может усиливать
действие сернистого ангидрида или катализировать превышение его
в серный ангидрид. Страдали в основном дети в возрасте до 1 года и
лица старше 55 лет. Особенно часто заболевали те, кто страдал
каким-либо легочным или сердечно-сосудистым заболеванием.
Непосредственной причиной смерти являлась сердечно-сосудистая
недостаточность. При вскрытии умерших в периоды токсических
туманов были отмечены лишь явления раздражения дыхательных
путей.
Наиболее легкие симптомы при действии смога – резь в глазах,
слезотечение, сухой кашель, тошнот а, головная боль. К умеренным
симптомам относят кашель с мокротой, стеснение в груди, одышку,
общую слабость, к тяжелым – чувство удушья. Тяжело переносят
смог лица, страдающие бронхиальной астмой,
декомпенсированными формами заболеваний сердца, хроническим
бронхитом с эмфиземой и т.п.

14.

Статистический анализ показал, что в дни смога резко
возрастает обращаемость населения за медицинской
помощью, в том числе срочной, растет госпитализация
больных, а также смертность от заболеваний сердца, сосудов
и органов дыхания, особенно среди пожилых людей. Так, в
1952 г в Лондоне за пять дней смога умерло на 4000 человек
больше, чем в среднем умирало за пять обычных дней. В
последние десятилетия в связи с возрастающим загрязнением
атмосферы во многих городах капиталистических стран
география смога расширяется, а частота его растет.
Фотохимический туман впервые наблюдался в ЛосАнджелесе, а теперь стал частым гостем многих зарубежных
городов (Мехико, Токио и др.); в Лос-Анджелесе он бывает
несколько десятков дней в году. Многолетние исследования
показали, что причина фотохимического тумана заключается в
следующем. Молекулы, содержащихся в выхлопных газах
оксидов азота,возбуждаются за счет энергии
ультрафиолетовых лучей солнца (NO + e = NO*; NO2 + e=
NO2*), а затем, реагируя с кислородом воздуха, образуют озон
(NO* + 2O2 -> NO2 + Oз; NO2*+O2 -> NO + Oз).

15.

Последний, реагируя с углеводородами выхлопных газов или
выбросов нефтеперерабатывающих предприятий (в особенности
с олефинами), образует комплекс соединений, названных
фотооксидантами: органические перекиси, свободные радикалы,
альдегиды, кетоны. Среди них пероксиацетилнитрит и
пероксибензоилнитрит не только сами обладают сильным
окислительным действием, но ускоряют окисление оксида азота
(NO) с образованием озона. Накапливаясь при соответствующей
погоде (ясная, безветрие) на улицах города, где много
автомашин, озон и другие фотооксиданты вызывают сильное
раздражение слизистых оболочек глаз, верхних дыхательных
путей (слезотечение, мучительный кашель), понижают
видимость в атмосфере, губительно действуют на
растительность. О концентрации фотооксидантов в воздухе
судят по содержанию озона. Считают, что 0,3 мг/м3 озона
должно настораживать, 0,5-0,6 мг/м3 вызывает сильный
фотохимический туман. Максимально при фотохимическом
тумане обнаруживали 1,2 мг/м3 озона.

16.

Подобного рода локальные эпизоды в последние десятилетия
стали редкими в связи с принятыми мерами предупреждения так
называемых смогов (в частности, переход на газовое топливо,
повышение высоты дымовых труб над уровнем инверсии и т.п.).
Вместе с тем возросшее глобальное значение атмосферного
загрязнения вызвало интерес исследователей к выявлению
зависимости такой быстрой или острой смертности (acbte
mortality) от менее резких, но зато гораздо более частых
повышений концентраций частиц и газов в атмосфере.
Адекватным способом выявления данной зависимости
является корреляционно-регрессионный анализ, проводимый на
базе сопоставления двух временных рядов, т.е. таких
последовательных чисел, одна из которых представляет случаи
смерти, регистрируемые ежедневно или в некоторых
исследованиях) за каждые 2-5 дней (лаг), а другая
регистрируемые значения показателей состояния атмосферы в
те же дни за достаточно длительные периоды времени.

17.

