Исторический обзор проблемы загрязнения атмосферного воздуха

1946-1957 гг.

Как показывает число опубликованных за этот период сообщений и разнообразие изучавшихся вопросов, в эти годы исследования развивались очень интенсивно. Сразу после окончания войны наблюдалось резкое возрастание интенсивности научных исследований, причем создается впечатление, что в течение нескольких лет она удерживалась Примерно на одинаковом уровне (около 150 публикаций ежегодно). Число опубликованных статей слишком велико, чтобы можно было рассмотреть их все, но о некоторых, наиболее интересных, следует упомянуть.

В 1948 г. произошла катастрофа в г. Доноре, стимулировавшая исследования даже в большей степени, чем катастрофа в долине Мааса. Но, кроме того, она вызвала научный интерес к проблеме атмосферных загрязнений в Южной Африке, Австралии и других странах, численность городского населения которых к этому времени уже достигла того уровня, при котором загрязнение воздуха начинает представлять опасность. Трагедия в Доноре стимулировала также многочисленные физиологические и эпидемиологические исследования, связанные с выяснением природы реакций организма человека на действие атмосферных загрязнений. Работа в этом направлении развивалась во многих университетах и исследовательских институтах Америки, а также в ряде лабораторий Канады, Великобритании и европейского континента. В течение последних 10 лет разработаны различные приборы для измерении атмосферных загрязнений, например приборы для отбора проб дыма и воздуха, автоматический газоанализатор Томаса, модифицированный регистрирующий колориметр для определении двуокиси азота, инфракрасный регистратор окиси углерода, масс-спектрометр для анализа углеводородов, новая методика определения озона, колориметр для определения окислителей. Однако исследования этого последнего периода заслуживают специального рассмотрения.

Современная эпоха изучения проблемы атмосферного загрязнения и борьба с ним

1945 г. может считаться началом современной эпохи в изучении Проблемы атмосферного загрязнения. Во-первых, интенсивность исследований в этом году возросла настолько, что число публикаций в 1947 т. (было в 4 раза больше, чем в 1944 г. Во-вторых, к 1945 г. вопрос о смоге в Лос-Анжелосе, впервые привлекший внимание в 1940 г., вырос в серьезную проблему, потребовавшую реорганизации основанного в 1945 г. городского Контрольного Бюро с созданием Окружного контрольного центра. В-третьих, катастрофа в Доноре в 1948 г. послужила толчком к значительной активизации деятельности Службы здравоохранения США и убедила большинство ученых США в том, что, хотя ясные доказательства вредного действия на организм человека таких загрязняющих веществ, как сернистый ангидрид в малых концентрациях, не могут быть представлены, однако при некоторых обстоятельствах загрязнение воздуха на улицах города может приводить к достаточно высоким показателям смертности населения, чтобы вызвать беспокойство у работников органов здравоохранения.

Этот факт был подтвержден лондонской трагедией в 1952 г., однако еще до этого события изменился весь подход к проблеме загрязнения воздуха в США, Великобритании и странах европейского континента. Повысилась интенсивность научных исследований, в огромной степени возросли ассигнования на изучение и разработку проектов мероприятий по борьбе с загрязнением атмосферы городов; выяснилось, что загрязнение воздуха в современную эпоху обусловлено не только дымом, сернистым ангидридом, золой с газами известной химической природы, выпускаемыми в воздух промышленными предприятиями, но и рядом таких веществ, присутствие которых в обычной городской атмосфере никогда раньше и не предполагалось (и которых, возможно, не имелось в ней до 1900 г.).

В настоящее время принято считать, что вещества, которые впервые были обнаружены в Лос-Анжелосе, присутствуют в низких концентрациях в атмосфере всех современных городов. Характерной чертой изучения загрязнения воздуха в современную эру является концентрация усилий научных исследований, направленных на выяснение природы загрязняющих веществ, ибо, пока они не идентифицированы, очень трудно или даже невозможно их удалить. Кроме того, около 1946 г. стало выясняться, что загрязнение воздуха является проблемой не городов, а целых районов или областей. Поэтому в США началась реорганизация контролирующих органов с тем, чтобы в их ведении находились не отдельные города, а целые области. В Великобритании же обратились к общегосударственному законодательству как единственному пути решения этой проблемы в современной ситуации.

Таким образом, можно сказать, что в 1945 г. началась переоценка всей проблемы загрязнения воздуха, которая продолжалась, по-видимому, до 1953 г. В последующие годы во всех областях науки происходила подготовка к решительному наступлению на ту проблему, которая теперь известна как проблема, связанная с весьма сложными органическими реакциями между различными химическими отходами, а также с многочисленными физиологическими реакциями, возникающими в ответ на их действие.

После определения тех аспектов проблемы, которые нуждались в научной разработке, были развернуты весьма интенсивные исследования в следующих направлениях:

1. Конструирование приборов для непрерывной регистрации содержания в воздухе ряда ингредиентов, подлежащих изучению (озона, альдегидов, окислов азота, окислов серы, окислов углерода, углеводородов и т. д.).

