Экологические проблемы атмосферы

   Более сильное  воздействие на озонный слой и  глобальную температуру воздуха  могут оказать хлорфторметаны (ХФМ0 фреон-11 и фреон-12 - газы, образующиеся в частности, при испарении аэрозольных препаратов, которые используются (преимущественно женщинами) для крашения волос. Поскольку ХФМ очень инертны, то они распространяются и долго живут не только в тропосфере, но и в стратосфере. Обладая довольно сильными полосами поглощения в окне прозрачности атмосферы (8-12 мкм), фреоны усиливают парниковый эффект. Наметившееся в последние десятилетия темпы роста производства фреонов могут привести к увеличению содержания фреона-11 и фреона-12 в 2030 г. до 0,8 и 2,3 млрд (при современных значениях 0,1 и 0,2 млрд). Под влиянием такого количества фреонов общее содержание озона в атмосфере уменьшится на 18%, а в нижней стратосфере даже на 40;  глобальная приземная температура возрастет на 0,12-0,21°С. 
 
 

     3.3 Ракетоносители 
 
 

           Загрязнение воздушной  среды транспортом с ракетными  двигательными установками происходит главным образом при их работе перед стартом, при взлете и посадке, при наземных испытаниях в процессе их производства и после ремонта, при хранении и транспортировке  топлива, а так же при заправке топливом летательных аппаратов. Работа жидкостного ракетного двигателя  сопровождается выбросом продуктов  полного и неполного сгорания топлива, состоящих из O, NO_x, OH и др.

     При сгорании твердого топлива из камеры сгорания выбрасываются H₂O, CO₂, HCl, CO, NO, Cl, а также твердые частицы Al₂O₃ со средним размером 0,1 мкм (иногда до 10 мкм).

     В двигателях космического корабля «Шатл» сжигается как жидкое так и  твердое топливо. Продукты сгорания топлива по мере удаления корабля  от Земли проникают в различные  слои атмосферы (табл. 2.2), но большей  частью в тропосферу.

Таблица 2.2

     В условиях запуска у пусковой системы  образуется облако продуктов сгорания, водяного пара от системы шумоглушения, песка и пыли. Объем продуктов  сгорания можно определить по времени (обычно 20 с) работы установки на стартовой  площадке и в приземном слое. После  запуска высоко температурное облако поднимается на высоту до 3 км и перемещается под действием ветра на расстояние 30 – 60 км, оно может рассеятся, но может стать и причиной кислотных дождей.

     При старте и возвращении на Землю  Ракетные двигатели неблагоприятно воздействуют не только на приземный  слой атмосферы, но и на космическое  пространство, разрушая озоновый слой Земли. Масштабы разрушения озонового  слоя определяются числом запусков ракетных систем и интенсивностью полетов  сверхзвуковых самолетов. За 40 лет  существования космонавтики в СССР и позднее России произведено  свыше 1800 запусков ракет-носителей. По прогнозам фирмы Aerospace в XXI в. для транспортировки грузов на орбиту будет осуществляться до 10 запусков ракет в сутки, при этом выброс продуктов сгорания каждой ракеты будет превышать 1,5 т/с.

     Согласно  ГОСТ 17.2.1.01 – 76 выбросы в атмосферу  классифицируют:

1. по агрегатному состоянию вредных веществ в выбросах, это – газообразные и парообразные (SO₂, CO, NO_x углеводороды и др.); жидкие (кислоты, щелочи, органические соединения, растворы солей и жидких металлов); твердые (свинец иего соединения, органическая и неорганическая пыль, сажа, смолистые вещества и др.);
2. по массовому выбросу, выделяя шесть групп, т/сут:

1. менее 0,01 вкл.;
2. свыше 0,01 до 0,1 вкл.;
3. свыше 0,1 до 1,0 вкл.;
4. свыше 1,0 до 10 вкл.;
5. свыше 10 до 100 вкл.;
6. свыше 100.

       В связи с развитием авиации  и ракетной техники, а также  интенсивным использованием  авиационных  и ракетных двигателей в других  отраслях народного хозяйства существенно возрос их общий выброс вредных примесей в атмосферу. Однако на долю этих двигателей приходится пока не более 5% токсичных веществ, поступающих в атмосферу от транспортных средств всех типов. 
 