В большинстве такие исследования относятся к анализу
связи между острой смертностью и концентрациями
взвешенных частиц. D .Dockery, А. Pope приводят
обобщающую сводку 15 опубликованных в 1990-1996г.г. таких
работ, проводившихся в разных городах США, а также Чили,
Бразилии, Голландии, Германии и Греции. Наиболее
выраженный эффект найден в отношении смертности от
респираторной патологии.
Из других загрязнителей атмосферы можно указать на
озон, СО и NO2, для которых тем же методом временных
рядов было показано влияние на общую смертность и
смертность от сердечно-сосудистых заболеваний.
Б.А. Кацнельсоном, А.А. Кошелевой, Л.И. Приваловым и
др. (2001) было проведено изучение влияния
кратковременных повышений загрязнения атмосферного
воздуха на смертность населения г.г. Екатеринбурга и
Нижнего Тагила.
Результаты, полученные при использовании двух
указанных выше математических моделей, в обоих городах
оказались совпадающими или близкими.

18.

Хронические специфические заболевания,
связанные с загрязнением атмосферного
воздуха
К группе загрязнителей с хроническим специфическим
действием относятся фтор, бериллий, кадмий.
Случаи флюороза среди детского населения, вдыхающего
соединения фтора в связи с загрязнением атмосферного
воздуха в районах размещения алюминиевой
промышленности, достаточно хорошо изучены российскими
гигиенистами.
Случаи бериллиоза среди населения, не имевшего
профессионального контакта с бериллием, описаны
американскими исследователями. Это хроническое
заболевание, проявляющееся характерным узелковым
процессом в легких.

19.

Согласно современным представлениям кадмий не является
жизненно необходимым микроэлементом. Напротив, избыточное
поступление его в организм может привести к кадмиозу (острому
и хроническому), важнейшими проявлениями которого являются:
1) кадмиевый ринит, 2) кадмиевая нефропатия с типичной
протеинурией, 3) кадмиевая остеомаляция (болезнь Итаи-Итаи),
4) нефротоксический синдром.
Кадмий в значительной степени может изменять метаболизм и
функции цинка, железа, марганца, меди, селена, а также такого
важнейшего макроэлемента как кальций. В свою очередь
повышенная (по сравнению с потребностью) утилизация цинка,
двухвалентного железа и селена предохраняет организм от
токсического эффекта кадмия.
К загрязнителям атмосферы со специфическим действием
относятся также аэрозоль марганца, зола (кварцсодержащая
пыль), соединения мышьяка, свинца и др.

20.

Мышьяк (As) встречается во всех субстратах окружающей
среды. Содержание мышьяка в земной коре составляет 1,5-2
мг/кг. Содержание в атмосфере колеблется в пределах от
0,05-4 нг/кубм в слабоурбанизированных районах до 5-50
нг/кубм – в промышленных зонах и городах.
Источниками поступления мышьяка в атмосферу является
добыча мышьяк содержащих руд, цветная металлургия,
скорняжное производство (консервант), стекольная
промышленность, сжигание угля, производство
инсектофунгинцидов (мышьяковистый ангидрид, парижская
зелень) и др.
Органами-мишенями являются ЛОР-органы (хронический
ринит, хронический ларингит), кожа (дерматиты, бородавки,
меланодермия), ЦНС (астенизация, полиневрит,
энцефалопатия) и др.
Хронические отравления мышьяком вызывают нервные
заболевания, зуд, потемнение кожи, атрофию костного мозга,
изменения печени. Соединения мышьяка являются
канцерогенными для человека.

21.

Присутствие в атмосферном воздухе аэрозоля
марганца в высоких концентрациях может увеличивать
частоту хронических пневмоний, что было показано
советскими гигиенистами при обследовании детского
населения, длительно находившегося в условиях
загрязнения атмосферы этим соединением.
Убедительные данные были получены отечественными
специалистами о появлении у детей, проживающих в
условиях загрязнения высокими концентрациями золы,
не свойственных их возрасту пресиликотических
изменений в легких.
Свинец (Pb) – голубовато-серый, тяжелый металл. В
природе встречается повсеместно и не является
жизненно необходимым элементом. Главным
источником, из которого свинец поступает в организм,
служит пища, наряду с этим важную роль играет
вдыхаемый воздух.

22.

