Источники загрязнения атмосферного воздуха. По уровню контроля

Введение

Сегодня в мире существует большое количество экологических проблем, начиная от исчезновения некоторых видов растений и животных, заканчивая угрозой вырождения человеческой расы. В настоящее время в мире имеется множество теорий, в которых особое значение имеет поиск наиболее оптимальных путей их решения. Но, к сожалению, на бумаге все гораздо проще, чем в реальной жизни.

Также в большинстве стран проблема экологии стоит на первом месте, но, увы, не в нашей стране, по крайней мере, раньше, но в последнее время ей начинают уделять больше внимания, применяются новые меры.

Решающей стала проблема загрязнения воздуха, воды опасными промышленными отходами, продуктами жизнедеятельности человека, токсичными химическими и радиоактивными веществами. Чтобы предотвратить эти эффекты нужны совместные усилия биологов, химиков, техников, врачей, социологов и других специалистов. Это проблема международная, потому что воздух не имеет государственных границ.

Атмосфера в нашей жизни имеет большое значение. Это и удержание теплоты Земли, и защита живых организмов от вредных доз космического излучения. Так же, является источником кислорода для дыхания и углекислого газа для фотосинтеза, энергии, способствует перемещению паров соды и мелких материалов на планете - и это еще не весь список значений воздуха в природных процессах. Несмотря на то, что площадь атмосферы огромна, она подвергается серьезным воздействиям, которые в свою очередь вызывает изменения ее состава не только на отдельных участках, но и на всей планете.

Огромное количество О2 расходуется в случаях, когда возникают пожары торфяников, лесов, залежей каменного угля. Выявлено, что в большинстве высокоразвитых странах на хозяйственные нужды человек тратит еще на 10-16 % больше кислорода, чем его возникает в результате фотосинтеза растений. Потому в крупных городах возникает дефицит О2. Кроме того, в результате интенсивной работы промышленных предприятий и транспорта в воздух выбрасывается огромное количество пылеподобных и газоподобных отходов.

Цель курсовой работы заключается в оценке степени загрязнения атмосферы и определение мероприятий по ее снижению.

Для достижения этих целей поставлены следующие задачи:

изучение критериев оценки степени загрязненности воздуха городов;

выявление источников загрязнения воздуха;

оценка состояния атмосферного воздуха по России на 2012 год;

осуществление мероприятий по снижению уровня загрязнения атмосферы.

Актуальность проблемы загрязнения атмосферы в современном мире возрастает. Атмосфера - самая важная жизнеобеспечивающая природная среда, представляющая собой смесь газов и аэрозолей в приземном слое атмосферы, которая сформирована в результате эволюции земли, деятельности человека и расположенных за пределами жилых, промышленных и других объектов. Результаты экологических исследований, как российский, так и зарубежных, показывают, что загрязнение приземного воздуха является самым мощным, непрерывно действующим фактором на человека, пищевую цепь и окружающую среду. Воздушный бассейн обладает неограниченным пространством и играет роль наиболее подвижного, химически агрессивного и всепроникающего агента взаимодействия вблизи поверхности компонентов биосферы, гидросферы и литосферы.

Глава 1. Оценка уровня загрязнения атмосферы

1 Критерии и показатели оценки состояния атмосферы

Атмосфера является одним из элементов окружающей среды, который подвергается постоянному воздействию человеческой деятельности. Последствия данного воздействия зависят от различных факторов и проявляются в изменении климата и химического состава атмосферы. Эти изменения существенно влияют на биотические компоненты окружающей среды, включая человека.

Воздушная среда может оцениваться в двух аспектах:

Климат и его изменения под влиянием естественных причин и антропогенных воздействий в целом (макроклимат) и данного проекта в частности (микроклимат). Эти оценки предполагают прогноз потенциального воздействия изменения климата на реализацию проектируемого вида антропогенной деятельности.

Загрязнения атмосферы. Для начала оценивается возможность загрязнения атмосферы с помощью одного из комплексных показателей, таких как: потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА), рассеивающая способность атмосферы (РСА) и другие. После этого проводится оценка существующего уровня загрязнения атмосферного воздуха в необходимом регионе .

Выводы о климатических и метеорологических характеристиках, и об источнике загрязнения делаются, в первую очередь, на основе данных регионального Росгидромета, далее - на основе данных о санитарно-эпидемиологической службы и специальных аналитических инспекций Госкомэкологии, также, опираются на различные литературные источники.

В итоге, на основе полученных оценок и данных о конкретных выбросах в атмосферу проектируемого объекта делаются расчеты прогноза загрязнения воздуха, при этом используют специальные компьютерные программы ("эколог", "гарант", "эфир" и др.), позволяющие не только оценить возможные уровни загрязнения воздуха, но и получить карто-схему полей концентраций и данные по осаждению загрязняющих веществ (ЗВ) на подстилающей поверхности.

К критерию оценки степени загрязнения атмосферного воздуха относится предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ . Измеренные и вычисленные концентрации загрязняющих веществ в атмосфере можно сравнить с ПДК и, следовательно, загрязнение атмосферы измеряется в величинах ПДК.

При этом, стоит обратить внимание на то, что не следует путать концентрации загрязняющих веществ в воздухе с их выбросами. Концентрация представляет собой массу вещества в единице объема (или массы), а выброс - это вес вещества, поступившего в единицу времени (т.е. "доза"). Выброс не может быть критерием загрязнения воздуха, но, так как, загрязнения атмосферы зависят не только от массы выбросов, но и от других факторов (метеорологических параметров, высоты источника выброса и др.).

Прогнозы загрязнения воздуха применяются в других разделах ОВОС для прогнозирования влияния других факторов от воздействия загрязненной окружающей среды (загрязнение подстилающей поверхности, вегетация растительности, заболеваемости населения и др.).

При осуществлении экологической экспертизы оценка состояния воздушного бассейна основывается, исходя из комплексной оценки загрязнения атмосферного воздуха в районе исследования, при этом используется система прямых, косвенных и индикаторных критериев . Оценка качества воздуха (в первую очередь, степень загрязнения) достаточно хорошо разработана и основывается на огромном количестве законодательных и директивных документов, которые используют прямые методы контроля для измерения параметров окружающей среды, а также косвенные методы расчета и критерии оценки.

Прямые критерии оценки. К основным критериям состояния загрязнения атмосферного воздуха относятся величины предельно допустимых концентраций (ПДК). Следует отметить, что атмосфера так же является средой переноса техногенных веществ-загрязнителей, а также она наиболее изменчива и динамична из всех абиотических ее компонентов. Основываясь на этом, для оценки степени загрязнения атмосферного воздуха используют дифференцированнае по времени оценочные показатели, такие как: максимально разовые ПДКмр (краткосрочные эффекты), среднесуточные ПДКсс и среднегодовые PДКг (для более длительного воздействия).

Степень загрязнения воздуха можно оценить с помощью повторения и частоты превышения ПДК, учитывая класс опасности, а также с помощью суммирования биологических воздействий загрязнения (ЗВ). Уровень загрязнения атмосферы веществами различных классов опасности определяется "приведением" их концентрации, нормированных по ПДК, к концентрациям веществ 3-го класса опасности .

Существует подразделение загрязняющих веществ в воздухе по вероятности их неблагоприятного воздействия на здоровье человека, которое включает в себя 4 класса:

) первый класс - чрезвычайно опасные.

) второй класс - высоко опасные;

) третий класс - -умеренно опасные;

) четвертый класс-мало опасные.

В основном применяют фактические максимально разовые, среднесуточные и среднегодовые ПДК в сравнении с фактическими концентрациями загрязняющих веществ в воздухе за последние несколько лет, но не менее 2-х лет.

Так же к немаловажным критериям для оценки суммарного загрязнения атмосферы относится значение комплексного показателя (Р), равное квадратному корню из суммы квадратов концентрации веществ различных классов опасности, нормированных по ПДК, приведенных к концентрации вещества третьего класса опасности.

Наиболее распространенным и информативным показателем загрязнения атмосферы - показатель КИЗА (комплексный индекс среднегодового загрязнения атмосферы). Распределение по классам состояния атмосферы происходит в соответствии с классификацией уровней загрязнения по четырехбалльной шкале:

класс "нормы" - означает, что уровень загрязнения воздуха ниже среднего по городам страны;

класс "риска" - равен среднему уровню;

класс "кризиса" - выше среднего уровня;

класс "бедствия" - намного выше среднего уровня.

В основном КИЗА используется для сравнительного анализа загрязнения воздуха в разных частях изучаемой территории (городов, районов и т.п.), а также для оценки временной тенденции касательно состояния загрязнения воздуха.

Ресурсный потенциал воздушного бассейна определенной территории рассчитывается исходя из его способности к рассеиванию и выведению примесей и соотношения фактического уровня загрязнения и величины ПДК. Оценка способности к рассеиванию воздуха определяется на основе следующих показателей: потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА) и параметр потребления воздуха (ПВ) . Данные характеристики выявляют особенности формирования уровней загрязнения в зависимости от погодных условий, которые способствуют накоплению и удалению примесей из воздуха.

Потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА) является комплексной характеристикой метеорологических условий, которые оказываются неблагоприятными для рассеивания примесей в воздухе. В настоящее время в России существует 5 классов ПЗА, которые характерны для условий города, основанных на повторяемости приземных инверсий, застоя слабого ветра и продолжительности тумана.

Под параметром потребления воздуха (ПВ) понимают объем чистого воздуха, который необходим для разбавления выбросов загрязняющих веществ в атмосферу до уровня средней допустимой концентрации . Данный параметр имеет особое значение при управлении качества воздуха, если природопользователь установил режим коллективной ответственности (принцип "пузыря") в условиях рыночных отношений. Основываясь на данный параметр, объем выбросов устанавливается для всего региона, и только после этого, расположенные на его территории предприятия, совместными усилиями выявляют оптимальный вариант обеспечения необходимым объем, в том числе через торговлю правами на загрязнение .

Принято, что воздух можно рассматривать как начальное звено в цепочке загрязнений окружающей среды и объектов. Зачастую, почвы и поверхностные воды являются косвенными показателями её загрязнения, а в некоторых случаях, наоборот, могут быть источниками вторичного загрязнения воздушного бассейна. Отсюда возникает необходимость не только оценки загрязнения воздуха, но и контроль за возможными последствиями взаимовлияния атмосферы и сопредельных сред, а так же получение интегральной (смешанной) оценки состояния воздушного бассейна .

К косвенным показателям оценки загрязненности воздуха относится интенсивность поступления атмосферной примеси в результате сухого осаждения на почвенный покров и водные объекты, а также в результате вымывания её атмосферными осадками . Критерием данной оценки является величина допустимых и критических нагрузок, которые выраженны в единицах плотности выпадений с учетом временного интервала (длительности) их поступления.

Итогом комплексной оценки состояния загрязнения воздушного бассейна является анализ развития техногенных процессов и оценка возможных отрицательных последствий в краткосрочной и долгосрочной перспективе на локальном и региональном уровнях. Анализируя пространственную характеристику и временную динамику результатов воздействия загрязнения воздуха на здоровье человека и состояние экосистемы, необходимо опираться на метод картографирования, используя наборы картографических материалов, которые характеризуют природные условия региона, в том числе охраняемые области.

Оптимальная система составляющих интегральной (комплексной) оценки включает в себя:

оценку уровня загрязнения с санитарно-гигиенических позиций (ПДК);

оценку ресурсного потенциала атмосферы (ПЗА и ПВ);

оценку степени влияния на определенные среды (почвенно-растительный и снеговой покров, воды);

тенденцию и интенсивность процессов антропогенного развития данной природно-технической системы для выявления краткосрочных и долгосрочных эффектов воздействия;

определение пространственного и временного масштабов возможных негативных последствий антропогенного воздействия .

1.2 Виды источников загрязнения атмосферы

По характеру загрязнителя выделяют 3 типа загрязнения воздуха:

физическое - механическое (пыль, твердые частицы), радиоактивное (радиоактивное излучение и изотопы, электромагнитное (разнообразные виды электромагнитных волн, в том числе радиоволны), шумовое (различные громкие звуки и низкочастотные колебания) и тепловое загрязнение, такие как, выбросы теплого воздуха и т.п.;

химическое - загрязнение газообразными веществами и аэрозолями. В настоящее время главными химическими загрязнителями атмосферы являются оксид углерода (IV), оксиды азота, диоксид серы, углеводороды, альдегиды, тяжелые металлы (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr), аммиак, атмосферная пыль и радиоактивные изотопы;

биологические загрязнения - как правило, загрязнения микробной природы, такие как, загрязнение воздуха вегетативными формами и спорами бактерий и грибов, вирусами и т.д. .

Природными источниками загрязнения являются вулканические извержения, пылевые бури, лесные пожары, пыль космического происхождения, частицы морской соли, продукты растительного, животного и микробного происхождения . Степень данного загрязнения рассматривается в качестве фона, малоизмененного в течении определенного периода времени.

Вулканическая и флюидная активность Земли является, пожалуй, самым главным природным процессом загрязнения приземного воздушного бассейна. Зачастую, масштабные извержения вулканов приводят к массовому и затяжному загрязнению воздуха. Об этом можно узнать из летописи и современных наблюдательных данных (например, извержение вулкана Пинатубо на Филиппинах в 1991 году). Это связано с тем, что в высокие слои атмосферы моментально выбрасывается огромное количество газов. При этом, на большой высоте подхватываются движущимися с большой скоростью воздушными потоками и быстро распространяются по всему миру. Продолжительность загрязненного состояния воздуха после масштабных вулканических извержений может достигать нескольких лет.

В результате хозяйственной деятельности человека выявляются антропогенные источники загрязнения окружающей среды. Они включают в себя:

Сжигание горючих ископаемых, сопровождающееся выбросом 5 млрд. тонн углекислого газа ежегодно. В следствии этого, получается, что за 100 лет содержание СО2 возросло на 18 % (с 0,027 до 0,032%). За последние три десятилетия частота этих выбросов значительно увеличилась .

Работы теплоэлектростанций, в результате которых, при сжигании высокосернистых углей выделяются диоксид серы и мазута, что приводит к появлению кислотных дождей.

Выхлопы современных турбореактивных самолетов с оксидами азота и газообразными фторуглеродами из аэрозолей, приводящие к нарушению озонового слоя атмосферы.

Загрязнение взвешенными частицами (при шлифовке, упаковке и погрузке, от работы котельных, электростанций, шахт).

Выбросы предприятиями разнообразных газов.

Выбросы вредных веществ с переработанными газами одновременно с продуктами нормального окисления углеводородов (углекислого газа и воды). Выхлопные газы в свою очередь включают в себя: :

недогоревшие углеводороды (сажа);

окись углерода (угарный газ);

продукты окисления примесей, содержащихся в топливе;

оксиды азота;

твердые частицы;

кислоты серные и угольные, образующиеся при конденсации водяных паров;

антидетонационные и выносительные присадки и продукты их разрушения;

радиоактивные выбросы;

Сжигание топлива в факельных печах. В следствии этого, возникает монооксид углерода - зодин из самых распространённых загрязняющих веществ.

Сжигание топлива в котлах и двигателях транспортных средств, которое сопровождается образованием оксидов азота, вызывающего смог. Под выхлопными газами (отходящие газы) подразумевают отработавшее в двигателе рабочее тело. Они представляют собой продукты окисления и неполного сгорания углеводородного топлива . Выбросы отходящих газов являются основной причиной превышения допустимых концентраций токсичных веществ и канцерогенов в воздухе больших городов, образования смогов, что в свою очередь часто приводит к отравлению в замкнутых пространствах.

Количество выбрасываемых в атмосферу автомобилями загрязняющих веществ, представляет собой массу выбросов газов и состав выхлопных газов.

Высокую опасность представляют оксиды азота, которые, приблизительно, в 10 раз опаснее угарного газа. Доля токсичности альдегидов невысокая, составляет примерно 4-5 % от общей токсичности отходящих газов. Токсичность различных углеводородов значительно отличается. Непредельные углеводороды в присутствии диоксида азота фотохимически окисляются и образуют токсичные кислородосодержащие соединения, т.е смог.

Качество дожигания на современных катализаторах таково, что доля СО после катализатора обычно менее 0,1 %.

2-бензантрацен

2,6,7-дибензантрацен

10-диметил-1,2-бензантрацен

Кроме этого, при использовании сернистых бензинов в состав выхлопных газов могут входить оксиды серы, при использовании этилированного бензина - свинец (тетраэтилсвинец), бром, хлор, а также их соединения . Считается, что аэрозоли галоидных соединений свинца могут быть подвергнуты каталитических и фотохимических превращениях, так же образуя смога.

При длительном контакте со средой, отравленной выхлопными газами автомобилей, может произойти общее ослабление организма - иммунодефицит. Так же, газы сами по себе могут стать причиной различных заболеваний, таких как, дыхательной недостаточности, гайморита, ларинготрахеита, бронхита, пневмонии, рака легких. Одновременно с этим, отходящие газы вызывают атеросклероз сосудов головного мозга. Опосредованно через легочную патологию могут возникнуть и различные нарушения сердечно-сосудистой системы.

К основным загрязнителям относятся:

) Окись углерода (СО) - бесцветный газ, который не имеет запаха, также известен как «угарный газ». Образуется в процессе неполного сгорания ископаемого топлива (угля, газа, нефти) при недостатке кислорода и низкой температуре. Кстати, 65% от всех выбросов приходится на транспорт, 21% - на мелких потребителей и бытовой сектор, а 14% - на промышленность . При вдыхании угарный газ за счет имеющейся в его молекуле двойной связи образует прочные комплексные соединения с гемоглобином крови человека и тем самым блокирует поступление кислорода в кровь.

) Двуокись углерода (СО2) - или углекислый газ, - бесцветный газ с кисловатым запахом и вкусом, является продуктом полного окисления углерода. Считается одним из парниковых газов. Диоксид углерода не токсичен, но не поддерживает дыхание. Большая концентрация в воздухе вызывает удушье, так же, как и недостаток углекислого газа.

) Диоксид серы (SO2) (диоксид серы, сернистый ангидрид) - бесцветный газ с резким запахом. Образуется в процессе сгорания серосодержащих ископаемых видов топлива, как правило, угля, а также при переработке сернистых руд. Он участвует в формировании кислотных дождей . Общемировой выброс SO2 оценивается в 190 млн. тонн ежегодно. Продолжительное воздействие диоксида серы на человека может привести сначала к потере вкусовых ощущений, стесненному дыханию, а после этого - к воспалению или отеку лёгких, перебоям в сердечной деятельности, нарушению кровообращения и остановке дыхания.

