Искусственные (антропогенные) источники

Пыльные бури

Промышленные предприятия

Вулканы

Транспорт

Лесные пожары

Теплоэнергетика

Выветривание земных пород

Отопление жилищ

Разложение земных организмов

Сельское хозяйство

Естественными источниками загрязнений атмосферного воздуха служат, прежде всего, 28 вулканические выбросы, лесные и степные пожары, пыльные бури, дефляция, морские штормы и тайфуны. К широкомасштабным катастрофам приводят извержения вулканов и лесные пожары. При извержении вулканов выбрасываются огромные объемы аэрозолей, взвешенных частиц, которые разносятся тропосферными и стратосферными ветрами и поглощают часть солнечного излучения. В результате извержения вулкана Кракатау в 1883 г. в атмосферу было выброшено 18 000 м³ измельченного твердого материала, а вулкана Катмай на Аляске в 1912 г. - 20 000 м³ рыхлых продуктов. Пепел этих извержений распространился на большую часть поверхности земли и вызвал уменьшение притока солнечной радиации на 10 и 20% соответственно, что привело к понижению среднегодовой температуры на 0,5 °С в северном полушарии на протяжении трех лет после извержений.

В результате извержения вулкана Пинатубо в 1991 г. на Филиппинах на высоту 35 км было заброшено столько пепла, что средний уровень солнечного излучения снизился на 2,5 Вт/м².

В 2010 г. из-за большой интенсивности извержения и выброса пепла вулкана близ ледника Эйяфьядлайекюдль в Исландии было приостановлено авиасообщение в Северной Швеции, Дании, Норвегии и северных районах Великобритании.

Особенности формирования воздушной среды в крупном городе.Наиболее активны с точки зрения химического взаимодействия с компонентами атмосферы и биосферы соединения серы, азота, фосфора, галогенов, фенолов и формальдегид.

По ориентировочным данным, ежегодно в атмосферу поступают сотни миллионов тонн оксидов серы, азота, галогенпроизводных и других соединений. Основные источники загрязнений атмосферы -

энергетика, автомобильный и авиационный транспорт, предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической промышленности.

Дым и газообразные отходы (особенно диоксида серы) над промышленными районами и большими городами могут привести к образованию смога (рис. 1).

Рис. 1.Образование смога

Концентрации загрязняющих веществ, например, оксидов серы, взвешенной пыли и оксида углерода, могут быстро достигать опасных для здоровья человека уровней и приводить к нарушению дыхания, раздражению слизистых оболочек, расстройству кровообращения, а нередко и к смерти. Особую опасность смог представляет для малолетних детей, пожилых и больных людей. Вследствие катастрофического лондонского смога 1952 г. в течение двух недель погибло 4000 человек. В 1962 г. в результате сильного смога в Рурской области умерло более 150 человек.

Различают два типа смога: зимний (лондонский) и летний (лос-анджелесский). Метеорологическая предпосылка для зимнего смога - безветренная тихая погода (температурная инверсия). При этом слой более теплого воздуха расположен над приземным слоем холодного воздуха (ниже 700 м), движение воздуха вблизи поверхности земли почти отсутствует (менее 3 м/с). Горизонтальный и вертикальный обмен воздуха затруднен. Загрязняющие вещества, которые обычно распределяются через высокие дымовые трубы в высоких слоях воздуха и переносятся на большие расстояния, в данном случае скапливаются в приземном слое.

Летний смог называют фотохимическим смогом. При наличии в атмосферном воздухе оксидов азота и углеводородов и интенсивной солнечной радиации образуются фотооксиданты, преимущественно озон. В Центральной Европе смог этого типа наблюдается редко. Сокращение выбросов загрязняющих веществ - единственная возможность предупредить возникновение смога.

Гигиеническое нормирование вредных веществ в атмосферном воздухе.Гигиеническое нормирование атмосферных загрязнений устанавливается на основе лимитирующего показателя вредности - по уровню концентрации, который оказался наименьшим при использовании различных тестов. Определяются ПДК: максимально разовые и среднесуточные. При этом должны соблюдаться следующие основные принципы: 29

- допустимой признается только такая концентрация химического вещества в атмосферном воздухе, которая не оказывает на человека прямого или косвенного вредного или неприятного действия, не влияет на его самочувствие и работоспособность;

- воздействие химического фактора на население, в том числе на детей, пожилых и ослабленных лиц, может продолжаться длительно (круглосуточно);

- норматив должен быть установлен ниже порога острого и хронического воздействия на человека, животных и растительность; ниже порога запаха и раздражающего действия на слизистые оболочки глаз и дыхательных путей; значительно ниже ПДК, принятых для воздуха производственных помещений.

