Последствия загрязнения атмосферы для здоровья людей

Как загрязненный воздух подрывает здоровье человека

Загрязненный воздух – это не только черные облака, исходящие из промышленных труб, смог, окутывающий города, или выхлопные газы с удушливым запахом. Загрязнение может быть совершенно незаметным и неощутимым, но при этом создавать огромную опасность для здоровья человека.

Исследования показывают, что 9 из 10 человек в мире дышат загрязненным воздухом. Именно из-за него ежегодно около 7 миллионов людей преждевременно умирают от сердечных приступов, инсульта, диабета, заболеваний дыхательной системы. Плохая экология забирает больше жизней, чем СПИД, туберкулез и малярия, взятые вместе [1] [2] .

Загрязненный воздух: что это

Воздух, которым мы дышим, представляет собой смесь газов, главными составляющими которых являются азот, кислород и двуокись углерода. Помимо них, в некотором количестве также присутствуют неон, гелий, криптон, аргон, метан и водород. Несмотря на то, что в 100 л воздуха кислорода содержится около 21 л, примерно 78 л – это азот, остальное – другие газы, О2 является главным для всего живого на планете [3] .

Было бы ошибкой полагать, что состав воздуха – это неизменная характеристика. В разных регионах планеты он может существенно отличаться. И когда в его составе содержатся вещества, которых не должно было быть, или концентрация некоторых газов слишком высокая, говорят о загрязнении.

Атмосферные загрязнители принято делить на 2 категории:

• природные (появляются после лесных пожаров, извержения вулканов, ураганов и т.д.);
• искусственные (результат деятельности человека).

В числе наиболее распространенных загрязнителей исследователи называют [4] :

• приземный озон;
• монооксид углерода;
• диоксид серы;
• диоксид азота;
• твердые частицы.

Что немаловажно, когда в 1970 г. ученые анализировали качество окружающей среды, то загрязненный воздух прежде всего рассматривали как угрозу для органов дыхательной системы. Но в последнее десятилетие в этот список включили и другие болезни [5] , в том числе:

• сердечно-сосудистые;
• сахарный диабет;
• ожирение;
• расстройства иммунной, репродуктивной и нервной систем.

А в 2013 году ВОЗ причислила загрязненный воздух к канцерогенам, то есть он является одним из факторов, вызывающих рак [6] . В частности, научные исследования показывают, что содержащиеся в нем токсичные вещества повышают риск рака груди у женщин, злокачественное перерождение клеток легких, а также появление лейкемии. Но есть и другие не менее опасные «побочные эффекты» регулярного вдыхания загрязненного воздуха [5] . Так, его влияние на беременных повышает риск рождения ребенка с недостаточной массой тела, аутизмом, дефектами нервной трубки, более низкими показателями IQ. У пожилых, проживающих в загрязненных местностях, повышается риск ранней деменции и болезни Альцгеймера.

Кратковременное воздействие на организм

Даже если загрязненный воздух вдыхать непродолжительное время, человеческий организм ощутит его негативное влияние. И первой в таком случае страдает дыхательная система. Загрязнители, оседая на дыхательных путях, могут стать причиной респираторных заболеваний, вызвать снижение функции легких, а также обострение астмы у лиц, страдающих этой болезнью. Кроме того, если в воздухе содержится в высокой концентрации диоксид серы, то даже при краткосрочном воздействии он может вызвать раздражение кожи, дыхательных путей и слизистой глаз [7] .

Последствия долгосрочного воздействия

Куда более тяжелые последствия возникают, если дышать загрязненным воздухом постоянно. Основываясь на результатах долгосрочных исследований [7] [8] , ученые пришли к выводу, что он может стать причиной самых разных болезней:

• хронической обструктивной болезни легких (по данным ВОЗ, причина 43% случаев ХОБЛ – загрязненный воздух);
• рака легких (причина 29% всех случаев, особое влияние на этот показатель оказывают твердые частицы, которые вместе с вдыхаемыми газами достигают нижних дыхательных путей, вызывая их повреждение);
• сердечно-сосудистые заболевания (исследования показали, что люди, проживающие в регионах с высоким уровнем загрязнения, больше подвержены риску умереть от инсульта или сердечного приступа).

Кроме того, согласно исследованию, результаты которого были опубликованы в 2019 г. [9] , загрязненный воздух повышает риск преждевременных родов у женщин.