) Оксиды азота (оксид и диоксид азота) - газообразные вещества: монооксид азота NO и диоксид азота NO2 объединяются одной общей формулой NOх. При всех процессах горения образуются окислы азота, при этом, значительная их часть в виде оксида. Чем выше температура сгорания, тем интенсивнее происходит образование окислов азота. Следующим источником окислов азота выступают предприятия, которые производят азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения. Количество окислов азота, которые поступают в атмосферу, составляет 65 млн. тонн ежегодно. От общего количества выбрасываемых в атмосферу оксидов азота на транспорт приходится 55%, на энергетику - 28%, на промышленные предприятия - 14%, на мелких потребителей и бытовой сектор - 3% .

5) Озон (О3) - газ с характерным запахом, более сильный окислитель, чем кислород. Он относится к наиболее токсичным из всех обычных загрязнителей. В нижних слоях атмосферы озон формируется в результате фотохимических процессов с участием диоксида азота и летучих органических соединений.

) Углеводороды-химические соединения углерода и водорода. Они включают в себя тысячи разнообразных загрязняющих воздух веществ, которые содержатся в несгоревших жидкостях, используемых в составе промышленных растворителей и т.д.

) Свинец (Pb) - серебристо-серый металл, токсичен в любых формах. Часто применяется для производства красок, боеприпасов, типографского сплава и др. Примерно 60% всемирного производства свинца ежегодно тратится на создание кислотных аккумуляторов. При этом, главными источниками (около 80%) загрязнения воздуха соединениями свинца считаются отходящие газы автомобилей, использующих этилированный бензин. При попадании в организм свинец накапливается в костях, вызывая их разрушение.

) Сажа попадает в категорию вредных частиц для легких. Это объясняется тем, что частицы менее пяти микрон в диаметре не проходят фильтрацию в верхних дыхательных путях. Дым от дизельных двигателей, в состав которого входит в большей степени сажа, определяется как особо опасный, так как его частицы, как известно, вызывают рак.

) Альдегиды так же являются токсичными, могут накапливаться в организме. В дополнение к общетоксичному действию можно добавить раздражающее и нейротоксическое действие. Эффект зависит от молекулярной массы: чем она больше, тем меньше раздражающее действие, но более сильный наркотический эффект. Следует отметить, что ненасыщенные альдегиды более токсичны, чем насыщенные. Некоторые из них имеют канцерогенные свойства.

) Бензапирен считается более классисечким химическим канцерогеном, он опасен для человека даже при малой концентрации, так как имеет свойство биоаккумуляции. Являясь химически сравнительно стабильным, бензапирен может длительно мигрировать от одного объекта к другому. В итоге, большинство объектов и процессов в окружающей среде, которые не обладают способностью синтезировать бензапирен, оказываются вторичными источниками. Еще одно свойство, которым обладает бензапирен - это мутагенное действие.

) Промышленные пыли в зависимости от механизма их образования можно подразделить на 4 класса :

механические пыли, образующихся путем измельчения продукта в ходе технологического процесса;

возгоны, которые образуются в процессе объемной конденсации паров веществ при охлаждении газа, протекающего через технологический аппарат, установку или агрегат;

летучие золы представляют собой содержащиеся в дымовых газах во взвешенном состоянии несгораемые остатки топлива, происходит из его минеральных примесей при горении;

промышленная сажа, в ее состав входит твёрдый высокодисперсный углерод, образующийся при неполном сгорании или термическом разложении углеводородов.

) Смог (от англ. Smoky fog,- "дымовой туман") - аэрозоль, который состоит из дыма, тумана и пыли. Является одним из видов загрязнения атмосферы в крупномасштабных городах и промышленных центрах. Изначально, понятие смог означало дым, созданный путем сжигания большого количества угля (смесь дыма и диоксида серы SO2). В 1950-х годах, был представлен новый вид смога - фотохимический, являющийся результатом смешения в атмосфере таких загрязняющих веществ, как : :

оксид азота, например, диоксид азота (продукты горения ископаемого топлива);

тропосферный (приземный) озон;

летучие органические вещества (пары бензина, красок, растворителей, пестицидов и других химикатов);

перекиси нитратов.

Основными загрязнителями атмосферы в жилых помещениях являются пыль и табачный дым, окиси углерода и двуокиси углерода, двуокись азота, радон и тяжелые металлы, инсектициды, дезодоранты, синтетические моющие средства, аэрозоли лекарств, микробы и бактерии.

воздух загрязнение атмосфера антропогенный

Глава 2. Мероприятия по улучшению качества и охрана атмосферного воздуха

1 Состояние атмосферного воздуха по России на 2012 год

Атмосфера - огромная воздушная система. Нижний слой (тропосфера) толщиной 8 км в полярных и 18 км в экваториальных широтах (80 % воздуха), верхний слой (стратосфера) толщиной до 55 км (20 % воздуха). Атмосфера характеризуется газовым химическим составом, влажностью, составом взвешенных веществ, температурой. В нормальных условиях химический состав воздуха (по объему) следующий: азот - 78,08 %; кислород - 20,95 %; углекислый газ - 0,03 %; аргон - 0,93 %; неон, гелий, криптон, водород - 0,002 %; озон, метан, оксид углерода и оксид азота - десятитысячные доли процента.

Общее количество свободного кислорода в атмосфере - 1,5 в 10 степени .

Суть воздуха в экосистемы Земли заключается, прежде всего, в предоставлении человеку, флоре и фауне жизненно важных газовых элементов (кислорода, углекислого газа), а также в защите Земли от метеоритного воздействия, космического излучения и солнечной радиации.

За время своего существования воздушное пространство оказывалось под влиянием следующих изменений:

безвозвратного изъятия газовых элементов;

временного изъятия газовых элементов;

загрязнения газовыми примесями, которые разрушают ее состав и структуру;

загрязнения взвешенными веществами;

нагревания;

пополнения газовыми элементами;

самоочищения.

Кислород является наиболее важной частью атмосферы для человечества. При недостатке кислорода в организме человека развиваются компенсаторные явления, такие как, учащенное дыхание, ускорение кровотока и др. За 60 лет жизни людей в городе через их легкие проходит 200 грамм вредных химических веществ, 16 грамм пыли, 0,1 грамма металлов. Из самых опасных веществ следет отметить канцероген бензапирен (продукт термического разложения сырья и сжигания топлива), формальдегид и фенол.

В процессе сжигания ископаемого топлива (угля, нефти, природного газа, древесины) происходит интенсивное потребление кислорода и воздух, при этом, загрязняется диоксидом углерода, соединениями серы, взвешенными веществами . На земле ежегодно каждый год подвергаются горению 10 млрд. тонн условного топлива, наряду с организуемыми происходят не организуемые процессы горения: пожары в быту, в лесу, на складах угля, воспламенение выходов природного газа, пожары на нефтяных месторождениях, а также при транспортировки топлива. На все виды сгорания топлива, на получение металлургической и химической продукции, на дополнительные окисления разнообразных отходов каждый год тратиться от 10 до 20 миллиардов тонн кислорода. Увеличение потребления кислорода в результате хозяйственной деятельности человека не меньше 10 - 16 % ежегодных биогенных образований.

Автомобильный транспорт для того, чтобы обеспечить процесс сжигания в двигателях, потребляет кислород атмосферы, загрязняя, при этом, ее углекислым газом, пылью, взвешенными продуктами сгорания бензина, такие как, свинец, диоксид серы и др.) . На долю автомобильного транспорта приходится около 13 % всех загрязнений в воздухе. Чтобы уменьшить данные загрязнения, совершенствуют топливную систему транспортного средства и используют электродвигатели на природном газе, водороде или с низким содержанием серы бензина, снижают использование этилированного бензина, применяют катализаторы и фильтры для отходящих газов.

По данным Росгидромета, осуществляющего мониторинг загрязнения воздуха, в 2012 г. в 207 городах страны с населением 64,5 млн. человек среднегодовые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе превышали ПДК (в 2011 г. - 202 города) .

В 48 городах с населением больше 23 млн. человек были зафиксированы максимальные разовые концентрации различных вредных веществ, что составляло болбше 10 ПДК (в 2011 г. - в 40 городах).

В 115 городах с населением почти 50 млн. человек индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) превышал 7. Это означает, что уровень загрязнения атмосферы очень высок (в 2011 г. - 98 городов). В приоритетный список городов с наибольшим уровнем загрязнения воздуха в России (с индексом загрязнения атмосферы, равным или больше 14) в 2012 г. включен 31 город с населением более 15 млн. человек (в 2011 г. - городов) .

В 2012 году по сравнению с предшествующим годом по всем показателям загрязнения атмосферы увеличилось количество городов, и, следовательно, численность населения, которое подвержено не только высокому, но и возрастающему влиянию загрязнителей в воздухе.

Данные изменения совершаются не только из-за увеличения промышленных выбросов при возрастании промышленного производства, но также в связи с возрастанием автомобильного транспорта в городах, сжигания большого количества топлива для ТЭЦ, заторов на дорогах и непрерывной работы двигателя на холостом ходу, когда в машине нет средств для нейтрализации выхлопных газов. В последнее время в большинстве городов произошло значительное снижение экологически чистого общественного транспорта - трамваев и троллейбусов - за счет увеличения парка маршрутных такси.

В 2012 году список городов с наиболее высоким уровнем загрязнения воздушного пространства, был пополнен 10 городами - центрами черной и цветной металлургии, нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности. Состояние атмосферы в городах по федеральным округам можно охарактеризовать следующим образом.

В Центральном федеральном округе в 35 городах среднегодовые концентрации вредных веществ превышали 1 ПДК. В 16 городах с численностью 8 433 тыс. человек уровень загрязнений оказался очень высок (ИЗА имела значение равное или больше 7) . В городах Курск, Липецк и в южной части Москвы данный показатель оказался завышенным (ИЗА? 14), и поэтому данный список был включен в число городов с высоким уровнем загрязнения атмосферы.

В Северо-Западном федеральном округе в 24 городах среднегодовые концентрации вредных примесей превышали 1 ПДК, а в четырех городах их максимальные разовые концентрации составляли более 10 ПДК. В 9 городах с населением 7 181 тыс. человек уровень загрязнения был высоким, а в г. Череповце - очень высоким.

В Южном федеральном округе в 19 городах среднегодовые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе превышали 1 ПДК, а в четырех городах их максимальные разовые концентрации были больше 10 ПДК. Высокий уровень загрязнения воздуха был в 19 городах с населением 5 388 тыс. человек. Очень высокий уровень загрязнения воздуха отмечен в Азове, Волгодонске, Краснодаре и Ростове-на-Дону, в связи с чем они отнесены к числу городов с наиболее загрязненным воздушным бассейном

В Приволжском федеральном округе в 2012 г. среднегодовые концентрации вредных примесей в атмосферном воздухе превысили 1 ПДК в 41 городе. Максимальные разовые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе составляли более 10 ПДК в 9 городах . Уровень загрязнения воздуха был высоким в 27 городах с населением 11 801 тыс. человек, очень высоким - в г. Уфа (отнесенном к числу городов с наибольшим уровнем загрязнения воздуха).

В Уральском федеральном округе среднегодовые концентрации вредных примесей в атмосферном воздухе превысили 1 ПДК в 18 городах. Максимальные разовые концентрации составляли более 10 ПДК в 6 городах. Высокий уровень загрязнения воздуха был в 13 городах с населением 4 758 тыс. человек, а Екатеринбург, Магнитогорск, Курган и Тюмень вошли в список городов с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха.

В Сибирском федеральном округе в 47 городах среднегодовые концентрации вредных примесей в атмосферном воздухе превысили 1 ПДК, а в 16 городах максимальные разовые концентрации составляли более 10 ПДК. Высокий уровень загрязнения воздуха отмечен в 28 городах с населением 9 409 человек, а очень высокий - в городах Братск, Бийск, Зима, Иркутск, Кемерово, Красноярск, Новокузнецк, Омск, Селенгинск, Улан-Удэ, Усолье-Сибирское, Чита и Шелехов. Таким образом, Сибирский федеральный округ в 2012 г. лидировал как по числу городов, в которых были превышены среднегодовые нормы ПДК, так и по числу городов с наиболее высоким уровнем загрязнения воздушного бассейна.

В Дальневосточном федеральном округе среднегодовые концентрации вредных примесей превышали 1 ПДК в 23 городах, максимальные разовые концентрации были больше 10 ПДК в 9 городах. Высокий уровень загрязнения воздуха отмечен в 11 городах с населением в 2 311 тыс. человек . Города Магадан, Тында, Уссурийск, Хабаровск и Южно-Сахалинск отнесены к числу городов с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха.

В условиях наращивания объемов промышленного производства, преимущественно на морально и физически устаревшем оборудовании в базовых отраслях экономики, а также при неуклонно растущем количестве автомобилей следует ожидать дальнейшего ухудшения качества атмосферного воздуха в городах и промышленных центрах страны.

По данным совместной программы наблюдения и оценки переноса на большие расстояния загрязняющих воздух веществ в Европе, представленных в 2012 г., на Европейской территории России (ЕТР) общие выпадения окисленных серы и азота составили 2 038,2 тыс. т., 62,2 % этого количества - трансграничные выпадения. Общие выпадения аммиака на ЕТР составили 694,5 тыс. т., из которых 45,6 % - трансграничные выпадения.

Общие выпадения свинца на ЕТР составили 4 194 т., в том числе 2 612 т., или 62,3 %, - трансграничные выпадения. На ЕТР выпало 134,9 т. кадмия, из них 94,8 т., или 70,2%, - в результате трансграничных поступлений . Выпадения ртути составили 71,2 т., из них 67,19 т, или 94,4 %, - трансграничные поступления. Значительную долю вклада в трансграничное загрязнение территории России ртутью (почти 89 %) вносят природные и антропогенные источники, находящиеся за пределами европейского региона.

Выпадения бензапирена превысили 21 т, из них 16 т, или более 75,5 %, - трансграничные выпадения.

Несмотря на принятые меры по снижению выбросов вредных веществ Сторонами Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (1979 г.), трансграничные выпадения на ЕТР окисленных серы и азота, свинца, кадмия, ртути и бензапирена превосходят выпадения от российских источников.

Состояние озонового слоя Земли над территорией Российской Федерации в 2012 г. оказалось устойчивым и очень близким к норме, что весьма примечательно на фоне сильного уменьшения общего содержания озона, наблюдавшегося в предыдущие годы.

Данные Росгидромета показали, что до настоящего времени озоноразрушающие вещества (хлорфторуглероды) не сыграли определяющей роли в наблюдаемой межгодовой изменчивости общего содержания озона, происходящей под влиянием естественных факторов .

2 Мероприятия по снижению уровня загрязнения атмосферы

Закон "Об охране атмосферного воздуха" комплексно рассматривает данную проблему. Он сгруппировал требования, разработанные в предыдущие годы и проверенные на практике . Например, введение правила о запрещении ввода в действие любых производственных объектов (вновь созданные или реконструированные), если они в процессе эксплуатации станут источниками загрязнений или иных негативных воздействий на атмосферный воздух .

Дальнейшее развитие получили правила о нормировании предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в воздушном пространстве.

Государственным санитарным законодательством для атмосферы были разработаны и установлены ПДК для большого количества химических веществ, как при изолированном действии, так и для их комбинаций .

Гигиенические нормативы - это государственное требование к руководителям предприятий. За соблюдением данных нормативов следят органы государственного санитарного надзора Министерства здравоохранения и Государственный комитет по экологии.

Огромное значение для санитарной охраны атмосферы играет выявление новых источников загрязнения воздушной среды, учет проектируемых, строящихся и реконструируемых объектов, загрязняющих атмосферу, контроль за разработкой и реализацией генеральных планов городов, поселков и промышленных узлов в части размещения промышленных предприятий и санитарно-защитных зон .

Закон "Об охране атмосферного воздуха" устанавливает требования по установлению нормативов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в воздушное пространство . Данные нормативы необходимо устанавливать для каждого стационарного источника загрязнения, для каждой отдельной модели транспортных и других передвижных средств, и установок. Они определяются таким образом, что совокупность выбросов от всех источников загрязнения на определенной территории не превышала предельно допустимых значений загрязняющих веществ в атмосфере. Предельно допустимые выбросы устанавливают с учетом предельно допустимых концентраций.

Важное значение имеют требования Закона, касающиеся применения средств защиты растений. Все законодательные меры представляют собой систему профилактических мер, направленных на предотвращение загрязнения воздуха.

Есть также архитектурно-планировочные меры, направленные на строительство предприятий, планирования городских застроек с учетом экологических соображений, озеленения городов и др. При строительстве необходимо придерживаться правил установленных законом и не допускать строительство вредных производств в городских районах . Важно организовывать массовое озеленение городов, потому что зеленые насаждения поглощают из воздуха многие вредные вещества и способствуют очищению атмосферы.

Как видно из практики, в настоящее время в России зеленые насаждения только уменьшаются в количестве. Не говоря уже о том, что многочисленные "спальные районы", застроенные в свое время, не выдерживают критики . Это связанно с тем, что застроенные дома находятся слишком близко друг к другу, а воздух между ними подвержен застою.

Так же остро стоит проблема рационального расположения дорожной сети в городах, а также качество самих дорог. Не секрет, что построенные в свое время дороги однозначно не подходят к современному количеству машин. Для решения данной проблемы, необходимо строительство объездной дороги. Это поможет разгрузить центр города от транзитного большегрузного автотранспорта. Также необходима капитальная реконструкция (а не косметический ремонт) дорожного покрытия, строительство современных транспортных развязок, выпрямление дорог, устройства звукозащитных барьеров и озеленение придорожной полосы. К счастью, несмотря на финансовые затруднение в настоящее время данная ситуация значительно изменилась, причем в лучшую сторону.

Так же следует обеспечить быстрый и четкий контроль за состоянием воздуха через сеть постоянных и передвижных станций контроля. Необходимо обеспечить хотя бы минимальный контроль качества выбросов от автотранспорта через специальное тестирование. Следует сокращать процессы горения различных свалок, потому что в этом случае одновременно с дымом выделяется огромное количество вредных веществ.

