Каковы последствия смога для здоровья человека

Воздух над такими городами, как Лос-Анджелес и Хьюстон, содержит первичные и вторичные загрязняющие вещества, аэрозоли и газы. В 1955 г. во время сильной жары, длившейся 1 нед, умирало более 247 человек в день вследствие атмосферных и географических условий в котловине Лос-Анджелеса; высокие горные кряжи препятствуют движению потоков свежего воздуха через эту местность.

Слой сильной температурной инверсии привел к снижению высоты смешивания загрязняющих веществ, что обусловило повышенную концентрацию загрязнителей в воздухе.

Высокая температура и выброс углеводородов из автомобильных выхлопных труб приводят к образованию фотохимического смога. При минимальном ветре воздух становится неподвижным, что обусловливает высокую плотность смога. Устойчивая теплая погода способствует повышению концентраций загрязнителей, которые в сочетании с солнечным светом создают фотохимический смог.

Как правило, это кратковременные и спорадические эпизоды. Легкий туман, образуемый углеводородами, диоксидом серы и оксидами азота, делает загрязнение воздуха видимым глазу. Химические окислители имеют неприятный запах; большинство людей могут обнаружить диоксид азота в концентрациях порядка 0,42 ppm.

— Действие на здоровье. Оценка прямого острого воздействия фотохимического смога на здоровье затруднительна. Часто отмечается раздражение глаз. Повышенную смертность выявить не так легко, поскольку существуют циклические изменения в концентрациях различных загрязняющих веществ, а другие факторы (например, время года, высокие температуры, быстрые колебания температур, праздничные дни, день недели) оказывают более сильное воздействие на уровень смертности, чем степень загрязненности.

При современном уровне загрязненнрсти воздуха фотохимический смог может увеличить риск приступов астмы у восприимчивых больных, вызвать ослабление легочной функции после долговременной экспозиции, раздражение слизистых оболочек и кашель и помешать проведению спортивных состязаний. Однако он, по-видимому, не приводит к повышению смертности или к серьезным заболеваниям.

— Нефотохимический смог. Высокие концентрации окиси углерода, оксидов серы и твердых частиц в сочетании с небольшим количеством вторичных загрязняющих веществ чаще отмечаются на северо-востоке США и в некоторых странах Европы. Высокая плотность близко расположенных городов повышает исходную концентрацию загрязняющих веществ. С увеличением подветренной территории города (например, в городах, расположенных в длинных и узких долинах) повышается и концентрация загрязняющих веществ.

— Маас (Meuse Valley), Бельгия (1936). В результате значительных выбросов двуокиси серы при сжигании угля на заводах при незначительном ветре отмечено несколько тысяч случаев раздражения легких и 65 смертных случаев (главным образом вследствие сердечной недостаточности у пожилых больных).

— Донора, Пенсильвания (1948). Высокие концентрации твердых примесей и выбросы двуокиси серы с промышленным дымом в сочетании с плохим перемешиванием загрязняющих веществ в воздухе привели к катастрофическому загрязнению воздуха. Зарегистрировано превышение числа смертных случаев на двадцать, почти у половины жителей города развились конъюнктивит и раздражение верхних дыхательных путей, а также желудочно-кишечные симптомы. У этих пациентов позднее отмечались повышенная частота респираторных заболеваний и повышенный уровень смертности.

— Лондон (1952). Высокие концентрации твердых частиц и двуокиси серы в неподвижном воздухе привели к увеличению числа смертных случаев на 4000.

б) Влияние на здоровье человека. Влияние загрязненности воздуха на здоровье человека зависит от концентрации загрязняющих веществ, продолжительности экспозиции и наличия основного сердечно-легочного заболевания. Экспозиция может привести как к возникновению острых симптомов, так и к осложнению хронических болезней, но сложные переменные, учитываемые при проведении крупных эпидемиологических исследований, затрудняют выявление поражений и установление пределов экспозиции (пороговых величин концентраций).

