Виды загрязнений атмосферы

Проблемы мирового масштаба

Статистика загрязнения воздуха в мире показывает, что смог стал угрозой не только для климата, но и здоровья людей. Он является причиной:

Сильнейшее загрязнение атмосферного воздуха вредными веществами и пылью (372 мкг/м3) зафиксировано в городе Ахваз (Иран). Причины:

1. Средняя температура воздуха в июле превышает 40°С.
2. Частые пылевые бури.
3. Загрязнение воздуха предприятиями нефтяной и металлургической промышленности.
4. Перенасыщенность автомобильным транспортом.

Неблагоприятная обстановка сложилась из-за выброса в атмосферу углекислого газа. Такой концентрации как сейчас не было последние 800 тыс. лет. ТОП-10 стран по ежегодному выбросу углекислого газа (млн. тонн):

1. Китай – 10357.
2. США – 5414.
3. Индия – 2274.
4. Россия – 1617.
5. Япония – 1237.
6. Германия – 798.
7. Иран – 648.
8. Саудовская Аравия – 601.
9. Южная Корея – 592.
10. Канада – 557.

Контроль над чистотой воздуха

Для сохранения здоровья людей и уменьшения экономического ущерба проводится регулярное наблюдение за состоянием окружающей среды в рамках ЕГСЭМ.

Для контроля чистоты воздуха создаются стационарные посты наблюдения. Датчики загрязнения воздуха размещаются в маршрутных и передвижных (подфакельных) постах.

Количество стационарных постов зависит от численности населения:

На территории России действует 1185 постов. Они следят за атмосферой в 334 городах. Например, в Москве функционирует 23 поста.

Правила борьбы с загрязнениями воздуха прописаны в государственной программе «Охрана окружающей среды на 2012–2020 гг.». Однако некоторые цели пока остаются недостигнутыми. Например, показатели загрязнения воздуха металлургическими заводами и предприятиями топливной энергетики в 2016 году отставали от запланированных на 10%. Рост количества автомобилей привел к отставанию еще на 11%.

Причины невыполнения программы – недофинансирование и сокращение инвестиций на фоне нестабильной экономической ситуации в стране.

Деятельность ВОЗ

Недавно государства-члены ВОЗ приняли резолюцию (2015)  и дорожную карту (2016) по активизации глобальных ответных действий по борьбе с неблагоприятным воздействием загрязнения воздуха на здоровье человека.
ВОЗ является учреждением, курирующим работу по достижению трех показателей в рамках Целей в области устойчивого развития, связанных с загрязнением воздуха:

• 3.9.1 Смертность от загрязнения воздуха

• 7.1.2 Доступ к чистым видам топлива и технологиям

• 11.6.2 Качество воздуха в городах

ВОЗ разрабатывает и выпускает «Руководящие принципы по качеству воздуха» с рекомендациями предельных уровней воздействия основных загрязнителей воздуха ( внутри и снаружи помещений).

ВОЗ разрабатывает детальные связанные со здоровьем оценки различных типов загрязнителей воздуха, включая твердые частицы и частицы сажи и озон.

ВОЗ предоставляет фактические данные о связях загрязнения воздуха с конкретными болезнями, такими как сердечно-сосудистые, респираторные и онкологические заболевания, включая оценку бремени болезней в странах, регионах, и во всем мире в результате воздействия существующих уровней загрязнения воздуха.

ВОЗ ведет разработку различных методических пособий и инструментов, таких как AirQ+ для оценки воздействия отдельных загрязняющих веществ на здоровье, Методика экономической оценки влияния на здоровье (Health Economic Assessment Tool (HEAT)), инструмент Green+ для привлечения внимания к значимости зеленых насаждений для здоровья населения, Методика оценки воздействия устойчивого транспорта на здоровье (Sustainable Transport Health Assessment Tool (STHAT)) и Инструмент комплексного моделирования воздействия транспорта на здоровье (Transport and Health Impact Modelling Tool (ITHIM)).

ВОЗ ведет подготовку комплекта материалов по чистым видам топлива и технологиям для нужд домохозяйств (Clean Household Energy Solutions Toolkit (CHEST)) для обеспечения стран и программ методическими материалами по разработке или оценке мер политики, направленных на расширение доступа к чистым источникам энергии

Последнее особенно важно ввиду того, что загрязняющие вещества, выбрасываемые в воздух внутри и вблизи жилых помещений, вносят заметный вклад в загрязнение атмосферного воздуха. Комплект материалов CHEST включает в себя модули по оценке потребностей, рекомендации в отношении стандартов на бытовые энергоприборы и их тестирования, мониторинга и оценки, а также материалы по укреплению роли сектора здравоохранения в борьбе с загрязнением воздуха внутри жилых помещений

ВОЗ оказывает содействие государствам-членам в обмене информацией в отношении успешных подходов, методов оценки воздействия и мониторинга последствий загрязнения воздуха для здоровья.

