Особенности атмосферного воздуха в промышленных городах

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГБОУ ВПО "Сургутский государственный университет

Ханты-Мансийского автономного округа - Югры"

Медицинский институт.

Кафедра физиологии.

Доклад

На тему: "Особенности атмосферного воздуха в промышленных городах"

Выполнил студент: Лебедева Л.Н.

Проверила: Павловская В.С.

г. Сургут, 2015 г

Крупный город изменяет почти все компоненты природной среды - атмосферу, растительность, почву, рельеф и даже микроклимат. Разница в температуре и влажности воздуха, инсоляции между городом и его окрестностями иногда соизмерима с передвижением на 20° по широте. В крупных городах создаются условия для интенсивного загрязнения воздушной среды. По опубликованным расчетам, все города мира ежегодно выбрасывают в окружающую среду более 3 млрд т твердых промышленных и бытовых отходов, около 1 млрд т различных аэрозолей, более 500 км 3промышленных стоков.

Естественное загрязнение атмосферного воздуха незначительно по сравнению с его искусственным загрязнением, которое с каждым годом увеличивается. Под атмосферными загрязнениями мы понимаем примеси к атмосферному воздуху, которые образуются не в результате стихийных природных процессов, а вследствие деятельности человека. Интенсификация производства привела к увеличению плотности загрязнителей на 1 м 2 площади и 1 м 3 воздуха. Это приводит к качественному и количественному изменению загрязнения атмосферного воздуха.

Воздушная среда в крупных городах особенно подвержена загрязнению. Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха городов в индустриальных странах являются автотранспорт, промышленные предприятия, теплоэлектростанции и электростанции, предприятия черной и цветной металлургии. Ежегодно в атмосферу выбрасывается 200-250 млн т золы, до 60 млн т диоксида серы. загрязнение токсичный атмосферный

Основными токсичными веществами, которые постоянно обнаруживаются в атмосферном воздухе промышленных городов, являются оксиды серы, азота, углерода, оксиданты и пыль разного состава. Кроме указанных соединений, в атмосферном воздухе имеются высокотоксичные соединения, образующиеся в результате химической или фотохимической трансформации токсичных веществ. На процессы окисления влияют ультрафиолетовые лучи, присутствие озона, влажность воздуха.

Например, сернистый газ окисляется в триоксид серы, который с влагой воздуха образует аэрозоль серной кислоты. Накопление серной кислоты в атмосфере приводит к выпадению кислотных дождей, особенно в промышленных районах. Разложение диоксидов азота под влиянием ультрафиолетовых лучей на оксид азота и атомарный кислород влечет за собой образование свободных радикалов озона. Оксиды азота и углеводороды связываются с молекулярным кислородом и образуют оксиданты. Окисление углеводородов олефинового ряда (гептан, гексан, гексен) приводит к образованию высокотоксичных соединений пероксиацетилнитрата (ПАН) и пероксибензолнитрата. Эти вещества в сочетании с оксидами азота участвуют в формировании фотохимического смога.

Ведущую роль в загрязнении атмосферного воздуха играют крупные теплоэлектростанции и электростанции, работающие на низкосортном пылевидном топливе. Их выбросы составляют до 27% всех выбросов в атмосферу.

Особое место принадлежит диоксиду серы, который образуется в результате сжигания жидкого и твердого топлива. Степень загрязнения атмосферы зависит от качества и вида топлива и оборудования тепловых электростанций. Например, тепловая электростанция компании "Электрисите де Франс", потребляя ежемесячно 51 000 т угля, содержащего примерно 1% серы, ежедневно выбрасывает в атмосферу 33 т диоксида серы. За один день эксплуатации электростанции, работающей на твердом топливе, в воздух поступает около 230 т золы.

В США в результате сжигания на тепловых электростанциях угля и нефти в воздушный бассейн страны выбрасывается 74% всей массы поступающего в атмосферу диоксида серы и около половины оксидов азота. Диоксид серы, поступающий в атмосферу от тепловых электростанций, выпадает на землю с дождями. Огромное количество пыли и вредных газов выделяется при различных технологических процессах (выпуск чугуна, стали, шлака из доменных и сталеплавильных печей, дробление и обжиг серного колчедана и т.д.).