При этом, Закон предусматривает не только контроль за выполнением его требований, но так же ответственность за их нарушение . Специальная статья определяет роль общественных организаций и граждан в осуществлении мероприятий по охране воздушной среды, требует от них активного содействия государственным органам в этих вопросах, так как только общее участие общественности поможет в реализации положений настоящего Закона.

Предприятия, чьи производственные процессы - это источник выбросов в атмосферу вредных и неприятно пахнущих веществ, необходимо отделять от жилой застройки санитарно-защитными зонами. Санитарно-защитная зона для предприятий и объектов может возможно увеличить при необходимости и соответствующем обосновании, но не более чем в 3 раза в зависимости от следующих причин: а) эффективность предусмотренных или возможных для осуществления методов очистки выбросов в воздушное пространство; б) отсутствие способов очистки выбросов; с) размещение жилой застройки при необходимости с подветренной стороны относительно предприятия в зоне возможного загрязнения воздуха; г) роза ветров и другие неблагоприятные местные условия; г) строительство новых, еще недостаточно изученных вредных в санитарном отношении промышленностей.

Площадь санитарно-защитных зон для отдельных групп или комплексов крупных предприятий химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, машиностроительной и других отраслей промышленности, а также тепловых электрических станций с выбросами, которые создают высокую концентрацию различных вредных веществ в атмосфере, и которые оказывают особенно пагубное воздействие на здоровье и санитарные условия жизни населения, устанавливается в каждом индивидуальном случае по совместному решению Минздрава и Госстроя России.

Для увеличения эффективности санитарно-защитных зон на их территории высаживают деревья и кустарники, а также травянистую растительность, которые уменьшают концентрацию промышленной пыли и газов. В санитарно-защитных зонах предприятий, значительно загрязняющих атмосферу вредными для растительности газами, необходимо выращивать наиболее газоустойчивые деревья, кустарники и травы с учетом степени агрессивности и концентрации промышленных выбросов . Особенно вредными для растительности являются выбросы химической промышленности (серы и диоксида серы, сероводорода, хлор, фтор, аммиак и др.), черной и цветной металлургии, угольной промышленности.

Наряду с этим, к еще одной немаловажной задаче относятся воспитание экологической значимости у населения. Нехватка базового экологического мышления особо заметно в современном мире. Если на Западе работают программы, с помощью которых дети с детства изучают основы экологического мышления, то в России пока не наблюдается существенного прогресса в этой области. Пока в России не появится поколение с полностью сформированным экологическим сознанием, не будет заметен прогресс в понимании и предупреждении экологических последствий деятельности человека.

Заключение

Атмосфера - это главный фактор, определяющий климатические и погодные условия на Земле. Ресурсы атмосферы имеют большое значение в хозяйственной деятельности человека. Воздух является неотъемлемой составляющей производственных процессов, а также других видов хозяйственной деятельности человека.

Воздушное пространство - один из самых важных элементов природы, являющийся неотъемлемой частью среды обитания человека, растений и животных. Данные обстоятельства обусловливают необходимость правового регулирования общественных отношений, связанных с охраной атмосферы от различных вредных химических, физических и биологических воздействий.

Главной функцией воздушного бассейна выступает тот фактор, что он является незаменимым источником кислорода, который необходим для существования всех форм жизни на Земле. Все функции атмосферы, что имеют место в отношении флоры и фауны, человека и общества, выступают как одно из важных условий для обеспечения комплексного правового регулирования охраны воздушного бассейна.

Главным нормативно-правовым актом выступает Федеральный закон "Об охране атмосферного воздуха". На основе него опубликованы и другие акты законодательства Российской Федерации и субъектов Российской Федерации. Ими регулируются компетенция государственных и иных органов в области охраны атмосферы, государственный учет вредных воздействий на него, контроля, мониторинга, разрешения споров и ответственности в области охраны атмосферного воздуха.

Государственное управление в сфере охраны атмосферы осуществляется в соответствии с законодательством Правительством Российской Федерации непосредственно или через специально уполномоченный федеральный орган исполнительной власти в области охраны атмосферы, а также органами государственной власти субъектов Российской Федерации.

Список используемой литературы

1. Об охране окружающей среды: Федеральный закон от 10.01.2002 № 7-ФЗ (ред. от 12.03.2014) [Электронный ресурс]// Собрание законодательства РФ.- 12.03.2014.- №27-ФЗ;

Об охране атмосферного воздуха: Федеральный закон от 04.05.1999 № 96-ФЗ (ред. от 27.12.2009) [Электронный ресурс]// Собрание законодательства РФ.- 28.12.2009.- № 52 (1 ч.);

О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения: Федеральный закон от 30.03.1999 №52-ФЗ (ред. от 30.12.2008) [Электронный ресурс]// Собрание законодательства РФ.- 05.01.2009.- № 1;

Коробкин В.И. Экология [Текст]: учебник для вузов / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский.- Ростов н/Д: Феникс, 2011.- 373 с.

Николайкин Н.И. Экология [Текст]: учебник для вузов / Н.И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова.- М.: Дрофа, 2013.- 365 с.

Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать? / Под ред. В.И. Данилова-Данильяна.- М.: Изд-во МНЭПУ, 2010. - 332 с.

Экологическое право: учебник / Под ред. С.А. Боголюбова.- М.:Велби, 2012.- 400 с.

Экологическое право: учебник / Под ред. О.Л. Дубовик.- М.: Эксмо, 2010.- 428 с.

Гидрометцентр России

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Загрязнение окружающей среды – сложная и многоаспектная проблема. Однако, главным в современной её трактовке являются возможные неблагоприятные последствия для здоровья как настоящего, так и последующих поколений, ибо человек в ряде случаев уже нарушил и продолжает нарушать некоторые важные экологические процессы от которых зависит его существование.
Воздействие окружающей среды на здоровье городского населения
В большой степени загрязнение атмосферы сказывается на здоровье городского населения.
Наиболее активными загрязнителями атмосферы нашего города
(Днепропетровска) являются промышленные предприятия. Лидеры среди них - ПД
ГРЭС (среднее количество выбрасываемых в атмосферу вредных веществ ежегодно составляет около 78501,4 тонн), ОАО “Нижнеднепровский трубопрокатный завод”
(6503,4 тонн), ПО ЮМЗ (938 тонн), ОАО ДМЗ им. Петровского (10124,2 тонн).
Существенный вклад в картину общего загрязнения атмосферного воздуха города вносит автотранспорт. На его долю приходится более 24% от всех выбросов токсических веществ.
На территории Днепропетровска находится около 1500 автохозяйств.
Государственного транспорта насчитывается около 27 тысяч единиц. В личном пользовании граждан находится около 123000 автомобилей.
В ряде районов города (площадь Островского, проспект Газеты Правды, площадь
Ленина) наблюдается превышение предельно допустимых норм уровня загазованности по монооксиду углерода (СО) и углеводорода (СН).
Наибольший уровень загрязнения воздуха наблюдается на площади Островского, которая является одной из транспортных развязок Днепропетровска. Одной из причин загрязнения воздуха являются отработанные газы автотранспорта.
Для снижения влияния автомобильного транспорта на экологическое состояние
Днепропетровска управление по экологии города, проводит работу по следующим направлениям: переоборудование автотранспортных средств на сжатый природный газ; улучшение экологических свойств топлива путем проведения его модификации; проведение контроля и регулирования топливной аппаратуры на токсичность выхлопных газов: перевод автотранспортных средств с жидкого на газообразное топливо.
Работы по указанным направлениям проводятся с 1995 года. Было принято четыре решения ГИКа (№1580 - 95 г.; №442 - 96 г.;№45 - 97 г. и №380 -98г.)
Последнее решение (№380 от 19.03.98 г.) объединяет все направления деятельности управления по снижению влияния выхлопных газов автотранспорта на загрязнение атмосферного воздуха, определяет порядок внедрения и первоочередные мероприятия.
Управлением по экологии, выполняя решение горисполкома, проводится контроль за соблюдением на транспортных средствах требований природоохранного законодательства.
В настоящее время в городе работают 10 стационарных постов наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха, семь из которых принадлежат Укргидромету и три автоматизированные - СЭМ-Город.
В 1998 году общий объем выбросов вредных веществ в атмосферу по сравнению с
1997 годом уменьшился. Так, например, Приднепровская ГРЭС, выбросы загрязняюших веществ которой составляют 75-80% выбросов всех предприятий города, снизила их объем на 7453 тонн, ОАО “ДМЗ им.Петровского” - на 940 тонн. ОАО “Днепрошина” - на 220 тонн, ПО “ЮМЗ”- на 72,5 тонн.
Несколько предприятий увеличило выбросы в 1998 году по сравнению с 1997 годом, но увеличение незначительное: ОАО “Нижнеднепровский трубопрокатный завод - на 15 тонн, ОАО “Днепропетровский силикатный завод” - на 79,2 тонны.
Изменения величин объемов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу связаны с изменениями объемов производств. Мероприятия по снижению выбросов в атмосферу в отчетном году не выполнялись из-за отсутствия средств. Общий лимит выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников по Днепропетровску в 1998 году имел объем 128850 тонн. Количество предприятий-загрязнителей атмосферного воздуха в городе - 167, получили
“нулевой” лимит - 33.
Среднегодовые концентрации загрязняющих веществ в 1998 году по
Днепропетровску превышали ПДК:

По пыли в 2 раза;

Двуокиси азота в 2 раза;

Оксиду азота в 1,2 раза;

Аммиаку в 1,8 раз;

Формальдегиду в 1,3 раза.

Выбросы вредных веществ в атмосферный воздух по регионам (тыс. т.)
| |Стационарными источниками |Передвижными |
| |загрязнения |средствами |
| |1985 |1990 |1996 |1985 |1990 |1996 |
|Украина |12163,0 |9439,1 |4763,8 |6613,|6110,|1578,|
| | | | |9 |3 |5 |
|Автономная Республика|593,2 |315,9 |61,7 |362,3|335,2|60,8 |
|Крым | | | | | | |
|Винницкая |272,6 |180,2 |83,4 |281,3|248,5|67,5 |
|Волынская |37,3 |33,9 |15,3 |142,9|134,5|38,4 |
|Днепропетровская |2688,7 |2170,1 |831,4 |273,1|358,3|66,7 |
|Донецкая |3205,2 |2539,2 |1882,6 |570,3|550,9|135,5|
|Житомирская |79,2 |84,8 |23,1 |205,9|192,4|52,3 |
|Закарпатская |32,0 |38,2 |11,6 |132,9|106,3|20,4 |
|Запорожская |748,3 |587,5 |277,0 |305,9|299,6|67,1 |
|Ивано-Франковская |468,2 |403,3 |180,4 |101,1|146,2|41,7 |
|Киевская |233,8 |219,9 |81,1 |358,2|289,2|85,7 |
|Кировоградская |252,3 |171,7 |59,5 |204,5|166,3|42,1 |
|Луганская |1352,3 |862,3 |529,6 |174,5|308,2|78,6 |
|Львовская |378,0 |271,9 |106,4 |320,7|295,4|74,7 |
|Николаевская |154,4 |98,6 |27,2 |222,5|201,7|41,7 |
|Одесская |174,8 |129,0 |36,6 |354,2|297,1|72,2 |
|Полтавская |221,3 |220,7 |97,3 |324,9|279,8|99,9 |
|Ровенская |117,9 |63,5 |20,4 |161,2|141,4|35,1 |
|Сумская |121,5 |117,8 |33,7 |183,5|179,6|52,7 |
|Тернопольская |41,4 |71,6 |16,8 |183,0|148,6|37,1 |
|Харьковская |389,1 |355,9 |169,0 |434,7|318,6|108,5|
|Херсонская |120,4 |74,7 |25,8 |236,9|189,1|47,0 |
|Хмельницкая |82,5 |125,2 |31,4 |214,6|183,4|49,8 |
|Черкасская |147,4 |129,7 |56,6 |286,0|213,2|62,5 |
|Черновицкая |29,3 |25,9 |7,7 |121,4|107,3|20,3 |
|Черниговская |109,5 |81,6 |32,9 |186,8|174,7|55,2 |
|г. Киев |99,6 |54,7 |61,5 |231,3|218,3|57,0 |
|г. Севастополь |12,8 |11,3 |3,8 |39,3 |26,5 |8,0 |

Оценка риска здоровья городского населения в связи с загрязнением окружающей среды.
Система медико-экологического регламентирования основана на предположении о том, что загрязнение окружающей среды создает опасность для здоровья человека. Основанием для этого служат, во-первых, многочисленные жалобы населения, проживающего в условиях загрязненной окружающей среды, на неприятные запахи, головные боли, общее плохое самочувствие и другие дискомфортные состояния; во-вторых, данные медицинской статистики, свидетельствующие о тенденции к росту заболеваемости на загрязненных территориях; в-третьих, данные специальных научных исследований, направленных на определение количественных характеристик связи между загрязнением окружающей среды и его влиянием на организм (см. выше).
В связи с этим оценка риска здоровью человека, обусловленного загрязнением окружающей среды, является в настоящее время одной из важнейших медико- экологических проблем. Однако существует значительная неопределенность в определении понятия риска здоровью и установлении факта воздействия загрязняющих веществ на человека и его количественных характеристик.
К сожалению, существующая практика оценки опасности загрязнения, основанная на сравнении количественных показателей содержания примесей (концентрации) с нормативными регламентами (ПДК, ОБУВ и т.д.), не отражает истинной картины риска ухудшения здоровья, который может быть связан с окружающей средой. Это обусловлено следующей причиной.
Основой для установления безопасных уровней воздействия загрязнителей окружающей среды является концепция пороговости вредного действия, постулирующая, что для каждого агента, вызывающего те или иные неблагоприятные эффекты в организме, существуют и могут быть найдены дозы
(концентрации), при которых изменения функций организма будут минимальными
(пороговыми). Пороговость всех типов действия - ведущий принцип отечественной гигиены.
В целостном организме осуществляются процессы приспособления и восстановления биологических структур, и повреждение развивается только тогда, когда скорость процессов деструкции превышает скорость процессов восстановления и приспособления.
В действительности величина пороговой дозы зависит от следующих факторов:
- индивидуальной чувствительности организма,
- выбора показателя для ее определения,
- чувствительности использованных методов.
Так, разные люди по-разному реагируют на одни и те же воздействия. Кроме того, индивидуальная чувствительность каждого человека также подвержена значительным колебаниям. Таким образом, одни и те же уровни загрязнения окружающей среды часто вызывают далеко не однозначную реакцию как у населения в целом, так и у одного и того же человека. С другой стороны, чем выше чувствительность методов, тем ниже порог. Теоретически даже незначительное количество биологически активных веществ будет вступать в реакцию с биосубстратами и, следовательно, будет действующим.

Любой фактор внешней среды может стать патогенным, но для этого необходимы соответствующие условия. К ним относятся: интенсивность или мощность фактора, скорость нарастания этой мощности, продолжительность действия, состояние организма, его сопротивляемость. Сопротивляемость организма, в свою очередь, является переменной величиной: она зависит от наследственности, возраста, пола, физиологического состояния организма в момент воздействия неблагоприятного фактора, ранее перенесенных заболеваний и т.д. Поэтому в одинаковых условиях внешней среды один человек заболевает, а другой остается здоров или один и тот же человек в одном случае заболевает, а в другом - нет.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что изучение заболеваемости населения помогает определить риск неблагоприятного влияния загрязнения окружающей среды, однако не в полной мере. Медико-экологическое регламентирование должно не только обеспечивать предупреждение появления заболеваний среди населения, но и способствовать созданию наиболее комфортных условий жизни.

Методология оценка риска здоровья

При оценке риска здоровью, который обусловливается качеством окружающей среды, принято исходить из следующих теоретических соображений, получивших признание научной общественности:
биологический эффект воздействия зависит от интенсивности вредного
(химического, физического и др.) фактора, действующего на организм человека;
интоксикация есть одна из фаз адаптации;
предельно допустимый уровень загрязнения окружающей среды есть понятие вероятностное, определяющее приемлемый (допустимый) риск и имеющее профилактическую направленность и гуманистическое значение.
Схема оценки риска здоровью состоит из четырех основных блоков:
расчет потенциального (прогнозируемого) риска в соответствии с результатами оценки качества окружающей среды;
оценка заболеваемости (здоровья) населения в соответствии с материалами медицинской статистики, диспансерных наблюдений и специальных исследований;
оценка реального риска здоровью с использованием статистических и экспертных аналитических методов;
оценка индивидуального риска на основе расчета накопленной дозы и применения методов дифференциальной диагностики.

