Визначення показників антропогенного забруднення повітря і оцінка ефективності вентиляційного режиму.

Атмосферне повітря — це фізична суміш газів, які у зв'язку зі зміною густини атмосфери на різних висотах змінюють лише свій парціальний тиск. Практично співвідношення різних газів атмосфери однакове до висоти 80— 100 км. Крім постійних складників атмосфери, у ній можуть міститися як різноманітні домішки природного походження, так і забруднення, зумовлені антропогенною дією. Постійний газовий склад атмосфери підтримується за рахунок біологічного колообігу речовин екологічних систем біосфери, невід'ємною складовою частиною якої є атмосфера, а також за рахунок безперервного переміщення мас повітря в горизонтальному і вертикальному напрямках.

Головними компонентами цієї складної суміші газів, які не є хімічною сполукою, слід вважати азот і кисень. Конкретніші відомості про хімічний склад атмосферного повітря наведено в табл. 2.

Кисень є основним складником повітря. Без нього неможливе життя. Це безбарвний газ, добре розчиняється у воді, і йому зобов'язане все живе на Землі своїм виникненням та існуванням. Кисень входить майже до всіх органічних речовин. Його наявність у повітрі потрібна для дихання, горіння і гниття. Джерелом кисню у природі є фотосинтез. Зелені рослини, використовуючи сонячну енергію, поглинають воду й діоксид вуглецю з повітря і виробляють вуглець, потрібний їм для харчування та росту. При цьому вони виробляють вільний кисень.

В організмі людини міститься 65% кисню. У стані спокою людина поглинає за годину 25 л кисню і виділяє 22,6 л вуглецю діоксиду. Усі тканини і клітини організму людини безперервно поглинають кисень. Добова потреба у кисні варіює в межах від 300 до 1000 л і більше залежно від фізичного навантаження. У табл. З наведено склад атмосферного і видихуваного повітря.

Кисень надходить у тканини з кров'ю. Гемоглобін, з'єднуючись із киснем, утворює оксигемоглобін і, віддаючи його клітинам, відновлюється. Кисень, що споживається організмом, характеризує інтенсивність окисних процесів у всьому організмі. Споживання 1 л кисню відповідає виділенню енергії, що становить 4,7—5,9 ккал/год (19,7—-24,7 кДж), а енергія, що виділяється у здорової людини в стані спокою, становить 50—70 ккал/год (209—293 кДж). Процес насичення гемоглобіну киснем у легенях або дисоціація гемоглобіну в клітинах описується кривою, що має S-подібну форму, і її зміни вказують на важливі зрушення в організмі. Крива дисоціації оксигемоглобіну змінюється залежно від багатьох чинників, зокрема від рН середовища, температури, наявності у вдихуваному повітрі токсичних речовин. Класичним прикладом може служити утворення карбоксигемоглобіну — сполуки гемоглобіну з оксидом вуглецю, який витісняє кисень і замінює його в гемоглобіні, спричинюючи отруєння організму.

Оксигеноване повітря давно відоме як засіб для ліквідації кисневого голодування організму при серцево-судинних, легеневих захворюваннях, а вдихання кисню під підвищеним тиском, тобто гіпербарична оксигенація, дало змогу проводити багато унікальних операцій на серці і судинах.

Якщо ж збільшити кількість кисню у повітрі, який людина вдихає, організм переносить це без негативних змін. Проте тривале перебування в атмосфері з великим відсотковим вмістом кисню є небажаним, оскільки може призвести згодом до набряку легенів. Особливо небезпечне вдихання чистого кисню під підвищеним тиском, що можливо у водолазів, які користуються кисневим апаратом. У такому разі може бути місцеве ураження легеневої тканини і ІДНС з явищами епілептиформних судом.

У звичайній лікувальній практиці у хворих кисень з лікувальною метою вживається в суміші з повітрям. (Суміш повітря з 30—50% вмістом кисню). Ця суміш вдихається при звичайному атмосферному тиску.

Вуглецю діоксид (С02) міститься в чистому атмосферному повітрі в кількості 0,03%. Це безбарвний газ, кислуватий на смак, зі своєрідним запахом, розчинний у воді. Джерелом вуглецю діоксиду служить в основному дихання людей, тварин, частинки рослин, процеси розкладання органічних речовин та виділення газу з ґрунту.

Фізіологічна роль вуглецю діоксиду полягає в тому, що його вміст у повітрі легенів і крові впливає на нормальний процес дихання. Споживання кисню клітинами організму супроводжується утворенням вуглецю діоксиду, який під час дихання виділяється з організму. Кількісне відношення виділеного вуглецю діоксиду до вдихуваного кисню, тобто дихальний коефіцієнт, становить 0,7—1,0. Отже, вуглецю діоксид є антагоністом кисню в організмі і головним регулятором дихання.

Підвищення вмісту вуглецю діоксиду у вдихуваному повітрі негативно впливає на організм. За наявності 3% С0₂ у повітрі дихання людини прискорюється і поглиблюється, а поступове його підвищення спричинює відчуття тиску в голові і головний біль, шум у вухах, психічне збудження. Наявність у повітрі 20% вуглецю діоксиду через кілька секунд зумовлює параліч мозкових центрів.

