Kaip oro tarša veikia biotą, įskaitant žmogų?
Oro tarša veikia biotą, įskaitant ir žmogų!
Įleidus į atmosferą, teršalai patenka į biologinius cheminius ciklus įvairiais būdais. Daugelyje miestų esantis oras gali įsisavinti ir išsklaidyti didelius kietųjų dalelių ir dujinių teršalų kiekius tol, kol oras gali judėti ir išsklaidyti.
Image Courtesy: thestar.com/content/dam/thestar/news/world/2013/10/17/air_pollution.jpg
Bet jei oro masės per miestus sustingsta, teršalai greitai kaupiasi ir blogina oro kokybę, kuri sukelia daug žmonių ir kitų gyvūnų kvėpavimo takų ligų. Oro teršalai taip pat sukaupia temperatūros inversijos metu, kai vėsesni paviršiaus sluoksniai užsikimšami virš šilumos viršutinių sluoksnių.
Esant tokioms situacijoms, viršutiniai šilto oro sluoksniai užkerta kelią teršalų vertikaliam pakilimui ir sklaidai. Temperatūros inversijos dažniausiai pasitaiko kalnuose apsuptuose miestuose arba pasienio pusėje.
Be to, dalis oro teršalų pasiekia žemę kaip sausas kritimas; po to vanduo ir dirvožemis gali patekti į įvairius maisto medžiagų ciklus ir maisto grandines. Kiti oro teršalai chemiškai arba chemiškai chemiškai reaguoja vienas su kitu ir gamina tokius antrinius teršalus kaip sieros rūgštis, ozonas ir peroksiacetilo nitratas arba PAN.
Aerozoliai ir kitos smulkių kietųjų dalelių formos veikia kaip kondensacijos branduoliai, į kuriuos greitai patenka ore esantys vandens garai, kad susidarytų rūko ar lietaus lašai.
Be to, įvairūs oro teršalai neigiamai veikia tam tikros teritorijos florą, fauną ir klimatą, o kai kurie bendri oro teršalai ir jų specifinis poveikis žmogui, augmenijai, klimatui ir pan.
A. Bendras oro taršos patologinis poveikis: \ t
Sunki oro tarša daro poveikį žmonių sveikatai ir sukelia daug mirtinų ligų. Pavyzdžiui, darbuotojų, kuriems gresia profesinis pavojus, pvz., Juodųjų plaučių liga tarp anglių kasyklų, kurios jau daugelį metų įkvėpė mano dulkes, plaučių ligos; arba asbestozė tarp vamzdynų montuotojų ir izoliacinių darbuotojų, veikiančių ore esančių asbesto pluoštų.
Kaip nurodyta 25T lentelėje, nustatyta, kad įvairūs oro teršalai sukelia daug žmonių ligų, tokių kaip emfizema, lėtinis bronchitas, žiedadulkių alergijos, plaučių vėžys, ypač miesto gyventojai. „Mountain et al.“ (1968) pranešė, kad oro tarša dėl kietųjų dalelių ir anglies monoksido Niujorke sukelia kvėpavimo problemų vaikams iki 8 metų amžiaus.
Beckeris ir kt. (1968) ištyrė, kad daugelyje amerikiečių miestų palei Rytų pakrantę didėjant bronchito, kosulio, gerklės skausmo, švokštimo, akių dirginimo ir bendrų blogų sveikatos sutrikimų dažniams.
Kai kurie svarbūs oro teršalai, kurie tiesiogiai ar netiesiogiai sukelia ekonominius nuostolius, yra tokie:
1. Sieros dioksidas:
Vienas iš bendrų dujinių oro teršalų, kurie, kaip žinoma, kenkia žmonių sveikatai, yra sieros dioksidas arba SO 2 . Jis kilęs daugiausia dėl anglies ir naftos degimo, ir paprastai jis dirgina kvėpavimo epitelį ir sutrikdo normalų kvėpavimą. SO 2 taip pat sukelia žmonių kosulio, faringito, akių dirginimo ir galvos skausmo padidėjimą.
