Идентификация проблемы загрязнения атмосферного воздуха

В течение последних 10 лет различные аспекты проблемы загрязнения атмосферного воздуха продолжают привлекать к себе внимание. Основными причинами этого интереса являются трагические случаи атмосферных загрязнений, сопровождавшиеся смертельными исходами (катастрофы в Доноре в 1948 г. и в Лондоне в 1952 г.); лос-анжелосская проблема загрязнения атмосферного воздуха, единственная в своем роде, но имеющая общее значение; опасность радиоактивных осадков; ознакомление населения с эффектом хронического действия атмосферных загрязнений; развитие промышленности и рост городов, ведущие к увеличению выбросов в атмосферу; новые виды загрязнений или обнаружение уже хорошо известных видов, но в новых местах; широко "развернувшаяся перестройка испорченных загрязнениями городских районов; времена материального благополучия, когда чистота предусматривается как одно из условий нормальной жизни; развитие науки и техники и совершенствование контрольного оборудования.

Проблемой загрязнения атмосферного воздуха занимаются в настоящее время работники столь разнообразных профессий, как физики, биологи, техники, врачи и юристы. На Американской технической конференции по проблеме загрязнения атмосферы в 1950 г. (McCabe, 1962) были созданы отдельные секции по сельскому хозяйству, аналитическим методам и свойствам, оборудованию, здравоохранению, приборам, законодательств и метеорологии. Такое разнообразие интересов объясняется большой сложностью проблемы. В любом случае загрязнения атмосферы необходимо, прежде всего, знать, какие требования (стандарты) должны быть предъявлены к степени ее чистоты. Почему необходимо или желательно придерживаться этих стандартов - по причинам ли медицинского характера или для устранения экономического ущерба? Если образование дыма создает проблему, может быть стоит изменить вид топлива и с какими расходами это будет связано? Если раздражение слизистой глаз, гибель урожая и понижение видимости обусловлены воздействием углеводородов и окислов азота, то какими количествами и относительными (Концентрациями все это вызвано и какие шаги можно предпринять для изменения химических реакций, которые приводят к образованию вредных веществ? Являются ли выборочные пробы достаточными для оценки загрязнения, или же необходимо применение как мгновенной, так и непрерывной регистрации? Существуют ли для исследования приборы или их еще надо создать и стандартизировать? Если основной причиной загрязнения атмосферы являются выхлопные газы автомобильных и дизельных двигателей, то можно ли установить дополнительное контрольное оборудование, сколько будет стоить установка такого оборудования для обезвреживания выхлопных газов, и в силах ли соответствующие власти требовать этого? Наконец, самое главное, что следует понимать под термином "загрязнение атмосферного воздуха"?

Обычным юридическим определением понятия "загрязнение атмосферы" является следующее: "Присутствие в атмосферном воздухе веществ или загрязнителей, внесенных туда человеком, и таких количествах или концентрациях и в течение такого времени, когда они вызывают нарушения комфорта у значительной части жителей данного района либо оказывают вредное влияние на здоровье населения или на человека, флору, фауну или собственность, либо препятствуют осуществлению разумных требований к жизненным удобствам и пользованию собственностью на всей территории государства или таких его районов, на которые они влияют" (Oregon Reviced Statutes. 1956). Совет по гигиене труда при Американской медицинской ассоциации определил понятие "загрязнение атмосферы" как чрезмерную концентрацию чужеродных веществ в атмосферном воздухе, которые оказывают вредное влияние па здоровье отдельных лиц или наносят ущерб собственности (American Medical Association, 1949). Существует другое определение природных и обусловленных деятельностью человека загрязнений: "Загрязнение атмосферного воздуха представляет собой наличие любого взвешенного в нем вещества, которое не является водой (в какой-либо из ее фаз) или компонентом сухого воздуха".

