Темою даної статті є шкідливі речовини (ВВ), що забруднюють атмосферу. Вони небезпечні для життя суспільства і для природи в цілому. Проблема мінімізації їх впливу сьогодні дійсно кричуща, оскільки пов'язана з реальною деградацією довкілля людей.

Класичними джерелами ВВ є теплоелектростанції; двигуни автомобілів; котельні, заводи, що виробляють цемент, мінеральні добрива, різні барвники. В даний час людьми проводиться понад 7 мільйонів хімічних сполук і речовин! Щорічно номенклатура їх виробництва збільшується приблизно на тисячу найменувань.

Не всі з них безпечні. Згідно з результатами екологічних досліджень, найбільш забруднюючі викиди шкідливих речовин в атмосферу обмежені номенклатурою з 60 хімічних сполук.

Коротко про атмосферу як макрообласти

Нагадаємо, що ж таке - атмосфера Землі. (Адже логічно: треба уявляти, про забруднення чого буде оповідати ця стаття).

Її слід представляти як унікально скомпоновану повітряну оболонку планети, пов'язану з нею за допомогою сили тяжіння. Вона бере участь в обертанні Землі.

Кордон атмосфери розташована на рівні однієї-двох тисяч кілометрів над земною поверхнею. Області, що знаходяться вище, отримали назву земної корони.

Основні атмосферні компоненти

Склад атмосфери характеризується сумішшю газів. Шкідливі речовини, як правило, не локалізуються в ній, розподіляючись на величезних просторах. Найбільше в атмосфері Землі азоту (78%). Наступним по займаному в ній питомої ваги є кисень (21%), аргону міститься на порядок менше (близько 0,9%), вуглекислий же газ займає 0,3%. Кожна з цих складових має значення для збереження на Землі життя. Азот, що входить до складу білків, є регулятором окислення. Кисень життєво необхідний для дихання, будучи при цьому також ще і потужним окислювачем. Вуглекислий газ утеплює атмосферу, сприяючи парниковому ефекту. Однак він руйнує захищає від сонячного ультрафіолету озоновий шар (максимальна щільність якого припадає на висоту 25 км).

Важливою складовою також є водяна пара. Найбільша його концентрація - в зонах екваторіальних лісів (до 4%), найменша - над пустелями (0,2%).

Загальні відомості про забруднення атмосфери

Шкідливі речовини викидаються в атмосферу в результаті проистекания деяких процесів у самій природі, так і внаслідок антропогенної діяльності. Зауважимо: сучасна цивілізація перетворила другий фактор домінуючий.

Найбільш значними несистематичними природними забруднюючими процесами є виверження вулканів і лісові пожежі. На відміну від них утворюється пилок рослин, продукти життєдіяльності популяцій тварин і т. П. Регулярно забруднюють атмосферу.

Антропогенні фактори зараження навколишнього середовища вражають своїми масштабами і різноманітністю.

Щорічно цивілізація тільки вуглекислого газу посилає в повітря близько 250 млн т. Втім, варто згадати і викидаються в атмосферу продукти від згоряння 701 млн. Тонн палива, що містить сірку. Виробництво азотних добрив, анілінових барвників, целулоїду, віскозного шовку - припускає додаткове наповнення повітря за допомогою 20,5 млн. Тонн азотистих «летючих» з'єднань.

Значні і пилові викиди шкідливих речовин в атмосферу, які супроводжують багато видів виробництва. Скільки пилу вони викидають в повітря? чимало:

  • пил, що надходить в атмосферу при спалюванні вугілля кам'яного вугілля становить 95 млн. тонн в рік
  • пил при виробництві цементу – 57,6 млн. т
  • пил, що утворюється при виплавці чавуну – 21 млн. т
  • пил, що надходить в атмосферу при виплавці міді – 6,5 млн. т.

Проблемою сучасності стали викиди в повітря сотнями мільйонів авто оксиду вуглецю, а також сполук важких металів. Тільки за рік в світі виробляють 25 млн. Нових «залізних коней»! Хімічні шкідливі речовини, що виробляються автомобільними арміями мегаполісів, призводять до такого явища, як зміг. Його породжують оксиди азоту, що містяться в автомобільних вихлопних газах і взаємодіючі з вуглеводнями, присутніми в повітрі.

Сучасна цивілізація парадоксальна. Через недосконалих технологій шкідливі речовини нею так чи інакше неминуче будуть викидатися в атмосферу. Тому в даний час особливої ​​актуальності набуває жорстка законодавча мінімізація цього процесу. Характерно, що весь спектр речовин-забруднювачів можна класифікувати за багатьма ознаками. Відповідно, класифікація шкідливих речовин, що формуються антропогенним фактором і забруднюючих атмосферу, передбачає кілька критеріїв.

