Джерела забруднення атмосфери і його результати

     В деяких випадках дія забруднюючих речовин  в комбінації з іншими приводять до більш серйозних розладів здоров'я, ніж дія шкірного з їх окремо. Велику роль грає тривалість дії.

     Статистичній  аналіз дозволивши достатньо надійно встановити залежність між рівнем забруднення повітря і такими захворюваннями, як поразка верхніх дихальних шляхів, серцева недостатність, бронхіти, астма, пневмонія, емфізема легенів, а також хвороби очей. Різке підвищення концентрації домішок, що зберігається протягом декількох днів, збільшує смертність людей немолодого віку від респіраторних і серцево-судинних захворювань. В грудні 1930 р. в долині річки Маас (Бельгія) наголошувалося сильне забруднення повітря протягом 3 днів; в результаті сотні людей захворіли, а 60 чоловік померли - це більш ніж в 10 разів вище середній смертності. В січні 1931 р. в районі Манчестера (Великобританія) протягом 9 днів спостерігалося сильне задимлення повітря, яке стало причиною смерті 592 чоловік. Широку популярність здобули випадки сильного забруднення атмосфери Лондона, що супроводжувалися численними смертельними результатами. В 1873 р. в Лондоні було відзначено 268 непередбачених смертей. Сильне задимлення в поєднанні з туманом в період з 5 по 8 грудня 1852 р. привело до загибелі більше 4000 жителів Великого Лондона. В січні 1956 р. близько 1000 лондонців загинули в результаті тривалого задимлення. Велика частина , хто помер несподівано, страждали від бронхіту, емфіземи легенів або серцево-судинними захворюваннями. 

     3.1 Оксид вуглецю (З) 

     Концентрація  , перевищуюча гранично допустиму, приводити до фізіологічних змін в організмі людини, а концентрація більше 750 млн до смерті. Пояснюється це тим, що З - виключно агресивний газ, легко що з'єднується з гемоглобіном ( червоними кров'яними тільцями). При з'єднанні утворюється карбоксигемоглобін, підвищення (понад норму, рівною 0.4%) вміст якого в крові супроводжується:

     а) погіршенням гостроти зору і здатності оцінювати тривалість інтервалів годині

     б) порушенням деяких психомоторних функцій  головного мозку ( при змісті 2-5%)

     в) змінами діяльності серця і легенів ( при змісті більше 5%)

     г) головними болями, сонливістю, спазмами, порушеннями дихання і смертністю ( при змісті 10-80%).

     Ступінь дії оксиду вуглецю на організм залежать не тільки від його концентрації, але  і від годині перебування (експозиції) людини в загазованому З повітрі. Так, при концентрації З рівною 10-50 млн (нерідко спостережуваної в атмосфері площ і вулиць великих міст), при експозиції 50-60 мін наголошуються порушення, приведені в п. "а", 8-12 г - 6 тижнів - спостерігаються зміни, вказані в п.. "в". Порушення дихання, спазми. Втрата свідомості спостерігаються при концентрації З, рівної 200 млн, і експозиції 1-2 г при важкій роботі і 3-6 г - у спокої. На щастя, утворення карбоксигемоглобіна в крові - процес оборотний: після припинення вдихання З починається його поступовий висновок з крові; у здорової людини зміст З в крові кожні 3-4 г і зменшується в два рази. Оксид вуглецю - дуже стабільна речовина, годину його життя в атмосфері складає 2-4 міс. При щорічному надходженні 350 млн. т концентрація З в атмосфері повинна була б збільшуватися приблизно на 0,03 млн-1/год. Проте цього, на щастя, не спостерігається, чим ми зобов'язані в основному ґрунтовим грибам, дуже активно розкладаючим З (деяку роль грає також перехід З в СО2). 

     3.2 Діоксид сірки і сірчаний ангідрид 

     Діоксид сірки (SO2) і сірчаний ангідрид (SO3) в комбінації із зваженими частинками і вологою надають найшкідливішій дію на людину, живі організми і матеріальні цінності SO2 - безбарвний і негорючий газ, запах якого починає відчуватися при його концентрації в повітрі 0,3-1,0 млн, а при концентрації понад 3 млн SO2 має гострий дратівливий запах. Діоксид сірки в суміші з твердими частинками і сірчаною кислотою (подразник більш сильний, ніж SO2) вже при середньорічному змісті 9,04-0,09 млн. і концентрація диму 150-200 мкг/м3 може приводити до збільшення симптомів утрудненого дихання і хвороб легких, а при середньодобовому змісті SO2 0,2-0,5 млн і концентрації диму 500-750 мкг/м3 спостерігається різке збільшення числа хворих і смертельних результатів. При концентрації SO2 0,3-0,5 млн протягом декількох днів наступає хронічна поразка листя рослин особливо шпинату, салату, виляску і люцерни. 