Эти определения широко применяются и включают распознавание загрязнения органами чувств и физические измерения. Оба способа идентификации широко используются, и оба они имеют свои преимущества и недостатки. Проблема загрязнения атмосферного воздуха обычно возникает при проявлении какого-либо влияния на отдельных лиц, что выражается в ощущении сильных или необычных запахов, ограничении видимости, раздражении слизистой глаз, ощущении песка под ногами или кислого вкуса во рту. Эти явления весьма субъективны, они варьируют у различны лиц, тем не менее от этого их значимость для выявления наличия загрязнений атмосферного воздуха не уменьшается. В случае появления запахов лучшим средством 'их оценки является ощущение запаха специально натренированными лицами (McCord, 1952). Хотя органы чувств могут раньше всего указать на присутствие в атмосфере большинства загрязнений, но этим способом часто невозможно определить следовые количества многих образующихся в воздухе токсических веществ или присутствие радиоактивных веществ. Их идентификация требует физических методов измерения.

В Лос-Анжелосе группа врачей и научных работников рекомендовала допустимые концентрации для небольшого числа специфических соединений в атмосфере городов (McCabe, 1955). Предельно допустимые концентрации были установлены для окислов азота, озона, сернистого ангидрида и окиси углерода. Эти концентрации, выраженные в частях на миллион, были приняты и введены в действие с 1965 г. (табл. 1). Во время интенсивных смогов содержание озона в воздухе достигало предостерегающего уровня, а содержание окислов азота приближалось к нему.

Таблица 1. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ЗАГРЯЗНЕНИЙ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА В ЛОС-АНЖЕЛОСЕ

Однако это было не первой попыткой установить предельно допустимые концентрации для загрязнений атмосферного воздуха. Swain в 1910 г. предложил в качестве предельно допустимого выброса SO2 плавильными заводами в сельскохозяйственных районах принять такую величину, при которой среднечасовая концентрация SO2 на уровне земли будет составлять 1 часть на миллион (Swain, 1949). Около 20 лет назад на плавильных предприятиях Трэйла был установлен специальный режим работы, чтобы не допустить поражения сернистым ангидридом сельскохозяйственных культур в долине реки Колумбия (Dean a. Swain, 1944). Растения, чувствительные к действию сернистого ангидрида, могут выдерживать продолжительное воздействие его в концентрации 0,2-0,3 части на миллион без каких-либо видимых признаков поражения. 0,5 части на миллион обычно принимается как предельно допустимая концентрация SO2 для чувствительных растений в течение периода роста.

Примерно в начале нынешнего столетня Maximilian Ringelmann предпринял свои известные попытки объективно измерить загрязнение атмосферного воздуха (Kudlich, 1965). Схемы, которые носят его имя, были введены в ОША в 1908 г. и являются основой для определения степени задымленности согласно законодательству во многих штатах. Эти схемы служат прекрасным средством для определения плотности дыма, а также для обучения персонала наблюдению за черным дымом.

Эти примеры иллюстрируют некоторые попытки точного определения понятия "загрязнение атмосферы". Действительно предельно допустимые концентрации атмосферных загрязнений, принятые в Лос-Анжелосе, являются, как известно, опытными, а использование карт Рингельмана имеет свои ограничения. Можно сказать, что, как и во многих других случаях, определение атмосферного загрязнения было бы давно сформулировано, если бы это было легко. С развитием научных исследований появятся более точные определения понятия загрязненной атмосферы; в настоящее время эти определения значительно варьируют и не совсем надежны.

Идентификация и классификация атмосферных загрязнений важны для понимания их природы и предупреждения их. В настоящее время идентифицировано около 100 загрязнителей, не считая растительной пыльцы, тумана и пыли природного происхождения. Указанные загрязнения подразделяются на сравнительно небольшое число типов, приведенных в табл. .2 (Rupp, 1956).

Таблица 2. ЗАГРЯЗНИТЕЛИ АТМОСФЕРЫ

Комитет по проблеме загрязнения атмосферного воздуха при Американской медицинской ассоциации сообщил 9-му ежегодному конгрессу по гигиене труда (American Medical Association, 1949), что поскольку интерес к проблеме атмосферных загрязнении появился лишь в недавнее время и слишком мало еще было предпринято попыток научного решения вопросов в этой области, Комитет считает возможным ограничиться в настоящее время следующими общими положениями и наблюдениями.