Охрана атмосферного воздуха как социальная и эколого - гигиеническая проблема

1.

Охрана атмосферного воздуха как социальная и
эколого-гигиеническая проблема.
Лекция (2 часа)
Е.А. Сергеева, старший преподаватель
Факультет фундаментальной медицины,
Челябинск, Россия

2.

План:
1. Возникновение и развитие проблемы загрязнения
атмосферного воздуха в условиях индустриализации и
урбанизации
2. Гигиеническое значение загрязнения атмосферы
3. Трансграничное и транслокальное загрязнение
территорий
4. Источники загрязнения атмосферного воздуха
населенных мест
5. Особенности автомобильного транспорта как источника
загрязнения атмосферного воздуха. Трансформация
химических соединений в атмосферном воздухе
6. Характеристика основных атмосферных загрязнителей

3.

Атмосферный воздух является жизненно важным компонентом
окружающей природной среды, неотъемлемой частью среды
обитания человека, растений, животных и представляет собой
естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за
пределами жилых, производственных и иных помещений.
Без него человек может существовать лишь в течение
нескольких минут.
В процессе эволюции человек приспособился к
существованию в воздушной среде с определенными свойствами,
и поэтому вполне понятно, что изменение химического состава
этой среды или ее физических свойств сказывается на состоянии
здоровья, самочувствии и работоспособности.
Состояние атмосферного воздуха в населенных местах
существенно изменяется за счет включения разных посторонних
примесей. Под загрязнением атмосферного воздуха мы понимаем
поступление в атмосферный воздух вредных (загрязняющих)
веществ или образование в нем вредных веществ в
концентрациях, превышающих установленные государством
гигиенические и экологические нормативы качества
атмосферного воздуха.

4.

Возникновение и развитие проблемы
загрязнения атмосферного воздуха в условиях
индустриализации и урбанизации
Гигиена атмосферного воздуха является сравнительно молодым
разделом коммунальной гигиены. В середине Х1Х в вопросы
гигиены атмосферного воздуха нашли отражение в трудах, как
русских, так и зарубежных гигиенистов: Ф.Ф.Эрисмана, Г.В.Хлопина,
М.Петтенкофера и др. Однако эти ученые в основном занимались
изучением нормального состава атмосферы и природных примесей
в ней. Быстрое развитие гигиена атмосферного воздуха получила в
конце Х1Х - начале ХХ века в связи с развитием промышленного
производства. Возрастающие темпы потребления угля,
производства металла, развития химии при концентрации
промышленности на ограниченных территориях городов в условиях
интенсивного процесса урбанизации привели к появлению
проблемы загрязнения атмосферы, которую в тот период называли
проблемой дыма, так как она была обусловлена процессами
сжигания топлива.

5.

В СССР появление проблемы загрязнения атмосферного
воздуха связывается с началом индустриализации страны,
т.е. с началом 30-х годов ХХ столетия. Большое значение
для развития гигиены атмосферного воздуха в нашей стране
имел период Великой Отечественной войны. Постановление
Совета Министров СССР «О мерах борьбы с загрязнением
атмосферного воздуха и об улучшении санитарногигиенических условий населенных мест» от 29.05.49 г
обязывало промышленные министерства и ведомства
принимать необходимые меры защиты атмосферы и
положило начало осуществлению лановых и обязательных
мероприятий по санитарной охране воздушного бассейна
населенных мест страны. Этим постановлением были
определены конкретные задачи Министерства
здравоохранения СССР, главные из которых состояли в
эффективном контроле за санитарной охраной
атмосферного воздуха от загрязнения промышленными
выбросами.

6.

В эти годы были сформулированы критерии вредности
атмосферных загрязнений (В.А.Рязанов), послужившие
принципиальной и теоретической основой установления ПДК.
Уже к 1951 г. в СССР были утверждены общесоюзные
нормативы ПДК для 10 наиболее распространенных
загрязнений атмосферы. Советский Союз стал единственной
страной мира, где осуществление мероприятий по борьбе с
загрязнением воздушного бассейна проводилось на основе
гигиенических нормативов качества воздуха.
Большое значение в деле регулирования качества
атмосферного воздуха населенных мест имеет закон «Об
охране атмосферного воздуха» (25.06.80 г.), согласно
которому главным критерием оценки степени загрязнения
атмосферного воздуха являются ПДК атмосферных
загрязнений, утверждаемые Министерством
здравоохранения СССР.

7.

С конца 80-х годов широко развернуты работы по
установлению норм предельно-допустимых выбросов для
каждого предприятия и источника выбросов. Для отдельного
источника выбросов ПДВ – это выброс, при котором в районе
расположения данного источника с учетом влияния соседних
источников концентрации примесей в атмосфере не превысят
ПДК.
Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе
вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий,
регламентирована ОНД-86. Нормирование выбросов
загрязняющих веществ осуществляется на основе расчетов
полей максимальных концентраций вредных веществ на
территории. Если согласно расчету концентрация на
территории жилой застройки превышает ПДК с учетом фона, то
должны применяться технологические и организационные
мероприятия для снижения выбросов до допустимого уровня.

8.

Проблема загрязнения атмосферного воздуха с каждым годом
приобретает все большее значение. С марта 1983 года действует
Конвенция Европейской Экономической комиссии ООН о
трансграничном загрязнении воздуха.
В Российской Федерации сложилась сложная и
неблагоприятная, а в некоторых районах даже острая
экологическая обстановка. 109 млн. человек, или 73% всего
населения, проживают в неблагоприятной санитарногигиенической обстановке (Беляев Е.Н., 1996). Чаще всего эта
ситуация связана с постоянным превышением предельно
допустимых концентраций вредных веществ в атмосферном
воздухе в 5-10 раз. В целом по России ежегодно в атмосферный
воздух поступает свыше 30 млн. тонн вредных веществ от
промышленных предприятий и около 20 млн. тонн от
автотранспорта.
Максимальные уровни концентрации загрязняющих веществ
в 90 городах превышают допустимые уровни в 10 раз. Только
15% городского населения проживает на территориях с уровнем
загрязнения атмосферы в пределах допустимых нормативов.