Высокие концентрации свинца в почве, атмосферном
воздухе на территориях, расположенных вдоль автомобильных
трасс, улиц городов с интенсивным автомобильным движением
(полоса до 400 м по обе стороны дороги), территориях вокруг
АЗС, свинцовоплавильных заводов (до 30 км) обусловливают
высокое содержание свинца в крови людей (более 40 мкг в 100
мл крови) (в организме человека, живущего в чистой
экологической среде, при содержании свинца 10-20 мг/кг
почвы, концентрация свинца в крови не превышает 10 мкг/100
мл).
У детей при концентрации свинца свыше 40 мкг/100 мл
крови и у взрослых – более 50 мкг/100 мл крови развивается
анемия вследствие нарушения синтеза гемоглобина и
сокращения продолжительности жизни эритроцитов. Начиная с
уровня 50 мкг/100 мл, у детей возрастает частота нефропатий
(у взрослых – при 60 мкг/100 мл). При содержании свинца в
крови более 70 мкг/100 мл нарушается функция почек.
Имеются экспериментальные данные о том, что для
развития рака в присутствии свинца требуется в 5 раз меньшие

23.

Загрязнение атмосферного воздуха оксидом углерода,
сернистым ангидридом и оксидами азота способствует
увеличению доли детей с высокими показателями массы
тела, но может вызвать замедление процессов роста, что
проявляется увеличением доли детей с низкими
показателями длины тела. Одновременное замедление
процессов роста и увеличение массы тела приводят, в свою
очередь, к повышению удельного веса детей с
дисгармоничным физическим развитием за счет превышения
массы тела. При этом совместное действие окислов азота и
окиси углерода приводит к взаимоусиливающему эффекту.

24.

Хроническая неспецифическая
заболеваемость населения
Известно, что риск неблагоприятного воздействия на здоровье
населения может быть обусловлен как долговременным, так и
кратковременным загрязнением атмосферного воздуха.
Долговременное загрязнение опасно в отношении развития
хронических неспецифических эффектов (повышение
заболеваемости отдельными видами патологии; изменениями
функциональных показателей органов и систем; изменениями в
физическом развитии; нарушением физиологического,
биохимического и иммунологического статуса; накоплением
загрязнителей в волосах, ногтях, костях и др.
Результаты сравнительного изучения заболеваемости детского
и подросткового населения при различной техногенной нагрузке
свидетельствуют о том, что наиболее уязвимой группой являются
дети первого года жизни (Пинигин М.А.,2001).

25.

Уровень популяционного здоровья в наибольшей степени
предопределяют отдельные состояния, возникающие в
перинатальный период, инфекционные и паразитарные
болезни, врожденные аномалии. Причем уровень этих
болезней и младенческая смертность от них находятся в
прямой зависимости от суммарной загрязненности
атмосферного воздуха. Так, относительный риск
младенческой смертности при врожденных аномалиях выше
в 3,4 раза, а при состояниях, возникающих в перинатальный
период- в 4,28 раза.
Заболеваемость – количество случаев на 1000,
младенческая смертность – количество случаев на 10000.
В серии исследований, выполненных РГМУ в разных
регионах России при использовании единых критериев
оценки состояния здоровья детей, показано, что число детей,
которых можно отнести к группе практически здоровых, не
превышает 5-8%, а в некоторых регионах равно 0%.

26.

Таким образом, атмосферные загрязнения являются одним
из существенных факторов риска для здоровья детей.
Значительный рост заболеваемости и распространенности
болезней среди детского и подросткового населения в
настоящее время свидетельствует о возрастающей
интенсивности патогенети-ческих механизмов в ухудшении
популяционного здоровья вследствие превышения
экологического давления над функциональными
возможностями по приспособлению к ним. Высокие уровни
младенческой смертности и заболеваемости в экологически
неблагоприятных регионах являются отражением острых
экологически индуцированных эффектов.
Исследованиями, проведенными в Донецкой области
выявили четкое отрицательное влияние на заболеваемость,
распространенность болезней и смертности у детского
населения уровня загрязнения атмосферного уровня. Анализ
общей заболеваемости показал, что во всех возрастных
группах в динамике за 1994-1995г.г. она устойчиво
повышалась.

27.