Класифікація за агрегатним станом. Дисперсність

ВВ характеризує певне агрегатний стан. Відповідно, вони, в залежності від своєї природи, можуть поширюватися в атмосфері у вигляді газу (пари), рідких або твердих частинок (дисперсні системи, аерозолі).

Концентрація шкідливих речовин в повітрі має максимальне значення в так званих дисперсних системах, що відрізняються підвищеною проникною здатністю пилоподібних або ж туманообразного стану ВВ. Характеризують такі системи, використовуючи класифікації за принципом дисперсності для пилу і для аерозолю.

Для пилу дисперсність визначається п'ятьма групами:

  • розміри частинок не менше 140 мкм (дуже крупнодисперсная)
  • від 40 до 140 мкм (крупнодисперсная)
  • від 10 до 40 мкм (среднедисперсная)
  • від 1 до 10 мкм (мелкодисперсная)
  • менше 1 мкм (дуже мелкодисперсная).

Для рідини дисперсність кваліфікується чотирма категоріями:

  • розміри крапель до 0,5 мкм (туман супертонкий)
  • від 0,5 до 3 мкм (туман тонкодисперсний)
  • від 3 до 10 мкм (туман грубодисперсный)
  • більше 10 мкм (бризки).

Систематизація ВВ за ознакою токсичності

Найбільш часто згадується класифікація шкідливих речовин за характером їх впливу на організм людини. Ми розповімо про неї трохи детальніше.

Найбільшу небезпеку серед всієї сукупності ВВ представляють токсиканти, або отрути, які впливають пропорційно до їх кількості, яка потрапила в організм людини.

Значення токсичності таких ВВ має певне числове значення і визначається як величина, зворотна до їх середньої смертельній дозі для людини.

Її показник для надзвичайно токсичних ВВ становить до 15 мг / кг живої ваги, високотоксичних - від 15 до 150 мг / кг; помірно-токсичних - від 150 до 1,5 г / кг, малотоксичних - понад 1,5 г / кг. Це - смертельно небезпечні хімічні речовини.

До нетоксичним ВВ, наприклад, відносять інертні гази, нейтральні для людини при звичайних умовах. Однак зауважимо, що в умовах підвищеного тиску вони наркотично впливають на організм людини.

Класифікація токсичних СТ., за мірою впливу

Ця систематизація СТ ґрунтується на законодавчо затверджується показнику, який визначає таку їх концентрацію, яка протягом тривалого часу не викликає захворювань і патологій не тільки у досліджуваного покоління, але і в наступних. Назва даного нормативу – гранично допустима концентрація (ГДК).

Залежно від значень ГДК виділяють чотири класи шкідливих речовин.

  • I клас ВВ. Надзвичайно небезпечні ВВ (ГДК – до 0,1 мг/м 3 ): свинець, ртуть.
  • II клас ВВ. Високонебезпечні ВВ (ПДК від 0,1 до 1 мг/м 3 ): хлор, бензол, марганець, луги їдкі.
  • III клас ВВ. Помірно небезпечні ВВ (ПДК від 1,1 до 10 мг/м 3 ): ацетон, сірчистий ангідрид, дихлоретан.
  • IV клас ВВ. Малонебезпечні ВВ (ГДК – більше 10 мг/м 3 ): етиловий спирт, аміак, бензин.

Приклади шкідливих речовин різних класів

Свинець і його сполуки вважаються отрутою. Ця група - найбільш небезпечні хімічні речовини. Тому свинець відносять до першого класу ВВ. Гранично допустима концентрація мізерна - 0,0003 мг / м 3. Вражаюча дія виражається в паралічі, впливі на інтелект, фізичну активність, слух. Свинець викликає ракові захворювання, а також впливає на спадковість.

Аміак, або нітрид водню, відноситься до другого класу за критерієм небезпеки. Його ГДК - 0,004 мг / м 3. Це безбарвний їдкий газ, який легший за повітря приблизно в два рази. Вражає в першу чергу очі і слизові оболонки. Викликає опіки, задуха.

Рятуючи уражених, слід вживати додаткових заходів безпеки: суміш аміаку з повітрям вибухонебезпечна.

Сірчистий ангідрид відносять до третього класу за критерієм небезпеки. Його ГДКатм.  становить 0,05 мг / м 3. а ПДКр. з. - 0,5 мг / м 3.

Він утворюється при згорянні так званих резервних видів палива: вугілля, мазуту, неякісного газу.

У невеликих дозах викликає кашель, біль у грудях. Отруєння середньої тяжкості характеризуються головним болем і запамороченням. Важке отруєння відрізняється токсичним задушливим бронхітом, ураженнями крові, зубної тканини, крові. Особливо чутливі до сірчистого ангідриду астматики.

