Материал: Гончарук учебник

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

ше газов? Обратимся к хронике развития промышленности как в нашей стране, так и за рубежом. Технический прогресс, развитие разных отраслей промыш­ ленности, транспорта, химизация сельского хозяйства, строительство городов обусловили появление в атмосферном воздухе таких чужеродных ингредиен­ тов, как свинец, марганец, фтор, мышьяк и др. Задымление промышленных го­ родов приобрело значение фактора санитарного неблагополучия, что небла­ гоприятно повлияло на здоровье населения и ухудшило санитарно-бытовые условия жизни. Острой стала проблема санитарной охраны атмосферного воз­ духа населенных мест. Проводить исследования в этой отрасли начали после организации кафедр гигиены на медицинских факультетах университетов. Пер­ вую такую кафедру организовал А.П. Доброславин в Петербургской медикохирургической академии в 1871 г. Он основал и первую гигиеническую лабо­ раторию для проведения экспериментальных исследований. В этот период земс­ кими санитарными врачами были обследованы фабрики, заводы, исследованы условия жизни рабочих. Ученые и практики впервые указали на зависимость заболеваемости населения от загрязнения атмосферного воздуха. Эта пробле­ ма переросла рамки местной и приобрела статус региональной и международ­ ной. Случаи массовых отравлений населения в промышленно развитых стра­ нах атмосферными загрязнениями привлекли внимание мировой общественнос­ ти, ученых-гигиенистов. Так, в декабре 1930 г. в Бельгии, в долине реки Маас длиной 24 км, где между холмами высотой 75—120 м расположены сталели­ тейные, цинкоплавильные производства, заводы по изготовлению стекла, сер­ ной кислоты и минеральных удобрений, печи для обжига извести, в результа­ те антициклона, сопровождавшегося с высоким барометрическим давлением, слабым ветром и температурной инверсией, образовался туман с запахом сер­ нистого газа. Туман появился 1 декабря и продолжался 5 сут. Вскоре местные жители начали жаловаться на недомогание. Действие высоких концентраций серы диоксида и твердых аэрозолей привело к затруднению дыхания, раздра­ жению слизистых оболочек носа, горла, глаз. Резь в глазах, насморк, сухой ка­ шель, астения, тошнота, головная боль, мышечные судороги переходили в ка­ шель с выделением мокроты. Бронхоспазм заканчивался удушьем. В течение 5 сут содержание серы диоксида превышало ПДКср с у т в 40—80 раз. На 4-е сут­ ки появились первые сообщения о летальных случаях. Заболели несколько со­ тен человек, из них 60 умерли. Среди пострадавших преобладали дети и люди пожилого возраста с хроническими процессами в дыхательных путях и пора­ жением сердечно-сосудистой системы.

Вскоре после этого, в январе 1931 г., за 9 сут задымления в районе Манчес­ тера и Солфорда (Англия) умерли 592 человека. Очередная катастрофа случи­ лась в октябре 1948 г в г. Донора (штат Пенсильвания, США), расположенном на берегу реки Мононгахила, на дне глубокой долины, которая лежит на 150 м ниже окружающей территории с химическими и сталеплавильными заводами. 26 октября над Западной Пенсильванией образовались температурная инвер­ сия и область высокого давления. По наблюдениям летчиков, инверсионный слой локализовался на высоте менее 300 м над городом. Ветры в нижних 800 м атмосферы были очень слабые. Ночью образовался туман. Промышленные за-

451

РАЗДЕЛ IV. САНИТАРНАЯ ОХРАНА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

грязнения сконцентрировались между склонами долины и инверсионным сло­ ем. На 4-е сутки началось массовое поражение дыхательных путей у жителей города. За 5 сут задымления заболела почти половина из 14 тыс. населения. Двадцать человек умерли. Очень тяжелое течение болезни наблюдалось у лю­ дей с бронхиальной астмой, хроническим бронхитом и сердечной недостаточ­ ностью. В процессе расследования этиологческим фактором был признан серы диоксид.

