Электростанции, котельные, промышленное производство, транспорт, пожары, другие источники загрязняют атмосферу, в основном, оксидами серы, азота, угарным газом (CO), твердыми частицами, углеводородами, пылью, дымом.
Рассмотрим действие основных атмосферных загрязнителей, в первую очередь, на организм человека. Именно это действие, в отличие от водных загрязнителей, где определяющим является воздействие на обитателей водной среды, становится расчетным для установления нормативов допустимого загрязнения.
Оксиды серы SO2 и SO3 опасны синергетическим действием совместно с аэрозолями. Уже при концентрациях 0,08…0,36 мг/м3 усиливаются респираторные заболевания у детей и престарелых, при концентрациях выше 0,8 мг/м3 наблюдается значительный прирост смертности. Постоянное воздействие оксидов серы приводит к повышению заболеваемости раком легких.
Оксиды азота замедляют рост растений, снижают урожайность, при концентрациях 0,15 мг/м3 повышается частота респираторных заболеваний, стесняется дыхание.
Моноксид углерода не вреден для растений, но очень вреден для организмов, дышащих легкими. Он в 200 раз активнее поглощается гемоглобином крови, чем кислород. При этом образуется карбоксигемоглобин (COHb), препятствующий переносу кислорода от легких к тканям. В таблице 4.2 показаны симптомы отравления угарным газом в зависимости от содержания карбоксигемоглобина в крови человека.
Таблица 4.2
Симптомы отравления моноксидом углерода
| Симптомы | Содержание COHb в крови, % |
| Некурящие хуже различают длительность интервалов времени | 2,5 |
| Снижение остроты зрения у некурящих | 3,0 |
| Устойчивое снижение способности к восприятию | 5,0 |
| Головные боли, головокружение, утомляемость | 15,0 |
| Тошнота, рвота, звон в ушах, мелькание в глазах, апатия | 35,0 |
| Коматозное состояние | 40,0 |
Если концентрация моноксида углерода во вдыхаемом воздухе равна С0, то количество воспринятого человеком моноксида углерода при дыхании (в единицах концентрации млн-1) за время t определяется уравнением
C = C0 (1-e-mt),
где m – константа, зависящая от концентрации С0, m = f(C0),
1 млн-1 = 1,15 мг/м3.
Так, при C0= 77 млн-1 (m = 3) через время t = 8 ч будет воспринято 90% концентрации (0,9 C0), и величина насыщения крови COHb достигнет 11,2%.
Известно, что у курящих постоянное содержание COHb составляет 5% по сравнению с 0,5% для некурящих. Во время курения оно может возрасти до 15%.
В помещениях, где курят, создается постоянный уровень загрязнения моноксидом углерода, примерно 30 млн-1. Фоновая концентрация CO в чистой атмосфере равна примерно 0,15 млн-1.Если на урбанизированных территориях не осуществляются системные мероприятия по уменьшению автомобильных выбросов CO, то в час пик на городских улицах его концентрация может достигать 60…300 млн-1.
Углеводороды сравнительно неопасны для членов ряда метана, но очень опасны для альдегидов, бензола, этилена. Концентрация бензола в атмосфере даже около 25 млн-1 может вызвать онкологические заболевания. В целом, для углеводородов уже концентрации 0,2 млн-1 (около 130 мкг/м3) проявляют отрицательное действие на организм человека.
Повышенные концентрации взвешенных твердых частиц также опасны для здоровья. При их среднегодовой концентрации свыше 100 мкг/м3 возрастает смертность среди престарелых, у детей и пожилых людей учащаются заболевания дыхательных органов. При этой концентрации частиц интенсивность солнечного излучения в приземном воздухе ослабевает на 5%, каждое удвоение концентрации снижает прозрачность воздуха на следующие 5%.
В каждой стране установлены предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнителей, имеющих значимое распространение в воздухе рабочей зоны, т.е. на рабочих местах, и в приземном воздухе окружающей среды. Чтобы такие концентрации не превышались, администрация и контролирующие службы предприятий, муниципалитетов, регионов и государства, в целом, осуществляют целую систему организационных и технических мероприятий, о которых речь пойдет ниже.
В частности, в США по каждому из основных загрязнителей установлены упомянутый предельный уровень (предельно допустимая концентрация) загрязнения и четыре дополнительных. Каждый уровень характеризуется концентрацией загрязнителя и единицами стандартного индекса загрязнения (СИЗ). Так, по диоксиду серы SO2 первый уровень составляет 80 мкг/м3, а по единицам СИЗ - 50 единиц. Степень воздействия на здоровье этого уровня признана несущественной. Второй уровень загрязнения по SO2 составляет 365 мкг/м3 (он определен как предельно допустимый по национальному стандарту) и 100 единиц СИЗ. По воздействию на здоровье этот уровень загрязнения признан вредным. Три последующих уровня составляют 800, 1600, 2100 мг/м3 и 200, 300, 400 единиц СИЗ. Они определены как сигнальный, предостерегающий и чрезвычайный, а по влиянию на здоровье, соответственно, как очень вредный, опасный, очень опасный. Такой подход позволяет вполне предметно характеризовать текущее состояние загрязненности приземного воздуха без обращения к конкретным загрязнителям и их концентрациям. Это облегчает информирование населения и организацию мероприятий по его защите.