Атмосфера

Атмосфера және денсаулық

Бірінші атмосфера ауасының ластануынандамыған докуметтелген трагедиялық жағдай XIX –ң соңына,Holland-қа қатысты. Авторлардың айтуы бойынша 1887 мен 1892 жылдар аралығында Лондандағы смог дамуы нәтижесінде тұрғындардың сырқаттануы байқалды.Неліктен бұндай трагедия болды? Атмосфераға жылу, газ , аэрозоль, шаң және басқа ластаушылары заттардың бөлінуі бұрынан белгілі.Бірақ бұл заттар экожүйеге шашырап қайта өңделеді.Қазіргі кездегі адамның еңбегі мен техниканың дамуы нәтижесінде атмосфераға экожүйенің қайта өңдеуге қабілеті жетпейтін жаңа және саны жағынан көп ластаушы заттар бөліне бастады.

Атмосфераға көмірқышқыл газының  жоғарылауы нәтижесінде, оның температурасы көтеріледі. Көміртегінің қос тотығы ұзын толқынды инфрақызыл радиациясын жақсы сіңіреді.

Қысқа толқынды күн сәулесі жерге жетіп, ұзын толқынды инфрақызыл сәулесіне немесе жылу толқынына айналады. Ал көміртектің қос тотығы жарты жылуды өзіне сіңіріп жерге қайтарады. Осындай атмосферадағы жылудың ұсталып қалуы пәрнекті деп аталады.  Бұл эффектісіз жер температурасы 33˚С төмен болмас еді. Бірақ өндіріс революциясының басталысынмен, атмосферада булы газдың мөлшері жоғарлады.  1990 жылдағы жарты жылдық өсу көрсеткіші 0,25 % -0,4 % аралығында ауытқыды.Осының нәтижесінде ХХІ ғасыр аралығындағы әрбір он жыл сайын температураның 0,3градусқа жоғарлауы нәтижесінен мәңгілік мұздықтар еріп, дүниежүзілік мұхитттардың өз деңгейінен 0,25 метрге жоғарлайтына болжам бар.

Дегенмен ауа - райының жылуының басты себебіне адамның іс - әрекеті нәтижесіндегі СО концентрациясының атмосфераға көптеп бөлінуі жатады.Жапония метерологиялық қауымдастығы өз жұмысында, 1880 – 1990 жылдар арлығындағы жерүсті ауа температурасын және ондағы СО2 концентрациясы мен тұнбасыны жүйелі түрде бақылап көрсетті. Зерттеулердің нәтижесінде орта есеппен алғанда жердегі СО2 тұнбасы жүз жыл ішінде өзгермей, керісінше солтүстік жасты шарда 2,3 %ға Жапонияда 5,1%- ға төмендеуі, оңтүстік жарты шарда 2,2 % жоғарлауы байқалды.

Көміртегі деоксидінің  атмосфераға бөлінуі батыс Европаға қарағанда солтүстік Америкада 2,5 есе, ал дүниежүзімен салыстырғанда 5 есе жоғары. Бірақ дамушы мемлекеттерде СО2 концентрациясының бөлінуі мысалы, Индияда айтарлықтай жоғары.Әлемдік энергия қолдану жиілігінің жоғарлауы туралы болжамға сәйкес 2015 жылы СО2 бөлінуі 9400 млн т /жылына, ал дамушы мемлекеттерде 5400 млн т жетеді.