9.

В последние годы принят ряд законодательных и
ведомственных нормативно-методических документов по
охране атмосферного воздуха: Федеральный закон «Об охране
природной среды» (2002), Федеральный закон «Об охране
атмосферного воздуха» (1999), Федеральный закон «О
санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от
30.03.1999г; «Предельно-допустимые концентрации (ПДК)
загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных
мест» (2003); «Ориентировочно-безопасные уровни
воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном
воздухе населенных мест» (2003), «Гигиенические требования к
качеству атмосферного воздуха населенных мест» СанПиН
2.1.6.1032-01 и др. регламентирующих вопросы охраны и
контроля за состоянием атмосферного воздуха.
Однако положение с загрязнением атмосферного воздуха
остается тревожным.

10.

В 2000 г в результате производства возросли суммарные
выбросы вредных веществ в атмосферный воздух на 5,7 тыс. т,
особенно от предприятий электроэнергетики, черной
металлургии, машиностроения и металлообработки.
Так, в 2000 г из 222 городов Российской Федерации, где
проводились регулярные наблюдения, в 99 городах с
населением около 50 млн. человек атмосферный воздух
характеризуется по интегральному показателю очень высокой и
высокой степени загрязнения. В 42 городах страны
зарегистрированы концентрации загрязняющих веществ,
превышающие значения максимально разовых ПДК в 10 раз и
более. Приоритетный список городов с самым высоким
уровнем загрязнения атмосферного воздуха в 2000 г включает
30 городов, тогда как в 1999г – 25 городов.

11.

В центре Европейской России мощный вклад в фоновое
загрязнение атмосферного воздуха вносят промышленные
гиганты Тульской, Московской, Липецкой областей и
Череповецкий комплекс (Волгоградская область), на Средней
Волге центр загрязнения сформировался в Самарской области.
Волжско-Камская и Уральская группа регионов образует зону
повышенного уровня загрязнения с центром в Челябинской
области. В Сибири наиболее значительным вкладчиком в
фоновое загрязнение атмосферы является Кемеровская область
и Норильский промузел (к.1). В среднем на каждого жителя
России только из атмосферы выпадает 372 кг вредных веществ.
В Челябинской области этот показатель колеблется от 280 до
2000 кг, а в г.Карабаше достигает до 25 кг в день. Около 2,5 млн.
человек проживает в условиях постоянного превышения ПДК
вредных веществ в атмосферном воздухе. Челябинская область
занимает второе место по России после Липецкой области по
количеству выбросов в атмосферу из стационарных источников
и пятое место по количеству выбросов на душу населения после
Красноярского края, Вологодской, Тюменской и Липецеой
областей.

12.

Гигиеническое значение загрязнения
атмосферы
1. Экономический ущерб. При выбросах загрязнений в
атмосферу происходит значительная потеря топлива,
продукции и других ценных компонентов (недожога, продуктов
неполного сгорания, цемента, сернистого газа, окиси углерода
и т.д.). Известны случаи, когда доходы от утилизации
выбрасываемых в воздух загрязнений превышали общий
доход предприятия от выпуска своей основной продукции. По
имеющимся данным, количество цемента, выбрасываемого
цементными заводами в атмосферу, измеряется сотнями тонн
в год. Весьма ценным продуктом является и сернистый газ,
который при утилизации может быть переработан в
сернистую, серную и другие кислоты, на производство
которых затрачиваются немалые средства.

13.

Выбрасываемые продукты часто являются агрессивными и
способствуют более быстрому разрушению строительных
конструкций. При этом происходит повреждение растительности.
Особенно чувствительными породами деревьев являются хвойные
и фруктовые, а также некоторые мхи. В сфере интенсивного
задымления выбросами от предприятий химической
промышленности, а также металлургии (особенно цветной),
исчезают звери, птицы, пчелы.
2. Влияние на микроклимат населенных мест. Так как
пылевые частицы в воздухе являются ядрами компенсации влаги,
при увеличении количества выбрасываемых загрязнений
увеличивается число туманов, снижается интенсивность солнечной
радиации и особенно ультрафиолетовой (наиболее ценной) части
ее. В результате снижается биологическое влияние солнечной
радиации, общая резистентность организма, а также степень
освещенности, что влияет на функцию зрения, а косвенным
образом также увеличивает экономический ущерб (приходится
больше пользоваться искусственными источниками света).

14.

3. Влияние на санитарно-гигиеническое состояние
населения. Загрязнения атмосферы увеличивают
загрязнение окон, квартир, одежды, белья и т.д., что, в
конечном счете, также сказывается на состоянии здоровья
людей.
4. Самое важное – это непосредственное влияние на
состояние здоровья человека. Согласно данным многих
исследований, установлено, что загрязнения атмосферы
оказывают и непосредственное влияние на здоровье людей.
Увеличивается число кожных заболеваний, заболеваний
слизистых оболочек дыхательных путей и глаз,
злокачественных новообразований в легких, резко
обостряются различные хронические заболевания и т.д.

15.

Рост атмосферных загрязнений снижает также общую
резистентность организма. Влияние атмосферных загрязнений
на состояние здоровья населения подтверждается
многочисленными статистическими данными, полученными при
возникновении токсических туманов (смогов) и при других
ситуациях. В частности, исследования, проведенные в
Германии, показали, что смертность от заболеваний верхних
дыхательных путей находится в прямой зависимости от степени
развития промышленности. Согласно этим данным смертность
составляет (на 100 тысяч жителей):
в крупных городах
- 29,4
в средних городах
- 22,7
в мелких городах
- 17.5
в сельской местности – 14,6

16.