Чадний газ (окис вуглецю) відносять до четвертого класу ВВ. Його ПДКатм. - 0,05 мг / м 3. а ПДКр. з. - 0,15 мг / м3. Він не має ні запаху, ні кольору. Гострі отруєння їм характеризуються серцебиттям, слабкістю, задишкою, запамороченням. Середні ступеня отруєння характеризуються спазмами судин, втратою свідомості. Важкі - порушеннями дихання і кровообігу, комою.

Основне джерело чадного газу антропогенного характеру - вихлопні гази автомобілів. Особливо інтенсивно він виділяється транспортом, де внаслідок неякісного ТО температура згоряння бензину в двигуні недостатня, або ж коли нерегулярна подача повітря до двигуна.

Метод охорони атмосфери: дотримання граничних нормативів

Органами санітарно-епідеміологічної служби постійно контролюється, дотриманий рівень шкідливих речовин на рівні, меншому ніж їх гранично допустима концентрація.

За допомогою регулярних вимірювань протягом року фактичної концентрації ВВ в атмосфери за спеціальною формулою формується індексний показник середньорічної концентрації (ІЗА). У ньому також знаходить своє відображення вплив шкідливих речовин на здоров'я людини. Даним індексом відображається довгострокова концентрація шкідливих речовин в повітрі за нижченаведеною формулою:

In = ∑ =∑ (xi/ ГДК i) Ci

де Xi – концентрація СТ середньорічна

Ci – коефіцієнт, що враховує співвідношення ГДК i-го речовини іГДК діоксиду сірки

Значення ІЗА менше 5 відповідає слабкому рівню забруднення, 5-8 визначають середній рівень, 8-13 - високий рівень, понад 13 означає значну забрудненість повітря.

Види граничних концентрацій

Таким чином, допустима концентрація шкідливих речовин в повітрі (а також у водах, на грунті, хоча цей аспект не є предметом даної статті) визначається в екологічних лабораторіях в атмосферному повітрі для абсолютної більшості ВВ за допомогою порівняння фактичних показників з встановленими і нормативно закріпленими общеатмосфернимі ПДКатм .

Крім того, для подібних вимірів безпосередньо в населених пунктах існують комплексні критерії визначення концентрацій - ОБУВ (орієнтовні безпечні рівні впливу), що обчислюються як фактична середньозважена сума ПДКатм. відразу по двомстам ВВ.

Втім, і це ще не все. Як відомо, будь-яке забруднення атмосфери легше попередити, ніж усунути. Можливо, саме тому гранично допустимі концентрації шкідливих речовин в найбільших обсягах вимірюються екологами безпосередньо у виробничій сфері, яка як раз і є самим інтенсивним донором ВВ в навколишнє середовище.

Для таких вимірів встановлено окремі показники граничних концентрацій ВВ, що перевищують за своїми чисельним значенням розглянуті нами вище ПДКатм. причому ці концентрації визначаються на обмежених безпосередньо виробничими фондами площах. Якраз для стандартизації даного процесу введено поняття так званої робочої зони (ГОСТ 12.1.005-88).

Що таке робоча зона?

Робочою зоною називають робоче місце, де виробничий робітник постійно або тимчасово виконує планові завдання.  За замовчуванням, вказане простір навколо нього обмежується по висоті двома метрами. Саме ж робоче місце (РМ) передбачає наявність різного виробничого устаткування (як основного, так і допоміжного), організаційну і технологічну оснастку, необхідні меблі. У більшості випадків шкідливі речовини в повітрі первинно з'являються саме на робочих місцях.

Якщо робітник на РМ є близько 50% свого робочого часу або ж працює там не менше 2-х годин безперервно, то таке РМ називається постійним. Залежно від характеру самого виробництва, виробничий процес може відбуватися і на територіально мінливих робочих зонах. У такому випадку за співробітником не закріплюється робоче місце, а числиться лише місце постійної явки - приміщення, де проводиться облік його приходу і відходу на роботу.

Як правило, екологами спочатку вимірюється концентрація шкідливих речовин на постійних РМ, а потім - в зонах явки персоналу.

Концентрація ВВ в робочій зоні. Нормативні документи

Для робочих зон нормативно встановлюється значення концентрації шкідливих речовин, яке визначається як безпечне для життя і здоров'я робочого протягом його повного робочого стажу за умови перебування там 8 годин на день і в межах 41 години за тиждень.

Зауважимо також, що гранична концентрація шкідливих речовин робочої зони істотно перевищує ГДК для повітря населених пунктів. Причина очевидна: на робочому місці людина перебуває тільки на протязі зміни.