Климат проблемаларын  шешуге арналған мемлекетаралық эксперттер тобы булы газдың бөлінген мөлшерін анықтау үшін ,әрбір мемлекет атмосфераға бөлетін заттардың мөлшерін білу керектігін айтты. Экспеттер тобының зерттеуі бойынша 1985-2100жылдар аралығында ауаға бөлінетін булы газдардың концентрациясы 300 млрд – қа жетеді. (яғни жылына 2,6млрд.). Сондықтан мемлекетаралық келісім бойынша ауаға СО2 аз мөлшерде бөлу ұсынылды. Осы проблемаларға ерекше көңіл бөліп, атмосферадаға бос  СО2 – ні байланыстырып алатын технологиялар өндіретін мемлекеттердің біріне Жапонияны жатқызуға болады. Бұл технологияларды 2 үлкен классқа бөлуге болады: 1. СО2 утилизациясы; 2. утилизацияланған СО2 ні сақтау және қолдану. Утилизациялаудың кең қолданылатын әдістеріне химиялық абсобция, биотехнологиялық әдістер мен перделік сепарация жатады.СО2ні мұхит тереңдігінде сақтау,АҚШ зерттеушілерінің ойынша утилизациясының ең қолайлы тәсілі. Сонымен қатар химиялық абсобция әдісін тәжірбиеде кең қолданады. Оттегі-көміртегі қос тотығы айналымының екінші жартысында атмосферадағы оттегінің мөлшері азайып қалуы мүмкін бе деген сұраққа жауап тұрақты, атмосферадағы О2- ң мөлшері соңғы 100 жыл ішінде тұрақты. Негізгі қиыншылықты атмосферадағы  О2 азаюы емес, ал жер атмосферасының құрамындағы зиянды газдар мен шаңдардың жиналып қалуын туындатады.  Зиянды газдардың біріне көмірсутегі , азот оксиді, және күкірт жатады. Осы газдардың ең маңызды бөліну көзіне көлік, кәсіпорындар мен жанармай жағатын электростанциялары жатады. Барлық осы газдар атмосфераға адам өндірісіне қарағанда көп мөлшертде табиғи жолмен бөлінеді.Бірақ адам өндірісі нәтижесінде бөлінген газдар қала мен өндіріс орындарында шоғырланып,сол жерде әсері жақсы байқлады.Азот тотығының және көмірсулардың  қауыптілігі,күн сәулесі арқылы басқа заттармен бірігіп зияндылығы жоғары болатын заттарды түзе алу қабілетінде.Азоттың қос тотығы атмосфераға ең маңызды азот құрамды ластаушы зат.Ол ультрокүлгін сәулесінің әсерінен азот тотығын және атомарный кислород түзеді.Содан кейін атомарлы кислород ауа құрамындағы оттегімен әрекеттесіп озон түзеді.Озон өз кезегінде азот тотығымен қосылып азоттың қос тотығын және оттегіні береді.Азоттың қос тотығынан,күн сәулесінің қатысуымен,бөлінген атомарды кислород көмісулар қатарымен байланысып,екінші ретті зиянды заттар қатарын түзеді.(формальдигид,альдигид,пероксилацетилды нитрат).Осы зиянды заттардың бірігуі нәтижесінде фотохимиялық смог түзіледі.

1930жылы Мезде температураның инверсиясы нәтижесінде жақында орналасқан металургиялық,химиялық және өндіріс мекемелерінен атмосфера ауасына бөлін затардың концентрациясы жоғарлады.Бірнеше жүздеген тұрғындар респирациялық ауруларға шалдықты.Тағы 62адам(әсіресе жүрек және өкпе ауруларымен ауыратын қарттар)жан тапсырды.Осыдан кейінгі жүргізілген анализ бойынша өкпенің зақымдалуына күкүрттің қос тотығы және күкүрт қышқылы себепкер болғаны дәлелденді.

Осыған ұқсас жағдай 1948 жылы 21-31 қазанда Донорда (Пенсильвани  штаты,АҚШ)болды.Қыырық күн аралығында тұғындардың 40% ауырып.10%жөтел,бас ауруы,құсу,көз,мұрын,тамақтың қышуы байқалады.20 адам жан тапсырды,көбінесе аурудың үшінші күні.Бұл жағдай атмосфера құрамындағы күкірт диоксидінің қоспасына байланысты болғаны анықталды.

Лондон қаласында 1952 жылы 5-9 желтоқсанда ауа температурасының күрт төмендеуі нәтижесінде,тұрғын үйлерді жылыту мақсатында,көмір көп мөлшерде жұмсалды,осыдан бөлінген ластаушы заттар өндірістік орындардан бөлінетін ластаушы затармен бірігіп, күкүртдиоксидінің (3830мкг/м3)және өлшенген заттардың (4460 мкг/м3) түзілу нәтижесінде ақ смогтың қараюына әкеледі.5күн ішінде 5000 адам,соның ішінде жүрек және өкпе ауруларымен ауыратын қарттар жан тапсырды.Бронхит ауруы он есе,пневмания бес есе,респераторлық аурулар алты есе,жүрек аурулары үш есе жоғарлады.Жедел жәрдем мекемесіндегі науқастар жататын орындардың мұқтаждығы екі есе артып,тек қана ауаның тазалануынан екі үш жұма өткеннен кейін өз қалпына келді.Дәл осындай оқыға Лондон қаласында 1956,1957,1959 және 1962  жылдары қайталанып, 1000,750,250 және700 адам қайтыс болды.