Трансграничное и транслокальное
загрязнение территорий
В настоящее время во всем мире все большую значимость
приобретает проблема оценки трансграничного загрязнения.
Трансграничное загрязнение атмосферного воздуха –
загрязнение атмосферного воздуха в результате переноса
вредных (загрязняющих) веществ, источники загрязнения
которых расположены на территории иностранного государства.
По данным МПР и совместной программы наблюдений и
оценки переноса на большие расстояния загрязняющих веществ
в Европе, на Европейской части РФ за год выпадает 2,4 млн.
тонн окисленной серы и азота, из которых 1,39 млн. тонн (57%)
обусловлены трансграничным переносом.

17.

На экологическую ситуацию в России большое влияние
оказывает состояние окружающей среды сопредельных
государств. В свою очередь, антропогенные источники
загрязнения на территории России воздействуют на
экологическую обстановку в этих странах. Главным образом
это обусловлено как трансграничным переносом загрязнителей
в атмосфере, так и изменением количества водных ресурсов в
пределах межгосударственных бассейнов поверхностных и
подземных вод.
Основными районами трансграничного влияния на
атмосферу России являются:
- Западная и Восточная Европа (особенно Германия и
Польша)
- Северо-Восточные районы Эстонии (район добычи и
переработки сланцев)
- Украина (радиоактивные загрязнения в районе Чернобыля,
высокая концентрация промышленных узлов в центральной
части, в Харьковской области и Донбассе)
- Северо-Западный Китай (радиоактивные загрязнения)
- Северная Монголия (горнопромышленные районы)

18.

К основным районам трансграничного влияния России на
атмосферу сопредельных территорий относятся:
- Кольский полуостров (горнопромышленные районы) – на
Финляндию и Норвегию
- Санкт-Петербургский промышленный узел – на Финляндию и
Эстонию
- Южный Урал (промышленное и радиоактивное загрязнение)
– на Казахстан
- Новая Земля, Карское и Баренцево моря – возможен разнос
радиоактивного загрязнения на сопредельные территории
По данным государственных докладов «О состоянии
окружающей среды Российской Федерации», более чем в
половине отдельно взятых субъектов Европейской территории
России и Урала от 50 до 90% массы выпадений обусловлено
межрегиональным переносом загрязнений из отдельных
регионов страны. Изучено трансграничное загрязнение
атмосферного воздуха между Эстонией, Финляндией и
Россией, а также региона Санкт-Петербурга и его
окрестностей.

19.

В Российской Федерации действуют федеральные законы,
статьи которых посвящены трансграничному загрязнению:
статья 20 закона «Об охране атмосферного воздуха», статья 17
закона «Об отходах производства и потребления». Принят
Федеральный закон «О ратификации Базельской конвенции о
контроле за трансграничными переозками опасных отходов и
их удалением» (1994 г), действует ряд других нормативноправовых документов.
Транслокальное загрязнение – загрязнение, возникающее
вследствие перемещения выбросов, сбросов и отходов с одной
административной территории и на другую одного и того же
государства.
Источники транслокального загрязнения – те источники,
которые, находясь на одной административной территории,
своими выбросами, сбросами и отходами определяют
загрязнение другой административной территории.

20.

Источники загрязнения атмосферного
воздуха
Атмосферный воздух является основной средой
деятельности биосферы, соотношение между основнми его
компонентами в процессе развития цивилизации
существленно не изменилось, однако, в период
промышленной и научно-технической революций увеличился
объем эмиссии в атмосферу газов и аэрозолей техногенного
происхождения.
Все источники загрязнения атмосферного воздуха
делятся на естественные (природные) и искусственные
(антропогенные).

21.

Значимость тех или иных источников загрязнения воздуха
на разных территорих меняется в зависимости от уровня
научно-технического прогресса, стратегии взаимодействия
техники и природы, уровня благоустройства населенных мест и
многих других социально-экономических факторов.
К примесям, выделяемым естественными источниками,
относят аэрозоли (растительные, вулканические, космические,
эрозии почв, морских солей, туманы), газы лесных и степных
пожаров, вулканические, продукты жизнедеятельности и
распада растительного, животного, микробиологического
происхождения и т.д.
Естественные источники загрязнения бывают либо
распределенными (выпадение космической пыли), либо
кратковременными стихийными типа лесных и степных
пожаров, извержений вулканов и т.п. Уровень загрязнения
атмосферы естественными источниками является фоновым и
мало изменяется со временем. Организмы, как правило,
успевают адаптироваться к естественным изменениям
загрязнения окружающей среды

22.

Более устойчивые зоны повышенных концентраций
загрязнений возникают в местах активной жизнедеятельности
человека. Антропогенные загрязнения отличаются
многообразием видов и многочисленностью источников. Если в
начале 20 в в промышленности использовали 19 химических
элементов, то в середине его – уже 50, а с 70-х годов –
практически все элементы таблицы Д.И.Менделеева. Это
привело к качественно новому этапу – загрязнению атмосферы
соединениями, весьма редко встречающимися или не
существующими в природе, в частности аэрозолями тяжелых,
редких и радиоактивных металлов, синтетическими,
канцерогенными, бактериологическими и другими веществами.
Основные антропогенные загрязнения атмосферы создает
сфера материального производства. Доля ее ведущих
отраслей в загрязнениях на территории России распределяется
следующим образом (%): транспортные средства – 40;
теплоэнергетика – 25; промышленность и предприятия
строительных материалов – 35.

23.

