Атмосфера. Влияние ее на организм человека

     Вместе  с этим уничтожение лесов даже на обширных пространствах оказывает  ограниченное влияние на метеорологические  процессы большого масштаба. Уменьшение шероховатости земной поверхности  и некоторое изменение испарения  на освобождённых от лесов территориях  несколько изменяет режим осадков, хотя такое изменение сравнительно невелико, если леса заменяются другими  видами растительности.

     Более существенное влияние на осадки может  оказать полное уничтожение растительного  покрова на некоторой территории, что неоднократно происходило в  результате хозяйственной деятельности человека. Такие случаи имели место  после вырубки лесов в горных районах со слабо развитым почвенным  покровом. В этих условиях эрозия быстро разрушает не защищённую лесом почву, в результате чего становится невозможным  дальнейшее существование развитого  растительного покрова. Похожее  положение возникает в некоторых  областях сухих степей, где естественный растительный покров, уничтоженный вследствие неограниченного выпаса сельскохозяйственных животных, не возобновляется, в связи, с чем эти области превращаются в пустыни.

     Поскольку земная поверхность без растительного  покрова сильно нагревается солнечной  радиацией, относительная влажность  воздуха на ней падает, что повышает уровень конденсации и может  уменьшать количество выпадающих осадков. Вероятно, именно этим можно объяснить  случаи невозобновления естественной растительности в сухих районах  после её уничтожения человеком.

     Другой  путь влияния деятельности человека на климат связан с применением искусственного орошения. В засушливых районах орошение используется в течение многих тысячелетий, начиная с эпохи древнейших цивилизаций.

     Применение  орошения резко изменяет микроклимат  орошаемых полей. Из-за незначительного  увеличения затраты тепла на испарение  снижается температура земной поверхности, что приводит к понижению температуры  и повышению относительной влажности  нижнего слоя воздуха. Тем не менее, такое изменение метеорологического режима быстро затухает за пределами  орошаемых полей, поэтому орошение приводит только к изменениям местного климата и мало влияет на метеорологические  процессы большого масштаба.

     Другие  виды деятельности человека в прошлом  не оказывали заметного влияния  на метеорологический режим сколько-нибудь обширных пространств, поэтому до недавнего  времени климатические условия  на нашей планете определялись в  основном естественными факторами. Такое положение начало изменяться в середине ХХ века из-за быстрого роста  численности населения и, особенно из-за ускорения развития техники и энергетики. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

II. Атмосфера. Влияние ее на организм человека.

1.Первичный  состав атмосферы.

     Как только Земля остыла, вокруг неё, из выделенных газов, сформировалась атмосфера. Точное процентное соотношение элементов  химического состава первичной  атмосферы, к сожалению, определить не представляется возможным, но можно  с точностью предположить, что  газы, входящие в её состав, были подобны  тем, которые теперь выбрасываются  вулканами – углекислый газ, водяной  пар и азот. «Вулканические газы в виде перегретых паров воды, углекислого  газа, азота, водорода, аммиака, кислых дымов, благородных газов и кислорода  формировали праатмосферу. В это  время накопление кислорода в  атмосфере не происходило, поскольку  он расходовался на окисление кислых дымов (HCl, SiO2, H2S)»(1).  

     Существуют  две теории происхождения самого важного для жизни химического  элемента – кислорода.  По мере охлаждения Земли температура упала примерно до 100° C, большая часть водяного пара сконденсировалась и выпала на земную поверхность первым дождем, вследствие, чего образовались реки, моря и океаны – гидросфера. «Водяная оболочка на Земле обеспечила возможность накопления эндогенного кислорода, став его  аккумулятором и (при насыщении) поставщиком в атмосферу, к этому  времени уже очищенную от воды, углекислоты, кислых дымов, и других газов в результате прошедших  ливней».

     Другая  теория утверждает, что кислород образовался  при фотосинтезе в результате жизнедеятельности примитивных  клеточных организмов, когда растительные организмы расселились по всей Земле, количество кислорода в атмосфере  стало быстро увеличиваться. Однако, многие учёные склонны рассматривать  обе версии без взаимного исключения.     

2. Причины изменения газового состава атмосферы.

     Существует  масса причин изменения газового состава атмосферы – первое, и  самое главное это деятельность человека. Второе, как ни странно, - деятельность самой природы.