Көптеген эпидемиялогиялық зерттеулер нәтижесі,өлім мен ауа  құрамындағы өлшенген заттар арасындағы байланысты байқауға болады. Жедел  және созылмалы респирациялық аурулармен ауыратын егде тартқан науқастар  атмосфераның өлшенген бөлшектермен ластануына өте сезімтал болатыны күмәнсіз.Дәл осындай өлім мен атмосфера ластаушы затар арасындағы байланыс географиялық және климаттық белгілермен ерекшеленетін қалаларда байқалады.

АҚШ-тыосферадағы ң кейбір қалаларында, атмосферадағы SO2,SO3,өлшенген заттардың және күкүртті қоспалардың жоғарлауы,жүрек тамыр жүйесінің және өкпе ауруының дамуына жиі себепкер болады.

Атмосфераның ластанған  ауасын дамыған мемлекеттердегі  автокөліктерге қарағанда,тропигтегі фермерлік шаруашылық ластайда.Бразилия,Бернео немесе Орталық Африкадағы смог,Лондандағы смогқа қарағанда қауіпті.СО-ны бөлінуі оңтүстік жарты шарда,солтүстік жарты шарға қарағанда жоғары.Ауаға бөлінген заттардың басты көзі-жағылған биомасса.С(млрд.т.)жылдағы бөліндісіне мыналар жатады:егістікті кеңейту үшін орман туралы мағлұмат-0,2-0,7;саванналар жануы 0,3-0,6;орман жануы0,3-0,6;ауыл шаруашылық қалдықтарының жануы0,5-0,8.Жанғаннан кейінгі маңызды өнімдерге СО,СО3,NH4 жәнеNOX,ал қаыптісіне O3 жатады.Құрғақшылық күндері Бразилияда О3концентрациясы90сағ|млдр дейін жетеді.(Европада бұл көрсеткіш астанта тұрғындарына қауіп төндірер еді)Әртүрлі органикалық материалдардың жануы нәтижесінде пайда болған смог бөлшектерінің мутагенді әсері зерттелді(поливинилхлоридтың,полиэтиленның,полиэтилентерефталаттың,полистеринның).Зерттелетің заттардың мутагенділігі құрамындағы динитропиринның және тағы басқа изомерлердің бар болуымен дәләлденді.Жиналған деректер,қалыпты жаағдайдағы,экстрополяция репрезенттілігі бар болуы нәтижесінде талдануда.Мысалы,тайвань қалалардың атмосфера жағдайы.

Украина ғалымдары,шартты таза қалаларда,металлургиялық өндіріс орындары мен химиялық өндіріс орындары шоғырланған қала атмосферасындағы зиянды ластаушы заттардың мутагенді әсері бар екені дәлелденді.|Металлургиялық» қалалардағы атмосфера ауасының сынамасын алған кезде метаболиттік белсенділігінің болуы мен болмауына байланысты, орташа күшпен бағалады.Бірінші бес «химиялық» қалалардағы атмосфера ауасының сынамасы «орташа» мутагенді күшке ие болды,ал қалған қалалардағы атмосфера ауасының сынамасы «әлсіз» мутагенді күш көрсетті.

Жер қабатына жақын орналасқан озон-ластаушы әсер көрсетсе,атмосфераның жоғарғы қабатында орналасқан озон қабаттары артық ультрокүлгін сәлесінен сақтаушы қызметін атқаратынын ескерен жөн.Фреон-аэрозольды бумаларды толтыратын газ және ол белгілі жағдайлардың нәтижесінде атмосфераның жоғарғы қабатына өтеді. Сонымен қатар, стратосфера құрамындағы азот тотығы ұшақтардың ұшуы кезінде озон қабатын зақымдап, күннің ультракүлгін сәулесі жерге кедергісіз өтеді.

