Загрязнение атмосферы выхлопными газами: влияние на человека и окружающую среду

Во второй половине 20 века во многих странах мира произошел резкий скачок развития автомобилестроения. Увеличение количества машин привело к усилению беспокойства как ученых, так и простых обывателей по поводу влияния продуктов сгорания топлива на здоровье человека и на экологию в целом.

Данная проблема загрязнения атмосферы выхлопными газами не потеряла своей актуальности. В их составе присутствует множество токсичных компонентов, поэтому выхлопные газы – одна из главных экологических проблем современности.

Что такое выхлопные газы?

Выхлопными газами автомобилей называют продукты переработки топлива, выбрасываемыми в атмосферу. Их состав и влияние на окружающую среду начали активно изучать еще в 60-е годы 20 века.

За последние десятилетия количество автомобилей на планете значительно увеличилось, а вредные выбросы, возникающие в процессе их работы стали серьезной проблемой. Особенно страдает от них экология крупных городов. Присутствие веществ, содержащихся в их составе, в мегаполисах превышает допустимые нормы и может привести к возникновению различных заболеваний.

Состав выхлопных газов

Состав выхлопных газов автомобилей зависит от качества используемого топлива и типа двигателя. Но отличия будут только в процентном составе тех или иных веществ. Выхлопы автомобилей состоят как из вполне безвредных веществ, так и из достаточно токсичных.

В большей части они состоят из таких газов, как азот, кислород, диоксид углерода и водяные пары. Эти вещества входят в состав атмосферного воздуха и не представляют никакой опасности для людей и окружающей среды. Объем каждой из вредных примесей в составе не превышает 1-2%, реже 5-10%. К опасным для здоровья можно отнести следующие компоненты:

• Оксид углерода.
• Альдегиды.
• Углеводороды.
• Диоксид серы.
• Сажа
• Бензапирен.

Монооксид углерода и углекислый газ

Эти вещества считаются опасными и наносящими серьезный ущерб экологии. В большинстве стран мира автомобили проходят проверку и сертификацию на соответствие международным нормам по их содержанию в составе выхлопных газов автомобилей.

Вред, наносимый этими примесями, зависит от их концентрации в воздухе. Так малое содержание (до 0,05%) углекислого газа может привести к возникновению головной боли и тошноты, а более высокое (0,5%) – вызывает удушье и смерть в течение 15 минут.

Причиной высокого содержания углекислого газа в воздухе является неполное сгорание топлива. Это чаще всего происходит при прогреве двигателя. Поэтому прогревать автомобиль рекомендуется в хорошо проветриваемом помещении или на свежем воздухе.

Также уменьшить количество указанных веществ в составе автомобильных выхлопов можно при помощи правильной настройки карбюратора, заменой старого воздушного фильтра или регулировкой впрыскивающих клапанов.

Углеводороды и органические масла

Остатки не прогоревших углеводородов и пары органических масел не представляют опасности для здоровья людей. Но под действием солнечных лучей они вступают в реакцию с другими компонентами воздуха и образуют токсичные соединения. Полученные вещества могут вызвать раздражение слизистых оболочек и дыхательных путей. Кроме того, одним из основных элементов смога являются углеводороды и их соединения.

Если следить за состоянием уплотнительных колец, а также настроить карбюратор и свечи зажигания таким образом, чтобы углеводороды в процессе работы двигателя прогорали полностью, то в результате будут выделятся безвредные вещества: углекислый газ и пары воды.

Формальдегид

В результате взаимодействия формальдегида, выделяемого автомобилями, с атмосферным азотом и рядом других компонентов воздуха образуются токсичные соединения. При их достаточной концентрации образуется туман, который может представлять опасность для человека.

Пыль и сажа

Мельчайшие твердые частицы, содержащиеся в выхлопных газах автомобилей, оседают на обочинах и различных объектах вдоль автомобильных трасс. При постоянном вдыхании подобной пыли и сажи возникает риск развития заболеваний дыхательной и сердечно-сосудистой системы. Из-за малых размеров частиц сажи, они легко попадают непосредственно в кровеносные сосуды и оказывают пагубное влияние на них изнутри.

Возможности полностью исключить данные вещества из состава выхлопных газов пока не существует. Единственной возможностью уменьшить их количество – это применение качественного топлива.