По объему выбросов далее следуют предприятия черной и цветной металлургии (24 и 10% всех выбросов). В результате сжигания топлива в воздух выбрасываются летучая зола, сажа, различные газообразные продукты, пыль металлургических заводов, которая состоит из триоксида железа и триоксида алюминия. Летучая зола содержит кремний, кальций, магний, алюминий, железо, калий, титан, серу.

Каменноугольный дым содержит, кроме сажи, смолистые вещества, в частности канцерогенный 3-4-бенз(а)пирен. Из газообразных продуктов, образующихся в результате сгорания каменного угля, больше приходится на сернистый газ. Его количество в значительной мере определяется серосодержащими примесями в каменном угле. Выбросы сернистого газа в атмосферный воздух промышленных городов нарастают из года в год.

В декабре 1930 г. в Бельгии в долине реки Маас в течение 5 дней установилась погода с высоким барометрическим давлением, туманом и слабым ветром. В долине была температурная инверсия, т.е. температура верхних слоев воздуха превышала температуру приземных слоев, что уменьшало интенсивность вертикальных конвекционных токов и не способствовало перемешиванию воздуха. Жители долины ощущали резкий запах сернистого газа. Появились жалобы на нарушение функции верхних дыхательных путей и легких. За 5 дней переболело несколько сотен человек, из них 60 человек умерли. Особенно пострадали лица, имевшие хронические заболевания сердца и легких.

При вскрытии трупов погибших отмечали геморрагические и некротические очаги на слизистых оболочках бронхов и в тканях легких, характерные для отравления сернистым газом. Эта катастрофа не была следствием аварии на заводах. Заводы работали обычным образом и выбрасывали в воздух те же количества сернистого газа, что и прежде. Причиной отравления населения стал токсичный туман, который во влажную безветренную погоду способствовал накоплению в воздухе сернистого газа и аэрозоля серной кислоты.

Этот случай не единственный. В 1948 г. в г. Донора в США также произошло массовое отравление населения сернистым газом. Жалобы были те же, что у жителей долины Маас. За 5 дней, пока над городом стоял туман, переболело 42% населения, умерло 20 человек.

В 1952 г. в Лондоне повторилась катастрофа, происшедшая там же 70 лет назад. С 5 по 9 декабря стоял густой туман, высокая влажность и безветрие способствовали превращению сернистого газа в аэрозоль серной кислоты. За это время умерло 2500 человек, хотя в предыдущие дни смертность не превышала 100 человек в неделю. Особенно увеличилась смертность среди пожилых людей и детей.

В последнее время также периодически отмечаются случаи появления раздражающих туманов, которые содержат комплексы органических соединений серы.

Существенное загрязнение воздушной среды вызывают предприятия нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в состав их выбросов входят большое количество углеводородов, а также стирол, дивинил, толуол, ацетон и др. Сероводород и меркаптан присутствуют в выбросах предприятий, перерабатывающих многосернистую нефть; хлор, оксиды азота, сероуглерод дают ряд отраслей химической промышленности.

На долю автотранспорта приходится более 70% от всей суммы загрязнителей воздушной среды городов. Миллионы автомобилей ежегодно выбрасывают в воздух около 200 млн т окиси углерода, 40 млн т оксидов азота. В 150 российских городах автомобильные выбросы превалируют над промышленными (Москва - 88%, Санкт-Петербург - 71%, Томск - 79%, Краснодар - 76%). В России в 1999 г. было 30 млн автомобилей. Выхлопные газы автомобилей представляют собой смесь примерно 200 соединений. В них наряду с углеводородами (не полностью сгоревшие компоненты топлива), оксидами азота и оксидом углерода содержатся озон, оксиданты как продукт трансформации оксидов азота, альдегиды, акролеин, формальдегид, в значительном количестве непредельные углеводороды этиленового ряда, в частности гексен и пентен. Из-за неполного сгорания топлива в двигателе автомашины значительная часть углеводородов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества - ароматические углеводороды и в частности бензапирен. Весьма опасной составной частью выхлопных газов автомашины являются соединения органического свинца, образующиеся в результате добавления к бензину антидетонатора тетраэтилсвинца (ТЭС).