Как разные виды загрязнителей влияют на человека

Специалисты изучили, каким образом на человеческий организм влияют разные виды загрязнителей, содержащихся в воздухе. И одними из наиболее опасных оказались твердые частицы.

Когда говорят о твердых частицах, содержащихся в воздухе, прежде всего имеют в виду сажу и пыль. Большая часть их является продуктом сжигания угля на промышленных объектах, а также они содержатся в выхлопных газах. Крупные твердые частицы (размером до 10 микрон) могут повреждать носовую полость и верхние дыхательные пути. Мелкие (диаметром до 2,5 микрон) проникают в легкие и провоцируют сердечные приступы, инсульты, бронхит, астму, а также преждевременную смерть из-за онкологических, сердечно-сосудистых и пульмонологических болезней. Кроме того, исследования показывают, что воздух с высоким содержанием мелких твердых частиц может отрицательно сказываться на развитии головного мозга у малышей.

Опасен для астматиков и смог, который в основном состоит из так называемого, вредного, приземного озона.

Если в составе воздуха чрезмерно повышается концентрация монооксида углерода, то он может вызвать симптомы, идентичные отравлению угарным газом. В таких случаях появляется слабость, головокружение, рвота, головная боль, спутанность сознания.

Диоксид серы – побочный продукт сгорания нефти и угля – также является одним из основных загрязнителей. Вдыхание этого вещества повышает риск появления болезней дыхательной и сердечно-сосудистой систем. А еще такой воздух вызывает раздражение слизистой глаз.

Оксиды азота в воздух попадают в составе выхлопных газов. Воздействие этого вещества на человека может быть причиной кашля, хрипов, раздражения горла, головных болей, лихорадки. Этот загрязнитель является опасным для лиц с астмой, а также повышает риск кардиологических заболеваний [1] [7] .

Жителю мегаполисов довольно сложно защитится от вдыхания загрязненного воздуха. Но чтобы хоть немного улучшить состояние организма, очистить его от токсинов, стоит как можно чаще выбираться за город и проводить время на природе.

Источник

Загрязнение атмосферы: основные источники и последствия

Загрязнение атмосферы представляет собой совокупность экологических проблем, связанных с выбросом химических веществ и скоплением концентрации природных газов в воздушной среде. Привнесение чужеродных веществ в атмосферную оболочку изменяет естественное соотношение газов, что негативно отражается на жизни и развитии биосферы. Лесные пожарища, отходы промышленных предприятий и выхлопные газы автомобилей относят к главным источникам загрязнения. Воздух над мегаполисами наполнен окисью углерода, азота и серы, что повышает риск развития респираторных болезней.

Источники и классификация атмосферного загрязнения

Классификация источников экопроблемы выделяет химические и физические и биологические формы загрязнения атмосферы:

1. Наибольшую концентрацию ядовитых веществ в воздушную оболочку земного шара приносят промышленные выбросы синтетических соединений. Из-за деятельности человека в воздухе увеличивается концентрация солей тяжелых металлов, аммиачного дыма, альдегидов, эфиров и различны углеводородов.
2. К биологическому виду засорения атмосферы относят вирусы, патогенные бактерий, грибные споры и токсины, вырабатываемые железами животных или растений.
3. О физическом загрязнении свидетельствует высокое содержание пылевых частиц и радионуклидов в воздухе. Такое явление характерно для электромагнитных, тепловых и шумовых всплесков в городских условиях.

На газовый состав воздушной оболочки влияют природные явления и деятельность человека. К основным источникам естественного загрязнения относятся:

• воздушная эрозия почвы;
• лесные пожары;
• вулканические извержения;
• пылевые бури;
• разложение растений и животных;
• сгорание метеоритов, приносящих небольшое количество космической пыли.

К антропогенным видам загрязнения воздушных масс относят:

• отходы металлургической, топливной, энергетической, машиностроительной, нефтедобывающей и перерабатывающей промышленности;
• распыление пестицидов в сельскохозяйственных районах, биологические отходы животноводства;
• выхлопные газы автомобилей;
• отопление домов с помощью дров.

Промышленность, которая убивает

Вредные выбросы сконцентрированы в странах с развитой промышленностью. Большая часть токсичных извержений в воздушные слои атмосферы приходятся на металлургические и энергетические предприятия. В теплоэнергетике источником массированных атмосферных выбросов является сгорание горючих ископаемых: каменного угля, нефти и природного газа. В металлургии воздух загрязняется тяжелыми металлами.