ВОЗ осуществляет руководство Совместной целевой группой по медико-санитарным аспектам трансграничного загрязнения воздуха на большие расстояния в рамках Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния. Задача целевой группы – выполнять оценку влияния такого загрязнения на здоровье населения и готовить соответствующую документацию.

ВОЗ осуществляет руководство Совместной целевой группой по медико-санитарным аспектам трансграничного загрязнения воздуха на большие расстояния в рамках Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния. Задача целевой группы – выполнять оценку влияния такого загрязнения на здоровье населения и готовить соответствующую документацию.
Общеевропейская программа по транспорту, охране здоровья и окружающей среде, одним из инициаторов которой является ВОЗ, предлагает модель сотрудничества на уровне регионов, государств-членов и многих секторов для снижения уровней загрязнения воздуха в транспортном секторе и смягчения его последствий для здоровья, а также методики для оценки преимуществ таких мер охраны здоровья.

Последствия

Загрязнение атмосферы – одна из основных причин роста числа респираторных заболеваний, как острых, так и хронических. Вредные примеси, содержащиеся в воздухе, способствуют развитию рака лёгких, сердечных болезней, инсульта. По оценкам ВОЗ, из-за загрязнения воздушной среды в мире преждевременно умирает 3,7 млн человек в год. Больше всего таких случаев фиксируют в странах Юго-Восточной Азии и Западного региона Тихого океана.

В крупных промышленных центрах часто наблюдается такое неприятное явление, как смог. Скопление частиц пыли, воды и дыма в воздухе снижает видимость на дорогах, из-за чего учащается количество ДТП. Агрессивные вещества усиливают коррозию металлических конструкций, отрицательно влияют на состояние растительного и животного мира. Наибольшую опасность смог представляет для астматиков, лиц, болеющих эмфиземой, бронхитом, стенокардией, гипертонией, ВСД. Даже у здоровых людей, надышавшихся аэрозолей, может сильно болеть голова, наблюдаться слезотечение и першение в горле.

Насыщение воздуха оксидами серы и азота приводит к образованию кислотных дождей. После осадков с низким уровнем pH в водоёмах гибнет рыба, а выжившие особи не могут дать потомства. Как результат – сокращается видовой и числовой состав популяций. Кислые осадки выщелачивают питательные вещества, тем самым обедняя почву. Они оставляют химические ожоги на листьях, ослабляют растения. Для среды обитания людей такие дожди и туманы также представляют угрозу: кислая вода разъедает трубы, машины, фасады зданий, памятники.

Повышенное количество парниковых газов (углекислого, озона, метана, водяного пара) в воздушной среде приводит к росту температуры нижних слоёв атмосферы Земли. Прямым следствием парникового эффекта является потепление климата, наблюдающееся последние шестьдесят лет.

На погодные условия заметно влияют и «озоновые дыры», образующиеся под воздействием брома, хлора, атомов кислорода и водорода. Помимо простых веществ, молекулы озона могут разрушать также органические и неорганические соединения: производные фреонов, метан, хлороводород. Чем опасно ослабление щита для окружающей среды и человека? Вследствие истончения слоя растёт солнечная активность, что, в свою очередь, ведёт к увеличению смертности среди представителей морской флоры и фауну, росту числа онкологических заболеваний.

Печальные последствия

Масштабы влияния загрязнения атмосферного воздуха на здоровье человека и всю экосистему в целом просто огромны, и многие их недооценивают. Начать стоит с экологии.

1. Во-первых, из-за загрязнённого воздуха развился парниковый эффект, который постепенно, но глобально меняет климат, приводит к потеплению и таянию ледников, провоцирует природные катаклизмы. Можно сказать, приводит к необратимым последствиям в состоянии окружающей среды.
2. Во-вторых, всё более частыми становятся кислотные дожди, оказывающие негативное воздействие на всё живое на Земле. По их вине погибают целые популяции рыб, не способные жить в такой кислотной среде. Негативное влияние наблюдается при обследовании исторических памятников и памятников архитектуры.
3. В-третьих, страдает фауна и флора, так как опасные пары вдыхают животные, также они попадают в растения и постепенно их уничтожают.

