Реферат: Измерение осаждения загрязнителей из воздуха. Мониторинг кислотных осадков

ВВЕДЕНИЕ

В последнее время внимание мировой общественности все чаще привлекаетпроблема антропогенного загрязнения окружающей среды. Такое внимание к проблемеможно объяснить по-разному, но наиболее правдоподобным объяснением, на мойвзгляд, является то, что эта проблема действительно существует и представляетреальную угрозу для жизни человека и вообще всех живых организмов. Нельзя непринимать во внимание и то, что загрязнение окружающей среды наносит огромныйущерб экономике различных государств. На борьбу с загрязнением окружающей средыежегодно тратятся огромные суммы, однако, в большинстве случаях, и ихнедостаточно для того, чтобы принципиально что-либо изменить. Именноактуальностью поставленной проблемы обусловлен выбор темы этой работы.

Конечно, в пределах одной работы невозможно полностью рассмотретьпроблему загрязнения окружающей среды. Эту проблему вряд ли вообще можнорассмотреть полностью. Поэтому здесь будет рассмотрено загрязнение лишь однойчасти окружающей среды, а именно атмосферы. Атмосфера, как часть окружающейсреды также была выбрана не случайно. Ведь воздух, окружающий нас, являетсячастью атмосферы. Как известно, человек не может прожить без воздуха и пятиминут. Таким образом, с последствиями загрязнения атмосферы сталкивается абсолютнокаждый, поэтому эта проблема будет актуальна всегда и для всех людей.

Стоит особо отметить, что, останавливая свой выбор на загрязненииатмосферы, я не отрицаю опасность загрязнения других частей окружающей среды,загрязнение которых не будет рассмотрено в рамках этой работы.

Целью этой работы является подробное рассмотрение проблемы загрязненияатмосферы. При этом загрязнение представлено как совокупность загрязнителей,поэтому рассмотрение проблемы сводится к рассмотрению основных загрязнителей иих влияния на окружающую среду и здоровье человека. Раскрытие проблемы нельзясчитать полным, если не указать методы борьбы с загрязнением атмосферы. Этиметоды также нашли отражение в конце теоретической части работы.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

(ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ)

§1. Составатмосферного воздуха и слои атмосферы.

Атмосфера –это газовая оболочка, окружающая землю. Чистый сухой атмосферный воздух на 99%состоит из газообразных азота и кислорода. Однако чистый воздух содержит ещенесколько компонентов, которые, хотя и присутствуют лишь в незначительныхколичествах, играют весьма важную роль. Первый из этих компонентов – двуокисьуглерода (углекислый газ), оказывающая сильное влияние на температуру земнойатмосферы. Другой компонент – озон. Важным компонентом воздуха является такжеводяной пар. Содержание водяного пара колеблется от 0% по объему в сухомвоздухе до примерно 4% во влажном воздухе. Пылевые частицы как от промышленных,так и природных источников (например, вулканов) также могут быть весьмасущественным компонентом воздуха, хотя обычно присутствуют в относительнонебольших количествах. Также в воздухе в очень небольших количествах содержатсяаргон и другие инертные газы. Основные компоненты чистого сухого воздуха и ихпроцентные доли приведены в таблице 1.

Таблица1. Компоненты чистого сухого воздуха.

КОМПОНЕНТЫ

СОДЕРЖАНИЕ (ПО ОБЪЕМУ), %

Азот(N2)

78,08

Кислород(O2)

20,94

Аргон(Ar)

0,93

Двуокись углерода(CO2)

0,03

Озон(O3)

Менее 0,00005

Кислород,содержащийся в воздухе, жизненно необходим для дыхания растений и животных.Озон обеспечивает защиту от ультрафиолетового излучения Солнца, которое можетбыть губительно для жизни. Однако и кислород, и озон не всегда входили в составземной атмосферы.

Ученыесчитают, что 4,5 – 5 млрд. лет назад атмосфера Земли имела состав, аналогичныйсоставу вулканических выбросов, состоящих в основном из водяного пара, двуокисиуглерода и азота. В процессе охлаждения первобытной Земли, когда ее корапостепенно затвердевала, сильные дожди в основном вымыли из атмосферыуглекислый газ. Кислород, содержащийся ныне в атмосфере, имел совершенно инойисточник происхождения, а именно зеленые растения. Под действием солнечныхлучей из кислорода образовался озон.