ОЦЕКА КАЧЕСТВА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И РАСЧЕТ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО РИСКА
1. Оценка потенциально вредных факторов
Оценка качества окружающей среды невозможна без всестороннего учета всех источников, способных ее загрязнять. Традиционно такие источники делятся на две основные группы:
естественные (природные),
антропогенные (связанные с деятельностью человека).
Первая из названных групп проявляет свое действие при стихийных бедствиях, таких как извержение вулканов, землетрясения, стихийные пожары. При этом в атмосферу, водные объекты, почву и т.д. выделяется большое количество взвешенных веществ, сернистого ангидрида и пр. В ряде случаев опасное загрязнение может создаваться и при относительно "спокойных" ситуациях, например при выделении радона и других опасных природных соединений из недр
Земли через трещины и изломы ее поверхностных слоев.
Однако наибольшую опасность в настоящее время представляет вторая группа источников, создающая антропогенное загрязнение. Ведущее место в этом типе загрязнения принадлежит промышленным предприятиям, теплоэлектроцентралям и автотранспорту. Эти источники, непосредственно загрязняя атмосферу, водные объекты, почву, создают условия и для ее вторичного загрязнения, вызывая накопление примесей в объектах окружающей среды.
2. АНАЛИЗ ДАННЫХ МЕДИЦИНСКОЙ СТАТИСТИКИ
Медицинская статистика предполагает проведение большого объема работ государственного масштаба, связанных с формированием информационных баз по следующим показателям.
Демографические показатели (рождаемость, смертность, детская смертность, неонатальная, постнатальная, перинатальная смертность, продолжительность предстоящей жизни).
Показатели рождаемости выражаются демографическими коэффициентами и рассчитываются по отношению к числу жителей, проживающих на административной территории. Основными являются общий и специальный показатели рождаемости. Общий показатель дает только приближенное представление о процессе воспроизводства населения, поскольку исчисляется по отношению к численности всего населения, тогда как рожают только женщины и только в детородном возрасте Плодовитым (фертильным) возрастом принято считать 15-49 лет. В связи с этим более объективно рождаемость может быть представлена специальным показателем, рассчитываемым именно на этот возраст.
Статистика смертности косвенно отражает состояние здоровья живущего населения, характеризуя риск смерти, который зависит от многих факторов.
Размеры смертности определяют путем вычисления коэффициентов смертности.
Коэффициенты смертности можно разделить на общие и специфические. При их расчете очень важно быть уверенным в том, что число смертей, используемое для вычисления этого коэффициента, имеет место именно в той популяции, для которой проводится расчет. Такая группа населения квалифицируется как популяция, подвергающаяся риску. Популяция риска, представляет собой среднюю численность населения на данной территории в период, к которому относятся коэффициенты смертности.
Детской смертностью называют смертность детей на первом году жизни. При анализе повозрастной смертности детская смертность выделяется для специального анализа вследствие ее особого значения как критерия социального благополучия населения и как показателя эффективности оздоровительных мероприятий. Детская смертность составляет значительную долю общей смертности и требует тщательного анализа ее причин. Размеры смертности на первом году жизни превышают показатели смертности в последующих возрастах, кроме возраста глубокой старости, и значительно снижают показатель средней продолжительности жизни.
Смертность детей на первом месяце жизни называется неонатальной и разделяется на раннюю неонатальную (на первой неделе жизни) и позднюю неонатальную. Смертность детей в возрасте от месяца до года называется постнеонатальной.
Перинатальная смертность - это число детей, мертворожденных и умерших в первые 7 дней жизни (168 часов). В составе перинатальной смертности различают антенатальную, интранатальную и постнатальную смертность
(смертность до начала родов, в период родов и после рождения соответственно).
Продолжительность предстоящей жизни определяется путем составления таблиц дожития. Таблицы дожития являются особым способом выражения коэффициента смертности в определенной группе населения для данного периода времени. Их основными элементами являются показатели вероятности смерти, рассчитанные раздельно по отдельным годам жизни или возрастным группам.
Средняя продолжительность предстоящей жизни - это число лет, которое осталось прожить людям данного возраста, а средняя продолжительность жизни
- это число лет, которое в среднем предстоит прожить данному поколению родившихся или сверстникам определенного возраста, если предположить, что на всем протяжении их жизни смертность в каждой возрастной группе будет такой, какой она была в том году, для которого производилось исчисление.
Такой порядок определения средней продолжительности жизни принят в международной статистической практике и при страховании жизни. Поэтому для разных стран показатели средней продолжительности жизни являются сопоставимыми.

Заболеваемость: инфекционная и неинфекционная (болезни различных органов и систем), репродуктивная функция популяции, инвалидность.
Заболеваемость населения - одна из важнейших характеристик общественного здоровья. Для ее оценки используются коэффициенты, рассчитанные как отношение числа заболеваний к численности групп населения, в которых они выявлены за определенный период времени, и пересчитанные на стандарт (100,
1000, 10 000, 100 000 человек).
Эти коэффициенты отражают вероятность (риск) появления того или иного заболевания в изучаемой группе населения.
Основные показатели заболеваемости населения представлены в табл. 2.1.
Говоря о заболеваемости, имеют в виду обычно только новые случаи заболеваний (первичная заболеваемость). Если необходимо составить представление как о новых случаях заболеваний, так и об уже имевшихся ранее, то рассчитывается показатель болезненности. Следовательно, заболеваемость является динамичным показателем, а

Примечание, q - число впервые выявленных заболеваний, Р - число всех заболеваний, N - средняя численность населения. болезненность - статичным. Заболеваемость может заметно отличаться от болезненности при хронических заболеваниях, однако при непродолжительных заболеваниях это различие незначительно. При выявлении причинных связей наиболее подходящими считают коэффициенты заболеваемости. Этиологические факторы проявляются прежде всего через развитие заболевания, поэтому чем чувствительнее и динамичнее показатели, тем они полезнее при исследовании причинных связей. Для установления влияния среды обитания на здоровье коэффициенты заболеваемости должны рассчитываться применительно к конкретным группам населения, чтобы затем можно было определить наличие или отсутствие причинно-следственных связей между воздействием конкретных факторов среды обитания на соответствующую группу населения.
Следует отметить, что полнота и достоверность данных о заболеваемости существенно зависят от метода ее изучения.
Инвалидность - это стойкая (длительная) потеря или значительное ограничение трудоспособности. Инвалидность наряду с заболеваемостью относят к медицинским показателям здоровья населения. Чаще всего причиной инвалидности является заболевание, которое, несмотря на лечение, приобретает устойчивый характер, а функция того или иного органа не восстанавливается.
Физическое развитие: информация, характеризующая здоровье детей, подростков и взрослых.
Под физическим развитием человека понимают комплекс функционально- морфологических свойств организма, который в итоге определяет запас его физических сил. На физическое развитие влияют многие факторы эндогенного и экзогенного характера, что определяет частое использование оценок физического развития в качестве интегральных показателей для характеристики состояния здоровья. Показатели физического развития, как правило, относят к позитивным признакам здоровья. Однако лица, имеющие заболевания, т.е. носители негативных признаков, также располагают определенным уровнем физического развития. Поэтому целесообразно квалифицировать физическое развитие не как самостоятельный позитивный показатель здоровья, а как критерий, пребывающий во взаимосвязи с другими показателями, характеризующими качественную сторону жизни населения.
Особенно большое значение показатели физического развития имеют для оценки здоровья тех групп населения, заболеваемость и инвалидизация которых сравнительно незначительны: дети старше 1 года, рабочие определенных профессий со строгим профессиональным отбором. Роль физического развития в области профилактики определяется также тем, что его состояние в значительной степени управляемо - средствами регулирования питания, режима труда и отдыха, двигательного режима, отказа от вредных привычек и т. д.
Для характеристики здоровья населения могут использоваться и другие показатели «качества» жизни или здоровья здоровых: умственное развитие, умственная и физическая работоспособность и др.
Анализ данных медицинской статистики предполагает ряд последовательных этапов.
1. Предположение: выявление заболеваний, контрастно выделяющихся во времени или в пространстве
Изучение здоровья и заболеваемости населения по материалам медицинской статистики позволяет сопоставлять эти показатели с временными и пространственными характеристиками. В этом случае основной целью такого сопоставления можно считать определение территорий, контрастно выделяющихся по уровню смертности, заболеваемости и т. д. Особое место здесь занимают методы электронного картографирования районов наблюдения, позволяющие получать достаточно наглядную информацию. Весьма характерными в этом плане являются получившие широкое распространение в последнее время работы по созданию медико-экологических атласов. Особое внимание при этом следует уделять достоверности отслеживаемой информации.
Так, например, наиболее широко для изучения заболеваемости по обращаемости используются материалы лечебно-профилактических учреждений (ЛПУ). Получение отчетов ЛПУ по утвержденным формам не вызывает, как правило, больших затруднений. Эти данные могут и должны использоваться заинтересованными организациями для оценки здоровья населения. Однако следует иметь в виду, что существующая система учета и отчетности ЛПУ позволяет получить лишь приблизительные оценки заболеваемости, а также временной нетрудоспособности в связи с заболеваниями и травмами. Данные ЛПУ достаточно точно отражают лишь работу самих этих учреждений, но не распределение заболеваемости по территории и группам населения. Это связано со следующими обстоятельствами.
1. Учет и отчетность ЛПУ основаны на регистрации обращаемости. Однако среди реально заболевших лиц далеко не все обращаются за медицинской помощью, причем доля обращающихся среди заболевших зависит от разных причин: тяжесть заболевания, доступность конкретного вида медицинской помощи в ближайшем
ЛПУ, возраст и пол больных, характер их трудовой деятельности.
2. Наряду с территориальными ЛПУ, имеются ведомственные и частные учреждения. Определить долю лиц, проживающих в зоне обслуживания ЛПУ, но получающих медицинскую помощь в других учреждениях (медсанчасти промышленных предприятий, поликлиники МО, МВД и др.), крайне сложно. Кроме того, нередко имеет место двойная регистрация одного и того же заболевания в разных лечебных учреждениях.
3. Люди, проживающие на одной и той же территории, обращаются по поводу разных заболеваний в разные ЛПУ: поликлиники, диспансеры, диагностические центры, травматологические пункты. Кроме того, специализированные кабинеты
(например, эндокринологические, урологические) часто обслуживают население, проживающее в зонах нескольких поликлиник.
4. Дети и взрослые обслуживаются, как правило, в разных поликлиниках, женщины обращаются по поводу ряда заболеваний в женские консультации.
Территориально зоны обслуживания этих трех типов ЛПУ накладываются друг на друга, и их границы обычно не совпадают.
Таким образом, при изучении заболеваемости по обращаемости в ЛПУ наряду с вопросом полноты и достоверности регистрируемых случаев заболеваний возникает проблема объединения данных, характеризующих заболеваемость населения (групп населения), проживающего на конкретной территории. При этом следует отметить, что чем меньше территория, на которой изучается заболеваемость, тем сложнее решать эту проблему. Так, относительно полные данные можно получить по городу в целом; менее достоверны данные по административным районам города, а при анализе заболеваемости по зонам обслуживания ЛПУ, и тем более по врачебным участкам, изучение обращаемости даже по статталонам позволяет получить лишь сугубо ориентировочные показатели.
Использование данных о заболеваемости по результатам медицинских осмотров позволяет уточнить информацию, получаемую в ЛПУ, так как в данном случае появляется возможность:
1) выявить заболевания в начальных стадиях;
2) провести достаточно полный учет "хронических" заболеваний;
3) придать результатам осмотров независимость от уровня санитарной культуры населения, доступности медицинской помощи и других немедицинских факторов.
Получение данных о заболеваемости по регистрации причин смертности позволяет установить те заболевания, которые привели к внезапной смерти, но не были выявлены первыми двумя методами (отравления, травмы, инфаркты, инсульты и др.). Ценность метода зависит от удельного веса в структуре заболеваемости соответствующих форм патологии. Следует учитывать, что остальные заболевания с благоприятным для жизни исходом не попадают в поле зрения врачей, изучающих заболеваемость по причинам смерти.
Получение данных о заболеваемости методом интервью (анкето-опросный метод) представляет интерес как дополнительный метод для выявления жалоб населения и, особенно, для получения сведений о факторах среды обитания и образе жизни с целью последующего исследования связи этих показателей со здоровьем. Во многих странах этот метод используется довольно широко вследствие того, что частный характер медицины и здравоохранения делает практически невозможным анализ истинной заболеваемости населения по данным обращаемости и медицинских осмотров.
2. Выдвижение гипотез (теоретическое обоснование возможности связи с окружающей средой)
В случае обнаружения территорий, контрастно выделяющихся по уровню заболеваемости, физического развития, смертности или иным показателям медицинской статистики, выдвигаются гипотезы связи этого явления с качеством окружающей среды. При этом используются данные научных исследований об особенностях биологического действия тех или иных примесей
(см. выше), а также результаты предыдущих эпидемиологических исследований.
В настоящее время разработан примерный список заболеваний, которые могут быть связаны с отдельными факторами окружающей среды (табл. 2).

Таблица 2

Как видно из представленной таблицы, одни и те же заболевания могут быть вызваны или спровоцированы разными факторами окружающей среды. В связи с этим при обосновании гипотез особое внимание должно уделяться сопоставлению уровня заболеваемости с потенциальным риском воздействия каждого из вероятных факторов.
3. Тестирование (дополнительные выборки, специальные исследования)
Проверка выдвинутых гипотез подразумевает проведение специальных исследований "эпидемиологического" характера. При этом целесообразно, если возможно, проведение ряда дополнительных исследований, направленных на получение данных о количественном содержании вредных примесей или их метаболитов в тканях и органах пострадавших, а также проведение клинического обследования с постановкой специфических тестов.
Учитывая, что методам эпидемиологических исследований посвящено достаточное число публикаций, остановимся на наиболее важных моментах, имеющих отношение к определению риска.
В методике эпидемиологических исследований важны следующие моменты: построение исследований, формирование опытных и контрольных групп, наблюдение с использованием различных тестов, определение относительного риска. Само исследование может быть ретроспективным и проспективным, продольным и поперечным, когортным с формированием опытных и контрольных групп.
Ретроспективное исследование предусматривает анализ материала, собранного за уже прошедший период, а проспективное исследование проводится путем непосредственного наблюдения. Ретроспективное исследование экономит время при сборе материала, позволяет достаточно четко определить уже сложившуюся группу наблюдения, выяснить условия, повлиявшие на возникновение того или иного явления. Однако ретроспективное исследование имеет ограниченную программу, так как позволяет учесть лишь признаки, которые имеются в используемых для изучения материалах и документах.
Проспективное исследование может иметь программу с любым набором признаков и их сочетаний. Кроме того, существует возможность наблюдения за изменением признаков под воздействием различных факторов, возможность длительного наблюдения за группой населения.
Поперечное исследование характеризует совокупность на какой-то момент времени. При этом, одномоментно проводится осмотр всего населения или отдельных контингентов, определяются клинические, физиологические, психологические и другие характеристики обследуемых с выявлением больных или лиц с отклонением в состоянии здоровья.
Продольное исследование подразумевает наблюдение в динамике за одной и той же совокупностью. В этом случае можно проводить динамические наблюдения за каждым представителем такой совокупности и применить индивидуализирующие методы оценки.
Когортный метод предполагает выделение опытных и контрольных групп, причем статистическую совокупность здесь составляют относительно однородные единицы наблюдения. Главным различием опытной и контрольной групп является наличие и отсутствие вредных факторов.

4. Систематизации (формирование баз данных и табличных материалов)
Одним из важных результатов анализа данных медицинской статистики и применения эпидемиологического метода исследования является определение относительного и непосредственного риска. Относительный риск (ОР) - это отношение показателей заболеваемости в группе„лиц, подвергающихся влинию изучаемого фактора к тем же показателям у лиц не„подверженных влиянию этого фактора {как правило принимает значения от 1 до ) .
Непосредственный риск (HР)-это разность показателей заболеваемости у лиц, подверженных и не подверженных действию фактора (может принимать„значения‚от 0 до 1). Статистическая природа признаков риска обусловливает неизбежность так называемых ошибок первого рода (невключение в группу риска лиц, подверженных заболеванию) и ошибок второго рода
(включение в группу риска не подверженных заболеванию).
Таким образом, основной целью изучения состояния здоровья или заболеваемости населения в системе оценки риска является расчет атрибутивного риска в группах населения, находящихся в достоверно различающихся условиях окружающей среды. Именно этот показатель наиболее целесообразно считать целью данного блока исследований, и именно он должен сопоставляться с величинами рисков, полученными в соответствии с методикой, изложенной в п. 2.1. Базы данных и табличные материалы, являющиеся результатом обработки материалов медицинской статистики, должны содержать информацию об уровнях заболеваемости, смертности и другие показатели, характеризующие состояние здоровья населения на территориях наблюдения:
число зарегистрированных случаев;
относительные показатели (на 100, 1000, 10000 или 100 000);
величины относительного риска в сопоставлении с показателями для территории, выбранной для контроля или сравнения;
величины атрибутивного риска.

Анализ (определение связей в системе «среда-здоровье»)
Очевидно, что потенциальный рыск, определенный в соответствии с уровнем загрязнения атмосферного воздуха и интенсивностью воздействия ряда других факторов (шум, загрязнение питьевой воды и пр.), позволяет оценить вероятность неблагоприятного эффекта, связанного с этими загрязнениями.
Другими словами, потенциальный риск определяет максимальный размер группы риска (в процентах или долях единицы), т. е. количество населения, у которого потенциально могут проявиться неблагоприятные эффекты, связанные с данным экологическим фактором. В то же время, как это было показано выше, население, у которого могут проявиться признаки заболевания, составляет лишь часть группы риска. Еще меньшую часть составляют люди, воздействие на которых загрязненного воздуха может привести к смертельному исходу. В связи с этим особое внимание следует уделять определению реального риска, т.е. вероятности увеличения заболеваемости, смертности и других медико- статистических показателей. Для его расчета предназначен специальный блок анализа в общей системе определения риска.
.1. Определение формальных статистических связей
Статистическим методам определения связи между качеством окружающей среды и показателями здоровья населения в научной и специальной литературе уделяется достаточно большое внимание. Многообразие возможных вариантов не позволяет предложить достаточно однозначную и жесткую схему таких исследований. Однако, по мнению авторов, здесь наиболее целесообразно использовать следующие подходы.
Расчет неблагоприятного эффекта (уровень заболеваемости, смертности и пр.) в группе риска.