     3.3 Оксиді азоту і деякі інші речовини 

     Оксиді  азоту (перш за все, отруйні діоксид азоту NO2), що з'єднуються за участю ультрафіолетової сонячної радіації з вуглеводнями (серед найбільшої реакційною здатністю володіють олеофіни), утворюють пероксилацетилнитрат (ПАН) і інші фотохімічні окислювачі, у тому числі пероксибензоилнітрат (ПБН), озон (О3), перекис водню (Н 2О2), діоксид азоту. Ці окисники- основні складові фотохімічного смогу, повторюваність якого велика в сильно забруднених містах, розташованих в низьких широтах північної і південної півкулі (Лос-Анджелес, в якому близько 200 днів в році наголошується зміг, Чикаго, Нью-Йорк і інші міста США; ряд міст Японії, Туреччині, Франції, Іспанії, Італії, Африки і Південної Америки).

     Оцінка  швидкості фотохімічних реакцій, що приводять до вивчення ПАН, ПБН і озону, показує, що у ряді південних міст колишнього Радянського Союзу влітку близько півдня годинник (коли велика притоки ультрафіолетової радіації) ці швидкості перевершують значення, починаючи з якими наголошується утворення смогу. Так, в Алма-Аті, єреван, Тбілісі, Ашхабаді, Баку, Одесі і інших містах при спостережуваних рівнях забруднення повітря максимальна швидкість втрати О3 досягла 0,70-0,86 мг/(м3 ×ч), тоді як зміг виникає вже при швидкості 0,35 мг/(м3 × ч).

     Наявність в складі ПАН діоксиду азоту і  йодистого калія додає смогу коричневий відтінок. При концентрації ПАН випадає на землю у вигляді клейкої рідини згубно діючій на рослинний покрив.

     Всі окислювачі, ПАН і ПБН, сильно дратують і волають запалення очей, а в комбінації з озоном дратують носоглотку, приводять до спазмів грудної клітки, а при високій концентрації (понад 3-4 мг/м3) викликають сильний кашель і ослабляють можливість на чому або зосередитися.

     Назвемо деякі інші забруднюючі повітря  речовини, шкідливо діючі на людину. Встановлено, що у людей, професіонально мають справу з азбестом підвищена вірогідність ракових захворювань бронхів і діафрагм, що розділяють грудну клітку і черевну порожнину. Берилій надає шкідливу дію(аж до виникнення онкологічних захворювань) на дихальні шляхи, а також на шкіру і очі. Парі ртуті викликають порушення роботи центральної верхньої системи і нирок. Оскільки ртуть може нагромаджуватися в організмі людини, то зрештою її дія приводити до розладу розумових здібностей.

     В містах унаслідок забруднення повітря, що постійно збільшується, неухильно зростанні число хворих, страждаючих такими захворюваннями, як хронічний бронхіт, емфізема легенів, різні алергічні захворювання і рак легких. У Великобританії 10% випадків смертельних результатів доводитися на хронічний бронхіт, при цьому 21; населення у віці 40-59 років страждає на це захворювання. В Японії у ряді міст до 60% жителів хворіють на хронічний бронхіт, симптомами якого є сухий кашель з частими відкашлюваннями, подалі прогресуюче утруднення дихання і серцева недостатність (у зв'язку з цим слід зазначити, що так зване японське економічне чудо 50-х - 60-х років супроводжувалося сильним забрудненням природного середовища одного з найкрасивіших районів земної кулі і серйозним збитком, заподіяним здоров'ю населення цієї країни). В останні десятиріччя з що викликає сильну заклопотаність швидкістю зростанні число хворих раком бронхів і легенів, виникненню яких сприяють канцерогенні вуглеводні. 

     3.4 Вплив радіоактивних речовин на рослинний і тваринний світ 

     Деякі хімічні елементи радіоактивні: їх мимовільний розпад і перетворення в елементи з іншими порядковими номерами супроводжується випромінюванням. При розпаді радіоактивної речовини його маса з часом зменшується. Теоретично вся маса радіоактивного елемента зникає за нескінченно велику годину. Годину, після закінчення якого маса зменшується удвічі, називається періодом напіврозпаду. Для різних радіоактивних речовин період напіврозпаду змінюється в широких межах: від декількох годин (у 41 Ar він рівний 2 ч) до декількох мільярдів літ (238U - 4,5 млрд. літ)

     Боротьба  з радіоактивним забрудненням середовища може носити лише попереджувальний характер, оскільки не існує ніяких способів біологічного розкладання і інших механізмів, що дозволяють нейтралізувати цей вид зараження природного середовища. Найбільшу небезпеку представляють радіоактивні речовини з періодом напіврозпаду від декількох тижнів до декількох років: цього годині достатньо для проникнення таких речовин в організм рослин і тварин.

     Розповсюджуючись  по харчовому ланцюгу (від рослин до тварин), радіоактивні речовини з  продуктами харчування поступають в  організм людини і можуть нагромаджуватися в такій кількості, яку здатний  нанести шкода здоров'ю людини.