Kai įvyksta didelė SO 2 tarša, nustatyta, kad mirties ir bronchų astma didėja, o praeityje ji sukėlė tokias nelaimes kaip Belgijos „Meuse“ slėnis 1930 m .; Donora, 1938 m. Londonas, 1952 m .; Niujorkas ir Tokijas 1960-aisiais (žr. Southwick, 1976).
Be to, atmosferoje SO2 ilgą laiką nelieka dujinėje būsenoje, bet labai greitai jis reaguoja su drėgme ir sudaro sieros rūgštį arba H2SO4. Sieros rūgštis sukelia daug žmonių kvėpavimo takų ligų ir taip pat gamina rūgštų lietų, patekusių į žemės dalis.
Skandinavijoje, nuo vėjo iš Didžiosios Britanijos ir Ruho slėnio pramoninių centrų, nuo 1966 m. Kritulių rūgštingumas padidėjo 200 kartų, o pH reikšmės yra mažesnės nei 2 8 (Oden ir Ahl, 1970).
Šis rūgštus lietaus vanduo padidino skandinavų srautų rūgštingumą, trukdydamas lašišų reprodukcijai ir sunaikindamas lašišų ešerius. Jis sumažino miško augimą ir padidino kalcio ir kitų maistinių medžiagų, išplaunamų iš žemės ūkio dirvožemio, kiekį.
Augalai, veikiami atmosferos sieros, sužeisti arba nužudomi. Augalų poveikis mažai SO 2 taršai gali sukelti ūminį ir lėtinį sužalojimą. Žalą augalams daugiausia sukelia rūgštūs aeroaoliai, kai rūkas oras, šviesūs liūčiai ar didelio santykinio oro drėgnumo ir vidutinės temperatūros laikotarpiai. Pušys yra jautresni nei plačialapiai medžiai ir reaguoja daliniu defoliacija ir sumažėjusiu augimu.
2. Anglies monoksidas:
Kitas svarbus dujinis oro teršalas, kuris kenkia žmonių sveikatai, yra anglies monoksidas arba CO. Jis daugiausia išsiskiria iš benzininio variklio ir deginant anglį. Anglies monoksidas jungiasi su žmogaus kraujo hemoglobinu, kad susidarytų karboksihemoglobinas, kuris sutrikdo deguonies transportavimą.
Nervų sistemos funkciją gali paveikti 2–5 proc. Karboksihemoglobino, kuris atsiranda po kvėpavimo oro tik 30 ppm anglies monoksido (Bodkin, 1974). Problemą gerokai padidina rūkymas.
Žemo CO apsinuodijimo simptomai yra sumažėjęs reakcijos laikas, psichomotorinis sutrikimas, galvos skausmas, galvos svaigimas ir mieguistumas. Pažangesniais etapais pykinimas, ausų skambėjimas, širdies plakimas, krūtinės spaudimas ir kvėpavimo sutrikimas.
3. Azoto oksidai ir fotocheminis smogas:
Azoto oksidai yra svarbiausi dujiniai oro teršalai, atsirandantys deginant iškastinį kurą automobiliuose ir elektrinėse. Dažniausias azoto oro teršalų tipas yra azoto oksidas arba NO 2 . Atmosferoje azoto dioksidas sumažinamas ultravioletiniu spinduliu iki azoto monoksido ir atominio deguonies:
NO 2 → NO + O
Atominis deguonis reaguoja su deguonimi ir sudaro ozoną:
O2 + O → O3
Ozonas reaguoja su azoto monoksidu ir sudaro azoto dioksidą ir deguonį, taip uždarant ciklą:
NO + O 3 → NO 2 + O 2
Kartais, esant saulės šviesai, fotocheminio NO2 redukcijos atominis deguonis taip pat reaguoja su daugeliu reaktyvių angliavandenilių (pvz., Metanu, etanu, toluenu ir tt, kurie visi kilę iš deginimo iškastiniu kuru arba tiesiogiai iš augalų). ) suformuoti reaktyvius tarpinius junginius, vadinamus radikalais.