В основу данного подхода положен расчет коэффициента определения (R), который числено равен квадрату коэффициента корреляции между потенциальным риском (блок "Окружающая среда") и атрибутивным риском (блок "Медицинская статистика"). Принято считать, что коэффициент определения в данном случае показывает долю вклада окружающей среды в формирование изучаемой патологии на территории наблюдения. При использовании этого подхода следует учесть, что достоверное значение R обычно встречается тогда, когда окружающая среда является одним из ведущих факторов, вызывающих или провоцирующих наблюдаемую патологию, а умножением R на показатель смертности, заболеваемости или другой относительный показателе можно получить число случаев смертей, заболеваний и т. д., вызванных загрязнением окружающей среды.
Факторный анализ - расчет вклада различных факторов, включая экологические, в возникновение неблагоприятных эффектов в здоровье населения при их одновременном воздействии.
В отличии от предыдущего метода, в данном случае возможно осуществить оценку вклада экологического фактора в формирование здоровья населения в общем контексте влияния остальных факторов, если они также подвергаются измерению. На основе получаемой факторной матрицы представляется возможность построить математическую модель уровня неблагоприятных эффектов при воздействии всего множества учитываемых факторов, что может быть использовано при принятии управленческих решений, разработке экономической стратегии, прогнозировании заболеваемости, смертности и т. д. Факторный анализ мог бы быть предпочтительным в общем наборе методов статистического анализа как дающий наиболее точные результаты, однако он не всегда может быть применен. Связано это с тем, что в данном случае, с одной стороны, требуется достаточно большое количество достоверной исходной информации, а с другой стороны, попытка "бесхитростного" усложнения математической модели приводит к тому, что называется "комбинаторным взрывом", - обвальному росту вычислительной сложности по мере увеличения размерности искомых взаимосвязей. Кроме того, возникает проблема роста ошибки метода, когда вероятная ошибка может стать соизмеримой с ожидаемым результатом.
Если предположить, что реальный риск должен представлять собой величину, характеризующую реальное число дополнительных случаев заболеваний, вызванных загрязнением окружающей среды, то из всего арсенала доступных статистических методов наиболее целесообразно применение следующих.
Упрощенный подход.
1. Определяется коэффициент корреляции (г) между потенциальным риском и уровнем относительной заболеваемости. В случае его достоверности и соответствия здравому смыслу рассчитывается уравнение линейной регрессии:

Заболеваемость = а + b Risk, где Risk - потенциальный риск.
Как результат оценивается следующее: а - фоновый уровень заболеваемости, т. е. тот, который не зависит от загрязнения окружающей среды; b - коэффициент пропорции роста заболеваемости в зависимости от уровня потенциального риска; для каждой территории определяется число дополнительных случаев заболеваний (на 1000 или др.) путем умножения b на
Risk дальнейшем результаты могут обобщаться в таблицы и картографироваться с целью зонирования территории наблюдения по степени медико-экологического риска.
Подход, основанный на использовании стандартизованных медико- статистических данных об уровнях заболеваемости населения.
Отличие такого подхода от предыдущего заключается в том, что в данном случае используется стандартизованная медико-статистическая информация об уровне заболеваемости. Стандартизованный показатель - это средний региональный уровень той или иной патологии (или класса), который определяется специальными исследованиями на основе длительного медико- статистического наблюдения. Иногда, в случае отсутствия утвержденных (или принятых в качестве таковых) стандартизованных данных, вместо них используют среднетерриториальные уровни. Например, при сравнении заболеваемости в районах города, в качестве стандартизованных данных выбирают ее среднегородское значение, на участках обслуживания поликлиники или ТМО - среднерайонное значение и т. д. В данном случае предлагается следующий алгоритм расчета реального риска.
1. Заполняются таблицы стандартизованных показателей. В случае отсутствия последних выполняется определение среднетерриториальных показателей: все случаи того или иного заболевания (или класса) по всем территориям на все население возрастной группы, выраженные на 1000, 100 000 или 1000 000, с определением ошибки (т) и дисперсии (ст).
2. Из списка заболеваний исследователем выбираются интересующие его формы или группы (классы).
3. За определенный исследователем период времени (желательно для сопоставления с потенциальным риском немедленного действия - максимально короткий срок, для других - максимально длинный) вычисляется относительный
(на 1000 и т.д.) уровень заболеваемости по каждой патологии и/или классу для всех (или выбранных исследователем в данный расчет) территорий.
4. Из уровня заболеваемости для каждой выбранной территории вычитается стандартизированный (или сред нетерриториальный) уровень, а полученная разность выражается в значениях ст. Определяется вероятность отклонения заболеваемости от среднерайонного значения с использованием распределения
Стьюдента:

|o |Вероятность |
|0,50 |0,383 |
|1.00 |0,682 |
|1.50 |0,866 |
|1.96 |0,950 |
|2.00 |0,954 |

5. Определяется коэффициент корреляции (г) между потенциальным риском и вероятностью отклонения уровня заболеваемости от сред нерайонного (или стандартизованного). В случае его достоверности и соответствия здравому смыслу рассчитывается уравнение линейной регрессии:
Вероятность отклонения = а + b Risk.
2. Оценка достоверности (исключение предвзятости)
Под оценкой достоверности полученных статистических закономерностей, помимо статистической достоверности, следует, прежде всего, понимать отсечение всего того, что не соответствует здравому смыслу. Иными словами, простые статистические связи, не согласующиеся с разумным биологическим объяснением, должны отвергаться. Часто такую оценку называют исключением предвзятости. Существует несколько типов (уровней) предвзятости. Назовем некоторые из них.
Личность исследователя. Конкретные задачи, решаемые им, могут повлиять как на выбор исходной информации, так и на идентификацию и интерпретацию полученных связей.
Доступность исходной информации. На объем выборки, которая послужила основанием для выводов, могут, существенно влиять стоимость и объем работ, необходимых для получения исходной информации, нежелание отдельных личностей и организаций принимать участие в исследовании (например, при интервьюировании раковых и других тяжелых больных) и т.д. Это может привести к тому что в силу организационных ошибок статистическая совокупность будет не в полной мере характеризовать все население, на которое переносятся выводы.
Влияние миграции. Миграция приводит к изменению реальных дозовых нагрузок, связанных с воздействием изучаемого фактора.
Другие типы. Связаны с конкретными условиями проведения исследования.
Для исключения предвзятости существуют различные методы, основными из которых являются следующие:
рандомизация,
систематизация,
стратификация,
кластеризация,
мультиэтапная выборка и др.
Оценка достоверности выводов является наиболее сложной и важной частью исследований по оценке риска здоровью. В значительной степени качество выводов этого этапа зависит от квалификации экспертов и их умения использовать современные знания по обсуждаемой проблеме.
3. Выводы о наличии связей в системе "среда-здоровье"
Выводы о наличии связей в системе "среда-здоровье" обычно формулируются на общепринятых принципах медико-экологических исследований. Существуют следующие критерии, позволяющие судить о реальном риске здоровью, связанном с загрязнением окружающей среды:
1) совпадение наблюдаемых эффектов у населения с экспериментальными данными;
2) согласованность наблюдаемых эффектов в различных группах населения;
3) правдоподобность ассоциаций (простые статистические связи, не согласующиеся с разумным биологическим объяснением, отвергаются);
4) тесная корреляция, превышающая значимость обнаруживаемых различий с вероятностью более 0,99;
5) наличие градиентов взаимосвязи "доза - эффект", "время - эффект";
6) увеличение неспецифической заболеваемости среди населения с повышенным риском (курильщики, старики, дети и др.);
7) полиморфность поражений при действии химических веществ;
8) однотипность клинической картины у пострадавших;
9) подтверждение контакта путем обнаружения вещества в биосредах или специфическими аллергологическими пробами;
10) тенденция к нормализации показателей после улучшения обстановки или устранения контакта с вредными веществами или факторами.
Обнаружение более пяти из перечисленных признаков делает связь выявляемых изменений с условиями среды вполне вероятной, а семи признаков - доказанной.
4. Определение индивидуального риска
Определение индивидуального риска представляет собой особую форму медико- экологической экспертизы, целью которой является диагностирование случаев экологически обусловленных заболеваний. К сожалению, в настоящее время еще не разработана правовая основа государственной системы диагностирования этих заболеваний, как нет и утвержденного определения "экологически обусловленное заболевание". Пока основные функции по установлению признаков заболеваний экологической этиологии возлагаются на лечебно-профилактические учреждения, расположенные на административной территории города, независимо от формы собственности и ведомственной принадлежности. Выявление признаков заболеваний производится в период обращения населения за медицинской помощью и при проведении медицинских осмотров. При этом выделяются следующие этапы диагностики.
4.1. Определение внутренней дозы
Для оценки индивидуального риска важным является определение внутренней дозы химического вещества, зависящей от конкретных особенностей контакта человека с окружающей средой. Наиболее точным методом расчета внутренней дозы является ее биоиндикация, т. е. лабораторное количественное определение экологических загрязнителей или их метаболитов в тканях и органах человека. Сопоставление лабораторных результатов с существующими стандартами позволяет определить реальную внутреннюю дозу экологической нагрузки. Однако для большинства наиболее распространенных химических загрязнителей биоиндикация или невозможна, или затруднена. Поэтому другим способом определения внутренней дозы является расчет. Один из вариантов такого расчета - использование информации о концентрациях химических веществ в различных зонах пребывания человека и среднего времени его нахождения в этих зонах. Так, например, проведя анкетирование можно определить среднее время пребывания человека внутри жилища, в жилой зоне, загородной зоне, транспорте, в рабочей зоне. Зная концентрации вещества, объем вдыхаемого воздуха, время нахождения в различных зонах, эксперт может рассчитать получаемую за год внутреннюю дозу, которая в данном случае называется аэрогенной нагрузкой. Суммировав аэрогенные нагрузки отдельными веществами, можно рассчитать суммарную индивидуальную аэрогенную нагрузку.
Различные вещества обладают неодинаковой токсичностью, в связи с чем для более точной оценки риска целесообразно использовать не просто аэрогенную нагрузку в миллиграммах вещества, а величину потенциального риска.
4.2. Определение биологических эффектов (расчет биодозы)
Под биодозой чаще всего подразумевают накопленную (кумулированную) сумму неблагоприятных эффектов, вызванных воздействием экотоксиканта. В традиционной трактовке кумуляция означает суммирование действия повторных доз загрязнителей окружающей среды, когда последующая доза поступает в организм раньше, чем заканчивается действие предыдущей. В зависимости от того, накапливается ли при этом в организме само вещество, различают следующие виды кумуляции.
Материальная кумуляция. Не само по себе накопление вещества, а участие все возрастающего количества экотоксиканта в развитии токсического процесса.
Функциональная кумуляция. Конечный эффект зависит не от постепенного накопления небольших количеств яда, а от повторного действия его на известные клетки организма. Действие небольших количеств яда на клетки суммируется, в результате чего и создается накопленный эффект (биодоза).
Смешанная кумуляция. При такой кумуляции имеют место как те, так и другие эффекты. Возможна ситуация, когда загрязнитель полностью выводится из организма, однако с рецептором оказывается связанной часть его молекулы или метаболит.
Существует несколько вариантов математического расчета биодозы. Не вдаваясь в их подробное описание, отметим что все они основаны на использовании следующих основных показателей
максимальная и/или средняя воздействующие концентрации;
продолжительность однократного контакта;
доля вещества, задерживаемого в организме при дыхании;
кумулятивные особенности примеси;
число контактов с примесью (режим воздействия);
общая длительность воздействия;
масса тела.
4.3. Оценка неблагоприятных эффектов (диагностика)
Этиология и патогенез экологически обусловленных состояний (явления дискомфорта, заболевание, смерть) требуют применения как традиционных, так и специальных методов диагностики. Основанием для подозрения на экологическую этиологию заболевания являются следующие признаки:
выявление в клинической картине характерных симптомов, не встречающихся при других нозологических формах и не связанных с профессиональной деятельностью обследуемого;
групповой характер неинфекционных заболеваний в районе проживания у лиц, не связанных общей профессией или местом трудовой деятельности;
наличие вредных или опасных экологических факторов в зоне проживания обследуемого.
Необходимо также учитывать возможность развития заболевания экологической этиологии после прекращения контакта с вредным фактором. Диагностическими критериями заболевания экологической этиологии являются:
санитарно-гигиеническая характеристика района проживания;
длительность проживания в данном районе;
профессиональный анамнез;
общий анамнез;
учет неспецифических клинических признаков, встречающихся и при других нозологических формах, но патогомоничных именно для данного заболевания;
изучение динамики патологического процесса с учетом как различных осложнений и отдаленных последствий, так и обратимости патологических явлений, выявляющейся после прекращения контакта с действующим агентом.
Диагностика экологически обусловленных состояний, как правило, основывается на их ретроспективном анализе с поиском соответствующих причинно- следственных связей и построением на их основе вероятностных диагностических моделей. При этом одним из важных направлений исследований в этой области следует считать определение факторов или их комбинаций, вызывающих, провоцирующих, способствующих или сопровождающих возникновение этих состояний, что в дальнейшем используется для целей их прогнозирования и предупреждения.
Подобные исследования предполагают получение и анализ достаточно объемной и разнородной информации. При этом современные медико-экологические данные характеризуются достаточно сложными взаимосвязями, вследствие чего общепринятые традиционные методы статистического анализа часто оказываются недостаточно корректными, поскольку опираются на существенно упрощенные модели величин и связей между ними (связи, например, предполагаются линейными, корреляции - квадратичными и т. п.). В реальных же задачах, как правило, связи значительно многомернее, когда значимость признака решающим образом зависит от контекста и применение традиционных методов обработки величин становится неприемлемым. При выполнении медико-экологических исследований с целью разработки диагностических правил идентификации экологически обусловленных заболеваний, целесообразно использование комбинированных подходов, основанных на применении сочетаний различных методов.
Примером такого подхода может служить использование комбинации методов математической логики и статистики. Исходные данные, на основе которых предполагается разработать систему правил для диагностики экологически обусловленных заболеваний, должны содержать информацию, которая касается условий возникновения различных заболеваний (не только обсуждаемых) и которая описывалась бы логическими признаками. При анализе таких данных целесообразно задаться тремя основными вопросами.
1. Какие сочетания признаков характерны для группы случаев, при которых возникали те или иные заболевания? Характерными будем считать те сочетания, которые достаточно часто встречаются в группе случаев, описывающих данное заболевание, и не встречаются никогда (или редко) в остальных. Число признаков в характерном сочетании не ограничено. Отметим, что каждый отдельный признак из характерного их сочетания может не быть специфичным в традиционном смысле (т. е. может одинаково часто встречаться в сравниваемых группах). Признак приобретает значимость при участии в характерной комбинации, т. е. в контексте других входящих в характерное сочетание признаков.
2. Позволяют ли найденные характерные сочетания достоверно идентифицировать всю группу случаев конкретного заболевания, отличить ее от остальных?
3. Входят ли в характерное сочетание признаки, характеризующиеся как экологические факторы?
Описываемый подход позволяет получить ответы на все три вопроса, и, если ответы на второй и третий вопросы положительные, возникает возможность построения статистически достоверной системы логических правил для диагностики экологически обусловленных заболеваний.
Поиск сочетаний признаков имеет ясный смысл лишь для данных логического типа, и этот метод работает исключительно с таким типом данных. Поэтому прежде чем анализировать данные с помощью этого метода, необходимо трансформировать их в логическую форму. Под термином "сочетание" подразумевается конъюнкция логических признаков, которая принимает положительное значение, если все входящие в конъюнкцию признаки также принимают это значение. Иными словами, сочетание признаков в описании случая очевидно только тогда, когда в нем встречаются все признаки, входящие в его состав.
Метод предполагает реализацию следующего условия: в процессе поиска сочетаний отрицательное значение расценивается не как отрицание признака, а как отсутствие информации о нем и никак не учитывается; признаки с отрицательным значением не могут входить в состав характерных сочетаний.
Это позволяет работать с неполными данными, в условиях существенной информационной неопределенности и помогает избежать появления бессмысленных сочетаний, когда отсутствие признака не является информативным и ни о чем не свидетельствует. Если негативное значение некоторого признака все-таки является информативным для решения задачи, то достаточно явно определить дополнительный признак, который будет принимать положительное значение тогда и только тоща, когда исходный признак принимает отрицательное значение.
Если допустить, что достоверность есть оценка предположения, что частота появления случайного события в выборке равна его вероятности, то достоверность определяется числом случаев в выборке и возрастает по мере увеличения объема выборки. При этом достоверность нескольких событий
(равномерная оценка) определяется соотношением между числом событий и объемом выборки. Отличие данного подхода от многих других методов состоит в том, что достоверность результатов не зависит от размерности исходного пространства признаков. Она зависит лишь от числа характерных сочетаний, необходимых для решения поставленной задачи: чем их меньше, тем лучше.
Поиск характерных сочетаний предполагает перебор достаточно большого объема комбинаций признаков, что наиболее успешно может быть выполнено с использованием компьютерной техники. Для этой цели можно использовать как пакеты программ общего применения (табличные процессоры), так и специализированные пакеты (например, Rule Maker).
4.4. Выводы об эффектах и индивидуальном "риске здоровью"
Окончательное решение, связанное с диагностикой экологически обусловленного состояния, выносится, как правило, группой экспертов. При выявлении лица с признаками заболевания экологической этиологии лечебно-профилактическое учреждение направляет извещение по установленной форме в центр госсанэпиднадзора по месту жительства больного. Все лица с выявленными заболеваниями, а также лица, у которых выявлены не резко выраженные отклонения со стороны органов и систем, в этиологии которых основную роль играет экологический фактор, должны находиться на диспансерном наблюдении у соответствующих специалистов (терапевт, невропатолог, дерматовенеролог и др.).
Право на установление группы инвалидности по заболеванию данной этиологии и определение процента утраты трудоспособности предоставляется врачебно- трудовым экспертным комиссиям. Заключение экспертов является основой для обращения пострадавшего с иском о возмещении ущерба, обусловленного экологической ситуацией.

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОЦЕНКИ РИСКА ЗДОРОВЬЮ
1. ЦЕНА РИСКА ЗДОРОВЬЮ
Для того чтобы оценка риска здоровью стала фактором управления, ее необходимо характеризовать экономическими категориями (цена, рентабельность, экономичность и др.).
Понимая, насколько сложно аргументировать цену здоровья, мы предлагаем упрощенную схему ее определения, основанную на существующих экономических механизмах здравоохранения в нашей стране.
Расчеты, проведенные по методикам, изложенным в настоящем издании, позволяют нам определить число людей, у которых риск отрицательных последствий велик. Для этого нам необходимо знать зону воздействия, число проживающих в ней людей и показатель Risk. Необходимую информацию можно получить из: а) системы социально-гигиенического мониторинга, б) сводных томов ПДВ (ВСВ), в) инвентаризационных бюро исполнительной власти, г) статистических объектов.