Чувствительность к загрязненности городского воздуха наблюдается у недоношенных детей, новорожденных, пожилых, у лиц с хроническими сердечными и легочными заболеваниями, у некоторых гипертоников и заядлых курильщиков.

Предполагается, что загрязняющие вещества вызывают следующие токсические эффекты: пониженную скорость выдоха, воспаление дыхательных путей, усиление кашля и выделение мокроты, ослабление сопротивляемости легочным инфекциям, пониженную переносимость физических нагрузок у лиц с сердечными заболеваниями, неблагоприятные изменения ЭКГ, ухудшенный транспорт кислорода в крови, преходящее раздражение глаз и повышенный коэффициент смертности. Отмечено явное снижение физической выносливости. Экспозиция к 0,5 ppm озона снижает спортивную активность на 50 %. Это в наибольшей степени проявляется на второй день после экспозиции и в наименьшей степени — к пятому дню. Применение антиоксидантов, например витамина Е, не смягчает симптомы и не предупреждает их возникновение.

Ниже дан перечень эффектов отдельных загрязняющих веществ при существующих уровнях загрязненности. Воздействию высоких доз посвящены специальные разделы.

— Двуокись серы. И сульфаты, и двуокись серы в совокупности с твердыми частицами и фотохимическими загрязнителями вызывают обострение хронических легочных болезней и повышают риск развития острых и хронических респираторных болезней. Эти соединения ухудшают очищение мерцательного эпителия легких, главным образом у пациентов с ранее существовавшим заболеванием легких, что, вероятно, обусловлено отложением ионов водорода на бронхиальной выстилке.

Крупнейшие катастрофические загрязнения воздуха бывают обусловлены двуокисью серы. В населенных пунктах с высокой экспозицией (в местах, где средний удельный уровень двуокиси серы составляет 45 мкг/м3 за 5 лет) как курильщики, так и некурящие страдают от упорного кашля и выделения мокроты в большей степени, чем контрольные населенные пункты с низкой экспозицией. Курение остается наиболее важным параметром, определяющим распространенность упорного кашля с выделением мокроты.

— Озон. Озон вызывает раздражение глаз и индуцирует развитие бронхита, вызывает обострение хронической обструктивной болезни легких и, возможно, повышает риск возникновения острых и хронических легочных заболеваний, мутагенеза и фототоксичности. Озон поражает ткани посредством быстрого окисления тиолсодержащих соединений и ненасыщенных жирных кислот.

Раздражение дыхательных путей и пониженный форсированный объем выдоха в единицу времени отмечаются при экспозициях выше 0,3 ppm, но при интенсивных физических нагрузках эти симптомы появляются при более низких уровнях экспозиции. Кратковременная экспозиция животных к фоновым концентрациям озона в окружающей среде (ниже 1 ррт) показывает, что озон подавляет способность организма убивать внутрилегочные микроорганизмы и способствует размножению гнойных бактерий, но применимость этих моделей к человеку остается невыясненной.

— Окислы азота. После интенсивной экспозиции к двуокиси азота выявляются интерстициальный отек, пролиферация эпителия и — после воздействия высоких концентраций — фиброз и эмфизема. При современных уровнях загрязненности окислы азота менее токсичны, чем озон, и кратковременная экспозиция, по-видимому, не приводит к сердечно-легочным заболеваниям.

— Пероксиацетилнитрат. Наблюдаются слезотечение и раздражение легких.

— Альдегиды. Примеры — акролеин и формальдегид. Экспозиция к концентрациям, присутствующим в атмосфере, индуцирует раздражение легких и бронхоспазм.

— Углеводороды. При концентрациях, присутствующих в воздухе, неблагоприятных эффектов для здоровья, вероятно, не возникает, но при соединении этих веществ с первичными загрязняющими веществами и под воздействием солнечного света образуются оксиданты и туман.

— Твердые примеси. Твердые частицы воздействуют на функцию легких у детей.

