Предельно допустимая концентрация загрязнителей воздушной среды в России

 

 

Вещество	ПДК, мг/м3
максимальная разовая	средняя суточная
Оксид углерода	3,0	1,0
Диоксид серы	0,5	0,05
Диоксид азота	0,085	0,04
Оксид азота	0,4	0,06
Аммиак	0,2	0,04
Хлор	0,1	0,03
Озон	0,16	0,03
Сероуглерод	0,03	0,005
Фенол	0,01	0,003
Фтористый водород	0,02	0,005
Формальдегид	0,035	0,003
Свинец	0,01	0,0003
Кадмий	0,05	0,0003
Ртуть	0,01	0,0003

В качестве показателей геоэкологического неблагополучия используются превышения критических уровней и нагрузок ди­оксида серы (S0₂), оксидов азота (NO_x), фтороводорода (HF), озона (О₃).

Поясним воздействие на человека перечисленных загрязни­телей воздушной среды.

Диоксид серы (SО₂) — газ с резким запахом, раздражает сли­зистые оболочки, вызывает сильные спазмы дыхательных путей. Симптомы отравления проявляются в головокружении, тошноте, общей слабости. Среднесуточная ПДК в воздухе — 0,05 мг/м³. При окислении SО₂ кислородом возникает триоксид серы (SО₃). Оксиды азота (N₂О, NO, NО₂) — смесь газов, весьма опас­ных для людей, животных и растений даже в малых концентра­циях. При контакте их с влажной поверхностью (например, сли зистыми оболочками верхних дыхательных путей) вызывают изъязвление слизистых оболочек, а при концентрациях оксидов более 0,004 об.% возможно отравление, сопровождающееся оте­ком легких. Образующиеся при контакте с влажной поверх­ностью азотные и азотистые кислоты ведут к некрозу (омертве­нию) у растений и коррозии (разрушению) строительных конст­рукций и материалов.

По результатам обобщения, среднегодовые концентрации загрязняющих веществ более 1 ПДК отмечены в воздушной сре­де 204 городов России. Максимальные разовые концентрации пыли, оксида углерода, диоксида азота, аммиака, сероуглерода, сероводорода, фенола, формальдегида, хлороводорода превы­шают ПДК в 70% городов; концентрации диоксида азота, амми­ака, сероуглерода, сероводорода, фенола, хлористого водорода больше 5 ПДК в 20% городов.

Ежегодно по оперативной информации о загрязнении воз­душной среды составляется перечень городов с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха. Наибольший вклад в загрязнение воздушной среды этих городов определяется кон­центрациями бенз(а)пирена, формальдегида, метилмеркаптана, сероуглерода, бензола и др. Приведем краткие характеристики и ПДК перечисленных загрязняющих веществ воздушной среды городов.

Оксид углерода, угарный газ (СО) — бесцветный газ, немно­го легче воздуха, весьма опасен, поскольку не имеет запаха. От­равление проявляется головной болью, тошнотой, при концент­рации равной 10% возможен летальный исход. ПДК в воздухе — 3 мг/м³.

Сероуглерод (CS₂) — бесцветная жидкость с запахом гнилой редьки. Попадая в организм человека через дыхательные пути, вызывает слабость, утомляемость, головные боли, нарушения функции центральной нервной системы. Максимальная ПДК для воздуха рабочих мест — 10 мг/м³.

Фенол (С₆Н₅ОН) — простейший ароматический спирт. Вдыхание паров вызывает раздражение слизистых оболочек ды­хательных путей, контакт с кожей — ожоги, попадание в пищева­рительный тракт приводит к поражению печени и почек, а также изменению состава крови. Максимальная ПДК в воздухе рабо­чей зоны — 0,3 мг/м³.

Хлороводород (НО) — бесцветный газ с резким запахом, растворяющийся в воде с образованием соляной кислоты. Раз­дражает кожу и слизистые оболочки, длительное вдыхание вы­зывает катар верхних дыхательных путей. Среднесуточная ПДК в воздухе — 0,015 мг/м³.

Метилмеркаптан — газ с неприятным запахом. Относится к нейротропным ядам, влияет на генерацию и передачу нервного импульса. ПДК в атмосферном воздухе 9 • 10⁶ мг/м³.

Бензол (С₆Н₆) — бесцветная жидкость с запахом. Обладает канцерогенным эффектом, сильно раздражает кожу. Среднесу­точная ПДК в воздухе — 0,1 мг/м³.

Источниками загрязнения воздушной среды городов высту­пают предприятия черной и цветной металлургии, химии и неф­техимии, стройиндустрии, энергетики, целлюлозно-бумажной промышленности, автотранспорт.

В конце XX в. более 50% населения России проживало в го­родах с очень высоким уровнем загрязнения воздуха. Система­тически высокие уровни загрязнения воздушной среды наблю­даются в городах: Архангельск, Березники, Братск, Волжский, Екатеринбург, Зима, Иркутск, Кемерово, Красноярск, Курган, Липецк, Магнитогорск, Москва, Нижний Тагил, Новокузнецк, Новосибирск, Норильск, Омск, Ростов-на-Дону, Саратов, Селенгинск, Ставрополь, Тольятти, Улан-Удэ, Усолье-Сибирское, Хабаровск, Челябинск, Череповец, Чита, Шелехов, Южно-Саха­линск. К территориям, где 40—50% населения подвержено влия­нию высокого уровня загрязнения воздуха, относятся Иркутская (Ангарск, Братск, Зима, Иркутск, Усолье-Сибирское, Шелехов), Кемеровская (Кемерово, Новокузнецк), Красноярская, Москов­ская (Москва, Мытищи, Щелково) и Омская области, Хабаров­ский край (Хабаровск, Комсомольск-на-Амуре).