 
 

                                                      3.4   Шумы 

   Шумы относятся  к числу вредных для человека загрязнений атмомсферы. Раздражающее воздействие звука (шума) на человека зависит от его интенсивности, спектрального  состава и продолжительности  воздействия. Шумы со сплощными спектарми  менее раздражительны, чем шумы узкого интервала частот. Наибельшее раздражение  вызывает шум в диапазоне частот 3000-5000 Гц.

   Работа  в условиях повышенного шума на первых порях вызывает быструю утомляемость, обостряет слух на высоких частотах. Затем человек как бы привыкает  к шуму, чувствительность к высоким  частотам резко падает, начинается ухудшение слуха, которое постепенно развивается в тугоухость и глухоту. При интенсивности шума 145-140 дБ возникают  вибрации в мягких тканях носа и  горла, а также в костях черепа и зубах; если интенсивность превышает 140 дБ, то начинает вибрировать грудная  клетка, мышцы рук и ног, появляются боль в ушах и голове, крайняя  усталость и раздражительность; при уровне шума свыше 160 дБ модет  произойти разрыв барабанных перепонок.

   Однако  шум губительно действует не только на слуховой аппарат, но и на центральную  нервную систему человека, работу сердца, служит причиной многих других заболеваний. Одним из наиболее мощных источников шума являются вертолеты  и самолеты особенно сверхзвуковые.

   При тех  высоких требованиях к точности и надежности управления современным  самолетом, которые предъявляются  к экипажу летательного аппарата, повышенные уровни шумов оказывают  отрицательное воздействие на работоспособность и быстроту принятия информации экипажем. Шумы, создаваемые самолетами, вызывают ухудшение слуха и другие болезненные явления у работников наземных служб аэропортоа, а также у жителей населенных пунктов, над которыми пролетают самолеты. Отрицательное воздействие на людей зависит не только от уровня максимального шума, создаваемого самолетом при полете, но и от продолжительности действия, общего числа пролетов за сутки и фонового уровня шумов. На интенсивность шума и площадь распространения существенное влияние оказывают метеорологические условия: скорость ветра, распределение ее и температуры воздуха по высоте, облака и осадки.

   Особенно  острый характер проблема шума приобрела  в связи с эксплуатацией сверхзвуковых  самолетов. С ними связаны шумы,звуковой удар и вибрация жилищ вблизи аэропортов. Современные сверхзвуковые самолеты порождают шумы, интенсивность которых  значительно превышает предельно  допустимые нормы. 
 
 
 
 
 
 

               4.   ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ НА ЧЕЛОВЕКА,

                               РАСТИТЕЛЬНЫЙ И ЖИВОТНЫЙ МИР 

   Все загрязняющие атмосферный воздух вещества в большей  или меньшей степени оказывают  отрицательное влияние на здоровье человека. Эти вещества попадают в  организм человека преимущественно  через систему дыхания. Органы дыхания  страдают от загрязнения непосредственно, поскольку около 50% частиц примеси  радиусом 0,01-0.1 мкм, проникающих в  легкие, осаждаются в них.

   Проникающие в организм частицы вызывают токсический  эффект, поскольку они: а токсичны (ядовиты) по своей химической или  физической природе; б) служат помехой  для одного или нескольких механизмов, с помощью которых нормально  очищается респираторный (дыхательный) тракт; в) служат носителем поглощенного организмом ядовитого вещества.

   В некоторых  случаях воздействие одни из загрязняющих веществ в комбинации с другими  приводят к более серьезным расстройствам  здоровья, чем воздействие каждого  из них в отдельности. Большую  роль играет продолжительность воздействия.