— Окись углерода. Высокие концентрации подавляют транспорт кислорода; в задымленные смогом дни это может оказать неблагоприятное воздействие на людей с сердечными заболеваниями, но в целом при существующих уровнях загрязненности на здоровых людей это не оказывает никакого влияния.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

Причины и последствия смога

Смог является одним из видов загрязнения воздуха.

Это комбинация вредных загрязняющих веществ (часто появляющихся относительно низко к Земле в виде желто-коричневой дымки), которые вводятся в атмосферу как естественными, так и антропогенными процессами.

Смог еще описывается как смесь дыма и тумана, отсюда и название “смог”— но сегодня это явление имеет более конкретное определение и состав. Термин был впервые введен в 1905 году, чтобы описать сочетание дыма и тумана, которые преследовали Лондон в то время. С тех пор Лондон ввел строгие правила загрязнения воздуха, которые резко сократили случаи смога в этом регионе. Однако смог лондонского типа по-прежнему является серьезной проблемой в районах мира, которые сжигают большое количество угля для тепла. Кроме того разработаны воздухоочистители для квартиры устраняющие это загрязнение.

Смог состоит из многих химических веществ, включая оксиды азота (NOx), диоксид серы (SOx), монооксид углерода (CO) и летучие органические соединения, но двумя основными компонентами смога являются твердые частицы и приземный озон.

Обычный смог в основном является продуктом сжигания большого количества высокосернистого угля. В то время как фотохимический смог является более современным явлением, обычно вызываемым выбросами транспортных средств при контакте с солнечным светом—в основном от сжигания бензина и дизельного топлива. Фотохимический образуется в теплых, густонаселенных городах с большим количеством транспортных средств.

Формирование

Смог образуется при выбросе загрязняющих веществ в воздух. Загрязняющие вещества образуются как естественным путем, так и человеком, однако антропогенные загрязняющие вещества вызывают наибольшую озабоченность в связи с величиной загрязняющих веществ, образующихся в результате сжигания и добычи ископаемых видов топлива, которые, как известно, вызывают экстремальные последствия для здоровья. Место образования смога также вызывает большую озабоченность, особенно для здоровья человека, поскольку значительная его часть производится в городах, где проживает большая часть населения.

Один из основных компонентов, озон, создается в результате химических реакций между солнечным светом и некоторыми загрязнителями.

Другой первичный компонент, твердые частицы, также могут образовываться в результате химических реакций, но появляются в атмосфере и другими способами.

Ветер может рассеять эти частицы по Земле уменьшая количество в пределах данной области. Кроме того, осадки могут вымыть эти загрязнители из местной атмосферы, однако это может привести к другим нежелательным событиям, таким как кислотные дожди. Когда смог сталкивается с инверсионным слоем (вызванным теплыми областями в верхних слоях атмосферы), он может оставаться над регионом в течение длительного периода времени, подвергая людей воздействию дольше.

Последствия смога для здоровья

Последствия смога и его компонентов для здоровья могут быть серьезными и зависеть от многих переменных. Смог вреден при вдыхании, причем его тяжесть зависит от количества вдыхаемого, типов содержащихся в нем загрязняющих веществ, а также возраста, веса, уровня активности и состояния здоровья человека. Исследования показывают, что любое воздействие этих загрязнителей является вредным, при этом длительное воздействие и более высокие дозы, очевидно, вызывают наибольший ущерб. А вообще, любое загрязнение атмосферного воздуха вредит здоровью.

Типы эффектов смога включают в себя:

раздражение глаз, носа и горла;
снижение функции легких;
обострение респираторных или сердечных заболеваний.

Конкретные последствия загрязнителей для здоровья

Твердые частицы

Твердые частицы: состоит из твердых и жидких частиц, которые различаются по размеру и составу, большинство частиц попадает в нос и горло, и не достигают легких. Однако, более мелкие твердые частицы могут достичь легких и называются “респирабельными”. Эти мелкие частицы могут проникать глубоко и вызывать повреждения. Сердечно-дыхательная (сердечно-легочная) система больше всего повреждается от частиц, в результате чего возникают инфекции, астма, бронхит, эмфизема, черные легкие и многое другое.