В США атмосферные загрязнения создают (%) :
транспортные средства – 50; теплоэнергетика- 20;
промышленные предприятия – 15; установки для сжигания
отходов – 5; прочие – 10.
Наиболее значительным источником загрязнения
окружающей среды города Челябинска являются
промышленные предприятия, транспорт, энергетические
установки, работающие на жидком и твердом топливе.
Существенным источником загрязнения являются
предприятия различных отраслей промышленности: черной и
цветной металлургии, целлюлозно-бумажной,
нефтеперерабатывающей и нефтехимической, угольной,
химической анилинокрасочной промышленности,
производства акрилатов и полимеров.

24.

Развитие современной экономической базы городов
сопровождается повышением концентрации, кооперирования,
комбинирования и интенсификации производственного
процесса промышленных предприятий. Следствием
стремительного роста производства, характеризующегося
многоотходной технологией, является многокомпонентное
загрязнение атмосферы. Масштабы загрязнения весьма
значительны: выброс углекислого газа составляет 20 млрд.
т/год (приблизительно 0,7% углекислого газа, содержащегося
в атмосфере); выброс двуокиси серы – 200 млн. т/год (более
чем в 2 раза превышает естественное поступление в
атмосферу серы в форме газообразных соединений); выброс
фреонов – 1 млн. т/год; выброс свинца – 0,4 млн. т/год (более
чем на 2 порядка превышает поступление из естественных
источников). За последние 100 лет выбросы углекислого газа
в атмосферу возросли в 30 раз, свинца – 2 20 раз, двуокиси
серы – в 15 раз.

25.

Таким образом, мировое производство стало
сопоставимым по своим масштабам с геологическими
процессами, а техногенные потоки веществ превышают в
ряде случаев природные. Например, техногенное
поступление в окружающую среду широко используемых в
производстве и быту химических соединений (более 100 тыс.
из 3 млн. известных) в 10-100 раз превышает их
естественное поступление при вулканизации и
выветривании горных пород. Если все вулканы Земли
ежегодно выбрасывают на поверхность около 3 млрд. т
вещества, то человек извлекает из земных недр более 120
млрд. т различных руд, горючих ископаемых, строительных
материалов.

26.

Россия не является основным поставщиком загрязняющих
веществ в атмосферу по сравнению с промышленно
развитыми странами. В частности, ее вклад составляет по
диоксиду серы – 12% (США-21%), оксидам азота – около 6%
(США-более 20%), оксиду углерода – 10% (США-70%) и т.д.
Необходимо учесть, что из-за значительного спада
производства и закрытия многих предприятий количество
выбросов снизилось. Тем не менее, по данным
Государственного комитета Российской Федерации по охране
окружающей среды, на период 1997 г уровень загрязнения
атмосферы в городах России оставался высоким.
В целом средние концентрации диоксида азота и
сероуглерода превышают предельно допустимые
концентрации (ПДК), формальдегида и бензапирена (БаП) – 2
ПДК.
В нашей стране существует сеть мониторинга качества
воздуха, который включает 710 станций в 260 городах страны.
Наблюдение ведется за взвешенными веществами, оксидами
азота, оксидом углерода, формальдегидом.

27.

По материалам Государстсвенного комитета по
санитарно-эпидемиологическому надзору была определена
численность населения более чем в 100 городах России,
находящихся на загрязненных территориях.
Наиболее многочисленные группы населения (22,4 млн.
человек) подвергаются воздействию взвешенных веществ,
второе место по масштабу воздействия занимает
бензапирен, третье – фенол.
Наибольший вклад в загрязнение атмосферы (по объему
выбросов) внесли предприятия энергетики – 27,9% объема
промышленного выброса, цветной (22,8%) и черной (15,0%)
металлургии.
Загрязнение атмосферного воздуха промышленностью
и транспортом в связи с их бурным развитием в последние
десятилетия и концентрацией населения в городах
представляет собой одну из сложнейших экологических
проблем современного общества.
Рассмотрим подробно характеристики выбросов
основных источников загрязнения атмосферного воздуха.

28.

ТЕПЛОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Одним из мощнейших источников загрязнения
атмосферного воздуха являются теплоэлектростанции. При
сжигании угля, нефти, мазута в атмосферный воздух
выбрасываются окислы серы, зола, окислы азота, окислы
кальция и железа. Крупные ТЭЦ выбрасывают в воздух
большое количество золы,достигающее десятков тонн в сутки.
Так, например, современная ТЭЦ, сжигающая в сутки 2000 т
угля с зольностью 20% при уносе с дымом 80% и при
отсутствии золоуловителя будет выбрасывать в атмосферу
ежесуточно 320 т зоны. Только тепловые электростанции
являются источником почти половины (45%) общего
количества сернистых соединений, поступающих в воздушный
бассейн. При сжигании топлива в атмосферу выбрасываются в
большом количестве оксиды углерода, оксиды азота. В
меньших количествах при сжигании как твердого, так и
жидкого топлива могут выбрасываться хлористый натрий и
магний, оксиды железа, ванадий, оксиды никеля и кальция,
ртуть и ряд других веществ.

29.

При сжигании газообразного топлива в основном
выбрасываются оксиды азота. При нарушении режима
горения, т.е. при сжигании газа в условиях недостаточного
количества воздуха или при охлаждении пламени горелки, в
атмосферу выбрасываются углеводороды. При этом могут
выделяться и ароматические углеводороды, часть которых
относится к канцерогенным веществам.
При сжигании в топках электростанций 1 т топлива
образуется 20 кг окиси углерода, 160-200 кг аэрозоля и сажи.
При горении угля образуются окислы азота, которые при
взаимодействии с углеводородами, находящимися в
приземных слоях атмосферы, образуют озон, увеличение
концентрации которого в атмосферном воздухе городских
территорий может приводить к увеличению заболеваний
органов дыхания. Кроме того, в угле в небольших количествах
содержится мышьяк, являющийся канцерогеном, который
выбрасывается при сжигании угля вместе с золой и
взвешенными частицами.