Компонентыатмосферы далеко неравномерно распределены в ней. Специалисты, изучающиеатмосферу, выделяют в ней несколько зон, располагающихся на различных высотах от Земли в зависимостиот их температуры.

Самыйблизкий к поверхности земли слой называется тропосферой. В этом слое высотой 9– 10 км в основном происходят все те явления, которые мы именует погодой.Именно в этой части атмосферы образуются все осадки в виде дождей, почти всеоблака и возникает подавляющее число гроз и штормов. Выше располагаетсястратосфера (около 40 км). Температура в этом слое сначала остается постоянной,а затем начинает повышаться с высотой. В стратосфере сконцентрирована основнаячасть атмосферного озона, и именно это обстоятельство обуславливает такоеповышение температуры. Озон поглощает ультрафиолетовые лучи Солнца, что ивызывает разогрев стратосферы. На высоте более 50 км начинается мезосфера –зона, где температура опять понижается. Наконец, еще выше (более 80 км) надземной поверхностью распложена термосфера, не имеющая определенной верхнейграницы. В этой области температура вновь увеличивается с высотой.

Наибольшеевоздействие человек оказывает на нижние (находящиеся ближе к Земле) слоиатмосферы – тропосферу и стратосферу. Именно об их загрязнении пойдет речь вследующих разделах.

§2. Основные загрязнители атмосферы.

Загрязнение, согласно принятому ООН определению,– это экзогенные химические вещества,встречающиеся в ненадлежащем месте, в ненадлежащее время и в ненадлежащемколичестве. Однако по большому счету загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество или биологическийвид (в основном микроорганизмы), попадающие в окружающую среду или образующиесяв ней в количествах выше естественных. Под атмосферным загрязнением понимаютприсутствие в воздухе газов, паров, частиц, твердых и жидких веществ, тепла,колебаний, излучений, которые неблагоприятно влияют на человека, животных,растения, климат, материалы, здания и сооружения.

По происхождению загрязнения делят на природные,вызванные естественными, часто аномальными процессами в природе, иантропогенные, связанные с деятельностью человека. С развитием производственнойдеятельности человека все большая доля в загрязнении атмосферы приходится наантропогенные загрязнения.

Антропогенные источники загрязнения атмосферыделятся на группы: промышленные предприятия, транспорт, бытовое и коммунальноехозяйства. Промышленные источники в свою очередь разделяются по областям, атакже по ингредиентам. Роль отдельных источников загрязнения в Россииоценивается следующим образом: теплоэлектростанции выбрасывают 27% общихпоступлений загрязняющих веществ в атмосферу, черная металлургия – 24%, цветнаяметаллургия – 10, нефтедобыча и нефтехимия – 15, автотранспорт – 13,предприятия стройиндустрии – 8, химическая промышленность – 1%.

Воздействие энергетики на состояние воздушногобассейна определяется, главным образом, видом сжигаемого топлива. Выбросыэлектростанций, потребляющих уголь, составляют 139 млн. кг в год оксидов серы,21 млн. кг оксидов азота, 5 млн. кг твердых частиц.

Черная и цветная металлургия – следующий поинтенсивности источник загрязнения атмосферы. При выплавке чугуна и переработкиего на сталь в атмосферу выбрасываются соединения мышьяка, фосфора, сурьмы,свинца, пары ртути, цианистый водород и смолистые вещества. Значительную роль взагрязнении атмосферы играют выбросы сталеплавительных цехов. Преобладающаячасть пыли мартеновских печей состоит из триокиси железа и триокиси алюминия.

Воздушные выбросы нефтедобывающей,нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности содержат большоеколичество углеводородов, сероводорода и дурно пахнущих газов. Выброс ватмосферу вредных веществ на нефтеперерабатывающих заводах происходитвследствие недостаточной герметизации оборудования.

