Привет студент

5 Охрана окружающей среды

5.1 Теоретические основы охраны окружающей среды

В настоящее время уменьшение загрязнения атмосферного воздуха токсичными веществами, выделяемыми промышленными предприятиями и автомобильным транспортом, является одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством.

Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего 15 % его расходуется на движение автомобиля, а 85 % отработавших газов поступает в атмосферу. К тому же камеры сгорания автомобильного двигателя – это химический реактор, синтезирующий ядовитые вещества и выбрасывающий их в атмосферу.[1]

Двигаясь со скоростью 80-90 км/ч в среднем автомобиль превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек. Годовой выхлоп одного легкового автомобиля - это 800 кг окиси углерода, 40 кг окислов азота и более 200 кг различных углеводородов, для грузовых автомобилей эти показатели в десятки и даже сотни раз больше. Весьма опасна окись углерода. Из-за высокой токсичности её допустимая концентрация в атмосферном воздухе не должна превышать 1 мг/м³. [1]Необходимо обратить внимание на то, что автомобильный транспорт является основным источником загрязнения окружающей среды, особенно в крупных городах. Например, в Москве в отдельных ее районах количество вредных выбросов от автомобилей достигает до 80 % от общего баланса загрязнения атмосферы. Типичное содержание различных веществ в отработавших газах двигателей, приведено в таблице 5.1.

Таблица 5.1.- Состав отработавших газов двигателей

5.2 Воздействие отработавших газов на здоровье человека

Окись углерода (CO) - это газ, не имеющий ни запаха, ни цвета. Окись углерода легче воздуха и легко распространяется в атмосфере. Под действием окиси углерода эритроциты теряют способность участвовать в очень важном для организма человека газовом обмене. Наступает кислородное голодание, сказывающееся, прежде всего на центральной нервной системе. При остром отравлении окисью углерода у человека наступает резкая слабость, отмечается шум в ушах, головокружение и головная боль, появляется боль в области сердца, тошнота, иногда рвота. Человек перестает ориентироваться в окружающей обстановке, у одних наступает сонливость, у других возбуждение. Также наблюдаются судороги и потеря сознания.

Окись углерода в количестве свыше 0,01% по объему может вызвать признаки отравления, а при содержании ее в атмосфере 0,02% при вдыхании в течение нескольких часов возможно легкое отравление. Вдыхание воздуха с 0,12% СО через 30 мин вызывает легкое сердцебиение, через 1,5 ч головокружение, а через 2 ( головную боль, тошноту и частичную потерю сознания. Концентрация в воздухе окиси углерода 0,20-0,25% через 30 мин приводит к обморочному состоянию.

Окислы азота (NO_x) В отработавших газах двигателей присутствуют два вида окислов азота: окись азота (NO) -бесцветный газ и двуокись азота (NO₂)-газ красновато-бурого цвета с характерным запахом. Попадая в организм человека, они соединяются с водой, образуя в дыхательных путях соединения азотной и азотистой кислот. При отравлении окислами азота характерно наличие скрытого периода: человек, удовлетворительно чувствующий себя при работе с опасными концентрациями окислов азота, впоследствии тяжело заболевает.

Вдыхание с воздухом 0,01% окислов азота в течение 0,5-1,0ч может вызвать серьезные заболевания. По действию на организм человека окислы азота приблизительно в десять раз опаснее окиси углерода. Окислы азота раздражающе действуют на слизистые оболочки глаз, носа и рта. Окислы азота участвуют в процессах, ведущих к образованию смога. Обычно для удобства сравнения содержаний окислов азота оба газа принято рассматривать в сумме с пересчетом на N₂ O₅ по количеству атомов азота.

Альдегиды присутствуют в отработавших газах в основном в виде формальдегида и акролеина. Формальдегид в обычных условиях представляет собой газ с резким неприятным запахом. При охлаждении конденсируется в жидкость, кипящую при минус 210⁰С, раздражающе действует па все слизистые оболочки и поражает центральную нервную систему. Как острое, так и хроническое отравление газообразным формальдегидом вызывает воспаление органов дыхания.