Однако при всех недостатках предлагаемых экономических расчетов трудно переоценить значение самого показателя цены риска - самого эффективного средства в системе управления риском. Ниже будут приведены некоторые примеры.
2. Уравление риском
Предупредительный санитарный надзор
По существующим правилам в проектных материалах в разделе ОВОС должны содержаться сведения о прогнозе воздействия на здоровье населения объекта, намечаемого к строительству или реконструкции. Предлагаемая нами система оценки риска здоровью в полной мере устроит и проектировщика, и заказчика, и эксперта. Существуют два варианта расчета риска: а) условия существующего положения, б) после введения объекта (проекта) в эксплуатацию.
Исходный материал для прогностических расчетов берется из самого проекта. В принципе здесь оценивается не риск, а его динамика в ходе реализации проекта, что гораздо важней для того, чтобы сделать полноценное заключение.
Если продолжить экономические расчеты, определить цену риска (цену динамики риска) и включить полученную величину в расходную часть бизнес-плана
(смету), то при большой величине риска, обусловленного объектом, последний может оказаться экономически нецелесообразным (нерентабельным). В этом случае фактор "здоровье" сработает как экономический механизм и будет определять окончательное решение по проекту без мер административного принуждения.
Текущий санитарный надзор
Уместно будет использовать систему оценки риска здоровью для введения дифференцированного налога на землю и недвижимость. Очевидно, что риск здоровью населения, проживающего в неблагоприятной экологической обстановке, выше, чем в условиях минимального воздействия факторов среды.
Обоснованные таким образом различные ставки налога на землю и, следовательно, на недвижимость, позволяют, с одной стороны, компенсировать ущерб, причиненный здоровью населения, путем снижения налога в экологически неблагополучных микрорайонах, а с другой стороны, компенсировать администрации сдержанность в развитии промышленности и транспорта в микрорайонах с благополучной экологической обстановкой. В любом случае для санитарной службы постоянно имеется социальный заказ на ведение социально- гигиенического мониторинга, расчета и оценки риска здоровью населения, что в конечном счете определяет стратегию и тактику санитарной службы.

Мероприятия по санитарной охране атмосферного воздуха населенных мест

Проблема защиты атмосферы от вредных выбросов является сложной и комплексной. Можно выделить три основные группы мероприятий:

Технологические;

Планировочные;

С экономической точки зрения дешевле бороться с вредными веществами в местах их образования - создание замкнутых технологических циклов, при которых бы отсутствовали хвостовые газы или абгазы. Применение природоохранного принципа рационального использования природных ресурсов - максимальное извлечение всех полезных компонентов и утилизация отходов
(максимум экономического эффекта и минимума отходов, загрязняющих окружающую среду).
В данную группу можно отнести также:
1) замена вредных веществ на на производстве менее вредными или безвредными;
2) очистка сырья от вредных примесей (десульфиризация мазута перед его сжиганием);
3) замена сухих способов переработки пылящих материалов мокрыми;
4) замена пламенного нагрева электрическим (шахтные печи на электрические индукционные);
5) герметизация процессов, использование гидро- и пневмотранспорта при транспортировке пылящих материалов;
6) замена прерывистых процессов непрерывными.
2. Планировочные мероприятия

В группу планировочных мероприятий входит комплекс приемов, включающих:

Зонирование территории города,

Борьбу с природной запыленностью,

Организацию санитарно-защитных зон (уточнение по розе ветров, озеленение зоны)

Планировка жилых районов (зонирование застройки кварталов),

Озеленение населенных мест.
3. Санитарно-технические мероприятия

Специальные меры защиты при помощи очистных сооружений:

Сухие механические пылеуловители (циклоны, мультициклоны),

Аппараты фильтрации (ткани, керамические, металлкерамические и др.),

Электростатической очистки (электрофильтры),

Аппараты мокрой очистки (скрубберы),

Химические: каталитическая очистка газов, озонирование.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Барышников И. И., Мусийчук Ю. И. Здоровье человека -системообразующий фактор при разработке проблем экологии современных городов. - В сб.:

Медико-географические аспекты оценки уровня здоровья населения и состояния окружающей среды. - СПб, 1992, с. 11-36.

2. Вихерт А. М., Жданов В. С., Чаклин А. В. и др. Эпидемиология неинфекционных заболеваний. - М.: Медицина, 1990. - 272 с.

3. Временные методические указания по обоснованию предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. № 4681-88 от 15 июля 1988 г.

4. Крутько В. Н. Подходы к "Общей теории здоровья". -Физиология человека, 1994, № 6, т. 20, с. 34-41.

5. Осипов Г. Л., Прутков Б. Г., Шишкин И. А., Карагодина И. Л.

6. Пинигин М. А. Гигиенические основы оценки степени загрязнения атмосферного воздуха. - Гигиена и санитария, 1993, № 7.

7. Токсикометрия химических веществ, загрязняющих окружающую среду/Под общей ред. А. А. Каспарова и И. В. Саноцкого. - М., 1986. - 428 с.

8. Управление риском в социально-экономических системах: концепция и методы ее реализации. Часть 1. Публикация Объединенного комитета по управлению риском. -В кн.: Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. Обзорная информация, выпуск 11. М.. ВИНИТИ 1995, С. 3-36.

9. Яничкин Л. П., Королева Н. В., Пак В. В. О применении индекса загрязнения атмосферы. - Гигиена и санитария 1991, № 11, с. 93-95. "

Введение

Атмосфера представляет собой среду, в которой происходит распространение атмосферных загрязнителей от их источника; при этом влияние каждого данного источника определяется продолжительностью времени, частотой выпуска загрязнений и той концентрацией, воздействию.которой подвергается какой-либо объект. С другой стороны, метеорологические условия играют лишь незначительную роль в уменьшении или устранении загрязнения воздуха, поскольку, во-первых, они не изменяют абсолютную массу выброса, во-вторых, в настоящее время мы еще не умеем воздействовать на основные протекающие в атмосфере процессы, определяющие степень рассеивания загрязняющих веществ. Проблема атмосферных загрязнений может решаться по трем направлениям: а) путем устранения образования отходов; б) путем установки оборудования для улавливания отходов на месте их образования; в) путем улучшения рассеивания выбросов в атмосфере.

Если допустить, что наилучшим способом устранения атмосферных загрязнений является контроль источников их образования, то практическая задача сводится к тому, чтобы привести расходы по снижению степени загрязнения в соответствие с объемом работ, уменьшающих до приемлемого уровня количество отходов. Величина требуемого для этого уменьшения абсолютной массы выброса загрязнений данным источником, зависит непосредственно от метеорологических условий и их изменения во времени и пространстве над данным районом.

Основные параметры, определяющие распространение и рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере, могут быть описаны качественно и полуколичественно. Такие данные позволяют сопоставить различные географические пункты или определить возможную частоту условий, при которых будет происходить быстрая или замедленная диффузия в атмосфере. Наиболее характерным свойством атмосферы является ее непрерывная изменчивость: температура, ветер и осадки широко варьируют в зависимости от широты местности, времени года и топографических условий. Эти условия хорошо изучены и довольно подробно представлены в литературе.

В меньшей мере изучены и описаны в литературе другие важные метеорологические параметры, влияющие на концентрацию атмосферных загрязнений, а именно турбулентная структура ветра, низкие уровни температуры воздуха и градиенты ветра. Эти параметры широко изменяются во времени и пространстве и представляют собой на деле почти единственные метеорологические факторы, которые человек может изменить существенным образом и то лишь локально.

Загрязнение атмосферного воздуха населенных мест рассматривают обычно как результат индустриализации, однако оно включает не только вещества, выделяющиеся в процессе промышленного производства, но и естественные загрязнения, возникающие в результате вулканических извержений (Wexler, 1951), пылевых бурь (Warn, 1953), океанских прибоев (Holzworth, 1957), лесных пожаров (Wexler, 1950), спорообразования растений (Hewson, 1953) и т. д. Оценка физиологического воздействия природных загрязнений атмосферы часто может быть более легкой, чем оценка влияния сложного загрязнения промышленными отходами. Характер природных загрязнений, а часто и их источники, как правило, лучше изучены.

Для того чтобы оценить роль атмосферы в качестве рассеивающей среды, необходимо рассмотреть физические процессы, способствующие рассеиванию различных веществ в атмосфере, а также значение таких неметеорологических факторов, как топография и география местности.

Воздушные течения

Основным параметром, определяющим распространение атмосферных загрязнителей, является ветер, его скорость и направление, которые в свою очередь взаимосвязаны с вертикальным и горизонтальным градиентами температуры воздуха в больших и малых масштабах. Основная закономерность заключается в том что чем больше скорость ветра, тем больше турбулентность и тем быстрее и полнее происходит рассеивание загрязнений с атмосфере. Taк как вертикальный и горизонтальный градиенты температуры зимой увеличиваются, то и скорость, ветра обычно возрастает. Это особенно характерно для умеренных и полярных широт и менее отчетливо проявляется в тропиках, где сезонные колебания невелики. Однако иногда и в зимнее время, особенно в глубине крупных континентов, могут возникать продолжительные периоды слабого движения воздуха или полного штиля. Изучение частоты длительных периодов слабого движения воздуха на североамериканском континенте к востоку от Скалистых гор показало, что такие ситуации возникают наиболее часто поздней весной и ранней осенью. На значительной части европейского континента слабые ветры наблюдаются поздней осенью и ранней зимой (Jalu, 1965). Кроме сезонных колебаний, на многих территориях отмечаются дневные изменения в движении воздуха, которые могут быть даже более заметными. На большинстве континентальных территорий в ночные часы обычно наблюдается устойчивое слабое движение воздуха. В результате ухудшения условий для вертикального распространения атмосферных загрязнений последние рассеиваются медленно и могут концентрироваться в относительно малых объемах воздуха. Содействующий этому слабый, изменчивый ветер может привести даже к обратному распространению загрязнений по направлению к их источнику. В противоположность этому в дневное время ветры характеризуются большей турбулентностью и скоростью; вертикальные токи усиливаются, поэтому в ясный солнечный день происходит максимальное рассеивание загрязняющих веществ.

Местные ветры могут заметно отличаться от общего потока воздуха, характерного для данной области. Разница температур суши и воды вдоль побережья континентов или крупных озер является достаточной для возникновения местных движений воздуха с моря на сушу днем и с суши на море ночью (Pierson, I960); Schmidt, 1957). В умеренных широтах такие закономерности движения морского бриза хорошо заметны лишь летом, в другие времена года они маскируются общими ветрами. Однако в тропических и субтропических районах они могут являться характерными чертами погоды и наблюдаться почти с часовой регулярностью изо дня в день.

Помимо закономерностей движения морского бриза в приморских районах, очень важными факторами являются также топография местности, расположение на ней источников загрязнений или объектов их воздействия. Следует отметить, однако, что замкнутость пространства не является необходимым условием для создания чрезвычайного уровня атмосферных загрязнении, если в этом пространстве имеется достаточно интенсивный источник загрязнения. Лучшим доказательством этого являются эпизодически наблюдающиеся токсические туманы (smog) в Лондоне, где топографические условия не играют почти, или совершенно никакой роли. Однако, за исключением Лондона, все крупные воздушные катастрофы, вызванные загрязнением атмосферы, о которых мы знаем, возникали там, где движение воздуха значительно ограничивалось рельефом местности, так что движение воздуха происходило лишь в одном направлении или в пределах относительно малой территории (Firket, 1936; US Public Health Service, 1949), движение.воздуха в узких долинах характеризуется тем, что днем нагретые солнцем воздушные потоки направляются по склонам долины вверх, тогда как непосредственно перед или после захода солнца воздушные потоки опрокидываются и стекают по склонам долины.вниз (Defant, 1951). Поэтому в условиях долины атмосферные загрязнения могут подвергаться длительному застою на небольшом пространстве (Hewson a. Gill, 1944). Кроме того, поскольку склоны долин защищают их от влияния общей циркуляции воздуха, ветер здесь отличается меньшей скоростью по сравнению с равнинными территориями. B некоторых районах такие местные восходящие и нисходящие потоки воздуха в долинах могут происходить почти ежедневно, в других они наблюдаются лишь как исключительное явление. Существование местных воздушных течений и их изменения во времени являются одной из основных причин, обусловливающих необходимость детального исследования местности для исчерпывающей характеристики закономерностей загрязнения атмосферы (Holland, 1953). Обычная сеть метеорологических станций не в состоянии обнаружить эти небольшие воздушные течения.

Кроме изменений движения воздуха во времени и по горизонтали, обычно наблюдаются значительные различия в его движении и.по вертикали. Неровности земной поверхности, как естественные, так и созданные человеком, образуют препятствия, обусловливающие механические завихрения, уменьшающиеся с увеличением высоты. Кроме того, в результате нагревания земли солнцем образуются термические завихрения, максимальные у земной поверхности и убывающие с высотой, что приводит к уменьшению порывистости ветра по вертикали и последовательному снижению скорости рассеивания загрязнений с увеличением высоты (Magi 11, Holder) a. Ackley, 1956),

Турбулентность, или вихревое движение, представляет собой механизм, обеспечивающий эффективную диффузию в атмосфере. Поэтому изучение спектра распространения энергии в вихрях, проводящееся значительно более интенсивно в настоящее время (Panofsky a. McCormick, 1954; Van Dcr Hovcn, 1957), теснейшим образом связано с проблемой рассеивания атмосферных загрязнений. Общая турбулентность состоит в основном из двух компонентов - механической и термической турбулентности. Механическая турбулентность возникает при движении ветра над аэродинамически шероховатой поверхностью земли и пропорциональна степени этой шероховатости и скорости ветра. Термическая турбулентность возникает в результате нагревания земли солнцем и зависит от широты местности, величины излучающей поверхности, и стабильности атмосферы. Она достигает максимума в ясные летние дни и снижается до минимума в течение длинных зимних ночей. Обычно влияние солнечной радиации на тепловую турбулентность измеряется не непосредственно, а путем измерения вертикального градиента температуры. Если вертикальный градиент температуры нижних слоев атмосферы превышает адиабатическую скорость падения температуры, то возрастает вертикальное движение воздуха более заметным становится рассеивание загрязнений, особенно по вертикали. С другой стороны, в стабильных атмосферных условиях, когда различные слои атмосферы имеют одинаковую температуру или когда температурный градиент с увеличением высоты становится положительным, необходимо затратить значительную энергию для увеличения вертикального движения. Даже при эквивалентных скоростях ветра стабильные атмосферные условия обычно приводят к концентрации загрязнений в относительно ограниченных слоях воздуха.

Типичный дневной цикл изменения температурного градиента над открытой местностью в безоблачный день начинается с образования неустойчивой скорости падения температуры, усиливающейся днем благодаря интенсивному тепловому излучению солнца, что приводит к возникновению сильной турбулентности. Непосредственно перед или вскоре после захода солнца приземный слой воздуха быстро охлаждается и возникает устойчивая скорость падения температуры (повышение температуры c высотой). В течение ночи интенсивность и глубина этой инверсии возрастают, достигая максимума между полуночью и тем временем суток, когда земная поверхность имеет минимальную температуру. В течение этого периода атмосферные загрязнения эффективно задерживаются внутри слоя инверсии или ниже его благодаря слабому или полном отсутствию рассеивания загрязнений по вертикали. Следует отметить, что в условиях застоя загрязнители, сбрасываемые у поверхности земли, не распространяются в верхние слои воздуха и, наоборот, выбросы из высоких труб в этих условиях большей частью не проникают е ближайшие к земле слои воздуха (Church, 1949). С наступлением дня земля начинает нагреваться и инверсия постепенно ликвидируется. Это может привести к "фумигации" (Hewson a. Gill. 1944) благодаря тому, что загрязнения, попавшие в течение ночи в верхние слои воздуха, начинают быстро перемешиваться и устремляются вниз, поэтому в ранние предполуденные часы, предшествующие полному развитию турбулентности, заканчивающей дневной цикл и обеспечивающей мощное перемешивание, часто возникают высокие концентрации атмосферных загрязнений. Этот цикл может быть нарушен или изменен при наличии облаков или осадков, препятствующих интенсивной конвекции в дневные часы, но могущих также препятствовать и возникновению сильной инверсии в ночное время.

Установлено, что в городских районах, где чаще всего наблюдается загрязнение атмосферного воздуха, типичный для открытых территорий режим падения температуры подвергается изменениям, особенно в ночное время (Duckworth a. Sandberg, 1954). Промышленные процессы, повышенное выделение тепла в городских районах и неровности поверхности, создаваемые зданиями, способствуют термической и механической турбулентности, усиливающей перемешивание воздушных масс и препятствующей образованию поверхностной инверсии. Благодаря этому основание инверсии, которое в условиях открытой местности располагалось бы на уровне земли, находится здесь над слоем интенсивного перемешивания обычно толщиной около 30-150 м. Эти условия могут свести на нет преимущества выброса загрязнений через высокие трубы, поскольку выпускаемые отходы будут концентрироваться в относительно ограниченном пространстве.

При анализе воздушных течений в большинстве случаев для удобства допускается, что ветер сохраняет постоянное направление и скорость на обширной территории в течение значительного периода. В действительности это не так, и при детальном анализе движения воздуха необходимо учитывать эти отклонения. Там где движение ветра вследствие различия градиента атмосферного давления или топографии местности меняется от места к месту или со временем, крайне важно производить анализы метеорологических траекторий при изучении влияния выпускаемых загрязнений или установлении возможного источника их (Nciburgcr, 1956). Вычисление детальных траекторий требует множества точных измерений ветра, однако и вычисление приблизительных траекторий, для чего часто бывает достаточно лишь немногих наблюдений над движением ветра, также может принести пользу.

При краткосрочных исследованиях атмосферных загрязнений, локализованных на небольших территориях, обычные метеорологические данные являются недостаточными. В значительной мере это объясняется затруднениями, возникающими вследствие использования приборов, обладающих различными характеристиками, неодинакового местоположения приборов, различных способов отбора проб и различных периодов наблюдения.

Диффузионные процессы в атмосфере

Мы не будем пытаться перечислять здесь разнообразные теоретические предпосылки к проблеме диффузии в атмосфере или рабочие формулы, которые разработаны в этой области. Исчерпывающие данные по этим вопросам приводятся в литературе (Bat-chelor a. Davies, 3956; iMagill, Bolden a. Ackley, 3956; Sutton, 1053; US Atomic Energy Commision a. US Wacther Bureau, 1955). Кроме того, специальная группа Всемирной метеорологической организации периодически представляет обзоры этой проблемы. Поскольку проблема "Понимается лишь в общих чертах и формулировки имеют приблизительную точность, математические сложности, возникающие при изучении изменений ветра и тепловой структуры нижних слоев атмосферы, еще далеко не преодолены для всего разнообразия метеорологических условий. Точно так же в настоящее время мы располагаем лишь отрывочными сведениями относительно турбулентности, распределения ее энергии в трех измерениях, изменений во времени и пространстве. Несмотря на недостаточное понимание турбулентных процессов, рабочие формулы позволяют вычислить концентрации выбросов из отдельных источников, которые удовлетворительно согласуются с данными инструментальных замеров, если не считать высотных труб в условиях инверсии. Соответствующее применение этих формул дало возможность сделать полезные практические выводы об уровне загрязнений атмосферного воздуха из единичного источника. Очень немногие попытки (Frenkel, 1956; Lettau, 1931) сводились к использованию аналитических методов для расчета концентрации атмосферных загрязнений, выбрасываемых из множественных источников, как это имеет место в крупных городах. Такой подход обладает значительными преимуществами, но он требует выполнения очень сложных расчетов, а также разработки эмпирических приемов для учета топографических и зональных параметров. Несмотря на эти затруднения, точность методов аналитического расчета, по-видимому, в настоящее время соответствует точности наших знаний о распределении источников загрязнений, их мощности и колебаний во времени. Поэтому для получения полезных практических выводов эта точность достаточна. Периодическое выполнение аналитических расчетов этого типа позволило бы определять возможность повторения периодов высоких концентраций атмосферных загрязнений, определять их "хронический" уровень, оценивать роль (различных источников при разных метеорологических условиях и подвести математическую базу под различные меры снижения загрязнения воздуха (зонирование, размещение промышленных предприятий, ограничение выбросов и др.).