     При однаковому рівні забруднення середовища ізотопи простих елементів (14С, 32З, 45Са, 35S, 3Н і ін.) є основними доданками живої речовини (рослин і тварин), більш небезпечні, ніж радіоактивні речовини, що рідко зустрічаються, слабо що поглинаються організмами.

     Найбільш  небезпечні серед радіоактивних  речовин 90 Sr м 137Сs утворюються при ядерних вибухах в атмосфері, а також поступають в оточуючу середовище з відходами атомної промисловості. Завдяки хімічній схожості з кальцієм 90Sr легко проникає в кісткову тканину хребетних, тоді як 137 Cs нагромаджується в м'язах заміщаючи калій.

     Випромінювання  радіоактивних речовин надають наступну дію на організм:

     ослабляють  опромінений організм, уповільнюють зростання, знижують опірність до інфекцій і імунітет організму;

     зменшують тривалість життя, скорочують показники  природного приросту через тимчасову або повну стерилізацію;

     різними способами вражають гени, наслідки якого виявляються в іншому або  третьому поколіннях;

     надають кумулятивну (що нагромаджується) дію, викликаючи необоротні ефекти.

     Тяжкість  наслідків опромінювання залежить від кількості поглиненої організмом енергії (радіації), що випромінює радіоактивною  речовиною. Одиницею цієї енергії служити 1 ряд - це доза опромінювання, при якій 1 г живої речовини поглинає 10-5 Дж енергії.

     Встановлено, що при дозі, що перевищує 1000 радій, людина гине; при дозі 7000 і 200 радій  смертельний результат наголошується  в 90 і 10% випадків відповідно; у разі дози 100 рада людина виживає, проте значно зростає вірогідність захворювання раком, а також вірогідність повної стерилізації.

     Найбільше забруднення радіоактивного розпаду  викликали вибухи атомних і водневих бомб, випробування яких особливо широко проводилося в 1954-1962 рр. В до 1963 р., коли був підписаний Договір про заборону випробувань ядерної зброї в атмосфері, в космічному просторі і під водою, в атмосфері вже знаходилися продукти вибуху загальною потужністю понад 170 Мт (це приблизно потужність вибуху 85000 бомб, подібних скиненій на Хіросіму).

     Другу джерело радіоактивних домішок - атомна промисловість. Домішки поступають в оточуючу середовище при здобичі і збагаченні викопної сировини, використовуванні його в реакторах, переробці ядерного пального в установках.

     Найсерйозніше забруднення середовища пов'язано з роботою заводів по збагаченню і переробці атомної сировини. Велика частина радіоактивних домішок міститься в стічних водах. Які збираються і зберігаються в герметичних судинах. Проте 85Кr,133 Хе і частина 131 I потрапляють в атмосферу з випарників, що використовуються для ущільнення радіоактивних відходів. Тритій і частина продуктів розпаду (90Sr, 137Cs, 106 Ru, 131 I) скидаються в річки і моря, разом з малоактивними рідинами (невеликий завод по виробництву атомного пального щорічно скидає від 500 до 1500 т води, зараженої цими ізотопами). Згідно наявним оцінкам, до 2000 р. щорічна кількість відходів атомної промисловості в США досягла 4250 т (що еквівалентно масі відходів, які могла б утворитися при вибуху 8 млн. бомб типу скиненої на Хіросіму). Для дезактивації радіоактивних відходів до їх повної безпеки необхідний годину, рівний приблизно 20 періодам напіврозпаду (це близько 640 років для 137Сs і 490 тис. років для 239 Ru). Навряд чи можна поручитися за герметичність контейнерів, в яких зберігаються відходи, протягом таких тривалих інтервалів годині.

     Таким чином, зберігання відходів атомної  енергетики представляється найгострішою проблемою охорони середовища від радіоактивного зараження. Теоретично, правда, можливо створити атомні електростанції з практично нульовим викидом радіоактивних домішок. Але в цьому випадку виробництво енергії на атомній станції виявляється істотно дорожче, ніж на теплової електростанції.

     Оскільки  виробництво енергії, засноване  на викопному паливі (вугілля, нафта, газ, також супроводжується забрудненням середовища, а запаси самого викопного палива обмежені, більшість дослідників, що займаються проблемами енергетики і охорони середовища прийшли до висновку: атомна енергетика здатна не тільки задовольняти всі зростаючі споживи суспільства в енергії, але і забезпечити охорону природного середовища і людини краще ніж це може бути здійснено при виробництві такої ж кількості енергії на основі хімічних джерел (спалювання вуглеводнів). При цьому особливу увагу слідує виділити заходам, що виключають ризик радіоактивного забруднення середовища (у тому числі і у далекому майбутньому), зокрема забезпечити незалежність органів по контролю за викидами від відомств, відповідальних за виробництво атомної енергії.