Загрязнённая атмосфера крайне негативно влияет на здоровье человека. Выбросы попадают в лёгкие и вызывают сбои в работе дыхательной системы, тяжелейшие аллергические реакции. Вместе с кровью опасные соединения разносятся по организму и сильно его изнашивают. А некоторые элементы способны провоцировать мутацию и перерождение клеток.

Антропогенные источники радиоактивного загрязнения

Основная доля загрязнения приходится на антропогенные источники. К ним относятся атомная и тепловая промышленность, ядерные полигоны, техногенные аварии, а также медицина и наука.

Радиоактивные отходы атомной промышленности

В процессе переработки и обогащения урановых руд через вентиляционные системы предприятий атомной промышленности в воздух поступают радиоактивные аэрозоли, содержащие изотопы ксенона, стронция, цезия и криптона. Возможны выбросы небольшого количества продуктов коррозии ядерного реактора, а также осколков деления ядер урана, магния и цезия. Однако при исправной работе АЭС в сравнении с другими отраслями промышленности атмосферные радиоактивные выбросы незначительны.

Производственно-промышленные сточные воды с повышенной концентрацией некоторых изотопов образуются на заводах по получению металлического урана и радиохимических производствах. Часть отходов предприятий выбрасывается в виде газов и аэрозолей: радон, торон, йод и аэрозольный конденсат.

На улицы города опустился густой желтый туман. Есть ли повод для беспокойства и как обезопасить свое здоровье?
Читать

Аварии с выбросом радиоактивных веществ, определившие путь развития ядерной энергетики
Подробнее

Экологические катастрофы: неизбежность или халатность? Основные причины и классификации катастроф
Смотреть

Основные виды естественных и искусственных источников загрязнения атмосферы и вред, которые они наносят
Далее

Для обнаружения радиоактивных элементов регулярно производятся заборы проб воздуха, грунта и воды в районе расположения радиоактивного объекта, а также измерения радиоактивного излучения.

Тепловые электростанции

Наибольшую радиационную опасность несут тепловые электростанции, которые в результате сжигания топлива выбрасывают в окружающую среду радионуклиды, обогащенные ураном и торием.

При сгорании большая часть минеральной фракции угля, направленной с углесноса, образует стекловидный зольный остаток. Часть «летучей» золы не улавливается фильтрами и выносится в атмосферу по трубам электростанции. В результате окружающий воздух загрязняется твердыми радиоактивными частицами PM 2.5. Помимо радионуклидов, зольные фракции содержат тяжелые металлы и микроэлементы: свинец, ртуть, ванадий, железо.

Тяжелые металлы – наиболее опасные элементы, способные загрязнять почву
Читать

Возможно ли решение современных экологических проблем в глобальном масштабе
Подробнее

Полигоны для испытаний ядерного оружия

Официально известны 4 ядерных полигона, базирующихся в Китае, России, США и Франции. В этих пунктах сконцентрирована основная масса термоядерных и ядерных взрывов.

Обширные территории ядерных полигонов обращены в «мертвые зоны», не пригодные для обустройства и жизнедеятельности. Помимо прочего, их площади нередко эксплуатируются под захоронения радиоактивных отходов, например, в районе архипелага Новая Земля в России.

Антропогенные и природные факторы загрязнения воздуха в городах
Читать

Негативные последствия, к которым приводит загрязнение почвенного слоя Земли
Подробнее

Виды загрязнения окружающей среды, влияющие на здоровье человека
Смотреть

С помощью каких мер можно защитить почву от загрязнения?
Далее

Техногенные аварии

В результате аварии на Чернобыльской АЭС катастрофическую дозу облучения получили жители 16 населенных пунктов, расположенных в радиусе 30 км.

В современных реалиях существует обширный комплекс мер, призванных снизить риск техногенных аварий. Однако последствия таких катастроф глобальны.

Медицина и наука

Использование изотопов радиоактивных элементов широко применяется в медицинских целях при диагностике и лечении заболеваний. Так, они необходимы для гамма-терапии и дефектоскопии. Методы исследования, включающие радиацию:

• рентгенография;
• томография;
• флюорография;
• сцинтиграфия.

Другим источником являются исследовательские ядерные реакторы, которые используются в экспериментах с изотопами, нейтронно-активационном анализе материалов и создании перспективных реакторов. В мире насчитывается порядка 500 ядерных испытательных реакторов. Из них 94 концентрируются в Китае и 66 — в СНГ.

По уровню контроля

Все вещества, загрязняющие атмосферу, антропогенного происхождения поступают из мобильных или стационарных источников. При этом стационарные (территориально закрепленные за предприятием) принято разделять на организованные и неорганизованные.