ГОСТом 12.1.005-88 ССБТ нормуються допустимі кількості ВВ в робочих зонах виходячи з класу небезпеки приміщень і агрегатного стану знаходяться там ВВ. Уявімо вам в табличному вигляді деяку інформацію з вищезазначеного ГОСТу:

Таблиця 1. Співвідношення ГДК для атмосфери і для робочої зони

Клас його небезпеки

Визначаючи шкідливі речовини в робочій зоні, екологи користуються нормативною базою:

- ГН (гігієнічні норми) 2.2.5.686-96 «ГДК ВВ в повітрі РЗ».

- СанПіН (санітарно - епідеміологічні правила і нормативи) 2.2.4.548-96 «Вимоги гігієни для мікроклімату виробничих приміщень».

Механізм зараження атмосфери ВВ

Шкідливі хімічні речовини, що викидаються в атмосферу, утворюють якусь зону хімічного зараження. Остання характеризується глибиною поширення повітря, зараженого ВВ. Вітряна погода сприяє якнайшвидшому його розсіюванню. Збільшення температури повітря підвищує концентрацію ВВ.

На поширення шкідливих речовин в атмосфері впливають атмосферні явища: інверсія, изотермия, конвекція.

Поняття інверсії пояснює знайома всім фраза: «Чим тепліше повітря, тим він вищий знаходиться». Через це явища знижується розсіювання повітряних мас, і високі концентрації ВВ зберігаються довше.

Поняття изотермии пов'язують з погодою похмурої. Сприятливі для неї умови зазвичай виникають вранці і ввечері. Вони не підсилюють, але і не послаблюють поширення ВВ.

Конвекція, т. Е. Висхідні повітряні потоки, розсіюють зону зараження ВВ.

Саму зону зараження поділяють на області смертельної концентрації і характеризується концентраціями, менш шкідливими для здоров'я.

Правила допомоги особам, постраждалим внаслідок зараження ВВ

Вплив шкідливих речовин здатне привести до порушення здоров'я людей і навіть до летального результату. У той же час вчасно надана допомога здатна врятувати їм життя і мінімізувати шкоду здоров'ю. Зокрема, нижченаведена схема дозволяє по самопочуттю виробничого персоналу в робочих зонах визначити факт поразки ВВ:

Схема 1. Симптоми уражень ВВ

Що слід і що не слід робити в разі гострого отруєння?

  • На потерпілого надягають протигаз і евакуювала із зони ураження будь-яким доступним способом.
  • У разі якщо одяг ураженого мокра, вона знімається, уражені ділянки шкіри промиваються водою, проводиться заміна одягу на суху.
  • При нерівномірному диханні потерпілого, слід надати йому можливість дихати киснем.
  • Здійснювати штучне дихання при набряку легенів заборонено!
  • Якщо уражена шкіра, її слід промити, закрити марлевою пов'язкою і звернутися в медустанову.
  • При попаданні ВВ в горло, ніс, очі їх промивають 2% розчином питної соди.

Замість висновку. Оздоровлення робочої зони

Оздоровлення атмосфери знаходить своє конкретне вираження в показниках, якщо фактичні показники концентрацій шкідливих речовин в атмосфері істотно нижче ПДКатм. (мг/м 3 ), а параметри мікроклімату виробничих приміщень не перевищують Гдкр.з. (мг/м 3 ).

Закінчуючи виклад матеріалу, ми зробимо наголос на проблему оздоровлення саме робочих зон. Причина зрозуміла. Адже саме виробництво заражає середу. Тому доцільно мінімізувати процес забруднення у його джерела.

Для такого оздоровлення першорядне значення мають нові, більш екологічні технології, що виключають викиди шкідливих речовин в робочу зону (і, відповідно, в атмосферу.)

Які заходи для цього робляться? Здійснюється переклад як печей, так і інших термічних установок на використання в якості палива газу, набагато менш забруднює повітря ВВ. Велику роль відіграє надійна герметизація виробничого устаткування і складських приміщень (ємностей) для зберігання ВВ.

Виробничі приміщення обладнуються витяжною загальнообмінною вентиляцією, для оздоровлення мікроклімату за допомогою спрямованих вентиляторів створюється рух повітря. Ефективною система вентиляції вважається тоді, коли вона забезпечує поточний рівень шкідливих речовин на рівні не більшому ніж третина їх нормативу ПДКр.з.

Технологічно доцільно внаслідок відповідних наукових розробок радикально замінювати шкідливі токсичні речовини в робочій зоні на нетоксические.

Іноді (при наявності сухих подрібнених ВВ в повітрі РЗ) хороший результат по оздоровленню повітря досягається його зволоженням.

Нагадаємо також, що робочі зони також слід захищати від найближчих джерел випромінювань, для чого використовують спеціальні матеріали і екрани.