30.

По некоторым оценкам, при сжигании угля в атмосферу
ежегодно выбрасывается 1000-3000 т мышьяка. При
сжигании газообразного топлива в основном
выбрасываются оксиды азота, При нарушении режима
горения, т.е. сжигании газа в условиях недостаточного
количества воздуха или при охлаждении пламени горелки, в
атмосферу выбрасываются углеводороды. При этом могут
выделяться ароматические углеводороды, часть кторых
отностся к канцерогенным веществам. Кроме того, в
летучей золе выбросов тепловых электростанций,
работающих на угле, присутствуют радиоактивные
элементы. Уровень радиоактивности этих выбросов
невелик, около 1% естественного радиоактивного фона.
Таким образом, теплоэлектростанции, работающие на
сжигании ископаемого топлива угля, нефти, газа, загрязняют
атмосферный воздух двуокисью углерода, окислами серы,
окислами азота, различными твердыми частицами,
содержащими мышьяк, селен, радиоактивные материалы.

31.

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ПРЕДПРИЯТИЯ
К мощным источникам загрязнения относятся
производства типа металлургических и химических заводов,
заводов строительных материалов.
Предприятия черной металлургии выбрасывают в
атмосферу с газами домен железнорудную пыль, сернистый
газ, окись углерода, окись азота, фенолы, окислы металлов и
ряд других примесей. Мартеновские и конверторные цеха
являются источниками пыли. Производство 1 т мартеновской
стали сопровождается выбросом в атмосферу 3000-4000 м3
газов с содержанием в них пыли по 0,5 г/м, 60 кг СО и 3 кг
SO2.
В выбросах предприятий цветной металлургии
присутствуют мышьяк, свинец, пыль, сернистый газ,
фтористые соединения, окислы тяжелых металлов и ряд
других примесей. Иногда они обнаруживаются на расстоянии
4-5 км от источника.

32.

Нефтеперерабатывающие заводы, предприятия химической
промышленности являются источниками выбросов в атмосферу
углеводородов. В воздухе крупных городов обнаруживается до
50 различных соединений углеводородов – парафины,
олефины, ацетилены, ароматические углеводороды,
хлорированные углеводороды и т.д. Особое значение имеет
выброс полициклических ароматических углеводородов, в т.е.
канцерогена 3,4-бенз(а)пирена.
От предприятий химической промышленности в атмосферу
поступают разнообразные вещества.
При производстве серной кислоты с отходящими газами
выбрасываются в атмосферу сернистые соединения, оксиды
азота, соединения мышьяка и токсичная пыль.
При производстве азотной кислоты – оксиды азота, аммиак,
оксид углерода.
При производстве суперфосфата – фтористоводородная и
кремний-фтористоводородная кислота.
Производство цемента связано с выбросами из печей
обжига пыли и диоксида серы.

33.

Особенности автомобильного транспорта
как источника загрязнения атмосферного
воздуха. Трансформация химических
веществ в атмосферном воздухе
Важным фактором, определяющим уровень загрязнения
атмосферного воздуха в городах, выступает автомобильный
транспорт. Основными вредными примесями,
содержащимися в выхлопных газах двигателей внутреннего
сгорания и дизельных являются: оксид углерода, оксиды
азота, углеводороды (в том числе, канцерогенные),
альдегиды и другие вещества. При работе двигателей,
использующих бензин, выбрасываются также свинец,
марганец, хлор, бром, иногда фосфор; при работе
дизельных двигателей – значительное количество сажи.

34.

Каждый легковой автомобиль ежегодно выделяет в воздух в
среднем 800 кг окиси углерода, 220 кг углеводородов и 40 кг
оксидов азота. При использовании этилированного бензина с
выхлопными газами в атмосферный воздух поступает 25-75%
содержавшегося в нем свинца и, как теперь стало известно, диоксины. За один год более 550 млн. автомобилей мира
выбросили в атмосферу около 200 млн.т.окиси углерода, 50 млн.
т углеводорода, 20 млн.т азота и миллионы тонн сернистого газа,
органических веществ, свинца и других элементов.
Автомобильному транспорту как источнику загрязнения
воздушной среды присущ ряд отличительных особенностей.
Во-первых, численность автомобилей в крупных городах
быстро увеличивается, а вместе с тем непрерывно растет и
валовый выброс вредных продуктов в атмосферу.
Во-вторых, в отличие от промышленных источников
загрязнения, привязанных к определенным площадкам и, как
правило, изолированных от жилой застройки санитарнозащитными зонами, автомобиль- движущийся источник
загрязнения, негативное воздействие которого
распространяется на жилые районы, места отдыха и т.п.

35.

В-третьих, автомобильный выброс распространяется на
уровне дыхания человека, и его рассеяние в условиях
городской застройки затруднено.
И, наконец, современные возможности снижения
токсичности выхлопных газов еще не в состоянии
обеспечить желаемую степень чистоты воздушного
бассейна. Автомобили вследствие конструктивных
несовершенств и дефектов эксплуатации выбрасывают в
воздушный бассейн более 200 химических соединений.
Загрязнение атмосферного воздуха автотранспортом в
США, Японии и других развитых странах вышло на первое
место, опередив промышленность и теплоэлектростанции.
Предполагают, что в ХХ1 веке 90% загрязнений будет
приходиться на долю автомашин.

36.

Для сокращения вредного влияния транспорта на природу
проводятся работы по следующим направлениям:
1. В автотранспорте применяют менее токсичные
дизельные двигатели, сжиженный природный газ и
специальные добавки в бензин (водород, метанол и высшие
спирты). Использование газа позволит снизить в выхлопе
содержание вредных веществ до 40% (оксидов азота,
углерода, сажи).
2. Бензиноводородное топливо (содержание водорода
12%) должно заменить этилированный бензин, при этом
экономичность двигателей повысится на 20%, расход
топлива снгизится на 40%.
3. В ближайшей перспективе предполагается
использование идеального водородного топлива.