В зависимости от признака вредности атмосферные загрязнения подразделяются на вещества преимущественно рефлекторного действия, резорбтивного действия, рефлекторно-резорбтивного действия, а также вещества, приводящие к санитарно-гигиеническому дискомфорту.

Под рефлекторным действием понимается реакция рецепторов верхних дыхательных путей - ощущение запаха, раздражение слизистых оболочек, задержка дыхания и т.п. В эксперименте изучаются пороговые концентрации рефлекторного действия - порог запаха и в некоторых случаях порог раздражающего действия. Эти исследования проводят с волонтерами на специальных установках, обеспечивающих подачу в зону дыхания строго дозируемых концентраций химических соединений. В результате статистической обработки полученных результатов устанавливается пороговая величина. Эти материалы затем используются для обоснования максимальной разовой ПДК (ПДК_мр). ПДК_мр (время усреднения пробы воздуха 20-30 мин) направлена на предупреждение рефлекторных реакций, связанных с кратковременными пиковыми подъемами концентраций вредного вещества.

Под резорбтивным действием понимают возможность развития общетоксических, гонадотоксических, эмбриотоксических, мутагенных, канцерогенных и других эффектов, возникновение которых зависит не только от концентрации вещества в воздухе, но и от длительности воздействия. В целях предупреждения резорбтивного действия устанавливается среднесуточная ПДК (ПДК_с.с). Контроль среднесуточной ПДК осуществляется либо путем непрерывной круглосуточной регистрации воздействующих концентраций, либо на основе вычисления среднеарифметических значений разовых концентраций, полученных в обязательные сроки наблюдений (1, 7, 13 и 19 ч).

Некоторые вещества (например, органические красители), не оказывая в низких концентрациях ни рефлекторного, ни резорбтивного действия, при осаждении из воздуха могут придавать необычную окраску объектам окружающей среды, например, снегу, созда-

вая у человека ощущение опасности или санитарно-гигиенического дискомфорта. В связи с этим для ряда красителей ПДК установлены по санитарно-гигиеническому признаку вредности, который позволяет при соблюдении предельно допустимой концентрации избежать появления необычной окраски объектов окружающей среды.

Мероприятия по санитарной охране атмосферного воздуха делятся на законодательные, технологические, планировочные и санитарно-технические.

Особое значение имеют законодательные мероприятия, определяющие ответственность различных организаций за охрану атмосферного воздуха.

В настоящее время при решении вопросов охраны атмосферного воздуха руководствуются Конституцией Российской Федерации, Федеральными законами «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» (№ 52-ФЗ 1999 г.) и «Об охране атмосферного воздуха» (№ 96 ФЗ 1999 г., с изменениями 2010 г.). 30

Мероприятия, направленные на предотвращение неблагоприятного воздействия загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения, регламентируются СанПиН 2.1.6.1032-06 «Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест».

В группу технологических и санитарно-технических мероприятий входят мероприятия, которые могут быть проведены на самом предприятии в целях уменьшения выбросов и снижения концентрации пыли и газов в воздухе (так называемые безотходные технологии).

Санитарно-технические мероприятия связаны с использованием очистных устройств. Это пылеотстойные камеры, фильтры, увлажняющие технологии очистки, электрофильтрация. Устройство высоких труб (100 м и выше) способствует более интенсивному рассеиванию газов. Правильный расчет и обоснование высоты трубы имеют существенное значение в защите приземных слоев атмосферы от загрязнения.

Планировочные мероприятия основаны на принципе функционального зонирования населенных пунктов (выделение промышленных и селитебных зон и т.д.). Это позволяет сосредоточить опасные предприятия с учетом аэроклиматических условий и обосновать устройство обязательных разрывов между предприятиями и жилой застройкой.

Контрольные вопросы и задания

1. Дайте характеристику атмосферы Земли.

2. Охарактеризуйте гигиеническое значение физических свойств атмосферного воздуха.

3. Каково гигиеническое значение химических свойств атмосферного воздуха?

4. Дайте характеристику влажности воздуха.

5. Перечислите основные источник загрязнения атмосферного воздуха.

6. Что такое предельно допустимые концентрации загрязнений в атмосферном воздухе?

7. Какие принципы положены в основу определения ПДК?