| Как организовать общественный экологический мониторинг |
 |
Пред. | Приложение 4 | След. |  |
Фотохимические окислители ≈ вторичные загрязняющие вещества, образующиеся под действием солнечной радиации на реакционноспособные углеводороды ≈ летучие органические соединения (ЛОС).
Источники. Фотохимические реакции в атмосфере с участием диоксида азота, кислорода и летучих органических веществ.
Атмосфера. Фоновые среднесуточные уровни озона обычно ниже 30 мкг/м3, но часовые могут достигать 120 мкг/м3. В Европе максимальная часовая концентрация озона может превышать 300 мкг/м3 в сельской местности и 350 мкг/м3 в городах. В целом же концентрации озона в городах ниже, чем в пригородной зоне, в основном благодаря взаимодействию озона с оксидом азота, содержащимся в выбросах автотранспорта. Максимальное содержание пероксиацетилнитрата ≈ 90 мкг/м3 [45].
Коэффициенты перерасчета концентраций:
Озон: 1 млн-1 (1 ppm) = 2 мг/м3
Пероксиацетилнитрат: 1 млн-1 (1 ppm) = 5 мг/м3
Влияние на здоровье. Озон и другие фотооксиданты раздражают слизистые оболочки (акролеин, пероксибензолнитрат и пероксиацетилнитрат (ПАН) ≈ сильнее, чем озон) [68]. Восприимчивость к озону не зависит от возраста и наличия респираторных заболеваний. Эпидемиологические исследования не подтверждают увеличение смертности с увеличением содержания фотохимических окислителей в атмосфере (одновременное повышение температуры совпадает с увеличением смертности среди старших возрастных групп, но основной причиной является гипертермия). Различные симптомы могут проявляться уже при концентрациях озона 160-300 мкг/м3 [45].
| Пороговый уровень (максимальная концентрация в течение часа) | Эффект |
|---|---|
| 0,05 млн-1 (100 мкг/м3) | головная боль |
| 0,15 млн-1 (300 мкг/м3) | раздражение глаз |
| 0,27 млн-1 (530 мкг/м3) | кашель |
| 0,29 млн-1 (580 мкг/м3) | дискомфорт в области легких |
Воздействие на окружающую среду. Озон снижает прочность целлюлозы, влияет на прочность и окраску тканей и изделий из хлопка, ацетатного волокна, нейлона и полиэфирных волокон. Окислители вызывают хроническое или острое повреждение тканей растений (некроз листьев, изменение роста, снижение продуктивности, снижение качества продукции растениеводства).Типичное проявление ≈ коричневые, впоследствии обесцвечивающиеся пятна на внешней стороне листьев. Концентрация озона 100 мкг/м3 в течение 4 часов или 60 мкг/м3 в течение 8 часов, по-видимому, является пороговой для чувствительных растений [68]. При этом, если в воздухе имеется даже незначительное количество диоксида серы, время развития повреждений уменьшается.
Важнейшими являются NO и NO2, поскольку остальные (N2O, N2O3, N2O4, N2O5 и пары HNO3), которые могут присутствовать в воздухе, не являются биологически значимыми.
Источники. Существуют естественные источники оксидов азота ≈ бактериальная активность в почве, грозы, извержения вулканов. Основным антропогенным источником их являются процессы горения при температуре выше 1000╟С [68] (автотранспорт и стационарные источники).
Атмосфера. Фоновые концентрации изменяются в пределах 0,4-9,4 мкг/м3. Типичное содержание диоксида азота в воздухе городов ≈ 20-90 мкг/м3 (среднегодовые концентрации); часовые концентрации могут достигать 240-850 мкг/м3 [45]. Вблизи заводов, производящих азотную кислоту или взрывчатые вещества или вблизи теплоэлектростанций отмечаются очень высокие концентрации [68].
Пути поступления в организм. Респираторный.