Так, если вначале заболеваемость находилась в пределах
5346,3-8623,5 случаев на 10000, то к 1999г отмечен ее рост до
5818,5-12145,2. Исключение составили дети первого года
жизни, проживающие в регионах с высокой техногенной
нагрузкой. Общая заболеваемость у них в течение всего
периода наблюдения находилась на более высоком уровне
12549,7-17951,4 случая на 10000. В возрастном аспекте
первичная заболеваемость самой низкой была у подростков,
а наиболее высокой – у детей первого года жизни.
Диагностирована высокая частота ЛОР-патологии – от 30
до 75%, причем в одним регионах доминировали хронические
тонзилиты, в других аденоиды 1-2 степени. Это обусловлено
первичным контактом вредных веществ с органами дыхания.
Хронические отравления встречаются значительно чаще,
но они плохо регистрируются у взрослых. Статистически
достоверная зависимость заболеваемости от загрязнения
атмосферного воздуха установлена для заболеваний
бронхитами, пневмониями, эмфиземами легких, острых
респираторных заболеваний.

28.

Загрязнения атмосферного воздуха влияют на
резистентность организма, что проявляется в росте
инфекционных заболеваний. Так, течение респираторных
заболеваний у детей, проживающих в загрязненных районах, в
2-2,5 раза длительнее. В городах с невысоким уровнем
загрязнения при эпидемии гриппа среднее число заболеваний
увеличивается на 20%, а в городах с высоким уровнем – на
200%.
В городах с более высоким уровнем загрязнения воздуха
средние уровни заболеваемости выше на 41% для болезней
органов дыхания, на 132% - для болезней сердечнососудистой системы, на 176% - для болезней кожи и на 35% для злокачественных новообразований.
В городах Челябинской области, где более 80% выбросов
обусловлено предприятиями черной и цветной металлургии,
отмечается повышенный уровень заболеваемости детей и
взрослых болезнями эндокринной системы, крови, органов
дыхания, а также наблюдаются врожденные аномалии у детей
и взрослых, осложнения беременности и родов, болезни кожи
и злокачественные новообразования.

29.

Одним из наиболее точных индикаторов экологического
неблагополучия в местах проживания населения является
репродуктивное здоровье. Воздействие загрязненной
окружающей среды вызывает у беременных женщин и
новорожденных нарушение функции эндокринной, иммунной,
кроветворной и других систем. У беременных женщин в 2,6 раза
увеличилась частота анемий, в 2 раза – патология почек, на
21,9% выросла частота сердечно-сосудистых заболеваний.
Более существенные изменения течения беременности
отмечены в городах с развитой нефтехимической (Уфа),
металлургической (Каменск-Уральский, Кировоград),
целлюлозно-бумажной промышленностью (Братск, Байкальск,
Краснокаменск), вблизи алюминиевых заводов (Новокузнецк,
Шелехов).
Отмечено неблагоприятное влияние загрязнений на
физическое развитие детей.

30.

Снижение уровня физического развития детей дошкольного
возраста отмечено в Уфе, Екатеринбурге, Нижнем Новгороде,
Самаре. Чаще всего эти изменения отмечаются в зонах выбросов
предприятий меднорудной и медеплавильной промышленности,
алюминиевых заводов и предприятий производства строительных
материалов. В «медных» городах Урала отмечено замедление не
только физического, но и нервно-психического развития детей.
Уровень заболеваемости верхних дыхательных путей у детей
выше: в зоне влияния химических производств – в 1,5-2 раза,
около металлургических комбинатов – в 4-5 раз. Отмечен рост
числа детей с хроническими заболеваниями (в 2 раза),
распространенность бронхиальной астмы среди детей возросла в
7 раз.
В различных регионах от 1/3 до 2/3 детей имеют осложненное
течение внутриутробного развития. При объективном
обследовании в 38-61% случаев были зарегистрированы
реактивные изменения поджелудочной железы, в 17-50% патология желчевыводящих путей, в 5-20% - аномалии развития
почек, в 17-39% - выраженные отклонения на
электрокардиограмме.

31.

Косвенное влияние загрязненного
атмосферного воздуха на условия жизни и
здоровье населения
Загрязнение атмосферного воздуха ухудшает санитарные
условия жизни населения, что проявляется в снижении
прозрачности атмосферы, уменьшении естественной
освещенности, туманообразовании. Частота туманов в
крупных промышленных городах увеличивается из года в год.
Туманообразование связано с конденсацией паров влаги на
взвешенных частицах пыли с формированием устойчивой
пылегазовой смеси. Такие туманы длительно сохраняются,
способствуют ухудшению здоровья и работоспособности
населения, увеличению числа уличных травм, угнетают
самочувствие людей.

32.