В выхлопах двигателей внутреннего сгорания содержатсяокись углерода, оксиды азота, углеводороды, альдегиды, сажа, бенз(а)пирен инекоторые другие загрязнители. Специалисты установили, что один легковойавтомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 т кислорода,выбрасывая с отработанными газами примерно 800 кг окиси углерода, около 40 кгоксидов азота и почти 200 кг различных углеводородов.

Производство цемента и строительных материаловтакже может быть источником загрязнения атмосферы различной пылью. Основныетехнологические процессы их производства – измельчение и термическая обработкашихт, полуфабрикатов и продуктов в потоках горячих газов, которыесопровождаются выбросом пыли в атмосферу.

Наконец, заводы синтетического каучукавыбрасывают в атмосферу такие вредные вещества, как стирол, дивинил, толуол,ацетон, изопрен и др.

После рассмотрения основных источниковзагрязнения обратимся к характеристике загрязнений теми веществами, которые онивыбрасывают в атмосферу.

Загрязнениевоздуха оксидами серы. Соединения серы поступают в воздух в основном присжигании богатых серой видов горючего, таких, как уголь и мазут.

Не все виды топлива содержат значительныеколичества серы. В углях некоторых сортов содержится всего 0,5% серы,тогда как в других – до 6%. Уголь широко используется в производстве стали, нов первую очередь он применяется как топливо для получения пара и последующегогенерирования электрической энергии. Среднее содержание серы в углях, идущих наполучение электроэнергии, составляет 2,5%.

При сгораниив топках электростанций каждого миллиона тонн угля выделяется 25 тыс. тоннсеры. Разумеется, эта сера выделяется не в элементарной форме, а главнымобразом в виде сернистого газа – двуокиси серы.

Сера такжесодержится в сырой нефти, однако ее содержание не превышает 1%. При перегонкенефти большая часть серы из продуктов перегонки, таких, как керосин и бензин,удаляется. Содержащие серу отходы сжигаются в процессе перегонки. Вот почемукеросин и бензин делают лишь небольшой вклад в выбросы оксидов серы, попадающих в атмосферу.

Приперегонке нефти большая часть серы переходит в мазут – самую тяжелую фракциюперегонки. В нем может содержаться от 0,5 до 5,0% серы, хотя посредствомдополнительных процедур перегонки содержание серы в мазуте можно еще уменьшить.

В отличие отнефти и угля природный газ практически не содержит серы. С этой точки зрениягаз является экологически чистым топливом.

Такимобразом, антропогенные источники выбросов в атмосферу диоксида серы можно выразить следующей диаграммой:

Диаграмма 1.Источники выбросов в атмосферу диоксидасеры, %

При сжиганииугля или нефти сера, содержащаяся в них, окисляется. Далее, реагируя с водой,она образует серную кислоту. Таким образом, оксиды серы являются одной изпричин выпадения кислотных осадков. Считается, также, что высокое содержаниеоксидов серы в воздухе непосредственно влияет на увеличение заболеваемостилюдей и даже рост смертности.

Загрязнение воздуха оксидами углерода. Принеполном окислении углерода образуется бесцветный, не имеющий запаха газ – окись углерода (угарный газ). Вгородском воздухе окись углерода содержится в большей концентрации, чем любойдругой загрязнитель. Однако, поскольку этот газ не имеет не цвета, ни запаха,наши органы чувств не в состоянии обнаружить его.

Самымкрупным источником окиси углерода в наших городах является автотранспорт. Свыше90% окиси углерода попадает в воздух вследствие неполного сгорания углерода вмоторном топливе. Соответствующая реакция такова:

C + ½ O2

= CO.

Имеется и другой источник окиси углерода, скоторым, правда, сталкиваются только курящие люди и их ближайшее окружение –это сигаретный дым.

Пагубное влияние окиси углерода на здоровьечеловека заключается в ее способности связывать гемоглобин – белок крови,приносящий кислород к тканям человеческого организма.

Содержание двуокисиуглерода (углекислого газа) в атмосфере увеличивается самыми разнымипутями. При вырубке лесов уничтожаются деревья, которые усваивают углекислыйгаз в процессе фотосинтеза. При производстве бетона из известняка образуетсянекоторое количество CO2. Но наиболее существенная часть углекислого газаобразуется при сжигании топлива на воздухе. Установлено, что количествоуглекислого газа в атмосфере с каждым годом увеличивается.