Весь мир потрясла трагедия, случившаяся в 1952 г. в Лондоне в долине Тем­ зы. За 2 нед во время тумана умерли 2,5 тыс. человек, а когда туман рассеялся общее количество летальных случаев превысило 4 тыс. В период тумана содер­ жание сажи по сравнению со средним уровнем возросло в 5 раз, серы диокси­ да — в 6 раз. Основными загрязнениями атмосферы, которые вызвали массо­ вое поражение людей, были признаны продукты сгорания угля и его производ­ ные. Подобные случаи наблюдались в Лондоне, начиная с 1873 г. Свидетели так описывают изменения атмосферы в Лондоне, которые произошли с 3 по 9 декабря 1952 г.:

"3 декабря на город надвинулся холодный фронт, и в полдень температура снизилась до 6 °С, относительная влажность воздуха была почти 70%, ветер северный, слабый. В небе наблюдали скученные облака. Для 4 декабря были характерны антициклон, облачность, снижение температуры до 3 °С, увеличе­ ние относительной влажности до 82%. В воздухе чувствовался запах дыма. Из-под тысяч дымовых колпаков тихо поднимались в воздух недогоревшие остатки угля — горючие газы, копоть и зола. Крупные частицы сажи падали на крыши, улицы, шапки и пальто прохожих. Мелкие частицы золы летали в небе, попадая в жилища. 5 декабря над городом был центр области высокого давления. Ветер утих. Туман ухудшил видимость. Температура достигла 0 °С, относительная влажность — 80%. Запах дыма усиливался. Нижний слой атмо­ сферы до километра вверх был насыщен дымом и влагой. 6 декабря плотный туман закрыл небо, температура снизилась до -2 °С, а влажность воздуха со­ ставляла 100%. Видимость не превышала 10 м. Анемометры зарегистрировали полный штиль. Воздух над городом оставался практически неподвижным, и дым от печей, топок и каминов наполнял его ядовитыми веществами. Капель­ ки тумана захватывали из дыма газы и твердые частицы, образуя смесь дыма и тумана, которую назвали смогом. Город погрузился в смог, в облако вредных для всего живого отходов. У жителей болели и слезились глаза, грудь разры­ вал лающий кашель. Смог свирепствовал 7 и 8 декабря. Лондонские больницы переполнились потерпевшими. Многие люди умерли. Кроме тех лондонцев, для которых смог стал фатальным, у многих тысяч обострились болезни или впер­ вые возникли нарушения органов дыхания. Это было массовое отравление, ко­ торое вызвали метеоусловия и загрязнение атмосферного воздуха" (табл. 57).

Аналогичные ситуации зафиксированы в Нью-Йорке в течение 1950—1960 гг. При этом смертность населения возросла на 4—20%. Случаи раздражения орга­ нов дыхания, проявляющегося астматическим компонентом, вследствие загряз­ нения атмосферного воздуха наблюдали в 1946 г. в Иокогаме (Япония). Прояв­ ления "иокогамской астмы" прекратили после переселения больных в районы

452

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

ющиеся вследствие конденсации пара или распыления жидкости. Смог лондон­ ского типа (син.: черный смог, восстановительный смог) образуется в боль­ ших промышленно развитых городах (чаще всего в декабре-январе) утром во время штиля при температуре воздуха от -1 °С до 4 °С, относительной влажнос­ ти воздуха более 85%, температурной инверсии, высокой концентрации серы диоксида и сажи. Для него характерна низкая дальность видимости, которая достигает иногда 30 м и менее.

