Антропогенные воздействия на атмосферу

Пыль, содержащая диоксид  кремния (SiO₂), вызывает тя-желое заболевание легких -- силикоз. Оксиды азота раздра-жают, а в тяжелых случаях и разъедают слизистые оболоч-ки, например, глаз, легких, участвуют в образовании ядови-тых туманов и т. д. Особенно опасны они, если содержатся в загрязненном воздухе совместно с диоксидом серы и дру-гими токсичными соединениями. В этих случаях даже при малых концентрациях загрязняющих веществ возникает эф-фект синергизма, т. е. усиление токсичности всей газооб-разной смеси.

Широко известно действие на человеческий организм ок-сида углерода (угарного газа). При остром отравлении появ-ляется общая слабость, головокружение, тошнота, сонли-вость, потеря сознания, возможен летальный исход (даже спустя три--семь дней). Однако из-за низкой концентрации СО в атмосферном воздухе он, как правило, не вызывает мас-совых отравлений, хотя и очень опасен для лиц, страдаю-щих анемией и сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Среди взвешенных твердых  частиц наиболее опасны час-тицы размером менее 5 мкм, которые способны проникать  в лимфатические узлы, задерживаться  в альвеолах легких, за-сорять слизистые  оболочки.

Весьма неблагоприятные  последствия, которые могут ска-зываться на огромном интервале времени, связаны и с таки-ми незначительными по объему выбросами, как свинец, бенз(а)пирен, фосфор, кадмий, мышьяк, кобальт и др. Они угнетают кроветворную систему, вызывают онкологический заболевания, снижают сопротивление организма инфекци-ям и т. д. Пыль, содержащая соединения свинца и ртути, обладает мутагенными свойствами и вызывает генетические изменения в клетках организма.

Последствия воздействия  на организм человека вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах автомобилей, весьма серьезны и имеют широчайший диапазон действия: от кашля до летального исхода (табл. 13.2). Тяжелые по-следствия в организме живых существ вызывает и ядовитая смесь дыма, тумана и пыли -- смог. Различают два типа смога: зимний смог (лондонский тип) и летний (лос-андже-лесский тип).

Таблица 13.2

Влияние выхлопных  газов автомобилей на здоровье человека ( по X. Ф. Френчу, 1992 )

нейтрализаторы снижают токсичность выхлопных газов в шесть и более раз.

Интенсивное загрязнение  атмосферного воздуха отмечает-ся также при добыче и переработки минерального сырья, на нефте- и газоперерабатывающих заводах (рис. 13.2), при вы-бросе пыли и газов из подземных горных выработок, при сжи-гании мусора и горении пород в отвалах (терриконах) и т. д. В сельских районах очагами загрязнения атмосферного воздуха являются животноводческие и птицеводческие фермы, промыш-ленные комплексы по производству мяса, распыление пести-цидов и т. д.

«Каждый житель Земли -- это и потенциальная жертва стра-тегических (трансграничных) загрязнений», -- подчеркивает

so, s + o₂4so -»h₂so₄

H,S.

-А. Гор в книге  «Земля на чаше весов» (1993). Под  трансгранич-ными загрязнениями  понимают загрязнения, перенесенные  с территории одной страны  на площадь другой. Только в  1994 г. на европейскую часть России из-за невыгодного, ее географиче-ского положения выпало 1204 тыс. т соединений серы от Ук-раины, Германии, Польши и других стран. В то же время в других странах от российских источников загрязнения выпало только 190 тыс. т серы, т. е. в 6,3 раза меньше.

§ 3. Экологические  последствия загрязнения атмосферы

Загрязнение атмосферного воздуха воздействует на здо-ровье  человека и на окружающую природную  среду различ-ными способами -- от прямой и немедленной угрозы (смог и др.) до медленного и постепенного разрушения различ-ных систем жизнеобеспечения организма. Во многих слу-чаях загрязнение воздушной среды нарушает структурные компоненты экосистемы до такой степени, что регулятор-ные процессы не в состоянии вернуть их в первоначальное состояние и в результате механизм гомеостаза не срабаты-вает.

Сначала рассмотрим, как влияет на окружающую природ-ную  среду локальное (местное) загрязнение  атмосферы, а затем глобальное.