Tuomet šie radikalai dalyvauja daugelyje reakcijų, kad susidarytų dar daugiau radikalų, jungiančių su deguonimi, angliavandeniliais ir NO2. Dėl to regeneruojamas azoto dioksidas, dingsta azoto monoksidas, kaupiasi ozonas ir susidaro keletas antrinių teršalų, tokių kaip formaldehidas, aldehidas ir peroksiacetilo nitratas arba PAN (C 2 H 3 O 5 N). Visi šie kartu sudaro fotocheminę smogą.
Azoto oksidas ir antriniai teršalai yra kenksmingi žmogui ir augalams. NO 2, aštrus dujos, kurios sukuria rusvai miglotą, sukelia nosies ir akių dirginimą ir plaučių diskomfortą. Mažesnė ozono koncentracija dirgina nosį ir gerklę, o didesnė jo koncentracija sukelia gerklės sausumą, galvos skausmą ir kvėpavimo sunkumą.
Ozonas, PAN ir azoto dioksidas smarkiai sužaloja daugelį augalų gyvybės formų, sunaikina lapų ląsteles, kenkia chloroplastams ir trukdo augalų medžiagų apykaitos procesams.
4. Švinas:
Švinas švirkščiamas į atmosferą daugiausia iš automobilių išmetamųjų teršalų ir nustatyta, kad ji sukelia ilgalaikę aplinkos taršą. Automobiliniame benzine yra tetra-etilo švino [(CH 3 CH 2 ) 4 Pb], kuris sudegus patenka į atmosferą. Miestų kritulių ir dirvožemio mėginiuose pranešta apie didelę švino koncentraciją.
Nustatyta, kad keliuose esančių augalų ir pievų pelių, esančių palei pagrindinius kelius, sudėtyje yra didelių švino koncentracijų savo audiniuose, ir tai turi lemiamą poveikį gyvūno sveikatai ir ilgaamžiškumui.
Eismo policijos pareigūnai ir kiti, kurie ilgą laiką patiria didelį eismą, kraujyje yra aukštesni nei vidutiniai švino kiekiai. Apskaičiuota, kad 30–50% įkvėpto švino išsiskiria į organizmą, ir šie ore esantys švino junginiai sukelia apsinuodijimą švinu.
Be to, švino viduje naudojamų laivų naudojimas vynui ruošti ir saugoti sukėlė rimtą švino naštą Romos piliečių įstaigose. Kai kurie Romos imperijos nuosmukį priskyrė lėtiniam apsinuodijimui švinu. Iš tiesų Romos piliečių kaulų analizė atskleidė aukštas švino koncentracijas (žr. Kimball, 1975).
Be to, tam tikri dažai ir glaistai turi pagrindinius švino komponentus ir yra atvejų, kai švino apsinuodijimas atsiranda dėl dažytojo profesinės apšvitos, taip pat ir vaikams, kurie įprastai ar netyčia nulupė senų dažų įtrūkimus ir žieveles. Nors 90–95% suvartoto švino yra netirpūs ir greitai pašalinami, likusi dalis patenka į kraują ir audinius, įskaitant kaulus. Švino koncentracija 20–40 µg 100 g kraujo (0, 2-0, 4 ppm) yra laikoma normalia ir nekenksminga miesto gyventojams.
Abiejose 0, 8 ppm švino koncentracijose suaugusiesiems žmogaus kraujyje atsiranda akivaizdžių simptomų, tokių kaip anemija, inkstų liga ir traukuliai. Tačiau vaikams 0, 6 ppm švino koncentracijos kraujyje gali sukelti apsinuodijimą švinu ir galutinę mirtį.
Pavyzdžiui, nuo 1954 iki 1967 m. 2018 vaikai Niujorke buvo gydomi apsinuodijimu švinu. Iš šios grupės 128 mirė ir daugelis kitų patyrė negrįžtamą žalą centrinei nervų sistemai.
Galiausiai, šviežio kaupimasis Grenlandijos ledo sluoksnio sniego sluoksniuose per 200 metų buvo dramatiškas didėjančios taršos pavyzdys, plėtojant pramonę ir transportą (Southwick, 1976).