Загрязнение атмосферы Земли – изменение природной концентрации газов и примесей в воздушной оболочке планеты, а также привнесение в среду чужеродных для неё веществ.

Впервые об на международном уровне заговорили сорок лет назад. В 1979 году в Женеве появилась Конвенция о трансграничном на большие расстояния. Первым международным соглашением о сокращении выбросов стал Киотский протокол 1997 года.

Эти меры хоть и приносят свои результаты, но загрязнение атмосферы остаётся серьёзной проблемой общества.

Вещества, загрязняющие атмосферу

Основные составляющие атмосферного воздуха – азот (78%) и кислород (21%). Доля инертного газа аргона – чуть меньше процента. Концентрация диоксида углерода составляет 0,03%. В малых количествах в атмосфере также присутствуют:

озон,
неон,
метан,
ксенон,
криптон,
закись азота,
двуокись серы,
гелий и водород.

В чистых воздушных массах окись углерода и аммиак присутствуют в виде следов. Помимо газов, в атмосфере есть водяные пары, кристаллы соли, пыль.

Основные загрязнители воздушной среды:

Диоксид углерода – парниковый газ, влияющий на теплообмен Земли с окружающим пространством, а значит, и на климат.
Оксид углерода или угарный газ, попадая в организм человека или животного, вызывает отравление (вплоть до летального исхода).
Углеводороды – токсичные химические вещества, раздражающие глаза и слизистые оболочки.
Производные серы способствуют образованию и усыханию растений, провоцируют болезни дыхательных путей и аллергию.
Производные азота приводят к воспалениям лёгких, крупам, бронхитам, частым простудам, усугубляют течение сердечнососудистых заболеваний.
, накапливаясь в организме, становятся причиной рака, генных изменений, бесплодия, преждевременной смерти.

Особую опасность для здоровья человека представляет воздух с тяжёлыми металлами. Такие загрязнители, как кадмий, свинец, мышьяк, приводят к возникновению онкологии. Вдыхаемые ртутные пары не действуют молниеносно, но, откладываясь в виде солей, разрушают нервную систему. В значительной концентрации вредны и летучие органические вещества: терпеноиды, альдегиды, кетоны, спирты. Многие из этих загрязнителей воздуха являются мутагенными и канцерогенными соединениями.

Источники и классификация атмосферного загрязнения

Исходя из природы явления, различают следующие виды загрязнений воздуха: химическое, физическое и биологическое.

В первом случае в атмосфере наблюдается повышенная концентрация углеводородов, тяжёлых металлов, диоксида серы, аммиака, альдегидов, окислов азота и углерода.
При биологическом загрязнении в воздухе присутствуют продукты жизнедеятельности различных организмов, токсины, вирусы, споры грибов и бактерий.
Большое количество пыли или радионуклидов в атмосфере свидетельствует о физическом загрязнении. К этому же виду относят последствия тепловых, шумовых и электромагнитных выбросов.

На состав воздушной среды влияет как человек, так и природа. Естественные источники загрязнения атмосферы: вулканы в период активности, лесные пожары, почвенная эрозия, пыльные бури, разложение живых организмов. Мизерная доля влияния приходится и на космическую пыль, образующуюся в результате сгорания метеоритов.

Антропогенные источники загрязнения атмосферного воздуха:

предприятия химической, топливной, металлургической, машиностроительной промышленности;
сельскохозяйственная деятельность (распыление пестицидов с помощью авиации, отходы животноводства);
теплоэнергетические установки, отопление жилых помещений углём и дровами;
транспорт (самые «грязные» виды – самолёты и автомобили).

Как определяют степень загрязненности воздуха?

При мониторинге качества атмосферного воздуха в городе учитывают не только концентрацию вредных для здоровья человека веществ, но и временной промежуток их воздействия. Загрязнение атмосферы в Российской Федерации оценивают по следующим критериям:

Стандартный индекс (СИ) – показатель, полученный в результате деления наибольшей измеренной разовой концентрации загрязняющего материала на предельно допустимую концентрацию примеси.
Индекс загрязнения нашей атмосферы (ИЗА) является комплексной величиной, при расчёте которой берут во внимание коэффициент вредности вещества-загрязнителя, а также его концентрацию – среднегодовую и предельно допустимую среднесуточную.
Наибольшая повторяемость (НП) – выраженная в процентах частота превышения предельно допустимой концентрации (максимально разовой) в течение месяца или года.

Уровень загрязнения воздушной среды считается низким, когда СИ меньше 1, ИЗА варьирует в пределах 0–4, а НП не превышает 10%. Среди крупных российских городов, согласно материалам Росстата, самыми экологически чистыми являются Таганрог, Сочи, Грозный и Кострома.

При повышенном уровне выбросов в атмосферу СИ составляет 1–5, ИЗА – 5–6, НП – 10–20%. Высокой степенью загрязнения воздуха отличаются регионы с показателями: СИ – 5–10, ИЗА – 7–13, НП – 20–50%. Очень высокий уровень атмосферной загрязненности наблюдается в Чите, Улан-Удэ, Магнитогорске и Белоярском.

Города и страны мира с самым грязным воздухом

В мае 2016 года Всемирная организация здравоохранения опубликовала ежегодный рейтинг городов с самым грязным воздухом. Лидером списка стал иранский Заболь – город на юго-востоке страны, регулярно страдающий от песчаных бурь. Длится это атмосферное явление около четырёх месяцев, повторяется каждый год. На второй и третьей позиции оказались индийские города-миллионники Гвалияр и Праяг. Следующее место ВОЗ отдала столице Саудовской Аравии – Эр-Рияду.

Замыкает пятёрку городов с самой грязной атмосферой Эль-Джубайль – сравнительно небольшое по численности населения местечко на берегу Персидского залива и в то же время крупный промышленный нефтедобывающий и нефтеперерабатывающий центр. На шестой и седьмой ступеньках вновь оказались индийские города – Патна и Райпур. Основные источники загрязнения атмосферы там – промышленные предприятия и транспорт.

В большинстве случаев загрязнение атмосферы – актуальная проблема для развивающихся стран. Впрочем, ухудшение состояния окружающей среды вызывает не только стремительно растущая индустрия и транспортная инфраструктура, но и техногенные катастрофы. Яркий тому пример – Япония, пережившая радиационную аварию в 2011 году.

Топ-7 государств, где состояние воздуха признано удручающим, выглядит следующим образом:

Китай. В некоторых регионах страны уровень загрязнения воздуха превышает норму в 56 раз.
Индия. Крупнейшее государство Индостана лидирует по количеству городов с худшей экологией.
ЮАР. В экономике страны преобладает тяжёлая промышленность, она же является главным источником загрязнения.
Мексика. Экологическая ситуация в столице государства, Мехико, за последние двадцать лет заметно улучшилась, но смог в городе по-прежнему не редкость.
Индонезия страдает не только от промышленных выбросов, но и от лесных пожаров.
Япония. Страна, несмотря на повсеместное озеленение и использование научно-технических достижений в природоохранной сфере, регулярно сталкивается с проблемой кислотных дождей, смога.
Ливия. Главный источник экологических бед североафриканского государства – нефтяная промышленность.

Последствия

Загрязнение атмосферы – одна из основных причин роста числа респираторных заболеваний, как острых, так и хронических. Вредные примеси, содержащиеся в воздухе, способствуют развитию рака лёгких, сердечных болезней, инсульта. По оценкам ВОЗ, из-за загрязнения воздушной среды в мире преждевременно умирает 3,7 млн человек в год. Больше всего таких случаев фиксируют в странах Юго-Восточной Азии и Западного региона Тихого океана.

В крупных промышленных центрах часто наблюдается такое неприятное явление, как смог. Скопление частиц пыли, воды и дыма в воздухе снижает видимость на дорогах, из-за чего учащается количество ДТП. Агрессивные вещества усиливают коррозию металлических конструкций, отрицательно влияют на состояние растительного и животного мира. Наибольшую опасность смог представляет для астматиков, лиц, болеющих эмфиземой, бронхитом, стенокардией, гипертонией, ВСД. Даже у здоровых людей, надышавшихся аэрозолей, может сильно болеть голова, наблюдаться слезотечение и першение в горле.

Насыщение воздуха оксидами серы и азота приводит к образованию кислотных дождей. После осадков с низким уровнем pH в водоёмах гибнет рыба, а выжившие особи не могут дать потомства. Как результат – сокращается видовой и числовой состав популяций. Кислые осадки выщелачивают питательные вещества, тем самым обедняя почву. Они оставляют химические ожоги на листьях, ослабляют растения. Для среды обитания людей такие дожди и туманы также представляют угрозу: кислая вода разъедает трубы, машины, фасады зданий, памятники.

Повышенное количество парниковых газов (углекислого, озона, метана, водяного пара) в воздушной среде приводит к росту температуры нижних слоёв атмосферы Земли. Прямым следствием является потепление климата, наблюдающееся последние шестьдесят лет.

На погодные условия заметно влияют и , образующиеся под воздействием брома, хлора, атомов кислорода и водорода. Помимо простых веществ, молекулы озона могут разрушать также органические и неорганические соединения: производные фреонов, метан, хлороводород. Чем опасно ослабление щита для окружающей среды и человека? Вследствие истончения слоя растёт солнечная активность, что, в свою очередь, ведёт к увеличению смертности среди представителей морской флоры и фауну, росту числа онкологических заболеваний.

Как сделать воздух чище?

Уменьшить загрязнение атмосферы позволяет внедрение на производстве технологий, снижающих объём выбросов. В сфере теплоэнергетики следует делать ставку на альтернативные энергоисточники: строить солнечные, ветряные, геотермальные, приливные и волновые электростанции. На состоянии воздушной среды позитивно сказывается переход к комбинированной выработке энергии и тепла.

В борьбе за чистый воздух важным элементом стратегии является комплексная программа по утилизации отходов. Она должна быть направлена на уменьшение количества мусора, а также его сортировку, переработку или повторное использование. Городское планирование, нацеленное на улучшение среды, в том числе и воздушной, предполагает совершенствование энергоэффективности зданий, строительство велосипедной инфраструктуры, развитие скоростного городского транспорта.

Загрязнение атмосферного воздуха различными вредными веществами ведет к возникновению заболеваний органов человека и, прежде всего – органов дыхания.

Атмосфера всегда содержит определенное количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. К числу примесей, выделяемых естественными источниками, относят: пыль (растительного, вулканического, космического происхождения; возникающую при эрозии почвы, частицы морской соли), дым, газы от лесных и степных пожаров и вулканического происхождения. Естественные источники загрязнений бывают либо распределенными, например, выпадение космической пыли, либо кратковременными, стихийными, например, лесные и степные пожары, извержения вулканов и т.п. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением времени.

Основное антропогенное загрязнение атмосферного воздуха создают предприятия ряда отраслей промышленности, автотранспорт и теплоэнергетика.

Самыми распространенными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются: оксид углерода (СО), диоксид серы (S0 2), оксиды азота (No x), углеводороды (С п Н т ) и твердые вещества (пыль).

Кроме СО, S0 2 , NO x , C n H m и пыли в атмосферу выбрасываются и другие, более токсичные вещества: соединения фтора, хлор, свинец, ртуть, бенз(а)пирен. Вентиляционные выбросы завода электронной промышленности содержат пары плавиковой, серной, хромовой и других минеральных кислот, органические растворители и т.п. В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу, их количество все увеличивается. Выбросы токсических веществ в атмосферу приводят, как правило, к превышению текущих концентраций веществ над предельно допустимыми концентрациями.

Высокие концентрации примесей и их миграция в атмосферном воздухе приводят к образованию вторичных более токсичных соединений (смог, кислоты) или к таким явлениям, как "парниковый эффект и разрушение озонового слоя.

Смог – сильное загрязнение воздуха, наблюдаемое в больших городах и промышленных центрах. Различают два типа смога:

Густой туман с примесью дыма или газовых отходов производства;

Фотохимический смог – пелена едких газов и аэрозолей повышенной концентрации (без тумана), возникающая в результате фотохимических реакций в газовых выбросах под действием ультрафиолетового излучения Солнца.

Смог снижает видимость, усиливает коррозию металла и сооружений, отрицательно влияет на здоровье и является причиной повышенной заболеваемости и смертности населения.

Кислотные дожди известны более 100 лет, однако, проблеме кислотных дождей стали уделять должное внимание сравнительно недавно. Впервые выражение "кислотный дождь" использовал Роберт Ангус Смит (Великобритания) в 1872 г.

По существу, кислотные дожди появляются в результате химических и физических превращений соединений серы и азота в атмосфере. Конечным итогом этих химических превращений является соответственно серная (H 2 S0 4) и азотная (HN0 3) кислота. В последующем пары или молекулы кислот, поглощенные капельками облаков или частицами аэрозолей, выпадают на землю в виде сухого или влажного осадка (седиментация). При этом вблизи источников загрязнения доля сухих кислотных осадков превышает долю влажных по серосодержащим веществам в 1,1 и по азотосодержащим – в 1,9 раз. Однако по мере удаления от непосредственных источников загрязнения влажные осадки могут содержать большее количество загрязняющих примесей, чем сухие.

Если бы загрязняющие воздух вещества антропогенного и естественного происхождения равномерно распределялись по поверхности Земли, то влияние кислотных осадков на биосферу было бы менее пагубно. Различают прямое и косвенное воздействие кислотных осадков на биосферу. Прямое воздействие проявляется в непосредственной гибели растений и деревьев, которое в наибольшей степени имеет место вблизи источника загрязнения, в радиусе до 100 км от него.

Находящиеся в воздухе загрязнения и кислотные дожди ускоряют коррозию металлоконструкций (до 100 мкм/год), разрушают здания и памятники и особенно построенные из песчаника и известняка.

Косвенное воздействие кислотных осадков на окружающую среду осуществляется посредством процессов, происходящих в природе в результате изменения кислотности (рН) воды и почвы. Оно проявляется к тому же не только в непосредственной близости от источника загрязнения, но и на значительных расстояниях, исчисляемых сотнями километров.

Изменение кислотности почвы нарушает ее структуру, влияет на плодородие и ведет к гибели растений. Повышение кислотности пресных водоемов приводит к снижению запасов пресной воды и вызывает гибель живых организмов (наиболее чувствительные начинают погибать уже при рН = 6,5, а при РН = 4,5 способны жить только немногие виды насекомых и растений).

Парниковый эффект . Состав и состояние атмосферы влияют на многие процессы лучистого теплообмена между Космосом и Землей. Процесс передачи энергии от Солнца к Земле и от Земли в Космос сохраняет температуру биосферы на определенном уровне – в среднем +15°. При этом основная роль в поддержании температурных условий в биосфере принадлежит солнечной радиации, несущей на Землю определяющую часть тепловой энергии, по сравнению с другими источниками тепла, :

Теплота от солнечной радиации 25 · 10 23 99,80

Теплота от естественных источников

(из недр Земли, от животных и др.) 37,46 · 10 20 0,18

Теплота от антропогенных источников

(электроустановки, пожары и т.д.) 4,2 · 10 20 0,02

Нарушение теплового баланса Земли, приводящее к увеличению средней температуры биосферы, которое наблюдается в последние десятилетия, происходит за счет интенсивного выброса антропогенных примесей и их накоплений в слоях атмосферы. Большинство газов прозрачно для солнечной радиации. Однако углекислый газ (С0 2), метан (СН 4), озон (0 3), пары воды (Н 2 0) и некоторые другие газы в нижних слоях атмосферы, пропуская солнечные лучи в оптическом диапазоне длин волн – 0,38...0,77 мкм, препятствуют прохождению в космическое пространство отраженного с поверхности Земли теплового излучения в инфракрасном диапазоне длин волн – 0,77...340 мкм. Чем больше концентрация газов и других примесей в атмосфере, тем меньшая доля теплоты с поверхности Земли уходит в Космос, и тем больше, следовательно, ее задерживается в биосфере, вызывая потепление климата.

Моделирование различных климатических параметров показывает, что до 2050 г. средняя температура на Земле может повыситься на 1,5...4,5°С. Такое потепление вызовет таяние полярных льдов и горных ледников, что приведет к подъему уровня Мирового океана на 0,5...1,5 м. Одновременно будет подниматься и уровень рек, впадающих в моря (принцип сообщающихся сосудов). Все это вызовет затопление островных стран, прибрежной полосы и территорий, расположенных ниже уровня моря. Появятся миллионы беженцев, вынужденных покинуть обжитые места и мигрировать в глубь суши. Необходимо будет перестроить или переоборудовать все порты, чтобы приспособить их к новому уровню моря. Еще более сильное влияние может оказать глобальное потепление на распределение осадков и сельское хозяйство, из-за нарушения циркуляционных связей в атмосфере. Дальнейшее потепление климата уже к 2100 г. может поднять уровень Мирового океана на два метра, что приведет к затоплению уже 5 млн. км 2 суши, а это 3% от всей суши и 30% от всех урожайных земель планеты.

Парниковый эффект в атмосфере – довольно распространенное явление и на региональном уровне. Антропогенные источники теплоты (ТЭС, транспорт, промышленность), сконцентрированные в крупных городах и промышленных центрах, интенсивное поступление "парниковых" газов и пыли, устойчивое состояние атмосферы создают около городов пространства радиусом до 50 км и более с повышенными на 1...5°С температурами и высокими концентрациями загрязнений. Эти зоны (купола) над городами хорошо просматриваются из космического пространства. Они разрушаются лишь при интенсивных движениях больших масс атмосферного воздуха.