Физиологическое воздействие  на человеческий организм главных загрязнителей (поллютантов) чревато самыми серь-ёзными последствиями. Так, диоксид серы, соединяясь с вла-гой, образует серную кислоту, которая разрушает легочную ткань человека и животных. Особенно четко эта связь про-слеживается при анализе детской легочной патологии и сте-пени концентрации диоксида серы в атмосфере крупных го-родов. Согласно исследованиям американских ученых, при уровне загрязнения SO₂ до 0,049 мг/м³ показатель заболе-ваемости (в человека-днях) населения Нэшвилла (США) со-ставлял 8,1 %, при 0,150--0,349 мг/м³ -- 12 и в районах с загрязнением воздуха выше 0,350 мг/м³ -- 43,8%. Особенно опасен диоксид серы, когда он осаждается на пылинках и в этом виде проникает глубоко в дыхательныепути.

Пыль, содержащая диоксид  кремния (SiO₂), вызывает тя-желое заболевание легких -- силикоз. Оксиды азота раздра-жают, а в тяжелых случаях и разъедают слизистые оболоч-ки, например, глаз, легких, участвуют в образовании ядови-тых туманов и т. д. Особенно опасны они, если содержатся в загрязненном воздухе совместно с диоксидом серы и дру-гими токсичными соединениями. В этих случаях даже при малых концентрациях загрязняющих веществ возникает эф-фект синергизма, т. е. усиление токсичности всей газооб-разной смеси.

Широко известно действие на человеческий организм ок-сида углерода (угарного газа). При остром отравлении появ-ляется общая слабость, головокружение, тошнота, сонли-вость, потеря сознания, возможен летальный исход (даже спустя три--семь дней). Однако из-за низкой концентрации СО в атмосферном воздухе он, как правило, не вызывает мас-совых отравлений, хотя и очень опасен для лиц, страдаю-щих анемией и сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Среди взвешенных твердых  частиц наиболее опасны час-тицы размером менее 5 мкм, которые способны проникать  в лимфатические узлы, задерживаться в альвеолах легких, за-сорять слизистые оболочки.

Весьма неблагоприятные  последствия, которые могут ска-зываться на огромном интервале времени, связаны  и с таки-ми незначительными по объему выбросами, как свинец, бенз(а)пирен, фосфор, кадмий, мышьяк, кобальт и др. Они угнетают кроветворную систему, вызывают онкологический заболевания, снижают сопротивление организма инфекци-ям и т. д. Пыль, содержащая соединения свинца и ртути, обладает мутагенными свойствами и вызывает генетические изменения в клетках организма.

Последствия воздействия  на организм человека вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах  автомобилей, весьма серьезны и имеют  широчайший диапазон действия: от кашля  до летального исхода (табл. 13.2). Тяжелые  по-следствия в организме живых существ вызывает и ядовитая смесь дыма, тумана и пыли -- смог. Различают два типа смога: зимний смог (лондонский тип) и летний (лос-андже-лесский тип).

Таблица 13.2

Влияние выхлопных  газов автомобилей на здоровье человека ( по X. Ф. Френчу, 1992 )

Лондонский тип  смога возникает зимой в крупных  промыш-ленных городах при неблагоприятных погодных условиях (от-сутствие ветра и температурная инверсия). Температурная ин-версия проявляется в повышении температуры воздуха с высо-той в некотором слое атмосферы (обычно в интервале 300-- 400 м от поверхности земли) вместо обычного понижения. В результате циркуляция атмосферного воздуха резко нарушается, дым и загрязняющие вещества не могут подняться вверх и не рассеиваются. Нередко возникают туманы. Концентрации оксидов серы, взвешенной пыли, оксида углерода.достигают опасных для здоровья человека уровней, приводят к расстрой-ству кровообращения, дыхания, а нередко и к смерти. В 1952 г. в Лондоне от смога с 3 по 9 декабря погибло более 4 тыс. чело-век, до 10 тыс. человек тяжело заболели. В конце 1962 г. в Руре (ФРГ) смог убил за три дня 156 человек. Рассеять смог может только ветер, а сгладить смогоопасную ситуацию -- со-кращение выбросов загрязняющих веществ. Лос-анджелесский тип смога, или фотохимический смог, не менее опасен, чем лондонский. Возникает он летом при ин-тенсивном воздействии солнечной радиации на воздух, насы-щенный, а вернее перенасыщенный выхлопными газами авто-мобилей. В Лос-Анджелесе, выхлопные газы более четырех миллионов автомобилей выбрасывают только оксидов азота в количестве более чем тысяча тонн в сутки. При очень слабом движении воздуха или безветрии в воздухе в этот период идут сложные реакции с образованием новых высокотоксичных за-грязнителей -- фотооксидантов (озон, органические переки-си, нитриты и др.), которые раздражают слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, легких и органов зрения. Толь-ко в одном городе (Токио) смог вызвал отравление 10 тыс. че-ловек в 1970 г. и 28 тыс. -- в 1971 г. По официальным данным, в Афинах в дни смога смертность в шесть раз выше, чем в дни относительно чистой атмосферы. В некоторых наших городах (Кемерово, Ангарск, Новокузнецк, Медногорск и др.), особен-но в тех, которые расположены в низинах, в связи с ростом числа автомобилей и увеличением выброса выхлопных газов, содержащих оксид азота, вероятность образования фотохими-ческого смога увеличивается.