В 1 л бензина может содержаться около 1 г тетраэтилсвинца, который разрушается и выбрасывается в виде соединений свинца. В выбросах дизельного транспорта свинец отсутствует. Тетраэтилсвинец используют в США с 1923 г. в качестве добавки к бензину. С этого времени выброс свинца в окружающую среду непрерывно возрастает. Годовое потребление свинца для бензина на душу населения составляет в США около 800 г. Близкое к токсическому уровню содержание свинца в организме наблюдалось у дорожных полицейских и у тех, кто постоянно подвергается воздействию выхлопных газов автомобилей. Исследованиями было, показано, что в организме голубей, живущих в Филадельфии, содержится в 10 раз больше свинца, чем у голубей, живущих в сельской местности. Свинец - один из основных отравителей внешней среды; и поставляют его главным образом современные двигатели с высокой степенью сжатия, выпускаемые автомобильной промышленностью.

Так же большое значение имеют тип двигателя, режим его работы, техническое состояние, скорость и интенсивность движения транспорта. С целью уменьшения загрязнения атмосферного воздуха предлагается перевод автопарка на газ, использование нетоксичных антидетонаторов, различных присадок к топливу, изменение системы зажигания.

Кроме того, концентрации оксида углерода в атмосферном воздухе крупных городов зависят от интенсивности движения, ширины улиц, озеленения, планировки города и т.д. Наиболее высокие его концентрации отмечаются при автомобильных пробках. На тихих улицах содержание оксидов углерода в воздухе в 5-10 раз ниже, чем в воздухе оживленных автомагистралей. Из года в год увеличиваются выбросы в атмосферный воздух за счет железнодорожного и морского транспорта. Снижение этого загрязнения возможно с переводом транспорта на электрическую тягу.

Россию относят к территориям с высоким уровнем загрязнения воздушного бассейна. По данным Государственной гидрометеорологической службы России, объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу ежегодно составляет более 43 млн т, из них около 55% составляют выбросы стационарных источников, 45% - выбросы автотранспорта (Государственный доклад о состоянии окружающей среды Российской Федерации, 1994, 1995, 1996 гг.). Более чем в 150 городах страны выбросы автомобильного транспорта преобладают над промышленными. Характерная особенность загрязнения воздуха в городах с наиболее неблагополучной экологической обстановкой - высокие концентрации специфических загрязняющих веществ: бензапирена, формальдегида, метилмеркаптана, бензола, сероуглерода и др. В целом по стране в 8,8% проб атмосферного воздуха определено содержание загрязнителей выше предельно допустимых концентраций (ПДК). Среднее за год содержание одной или нескольких примесей в воздухе превышало ПДК в 80% городов России с населением более 100 тыс. человек. Среднегодовые концентрации формальдегида (2-я группа по уровню канцерогенного потенциала) и бенз(а)пирена (1-я группа канцерогенной опасности) в атмосферном воздухе превышали ПДК в трети крупных городов России. В каждом десятом городе страны среднегодовая концентрация комбинированного загрязнения воздуха веществами высокой канцерогенной опасности ацетальдегид, этилбензол, акролеин, бензол, метилмеркаптан, ксилол, диметиламин, трикрезол, фенол, формальдегид и др.) превышает стандарт ВОЗ более чем в 10 раз. Даже при уменьшении общего объема выбросов в атмосферу отмечен рост концентрации канцерогенных веществ и токсичных агентов, обусловленный нарушением проектных технологических режимов, использованием низкокачественного, некондиционного сырья и топлива. В условиях постоянного превышения ПДК токсичных веществ в атмосферном воздухе более чем в 10 раз проживают 40-50 млн человек.

Загрязнение атмосферного воздуха промышленных городов оказывает многообразное вредное воздействие на население, что приводит к ухудшению здоровья и снижению работоспособности, а также наносит экономический ущерб в результате потери ценного сырья в виде отходов.

Малые концентрации токсичных веществ атмосферного воздуха способствуют развитию у населения хронических отравлений. Симптомы отравления часто бывают маловыраженными, субъективные жалобы не определены. Часто хроническое воздействие веществ приводит к снижению защитных сил организма, что проявляется в повышении общей заболеваемости, возрастании числа хронических неспецифических заболеваний бронхолегочной системы, отягощении течения сердечно-сосудистых заболеваний.

