8.4. Тропосфера 8.4.1. Источники загрязнения тропосферы

Неблагоприятные изменения происходят и в тропосфе­ре, где сосредоточена вся наземная жизнь. В результате дея­тельности человека атмосферный воздух постоянно загряз­няется. Источники загрязнения атмосферы делятся на при­родные и антропогенные.

К природным источникам относятся:

• космическая пыль;

• выбросы при извержении вулканов;

• пыль от выветривания горных пород;

• пыльные бури.

Источниками антропогенного происхождения являются:

• выхлопные газы транспорта;

• выбросы от сжигания ископаемого топлива;

• промышленные выбросы;

• сельское хозяйство (использование удобрений, ядохи­микатов).

Уголь

60

§> 50

40

ш 3 ю о

0. 20

1. 10 о

о.

30

Оксид Диоксид Углеводороды Аэрозоли Оксиды углерода серы азота

Рис. 8.12. Состав основных загрязнителей тропосферы

Основные источники и качественный состав основных загрязнителей в воздушную среду представлены на рис. 8.11 и 8.12.

Контаминанты имеют различную продолжительность нахождения в тропосферном слое воздуха, которая зависит от многих причин: способности вступать в химические реак­ции, конвекционных свойств воздуха и др. (рис. 8.13).

8.4.2. Оксиды углерода и азота. Парниковый эффект. Фотохимический смог

Оксид углеррда. Выхлопные газы автотранспорта пред­ставляют собой смесь более 200 химических соединений, в том числе токсических и канцерогенных. Оксид углерода (угарный газ — СО) — бесцветный, лишенный запаха газ. Конкурирует с кислородом при связывании с. гемоглоби­ном. Оксид углерода:

• способствует образованию карбоксигемоглобина (НЬСО), что ведет к нарушению транспорта кислорода к тканям;

• вызывает цитотоксическое действие путем торможе­ния активности цитохромоксидазы;

• снижает кислородную емкость пула миоглобина;

• тормозит активность других гемсодержащих фермен­тов — каталазы, пероксидазы, что усиливает цитотоксиче-ский эффект.

Оксид углерода обладает в 300 раз большим сродством к гемоглобину, чем кислород. Поэтому даже небольшие его концентрации способны оказывать воздействие на челове­ка. Средний период полураспада НЬСО — 320 мин. Повыше­ние парциального давления 0₂ на одну сотую процента во вдыхаемом воздухе уменьшает этот показатель до 80 мин. Эмбриональный гемоглобин связывает оксид углерода с большей аффинностью, чем гемоглобин А. При этом уро­вень эмбрионального карбоксигемоглобина снижается на­много медленнее, чем у матери, что может объяснять слу­чайную внутриутробную смерть плода.

Наибольшие концентрации оксида углерода формируют­ся в больших городах, особенно вдоль дорог с интенсивным движением. Симптомы воздействия зависят от концентра­ции карбоксигемоглобина в крови. При пребывании в среде с 500 ррт СО в течение 1 ч происходит 20%-е насыщение ге­моглобина крови. Концентрации в 1500 ррт представляют опасность для жизни. При содержании СО во вдыхаемом воздухе, которое составляет лишь 1/3000 часть содержания О? (т.е. 0,07 об% СО в воздухе), уже 50% гемоглобина пре­вращается в НЬСО. Согласно нормам, принятым в ряде стран мира, уровни оксида углерода не должны превышать 9 ррт (усредненные по 8-часовому интервалу) и 20 ррт в пиковый период.

При 20%-м насыщении гемоглобина у здорового челове­ка наблюдаются головная боль, слабые поведенческие изме­нения, понижение работоспособности, снижение памяти. В диапазоне 20—50% отмечаются сильная головная боль, тошнота, слабость и психические нарушения; выше 50% имеет место потеря сознания с угнетением сердечного и ды­хательного центра, аритмия и падение артериального давле­ния в результате расширения периферических сосудов.

Наиболее чувствительны к оксиду углерода лица с забо­леваниями мозговых, коронарных и периферических сосу­дов. Например, боли в сердце, вызываемые умеренной фи­зической нагрузкой у таких больных, усиливаются при кон­центрации оксида углерода в крови 2,5—3%.

По данным ВОЗ прирост частоты госпитализации и/или обращаемости по поводу заболеваний сердца (в возрасте 65 лет и более) выражается в виде отношения:

0,00000011 • СО

где У — дополнительное число случаев госпитализации, вы­раженное на численность населения; СО — концентрация оксида углерода, мг/м³.

Изменение содержания карбоксигемоглобина (А_со, %) в крови при увеличении концентрации оксида углерода в воз­духе характеризуется следующей зависимостью:

СО

А_с0 % = 0,45 • _±_ .

1Д5

У курильщиков уровень эндогенного насыщения гемо­глобина оксидом углерода составляет приблизительно 5— 15% и, следовательно, симптомы отравления у них могут развиваться быстрее, чем у некурящих. У курящих матерей этот токсикант легко проникает через плаценту и индуциру­ет нейротоксическое воздействие на мозг плода, что может проявляться в последующей патологии у новорожденных.

Согласно рекомендациям ВОЗ получасовая концентра­ция СО не должна превышать значений, указанных в табл. 8.4.

Таблица 8.4