Источником радиоактивного загрязнения атмосферы являются аварийные выбросы атомных электростанций.

В процессе добычи и переработки нефти в воздух вырываются концентрированные под землей попутные газы, аммиак и окиси ядовитых соединений. Результатом машиностроения становятся фенолы, углеводородные вещества, смолы, производные серы и ртути. Токсичные компоненты истощают озоновый слой, формируют смог и провоцируют возникновение парникового эффекта.

Люди обратили внимание на экологическую проблему с загрязнением воздуха в 1875 году. В этот период первой страной, которая начала отслеживать объем вредных извержений от промышленных заводов, стали Нидерланды. Но соответствующие указы для охраны воздушной оболочки Земли приняли только в 1955 году. За это время в атмосферу произошел крупный выброс токсинов после масштабных военных действий.

Вещества, загрязняющие атмосферу

Атмосфера на 78% состоит из азота и на 21% из кислорода. Менее 1% отводится для инертных газов, как и диоксида углерода. В воздушной среде также присутствуют водяные пары, минеральные соли и частицы пыли. В норме угарный газ и аммиак должны оставлять только следы, но во время выброса вредных веществ их количество увеличивается в 20-50 раз.

К основным веществам, загрязняющим атмосферу, относятся:

• углекислый газ увеличивает негативное воздействие парникового эффекта;
• оксид углерода – вызывает удушье при попадании в живой организм и приводит к смертельному исходу;
• углеводородные соединения, раздражающие слизистые оболочки;
• радикалы серы: провоцируют образование кислотных осадков, вызывают аллергические реакции и засуху растений;
• азотистые соединения вызывают воспалительный процесс в легких, бронхит, простудные заболевания, ухудшают состояние на фоне сердечно-сосудистых патологий;
• радиоактивные соединения – накапливаются в клетках, провоцируя их раковое перерождение, вызывают бесплодие и летальный исход.

Наиболее опасны для организма соли тяжелых металлов: свинца, селена, мышьяка. Они являются причиной развития злокачественных новообразований и хронических заболеваний. Тяжелые металлы постепенно разрушают нервные клетки. Летучие органические соединения: спирты, терпеноиды или кетоны, вызывают мутации и являются канцерогенами.

Химическое загрязнение атмосферы

Химическое загрязнение воздушной среды в ходе человеческой деятельности обусловлено выбросом поллютантов – диоксида серы, азотной окиси, угарного газа и твердых частиц. На них приходится 98% от общего уровня засорения атмосферы, оставшаяся часть свидетельствует о наличии:

• формальдегида;
• солей свинца;
• аммиака;
• бензола, фенола;
• сероуглерода;
• эфиров.

Загрязнение атмосферы оксидами серы и азота способствует возникновению опухолей и заболеваний хронической формы.

Наиболее опасен выброс радиоактивных соединений, вызванных испытанием ядерного оружия на военных полигонах. Представляет угрозу поступление в воздух большого количества тепловой энергии.

Люди не задаются вопросом что такое смог, чем опасно загрязнение атмосфера и как можно устранить экологические проблемы. В то же время выхлопные газы от автомобильного транспорта, табачный дым и едкие газы различных предприятий угрожают жизни людей.

Смог формируют окиси углерода, азота и серы. Облако дыма над мегаполисом дополняет сажа, серный газ, альдегиды и бензапирен.Данные химические соединения вызывают заболевания органов дыхательной системы и сокращают жизнь человека в городских условиях, поднимают уровень стресса негативно отражаются на психоэмоциональном состоянии.

Каждая страна подходит к проблеме индивидуально. Исследователи разрабатывают новые виды биологически чистого топлива для полной замены бензина и остановки нефтезатрат. В Дании люди пользуются исключительно велосипедами с 1970 года, когда стал прогрессировать нефтяной кризис. За пользование автомобильным транспортом в скандинавской стране берут большие налоги.

Вулканизм и лесные пожары

Вредные выбросы редко относятся к категории естественных природных явлений, но это не значит, что они полностью отсутствуют. Извержение вулкана происходит раз в 1000 лет и более, сопровождаясь экологическими катастрофами. Одна из наиболее опасных стихийных бедствий выбрасывает в воздушную среду около 40 млн т токсичных соединений. Вулканы выделяют только 1% ядовитых газов. 99% загрязнения – это выделение водяного пара и пепла. Последний покрывает площадь в радиусе от 1 до 10 км в зависимости от возраста и размеров вулканического сопла, уничтожая растительный и животный мир.

