Забруднення атмосфери

Найбільша кількість забруднюючих речовин викидається при розгоні  автомобіля, особено при швидкому, а також при русі з малою  швидкістю . Відносна частка (від загальної маси викидів) вуглеводнів і оксиду вуглецю найбільш висока при гальмуванні і на холостому ходу, частка оксидів азоту при розгоні. З цих даних виходить, що автомобілі особливо сильно забруднюють повітряне середовище при частих зупинках і при русі з малою швидкістю.

Створювані в містах системи  руху в режимі "зеленої хвилі", істотно скорочують число зупинок  транспорту на перехрестях, покликані  скоротити забруднення атмосферного повітря в містах. Великий вплив на якість і кількість викидів домішок надає режим роботи двигуна, зокрема співвідношення між масами палива і повітря, момент запалення, якість палива, відношення поверхні камери згоряє до її об'єму . При збільшенні відношення маси повітря і палива, що поступає в камеру згоряє, скорочуються викиди оксиду вуглецю і вуглеводнів, але зростає викид оксидів азоту

Не дивлячись на те що дизельні двигуни більш економні, таких  речовин, як HnCm, NОx, викидають не більш, ніж бензинові, сморід істотно більше викидають диму (переважно незгорілого вуглецю), який до того ж володіє неприємним запахом створюваним деякими незгорілими вуглеводнями). В поєднанні ж із створюваним шумом дизельні двигуни не тільки сильніше забруднюють середовище, але і впливають на здоров'я людини набагато більшою мірою, ніж бензинові

2.2 Літаки 

Хоча сумарний викид забруднюючих речовин двигунами літаків порівняно  невеликий (для міста, країни), в районі аеропорту ці викиди вносять визначальний внесок в забруднення середовища. До того ж турбореактивні двигуни (так саме як дизельні) при посадці і зльоті викидають добрі помітний на око шлейф диму. Значну кількість домішок в аеропорту викидають і наземні пересувні засоби, під’їжджаючі і від'їжджаючі автомобілі.

 В аеропорту Лос-Анджелеса  в 1970 г емісія від літаків і наземних засобів склала:

Речовина Аерозоль Емісія Hn Cm Noх

Літаки 10250 18000 2500 3820

наземні засоби 8980 1235 750 80

Згідно отриманим оцінкам, в середньому близько 42 % загальної  витрати палива витрачається на вирулювання  літака до злітно-посадочної смуги (ВПП) перед зльотом і на зарулювання  з ВПП після посадки (за годиною в середньому близько 22 мін). При цьому частка незгорілого і викинутого в атмосферу палива при рулюванні набагато більше, ніж у польоті. Крім поліпшення роботи двигунів (розпиленість палива, збагачення суміші в зоні горіння, використовування присадок до палива, уприскування води і ін.), істотного зменшення викидів можна добитися шляхом скорочення години роботи двигунів на землі і числа працюючих двигунів при рулюванні (тільки за рахунок останнього досягається зниження викидів в 3 - 8 разів).

В останні 10 - 15 років велику увагу надається дослідженню тихий ефектів, які можуть виникнути у зв'язку з польотами надзвукових літаків і космічних кораблів. Ці польоти супроводжуються забрудненням стратосфери оксидами азоту і сірчаною кислотою (надзвукові літаки), а також частинками оксиду алюмінію (транспортні космічні кораблі). Оскільки ці забруднюючі речовини руйнують озон, то спочатку створилася думка (підкріплене відповідними модельними розрахунками), що плановане зростання числа польотів надзвукових літаків і транспортних космічних кораблів приведе до істотного зменшення озону зі всіма подальшими згубними діями ультрафіолетової радіації на біосферу Землі. Проте більш глибокий підхід до цієї проблеми дозволивши зробити висновок про слабий вплив викиди надзвукових літаків на стан стратосфери. Так, при сучасному числі надзвукових літаків і викиді забруднюючих речовин на висоті близько 16 км відносне зменшення змісту О3 може скласти приблизно 0.60 ; якщо їх число зросте до 200 і висота польоту буде близька до 20 км, то відносне зменшення змісту О3 може піднятися до 17%. Глобальна приземна температура повітря за рахунок парникового ефекту, створюваного викидами надзвуковими літаками може підвищиться не більше ніж на 0,1°C/