Компании, занимающиеся переработкой ресурсов, обязаны придерживаться нормативных актов. В них важный пункт – уровень критической концентрации сбрасываемых веществ. Если возникает превышение допустимых значений, тогда организация наносит вред атмосфере.

Организованные

Критерий, позволяющий отнести источник загрязнения атмосферы к организованным, – устье (труба, воздуховод). Оно ограничивает непосредственное попадание выбросов в окружающую среду. Форма конструкции не имеет принципиального значения:

• круглая;
• квадратная;
• многоугольная.

Пример организованных источников:

1. Трубы вентиляционные или дымовые. К ним относятся – труба от котла, цеха обработки металла, сварочной точки, ДЭС.
2. Шахты для поступления воздуха из окружающей среды к месту добычи ресурсов.
3. Куполообразный аэрационный фонарь, установленный на крупных промышленных предприятиях. Позволяет вытягивать загрязненный воздух через системы вытяжек, заканчивающихся на крыше здания.
4. Дефлектор, предназначенный для увеличения скоростных показателей вытяжки.

Неорганизованные

В неорганизованных источниках происходит беспрепятственный выброс загрязняющих компонентов в атмосферу. В них отсутствуют:

• устройства, задающие скорость сброса;
• ограничители;
• очистные сооружения;
• шахты, трубы;
• воздуховоды.

Варианты неорганизованных форм источников:

• оборудования, не имеющие герметичной заглушки;
• установки факельного типа;
• хранение топлива в необорудованных помещениях;
• работы с применением взрывчатых веществ;
• погрузка, выгрузка пылящего сырья;
• сварка, окраска.

По характеру воздействия

Отдельная характеристика загрязняющих веществ базируется на характере воздействия:

• физические;
• химические;
• биологические.

Физическое воздействие бывает:

• механическим,
• радиоактивным,
• электромагнитным,
• шумовым,
• тепловым.

Наибольшее негативное влияние для атмосферы представляют тепловые загрязнители – систематический сброс теплого воздуха нарушает баланс окружающей среды, провоцируя общее повышение температуры.

Для человека опасно загрязнение атмосферы биологическими элементами – спорами, вирусами. Мельчайшие частицы проникают через бронхо-легочную систему и оседают в альвеолах, вызывая соматические заболевания дыхательных путей.

Физические

К физическим вариантам загрязнения относятся:

• механические за счет образования пыли и мелких твердых частиц;
• радиоактивные в виде излучения и изотопов;
• электромагнитные;
• шумовые, в частности высокоинтенсивные звуки или колебания низких частот;
• тепловые, формирующиеся при сбросе высокотемпературного воздуха.

Химические

При химическом загрязнении изменяется состав воздуха по причине поступления соединений:

• углекислого газа;
• диоксида углерода, серы, азота;
• галогенуглеродов (фреонов);
• озона;
• метана.

Наибольший объем химических компонент сбрасывают металлургические предприятия, химическая, строительная, энергетическая, целлюлозно-бумажная промышленность. Также вредные газы поступают при сжигании топлива для обогрева домов, работы промышленности.

Рассмотрим на примере двух организаций, какие загрязняющие вещества поступают в атмосферу.

При этом опасность для атмосферы несут как первичные формы токсических соединений, так и продукты взаимодействия с другими веществами.

Биологические

К биологическому виду загрязнение атмосферы относятся:

• споры бактерий, грибов, вирусы;
• продукты их жизнедеятельности;
• токсины.

С потоками воздуха они разлетаются на большие расстояния, вызывая эпидемии.

Это интересно: Гидродинамическая авария, причины, факторы, последствия

Основные компоненты загрязнения

В окружающую среду ежедневно попадает великое множество самых разных веществ, но одними из самых главных и наиболее распространённых являются следующие:

• Взвеси и пыль – это витающие в воздухе мельчайшие частички, например, компоненты сажи, дыма, строительных материалов.
• Угарный газ образуется при полном сгорании различных отходов или топлива. Он не только опасен для человека и ядовит, но ещё и оказывает крайне негативное воздействие на атмосферу.
• Углеводороды представляют собой соединения водорода и углерода. В промышленности применяются в качестве источников энергии. Некоторые виды крайне опасны.
• Сернистый газ, то есть двуокись серы. Данное вещество образуется, прежде всего, при сжигании некоторых горючих ископаемых.
• Оксиды азота могут вырабатываться микроорганизмами или выделяться в процессе сгорания, а также при некоторых химических процессах.
• Тяжёлые металлы, например, ртуть, кадмий, ванадий, свинец.
• Кислоты: азотная и серная, образующиеся при кислотных дождях.