1995 жылы озон қабатын антропогенді  әсерлерден сақтау жөніндегі  конвенцияның қабылдануына он  жыл болды. Бұл конвенсия бойынша  хлорфторкөміртегінің қолданылуы  біртіндеп азаюына келісім жасалды.  Хлорфторкөміртегінің 15 түрінен екеуі  ғана қолданыста. Бірақ қалған екеуі де арадан қолданыстан шығуы кезінде. Негізгі алмастырушыларына хлорфторкөмірсутегі (40 түрі) және бромфторкөміртегі (34 түрі) жатады.

Атмосферадағы О₃-тің 85-90% антропогенді іс әрекеттердің нәтижесінде жинақталады. Атмосферадағы О₃ конценрациясына ауа температурасы, желдің күші және бағыты, топографиялық ерекшеліктер және т.б. әсер етеді. Атмосферадағы О₃ концентрациясының жоғарлауы тек қана дамыған мемлекеттерде ғана емес, сонымен қатар ауылды жерлерде байқалады. Автокөліктердің жүруі азайса да атмосферадағы О₃ концентрациясы төмендеуі кей жағдайларда ғана байқалады. О₃-тің 360 мкг/м³ концентрациясынан төмен болуы тұрғындар денсаулығына зиянды әсері жоқ деп саналады. Атмосферадағы озон концентрациясы 400-500 млрд./сағ болған кезде, екі сағат аралығында алынған мұрын қуысының шайындысынан белок, қабыну медиаторлары анықталды. Осыған ұқсас эффект бронх демікпесімен ауыратын науқастарда озон концентрациясы 120-140 млрд/сағ болған кезде байқалады. Озон әсерінен демікпе мен алларгиялық ренит ауруымен ауыратын науқастар және әйелдер сезімтал болады.

Ауаны ластаушы заттар тағам өнімдеріне де әсер етеді. Озон әсіресе қызанақ, бұршақ тұқымдасына және картоп өсімдіктеріне  ерекше зиянды. Күкірттің қос тотығының  әсеріне бидай мен бұршаққа сезімтал, ал оның әсеріне тұрақтылықты картоп, жүгері, пияз көрсетеді. Ауан ластаушы заттарға өсімдіктердің сезімталдығы жоғары болуынан, қаладан радиусы 100 мильде орналасқан ауыл шаруашылық өсімдіктері өспейді.

Тамақтану тізбегіне белгілі бір  жағдайлар арқылы түсетін зиянды заттардың біріне қорғасын жатады. Қорғасынның биосфераға түсетін негізгі көзіне – қорғасын – алкильді қосындылары бар автокөлік жанармайлары жатады. Металл еріткіш мекемелер мен ауыл шаруашылықтары да атмосфераға бөлінген қорғасынның негізгі көзін құрайды. Кейде қорғасын жерге атмосфералық тұнба мен шаң-тозаңдар арқылы түсіп топырақ пен өсімдіктерді зақымдайды. Сонымен қатар қорғасынның бактерия байланысытырушы қасиеті бар екені белгілі. Өсімдіктер мен жануарлардағы қорғасынның жоғарғы концентрациясы жол маңындағы аймақтарда байқалады. Атмосферадағы қорғасынның ұзақ және тұрақты сақталуына, осы ауамен тыныс алатын адам қанында кездеседі. Қорғасын адам денсаулығына қауіпті болғандықтан, оның қосындыларын жанармайдың құрамынан алып отыруға тырысады.

Ерекше көңіл бөлетін ластаушы заттардың біріне күкірт жатады. Атмосфераға жылына 147 млн. тонна күкірттің қос тотығы бөлінеді (жағылған көмірдің 70% жуығы). Атмосфераға түскен газ тәрізді күкірттің қос тотығы сумен қосылып күкірт қышқылын түзеді. Милионның бірнеше бөлікшелік концентрациясы тыныс алу жолын тітіркендіреді. Сонымен қатар күкірттің қос тотығы тұманды күндері ұсақ және қатты денешіктерге шөгеді де өкпеге терең сіңіп сезімтал ұлпаны зақымдануы мүмкін. Лас ауаның нәтижесінде пайда болған зардаптарды көбінесе жоғары концентрациялы күкірт тотығы тудырады. Атмосфераға күкірттің бөлінуі кейбір аймақтарда қышқылды жауынның себепкері болады.

