Зв’язок між здоров’ям людини й атмосферою
Зв’язок між здоров’ям людини й атмосферою
Атмосфера — це зовнішня газоподібна оболонка планети, яка безпосередньо прилягає до космічного вакууму і захищає все живе на Землі від згубного впливу космічного випромінювання. Хімічний склад атмосфери: 78 % — азот, 21 %— кисень, 0,9 % — аргон, решта — вуглекислий газ, водяна пара, водень, гелій, неон. Кожний компонент по-своєму важливий для життя.
Азот (N2) — газ без кольору і запаху, є обов’язковим компонентом отримання білкових сполук. Складні білкові сполуки започаткували життя на Землі. Азот входить до складу всіх видів білків в організмі людини. Ось чому високий вміст азоту в атмосфері настільки важливий для життя.
Кисень (О2) — активний окислювач у всіх життєвих процесах, обов’язковий учасник будь-якого горіння. Зниження кількості кисню в атмосфері (нижче 15 %) становить небезпеку для життя. Кисень забезпечує фізіологічні процеси організму людини.
Газ без кольору і запаху, густина — 1,23 г/л, хімічно найактивніший (після фтору) неметал, взаємодіє з більшістю інших елементів (процес окислення). При підвищенні температури окислення може загорітись.
Люди, тварини, рослини отримують необхідну для життя енергію за рахунок біологічного окислення різних речовин киснем, який надходить в організм різними шляхами (легені, шкіра).
Кисень — найрозповсюдженіший на Землі елемент. У вигляді складових він становить х/ маси Земної кори, входить до складу води, живих організмів. У вільному стані — 21 %. Завдяки фотосинтезу рослини продукують кисень.
Загальний запас кисню атмосферного повітря становить 1,2 х 10 тонн. Щорічно він зменшується приблизно на 1×10, а через 150—200 років через прискорені темпи науково-технічного прогресу можна очікувати його скорочення на кілька відсотків. Досить сказати, що організм людини чутливий до зменшення концентрації кисню вже на 1 —2 %.
Формула фотосинтезу:
При цьому близько 80 % кисню надходить в атмосферу при фотосинтезі океанського планктону і 20 % — від земних рослин.
Аргон (А2) — інертний газ з густиною 1,73 г/л. Використовується в промисловості (аргонове зварювання) при хімічних процесах, для наповнення електричних ламп і газорозрядних трубок.
Озон (О3) — модифікація кисню. Газ блакитного кольору з різким характерним запахом. Утворюється із 02 при електричних розрядах в атмосфері на висотах 20—25 км. Озон охороняє все живе на Землі від шкідливого впливу короткохвильової УФ-радіації Сонця. У техніці використовують озонатори для знезараження води та збагачення повітря.
Щорічно в Україні викидається в атмосферу близько 20 млн. тонн шкідливих знати речовин (Кривий Ріг — 1,56 млн. тонн, Маріуполь — 824 тисячі тонн, Дніпропетровськ — 443 тисячі тонн, Запоріжжя — 407 тисяч тонн, Київ — 327 тисяч тонн, Донецьк — 329 тисяч тонн). Усереднено на кожного громадянина України припадає понад 380 кг шкідливих речовин. Окрім того, 14 працюючих атомних реакторів АЕС за умов ідеальної безаварійної роботи викидають в атмосферу понад 140 тисяч кюрі радіоактивних речовин на рік.
Вуглекислий газ (СО2) — основний газовий компонент у процесі фотосинтезу зелених рослин. Важливість цього процесу в тому, що рослини виділяють у повітря кисень. Ось чому нестача вуглекислого газу становить небезпеку. Підвищений вміст газу в атмосфері призводить до іншої глобальної небезпеки для людей — парникового ефекту. Вуглекислий газ як парникове скло пропускає сонячні промені, але затримує тепло нагрітої поверхні землі. У результаті цього підвищується середня температура повітря, погіршується мікроклімат, що впливає на здоров’я людини.
Унаслідок згоряння палива та різних видів господарської діяльності в атмосферу щорічно викидається приблизно 15 млрд. окису вуглецю.