5. Dulkių tarša:
Nustatyta, kad dulkės keliauja kelis tūkstančius kilometrų per dykumą ir jūrą. Sacharos smėlio dalelės dalijasi Arabijos jūra ir pasiekia Indiją, nors dulkių dalelės suteikia branduolį debesų formavimui, jos gali būti kenksmingos tam tikroms pramonės šakoms, kurioms reikalinga aseptinė ir švari aplinka, pavyzdžiui, narkotikų pramonė ir maisto perdirbimo įmonės. Kartais jie tampa pavojais sveikatai, nes jie gali sukelti ligas, pvz., Alerginę astmą, bronchitą, emfizemą ir netgi plaučių ibises (Das ir kt., 1981).
Tačiau nustatyta, kad oro dulkių užterštumą kontroliuoja tam tikri visžaliai augalai, žolės ir epifitai, tokie kaip orchidėjos. Kalkutos universiteto Žemės ūkio koledžo taršos tyrimų laboratorija pranešė, kad tam tikri augalai turi puikių dulkių filtravimo, oro valymo ir oro valymo pajėgumų.
Viename tyrime buvo ištirta, kad tam tikri augalai, turintys paprastų lapų, pvz., Peepal (Ficus riligiosa), pakur (Ficus infectoria), banyan (Ficus benghalensis), tiko (Tectona grandis), sal (Shorea robusta), arjuna ( „Terminalia arjuna“), stiebo (Polyalthia longifolia), mango (Mangifera indica) ir kt. Yra geresni dulkių surinkėjai nei augalai, kurių sudėtyje yra gul mohar (Poinclana regia), tamarindo (Tamarindus indica). Cassia fistula, neem (Azadirachta indica) (Das etal., 1981).
B. Tam tikri įvairūs oro taršos padariniai:
Be patologinio poveikio žmogui, oro tarša sukelia tokius žmogaus sužalojimus:
1. Padidėjęs dirvožemio ir oro taršos kupolų skaičius miestuose sukėlė kliūčių pilotams matyti ir išliko pagrindiniais aviacijos nelaimingų atsitikimų veiksniais.
2. Daugelyje sričių oro tarša turi didelę žalą tiek žemės ūkio kultūroms, tiek natūralių augalų bendrijoms. Nustatyta, kad dūmų ir oro tarša ypač kenkia pušynams, sunkvežimių sodo augalams, citrusinių giraitėms, svogūnams ir salierų laukams bei lauko kultūroms iš alfa-alfa ir kukurūzų. Turkas ir kt. (1974) apskaičiavo, kad JAV kasmet praranda milijardą dolerių dėl to, kad JAV buvo sunaikinta oro tarša.
3. Buvo padaryta žala žemės ūkio gyvuliams, ypač iš oro teršalų ir arseno taršos. Pernelyg dideli fluoro junginiai, užteršti pašarais kritimo metu, kartais sukėlė galvijams fluorozę, o tai yra nenormalus kaulų sluoksnis, dėl kurio atsiranda šliaužimas (Turk ir kt., 1974).
4. Oro tarša taip pat užima savo pastatus ir kitus žmogaus sukurtus objektus. Kai drėgmė kaupiasi užterštame ore, sieros, anglies ir azoto oksidai sudaro silpną sieros, anglies ir azoto rūgštį, kuri yra korozija metalams, akmenims, dažams, gumui, tekstilės gaminiams ir netgi kai kuriems plastikams.
Visoje Europoje ir pagrindinėse Indijos metropolijose ir miestuose, pvz., Agra, Delyje, Laknau, Kalkutoje ir Bombejuje, daugybė žinomų pastatų, paminklų ir meno lobių blogėja dėl nereguliaraus oro taršos poveikio.
C. Oro taršos poveikis oro, klimato ir atmosferos procesams:
Bendru lygiu oro tarša sukelia dvi pasaulines problemas - viršutinės atmosferos užteršimą ir oro bei klimato pokyčius. Tiesą sakant, tarša ir gyventojų koncentracija daro įtaką vietos orui, kaip gerai žinomi „šilumos salų“ reiškiniai aplink miestus. Kadangi vietiniai kritulių kiekiai priklauso nuo dalelių branduolių pasiskirstymo apatinėje atmosferoje (Brodine, 1973), labai padidėja kritulių kiekis miestuose ir aplink juos, tai yra dėl oro taršos (Thompson, 1975).