37.

Многие загрязняющие вещества, попадая в воздух,
подвергаются химическим или фотохимическим превращениям
с участием компонентов воздуха. Конечные продукты
химических превращений удаляются из атмосферы с осадками
или выпадают на поверхность Земли с аэрозолями и
интенсифицируют разрушение органических и неорганических
материалов.
Примером трансформации веществ в атмосферном воздухе
является фотохимический смог. Впервые он наблюдался в 30-е
годы ХХ века в Лос-Анжелесе, а в настоящее время характерен
практически для всех крупных городов. Так как продукты
фотохимических реакций фотооксиданты, а к ним, кроме озона,
относятся альдегиды, кетоны и ряд других соединений,
обладают высокой реакционной способностью, их токсическое
действие значительно выше, чем исходных загрязнителей.
Процессы трансформации усложняют использование
гигиенических нормативов, которые относятся только к
исходным веществам. Поэтому учет трансформации последних
значительно повышает обоснованность гигиенических
рекомендаций.

38.

С точки зрения способности к трансформации классы веществ,
входящие в состав выхлопных газов автотранспорта, по степени
трансформации можно расположить в порядке ее возрастания
следующим образом: предельные углеводороды <
циклоуглеводороды < ароматические углеводороды <
непредельные углеводороды < альдегиды < кетоны.
Предельные углеводороды являются наиболее устойчивыми
соединениями, они в очень малой степени подвержены
трансформации под действием природных факторов, солнечного
света, озона. Непредельные углеводороды, содержащие в
составе молекулы двойную углерод – углеродную связь,
характеризуются высокой реакционной способностью.
Вследствие ненасыщенности молекулы у них в первую очередь
проходят процессы присоединения озона с разрывом двойной
связи и образованием кислородсодержащих соединений. Из-за
ненасыщенности и сильной разветленности, приводящих к
неустойсивости молекулы, подверглись деструкции непредельные
(пентадиен), разветвленные предельные (триметилгексаны) и
ароматические (метилстирол, диметилэтилбензол,
метилпропилбензолы) углеводороды.

39.

С точки зрения способности к трансформации классы
веществ, входящие в состав выхлопных газов автотранспорта,
по степени трансформации можно расположить в порядке ее
возрастания следующим образом: предельные углеводороды <
циклоуглеводороды < ароматические углеводороды <
непредельные углеводороды < альдегиды < кетоны.
Предельные углеводороды являются наиболее устойчивыми
соединениями, они в очень малой степени подвержены
трансформации под действием природных факторов,
солнечного света, озона. Непредельные углеводороды,
содержащие в составе молекулы двойную углерод –
углеродную связь, характеризуются высокой реакционной
способностью. Вследствие ненасыщенности молекулы у них в
первую очередь проходят процессы присоединения озона с
разрывом двойной связи и образованием кислородсодержащих
соединений. Из-за ненасыщенности и сильной разветленности,
приводящих к неустойсивости молекулы, подверглись
деструкции непредельные (пентадиен), разветвленные
предельные (триметилгексаны) и ароматические (метилстирол,
диметилэтилбензол, метилпропилбензолы) углеводороды.

40.

Гигиеническая характеристика основных
атмосферных загрязнителей
К самым распространенным веществам – загрязнителям
атмосферы относятся оксид углерода, диоксид серы (29%),
оксиды азота (8%) и аэрозоли. Среди других техногенных
загрязнителей следует отметить триоксид серы, сероводород и
сероуглерод, аммиак, галогенсодержащие газы ( в том числе
фтористый и хлористый водород), ряд углеводородов, например
бензол, толуол, бензапирен и всего более 500 соединений, и их
количество продолжает увеличиваться.
Оксиды углерода
Оксиды углерода представлены двумя формами:
монооксидом СО и диоксидом СО2. В техногенных процессах
они образуются как продукты неполного (СО) и полного (СО2)
сгорания углеродсодержащих топлив.

41.

Оксид углерода (СО) (угарный газ) образуется в результате
неполного сгорания ископаемого топлива (уголь, нефть, газ) в
условиях недостатка кислорода и при низкой температуре.
Угарный газ – бесцветный газ без запаха, не раздражает
слизистой оболочки, что усиливает опасность отравления им.
Угарный газ, образуя карбоксигемоглобин, нарушает доставку
кислорода тканям. Из крови часть угарного газа
диффундирует в ткани, нарушая в них деятельность
дыхательных ферментов и, следовательно, тканевое
дыхание. Особо чувствительны к кислородному голоданию
клетки центральной нервной системы. Поэтому в легких
случаях отравления наблюдаются головная боль, тяжесть в
голове, слабость, головокружение, тошнота, рвота, в тяжелых
– потеря сознания, судороги, смерть.

42.

Источники поступления:
• П р о ф е с с и о н а л ь н ы е : энергетика, черная
металлургия (литейные и мартеновские цехи), шахты,
химическая промышленность (синтез ацетона, метилового
спирта), промышленность стройматериалов, транспорт
(железнодорожный, авиационный, автомобильный).
• Загрязнение атмосферного воздуха промышленными
выбросами
• Выхлопные газы автотранспорта (от 1% до 14% СО).
• Неправильная топка печей и пользование неисправными
газовыми приборами
• Взрывные работы (до 60% СО), пороховые газы.
Он легче воздуха, поэтому при поступлении с дымом в
атмосферу уносится в верхние слои воздуха и приземный
слой атмосферы загрязняется сравнительно мало, все же в
отдельных случаях вблизи крупных предприятий концентрация
угарного газа достигала 100-300 мг/м3. В городах на узких
улицах с интенсивным движением автотранспорта воздух
может сильно загрязняться угарным газом (до 50-200 мг/м3).