2. Изучение химического состава атмосферы крупных городов с целью определения газовых смесей, общих для всех (или по крайней мере для многих) городов, а также тех соединений, которые характерны лишь для некоторых городов. Наиболее удобными приборами для проведения этой работы являются масс-спектрометр и инфракрасный спектрометр, которые дополняют друг друга.

3. Попытки выяснения тех сложных химических реакций, которые, по всей вероятности, приводят к образованию в атмосфере Лос-Анжел оса смога, вызывающего раздражение конъюнктивы глаз. К решению этого вопроса подходили и синтетически (создание газовых смесей и изучение их биологического эффекта), и аналитически (попытки выделения из нормального воздуха не которых компонентов, обладающих специфическим биологическим действием).

4. Токсикологические исследования влияния различных веществ, в особенности озона, на организм животных и работы по обследованию населения, в которых были сделаны попытки обнаружить зависимость между общими показателями состояния здоровья населения и подъемом или падением концентрации различных веществ в городской атмосфере. При этом конечно, возник более тесный, чем прежде, контакт между промышленными гигиенистами и исследователями в области атмосферных загрязнений, и это лишний раз доказывает, что изучение загрязнения атмосферного воздуха является одной из задач промышленной гигиены.

5. Метеорологические исследования, которые должны были под вести прочную базу под изучение закономерностей движения в самом нижнем слое воздуха толщиной в несколько метров над городом, вскрыть механизм и разработать наиболее надежные способы измерения скорости распространения загрязнений в атмосфере города.

6. Изучение вреда, наносимого растениям, с тем, чтобы, во-первых, установить, при каких условиях наступают повреждения, во-вторых, чтобы выявить те специфические виды растений, которые могут послужить в качестве своеобразного инструмента, указывающего степень имеющегося в данное время загрязнения атмосферы.

7. Разработка методов ограничения выбросов во всех отраслях промышленности и вообще при всех процессах, которые могут производить такие отходы, включая бытовое сжигание каменного угля и сжигание бензина в частных автомобилях.

Первой попыткой упорядочить направление научных исследований в этой области в США был созыв Правительством технической конференции, посвященной атмосферным загрязнениям, состоявшейся в Вашингтоне в 1950 г. (iMaCabe, 1952), вторая - представлена национальными конференциями по той же .проблеме, созванными в Калифорнии Научно-исследовательским институтом СтенфОрда совместно с Калифорнийским технологическим институтом, Калифорнийским университетом, Южнокалифорнийским университетом, Ассоциацией борьбы с загрязнением атмосферы и Фондом борьбы с воздушными загрязнениями (Национальные симпозиумы по вопросам атмосферных загрязнений, 1949, 1952, 1955).

Наиболее важным шагом было решение Федерального правительства США в 1955 г. об ассигновании 5 млн. долларов ежегодно для развития исследований по проблеме атмосферных загрязнений, а также учреждение исследовательского отдела по этой проблеме при Центре по санитарной технике Роберта Тафта в Цинциннати. Этот шаг заметно активизировал соответствующие исследования и предоставил центру Роберта Тафта возможность рассматривать ценность различных предложений, а также подытоживать результаты работы. Британские власти также проявляли упорную настойчивость в деле координации научных исследований и объединения результатов работы, ибо развитие соответствующих отраслей знаний и ряд открытий в этой области убедил их, как и всех исследователей этой проблемы, в том, что человеческое общество в результате технического прогресса столкнулось с новым сложнейшим фактором внешней среды. Небольшие размеры страны и высокая плотность населения Великобритании обусловили возможность весьма четкой координации исследований на протяжении значительного периода, а естественное развитие отношений между двумя странами привело к установлению тесной связи между английскими и американскими исследователями.

Другим направлением исследований, подвергнутым рассмотрению при указанной переоценке проблемы, явилось распространение радиоактивных загрязнений как следствие взрывов ядерного оружия. Этот раздел исследований атмосферных загрязнений в настоящее время в разных странах находится в ведении специальных отделов различных организаций, ведающих атомной энергией. Однако весьма вероятно, что с расширением использования ядерной энергии ЕВ промышленных целях, вопросы распространения, наблюдения и ограничения (радиоактивных отходов станут частью общей проблемы атмосферных загрязнений. Поэтому не удивительно, что в литературе появляется все больше работ, посвященных этому виду загрязнений атмосферы, а координирующие исследовательскую работу органы начинают уделять серьезное внимание радиоактивным загрязнениям.

Следующие публикации могут дать представление об исследованиях, проведенных в указанных направлениях: Beckman a. Co., 1955; Billings, Small a. Silverman, 1955; Bobrov, 1955; Cadle a. Ma-gill, 1951; Cleeves, 1963; Eichfelder, 1955; Eisenbud и др., 1949; Gucker, Pickard a. OKonski, 1947; Haagen-Smit, 1952; Hewson, 1951; Hueper, 1954; LaBelle и др., 1955; Littman, 1956; McCabe, 1956; Magill и др., 1950; Noble, 1955; Patton a. Lewis, 1955; Shepherd .и др., 1951; Sherlock a. Stalker, 1941; Sinclair a. LaMer, 1949; Sutton, 1949; Sutton, 1950; Tebbcns, Thomas a. Mukai, 1956; Thomas a. Ivie, 1946.