Теперь вы знаете, каковы источники загрязнения атмосферы. И такие знания позволят понять, как действовать, чтобы сохранить экологию планеты.

Основные группы риска отравления загрязненным воздухом

1. Женщины и дети

Разрушительное воздействие токсичного воздуха представляет угрозу для всех жителей земного шара вне зависимости от возраста, пола, рода деятельности и региона проживания. Однако, как справедливо отмечает эксперт ООН, первыми в группу наибольшего риска попадают женщины и дети.

Губительное воздействие токсичного воздуха на организм ребенка способно привести к разнообразным нарушениям развития лёгких. По данным ООН, среди детей, проживающих в регионах с опасной концентрацией озона, диоксида азота и твердых частиц в воздухе, наблюдается повышенный уровень заболеваемости бронхиальной астмой, пневмонией и другими респираторными заболеваниями. Воздействие бытовых выбросов – в том числе дыма от сжигаемого мусора – связывается с частыми отитами.

Рис. 12. Смертность на 100 000 населения от острых инфекций нижних дыхательных путей у детей младше 5 лет. Источник – ВОЗ.

Во время внутриутробного развития и раннего младенчества детский организм наиболее уязвим к воздействию загрязнённого воздуха. В пренатальный и постнатальный периоды влияние ядовитых примесей и твердых частиц способно провоцировать задержку умственного и моторного развития ребёнка и значительно увеличивать риск ретинобластомы и лейкемии12.

В группу наибольшего риска включаются и женщины, поскольку воздушное загрязнение разрушительно сказывается на их репродуктивном здоровье и ходе беременности. Десятилетняя статистика, собранная специалистами ООН, свидетельствует о том, что воздействие токсичного воздуха, загрязненного озоном, диоксидами серы и азота, монооксидом углерода или твердыми частицами, увеличивает вероятность неблагоприятного исхода при рождении и становится причиной ранней детской смертности.

2. Пожилые люди

Повышенной чувствительностью к атмосферному загрязнению обладают также пожилые люди – об этом свидетельствуют результаты масштабного исследования, проводившегося группой учёных из Гарварда с 2000 по 2012 год.

Отдельным фактором риска для людей старше 60 лет становится постоянное пребывание в помещении: как показывают последние исследования, в большинстве случаев воздух в квартире оказывается ещё более вредоносным, чем воздух на улице. В первую очередь это связано с высокой концентрацией углекислого газа в закрытом помещении, в условиях которой организм испытывает сильнейшее кислородное голодание. Это опасное состояние способно серьезно ослабить сопротивляемость организма воздействию внешних загрязнителей.

3. Жители мегаполисов и промышленных районов

Как показывает мировая статистика, наиболее мощному воздействию атмосферного загрязнения подвергаются жители мегаполисов с численностью свыше 1 миллиона человек и индустриальных городов с развитой тяжелой промышленностью.

Рис. 13. Загрязнение атмосферы в городах России13.

Бурная экономическая жизнь современных мегаполисов также обостряет экологическую обстановку: в период интенсивного экономического роста в России, который продолжался с 1999 по 2007 годы, уровень воздушного загрязнения значительно возрос в 43% городов13. Не менее пагубным фактором является и территориальная близость производственных комплексов, регулярно выбрасывающих в атмосферу гигантский объём токсичных веществ.

В сочетании с высоким уровнем шума и поведенческими издержками городской жизни – такими, как неправильный сон, вредная пища и постоянный стресс – загрязнённый воздух наносит непоправимый вред здоровью среднестатистического жителя мегаполиса. Помимо повышенного риска респираторных и эндокринных заболеваний, атмосферное загрязнение провоцирует нарушения работы нервной системы – в их число входят такие явления, как бессонница, тревожность, утомление, раздражительность и депрессия.

4. Домашние животные

Не менее пагубным образом воздушное загрязнение воздействует и на здоровье домашних питомцев. Впервые речь об этом зашла ещё в 1948 году в американском городе Донор, штат Пенсильвания, когда после недельного смога местные ветеринары начали получать сведения о заболевших животных. Фиксируя состояние своих четвероногих пациентов, специалисты были вынуждены отметить, что сильнее всего от токсичных выбросов пострадали домашние собаки: из 229 животных признаки отравления проявились у 15,5% питомцев, 10 из которых вскоре погибло14.

Любопытно отметить, что домашние животные, вынужденные дышать загрязненным воздухом, со временем начинают проявлять симптомы, аналогичные тем, что проявляют их хозяева. Следовательно, проблема атмосферного загрязнения имеет серьезные последствия не только для человечества, но и для всей живой природы – включая тех, кого мы приручили.