Климатологи отмечают, что в связи с увеличением
количества взвешенных частиц в воздухе городов облачность
повышается на 5-10%, туманообразование летом
увеличивается на 30%, а число дней с осадками на 5-10
больше, чем в сельской местности. Туманообразование ведет
к уменьшению естественной освещенности до 40-50%, что
требует дополнительных расходов на освещение улиц.
Запыленность воздуха снижает солнечную радиацию на 1520%, причем ультрафиолетовая радиация летом снижается на
5%, зимой – на 30%, а в условиях тумана эти потери
достигают 90%. Загрязнение атмосферного воздуха
неблагоприятно влияет и на растительность. Многие
ингредиенты атмосферных загрязнений и в том числе пыль,
закупоривающая поры листьев, оказывают неблагоприятное
влияние на растительность, вплоть до полной ее гибели
(вблизи некоторых предприятий в радиусе до 5-10 и более км).

33.

С гибелью зеленых насаждений перестает действовать
фильтр, очищающий воздух, так как на листьях и стволах
осаждаются взвешенные частицы и газообразные примеси.
Снижается роль зеленых насаждений как источника
кислорода и фитонцидов, ослабляется их ветрозащитное
действие
Гибель растений приносит ощутимый экономический
ущерб, он усугубляется потерей с выбросами ценных
веществ, разрушением бетонных конструкций, ускорением
коррозии металлических покрытий и ограждений.
Загрязнение воздуха оказывает неблагоприятное
эстетическое воздействие, население жалуется на быстрое
загрязнение стекол, мебели, разрушение занавесок, гибель
комнатных растений, неприятные запахи, невозможность
проветривания жилищ и т.д.

34.

Кислотные дожди
Широко известный ныне термин «кислотные дожди»
появился в 1872г, его ввел в практику английский инженер
Роберт Смит, опубликовавший книгу «Воздух и дождь: начала
химической климатологии». Наиболее глубоко научными
исследованиями кислотных дождей стали заниматься только
в конце 60-х годов ХХ века. К основным загрязнениям
атмосферы, которые являются источниками образования
кислотных дождей, относятся диоксид серы, оксиды азота и
летучие органические соединения (ЛОС). Как уже
отмечалось, при производстве электроэнергии более 90%
выбросов диоксида серы образуются в результате работы
тепловых электростанций. Образующаяся при сжигании угля
и нефти, двуокись серы, поступая в атмосферный воздух,
окисляется кислородом воздуха до трехокиси, которая сразу
же реагирует с водяными парами, образуя сернистую
кислоту, которая, в свою очередь, постепенно окисляясь,
превращается в серную кислоту.

35.

Большая часть двуокиси серы превращается в серную
кислоту в течение нескольких дней после ее выброса в
атмосферу. Количество содержащегося в городском воздухе
капелек серной кислоты может достигать 5-20%. За это время
ветровые потоки способны отнести эти загрязнения на сотни
километров от места их выброса.
Как уже говорилось, наиболее значительным источником
оксидов азота и ЛОС являются транспортные средства,
особенно автомобили, работающие на бензине.
Необходимо также отметить еще один источник загрязнения
воздуха – сжигание мусора и городских отходов. При этом в
развитых странах доля диоксида серы может достигать 12% от
суммарного выброса, оксида углерода – до 5%.
Природные источники оксидов азота играют более важную
роль по сравнению с источниками серосодержащих
соединений и составляют около 12% всех выбросов в
атмосферу. Основные природные источники оксидов азота –
грозовые разряды и молнии, почвенные микроорганизмы,
микрофлора пресных и океанических вод, часть оксидов
поступает в нижние слои атмосферы из стратосферы.

36.

В образовании кислотных дождей участвуют также
продукты жизнедеятельности растений, природные газы,
выходящие из почвы, продукты горения биомассы (например,
при лесных пожарах). Кислотные дожди приводят к ряду
следующих отрицательных экологических последствий:
• ухудшение видимости атмосферы
• закисление почв и уменьшение их плодородия
• закисление пресноводных водоемов и, как результат,
сокращение запасов ценных видов рыб
• повреждение и гибель лесных формаций
• уничтожение и гибель некоторых видов животных
• ускорение коррозии мостов, плотин, зданий,
металлических конструкций и др.
• ущерб памятникам мировой культуры
• вред здоровью людей

37.