Вначале 40-х годов XX в. в некоторых городах Америки, в частности

вЛос-Анджелесе, начали наблюдать фотохимические туманы. Бассейн ЛосАнджелеса, расположенный на побережье Тихого океана, на Востоке и Севере закрыт горами. Вдоль берега дуют слабые западные и юго-западные бризы. Ветры несут воздух к горам, где он и задерживается. Лос-Анджелес находится

взоне высокого давления, которую называют тихоокеанским антициклоном. На высоте почти 600 м образуется температурная инверсия. Этот калифорний­ ский город когда-то славился чистым воздухом, мягким климатом и роскош­ ной растительностью. Ныне в нем "господствует" ядовитый туман, разъедаю­ щий глаза. Его так и называют — "лос-анджелесский смог" (син.: фотохими­ ческий туман, окислительный смог, белый смог). Это белесый туман, который иногда приобретает желто-коричневый цвет. Образуется (чаще всего в авгус­ те-сентябре) в ясный солнечный день в полдень при температуре воздуха от 24 °С до 32 °С, относительной влажности — до 70%, температурной инвер­ сии, загрязнении атмосферного воздуха выхлопными газами автотранспорта. Под действием ультрафиолетового излучения углеводы и азота оксиды в при­ сутствии озона вступают в цепные химические реакции, образуя сложные вы­ сокоактивные соединения типа пероксиацетилнитрата, пероксибензоилнитрата, пероксипропионилнитрата, которые оказывают неблагоприятное действие на органы дыхания и раздражают глаза.

453

РАЗДЕЛ IV. САНИТАРНАЯ ОХРАНА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

Проблема фотохимического смога существует и в таких больших городах, как Токио, Сидней, Мехико, Буэнос-Айрес и др. В 1974 г. летом в Японии поч­ ти все префектуры вдоль побережья были окутаны фотохимическим смогом. Правительство страны опубликовало список районов (11) наибольших японс­ ких городов, где загрязнение воздушного бассейна достигло опасного для жиз­ ни уровня, и среди них на первом месте был Токио. Его называют "задыхаю­ щимся городом". В июле 1970 г. из-за фотохимического смога попали в боль­ ницу свыше 8 тыс. токийцев. Жители Мюнхена не без оснований говорят, что когда над всей Баварией светит солнце, небо в их городе окутано тучами ядо­ витых испарений угарного газа, сажи, угольной пыли. Жители Парижа спешат хотя бы ненадолго оставить город, лишь бы вдохнуть свежий воздух в пред­ местьях. Французская пресса пишет: "Возможно, Париж и является сердцем Франции, но отнюдь не ее легкими. В этом нет ничего удивительного, так как ежедневно в воздух этого города автомашины выбрасывают одного только свинца почти 40 т".

Гигиенисты установили связь между промышленными выбросами в атмо­ сферный воздух и повышением заболеваемости населения бронхитом, брон­ хиальной астмой, эмфиземой легких, злокачественными новообразованиями, хронической пневмонией, аллергией и увеличением числа случаев рефлектор­ ных реакций, обусловлено пахучими веществами. По данным ВОЗ, в Велико­ британии ежегодно регистрируют почти 30 тыс. летальных случаев. Характер­ но, что смертность от хронического бронхита в некоторых странах Европы и Америки в течение десятилетий неуклонно возрастает, прежде всего Германии

иСША, где за последние 5 лет она повысилась в среднем на 25%. В Швейца­ рии с каждым годом количество заболеваний, вызванных загрязнением атмо­ сферного воздуха, возрастает. В частности, за последние 10 лет смертность от бронхита, бронхиальной астмы и эмфиземы в этой стране увеличилась на 19%. Наиболее восприимчивы к загрязнению атмосферного воздуха дети. По дан­ ным ВОЗ, с 1956 по 1986 г. почти у 4% новорожденных были зарегистрирова­ ны наследственные болезни. Причем частота врожденных пороков в городах была в 2 раза больше, чем в селах. Указанной проблемой стали заниматься со­ зданные санитарно-эпидемиологические станции, гигиенические научно-иссле­ довательские институты, научные общества разных стран мира. Ее обсуждают на съездах, симпозиумах, конгрессах. Принят ряд национальных и междуна­ родных программ, разработаны программы для регулярного контроля качест­ ва воздуха, наблюдения и оценки взаимосвязи между загрязнением воздуха

