И здоровье населения.

Изменения химического состава и физических свойств атмосферного воздуха приводят к различным негативным последствиям в объектах окружающей среды и к нарушению здоровья людей.

Кислотные дожди. Образующаяся при сжигании угля и нефти двуокись серы, поступая в атмосферный воздух, окисляется кислородом воздуха до трехокиси, которая реагирует с водяными парами, образуя сернистую кислоту, которая, в свою очередь, окисляясь, превра­щается в серную кислоту. Окислы азота, содержащиеся в выхлопных газах автотранспорта и в выбросах предприятий химической промышленности, также реагируют с водяными парами и образуют азот­ную кислоту. Образовавшиеся в атмосферном воздухе серная и азотная кислоты вымываются из воздуха дождем и снегом и приводят к загрязнению всех объектов окружающей среды. Многочисленными исследованиями было показано, что содержание кислот в таких осадках в сотни и тысячи раз превышает их естественные природные концентрации. Дождевая вода, образующаяся при конденсации водяного пара, должна иметь нейтральную реакцию (рН 7,0). Вобрав же кислоты, образующиеся из диоксидов серы и азота, дождь становится заметно кислым (рН 6,0—4,0). По содержанию кислот современные дожди в ряде случаев соответствуют кислотности сухого вина, а часто и столового уксуса.

Загрязнение кислотными дождями воды водоемов влечет за собой глубокие химические и биологические перестройки водных систем. Так, при снижении pH водных объектов до 6,0 —6,5 погибают улитки, моллюски, ракообразные, гибнет икра земновод­ных. При pH 5,0 — 6,0 гибнут сиговые рыбы, форель, хариус, лосось, окунь, щука и другие виды рыб, а также отмирает планктон и насекомые. Наряду с гибелью озер происходит деградация лесов. Прямой ущерб выражается в химическом ожоге растений, снижении прироста, изменении состава подпологовой растительности. Кислотные дожди опасны и вредны для человека и окружаю­щей среды еще по целому ряду причин. Известно, что ртуть, со­держащаяся в природных водоемах, под влиянием кислой среды может превратиться в ядовитую монометиловую ртуть. Рыба, на­капливая в своих тканях это токсичное соединение ртути, может стать причиной отравления людей. При заборе питьевой воды с повышенной кислотностью токсические вещества из материалов труб и других сооружений водопровода, контактирующих с такой водой, могут растворяться в ней и негативно влиять на здоровье июлей. Кислотные дожди разрушают предметы, конструкции из металла (в городах коррозия металла в десятки раз быстрее происходит, чем в сельской местности), также они воздействуют на здания, сооружения, памятники архитектуры.

Парниковый эффект. Такие газы, как углекислый газ, метан, оксиды азота, озон, фреоны, пропуская солнечные лучи через атмосферу, препятствуют обратному длинноволновому тепловому излучению с земной поверхности, что приводит к так называемому «парниковому» эффекту. За последнее столетие температура на Земле повысилась в среднем на 0,6 °С, а наибольший рост температуры произошел за последние 25 лет. В настоящее время скорость роста температуры на Земле примерно в 10 раз больше, чем за период с 1850 по 1960 гг.

При современных ан­тропогенных нагрузках каждые 10 лет температура будет повы­шаться на 0,5 °С, что повысит уровень Мирового океана из-за таяния снегов и льдов на 1—1,2 м за каждые 10 лет. Имеются расчеты о том, что подъем уровня Мирового океана на 6 м при­ведет к затоплению суши Земли. В наибольшей степени это угрожает прибрежным районам и островным государствам (Ве­ликобритания, Япония и др.). Повышение средней глобальной температуры на 1,5—4,5 °С приведет к перераспределению осадков на Земле, увеличится количество опустыненных земель, так как почвенная влага бу­дет испаряться сильнее, растает вечная мерзлота.

Озоновые дыры.Под «озоновыми дырами» понимают умень­шение количества озона в атмосферном воздухе над ограничен­ными территориями Земли, основная функция которого состоит в охране человека и природной среды Земли от воздействия жесткого космического излучения (коротковолнового ультрафиолета). Известно, что каждый потерянный процент озона в масштабе планеты вызывает 150 тыс. случаев слепоты из-за катаракты, на 2,6 % увеличивается количество раковых заболеваний кожи, подавляется иммунная система организма.

Основные механизмы разрушения озона:

- фотолиз озона с образованием молекулярного (0₂) и атомарного (О) кислорода;

- соединение молекулы озона с атомом кислорода с образованием двух молекул кислорода;

- разрушение озона с участием химических примесей, вы­полняющих роль катализаторов (соединения хлора, фреоны и продукты их разрушения);

- разрушение озона при взаимодействии с аэрозолями, по­ступающими в стратосферу в результате выброса газов и пыли при мощных извержениях вулканов, в результате загрязнения атмосферы выбросами промышленных предприятий, транспорта.