Коэффициенты перерасчета концентраций:
1 млн-1 (1 ppm) = 1880 мкг/м3
1 мкг/м3 = 5,32╥10-4 млн-1 (ppm)
Влияние на окружающую среду. Оксиды азота занимают второе место после диоксида серы по вкладу в увеличение кислотности осадков. В дополнение к косвенному воздействию (кислотный дождь), длительное воздействие диоксида азота в концентрации 470-1880 мкг/м3 может подавлять рост некоторых растений (например, томатов) [68]. Значимость атмосферных эффектов оксидов азота связана с ухудшением видимости. Диоксид азота играет важную роль в образовании фотохимического смога.
Влияние на здоровье. Оксиды азота могут отрицательно влиять на здоровье сами по себе и в комбинации с другими загрязняющими веществами. Пиковые концентрации действуют сильнее, чем интегрированная доза. Кратковременное воздействие 3000-9400 мкг/м3 диоксида азота вызывает изменения в легких. Помимо повышенной восприимчивости к респираторным инфекциям, воздействие диоксида азота может привести к повышенной чувствительности к бронхостенозу (сужение просвета бронхов) у чувствительных людей. Исследования показали, что для болеющих астмой и аналогичных больных повышается риск отрицательных легочных эффектов при содержании диоксида азота значительно меньшем, чем тот, на который не наблюдается реакция у здоровых людей [68].
Источники. В основном процессы, приводящие к образованию взвешенных частиц, ≈ это процессы горения, осуществляемые на ТЭЦ, мусоросжигательных заводах, в бытовых печах, двигатели внутреннего сгорания, печи обжига цемента, лесные пожары, вулканическая деятельность. Частицы, образующиеся в результате сгорания, обычно имеют размер менее 1 мкм, так что они могут легко приникать в легочные альвеолы. Они также могут содержать опасные вещества, такие как асбест, тяжелые металлы, мышьяк [69]. Оксиды металлов являются основным классом неорганических частиц в атмосфере. Они образуются в любых процессах, связанных со сжиганием топлива, содержащего металлы (главным образом уголь и нефть). В общем же химический состав взвешенных частиц в атмосфере достаточно разнообразен. Среди компонентов неорганических частиц, обнаруженных в загрязненной атмосфере, присутствуют соли, оксиды, соединения азота, серы, различные металлы и радионуклиды. Следовыми компонентами, встречающимися в количествах менее 1 мкг/м3, являются алюминий, кальций, углерод, железо, калий, натрий, кремний [69]. Часто присутствуют также небольшие количества меди, свинца, титана и цинка, и еще более низкие содержания сурьмы, бериллия, висмута, хрома, кобальта, цезия, лития, магния, никеля, рубидия, селена, стронция и ванадия. Возможные источники этих элементов [69]:
Атмосфера. В промышленных районах концентрация диоксида серы обычно достигает 0,05√0,1 мг/м3; в сельских районах она в несколько раз меньше, а над океаном меньше в 10√100 раз [10]. В сельской местности фоновая концентрация близка к 0,5 мкг/м3, а концентрация в городах в 50-100 раз выше [70]. Из-за химических превращений время жизни диоксида серы в атмосфере невелико (порядка нескольких часов). В связи с этим возможность загрязнения и опасность воздействия непосредственно диоксида серы носят, как правило, локальный, а в отдельных случаях региональный характер [1]. Термин "взвешенные частицы" относится к ряду тонкодисперсных твердых веществ или жидкостей, диспергированных в воздухе в результате процессов горения (отопление и производство энергии), производственной деятельности и естественных источников. Размеры частиц варьируют от 0,1 до примерно 25 мкм в диаметре. Составляющие эти частицы вещества различны, но для урбанизированных территорий типичны углерод или высшие углеводороды, образующиеся при неполном сгорании топлива. До 20 % общего количества взвешенных частиц может состоять из серной кислоты и сульфатов (частицы до 1 мкм в диаметре состоят из них на 80 %) [68]. Аэрозоли состоят главным образом из углеродсодержащих частиц, оксидов металлов и силикатов, растворенных электролитов и твердых солей. Преобладающими компонентами являются углеродные частицы, вода, сульфаты, нитраты, соли аммония и соединения кремния [69]. Состав аэрозольных частиц значительно изменяется в зависимости от размера. Очень мелкие частицы обычно являются результатом конденсации веществ из газовой фазы и имеют кислую реакцию (например, аэрозоль серной кислоты). Частицы большего размера обычно являются результатом механического измельчения материалов и часто имеют щелочную реакцию.