издоровьем людей. В 1973 г. ВОЗ создала глобальную систему мониторинга окружающей среды (ГСМОС), в частности воздушного бассейна, в которой приняли участие около 50 стран мира. Данные, полученные в результате дея­ тельности национальных систем и осуществления ГСМОС, выявили общие тен­ денции в изменении качества воздуха в странах мира. В нашей стране была создана автоматизированная информационная система "Окружающая среда — здоровье населения". Программы исследований расширялись, требовали ре­ шения новые вопросы: исследование источников загрязнения воздуха; изуче­ ние закономерностей распространения загрязнений в воздушном бассейне, ме-

454

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

ханизма их трансформации; прогнозирование влияния "парникового эффекта", "кислотных дождей" на здоровье и санитарно-бытовые условия проживания населения; изменение озонового слоя; разработка законодательных, техноло­ гических, технических, планировочных мероприятий в области санитарной охраны атмосферного воздуха; научное обоснование принципов и методов ги­ гиенического нормирования вредных веществ в атмосферном воздухе.

Если несколько десятилетий назад уничтожение стратосферного озона хлорфторуглеводородами и возрастание "парникового эффекта" было дискус­ сионной научной гипотезой, то в настоящее время разрушение озонового слоя и изменение климата стали действительностью. Об этом свидетельствуют пуб­ ликации: "Озоновый щит под угрозой", "Озоновая дыра над Арктикой", "Что беспокоит гренландцев", "Почему меняется климат", "У порога экологического апокалипсиса", " 160 стран мира начинают борьбу с потеплением" и т. п.

Установлено, что в XX в. средняя температура воздуха на Земле повыси­ лась на 0,5—0,6 °С. Направленная к верхней границе земной атмосферы сол­ нечная радиация, которую оценивают как солнечную постоянную, равна поч­ ти 1,95 кал/(см2 • мин). Максимум интенсивности радиации приходится на дли­ ну волн в диапазоне от 0,4 до 0,8 мкм, что составляет видимую часть спектра электромагнитных волн. Приблизительно 42% энергии поглощается в верхней атмосфере, отражается облаками, земной поверхностью в пространство или поглощается облаками и водяным паром. Почти 47% солнечной радиации по­ глощает земная поверхность воды и суши. Сама Земля, аппроксимированная телом с температурой 290 К, излучает длинноволновую радиацию с максиму­ мом интенсивности между 4 и 12 мкм. Большая часть радиации поглощается водяным паром и углерода диоксидом у поверхности земли. Поскольку и водя­ ной пар, и углерода диоксид пропускают большую часть солнечной радиа­ ции, но поглощают длинноволновую радиацию земной поверхности, возникает эффект, который приводит к нагреванию атмосферы и зависит от количества углерода диоксида и водяного пара в атмосфере. Этот эффект получил назва­ ние парникового.

Исследования 80-х годов XX в. показали, что некоторые другие газы, в част­ ности хлорфторуглеводороды, метан и азота закись, также могут изменять спо­ собность атмосферы поглощать инфракрасное излучение. С другой стороны, вследствие роста промышленного производства во всем мире увеличиваются выбросы в атмосферу аэрозольных частиц. Наличие аэрозольных частиц в ат­ мосфере приводит к уменьшению солнечной радиации, попадающей на зем­ ную поверхность. Этот эффект является причиной обратного действия по срав-; нению с влиянием увеличения в атмосфере количества углерода диоксида и водяного пара. Если с 1890 по 1945 г. средняя температура атмосферы повыси­ лась на 0,9 °F, то с 1945 по 1972 г. она уменьшилась на 0,6 °F. Средняя темпе­ ратура в ледниковый период отличалась лишь на 7 °F от температуры в самые теплые периоды многомиллионной истории Земли. В одной из американских моделей "Мир в 2000 году" приведено пять климатических прогнозов на буду­ щее: "сильное глобальное похолодание", "умеренное глобальное похолодание"

455