Oro tarša taip pat veikia kontinentinio ar pasaulinio oro sąlygas. Daugelis dujinių teršalų ir smulkių aerozolių pasiekia viršutinę atmosferą, kur jie turi pagrindinį poveikį saulės spindulių įsiskverbimui ir absorbcijai.
Brodinas (1973) ir kai kurie kiti šiuolaikiniai aplinkos biologai mano, kad didėjanti kietųjų dalelių tarša gali sumažinti saulės energijos kiekį, pasiekiantį žemės paviršių, taip sumažinant saulės spinduliuotę ant žemės paviršiaus ir sukeliant aušinamąjį poveikį pasaulio klimatui, kuris galiausiai gali sukelti kitą ledą amžiaus. Iš tiesų, Thompson (1975) pranešė, kad vidutinės metinės temperatūros sumažėjo šiauriniuose pusrutuliuose ir padidėjo šiaurės poliarinis ledo dangtelis.
Šiltnamio efektas:
Anglies dioksidas yra natūrali atmosferos sudedamoji dalis, tačiau koncentracija ore kelia nerimą. Šalutinis iškastinio kuro deginimo produktas - tai nebūtinai yra teršalas. Jis sukelia neigiamą fiziologinį poveikį tik labai aukštu lygiu.
Apskaičiuota, kad maždaug pusė žaliavos lieka atmosferoje, o kita pusė pašalinama vandenynuose ir augaluose. Nustatyta, kad padidėjęs CO 2 kiekis atmosferoje padidina žemės temperatūrą.
CO 2 spektrinės savybės atmosferoje yra tokios, kad ilgai bangos spinduliuotės (ty infraraudonųjų spindulių spinduliuotės) iš žemės paviršiaus nepatenka į išorinę erdvę ir nukreipia jį atgal į žemę. Pastarasis turi aukštesnę temperatūrą paviršiuje (Turk et al., 1974). Šis reiškinys vadinamas atmosferiniu poveikiu (Lee, 1974) arba šiltnamio efektu (žr. Southwick, 1976, Smith, 1977).
Vienalaikis oro taršos aušinimo ir šildymo poveikis žemėje padidino pasaulinio oro sąlygų pokyčius, kurie gali būti rimta grėsmė pasaulinei maisto gamybai (Thompson, 1975). Neseniai kai kurie ekologai bandė susieti oro taršą su rimtais ir ilgais sausrais, sunkesniais liūčiais ir potvyniais, ir rimtesniais uraganais bei tornadais (žr. Southwick, 1976).
Ozono skėčio šveitimas CFM:
Tam tikri fluoro angliavandenilių junginiai, vadinami chlorfluormetanais arba CFM arba „freon“, naudojami kaip varikliai kaip slėginiai aerozoliai. Jie yra inertiški normaliomis cheminėmis ir fizinėmis reakcijomis, tačiau jie įgyja didesnius kiekius dideliame aukštyje, o stratosferoje šie inertiški dujiniai junginiai (ty CFM) išskiria chloro atomus, veikdami intensyvios trumpųjų bangų ultravioletinės spinduliuotės.
Po to kiekvienas chloro grandinės atomas reaguoja su daugiau kaip 1 000 000 ozono molekulių, konvertuodamas ozoną į deguonį. Stratosferos ozono sumažėjimas leidžia geriau įsiskverbti į ultravioletinę šviesą, kuri sustiprina UV spinduliuotę ant žemės paviršiaus.
Kai kurie mokslininkai, tokie kaip Ahmedas (1975), Brodeur (1975) ir Russell (1975), mano, kad ši intensyvesnė spinduliuotė labai padidins odos vėžį ir galiausiai turi mirtiną poveikį daugeliui organizmų, įskaitant žmogų.
Daugelis ekologų mano, kad stratosferos apsauginį ozono sluoksnį kelia pavojus viršgarsiniams purkštukams, SST. Aukšto aukščio viršgarsinio orlaivio reaktyviniai varikliai išleidžia azoto oksidą (NO x ), kuris kataliziškai naikina ozono molekules (žr. Southiwick, 1976).