Медицина ғалымдары мен дәрігерлер демікпе ауруының жиілеуіне ерекше көңіл бөледі. Демікпе ауруының жиілігі мен ауа құрамындағы SO_2, көмірсутегі мен автокөліктерден бөлінген газдар арасындағы байланыстың бар болуы анықтады. Көптеген ғалымдардың ойынша ауаның ластануы тұрғындар арасындағы нағыз аллергиялық эпидемияны туғызады.

Демікпеге қарсы ұлттық комитеттің деректері бойынша Ұлыбританияда бұл аурумен 3 млн адам ауырады және 25 жыл сайын оның саны екі еселеніп отырады. Аллергиялық аурулар (демікпе, полиноз, дерматит және тағамдық аллергия) тұрғындардың 20%на таралған.

Ластанған ауаның зиянды әсеріне көбінесе балалар мен жас өспірімдер шалдығады. Атмосфера ауасын ластайтын заттардың әсерінен аллергиямен ауыратын балалардың жасушалық және гуморальдық иммунитеті тежеледі.

Техногендік ластаушылар мектепке дейінгі жастағы балалардың қан  биохимиясын өзгертеді. Бұл ағзаның  интоксикациялануының белгісі. Глутатитон мен гамма-глутамил трансфераза деңгейі атмосфераға мекемелерден бөлінген зиянды заттардың бала организміне әсерін көрсетеді. Атмосфера ауасын өнеркәсіптерден бөлінген күкірт құрамды заттармен ластануы нәтижесінде барлық жастағы бала организмінде бой мен салмақ арасындағы тепе-теңдік бұзылып, дисгормония қалыптасады. Атмосфера ауасы Ni, Cr және Se ластанған аймақтарда балалар ауруы күрт жоғарлаған (тыныс алу, жүрек қан тамыр, орталық жүйке жүйелерімен бүйрек аурулары).

Экологиялық факторлар кейбір иммунды  жүйенің тармақтарына әсер етіп, созылмалы  патологиялық процестердің дамуына  қолайлы жағдай жасайды. Әсіресе құлақ, тамақ және мұрын мүшелерінде.

Интенсивті аэрогенді жүктемесі  бар аймақтарда тұратын 12-13 жастағы  қыздардың 96,1%-да қалқанша безінің гиперплазиясы анықталды. Организмге темір мен бром қосылыстары әсер ететін, коллоидорганикалық заттарды синтездейтін аймақтардағы 14-15 жастағы қыздардың қалқанша безінің гиперплазиясы 85,7-90,8% дейін жетті.  Аэрогенді ластану бар аймақтарда қыздардың етеккір айналымының бұзылыстары байқалады.

Ауаның ластануы әйелдерді жоғары дәрежелі перинотальды қауіпке әкеледі (түсікке қауіпі бар жүктілік токсикозы). Бұндай әйелдердің көбінде туа біткен аномалиясы бар толық жетілмеген балалар туады. Ластанған аймақтарда туған балалардың өмірінің бірінші жылында обструктивті бронхит пен перинотальды энцефалопатия дамиды.

Медицина ғалымдарының зерттеулері  бойынша смоктың қатты денешіктері потенциялды концероген болып табылады.Атмосфера ауасының ластанған аймақтарында тоқ және тік ішек рагінің дамуы ауасы таза аймақтармен салыстырғанда жиі кездеседі.

Қазіргі кезде ластанған қоршаған ортаның адамға қауіпсіз ПДК менПДУ  деңгейі анықталды.Ауа ластануының табалдырық деңгейі 1,2-1,5 ПДК/ПДУ бұл деңгейден жоғары болса организмде иммунологиялық,биохимиялық,физиологиялық параметрлердің өзгерістері анық байқалады.Жедел ағымды аурулар-ластану деңгейі қалыпты жағдайдан екі-үш есе жоғары аймақтарда байқалады,ал ластану деңгейі төрт есе жоғары болған аймақтарда созылмалы патологиялық аурулар дамиды.Гигиеналық нормадан алты есе жоғары болған аймақтарда созылмалы патологиялық аурулардың саны көбееді.

Атмосфера құрамындағы зиянды заттардың  адам ағзасына қаупін төмендету үшін және ауа құрамының тазалануы үшін комплекстік іс-шаралар ұйымдастырылуы керек және ол екі шартқа негізделуі қажет:ауаны ластаушы заттардың бөлінуін азайту және қолданыстағы техниканы азайту.