- активное участие в разрушении озона принимают также за­ряженные частицы — ионы, имеющиеся в тропо- и стратосфере. Ионы в атмосфере возникают под воздействием высокоэнергичных космических или солнечных частиц;

- к числу веществ, разрушающих озон атмосферы, относятся продукты неполного сгорания органического топлива сверхзвуко­вых самолетов и космических аппаратов. За счет них разрушается до 10 % озонового слоя атмосферы.

Токсические туманы.Они возникают при высоком уровне загрязненности атмосферы и неблагоприятной для ее самоочище­ния погоде (антициклональная погода с туманом и безветрие, а также температурная инверсия).

Как известно, в обычных условиях температура воздуха понижается по мере удаления от поверхности Земли. Однако периоди­чески возникают такие состояния атмосферного воздуха, кото­рые называются температурной инверсией («перевертывание»), при которой нижние слои воздуха становятся более холодными, чем верхние слои. Поэтому загрязнения атмосферы не могут под­ниматься вверх и остаются в приземном слое воздуха, где концентрации этих загрязнений резко возрастают. Наиболее высокие кон­центрации наблюдаются при сильных морозах в период зимних инверсий. Они возникают в результате сильного охлаждения зем­ной поверхности и приземных слоев воздуха.

Нередки и ночные инверсии вследствие охлаждения земли, чему способствует ясное небо и сухой воздух (высокая влажность и облачность препятствуют инверсии). Ночные инверсии достигают максимума в ранние утрен­ние часы. Инверсии образуются в долинах гор, так как с гор спускается холодный воздух и подтекает под теплый.

Различают два типа токсических туманов: смог лос-анджелес­ского типа (фотохимический туман) и смог лондонского типа.

Фотохимический туман впервые наблюдался в Лос-Анджеле­се, а теперь возникает во многих городах различных стран. Первич­ной реакцией является разложение диоксида азота под действием УФ-излучения солнечной радиации (с длиной волн 400 нм) на оксид азота и атомарный кислород (N0₂ ->N0 + 0). Эта реакция приводит к образованию озона (0+ 0₂->0₃). Последний реаги­рует с углеводородами и образует комплекс соединений, назван­ных фотооксидантами (органические перекиси, свободные ради­калы, альдегиды, кетоны). Накапливаясь при соответствующей погоде (ясная, безветрие) в атмосферном воздухе озон и другие фотооксиданты вызывают сильное раздражение слизистых оболо­чек глаз, верхних дыхательных путей. О концентрации фотооксидантов в воздухе судят по содержанию озона. Считают, что 0,5- 0,6 мг/м³ озона вызывает сильный фотохимический туман.

Смог лондонского типа наблюдается при пасмурной, туманной погоде, способствующей возрастанию концентрации сернис­того газа и трансформации его в еще более токсичный аэрозоль серной кислоты.

При действии смогов на население отмечается раздражение слизистых оболочек глаз (резь в глазах, слезотечение), верхних дыхательных путей (мучительный кашель). У части пострадавших от смога людей наблюдается одышка, общая слабость, иногда - чувство удушья. Тяжело переносят смог лица, страдающие бронхиальной астмой, декомпенсированными формами заболеваний сердца, хроническим бронхитом и т.п.

Статистический анализ показал, что в дни смога возрастает обращаемость населения за медицинской помощью, а также смертность от хронических заболеваний сердечно-сосудистой системы и органов дыхания.

Вредное воздействие атмосферных загрязнений на здоровье людей по времени проявления эффекта можно разделить на две основные группы:

1) острое действие - эффект наступает непосредственно за периодом возрастания концентраций атмосферных загрязнений до критических величин. Проявляется только в особых ситуациях (например, при авариях на промышленных предприятиях или в случае токсических туманов) и является провоцирующим фактором обострения хронических сердечно-сосудистых, легочных, аллергических (бронхиальная астма) заболеваний и повышения общей заболеваемости и смертности от хронических болезней.

2) хроническое действие - является результатом длительного влияния атмосферных загрязнений малой интенсивности. Оно встречается значительно чаше, чем острое и может быть разделено на две подгруппы:

- хроническое специфическое действие - вызывается такими загрязнителями воздуха, как фтор, бериллий, соединениями свинца, мышьяка, золы и многими др. Так, зарегистрированы многочисленные случаи флюороза среди детского населения, в связи с загрязнением воздуха соединениями фтора в районах размещения алюминиевой промышленности. Особую роль играют примеси в атмосферном воздухе, вызывающие отдаленные последствия. К ним относятся вещества, обладающие канцерогенным, эмбриотропным, тератогенным, гонадотоксическим и мутагенным действием.

- хроническое неспецифическое действие - выражается в ослаблении иммунозащитных сил, ухудшении физического развития детей, увеличении общей заболевае­мости.

Наконец, ряд веществ, содержащихся в воздухе, например озон, обладает так называемым радиомиметическим действием, сходным с действием ионизирующих излучений.

Твердые и жидкие частицы, содержащиеся в атмосферном воздухе, приводят к значительному загрязнению окон­ных стекол, снижая освещенность внутри помещений, а также влияют на микроклимат и световой климат городов.