Двуокись углерода в отличие от окиси непредставляет прямой угрозы здоровью человека. Однако чрезмерное поступление ватмосферу углекислого газа грозит парниковым эффектом, последствием которогостанет глобальное повышение температуры.

Загрязнениевоздуха оксидами азота. Окисьазота может образовываться в природе при лесных пожарах, однако высокиеконцентрации оксидов азота в городах и в окрестностях промышленных предприятийсвязаны с деятельностью человека. При высокотемпературном сгорании ископаемыхвидов топлива происходит реакции двух типов, в результате которых образуютсяоксиды азота. К первому типу реакций относится реакция между кислородом воздухаи азотом, содержащимся в топливе; при этом образуются оксиды азота. В углесодержание азота обычно составляет около 1%. В нефти и газе – всего лишь 0,2 –0,3%; именно этот азот окисляется кислородом воздуха.

Ко второму типу реакций относятся реакции междукислородом воздуха и азотом, содержащимся в воздухе; при этом также образуютсяоксиды азота. Поэтому, даже если в исследуемом топливе вообще не содержитсяазот, все равно при его горении образуются оксиды азота. Оксиды азотаобразуются при сгорании любых видов топлива – природного газа, угля, бензинаили мазута. Приблизительно 95% годового выброса оксидов азота в атмосферу – эторезультат сжигания ископаемого топлива. Около 40% общего объема выбросовприходится на автомобили и другие виды моторного транспорта. Примерно 30%приходится на сжигание природного газа, нефти и угля в топках электростанций.Сжигание ископаемого топлива для осуществления различных производственныхпроцессов в промышленности добавляет еще 20%. Производство взрывчатых веществ иазотной кислоты – еще два источника выбросов оксидов азота в атмосферу, правда,не связанные со сжиганием топлива. Приведенные данные можно представить в видеследующей диаграммы:

Диаграмма 2.Источники выбросов в атмосферу оксидовазота, %

При использовании трех основных видов ископаемоготоплива сжигание природного газа (во всех видах применения) дает примерно 20%общего объема выбросов оксидов азота, сжигание угля – 25%, а нефти – 47%.

Примерно 90% оксидов азота образуется в формеокиси азота (NO). Оставшиеся 10% приходитсяна двуокись азота (NO2).

Большая часть данных о влиянии оксидов азота наздоровье человека относится к двуокиси азота. Исходно двуокись азота составляетлишь 10% выбросов всех оксидов азота в атмосферу; однако в ходе сложнойпоследовательности химических реакций в воздухе значительная часть окиси азотапревращается в двуокись азота – гораздо более опасное соединение.

Помимо прямого воздействия на организм человека,оксиды азота способны вступать в фотохимические реакции, в результате которыхобразуются новые загрязнители воздуха, в том числе озон, альдегиды, а такженеобычные органические соединения. Двуокись азота также способна реагировать сводой с образованием азотной кислоты. В результате выпадают кислотные осадки.

Загрязнениевоздуха частицами.Частицы,взвешенные в воздухе, – еще одно серьезное загрязнение атмосферы. В отличие отдругих загрязнений частицы очень разнородны по своему химическому составу. Ввоздухе находятся в виде взвеси многие твердые и жидкие компоненты, весьмаразличные по происхождению. Движение транспорта, сжигание топлива, промышленныепроцессы и выбросы твердых отходов – все эти источники дают вклад в загрязнениеатмосферы твердыми частицами.

При сгорании угля образуются твердые частицы,диспергированные в воздухе, причем не только частицы золы (силиката кальция) ичастицы углерода (сажа), но также частицы оксидов металлов, таких, как оксидыкальция и железа.

Количество частиц, поступающих в атмосферу присгорании угля, чудовищно велико. Однако большая часть этих частиц удаляетсявместе с отходящими дымовыми газами. При сжигании нефти в качестве топливаобразуется лишь незначительное количество частиц.