Небезпека нагромадження вуглецю діоксиду в повітрі закритих приміщень збільшується у зв'язку з тим, що одночасно супроводжується зменшенням відсоткового вмісту кисню в повітрі.

Санітарно-гігієнічне значення вуглецю діоксиду, на думку професора М. Петенкофера, полягає в тім, що у повітрі житлових приміщень, навіть у разі антисанітарного їхнього утримання, кількість С02 не впливає шкідливо на організм людини. Одначе разом із накопиченням вуглецю діоксиду у повітрі паралельно нагромаджуються різні інші шкідливі газоподібні речовини, які зумовлюють виникнення неприємного "житлового повітря" і шкідливо впливають на організм людини. Отже, вуглецю діоксид є відносним показником токсичності повітря, спричиненої іншими речовинами, і тому гігієнічною нормою вуглецю діоксиду в повітрі житлових приміщень прийнято вважати зменшений його вміст, що досягає лише 1%о. Таким чином, вуглецю діоксид є пасивним показником ступеня чистоти повітря житлових приміщень. Ця норма служить основою для розрахунків проектування і облаштування вентиляції приміщень.

Інертні гази (гелій, неон, криптон, ксенон) є в атмосфері в незначній кількості і пов'язані з безперервними процесами природного радіоактивного розпаду. У процесі життєдіяльності людини інертні гази не відіграють особливо важливої ролі.

Шкідливий вплив забрудненого атмосферного повітря на здоров'я населення було доведено вже після відомих токсичних туманів у містах Європи та Америки. Протягом одного тижня в грудні 1952 р. під час токсичного туману в Лондоні померло 4000 осіб, а ще кілька тисяч людей загинуло в наступні З міс. 1971 р. під час фотохімічного смогу в Токіо до лікарні потрапило близько 8000 отруєних людей. Безпосередньою причиною смерті була серцево-судинна недостатність. Підвищену захворюваність і смертність населення у зв'язку з токсичними туманами помічено в багатьох містах, зокрема Лос-Анджелесі, Сан-Франциско, Сіднеї, Донорі, Йокогамі, Нью-Йорку тощо. Випадки токсичних туманів стали першим сигналом, що свідчив про шкідливий вплив атмосферних забруднень на організм людини.

Постійні атмосферні забруднення несприятливо впливають на загальну захворюваність населення. Доведено прямий зв'язок між інтенсивністю забруднення повітря і станом здоров'я, а також зростанням хронічних неспецифічних захворювань, зокрема таких, як атеросклероз, хвороби серця, рак легенів тощо. Забруднене повітря значно знижує імунітет. Забруднення впливають на органи дихання, сприяючи виникненню респіраторних захворювань, катарів верхніх дихальних шляхів, ларингіту, ларинготрахеїту, фарингіту, бронхіту, пневмонії. Вони спричинюють серцево-судинні та інші захворювання, зумовлюють виникнення віддалених наслідків, тобто мутагенну, канцерогенну, гонадотоксичну, тератогенну, алергенну, ембріотоксичну й атеросклеротичну дію.

Найпершими наслідками атмосферних забруднень є розвиток специфічних захворювань і отруєнь. Дедалі більший вплив на організм людини справляє смоґ. Фотохімічний туман, що утворюється в повітрі міст, спричинює сльозотечу, різь в очах, сухий кашель, нудоту, головний біль, стискання в грудях, задишку, загальну слабкість. Він є причиною розладів функцій органів дихання, що незрідка завершуються утворенням злоякісних пухлин. Систематичне вдихання фотооксидантів стає причиною зменшення маси тіла, зниження активності ферментів у крові і зниження потреби в кисні, зменшення вітамінного балансу, а також патологічних змін у внутрішніх органах і ЦНС.

Забруднення атмосферного повітря сірки діоксидом частіше призводить до виникнення таких захворювань, як хронічний і астматичний бронхіт, бронхіальна астма, емфізема легенів. Ці явища особливо характерні для людей, в яких немає чинника професійних шкідливостей і куріння, а також несприятливих чинників, пов'язаних з попередніми роками життя. Учені виявили збільшення частоти інфекційних захворювань дихальних шляхів і зміни в них саме у дітей, що мешкають в умовах забрудненої атмосфери (мал. 19).

Дуже несприятливо діє на організм оксид вуглецю. Він міститься в атмосферному повітрі в кількостях, здатних підвищити вміст карбоксигемоглобіну, що погіршує стан тканинного дихання, негативно впливає на функцію ЦНС і серцево-судинної системи. Наявність оксиду вуглецю в організмі стає причиною скарг (особливо у регулювальників руху) на головний біль, запаморочення, порушення сну, зниження пам'яті й уваги, задишку, біль у ділянці серця тощо.

Наростаюче забруднення повітря свинцем сприяє накопиченню його в печінці, селезінці, нирках та інших органах. Свинець, що міститься у відпрацьованих газах автомобільного транспорту, прискорюючи розпад еритроцитів, діє як протоплазматична отрута. Свинцеве отруєння зумовлює також функціональні зміни вищої нервової діяльності. Основними скаргами внаслідок свинцевого отруєння є головний біль, запаморочення, підвищена роздратованість, швидка втомлюваність, порушення сну.