Більш сильну дію на озон і глобальну температуру повітря  можуть надати хлорфторметани (ХФМ0 фреон-11 і фреон-12 - гази, що утворюються зокрема, при випаровуванні аерозольних препаратів, які використовуються (переважно жінками) для фарбування волосся. Оскільки ХФМ дуже інертні, то сморід розповсюджуються і довго живуть не тільки в тропосфері, але і в стратосфері. Володіючи досить сильними смугами поглинання у вікні прозорості атмосфери (8-12 мкм), фреони усилюють парниковий ефект. Що намітилося в останні десятиріччя темпи зростання виробництва фреонів можуть привести до збільшення змісту фреону-11 і фреону-12 в 2030 р. до 0,8 і 2,3 млрд (при сучасних значеннях 0,1 і 0,2 млрд). Під впливом такої кількості фреонів загальний вміст озону в атмосфері зменшиться на 18%, а в нижній стратосфері навіть на 40; глобальна приземна температура зросте на 0,12-0,21°.

На закінчення можна відзначити, що всі ці антропогенні ефекти перекриваються в глобальному масштабі природними чинниками, наприклад, забрудненням атмосфери вулканічними виверженнями.

2.3 Шуми

Шуми відносяться до числа  шкідливих для людини забруднень атмосфери. Дратівлива дія звуку (шуму) на людину залежить від його інтенсивності, спектрального складу і тривалості дії. Шуми із ширшими спектрами менш дратівливі, ніж шуми вузького інтервалу частот. Найбільше роздратування викликає шум в діапазоні частот 3000-5000 Гц.

Робота в умовах підвищеного шуму по-перше викликає швидку стомлюваність, загострює слух на високих частотах. Потім людина як би звикає до шуму, чутливість до високих частот різко падає, починається погіршення слуху, яка поступово перетворується в глухоту. При інтенсивності шуму 145-140 дБ виникають вібрації в м'яких тканинах носа і горла, а також в кістках черепи і зубах; якщо інтенсивність перевищує 140 дБ, то починає вібрувати грудна клітка, м'яза рук і ніг, з'являються біль у вухах і голові, крайня утомленість і дратівливість; при рівні шуму понад 160 дБ відбутися розрив барабанних перетинок.

Проте шум згубно діє не тільки на слуховий апарат, але і  на центральну нервову систему людини, роботу серця, служити причиною багатьох інших захворювань. Одним з наймогутніших  джерел шуму є вертольоти і літаки особливо надзвукові.

При тихий високих вимогах  до точності і надійності керування  сучасним літаком, які пред'являються  до екіпажа літального апарату, підвищені рівні шумів надають негативну дію на працездатність і швидкість ухвалення інформації екіпажем. Шуми, створювані літаками, викликають погіршення слуху і інші хворобливі явища у працівників наземних служб аэропортоа, а також у жителів населених пунктів, над якими пролітають літаки. Негативна дія на людей залежить не тільки від рівня максимального шуму, створюваного літаком при польоті, але і від тривалості дії, загального числа прольотів за добу і фонового рівня шумів. На інтенсивність шуму і площу розповсюдження істотний вплив надають метеорологічні умови: швидкість вітру, розподіл її і температури повітря по висоті, хмари і осідання.

Особливо гострий характер проблема шуму придбала у зв'язку з  експлуатацією надзвукових літаків. З ними пов'язані шуми, звуковий удар і вібрація жител поблизу аеропортів. Сучасні надзвукові літаки породжують шуми, інтенсивність яких значно перевищує гранично допустимі норми.

3. Вплив забруднення атмосфери  на людину рослинний і тваринний світ

Всі забруднюючі атмосферного повітря речовини в більшому або меншому ступені роблять негативний вплив на здоров'я людини. Ці речовини потрапляють в організм людини переважно через систему дихання. Органи дихання страждають від забруднення безпосередньо, оскільки близько 50% частинок домішки радіусом 0,01-0.1 мкм, проникаючих в легені, осідають в них.

Проникаючі в організм частинки викликають токсичний ефект, оскільки сморід: а токсичні (отруйні) по своїй хімічній або фізичній природі; б) служать перешкодою для одного або декількох механізмів, за допомогою яких нормально очищається респіраторний (дихальний) тракт; в) служать носієм поглиненого організмом отруйної речовини.

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 Оксиди  азоту і деякі інші речовини

Оксиди 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.