Дисперсионные аэрозоли, такие как пыль, образуются при измельчении частиц большего размера и обычно имеют диаметр более 1 мкм.
Для отдельных видов частиц в зависимости от размеров, формы и характерных особенностей поведения условно используют различные термины ≈ пыль, сажа, дым, туман, дымка и пр.
Пыль ≈ общий термин, применяемый лишь к твердым частицам. Различают оседающую пыль, т.е. частицы с размером более 10 мкм и механически устойчивые аэросуспензии с размером частиц 5√0,1 мкм.
Дымы содержат как твердые, так и жидкие частицы размером от 0,01 до
1 мкм в диаметре. Они образуются либо из веществ, улетучивающихся при высокой температуре, либо в результате химических реакций (окисления).
Туман состоит из жидких частиц диаметром 0,01√3 мкм.
Влияние на окружающую среду. Высокие концентрации диоксида серы вызывают серьезное повреждение растительности. Острое повреждение, вызванное диоксидом серы, отражается в появлении белесых пятен на широколистных растениях или обесцвеченных некротических полос на листьях с продольным жилкованием. Хронический эффект проявляется как обесцвечивание хлорофилла, приводящее к пожелтению листьев, появлению красной или бурой окраски, которая в нормальных условиях маскируется зеленой. Независимо от формы проявления, результатом является снижение продуктивности и замедление роста. Лишайники особенно чувствительны к SO2 и используются как биоиндикаторы при определении его избыточных количеств в воздухе. Однако диоксид серы не всегда вызывает повреждение: в сульфатдефицитных местностях дополнительные небольшие уровни SO2 могут благотворно влиять на растения, однако происходящее параллельно некоторое подкисление почвы может потребовать дополнительного известкования [68].
Ожидаемое влияние загрязнения воздуха на здоровье (ВОЗ)
| Эффект | Среднесуточная концентрация, мкг/м3 | |
|---|---|---|
| Диоксид серы | Сажа | |
| Сажа Повышенная смертность среди пожилых людей или хрони-ческих больных | 500 | 500 |
| Ухудшение состояния пациентов с респираторными заболе-ваниями | 250 | 250 |
| Повышение частоты респираторных симптомов у основной популяции и повышенная частота респираторных заболева-ний у детей | 100 | 100 |
Источники. Неполное сгорание органического вещества (автотранспорт, промышленность, сжигание отходов, курение и т.п.). Образуется также при протекании некоторых биологических и промышленных процессов.
Атмосфера. Естественное содержание в атмосфере 0,01√0,23 мг/м3 [45]. Концентрации в городах зависят от интенсивности движения транспорта и погодных условий и изменяются в широких пределах в зависимости от времени и расстояния от источника.
Коэффициенты перерасчета концентраций:
1 млн-1 (1 ppm) = 1,145 мг/м3
1 мг/м3 = 0,873 млн-1 (ppm)
Влияние на здоровье. Снижает способность крови переносить кислород к тканям. Каждая млн-1 СО приводит к связыванию с 0,165 % гемоглобина крови с образованием карбоксигемоглобина [68]. Существуют данные, что содержание карбоксигемоглобина 1-2 % влияет на поведение и может усугублять симптомы сердечно-сосудистых заболеваний (чтобы снабжение тканей кислородом оставалось на прежнем уровне, необходимо усиленное кровоснабжение). Содержание 2-5 % приводит к нарушению психомоторных функций, а более 5 % ≈ нарушения сердечной деятельности и дыхания. Содержание карбоксигемоглобина более 10 % приводит к головной боли, утомляемости, сонливости, снижению работоспособности, коме, остановке дыхания и смерти [68]. Принимая во внимание эти эффекты, желательно не допускать содержания карбоксигемоглобина свыше 2 %.