Изменение климата
Серьезные изменения вследствие деятельности человека
происходят с климатом. В то же время, изменения климата
способны вызвать значительные нарушения, как в
экосистемах Земли, так и в жизнедеятельности человека.
Воздействие топливно-энергетического комплекса на
климат проявляется, прежде всего, за счет выброса в
атмосферу аэрозолей, из которых наибольшее значение
имеют сажа и продукты сгорания в виде соединений серы. В
результате сжигания химического топлива в атмосферу
поступают радиационно-активные малые газовые
компоненты.
На климат также может влиять загрязнение океана
нефтяными продуктами, нарушающее тепло- и влагообмен
между атмосферой и океаном, сжигание топлива,
увеличивающее выброс в атмосферу водяного пара, действие
оросительных систем, повышающее испарение и др.

38.

Пагубное воздействие на климат могут оказать испытания
ядерного оружия, способствующие образованию и накапливанию
в атмосфере аэрозоля, окислов азота, радиоуглерода и других
компонентов, разрушающих озонный слой и др.
Твердые аэрозольные частицы природного и антропогенного
происхождения играют существенную роль в изменении
климата.Их важное значение подчеркивает создание в 1987 г
двумя комиссиями Международной ассоциации метеорологии и
физики атмосферы специальной группы, работающей в рамках
международной программы по геосфере и биосфере над
направлением «Глобальная аэрозольная климатология и
эффекты».
Действие аэрозолей основано на том, что они непрозрачны
не только для инфракрасной, но и для видимой части излучения
оптического диапазона. Это ослабляет поток солнечной энергии,
падающий на Землю, что, в принципе, должно приводить к
похолоданию климата. Кроме того, аэрозольные частицы как
ядра конденсации могут способствовать образованию облаков, а
это приводит к понижению температуры поверхности Земли.

39.

Разрушение озонового слоя
Этот слой (озоносфера, озоновый экран) расположен в
пределах стратосферы на высотах от 7-8 км на полюсах до 50
км на экваторе. Концентрация молекул Оз в нем в 10 раз
больше, чем у поверхности Земли.
Механизм образования озона разработан Чепменом (1930
г). В соответствии с ним озон возникает при воздействии
жесткой ультрафиолетовой солнечной радиации с длинами
волн менее 29 нм на двухатомный кислород. При этом часть
молекул последнего распадается на атомы, которые
взаимодействуя с О2, образуют озон.
О2+ hv (λ<290 нм) ->
О0+О0
О0+ О2
->
Оз
Где hv – величина кванта солнечной энергии; точка над
символом атомарного кислорода означает его возбуждение,
высокореакционное состояние.

40.

В среднем молекула озона живет около 50 сут. Этот механизм
в последнее время, возможно, находится под угрозой. Начиная с
1985 г, появляются данные, что в атмосфере есть пространства с
заметно пониженным содержанием Оз. По некоторым
источникам, за период наблюдений с 70-х годов до наших дней
количество стратосферного озона уменьшилось в Антарктиде на
7-8%, в Арктике – на 6%, в Австралии – на 4%, в Канаде и
северных штатах США – на 3%, а в среднем оно снизилось на 34%. Полагают, что основной причиной утончения озонового слоя,
помимо различных физико-географических факторов, служит
наличие в атмосфере значительных количеств
галогеноуглеродов, таких как CFClз,СF2Cl2, CF2ClBr, CFзBr и др.,
являющихся производными простейших алифатических
углеводородов. Они широко использовались в производстве и
быту в качестве хладагентов, пенообразователей, растворителей
и т.д. Их выбросы в атмосферу* в 1985 г превысили 1,4 млн.т.

41.

Галогеноуглероды под действием света активно
разрушаются в верхних слоях атмосферы с образованием
атомарного хлора, например
CFCl2 + hv ->
Cl0+ CF2Cl0
Наличие атомарного хлора обусловливает возникновение
каталитической реакции разрушения озона, аналогично
оксидам азота также суммарно приводящей к
взаимодействию. Элементарные стадии этой реакции
Оз + Cl0
->
ClO0 + О2
О0+ ClO0
->
Cl0 + О2
Уничтожение озона в цепных реакциях с участием ХФУ
(фреонов) весьма опасно, так как длина цепей велика – одна
молекула любого из них разрушает тысячи молекул Оз, а в
озоновой дыре над Антарктидой уровни ClO0 в 20-50 раз
выше, чем где-либо в другом месте планеты.

42.