     а) антропогенное воздействие. Деятельность человека оказывает  разрушающее  действие на химический состав атмосферы. При производстве в окружающую среду  выбрасывается углекислый газ и  ряд других парниковых газов. Особенно опасен выброс CO2 различными заводами и предприятиями (рис. 5). «Все крупнейшие города, как правило, лежат в слое плотного тумана. И не от того, что  часто расположены в низинах  или у воды, а из-за ядер конденсации, сосредоточенных над городами. В  некоторых местах воздух настолько  загрязнен частицами выхлопных  газов и промышленных выбросов, что велосипедисты вынуждены надевать маски. Эти частицы служат ядрами конденсации для тумана»(7). Так же губительное воздействие оказывают выхлопные газы автомобилей, содержащие оксид азота, свинец, а также большое количество диоксида углерода (углекислого газа).

     Одной из главных особенностей атмосферы  является наличие озонового экрана. Фреоны – фтор содержащие химические элементы, широко используются в производстве аэрозолей и холодильников, оказывают  сильное воздействие на озоновый экран, разрушая его.

     «Ежегодно под пастбища вырубаются тропические  леса на территории, равной площади  Исландии, - в основном в бассейне реки Амазонки (Бразилия). Это может  привести к сокращению количества осадков, т.к. количество влаги, испаряемой деревьями, сокращается. Вырубка лесов способствует и усилению парникового эффекта, ведь растения поглощают углекислый газ»(7).

б) естественное воздействие. И природа вносит свою лепту в историю атмосферы  Земли, в основном, запыляя её. «Огромные  массы пыли поднимают в воздух ветры пустынь. Она заносится  на большую высоту и может разнестись очень далеко. Возьмем ту же Сахару. Мельчайшие частицы каменистых пород, поднятые здесь в воздух, закрывают  горизонт, сквозь пыльное покрывало  тускло светит Солнце»(6). Но опасны не только ветры.

     В августе 1883 года на одном из островов Индонезии разразилась катастрофа – взорвался вулкан Кракатау. При  этом около семи кубических километров вулканической пыли было выброшено  в атмосферу. Ветры разнесли эту  пыль на высоту 70-80 км. Лишь спустя годы эта пыль осела.

     Так же причиной появления огромного  количества пыли в атмосфере являются падающие на Землю метеориты. При  попадание на земную поверхность, они  поднимают в воздух огромные массы  пыли.

     Так же в атмосфере периодически то появляются, то исчезают озоновые дыры – дыры в  озоновом экране. Многие ученые считают  это явление естественным процессом  развития географической оболочки Земли.                      

3.Влияние загрязнения атмосферы на организм человека.

     Наша  планета окружена воздушной оболочкой  – атмосферой, которая распространяется над Землей на 1500 – 2000 км. Однако эта  граница условна, поскольку следы  атмосферного воздуха обнаружены и  на высоте 20000 км.

     Наличие атмосферы – необходимое условие  существования жизни на Земле, поскольку  атмосфера регулирует климат Земли, а также сглаживает суточные колебания  температур на планете. В настоящее  время средняя температура поверхности  Земли равна 140С. Атмосфера пропускает излучение Солнца и пропускает тепло. В ней образуются облака, дождь, снег, ветер. Она является переносчиком влаги на Земле и средой, в которой распространяется звук.

         Атмосфера служит источником кислородного дыхания, вместилищем газообразных продуктов обмена веществ, оказывает влияние на теплообмен и другие функции живых организмов. Основное значение для жизнедеятельности организма имеют кислород и азот, содержание которых в атмосферном воздухе соответственно равно 21 и 78%.

     Кислород  необходим для дыхания большинства  живых существ (исключение составляет лишь небольшое количество анаэробных микроорганизмов). Азот входит в состав белков и азотистых соединений. Углекислый газ – источник углерода органических веществ – важнейшего компонента этих соединений.

     За  сутки человек вдыхает около 12 – 15 м3 кислорода, а выделяет приблизительно 580 л углекислого газа. Поэтому  атмосферный воздух является одним  из основных жизненно важных элементов  окружающей среды. Необходимо отметить, что в удалении от источников загрязнения  химический состав атмосферы достаточно стабилен. Однако в результате хозяйственной  деятельности человека появились очаги  выраженного загрязнения воздушного бассейна в тех районах, где размещены  крупные промышленные центры. Здесь  в атмосфере отмечается наличие  твердых и газообразных веществ, оказывающих неблагоприятное воздействие  на условия жизни и здоровья населения.

     К настоящему времени накопилось много  научных данных о том, что загрязненность атмосферы, особенно в крупных городах, достигла опасных для здоровья людей  размеров. Известно немало случаев  заболеваний и даже смерти жителей  городов индустриальных центров  в результате выбросов токсичных  веществ промышленными предприятиями  и транспортом при определенных метеорологических условиях.