Гранично допустимі концентрації (ГДК) — це максимальна концентрація якоїсь речовини в повітрі, воді, їжі, що не шкодить здоров’ю людини, не знижує її самопочуття та працездатність. Виражається ГДК у концентраціях шкідливих речовин у повітрі — мг/м3, воді — мг/л, у ґрунтах та продуктах харчування — мг/кг. ГДК шкідливих речовин у атмосфері населених пунктів подано у табл. 3.3:
Таблиця 3.3. Гранично допустимі концентрації шкідливих речовин у атмосфері населених пунктів
Щорічно в результаті фотосинтезу поглинається 300 млрд. тонн СО2, виділяється 200 млрд. тонн О2, утворюється 150 млрд. тонн органічних речовин.
Атмосфера Землі поділяється на: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу. В атмосфері Землі вирізняють також озоносферу й іоносферу.
Між тропосферою і стратосферою розміщується перехідний шар — тропопауза. У глибинах стратосфери під впливом сонячного світла створюється озоновий екран, який захищає живі організми від космічного випромінювання. Атмосфера Землі зазнає значного впливу науково-технічного прогресу. Сьогодні в атмосфері міститься 2300 млрд. тонн вуглекислого газу, а до 2007 року його кількість може зрости до 4000 млрд. тонн. Близько 300 млн. автомобілів щорічно викидають в атмосферу 400 млн. тонн оксидів вуглецю, понад 100 млн. тонн вуглеводів, сотні тисяч тонн свинцю (табл. 3.4). Найпотужніші джерела викидів в атмосферу: ТЕС, металургійна, хімічна, нафтохімічна, целюлозна та інші галузі промисловості, автотранспорт. Викиди в атмосферу від стаціонарних джерел за основними видами економічної діяльності наведені в табл. 3.5.
Таблиця 3.4. Вміст основних забруднювачів у вихлопних газах автомобільних двигунів
Систематичне вдихання забрудненого повітря помітно погіршує здоров’я людей. Газоподібні та пилові домішки можуть надавати повітрю неприємного запаху, подразнювати слизові оболонки очей, верхніх дихальних шляхів і тим самим знижувати їхні захисні функції, бути причиною хронічних бронхітів та захворювань легенів. Численні дослідження показали, що на фоні патологічних відхилень в організмі (захворювання легенів, серця, печінки, нирок та інших органів) шкідлива дія атмосферного забруднення проявляється сильніше. Важливою екологічною проблемою стало випадання кислотних дощів. Щорічно при спалюванні палива в атмосферу надходить до 15 млн. тонн двоокису сірки, який, сполучаючись з водою, утворює слабкий розчин сірчаної кислоти, що разом з дощем випадає на землю. Кислотні дощі негативно впливають на людей, урожай, споруди тощо.
Таблиця 3.5. Викиди в атмосферу від стаціонарних джерел за основними видами економічної діяльності, тисяч тонн за рік, за даними на 01.01.2004 року
Забруднення атмосферного повітря може також опосередковано впливати на здоров’я та санітарні умови життя людей.
Певну проблему сьогодні становлять викиди в атмосферу хлористих і фтористих сполук, а саме — фреонів, які забезпечують дію холодильних установок та аерозольних упаковок. Фреони руйнують озон, який, перебуваючи у верхніх шарах атмосфери, перешкоджає доступу до поверхні Землі ультрафіолетового опромінення. За сучасних темпів викиду фтористих сполук уже найближчим часом передбачається зменшення кількості озону на 10 %. Глобальною проблемою людства є утворення так званих озонових дір. Уперше озонову діру було виявлено в озоновому шарі над Південним полюсом 25 років тому. Нині ця діра розрослась до розмірів континенту. Останнім часом шар озону над Європою зменшився на 15 %, а в окремих місцях — на 20—30 %. У Сибіру озоновий шар став тонший на 40 %. У цілому ж за рік планета втрачає 0,3 % озону. Натомість посилилося ультрафіолетове випромінювання, що призвело до поширення захворювання на рак шкіри. До того ж, воно негативно впливає на врожаї сільськогосподарських культур.