Озон (О3): интенсивный раздражитель и опасная угроза здоровью. Озон может повредить глаза и нос, вместе с горлом и легкими. Он отвечает за респираторные проблемы, такие как кашель и хрипы, и может уменьшить функцию легких. Хотя раздраженные клетки заменяются через несколько дней после воздействия, замена не является совершенной, и постоянное воздействие может привести к старению легких и долгосрочным последствиям. Озон сильно реактивен, он имеет способность окислить и разрушить ткань легкого. Краткосрочное воздействие повышенных уровней озона (выше 0,75 промилле) были связаны с множеством респираторных раздражений, таких как кашель, свистящее дыхание, грудная боль, фарингит и одышка. Было доказано, что длительное воздействие молекул озона вызывает постоянное снижение функции легких, а также повышает риск развития астмы.

Окиси азота

Окиси азота (NOx): ответственны за косвенное влияние на здоровье. NOx раздражает легкие и понижает сопротивление к инфекции. Даже кратковременное воздействие может вызвать симптомы кашля и одышки. Косвенно он участвует в образовании озона и твердых частиц.

Диоксид серы

Диоксид серы (SOx): SO2 приводит к раздражению глаз, одышке и нарушению функционирования легких. Он может глубоко проникать в легкие, а в сочетании с водой превращается в серную кислоту, к которой организм чувствителен. Также является одним из основных факторов формирования вредных частиц. Диоксид серы является распространенным компонентом лондонского смога. Эпидемиологические исследования связали краткосрочное воздействие диоксида серы на дыхательные раздражения, включая кашель, хрипы и фарингит.

Окись углерода

Окись углерода (CO): CO является загрязнителем воздуха, который влияет на здоровье и в высоких концентрациях смертелен. Окись углерода связывается с гемоглобином в крови, уменьшая его способность переносить кислород и тем самым лишает жизненно важные ткани кислорода. Люди с ослабленной иммунной системой и проблемами со здоровьем, подвержены высоким уровнем окиси углерода.

Природоохранные воздействия

Смог влияет не только на жизнь людей, но и на окружающую физическую среду. Озон и твердые частицы, в частности, вызывают разрушительные последствия:

Озон может повредить клетки растений и подавить их рост, уменьшая количество углекислого газа, который они принимают во время фотосинтеза. Это приводит к снижению урожайности всех видов сельскохозяйственных культур. Он также может влиять на синтетические материалы, такие как резина, хлопок и другие материалы, вызывая ухудшение качества и даже распад.
Твердые частицы душат растения, ограничивая их воздействие на солнце и подавляя их способность поглощать углекислый газ, следовательно, уменьшая его возможности фотосинтеза.
Химический состав частиц может также оказывать влияние на растения и окружающую их почву.
Твердые частицы вызывают наличие дымки в воздухе, тем самым уменьшая четкость и цвет того, что можно увидеть.
Влажность окружающего воздуха также играет роль в его туманном эффекте.

Смог является распространенной формой загрязнения воздуха в основном в городских районах и крупных населенных пунктах. Термин относится к любому типу атмосферного загрязнения—независимо от источника, состава или концентрации—которое создает значительное снижение видимости в атмосфере.

Смог охватывает широкую категорию загрязнителей воздуха, образующихся в результате множества процессов, которые непосредственно связаны с атмосферными условиями региона образования. В начале 1900-х годов Лондон был поражен особым типом смога, который возник в результате сочетания густого тумана и сажи от сжигания угля.
В наше время юг штата Калифорния бассейн Лос-Анджелеса часто ассоциируется с плотным фотохимическим смогом, образующимся в результате сочетания выхлопных газов автомобилей и солнечного света. Не отстает и в образовании смога и быстро развивающаяся промышленность Китая. Экология Китая из-за промышленности нарушена.

Смог относится к разнообразной категории опасных загрязнителей воздуха с различным химическим составом; однако все типы смога образуют видимую дымку, которая уменьшает видимость в атмосфере.

Источник