     Двуокись  кремния и свободный кремний, содержащийся в летучей золе, является причиной тяжелого заболевания легких – силикоза, развивающего у рабочих  «пыльных» профессий, например у  горняков, работников коксохимических, угольных, цементных и ряда других предприятий. Ткань легких занимается соединительной тканью, и эти участки  перестают функционировать. У детей, проживающих вблизи мощных электростанций, не оборудованных пылеуловителями, обнаруживают изменения в легких, сходные с формами силикоза. Большая  загрязненность воздуха дымом и  копотью, продолжающаяся в течение  нескольких дней, может вызвать отравления людей со смертельными исходами.

     Особенно  губительно действует на человека загрязнение  атмосферы в тех случаях, когда  метеорологические условия способствуют застою воздуха над городом. Содержащиеся в атмосфере вредные вещества воздействуют на человеческий организм при контакте с поверхностью кожи или слизистыми оболочками. Наряду с органами дыхания загрязнители поражают органы зрения и обоняния, а, воздействуя на слизистую оболочку гортани, могут вызывать спазмы голосовых  связок. Вдыхаемые твердые и жидкие частицы размерами 0,6 – 1,0 мкм достигают  альвеол и абсорбируются в  крови, некоторые накапливаются  в лимфатических узлах.

     Загрязненный  воздух раздражает большей частью дыхательные  пути, вызывая бронхит, эмфизему, астму. К раздражителям, вызывающим эти  болезни, относятся сернистый (SO2) и  серный (SO3) ангидриды, окислы азота, хлороводород (HCl), сероводород (H2S), фосфор и его  соединения.

     Признаки  и последствия действий загрязнителей  воздуха на организм человека проявляются  большей частью в ухудшении общего состояния здоровья: появляются головные боли, тошнота, чувство слабости, снижается  или теряется трудоспособность. Отдельные  загрязняющие вещества вызывают специфические  симптомы отравления. Например, хроническое  отравление фосфором сопровождается болями в желудочно-кишечном тракте и пожелтением  кожного покрова. Эти симптомы сопряжены  с потерей аппетита и замедлением  обмена веществ. В дальнейшем отравление фосфором приводит к деформации костей, которые становятся все более  хрупкими. Снижается сопротивляемость организма в целом.

     Оксид углерода (II), (CO) – бесцветный и не имеющий запаха газ – воздействует на нервную и сердечно-сосудистую системы, вызывая удушье. Первичные  симптомы отравления угарным газом (появление головной боли) возникают  у человека через 2 – 3 часа его пребывания в атмосфере, содержащей 200 – 220 мг/м3 CO. При более высоких концентрациях  угарного газа появляются ощущение пульсации  крови в висках, головокружение. Токсичность угарного газа возрастает при наличии в воздухе азота, в этом случае концентрацию CO в воздухе  необходимо снижать в 1,5 раза.

     Оксиды азота (NO, N2O3, NO2, N2O). В атмосферу выбрасываются в основном диоксид азота NO2 – бесцветный, не имеющий запаха ядовитый газ, раздражающе действующий на органы дыхания. Особенно опасны оксиды азота в городах, где они взаимодействуют с углеводородами выхлопных газов и образуют фотохимический туман – смог. Первые симптом отравления оксидами азота – легкий кашель. При повышении концентрации NO2 возникает сильный кашель, рвота, иногда головная боль. При контакте с влажной поверхностью слизистых оболочек оксиды азота образуют азотную и азотистую кислоты (HNO3 и HNO2), что приводит к отеку легких.

     Сернистый ангидрид (SO2) – бесцветный газ с  острым запахом – уже в малых  концентрациях (20 – 30 мг/м3) создает  неприятный вкус во рту, раздражает слизистые  оболочки глаз и дыхательные пути. Вдыхание SO2 вызывает болезненные явления  в легких и дыхательных путях, иногда приводящие к отеку легких, глотки и параличу дыхания.

     Углеводороды (пары бензина, метана и т. д.) обладают наркотическим действиям, в малых  концентрациях вызывает головную боль, головокружение и т. д. Так, при вдыхании в течение 8 часов паров бензина  в концентрации 600 мг/м3 возникают  головные боли, кашель, неприятные ощущения в горле. Особенно опасны полициклические  ароматические углеводороды типа 3, 4 – бензопирена (C20H12), образующиеся при неполном сгорании топлива. По данным ряда ученых, они обладают канцерогенными свойствами.