Антропогенные выбросы  загрязняющих веществ в больших  концентрациях и в течение  длительного времени наносят  боль-шой вред не только человеку, но отрицательно влияют на жи-вотных, состояние  растений и экосистем в целом.

В экологической  литературе описаны случаи массового  от- равления диких животных, птиц, насекомых  при выбросах вред-ных загрязняющих веществ большой концентрации (особенно залповых). Так, например, установлено, что при оседании на медоносных растениях некоторых токсичных видов пыли наблюдается заметное повышение смертности пчел. Что касает-ся крупных животных, то находящаяся в атмосфере ядовитая пыль поражает их в основном через органы дыхания, а также поступая в организм вместе со-съеденными запыленными рас-тениями.

В растения токсичные  вещества поступают различными спо-собами. Установлено, что выбросы вредных  веществ действу-ют как непосредственно  на зеленые части растений, попадая  через устьица в ткани, разрушая хлорофилл и структуру кле-ток, так и через почву на корневую систему. Так, например, загрязнение почвы" пылью токсичных металлов, особенно в со-единении с серной кислотой, губительно действует на корне-вую систему, а через нее и на все растение.

Загрязняющие газообразные вещества по-разному влияют на состояние растительности. Одни лишь слабо повреждают листья, хвоинки, побеги (окись углерода, этилен и др.), другие действуют на растения губительно (диоксид серы, хлор, пары ртути, аммиак,.цианистый водород и др.) (табл. 13.3). Особен-но опасен для растений диоксид серы (SO₂), под воздействием которого гибнут многие деревья, и в первую очередь хвойные -- сосны, ели, пихты, кедр.

Таблица 13.3

Токсичность загрязнителей  воздуха для растений ( Бондаренко, 1985)

Вредные вещества

Диоксид серы

Фтористый водород и

четырехфтористый

кремний

Хлор, хлористый во-дород_______

Соединения свинка, углеводороды; оксид углерода, оксиды азо-та

сероводород

Аммиак

Характеристика

Основной загрязнитель, яд для ассимиля-ционных органов  растений, действует на расстоянии до 30 км

Токсичны даже в  небольших количествах, склонны  к образованию аэрозолей, дейст-вуют на расстоянии до 5 ум

Повреждают в основном на близком рас-стоянии

Заражают растительность в районах высо-кой концентрации промышленности и транспорта

Клеточный и ферментный яд

В результате воздействия  высокотРксичных загрязнителей  на растения отмечается замедление их роста, образование нек-роза на концах листьев и хвоинок, вы*од из строя  органов ас-симиляции и т. д. Увеличение поверх#^ости поврежденных ли-стьев может привести к снижению расхода влаги из почвы, общей ее переувлажненности, что неизбежно скажется на сре-де ее обитания.

Способна ли растительность восстановиться после сниже-ния  воздействия вредных загрязнякш*^их веществ? Во многом это будет зависеть от восстанавливающей способности остав-шейся зеленой массы и общего состояния природных экоси-стем. В то же время следует заметить» ^чт0 невысокие концен-трации отдельных загрязнителей не т0^{лько йе} вредят растени-ям, но и, как, например, кадмиевая corf^b» стимулируют прорас-тание семян, прирост древесины, рост некоторых органов рас-тений.