43.

В домашних условиях источником угарного газа является
открытое сжигание газа в кухонных плитах. При неисправных
газовых горелках (красное пламя вместо синего) и плохом
проветривании (закрытая форточка, неисправный вытяжной
канал) в воздухе кухонь часто находили 50-100, а в отдельных
случаях до 500 мг/м3 угарного газа. ПДК угарного газа в
атмосферном воздухе – 1 мг/м3.
Диоксид углерода – бесцветный газ кисловатых вкуса и
запаха, растворим в воде (0,38 г/100 г жидкости). В общем он не
относится к числу ядовитых, является естественным
компонентом воздуха, однако в больших концентрациях опасен
для жизни. При содержании в рабочей зоне 4-6% СО2 дыхание
и пульс учащаются, появляется шум в ушах, при концентрации
10% наступает обморочное состояние, а при 20-25% полное
отравление организма достигается через несколько секунд.
Возможность хронического отравления углекислым газом не
показана. Полагают, что он в значительной степени
ответственен за явление парникового эффекта.

44.

Соединения серы
Оксиды серы – газы, образующиеся при реакции серы,
которая содержится в горючих ископаемых – угле и нефти, с
кислородом воздуха. При сжигании ископаемого топлива
образуется преимущественно диоксид серы (SO2) и в малых
количествах триоксид серы (S03). Источниками их
образования является также производство серной и
сернистой кислот, пищевая промышленность (консервант
продуктов питания – вина, сухофруктов и др.), целлюлозобумажная и текстильная промышленности (отбеливатель и
растворитель).
Сернистый ангидрид образуется при сгорании каменного
угля, минеральных масел и других процессах. Сернистый
ангидрид в 2 раза тяжелее воздуха, что способствует
загрязнению им приземного слоя атмосферы. В ничтожных
концентрациях он вредно влияет на зеленые насаждения,
особенно хвойные. Концентрация 0,8-0,9 мг/м3 нарушает
фотосинтез, 2,6 мг/м3 наносит растениям видимый вред,
большие концентрации могут вызвать их гибель.

45.

В концентрации 0,6 мг/м3 сернистый ангидрид вызывает у
человека электрокортикальный рефлекс, 1,6-3 мг/м3 – порог
обоняния, 4-8 мг/м3 придает воздуху неприятный запах, 20-40
мг/м3 – порог раздражающего действия на слизистые оболочки
(чиханье, кашель), 5 мг/м3 – порог токсического действия в
хроническом эксперименте. На основании этих данных
установлена среднесуточная ПДК – 0,05 мг/м3, а максимальная
разовая – 0,5 мг/м3.
Сернистый ангидрид оказывает также отрицательное влияние
на ЦНС (головная боль, головокружение, слабость), зрение
(раздражение, слезотечение), желудок (боли в эпигастральной
области).
Сероводород Н2S – бесцветный газ с запахом тухлых яиц,
хорошо растворим в воде, образует сероводородную кислоту с
относительно слабыми кислотными свойствами. Газ поражает
нервную систему, действует на дыхательные пути и глаза с
возможными острым и хроническим отравлениями. Последствия
перенесенного острого отравления – склонность к повышению
температуры и ознобам, параличи, хронический менингит,
желудочно-кишечные заболевания, воспаление легких и т.д.

46.

Промышленные источники выделения сероводорода:
коксохимия, производство искусственнгых волокон, газовые
выделения угольных шахт, нефтепромыслов,
нефтеперерабатывающих предприятий.
Сероуглерод СS2 - бесцветная жидкость с приятным
запахом, частично разлагающаяся на свету. Продукты
разложения имеют отвратительный запах.
Хроническое действие малых концентраций сероуглерода
приводит к заболеванию центральной, вегетативной,
периферической нервных систем, внутренних органов, систем
крови, влияет на специфическую функцию женского организма,
сексуальную функцию, способствует развитию сердечнососудистых заболеваний, язвенных болезней желудка и
двенадцатиперстной кишки, вызывает непереносимость
алкоголя и т.д.
Антропогенные источники выделения сероуглерода такие
же, что и для сероводорода.

47.

ОКИСЛЫ АЗОТА.
Из обширной группы кислородных соединений азота в
атмосферном воздухе в основном присутствуют лишь NO2
(двуокись азота) и гидрозоли азотистой и азотной кислот,
образующиеся в результате взаимодействия двуокиси азота, а
также азотистого (N2O3) и азотного (N2O5) ангидридов с
метеорной водой (туман, дождь).
Окислы азота в больших количествах образуются при
производстве серной кислоты и азотнотуковых удобрений,
обнаруживаются они также в пороховых и выхлопных газах.
Последние являются основными источниками загрязнения
воздуха больших городов окислами азота.
Двуокись азота и пары азотистой и азотной кислот оказывают
раздражающее действие на слизистые глаз и верхних
дыхательных путей, а в высоких концентрациях вызывают отек
легких. Порог ощущения окислов азота находится в пределах 710 мг/м3, порог раздражения слизистых – около 15 мг/м3,
опасные для жизни концентрации даже при кратковременных
вдыханиях равны 200-300 мг/м3.

48.

Оксиды азота оказывают также токсическое действие на ЦНС
(головная боль, бессонница), ССС (гипотония, брадикардия,
коронарные нарушения), ЖКТ (воспаление желудка, разрушение
зубов, нарушение функции печени). При действии на органы
кроветворения отмечается нарушение эритропоэза, умеренная
лейкопения, лимфоцитоз. Под действием солнечного света
оксиды азота реагируют с образованием опасных
фотооксидантов, к которым принадлежат озон и более
токсичный пероксиацетилнитрат. Если среднесуточная
концентрация NO2 превышает 150 мкг/м3, то возникают острые
заболевания органов дыхания, вплоть до отека легких.
Аммиак NH3 – бесцветный газ с удушливым резким запахом,
очень хорошо растворим в воде (в одном объеме воды при 200С
растворяется до 700 объемов газа). Водный раствор аммиака
называют нашатырным спиртом.
Помимо промышленных производств (удобрения, мочевина,
азотная кислота), аммиак образуется при сжигании нечистот, в
стоках кожевенных, сахарных и животноводческих комплексов.