При концентрации формальдегида в атмосфере 0,007% наблюдается легкое раздражение дыхательных путей и слизистых оболочек глаз и носа, а при концентрации 0,18% уже сильное раздражение. Формальдегид обнаруживается по резкому запаху при его содержании в воздухе 0,0002 мг/л.

Акролеин – это газ (при температурах ниже 52⁰С – 50⁰С - жидкость) с острым раздражающим запахом подгоревших жиров и масел. Очень ядовит. Пары его тяжелее воздуха. Сильно раздражает слизистые оболочки и обладает общим токсичным действием. Содержание в атмосфере 0,002% акролеина непереносимо, 0,0005%-трудно переносимо, 0,00008 - для человека не опасно.

Углекислый газ – это газ без цвета и запаха. Он тяжелее воздуха и скапливается в пониженных местах. Повышенное присутствие в атмосфере углекислого газа вызывает у человека учащенное дыхание. Только при содержании углекислого газа 20-25% по объему опасно для жизни. Там, где скопление таких больших местных концентраций углекислого газа в атмосфере маловероятно (открытые объемы), углекислый газ к категории токсичных веществ не относят. Сернистый газ и сероводород оказывают сильное раздражающее действие на слизистые оболочки глаз и органов обоняния, губят растения и участвуют в образовании смогов.

Углеводороды, помимо того, что сами токсичны, они под воздействием солнечного света дополнительно вступают в реакции с окислами азота, образуя озон и перекиси. Последние вызывают раздражение глаз, горла, носа, губят растения.

К числу канцерогенных веществ в отработавших газах следует отнести бенз(а)пирен и ряд других. Токсичность сажи определяется ее способностью конденсировать на себе пары бенз(α)пирена – сильнейшего канцерогена, живущего в окружающей среде более пяти лет. Бенз(α)пирен – химическое соединение, представитель семейства полициклических углеводородов, вещество первого класса опасности. Образуется при сгорании углеводородного жидкого, твёрдого и газообразного топлива.

Бензо(α)пирен является наиболее типичным химическим канцерогеном окружающей среды, он опасен для человека даже при малой концентрации, поскольку обладает свойством биоаккумуляции. Будучи химически сравнительно устойчивым, бензо(α)пирен может долго мигрировать из одних объектов в другие. В результате многие объекты и процессы окружающей среды, сами не обладающие способностью синтезировать бенз(а)пирен, становятся его вторичными источниками. Бензо(α)пирен оказывает также мутагенное действие.

Исследования показывают, что для возникновения злокачественной опухоли необходим непосредственный контакт канцерогенного вещества с живой тканью, причем опухоль появляется, как правило, на месте этого контакта. Непосредственный контакт практически может быть получен смазыванием канцерогеном отдельных участков организма или внутренней его инъекцией. Поэтому долгое время считалось, что вдыхание канцерогенных веществ не вызывает рака легких. Было установлено, что в случае попадания в легкие канцерогенных веществ, осевших на пылевидных частицах, они получают возможность задерживаться в организме и соприкасаться с его тканью. В отработавших газах переносчиками канцерогенных веществ могут являться частицы сажи. Попадая в организм человека, канцероген не выводится из него до конца человеческой жизни.

Накопление его до опасных концентраций идет постепенно. Это одна из причин того, что несмотря на общее повышение жизненного уровня всего человечества, продление среднего срока жизни люден, бурное развитие промышленности и автомобильного транспорта в частности, привело к увеличению удельного веса смертности от рака легких.

Сажа С: представляет собой мельчайшие частицы углерода – от долей микрона до десятков микрон; самые мелкие способны по несколько суток витать в воздухе. Сажа, как и любая мелкая пыль, засоряет дыхательные пути, раздражает их и может явиться причиной хронических заболевании носоглотки. Попадая в легкие, она вызывает и легочные заболевания. Но главная опасность сажи заключается в том, что она может являться переносчиком канцерогенных веществ.