Полиядерные ароматические углеводороды ≈ большая группа органических соединений, содержащих два бензольных кольца или более. Они относительно мало растворяются в воде, но хорошо ≈ в жирах. Почти все количество ПАУ в атмосфере абсорбировано поверхностью взвешенных частиц. Существует несколько сотен ПАУ; наиболее известен бенз[а]пирен.
Источники. Образуются в основном в результате пиролиза, особенно неполного сгорания органических материалов, а также в природных процессах (карбонизация). Источники включают производство кокса, использование угля для обогрева, автотранспорт, сжигание нефти и угля на ТЭС (незначительный процент).
Атмосфера. В атмосфере идентифицировано более 500 ПАУ. Большинство измерений проводится по бенз[а]пирену. Фоновый уровень бенз[а]пирена (за исключением лесных пожаров) может быть практически нулевым. В настоящее время среднегодовые концентрации бенз[а]пирена в воздухе большинства городов укладываются в диапазон 1-10 нг/м3 [45]. Очень высокие концентрации бенз[а]пирена возможны в воздухе рабочей зоны.
Обоснованность применения бенз[а]пирена в качестве индикатора ПАУ весьма проблематична. Его обнаружение свидетельствует лишь о факте загрязнения окружающей среды этими соединениями. Для получения реальной картины необходимо знать концентрацию 16 приоритетных веществ, которые формируют фоновое содержание ПАУ в атмосферном воздухе: нафталина, аценафталина, аценафтена, антрацена, флуорена, фенантрена, флуорантена, пирена, хризена, тетрафена,
3,4-бензфлуорантена, 11,12-бензфлуорантена,
3,4-бензпирена, 1,12-бензперилена, 2,3-о-фениленпирена, 1,2,5,6-дибензантрацена [29].
Индикаторами промышленных выбросов являются пирен, флуорантен, 1,12-бензперилен, 3,4-бензфлуорантен и 2,3-о-фениленпирен; индикаторами выбросов двигателей внутреннего сгорания ≈ 1,12-бензперилен, 3,4-бенз-флуорантен и
2,3-о-фениленпирен (первый обычно преобладает).
Вода. В питьевой воде наблюдались концентрации бенз[а]пирена от 0,1 до 23,4 мкг/дм3 [45]. В группу приоритетных ПАУ для природных поверхностных вод входят сильно канцерогенные 3,4-бензфлуорантена и 3,4-бензпирен, слабые канцерогены 11,12-бензперилен и 2,3-о-фениленпирен, а также неканцерогенные, но токсичные флуорантен и 11,12-бензфлуорантен. Согласно рекомендации ВОЗ, общая концентрация шести приоритетных ПАУ в питьевой воде не должна превышать 0,2 мкг/дм3.
Продукты питания. В некоторых продуктах ПАУ были найдены в значительных количествах; содержание зависит от метода обработки, консервирования и хранения.
Влияние на здоровье. Бенз[а]пирен является местным канцерогеном. Исследования в основном отмечают развитие рака легких в результате поступления ПАУ с воздухом; меньше сообщений о канцерогенности ПАУ, поступивших с пищей, хотя абсолютное количество может быть намного большим, чем в случае поступления с воздухом. Содержание бенз[а]пирена может быть использовано для оценки канцерогенного потенциала фракции ПАУ в атмосферном воздухе, но при строгом рассмотрении следует учитывать, что на канцерогенность смесей ПАУ может влиять синергизм или антагонизм с другими веществами, выбрасываемыми вместе с ПАУ при неполном сгорании. Кроме того, канцерогенность ПАУ зависит от структуры. Так, бенз[а]пирен ≈ сильный канцероген, а его структурный изомер ≈ бенз[а]пирен ≈ не является канцерогеном. Коронен, основной компонент выхлопов автомобильных двигателей, неканцерогенен. Таким образом, чтобы установить, насколько токсична смесь ПАУ, требуется определить не только их суммарное содержание, но и содержание каждого компонента в отдельности.