Дуже небезпечними для людини є сполуки азоту — нітрити і нітрати, що потрапляють у повітря з відпрацьованими газами автомобілів і під час унесення мінеральних добрив. Деякі з них є вихідними продуктами для синтезу канцерогенних речовин. Вдихання оксидів азоту є причиною розвитку емфіземи легенів, звуження дихальних шляхів, набряку легенів.

Численні також дані щодо небезпечної дії вуглеводнів, що потрапляють в організм людини під час дихання. Ароматичні вуглеводні, особливо 3,4-бензпірен, що містяться в недопалених фракціях диму, вирізняються канцерогенною дією.

Викиди нафтохімічного комбінату стали причиною захворювань органів дихання, і тому бронхіальну астму названо "астмою йоккаїті" від назви міста, де виникло захворювання.

Тривале забруднення повітря відбивається також на генетичному апараті людини. Це призводить до зниження народжуваності, народження недоношених або ослаблених дітей, до їхньої розумової та фізичної відсталості тощо.

В Україні негативного впливу атмосферних забруднень зазнає майже 17 млн осіб, або 34% від загальної кількості. Вади розвитку дітей у містах із забрудненням навколишнього середовища бувають у 3—4 рази частіше, ніж у відносно чистих, хвороби органів дихання реєструються удвічі частіше, загальний рівень захворюваності населення на 25—40% вищий, вищий також рівень алергійних, онкологічних, серцево-судинних та інших захворювань. Генетичні наслідки забруднення будуть проявлятися ще багато десятиліть.

Проведені у Львові дослідження засвідчили, що у водіїв автомобілів, регулювальників руху спостерігаються наявність карбоксигемоглобіну в крові, зниження рефлекторних реакцій, зміна активності деяких ферментів.

Отже, практично майже все міське населення, особливо діти, які дуже чутливі до токсичних речовин, змушені дихати повітрям, що здатне отруювати організм.

Вплив атмосферних забруднень поширюється і на рослинний, і на тваринний світ. Викиди заводів уражують усі види рослинності — декоративні і фруктові дерева, чагарники і ліси, сільськогосподарські культури і навіть трав'яний покрив. Токсичні речовини порушують структуру листя і погіршують обмін речовин. Забарвлення листя змінюється, воно деформується і відмирає, а потім патологічний процес поширюється на увесь рослинний організм. Найнебезпечнішими для флори є сполуки сірки і фтору. Унаслідок надлишку в повітрі сірчистого ангідриду листя дерев темнішає, зморщується й опадає, а голки хвойних дерев стають спочатку темно-червоними, а потім засихають. Листя культурних рослин знебарвлюється, опадає, і вони гинуть. Листя і квіти під дією фтору бліднуть, укриваються плямами й опадають. Великої шкоди зеленим насадженням завдають вуглецю оксид, хлор і хлористоводнева кислота, а також вуглеводні, зокрема бензол, атрацен, бензпірен. Особливо небезпечні для рослин відпрацьовані гази автомобілів, дія котрих спричинює масове знищення дерев, чагарників і трав.

Атмосферні забруднення шкідливо впливають і на тварин. Учені виявляють у кістках і печінці корів свинець, а використання запиленого сіна стає причиною появи кашлю і задишки у коней. Забруднення атмосферного повітря призводить до ураження очей і верхніх дихальних шляхів свійських тварин і птахів. Спостерігається підвищена смертність бджіл і різке зниження їхньої чисельності, зменшення кількості меду, що вони продукують, особливо внаслідок отруєння фтором, сполуки якого осідають на квітах. Непоправної шкоди фауні та флорі завдає безконтрольне застосування пестицидів.

Атмосферні забруднення позначаються і на побутових умовах. Зокрема, погіршується мікроклімат, фотохімічний смог знижує прозорість атмосферного повітря, знижується освітленість. Проникаючи в житло, атмосферні забруднення потрапляють на стіни, підлогу, меблі й обладнання. Сірчаний газ, сірчана кислота, продукти фотохімічних реакцій можуть спричинювати корозію металів, псувати будівельні матеріали. Смоґ руйнує будинки, пам'ятники культури, історичні цінності.

Із забрудненням повітря пов'язані стійкі аномалії хімічних властивостей атмосферних опадів, насичених сполуками сірки, азоту та іншими речовинами. Це призвело до поступового підвищення кислотності снігу і поверхневих вод. Кислотні дощі, отже, пов'язані з наявністю в атмосферному повітрі сірчистого ангідриду, який перетворюється на сірчану кислоту. Скандинавські вчені, котрі дослідили розвиток лососевих риб у річках та озерах Норвегії і Швеції, встановили, що через підвищення кислотності у водоймах загинули живі організми, особливо багато знищено форелі. Проблема вимивання сірки діоксиду опадами, описана багатьма вченими, стає дедалі актуальнішою.

Дата добавления: 2015-11-04