При сгорании бензина и дизельного топлива ввоздух попадают капли жидкого горючего. Жидкие углеводороды (соединенияуглерода с водородом) и жидкие производные углеводородов попадают в атмосферу из-за неполного сгорания в двигателяхбензина и дизельного топлива. Еще одинтип загрязнений появляется в результате происходящих в воздухе фотохимическихреакций между окисью азота и углеводородами. Продукты этих фотохимическихреакций представляют собой жидкие органические соединения, которые рассеиваютсяв воздухе в виде мельчайших капелек. Огромные скопления в воздухе твердыхчастиц и мельчайших капелек называют смогом.

Открытые разработки угля и других полезныхископаемых загрязняют воздух огромными количествами частиц. Обогащение иобработка руд и выплавка металлов – дополнительные примеры промышленныхпроцессов, при которых в воздух выделяется большое количество частиц. Различныепроцессы обработки материалов (дробление, размалывание, резание, сверление ит.п.) также служат источниками загрязняющих воздух частиц. Все этипроизводственные процессы, вместе взятые, могут привести к большим выбросамчастиц в атмосферу, чем сжигание угля.

В недавнем прошлом при строительстве зданий ввоздух попало много частиц асбеста, который широко применялся для изоляции швови обычно наносился путем распыления. Асбест и сейчас продолжает загрязнятьатмосферу, когда сносятся старые постройки.

Наконец, сжигание мусора и отходов в некоторыхгородах оказывается серьезным источником частиц, особенно в том случае, еслиустановки для сжигания сосредоточены в одном месте.

К особому типу частиц следует отнести соединениятяжелых металлов, особенно свинца. Свинец особо опасен для здоровья человека,так как является кумулятивным ядом (постепенно накапливается в организме). Приэтом для свинцового отравления необходимо очень небольшое количество свинца.Более подробно воздействие свинца и других частиц на здоровье человека исостояние окружающей среды будет рассмотрено в следующей главе.

Радиоактивноезагрязнение. Главнымиисточниками радиоактивного загрязнения окружающей среды являются испытания ядерного оружия, аварии на атомныхэлектростанциях и на предприятиях, а также радиоактивные отходы. Естественнаярадиоактивность, включая радон, также вносит вклад в уровень радиоактивногозагрязнения.

Ядерные взрывы по общепринятой классификацииподразделяют на наземные (на поверхности Земли или небольшой высоте),воздушные, высотные, космические, подводные и подземные. Наиболее опасными внастоящее время стали наземные взрывы большой мощности, поскольку радиоактивныепродукты выбрасываются в тропосферу в значительных количествах и оседают наповерхности Земли. В результате огромные территории суши и океана подверглисьантропогенному радиоактивному загрязнению, уровень которого в ряде районовзначительно превышает природный фоновый уровень.

По некоторым данным СССР произвел 715 ядерныхвзрывов, а США – 1032. Помимо СССР и США ядерные взрывы производилиВеликобритания (совместно с США), Китай, Франция, Индия и Пакистан.

Новым явлением, атрибутом XX века, стали аварии на атомных электростанциях(АЭС). Первые и на АЭС и на атомных предприятиях произошли в 1957 г.: вУиндскейле (Великобритания) и на Южном Урале (предприятие «Маяк», СССР). В 1967г. снова случилась авария на предприятии «Маяк», а в 1983 г. авария на атомнойстанции в Три-Майл-Айленде (США). Крупнейшей аварией XX столетия считают Чернобыльскую (1986 г.). Она нетолько привела к радиоактивному загрязнению огромных территорий, облучениюмногих миллионов людей, но и нанесла огромный моральный вред обществу, котороепотеряло веру в надежность атомной энергетики в целом.

Немалую роль в радиоактивном загрязнении играетестественный радиоактивный фон. Он воздействует на каждого человека, даже натого, который не соприкасается в работе с АЭС или ядерным оружием. Все мы засвою жизнь получаем определенную дозу радиации, 73% которой приходится наизлучения природных тел (например, гранита в памятниках, облицовке домов ипр.), 13% – на медицинские процедуры (в первую очередь от посещениярентгеновского кабинета) и 14% – на космические лучи.