   Статистический  анализ позволил достаточно надежно  установить зависимость между уровнем  загрязнения воздуха и такими заболеваниями, как поражение верхних  дыхательных путей, сердечная недостаточность, бронхиты, астма, пневмония, эмфизема легких, а также болезни глаз. Резкое повышение  концентрации примесей, сохраняющееся  в течение нескольких дней, увеличивает  смертность людей пожилого возраста от респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний. В декабре 1930 г. в долине реки Маас (Бельгия) отмечалось сильное загрязнение воздуха в течение 3 дней; в результате сотни людей заболели, а 60 человек скончались - это более чем в 10 раз выше средней смертности. В январе 1931 г. в районе Манчестера (Великобритания) в течение 9 дней наблюдалось сильное задымление воздуха, которое явилось причиной смерти 592 человек. Широкую известность получили случаи сильного загрязнения атмосферы Лондона, сопровождавшиеся многочисленными смертельными исходами. В 1873 г. в Лондоне было отмечено 268 непредвиденных смертей. Сильное задымление в сочетании с туманом в период с 5 по 8 декабря 1852 г. привело к гибели более 4000 жителей Большого Лондона. В январе 1956 г.  около 1000 лондонцев погибли в результате продолжительного задымления. Большая часть тех, кто умер неожиданно, страдали от бронхита, эмфиземы легких или сердечно-сосудистыми заболеваниями. 
 
 

                                               4.1  Оксид углерода 

   Концентрация  СО, превышающая предельно допустимую, приводит к физиологическим изменениям в организме человека, а концентрация более 750 млн   к смерти. Объясняется  это тем, что СО - исключительно  агрессивный газ,, легко соединяющийся  с гемоглобином ( красными кровяными  тельцами). При соединении образуется карбоксигемоглобин, повышение (сверх  нормы, равной 0.4%) содержание которого в крови сопровождается:

   а) ухудшением остроты зрения и способности  оценивать длительность интервалов времени,

   б) нарушением некоторых психомоторных функций  головного мозга ( при содержании 2-5%),

   в) изменениями  деятельности сердца и легких ( при  содержании более 5%),

   г) головными  болями, сонливостью, спазмами, нарушениями  дыхания и смертностью ( при содержании 10-80%).

   Степень воздействия  оксида углерода на организм зависят  не только от его концентрации, но и  от времени пребывания (экспозиции) человека в загазованном СО воздухе. Так, при концентрации СО равной 10-50 млн (нередко наблюдаемой в атмосфере  площадей и улиц больших городов), при экспозиции 50-60 мин отмечаютcя нарушения, приведенные в п. "а", 8-12 ч - 6 недель - наблюдаются изменения, указанные в п.. "в". Нарушение дыхания, спазмы. Потеря сознания наблюдаются при концентрации СО, равной 200 млн, и экспозиции 1-2 ч при тяжелой работе и 3-6 ч - в покое. К счастью, образование карбоксигемоглобина в крови - процесс обратимый: после прекращения вдыхания СО начинается его постепенный вывод из крови; у здорового человека содержание СО в крови каждые 3-4 ч и уменьшается в два раза. Оксид углерода - очень стабильное вещество, время его жизни в атмосфере составляет 2-4 мес. При ежегодном поступлении 350 млн. т концентрация СО в атмосфере должна была бы увеличиваться примерно на 0,03 млн-1/год. Однако этого, к счастью, не наблюдается, чем мы обязаны в основном почвенным грибам, очень активно разлагающим СО (некоторую роль играет также переход СО в СО2). 
 
 

                           4.2  Диоксид серы  и серный ангидрид 
 

   Диоксид серы (SO2) и серный ангидрид (SO3) в комбинации со взвешенными частицами и влагой оказывают наиболее вредной воздействие на человека, живые организмы и материальные ценности SO2 - бесцветный и негорючий газ, запах которого начинает ощущаться при его концентрации в воздухе 0,3-1,0 млн, а при концентрации свыше 3 млн SO2  имеет острый раздражающий запах. Диоксид серы в смеси с твердыми частицами и серной кислотой (раздражитель более сильный, чем SO2)  уже при среднегодовом содержании 9,04-0,09 млн. и концентрации дыма 150-200 мкг/м3 приводит к увеличению симптомов затрудненного дыхания и болезней лугких, а при среднесуточном содержании SO2 0,2-0,5 млн и концентрации дыма 500-750 мкг/м3 наблюдается резкое увеличение числа больных и смертельных исходов. При концентрации  SO2  0,3-0,5 млн в течение нескольких дней  наступает хроническое поражение листьев растений (особенно шпината, салата, хлопка и люцерны), а также иголок сосны.