Неблагоприятно воздействуют на человека соединения свинца, содержащиеся в составе отработанных газов двигателей автомобилей из-за применения этилированного бензина. Иссле­дованиями установлено, что до 60% свинца, находящегося в кро­ви человека, поступает с воздухом и лишь 10% — из воды, 5% — из пищи. Накопление свинца в организме человека вызывает анемию.

С увеличением численности автомобилей (например, в Моск­ве их только в частном пользовании насчитывается более 3 млн. единиц) возрастает суммарный выброс вредных веществ в воз­душную среду. Обратим внимание на показатели выброса от ав­томобилей. Так, при среднегодовом пробеге 15 тыс. км автомо­биль выбрасывает в воздушную среду (кг/год): угарного газа — 700, диоксида азота — 40, несгоревших углеводородов — 230 и твердых веществ — 2—5. Кроме того, выбрасывается много со­единений свинца из-за применения этилированного бензина. За­грязнения воздуха от автомобильного транспорта распространя­ются на расстояние до 300 м, и отдельные дома, и жилые масси­вы попадают в зону неблагоприятного влияния автомагистрали

Часть твердых частиц, поступающих в воздушную среду от металлургических предприятий и теплоэлектроцентралей, изна­чально содержит тяжелые металлы. Например, от ТЭЦ, сжи­гающей около 500 тонн донецкого угля в сутки, в воздушную среду ежегодно выбрасывается около 37 тонн ванадия, 21 тонна свинца, 20 тонн мышьяка, 13 тонн фтора, 10 тонн никеля, 1 тонна бериллия. Как известно, почти все тяжелые металлы токсичны.

Среди обладающих высокой токсичностью особенно выде­ляется бериллий — серебристо-белый блестящий хрупкий ме­талл, попадающий в организм путем вдыхания бериллиево-содержащей пыли, который вызывает заболевание раком легких. Лю­ди, работающие с бериллием или проживающие по соседству с его производством, подвержены воспалительным заболевани­ям легких. Повышенные концентрации никеля в почвах приво­дят к заболеваниям растений (уродливые формы) и животных. Некоторые соединения никеля могут вызывать аллергию. Сред­несуточные ПДК никеля в воздухе — 0,001 мг/м³.

Соединения мышьяка физиологически активны и ядовиты. При хронических отравлениях вызывают нервные заболевания, слабость, потемнение кожи, атрофию костного мозга, изменения печени. Среднесуточные ПДК мышьяка в воздухе — 0,03 мг/м³.

Свинец — голубовато-серый мягкий металл. При отравлении большими дозами свинца наблюдаются малокровие, нервные па­раличи и поражения почек. В небольших количествах свинец мо­жет вызывать недомогание, сонливость, ослабление деятельности нервной системы, головного мозга, а также ревматические явле­ния. В организме через органы дыхания и желудочно-кишечный тракт свинец попадает в кровь и накапливается в мягких тканях и костях. Предельно допустимая среднесуточная концентрация свинца в воздухе — 0,0003 мг/м³.

Под воздействием коротковолновой солнечной радиации при контакте оксидов с водяным паром и кислородом воздуха происходит образование соответствующих кислот

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

2SО ₂ + О ₂ + 2Н₂О = 2H₂SО ₄

N₂О₃ + О₂ ⁺ Н₂О = 2HNO_s

4NО ₂ + О ₂ + 2Н₂О = 4HNO_s

СО₂ + Н₂О = Н₂СО₃

Образовавшиеся серная, азотная, угольная кислоты, соеди­няясь с капельками воды, выпадают в виде кислотного дождя (и снега). Кислотные осадки подкисляют водоемы и почву, что приводит к гибели рыбы, других водных организмов и резкому снижению прироста лесов и их усыханию. Кислотные осадки по­вреждают статуи, здания, сооружения из металла, вызывают ги­бель хвойных деревьев, произрастающих на больших высотах.

Кислотные дожди могут выпадать на расстояниях вплоть до 1000 км от источника загрязнения воздушной среды и поэтому представляют собой трансграничную проблему.

В середине 1990-х гг. на планете от всех техногенных источ­ников (и прежде всего от тепловых станций, металлургических и химических предприятий) в воздушную среду ежегодно посту­пало около 160 млн. тонн диоксида серы (SО₂) и около 110 млн. тонн оксидов азота (NO_x). Поступления в воздушную среду ди­оксида серы в России и США в 1995 г. составляли на душу насе­ления 43 и 77 кг, а в целом — 6,4 и 20,22 млн. тонн. В последние десятилетия увеличились выбросы диоксида азота (N0₂).

Особо следует отметить влияние атомных электростанций на радиационное загрязнение воздушной среды. Выбросы радионук­лида криптона-85 на несколько порядков выше, чем остальных радионуклидов, образующихся при работе АЭС. Криптон-85 трудно улавливается фильтрами и очень подвижен в воздушной среде. Он не поглощается ни Мировым океаном, ни почвами. Криптон-85 впитывается тканями тела при дыхании. Даже малые дозы облучения могут повысить частоту рака кожи. Экологиче­ски опасны возникающие в атомных реакторах радионуклиды тритий, цезий-137, углерод-14, стронций-90, иод-137 и др.

Наряду с техногенными загрязнения воздушной среды име­ют и естественное происхождение. Различают внеземное (косми­ческая пыль) и земное (континентальное, морское) загрязнения воздушной среды. К природным источникам загрязнения отно­сятся извержения вулканов, пыльные бури, лесные пожары, воз­никающие от ударов молний, вынос морских солей, болезнетвор­ные аэробактерии, споры грибов, пыльца растений и т. д. Уровень естественного загрязнения воздушной среды рассматривается обычно в качестве фонового.