Загрязнениевоздуха фреонами. Когда фреонбыл впервые синтезирован (в конце 20-х гг.), его применение казалось особоперспективным: безвредный, нетоксичный, инертный, дешевый газ. Однако уже вовторой половине 70-х гг. была высказана идея о том, что фреоны представляютогромную опасность для озонового слоя земли. Через некоторое время этапредположение было полностью подтверждено.

Фреоны (хлорфторметаны) широко применяются вхимии и быту: холодильниках, кондиционерах, аэрозольных упаковках. Сами по себеони не токсичны, но весьма стойки и рано или поздно за счет турбулентныхдвижений воздуха попадают в стратосферу. Там, на высоте 20 – 25 км, гдесодержание озона максимальное, фреоны распадаются под действием солнечногоультрафиолета с образованием свободного хлора. Последний усиливает процессестественного разрушения озона. Часто говорят, что одной молекулы хлорадостаточно, чтобы уничтожить до 10 тыс. молекул озона (по другим оценкам – до100 тыс.). Тем более что фреоны, попавшие в атмосферу, могут существовать в нейочень длительное время.

Кроме уничтожения озона фреоны оказывают влияниена развитие парникового эффекта. Так каждая молекула фреона (состоящая изатомов хлора, фтора и углерода), по данным американских ученых, в 20 тыс. разболее эффективна в удержании тепла, чем двуокись углерода.

§3. Последствия загрязнения атмосферы.Влияние загрязнителей на окружающую среду и здоровье человека.

В предыдущей главе были рассмотрены основныезагрязнители атмосферы. Теперь рассмотрим последствия, которыми угрожает нам загрязнение атмосферы.

Все последствия загрязнения атмосферы можноусловно разделить на две группы: первичные и вторичные. Первичные последствия –это воздействия непосредственно загрязнителей в их исходном виде, непретерпевших никаких изменений. Вторичные последствия – результатпоследовательности химических реакций, приводящих к образованию новых, зачастуюеще более опасных веществ, или же разрушению других веществ, в последствиеведущему к негативным результатам (как в случае с озоновыми дырами).

Рассмотрим вначале первичные последствия.

Считают, что высокое содержание оксидов серы в воздухе непосредственновлияет на увеличение заболеваемости людей, а по некоторым оценкам и ростсмертности. Во всех случаях катастрофического загрязнения атмосферы, например,в Нью-Йорке, Осаке и Лондоне исследователи неизменно отмечали увеличениесмертности вслед за периодами высоких концентраций оксидов серы в воздухе.Воздействие на здоровье людей оксидов серы и пылевых частиц трудно отделитьдруг от друга, поскольку оба эти типа загрязнений обычно действуют совместно.

Отмечено, что заболевания дыхательных путей,например, бронхиты, учащаются при повышении уровня оксидов серы в воздухе. В одномиз исследований было обнаружено, что даже в районе, где средняя годоваяконцентрация оксидов серы составляла всего 100 мкг•м–3, количество заболеваний заметновозросло. Оксиды серы вызывают затруднение дыхания из-за возрастающегосопротивления проходу воздуха по дыхательным путям. Уже одно это может служитьдостаточным основанием для борьбы с выбросами оксидов серы в атмосферу. Однакодвуокись серы дает и дополнительный эффект. В экспериментах на крысах былопоказано, что этот газ оказывается канцерогеном. В присутствии бенз(а)пиренадвуокись серы увеличивает частоту появления раковых опухолей.

Неблагоприятные воздействия на растенияприписывают, в основном, производным двуокиси серы (например, серной кислоте),однако доказана и возможность непосредственного воздействия оксидов. Особочувствительны к повреждениям от оксидов серы фруктовые деревья, а также лесные,такие как сосна и лиственница. Весьма чувствительны к оксидам серы хлопчатник,люцерна и ячмень.

Влияниеокиси углерода на здоровье людей. Более 10 лет ученые подозревали, что концентрации окиси углерода,обнаруженные в городах являются опасными для здоровья. Но только за последниенесколько лет были получены необходимые данные для надежных выводов. Теперь мызнаем, что окись углерода, содержащаяся в воздухе, представляет реальнуюопасность для здоровья.

В атмосфере с большим содержанием окиси углероданаступает смерть от удушья. Это другой способ доказать, что ткани тела умираютот кислородного голодания. При меньших концентрациях окиси углерода отмечаютсядругие, более тонкие эффекты.