Источники. Побочный продукт при очистке нефти, природного газа. Разложение органических отходов. Содержится в отходящих газах (например, производство вискозы, хвостовые газы в производстве серы, кокса и др.). Станции водоочистки, производство бумаги сульфатным методом.
Атмосфера. Среднее содержание в атмосфере 0,3 мкг/м3. Достаточно высокие концентрации наблюдаются вблизи точечных источников (до 0,20 мг/м3) [45].
Коэффициенты перерасчета концентраций:
1 млн-1 (1 ppm) = 1,5 мг/м3
1 мг/м3 = 0,670 млн-1 (ppm)
Влияние на здоровье. Острая интоксикация в основном выражается в поражении нервной системы. В концентрациях 15 мг/м3 и выше сероводород вызывает раздражение конъюнктивы, причем, воздействуя на нервные окончания, он снижает болевую чувствительность, что приводит к большему поражению тканей. Серьезные поражения глаз вызывает концентрация 70 мг/м3 [45]. В более высоких концентрациях (более 225 мг/м3) сероводород инактивирует обонятельные рецепторы, так что запах как сигнал опасности уже не воспринимается.
Типичные симптомы интоксикации часто вызываются относительно высоким концентрациями, встречающимися на рабочих местах. При воздействии концентраций менее 30 мг/м3 отмечались симптомы неврологических нарушений [45]. В местах естественных эмиссий сероводорода имеется риск для всего населения.
Источники. Основной источник загрязнения окружающей среды ≈ эмиссии предприятий, производящих вискозное волокно. Процессы газификации угля также являются источником CS2 и H2S в атмосфере.
Атмосфера. Вблизи предприятий, производящих вискозное волокно. Вокруг таких заводов концентрация CS2 составляет 0,01√0,21 мг/м3; на расстоянии нескольких километров концентрация составляет 0,157 мг/м3 и увеличивается в несколько раз при приближении к предприятию [45].
Вода. Может попадать в воду со сточными водами предприятий по производству вискозного волокна. Питьевая вода в норме не содержит CS2.
Коэффициенты перерасчета концентраций:
1 млн-1 (1 ppm) = 3,13 мг/м3
1 мг/м3 = 0,32 млн-1 (ppm)
Пути поступления в организм. Поступление с воздухом ≈ основной путь попадания в организм (в том числе и при профессиональном контакте). Абсорбция через кожу как путь поступления в организм имеет значение только при профессиональном контакте.
Влияние на здоровье. Контакт с этим веществом наиболее вероятен при использовании его в производственном цикле, но нельзя исключить и влияние эмиссий на людей, живущих вблизи предприятий, производящих вискозное волокно. Острое и подострое отравление развивается при воздействии CS2 в концентрации 500√3000 мг/м3 [45] и характеризуется в основном проявлением неврологических и психиатрических симптомов (раздражительность, смены настроения, маниакальный психоз, галлюцинации, параноидальные идеи, потеря аппетита, желудочно-кишечные и сексуальные расстройства). При многолетнем воздействии 10 мг/м3 отмечается сенсорный полиневрит и повышение болевого порога. Эти неврологические нарушения сопровождаются психологическими расстройствами. При воздействии 100-500 мг/м3 отмечаются неврологические и сосудистые нарушения в зрительном аппарате: оптическая атрофия, экссудативные изменения, точечные кровоизлияния, ретробульбарный неврит, микроаневризма и склероз сосудов. Морфологические изменения сопровождаются функциональными (изменение цветовосприятия, темновой адаптации, реакции зрачка на свет, аккомодации и т.д.). При хроническом воздействии 20√300 мг/м3 установлено воздействие CS2 на кровеносные сосуды и различные органы и ткани, приводящее к развитию энцефалопатии и нефропатии [45]. При предрасположенности к коронарной болезни сердца оказывает влияние на коронарные сосуды сердца.
|
|
Пред. | Приложение 4 | След. | |
© Эколайн, 1998
© ECOLOGIA, Эколайн, электронная версия, 1998