Извержения вулканов увеличивают атмосферную концентрацию углекислого и серного газа. Сера при взаимодействии с молекулами воды в дождевых облаках трансформируется в серную кислоту, выпадающую на землю в виде разбавленных кислотных осадков.
В летний период, на пике солнечной активности, стоит острый вопрос об охране лесов. В условиях высокой температуры быстро загорается сухая ветошь, становясь причиной крупномасштабных пожаров. Причиной их возникновения может стать и человек, который не соблюдает меры предосторожности на природе, оставляя гореть костры или сигареты.

В ходе пожаров в воздух извергается большое количество аэрозолей, летучих токсичных соединений и паров. После океана лесные пожары занимают 2 позицию в рейтинге источников хлористого метила. Кроме того, после возгорания падает количество растительности, вырабатывающий кислород.

Загрязнение пыльными бурями

Природные катастрофы не ограничиваются лесными пожарами, извержениями вулканического пепла и потоков магмы. Среди естественных источников загрязнения атмосферной оболочки выделяют выветривание и воздушную эрозию почвы. Большое количество пыли в воздухе характерно для участков с низкой концентрацией влажности и скудной растительностью – пустынные зоны. Глобальное засорение воздушного слоя наблюдается в Гоби и Сахаре. Некоторое количество пыли поднимается в среднеазиатском регионе.

Скорость и площадь распространения мелких частиц зависит от их размера и массы. Пыль не оседает и задерживается в воздушной среде в течение 2-3 недель, с помощью ветра захватывая новые территории.

Крупные пылевые частицы с легкостью задерживаются волосяным покровом и слизистыми оболочками дыхательной системы, тогда как более мелкие крупинки оседают в носовой полости и легких. Пыль провоцирует развитие бронхиальной астмы и аллергической реакции, увеличивая риск смертности на 0,5-1%.

Пылевые бури опасны не только для человека. Скопление мелких частиц в воздушной оболочке планеты затрудняет отток избыточного количества тепловой энергии. Для устранения проблемы проводят сельскохозяйственные мероприятия для засеивания и разрыхления почвы, посадку лесов и плотное озеленение засушливых участков.

Как определяют степень загрязненности воздуха

Чтобы определить качество воздуха, следует учитывать не только концентрацию токсичных веществ в атмосфере, но и промежуток между их выбросом и негативным воздействием. Уровень загрязнения устанавливают по следующим критериям:

1. Наибольшая повторяемость (НП). Частота превышения разрешенной концентрации в течение месяца или года.
2. Стандартный индекс (СИ). Величина является результатом отношения измеренной концентрации загрязняющего материала на максимально допустимую концентрацию примесей. Данные параметры определяют во время выброса загрязняющих веществ в атмосферу.
3. Индекс загрязненности атмосферы (ИЗА). Комплексный показатель, для расчета которого потребуется определить коэффициент токсичности загрязнителя и его среднюю концентрацию за сутки и за год.

Низкий уровень засорения – СИ менее 1, показатель ИЗА входит в промежуток между 0 и 4, НП не более 10%. Данным стандартам на территории России соответствуют: Сочи и Кострома.

Высокая степенью загрязнения фиксируется в Чите, Новороссийске и Магнитогорске, где СИ варьируется от 5 до 10, НП достигает 50%, ИЗА составляет 7-13 единиц.

Города и страны мира с самым грязным воздухом

Экологические проблемы атмосферы сосредоточены над крупными городами и странами с развитой инфраструктурой. В 2016 году в рейтинге наиболее загрязненных мегаполисов Всемирная организация здравоохранения лидером списка стал Заболь. Город в юго-восточной части Ирана постоянно подвергается засорению песчаными бурями в течение 4 месяцев ежегодно. На 2 и 3 месте располагаются города Индии Гвалиор и Праяг.

4 место занимаетЭр-Рияду – столица Саудовской Аравии. В конце пятерки лидеров находится Эль-Джубайль на берегу Персидского залива как наиболее крупный нефтедобывающий и промышленный центр.