Неблагоприятное действие на организм загрязнителей атмосферного воздуха проявляется также в накоплении некоторых веществ (свинец, кадмий и др.) в костях и тканях организма, что может привести к развитию хронических отравлений у населения, проживающего вблизи источников выброса в атмосферу этих соединений. Экспериментально доказано накопление свинца в костях мышей, которые дышали атмосферным воздухом, загрязненным выбросами предприятий цветной металлургии. Установлена связь между концентрациями свинца в воздухе и количеством свинца, накопленного в костях животных.

С каждым годом растет заболеваемость онкологическими заболеваниями, вызванными воздействием на организм человека канцерогенных веществ в окружающей среде. Если в 1940 г. рак бронхолегочной системы занимал 12-е место среди всех форм рака, то в 1960 г. - уже 5-е место, а в 1980 г. - 2-е место. Это связывают с увеличением содержания в воздухе городов канцерогенов.

Развитие рака бронхолегочной системы связывают и с табакокурением. Подсчитано, что при выкуривании 40 сигарет в день человек вдыхает около 150 мг 3-4-бенз(а)пирена дополнительно к 3-4-бенз(а)пирену атмосферного происхождения.

Загрязнение атмосферного воздуха ухудшает санитарные условия жизни населения, что проявляется в снижении прозрачности атмосферы, уменьшении естественной освещенности, повышенном туманообразовании.

Частота возникновения 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.

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 15-20%, причем ультрафиолетовая радиация летом снижается на 5%, зимой - на 30%, а в условиях тумана эти потери достигают 90%.

Наиболее губительно действует на зеленые насаждения сернистый газ, который нарушает фотосинтез и наносит растениям видимый вред. Наиболее чувствительны к загрязнению атмосферного воздуха хвойные и плодовые деревья, более устойчивы липа, ясень, тополь.

Улучшению здоровья населения в современных условиях способствует система мероприятий различного назначения.

Природоохранные мероприятия направлены на оздоровление воздушной, водной среды, почвы, зеленых массивов. Расходы государства на охрану окружающей среды из года в год увеличиваются. Государственные природоохранные законодательные акты являются правовой основой профилактических мероприятий.

Планировочные мероприятия имеют важное значение для решения задач по ограничению влияния вредных выбросов на здоровье населения.

Технические и санитарно-технические мероприятия направлены на улавливание, очистку, переработку загрязняющих веществ, внедрение безотходных, автоматизированных технологий. Существенное значение имеет выбор малотоксичного сырья, топлива, альтернативных материалов.

Организационные мероприятия проводятся в соответствии с требованиями санитарных законодательств и предусматривают санитарный контроль за источниками загрязнения окружающей среды, их размещением, учет и контроль за разработкой генеральных планов городов, промышленных и транспортных зон. Для снижения уровней загрязнения атмосферного воздуха городов, особенно мегаполисов, существенное значение имеет организация транспортных потоков, модернизация уличных магистралей, создание безопасных условий для пассажиров и пешеходов.

Большое значение имеет лабораторный контроль за состоянием атмосферного воздуха в стационарных точках города с определением зонального распространения выбросов с использованием автоматизированного сбора информации о загрязнителях и состоянии здоровья населения.

Гигиеническое нормирование является важнейшим средством первичной профилактики заболеваемости населения. Установлены гигиенические нормативы физических, химических и биологических факторов, гарантирующие безвредность для здоровья, так как они определяются на уровнях ниже пороговых воздействий с учетом современных достижений науки.

Все указанные мероприятия действуют комплексно, представляют собой государственную программу по охране окружающей среды и сохранению здоровья населения.

Список литературы

1. Гигиена с основами экологии человека: учебник - Архангельский В.И. и др.; под ред. П.И. Мельниченко. 2010. - 752 с.: ил

2. Гигиена: учебник / Под ред. акад. РАМН Г.И. Румянцева. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : "ГЭОТАР-Медиа", 2009. - 608 с: ил.

3. Коммунальная гигиена: учебник / под ред. В.Т. Мазаева. - М. : ГЭОТАР - Медиа, 2014. - 704 с. : ил.

4. Рак легкого. Атлас: руководство. Трахтенберг А.Х., Чиссов В.И. 2009. - 256 с.: 485 ил.

Размещено на Allbest.ru