Чтобы осознать опасность малых концентраций окисиуглерода, необходимо ознакомиться с процессом переноса кислорода к тканям тела.Кислород поступает в легкие при каждом вдохе. В альвеолах кислород переходит в кровяное русло. В крови кислородприсоединяется к гемоглобину, сложным белковым молекулам, содержащимся вкрасных кровяных тельцах (эритроцитах). Эритроциты разносят связанный сгемоглобином кислород через сеть артерий и капилляров по всему телу. В капиллярахкислород через их стенки попадает в клетки тканей тела.

Эта нормальная картина переноса нарушается, когдаво вдыхаемом воздухе присутствует окись углерода. Даже очень малые количестваокиси углерода обрывают перенос кислорода, поскольку ее молекулы присоединяются к гемоглобину в 200 раз легче, чем кислород.Окись углерода, прочно связанная с гемоглобином, оттесняет кислород от егопереносчика к клеткам тканей. Чем больше окиси углерода содержится в воздухе,тем больше гемоглобина прочно связывается с ней и становится неспособнымпереносить кислород. Гемоглобин, соединившийся с окисью углерода, называетсякарбоксигемоглобином. Даже очень малые количества газообразной окиси углерода ввоздухе приводят к образованию большого количества карбоксигемоглобина в крови.

Данные о воздействии на здоровье людей низкихконцентраций окиси углерода были получены в экспериментах, а не в результатефактических наблюдений. Использование экспериментальных данных оказалосьнеобходимым, поскольку при высоких концентрациях окиси углерода в уличномвоздухе концентрации других загрязнений обычно также высоки, и их эффектыневозможно разделить.

У людей с повышенным содержаниемкарбоксигемоглобина наблюдаются два важных симптома. Один из них – снижениеспособности воспринимать сигналы, поступающие из внешней среды. Такое снижениеизмеряли с помощью ряда тестов. Например, испытуемых просили сообщить озвуковых сигналах. При уровнях карбоксигемоглобина в пределах 3 – 5% от общегогемоглобина сигналы часто не воспринимались. Способность определять, какой издвух тонов является более продолжительным, уменьшается, когда содержаниекарбоксигемоглобина составляет 2,5 – 4%. Нарушаются также процессы мышления.Простые тесты, такие, например, как сложение столбца чисел, требуют большевремени для завершения по мере увеличения уровня карбоксигемоглобина в крови.Ослабевает способность различать повышение яркости света. В тесте на восприятиеяркости дается меньше правильных ответов даже тогда, когда уровникарбоксигемоглобина невысоки и не превышают 3%.

В экспериментальных ситуациях с повышением уровнякарбоксигемоглобина до 10% навыки, необходимые для управления автомобилем,оказывались нарушенными; реакции на появление стоп-сигнала и на скоростьедущего впереди автомобиля ослабевали. Возможное влияние такого состояния набезопасность движения очевидно. На скоростных автострадах уровень окисиуглерода может подниматься до значений, при которых серьезно нарушаются навыкивождения.

Врачи давно подозревали, что окись углерода можетбыть причиной сердечных приступов, поскольку было обнаружено, что между числомсердечных приступов и повышением концентрации окиси углерода существует прямаясвязь. Теперь это подозрение подкрепилось новыми данными о людях, страдающихстенокардией.

Стенокардия – это хроническая болезнь сердца схарактерными болями в груди; правда, она менее опасна, чем острый спазмсердечных сосудов (инфаркт), непосредственно угрожающий жизни. С лицами,страдающими стенокардией, были проведены тесты на их восприимчивость к окисиуглерода. Сначала этих людей просили вдыхать воздух с окисью углерода,концентрация которой была достаточна для увеличения содержаниякарбоксигемоглобина до 3%; потом их просили выполнять физические упражнения. Вэтих условиях приступ стенокардии начинался быстрее, чем в нормальных; крометого, приступ продолжался дольше, чем обычно.