49.

Наиболее специфическое свойство аммиака – сильный
запах, который чувствуется на расстоянии 3-5 км от крупных
животноводческих и свиноводческих комплексов. При остром
отравлении им наблюдаются слезотечение, сильные приступы
кашля, головокружение, мучительные боли в желудке, рвота,
задержка мочеиспускания. При хроническом отравлении
регистрируются значительные сдвиги высшей нервной
деятельности, тенденция к гипотонии, тахикардия.
Галогены
Из группы галогенов (хлор, фтор, бром, йод) соединения
первых двух элементов наиболее масштабны по объему
промышленного производства.
Хлор СI – газ желто-зеленого цвета с резким запахом,
растворим в воде (2,3 объема на один объем жидкости),
образует хлорную воду.

50.

Вдыхание хлора вызывает раздражение дыхательных путей
и при общих количествах приводит к летальному исходу из-за
торможения дыхательных центров. Газ использован Германией
в первой мировой войне (1915 г) в качестве боевого
отравляющего вещества против французских войск на реке
Марне. При отравлении малыми концентрациями хлора имеют
место покраснение конъюнктивы, неба и глотки, бронхит,
одышка, охриплость и т.д.
Источники выброса хлора: титаномагниевые заводы,
участки травления гальванических произвдств, выпуск соляной
кислоты, пестицидов, огранических красителей, хлорной
извести, соды и т.п.

51.

Хлористый водород НСI – бесцветный газ с резким
запахом, одно из важнейших соединений хлора, близкое к
нему по токсическим свойствам. Газ великолепно
растворяется в воде (до 500 объемов на один объем
жидкости), образуя соляную кислоту.
При вдыхании хлористый водород раздражает
дыхательные пути и вызывает удушье. При хроническом
отравлении им наблюдают катар верхних дыхательных
путей, разрушение зубов, желудочно-кишечные
расстройства, воспалительные заболевания кожи.
Фтор F –зеленовато-желтый газ с сильным запахом,
активнейший окислитель, способный взаимодействовать
даже с некоторыми инертными газами (азот, ксенон и др.).
Непосредственно фтор не реагирует только с гелием,
неоном и аргоном. При соприкосновении с кожей
вызывает термические ожоги, раздражает глаза и нос.

52.

Фтористый водород HF – бесцветный газ, растворяется в
воде с образованием очень сильной плавиковой кислоты,
разъедающей стекло. Симптомы острого и хронического
отравления им сходны: носовые кровотечения, болезненность и
опухоль носа, насморки, чиханье, сухой удушливый кашель,
бронхиты, потеря голоса и т.д.
Фотооксиданты – это вещества, образующиеся в результате
действия на атмосферные загрязнения солнечной радиации, в
частости ее ультрафиолетового участка. Основными из них
являются продукты окисления углеводородов озоном и окислами
азота (пероксиацетилнитрат, формальдегид, акролеин и др.). Они
значительно повышают токсичность других атмосферных
загрязнений и вместе с ними образуют так называемый «смог»
или токсический туман. Уже незначительные концентрации такого
тумана затрудняют дыхание вследствие спазма бронхов,
ухудшают поглощение кислорода кровью, способствуют
возникновению острых и хронических респираторных
заболеваний, отягощают течение многих, особенно легочных и
сердечно-сосудистых болезней.

53.

Полициклические ароматические углеводороды относятся к
группе карбоциклических соединений. Последние имеют
углеродный скелет, состоящий из замкнутых цепей атомов
углерода. Непосредственно к ПАУ относят вещества с
циклической группировкой из шести атомов углерода
(бензольных колец)
Углеводороды с небольшим количеством атомов углерода
обладают наркотическим действием и могут вызывать поражение
ЦНС.
ПАУ содержатся в основном в каменноугольном дегте и
смолах, в нефти и ископаемых углях, образуются при неполном
сгорании органических материалов и поэтому широко
распространены в окружающей среде. Выхлопные газы
автомобилей (дизельные больше, чем бензиновые ) и табачный
деготь также содержат ПАУ.
Бензапирен (Б/а/П.) – наиболее известное вещество из группы
ПАУ. Источники Б/а/П – выбросы коксохимического производства,
профессиональный контакт с каменноугольным дегтем и
родственными ему продуктами – сажей, смолой, неочищенным
парафином, асфальтом, выхлопные газы автотранспорта.

54.

В быту Б/а/П содержится в табачном дыму. Он вызывает
развитие злокачественных новообразований основных органов
человека (легких, кожи, желудка, печени, почек и др.)
Таким образом, наличие ксенобиотиков в атмосферном
воздухе способствует увеличению заболеваемости населения по
целому ряду групп и классов болезней, в частности, болезней
органов дыхания, кровообращения, нервной системы и органов
чувств, эндокринной системы, расстройств питания, нарушения
обмена веществ и иммунитета, врожденных аномалий развития,
новообразований, а также роста общей заболеваемости в связи с
отрицательным влиянием на общую резистентность организма.
Загрязнение атмосферного воздуха оказывает и косвенное
влияние на состояние здоровья населения в связи с угнетением
роста растений (нарушение утилизации углекислоты и выделения
кислорода (z.В. Братск, Карабаш), снижением прозрачности
атмосферы (уменьшение естественной освещенности и УФИ рахит) (С-Петербург) и др.

55.

Спасибо за внимание!