Владимир Базылев - Основы общей и экологической токсикологии

В связи с этим к началу 1980-х гг. ряд стран прекратили или резко сократили производство фторхлоруглеводородов. В настоящее время темп загрязнения атмосферы CCl 4, CFCl 3,CF 2Cl 2заметно спал.

Здесь уместно отметить, что отечественная холодильная промышленность была практически разрушена потому, что СССР подписал Монреальский протокол (1987), предусматривающий прекращение производства фреонов, якобы разрушающих озоновый слой. Гипотеза об их вредоносности до сих пор не подтвердилась, но фреоновые холодильники уже не могут составить конкуренции агрегатам нового поколения от фирмы «Дюпон» даже с учетом того, что заменители фреонов дороги, токсичны и обладают сильным парниковым эффектом.

Если в стратосфере наблюдается уменьшение озона, то в приземном тропосферном слое происходит его повышенный синтез, особенно в загазованной атмосфере городов под влиянием солнечного ультрафиолетового излучения. При высокой концентрации озон является сильнейшим окислителем, который по своей токсичности превосходит цианистую кислоту и угарный газ. Стандартами ВОЗ установлены предельно допустимые концентрации озона в воздухе 100 мкг/м 3.

По данным немецких ученых, в густонаселенных областях Европы содержание озона в настоящее время в 5 – 10 раз превышает эти нормы, а ведь даже при 200 мкг/м 3озона в воздухе начинают гибнуть лиственницы, сосны и другие растения, в том числе злаковые (рожь, ячмень и т. д.).

Источником опасных долгоживущих загрязнений атмосферы служат некоторые объекты коммунального хозяйства. Например, вентиляционные выбросы мусоропроводов содержат более 40 токсичных и дурнопахнущих веществ. При сжигании в быту природного газа в продуктах его сгорания обнаружено 22 различных компонента, в частности большое количество формальдегида (Н – СOH) (до 150 мг формальдегида при сжигании 1 м 3природного газа).

Опасным элементом загрязнения атмосферы являются аэрозольные образования. Аэрозоли — это дисперсные системы, в которых дисперсионной средой служит газ, а дисперсными фазами являются твердые или жидкие частицы. Обычно размеры частиц аэрозолей ограничивают интервалом 0,001 – 10 мкм. По агрегатному состоянию и размерам частиц дисперсной фазы аэрозоли делят на: туманы – системы с жидкой дисперсной фазой (размер частиц 10 – 0,1 мкм); пыли – системы с твердыми частицами размером более 10 мкм; и дымы, размеры твердых частиц которых находятся в пределах 10 – 0,001 мкм.

В физиологическом отношении особое внимание следует уделить частицам менее 5 мкм, так как с уменьшением частиц их поведение становится все более характерным для поведения газообразного состояния, т. е. они не задерживаются в бронхах при дыхании (не отфильтровываются из воздуха), а также не вымываются из воздуха дождями. Это увеличивает время их пребывания в атмосфере по сравнению с более крупными частицами – обстоятельство, играющее особо важную роль при распространении пыли и аэрозолей в атмосфере.

Попутно заметим, что продукты питания – хлеб, молоко, мясо, масло, рыба, сахар и другие – также представляют собой дисперсные системы. Да и сам человек состоит из частиц, образующих кровь, кости и ткани, которые являются сложными дисперсными системами. Поэтому не без основания известный ученый-коллоидник И. И. Жуков отмечал, что «человек – ходячий коллоид».

От дымов и туманов происходит смог. Согласно одному из последних международных экологических словарей, смог – это «туман, ставший более тяжелым и более темным благодаря городской копоти – дыму».

Встречается смог лондонского или лос-анджелесского типа. В первом случае причиной возникновения смога служит сжигание угля и мазута. При высокой влажности атмосферы образуется густой туман с примесью частиц SO 2. Свое название этот смог получил после трагедии зимой 1952 г., когда в Лондоне в результате образования инверсионного тумана умерло 3200 человек. В 1956 г. «туман-убийца» унес там еще несколько тысяч жителей.

Инверсия представляет собой необычное состояние атмосферы, при котором температура воздуха в тропосфере не убывает с высотой. В результате более холодный воздух располагается ниже более теплого. В подобной ситуации более холодный, а потому и более тяжелый воздух не может подняться вверх и рассеяться в атмосфере. Этим объясняется скапливание загрязнений ниже «крышки» из теплого воздуха.

Фотохимический смог был впервые отмечен в 1944 г. в Лос-Анджелесе, когда в результате большого скопления автомобилей была парализована жизнь одного из крупнейших городов США. Фотохимический смог возникает под действием солнечного света в отсутствии ветра при низкой влажности воздуха. Наблюдается сильное раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и глаз. Сохранение смоговой ситуации в течение длительного времени приводит к повышению заболеваемости и смертности среди населения.

Особенно сильно смог влияет на детей и пожилых людей. Он оказывает вредное воздействие и на растительность, вызывая увядание и гибель листьев. Кроме того, фотохимический смог усиливает коррозию металлов, разрушение строительных сооружений, резины и других материалов.

Окислительный характер фотохимическому смогу придают озон и пероксилацетилнитраты (ПАН). ПАН – название группы соединений типа

где R – CH 3, C 6H 5и т.д.

Из многочисленных органических соединений, попадающих в атмосферу, наибольшую склонность к образованию аэрозолей проявляют терпеновые углеводороды. Так, наблюдаемая над хвойными лесами в летнее время голубоватая дымка представляет собой аэрозоль, возникающий в результате фотохимического окисления терпенов.

Образование аэрозольных частиц в воздухе городов часто связывают с SO 2, который при окислении дает H 2SO 4, превращающуюся при наличии в атмосфере аммиака в сульфат аммония.

Число твердых частиц в воздухе сильно варьирует в зависимости от местности. В нижней тропосфере на высотах менее 2 км, в сельских районах концентрация частиц составляет около 10 4см – 3, а над городами превышает 10 5см – 3. В фоновых районах в отсутствие антропогенной деятельности в воздухе содержится всего 200 – 500 см – 3аэрозольных частиц. Особо отметим, что антропогенная нагрузка в условиях продолжающейся концентрации промышленного потенциала в ряде городов Российской Федерации давно перешла все допустимые пределы. Рост промышленного производства сопровождался также резким увеличением городского населения. Промышленность и жилищно-коммунальное хозяйство городов Восточной и Западной Сибири, Уральского, Поволжского, Центрального, Северного и Северо-Западного районов Российской Федерации являются одними из главных источников загрязнения атмосферного воздуха (табл. 2.4). Согласно статистике, до 95 % всего времени человек пребывает в закрытом помещении: место работы, транспорт, квартира, место досуга или отдыха. В этой связи в 1970-е гг. во время энергетического кризиса внимание было привлечено к эколого-химическим проблемам воздушной среды квартиры, офиса и других закрытых помещений. В то время для обогрева жилища использовали далеко не чистые в экологическом отношении энергоносители, и при неблагоприятных метеорологических условиях качество воздушной среды, как в атмосфере города, так и в закрытых помещениях, зачастую было существенно ниже допустимых норм.