Разрушение озонового слоя . Основными веществами, разрушающими озоновый слой, являются соединения хлора и азота. По оценочным данным, одна молекула хлора может разрушить до 10 5 молекул, а одна молекула оксидов азота – до 10 молекул озона. Источниками поступления соединений хлора и азота в озоновый слой являются:

Значительное влияние на озоновый слой оказывают фреоны, продолжительность жизни которых достигает 100 и более лет. Оставаясь длительное время в неизменной форме, они в то же время постепенно перемещаются в более высокие слои атмосферы, где коротковолновые ультрафиолетовые лучи выбивают из них атомы хлора и фтора. Эти атомы вступают в реакцию с находящимся в стратосфере озоном и ускоряют его распад, оставаясь при этом неизменными. Таким образом, фреон играет здесь роль катализатора.

Источники и уровни загрязнения гидросферы. Вода является важнейшим фактором среды обитания, который оказывает многообразное воздействие на все процессы жизнедеятельности организма, в том числе и на заболеваемость человека. Она является универсальным растворителем газообразных, жидких и твердых веществ, а также участвует в процессах окисления, промежуточного обмена, пищеварения. Без пищи, но с водой человек способен жить около двух месяцев, а без воды – несколько дней.

Суточный баланс воды в организме человека составляет около 2,5 л.

Гигиеническое значение воды велико. Она используется для поддержания в надлежащем санитарном состоянии тела человека, предметов обихода, жилища, оказывает благоприятное влияние на климатические условия отдыха населения и быта. Но она может являться и источником опасности для человека.

В настоящее время примерно половина населения земного шара лишена возможности потреблять в достаточном количестве чистую пресную воду. В наибольшей степени от этого страдают развивающиеся страны, в которых 61% сельских жителей вынуждены пользоваться небезопасной в эпидемиологическом отношении водой, а 87% – не имеют канализации.

Давно замечено, что исключительно большое значение имеет водный фактор в распространении острых кишечных инфекций и инвазий. В воде водоисточников могут присутствовать сальмонеллы, кишечная палочка, холерный вибрион и т.д. Некоторые патогенные микроорганизмы длительно сохраняются и даже размножаются в природной воде.

Источником заражения поверхностных водоемов могут явиться неочищенные канализационные сточные воды.

Для водных эпидемий считается характерным внезапный подъем заболеваемости, сохранение высокого уровня в течение некоторого времени, ограничение эпидемической вспышки кругом лиц, пользующихся общим источником водоснабжения, и отсутствие заболеваний среди жителей того же населенного места, но пользующихся другим источником водоснабжения.

В последнее время исходное качество природной воды меняется вследствие нерациональной хозяйственной деятельности человека. Проникновение в водную среду различных токсикантов и веществ, изменяющих естественный состав воды, представляет исключительную опасность для природных экосистем и человека.

В использовании человеком водных ресурсов Земли различают два направления: водопользование и водопотребление.

При водопользовании вода, как правило, не изымается из водных объектов, но качество ее может меняться. К водопользованию относится использование водных ресурсов для гидроэнергетики, судоходства, рыболовства и разведения рыбы, отдыха, туризма и спорта.

При водопотреблении вода изымается из водных объектов и либо включается в состав вырабатываемой продукции (и вместе с потерями на испарения в процессе производства входит в состав безвозвратного водопотребления), либо частично возвращается в водоем, но обычно уже значительно худшего качества.

Сточные воды ежегодно несут большое количество различных химических и биологических загрязнений в водные объекты Казахстана: медь, цинк, никель, ртуть, фосфор, свинец, марганец, нефтепродукты, моющие средства, фтор, азот нитратный и аммонийный, мышьяк, пестициды – это далеко не полный и постоянно пополняющийся список веществ, попадающих в водную среду.

В конечном итоге загрязнение водоемов создает угрозу здоровью человека через потребление рыбы и воды.

Опасны не только первичные загрязнения поверхностных вод, но и вторичные загрязнения, возникновение которых возможно в результате химических реакций веществ в водной среде.

Последствия загрязнения природных вод многообразны, но, в конечном итоге, они снижают запасы питьевой воды, вызывают болезни людей и всего живого, нарушают круговорот многих веществ в биосфере.

Источники и уровни загрязнения литосферы . В результате хозяйственной (бытовой и производственной) деятельности человека в почву поступает различное количество химических веществ: пестицидов, минеральных удобрений, стимуляторов роста растений, поверхностно-активных веществ (ПАВ), полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), промышленных и бытовых сточных вод, выбросов промышленных предприятий и транспорта и т. п. Накапливаясь в почве, они пагубно влияют на все обменные процессы, происходящие в ней, и препятствуют ее самоочищению.

Все более сложной становится проблема утилизации бытового мусора. Огромные мусорные свалки стали характерным признаком городских окраин. Неслучайно по отношению к нашему времени иногда применяют термин "мусорная цивилизация".

В Казахстане ежегодному захоронению и организованному складированию подлежит в среднем до 90% всех токсичных отходов производства. Эти отходы содержат мышьяк, свинец, цинк, асбест, фтор, фосфор, марганец, нефтепродукты, радиоактивные изотопы и отходы гальванического производства.

Сильное загрязнение почв в РК происходит за счет отсутствия необходимого контроля за использованием, хранением, транспортировкой минеральных удобрений и ядохимикатов. Используемые удобрения, как правило, не очищены, поэтому вместе с ними в почву попадают многие токсичные химические элементы и их соединения: мышьяк, кадмий, хром, кобальт, свинец, никель, цинк, селен. Кроме того, избыток азотных удобрений приводит к насыщению овощей нитратами, что вызывает отравление человека. В настоящее время существует множество различных ядохимикатов (пестицидов). Только в Казахстане ежегодно используется более 100 наименований пестицидов (метафос, децис, БИ-58, витовакс, витотиурам и др.), которые имеют широкий спектр действия, хотя применяются для ограниченного числа культур и насекомых. Они долго сохраняются в почве и проявляют токсическое действие на все организмы.

Наблюдаются случаи хронического и острого отравления людей при проведении сельскохозяйственных работ на полях, огородах, садах, обработанных пестицидами или загрязненных химическими веществами, содержащимися в атмосферных выбросах промышленных предприятий.

Поступление в почву ртути, даже в незначительных количествах, оказывает большое влияние на ее биологические свойства. Так, установлено, что ртуть снижает аммонифицирующую и нитрифицирующую активность почвы. Повышенное содержание ртути в почве населенных мест неблагоприятно воздействует на организм человека: наблюдаются частые заболевания нервной и эндокринной систем, мочеполовых органов, снижение фертильности.

Свинец при попадании в почву угнетает деятельность не только нитрифицирующих бактерий, но и микроорганизмов-антагонистов кишечной и дизентерийной палочек Флекснера и Зонне, удлиняет срок самоочищения почвы.

Находящиеся в почве химические соединения смываются с ее поверхности в открытые водоемы или поступают в грунтовый поток воды, тем самым, влияя на качественный состав хозяйственно-питьевых вод, а также пищевых продуктов растительного происхождения. Качественный состав и количество химических веществ в этих продуктах во многом определяется типом почвы и ее химическим составом.

Особое гигиеническое значение почвы связано с опасностью передачи человеку возбудителей различных инфекционных заболеваний. Несмотря на антагонизм почвенной микрофлоры, в ней длительное время способны сохраняться жизнеспособными и вирулентными возбудители многих инфекционных заболеваний. В течение этого времени они могут загрязнять подземные водоисточники и заражать человека.

С почвенной пылью могут распространяться возбудители ряда других инфекционных болезней: микробакгерии туберкулеза, вирусы полиомиелита, Коксаки, ECHO и др. Почва играет не последнюю роль и в распространении эпидемий, вызванных гельминтами.

3. Промышленные предприятия, объекты энергетики, связи и транспорт являются основными источниками энергетического загрязнения промышленных регионов, городской среды, жилищ и природных зон. К энергетическим загрязнениям относят вибрационное и акустическое воздействия, электромагнитные поля и излучения, воздействия радионуклидов и ионизирующих излучений.

Вибрации в городской среде и жилых зданиях, источником которых является технологическое оборудование ударного действия, рельсовый транспорт, строительные машины и тяжелый автотранспорт, распространяются по грунту.

Шум в городской среде и жилых зданиях создается транспортными средствами, промышленным оборудованием, санитарно-техническими установками и устройствами и др. На городских магистралях и в прилегающих к ним зонах уровни звука могут достигать 70…80 дБ А, а в отдельных случаях 90 дБ А и более. В районе аэропортов уровни звука еще выше.

Источники инфразвука могут быть как естественного происхождения (обдувание ветром строительных сооружений и водной поверхности), так и антропогенного (подвижные механизмы с большими поверхностями - виброплощадки, виброгрохоты; ракетные двигатели, ДВС большой мощности, газовые турбины, транспортные средства). В отдельных случаях уровни звукового давления инфразвука могут достигать нормативных значений, равных 90 дБ, и даже превышать их, на значительных расстояниях от источника.

Основными источниками электромагнитных полей (ЭМП) радиочастот являются радиотехнические объекты (РТО), телевизионные и радиолокационные станции (РЛС), термические цехи и участки (в зонах, примыкающих к предприятиям).

В быту источниками ЭМП и излучений являются телевизоры, дисплеи, печи СВЧ и другие устройства. Электростатические поля в условиях пониженной влажности (менее 70 %) создают паласы, накидки, занавески и т.д.

Доза облучения, создаваемая антропогенными источниками (за исключением облучений при медицинских обследованиях), невелика по сравнению с естественным фоном ионизирующего облучения, что достигается применением средств коллективной защиты. В тех случаях, когда на объектах экономики нормативные требования и правила радиационной безопасности не соблюдаются, уровни ионизирующего воздействия резко возрастают.

Рассеивание в атмосфере радионуклидов, содержащихся в выбросах, приводит к формированию зон загрязнения около источника выбросов. Обычно зоны антропогенного облучения жителей, проживающих вокруг предприятий по переработке ядерного топлива на расстоянии до 200 км, колеблются от 0,1 до 65 % естественного фона излучения.

Миграция радиоактивных веществ в почве определяется в основном ее гидрологическим режимом, химическим составом почвы и радионуклидов. Меньшей сорбционной емкостью обладают песчаная почва, большей – глинистая, суглинки и черноземы. Высокой прочностью удержания в почве обладают 90 Sr и l 37 Cs.

Опыт ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС показывает, что ведение сельскохозяйственного производства недопустимо на территориях при плотности загрязнения выше 80 Ки/км 2 , а на территориях, загрязненных до 40...50 Ки/км 2 , необходимо ограничивать производство семенных и технических культур, а также кормов для молодняка и откормочного мясного скота. При плотности загрязнения 15...20 Ки/кмг по 137 Cs сельскохозяйственное производство вполне допустимо.

Из рассмотренных энергетических загрязнений в современных условиях наибольшее негативное воздействие на человека оказывают радиоактивное и акустическое загрязнения.

Негативные факторы при чрезвычайных ситуациях . Чрезвычайные ситуации возникают при стихийных явлениях (землетрясениях, наводнениях, оползнях и т.п.) и при техногенных авариях. В наибольшей степени аварийность свойственна угольной, горнорудной, химической, нефтегазовой и металлургической отраслям промышленности, геологоразведке, объектам котлонадзора, газового и подъемно-транспортного хозяйства, а также транспорту.

Разрушение или разгерметизация систем повышенного давления в зависимости от физико-химических свойств рабочей среды может привести к появлению одного или комплекса поражающих факторов:

Ударная волна (последствия – травматизм, разрушение оборудования и несущих конструкций и т.д.);

Возгорание зданий, материалов и т.п. (последствия – термические ожоги, потеря прочности конструкций и т.д.);

Химическое загрязнение окружающей среды (последствия – удушье, отравление, химические ожоги и т.д.);

Загрязнение окружающей среды радиоактивными веществами. Чрезвычайные ситуации возникают также в результате нерегламентированного хранения и транспортирования взрывчатых веществ, легковоспламеняющихся жидкостей, химических и радиоактивных веществ, переохлажденных и нагретых жидкостей и т.п. Следствием нарушения регламента операций являются взрывы, пожары, проливы химически активных жидкостей, выбросы газовых смесей.

Одной из распространенных причин пожаров и взрывов особенно на объектах нефтегазового и химического производства и при эксплуатации средств транспорта являются разряды статического электричества. Статическое электричество – совокупность явлений, связанных с образованием и сохранением свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ. Причиной возникновения статического электричества являются процессы электризации.

Естественное статическое электричество образуется на поверхности облаков в результате сложных атмосферных процессов. Заряды атмосферного (естественного) статического электричества образуют потенциал относительно Земли в несколько миллионов вольт, приводящий к поражениям молнией.

Искровые разряды искусственного статического электричества – частые причины пожаров, а искровые разряды атмосферного статического электричества (молнии) – частые причины более крупных чрезвычайных ситуаций. Они могут стать причиной, как пожаров, так и механических повреждений оборудования, нарушений на линиях связи и энергоснабжения отдельных районов.

Большую опасность разряды статического электричества и искрение в электрических цепях создают в условиях повышенного содержания горючих газов (например, метана в шахтах, природного газа в жилых помещениях) или горючих паров и пыли в помещениях.

Основными причинами крупных техногенных аварий являются:

Отказы технических систем из-за дефектов изготовления и нарушений режимов эксплуатации; многие современные потенциально опасные производства спроектированы так, что вероятность крупной аварии на них весьма высока и оценивается величиной риска 10 4 и более;

Ошибочные действия операторов технических систем; статистические данные показывают, что более 60% аварий произошло в результате ошибок обслуживающего персонала;

Концентрация различных производств в промышленных зонах без должного изучения их взаимовлияния;

Высокий энергетический уровень технических систем;

Внешние негативные воздействия на объекты энергетики» транспорта и др.

Практика показывает, что решить задачу полного устранения негативных воздействий в техносфере нельзя. Для обеспечения защиты в условиях техносферы реально лишь ограничить воздействие негативных факторов их допустимыми уровнями с учетом их сочетанного (одновременного) действия. Соблюдение предельно допустимых уровней воздействия – один из основных путей обеспечения безопасности жизнедеятельности человека в условиях техносферы.

4. Производственная среда и ее характеристики. На производстве ежегодно погибает около 15 тыс. чел. и травмируется примерно 670 тыс. чел. По данным зам. председателя СМ СССР Догуджиева В.X. в 1988 г. в стране произошло 790 крупных аварий и 1 млн. случаев группового травматизма. Этим определяется важность безопасности деятельности человека, которая отличает его от всего живого – Человечество на всех этапах своего развития серьезное внимание обращало на условия деятельности. В трудах Аристотеля, Гиппократа (III-V) век до н.э.) рассматриваются условия труда. В эпоху возрождения медик Парацельс изучал опасности горного дела, итальянский врач Рамаццини (XVII век) заложил основы профессиональной гигиены. И интерес общества к этим проблемам растет, так как за термином "безопасность деятельности" стоит человек, а "человек есть мера всех вещей" (философ Протагор, V век до н.э.).

Деятельность – это процесс взаимодействия человека с природой и антропогенной средой. Совокупность факторов, влияющих на человека в процессе деятельности (труда) в производстве и в быту, составляют условия деятельности (труда). Причем действие факторов условий может быть благоприятным и неблагоприятным для человека. Воздействие фактора, могущее составить угрозу жизни или ущерб здоровью человека, называется опасностью. Практика свидетельствует, что любая деятельность потенциально опасна. Это аксиома о потенциальной опасности деятельности.

Рост промышленного производства сопровождается непрерывным ростом воздействия производственной среды на биосферу. Считается, что каждые 10…12 лет объем производства удваивается, соответственно также возрастает объем выбросов в окружающую среду: газообразных, твердых и жидких, а также энергетических. При этом имеет место загрязнение атмосферы, водного бассейна и почвы.

Анализ состава загрязнений, выбрасываемых в атмосферу машиностроительным предприятием, показывает, что, кроме основных загрязнений (СО, S0 2 , NO n , C n H m , пыль), в выбросах содержатся токсичные соединения, оказывающие значительное отрицательное воздействие на окружающую среду. Концентрация вредных веществ в вентиляционных выбросах невелика, но общее количество вредных веществ значительно. Выбросы производятся с переменной периодичностью и интенсивностью, но ввиду небольшой высоты выброса, рассредоточенности и плохой очистки они сильно загрязняют воздух на территории предприятий. При малой ширине санитарно-защитной зоны возникают трудности в обеспечении чистоты воздуха в жилых зонах. Существенный вклад в загрязнение атмосферы вносят энергетические установки предприятия. Они выбрасывают в атмосферу СО 2 , СО, сажу, углеводороды, SO 2 , S0 3 PbO, золу и частицы несгоревшего твердого топлива.

Шум, создаваемый промышленным предприятием, не должен превышать предельно допустимых спектров. На предприятиях могут работать механизмы, являющиеся источником инфразвука (двигатели внутреннего сгорания, вентиляторы, компрессоры и т.п.). Допустимые уровни звукового давления инфразвука установлены санитарными нормами.

Технологическое оборудование ударного действия (молоты, прессы), мощные насосы и компрессоры, двигатели являются источниками вибраций в окружающей среде. Вибрации распространяются по грунту и могут достигать фундаментов общественных и жилых зданий.

Контрольные вопросы:

1. Как подразделяются источники энергии?

2. Какие источники энергии относятся к природным?

3. Что относится физическим опасным и вредным факторам?

4. Как подразделяются химические опасные и вредные факторы?

5. Что включают в себя биологические факторы?

6. К каким последствиям ведет загрязнение атмосферного воздуха различными вредными веществами?

7. Что относится к числу примесей, выделяемых естественными источниками?

8. Какие источники создают основное антропогенное загрязнение атмосферного воздуха?

9. Какие самые распространенные токсичные вещества, загрязняющие атмосферу?

10. Что такое смог?

11. Какие виды смога различают?

12. Причины возникновения кислотных дождей?

13. Причины разрушения озонового слоя?

14. Какие бывают источники загрязнения гидросферы?

15. Какие бывают источники загрязнения литосферы?

16. Что такое ПАВ?

17. Что является источником вибрации в городской среде и жилых зданиях?

18. Какой уровень может достигать звук на городских магистралях и в прилегающих к ним зонах?