Примечания к историческому обзору развития проблемы загрязнения атмосферы

В заключение нашего обзора не бесполезно, может быть, прокомментировать некоторые важные опросы, вытекающие из проведенных исследований.

1. Прежде всего обращает на себя внимание тот факт, что проблема воздушных загрязнений казалась на первый взгляд очень простой, однако по мере се изучения она стала представляться вес более и более сложной. Не только окислительный тип загрязнения атмосферы (связанный с отсутствием так называемой "экономим углеводородов") обладает крайне сложной природой, как это известно сейчас, но начинает выясняться, что загрязняющие вещества восстановительного типа, например сернистый ангидрид, также приводят к весьма сложным явлениям. Так, показано, например, что концентрации, считавшиеся прежде совершенно безвредными, могут вызывать серьезные нарушения здоровья.

2. В результате всей этой сложности создается такое положение, при котором очень легко получить общие данные о степени загрязнения атмосферы (например, британские исследователи производят чрезвычайно важные определения при помощи прибора стоимостью не более 40 английских фунтов или 112 американских долларов), однако стоимость следующего шага проникновения в сущность проблемы непомерно возрастает.

3. В свете двух предыдущих замечаний становится ясным, что большинство исследований, проводившихся в течение последних 60 лет, не могло дать убедительных результатов вследствие:

а) либо того, что планы экспериментов не были адекватны проблеме; б) либо дефектности экспериментальной и организационной базы из-за крайней недостаточности ассигнований на разработку проблемы.

4. При изучении истории проблемы атмосферного загрязнения обращает на себя внимание огромное количество повторных экспериментов, открытий и наблюдений. Это означает, что громадные усилия исследователей растрачивались впустую, однако этого никак нельзя сказать, если рассматривать общественную значимость этой деятельности. Совершенно очевидно, что на протяжении последних 60 лет, несмотря на усилия многих ассоциаций, общество никогда не представляло себе ясно ту угрозу, которую несут загрязнения атмосферы здоровью, благополучию, комфорту и финансовым интересам. Поэтому непрерывная публикация научных обзорных статей, дающих общее представление о результатах исследований по проблеме атмосферных загрязнений, сослужила весьма ценную службу в формировании общественного мнения по этим вопросам, в понимании возможности их решения и необходимости выделения фондов для ее разработки. Однако в противовес этим утешительным соображениям во многих случаях даже при наличии необходимых средств и кадров эксперименты не давали убедительных результатов, ибо при первом же намеке на существование лучшего пути их оставляли и начинались новые мучительные поиски.

5. Следующее замечание заключается в том, что исследователям одного и того же .вопроса, работающим в различных городах, не говоря уже о разных странах, совершенно необходимо создать общую базу для взаимопонимания. В прошлом не раз случалось, что невозможно было сравнить .работы различных исследовательских групп, так как они пользовались разными тестами при изучении одного и того же фактора, неодинаковыми единицами измерения, .различными способами и аппаратурой. Все это не давало возможности обобщить результаты, поэтому успех в одной области исследований не способствовал развитию другой. Большинство исследователей поняли это и всячески стремятся упростить координацию работ.

В этой связи можно было бы процитировать доклад Семинара по планированию исследований в области загрязнений атмосферного воздуха (Цинциннати, декабрь 1956 г.), где рассматривалось большинство вышеприведенных положений. 175 страниц этого доклада содержат крайне оптимистический, максимально ободряющий текст (US Department of Health, Education and Welfare, 1956).

6. В настоящее время уже никак нельзя полагать, что какая-либо страна, за исключением чисто аграрных, может позволить себе игнорировать проблему атмосферных загрязнений. Хотя в районах с малой плотностью населения и невысоко развитой промышленностью загрязнение атмосферы в настоящее время не достигло уровня, характерного для крупных городов мира, нет никакой надежды, что концентрации загрязнений там и в будущем останутся низкими.

С развитием промышленности появится необходимость ограничения загрязнения атмосферного воздуха, и страна не сумеет обойтись без Специалистов по этой проблеме.

7. Наконец, можно считать доказанным, что борьба с загрязнением атмосферного воздуха не может быть эффективной, если она остается в руках только органов здравоохранения города, штата или страны. Эта проблема предъявляет разнообразные и сложные требования, удовлетворить которые без опытных специалистов невозможно. Чтобы эта деятельность была эффективной, необходимо участие в ней медиков, физиков, химиков и инженеров.

Таким образом, каждая страна мира должна продуманно планировать соответствующие исследования, уровень которых определяется уровнем общественного развития. Эффективность этих исследований зависит от развития связи между отдельными направлениями их с тем, чтобы прогресс, достигнутый на одном фронте работы, мог быть немедленно использован для облегчения работы на всех других фронтах. В настоящее время появляются признаки такого подхода к проблеме, и для того чтобы он получил всеобщее распространение, стоит затратить много времени и умственных усилий.

Е. С. HALLIDAY, магистр наук, доктор философии