Полагают, что снижение концентрации стратосферного
озона на 25% и возросшее в связи с этим поступление на
земную поверхность УФ-радиации приведут к началу
деградации экосистем. Вследствие нарушения обмена
веществ сельскохозяйственных культур и воздействия на них
микроорганизмов–мутантов снизится урожайность, начнется
гибель фитопланктона в океане, будет ослаблена иммунная
система человека, увеличится количество раковых
заболеваний людей (по данным ВОЗ, рост до 6% на 1%
снижения в атмосфере Оз). С 3 до 12 отн. % возрастет
концентрация тропосферного озона, что интенсифицирует
окисление низших оксидов азота, серы, углерода. Это
приведет к усилению кислотных дождей.

43.

Международное сообщество, обеспокоенное сложившимся
положением, провело ряд обсуждений проблемы озонового
слоя. В 1985 г была принята Венская конвенция об его охране.
В Конвенции провозглашалась общая цель: сохранение
озонового слоя и консультации по предотвращению действий,
наносящих ему ущерб. Конкретные действия в защиту
озонового слоя были изложены позже в Протоколе к Конвенции,
принятом в 1987 г в Монреале. Его ратифицировали 70 стран, и
он вступил в действие с 1 января 1989 г. Страны, подписавшие
Протокол, обязались не превышать уровень производства
фреонов, достигнутый в 1986 г, сократить его до 50% к 1998 г, а
к 2010 г – ликвидировать полностью.

44.

Исследования на математических моделях показали, что
ограничения Монреальского протокола недостаточны для
сохранения озонового слоя в 21 в. Поэтому в Копенгагене
(1990 г) и Лондоне (1992 г) были сформулированы поправки
к Монреальскому протоколу, существенно усилившие ранее
принятые ограничения. Так, производство и использование
хлорфторуглеродов CFC (фреонов-11,12,113,114 и 115)
должно было составить 50% от уровня 1986 г уже в 1995 г, а
в 2000 г – полностью прекратиться. Однако некоторые из
наиболее опасных бромсодержащих фреонов, весьма
эффективные как вспениватели, все же будут
использоваться в экстраординарных случаях тушения
пожаров: в самолетах, подводных лодках, хранилищах
национальных ценностей и т.п. Производство более
безопасных хлорфторуглеродов, содержащих атомы
водорода (HCFC), будет последовательно снижаться и
прекратится к 2030 г.

45.

Взамен CFC и HCFC налаживается выпуск соединений типа
HFC (гидрофторуглеродов) и FC (фторуглеродов, не содержащих
атомов хлора и по этой причине рассматриваемых как абсолютно
озонобезопасные вещества, активность которых по отношению к
фреонам составляет 0,0-0,1. Полагают, что в любом случае
разрушительные последствия, вызванные уже выброшенной
массой фреонов, будут ощущаться около 100 лет.
Помимо пассивных методов сохранения и восстановления
озонового слоя (использование взамен фреонов озонобезопасных
веществ), рассматриваются активные способы (химические и
электромагнитные), признанные снизить интенсивность
разрушения озона либо ускорить его образование. К химическим
относят, например, предложения об инжекции в стратосферу над
Атлантикой этапа C2H6, пропана СзН8 или метана СН4, которые
будут связывать атомарный хлор в инактивный по отношению к
озону хлористый водород. Электромагнитная обработка (лазерное
и УФ-излучение, СВЧ-разряды в тропосфере) должна
способствовать фотодиссоциации О2 и образованию Оз. Однако
апробация активных способов озоновосстановления в натурных
условиях пока отсутствует.

46.

Следует отметить, что не все специалисты разделяют
тревогу по поводу проблемы озоновых дыр. Президент
международного фонда «Экология человека» акад. А. Капица,
ссылаясь на последние исследования российских ученых, в
1995 г заявил, что фреоны не разрушали и не разрушают
озоновый слой. В подтверждение приводится тот факт, что 80%
выбросов фреонов приходится на Северное полушарие Земли,
а основная озоновая дыра расположена над Антарктидой. Е.А.
Жадан отмечает, что используемые модели не учитывают
долговременного изменения океана и динамики атмосферы на
эволюцию озонового слоя; вклад антропогенных факторов в
тренды содержания Оз не превышали 50%.
Таким образом, загрязнение атмосферного воздуха стало
проблемой века, и только проведение квалифицированных
санитарно-гигиенических и законодательных мероприятий
сможет освободить человечество от вредного воздействия
загрязнения атмосферного воздуха.

47.

Спасибо за внимание!