Если вернутся в мировой масштаб, по уровню загрязнения воздуха выделяют следующие страны:

1. Китай. Уровень атмосферного загрязнения превышает показатели нормы более, чем в 50 раз.
2. Индия. Большое количество людей, автомобилей, заводов и других источников выброса токсичных соединений.
3. Южно-Африканская республика. Тяжелая промышленность является главным источником загрязнения.
4. Мексика. Над городами плотно нависает смог.
5. Япония. Несмотря на озеленение и использование технологий для очищения окружающей среды, после радиационного взрыва остались последствия в виде регулярных кислотных осадков и смога.
6. Индонезия. Ядовитые выбросы промышленных предприятий чередуются с рядом лесных пожаров.
7. Ливия. Причиной засорения воздуха являются предприятия по добыче и переработке нефти.

Последствия для человека

Загрязнение воздуха жилой среды можно увидеть невооруженным взглядом – если забраться на возвышенность высотой 500-1000 м над уровнем моря над городом можно увидеть плотное облако смога. Дым и легкий налет сажи, постоянное присутствие пыли являются только частью общего засорения воздуха.

Глобальные последствия загрязнения проявляются следующим образом:

• разрушение озонового слоя планеты;
• выпадение кислотных осадков;
• резкие изменения климатических условий, спровоцированные парниковым эффектом.

Смог ограничивает доступ к солнечному свету, тем самым лишая людей естественного ультрафиолета, необходимого для синтеза витамина D в эпителиальной ткани. В результате увеличивается риск развития рахита у детей, гиповитаминоз. Сажа, пыль и соли тяжелых металлов раздражают слизистую оболочку органов дыхательной системы и являются причиной бронхиальной астмы, воспаления легких.

Канцерогены от отходов при сжигании бензина вызывают появление злокачественных новообразований.

Извержения газов ведут к нарушению условия для жизни человека. Последствия загрязнения становятся причиной различных заболеваний, снижают работоспособность, вызывают скачки артериального давления и головные боли.

Разрушение озонового слоя

Озоновый слой необходим для поглощения сильного ультрафиолетового излучения, короткие волны которого смертельны для живых организмов. Из-за людской деятельности защитная прослойка постепенно истощается по нескольким причинам:

1. При запуске ракет в космос в атмосфере выжигаются дыры. Другие атмосферные слои быстро восстанавливаются, но озоновые дыры могут существовать длительное время.
2. Самолеты передвигаются на высоте от 12 до 16 км. Наиболее низкие слои озона, располагающиеся на высоте 13 км и выше, постепенно рассеиваются.
3. Выброс фреонов, расщепляющих озоновый слой.

При разрушении озоновой прослойки увеличивается риск негативного влияния ультрафиолетовых солнечных лучей.

Парниковый эффект

Загрязнение парниковыми газами приводит к их скоплению в нижних слоях воздушной среды. Из-за этого температура поверхности земли аномально увеличивается, что приводит к необратимым изменениям климата и приближению глобального потепления. Существует несколько причин развития парникового эффекта:

• активное использование горючих ископаемых для получения энергии;
• вырубка лесов и лесные пожары;
• выделение выхлопных газов;
• увеличение количества населения;
• сжигание мусора.

Как сделать воздух чище

Чтобы остановить экологические последствия загрязнения атмосфера, потребуется внедрить на промышленные предприятия фильтры и другие технологии для сокращения ядовитых выбросов. Кроме того, следует перейти на альтернативные источники получения энергии – построить ветряные или волновые электростанции. Положительная динамика устранения экопроблемы наблюдается при комбинированной выработке тепла и энергии.

Борьба за чистую атмосферу ориентирована на создание программы по утилизации токсичных газов и других химических отходов.

В рамках данного проекта планируется сокращение объема, сортировка и переработка для повторного использования различного мусора. В строительстве планируется усовершенствовать энергоэффективность зданий, в городах предлагают перейти на использование велосипедов.

Меры по предотвращению загрязнения

Чтобы предотвратить проблему загрязнения атмосферы, необходимо:

1. Сократить отходы в ходе промышленного производства. Многоуровневая фильтрация выбросов препятствует попаданию в воздух токсичных соединений и снижает риск возникновения негативных последствий для человека.
2. Полная утилизация мусора. Проблему решает вторичная переработка не только металлических изделий, стекла или макулатуры. Возможно заново использовать пластик или резину.
3. Альтернативные источники энергии. Ветряные мельницы и солнечные батареи на крышах зданий позволяют компенсировать энергозатраты, биологически чистое топливо работает не хуже бензина.
4. Минимальное использование пестицидов для обработки продуктов растительного происхождения.

Важную роль играет озеленение планеты. Растения помогают перерабатывать углекислый газ обратно в кислород, что позволяет частично восстановить начальное соотношение газов в атмосфере.

Источник