Стенокардия – лишь один из видов болезней сердца.Как известно, окись углерода уменьшает перенос кислорода к тканям. Ткань,которая особенно чувствительна к недостатку кислорода, – это миокард (сердечнаямышца). Эксперименты, проведенные на больных, страдающих стенокардией,свидетельствуют в пользу предположения о том, что окись углерода может бытьотнесена к агентам, вызывающим сердечные приступы.

Воздействиедвуокиси азота на здоровье человека.Как уже говорилось выше, наибольшую опасность для здоровья человекапредставляет двуокись азота, поэтому далее будет рассмотрено воздействие именноэтого газа.

Двуокись азота – газ с неприятным запахом. Дажепри малых концентрациях, составляющих всего 230 мкг•м–3,примерно треть добровольцев, участвовавших в эксперименте, ощущала егоприсутствие. Однако способность обнаруживать этот газ пропадала после 10 минвдыхания, но при этом люди сообщали о чувстве сухости и «першеннии» в горле.Правда, и эти ощущения исчезали при продолжительном воздействии газа вконцентрации, в 15 раз превышающей порог обнаружения, упомянутый выше.

Двуокись азота не только воздействует наобоняние. Она ослабляет ночное зрение – способность глаз адаптироваться ктемноте. Зрительные и обонятельные ответы на воздействие двуокиси азота можноназвать сенсорными эффектами. Однако более важными следует считатьпатологические и функциональные эффекты двуокиси азота.

Были отмечены два функциональных эффекта двуокисиазота. Один из них связан с повышением усилий, затрачиваемых на дыхание; врачиназывают это явление повышенным сопротивлением дыхательных путей.

Кроме того, данные, полученные группой чешскихученых, показали, что, как и окись углерода, газообразная двуокись азота можетсвязываться с гемоглобином, делая его, таким образом, неспособным выполнятьфункцию переносчика кислорода к тканям тела.

В многочисленных исследованиях было отмеченоувеличение заболеваний дыхательных путей в районах, загрязненных двуокисьюазота. Хотя мы и говорим о двуокиси азота как о причинном факторе, более точнобыло бы сказать, что двуокись азота делает людей более восприимчивыми кпатогенам, вызывающим болезни дыхательных путей.

Исследователи также пытались найти связь междуприсутствием двуокиси азота в атмосфере и повышенной смертностью.Статистический анализ показал, что в районах, где в воздухе содержится большоеколичество двуокиси азота, наблюдается более высокая смертность от сердечныхзаболеваний и рака. Однако следует все же сказать, что наличие другихзагрязнителей делают сомнительной надежность полученных выводов.

Люди с хроническими заболеваниями дыхательныхпутей, такими, как эмфизема легких или астма, а также лица, страдающиесердечно-сосудистыми заболеваниями, могут быть более чувствительны к прямымвоздействиям двуокиси азота. У лиц,страдающих хроническими сердечно-сосудистыми заболеваниями и заболеваниямидыхательных путей, легче развиваются осложнения при кратковременныхреспираторных инфекциях; эти осложнения могут быть весьма опасными, напримервоспаление легких

Физическиеи биологические эффекты, вызываемые частицами. Частицы из воздуха могут оседать на поверхностях,придавая им пыльный неприглядный вид. Помимо запыления, частицы способнывызывать коррозию, действуя как центры, вокруг которых развиваются коррозионныепроцессы. Частицы оказывают заметное воздействие на погоду. Они могут служитьядрами, на которых конденсируется водяной пар. Продолжительные туманы могутбыть вызваны высокими уровнями содержания частиц в воздухе. В районахповышенного содержания частиц в атмосфере наблюдаются более частые дожди. Крометого, частицы в атмосфере способны отражать обратно в космическое пространствосолнечную энергию, поступающую на землю.

еще рефераты

Еще работы по охране природы, экологии, природопользованию

Реферат по охране природы, экологии, природопользованию

Учет и утилизация отходов

29 Августа 2013

Реферат по охране природы, экологии, природопользованию

Воздействие нефти на гидросферу земли

29 Августа 2013

Реферат по охране природы, экологии, природопользованию

Изучение экологического состояния территории Большеземельской тундры с использованием методов дистанционного мониторинга

29 Августа 2013

Реферат по охране природы, экологии, природопользованию

Инженерное обустройство территорий

29 Августа 2013