Бензпирен

Бензпирен (Бензапирен) относится к группе полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Данные мутагенные и канцерогенные вещества способны накапливаться в природных объектах, воде и почве. Бензипрен самый распространенный из ряда опасных веществ этой группы. Со временем он накапливается в организме человека и, при достижении определенной критической концентрации, оказывает необратимые воздействия на его здоровье.

Объем выхлопных газов

В среднем при сжигании одного литра топлива выделяется 16 тысяч литров выхлопных газов. Примерный объем газов, выделяемых каждым автомобилем можно вычислить, исходя из среднего расхода топлива на 100 км пробега, заявленного производителем машины. Для этого придется суммировать пройденное расстояние и считать общий объем заправленного топлива.

Выхлопы каждого автомобиля за 1 день или пройденный километр сосчитать просто невозможно. Также нельзя определить общий объем выхлопа большого количества машин, так как неизвестно сколько проезжает ежедневно или ежечасно каждая машина. Поэтому любые данные подобных исследований можно считать сильно усредненными или приближенными.

Влияние выхлопных газов на здоровье человека

Высокая концентрация вредных веществ, содержащихся в выхлопах автомобилей, в атмосфере представляет серьезную опасность для здоровья. Одним из самых быстродействующих и наиболее опасных компонентов автомобильных выхлопов является угарный газ. Он не имеет вкуса и запаха, а при высокой концентрации в замкнутом объеме вызывает тошноту, головокружение, удушье, обмороки и смерть.

Долгое время в качестве автомобильного топлива использовался этилированный бензин, в продуктах его сгорания присутствовал свинец. Этот опасный для человека элемент способен накапливаться в организме. Сейчас этот металл исключен из состава бензина, но за время применения этилированного бензина, свинец мог серьезно повлиять на здоровье жителей крупных городов.

При нагревании углеводородов под воздействием прямых солнечных лучей они окисляются и при вдыхании вызывают раздражение слизистых оболочек глаз и обострение хронических заболеваний дыхательной системы.

Сажа и бензипрен, накапливаясь в организме человека, способны вызвать появление опухолей, в том числе и недоброкачественных.

При классификации веществ, вырабатывающихся в процессе сгорания автомобильного топлива, по степени опасности для человека выделяют 6 основных групп:

1. Безопасные.
   К ним относятся азот и его соединения, водород и водяные пары, кислород, углекислый газ и другие элементы земной атмосферы.
2. Оксид углерода или угарный газ.
   Наиболее опасная составляющая отходящих газов, он способен вызвать отравление и привести к смерти от сильнейшего удушья.
3. Оксид и диоксид азота.
   Эти вещества считаются более опасными чем угарный газ, при длительном воздействии данных газов даже в небольшой концентрации можно заболеть астмой, получить отек легких или хронический бронхит, а также они способствуют развитию заболеваний пищеварительной, сердечно-сосудистой и нервной систем.
4. Углеводородные соединения.
   В эту группу входит множество органических соединений, большинство из которых ядовиты, вредны для сердечно-сосудистой системы или приводят к возникновению опухолей.
5. Альдегиды.
   Вызывают раздражение слизистых оболочек, приводят к заболеваниям дыхательных путей и убивают нервные клетки.
6. Сажа и мелкодисперсные элементы
   Кроме непосредственного влияния на дыхательные пути и кровеносные сосуды способны впитывать в себя вредные вещества и способствовать их накоплению в организме.

Лечение при отравлении

В случае отравления продуктами сгорания топлива следует срочно обратиться в больницу. Для снижения вреда выхлопных газов автомобилей для сердечно-сосудистой системы производят инъекции препаратов для нормализации ее работы.

При отравлении угарным газом проводят искусственную вентиляцию легких, детоксикацию.

Первая помощь при отравлении

При подобных отравлениях необходимо вывести пострадавшего на свежий воздух, расположить его в сидячем или полусидячем положении и срочно вызвать скорую помощь. До приезда медицинской бригады можно укрыть пострадавшего теплым одеялом и дать теплое питье.

Влияние выхлопных газов на окружающую среду

Выхлопы автомобилей влияют на городскую экологию следующим образом:

• Загрязнение воздуха, воды и почвы вредными веществами.
• Отравление растений, растущих вдоль дорог.
• Возникновение ядовитых кислотных осадков.
• Отрицательное влияние на сельскохозяйственные и кормовые культуры на полях рядом с дорогами.

Все перечисленные факторы тем или иным образом влияют и на здоровье местных жителей.

Как защититься от выхлопных газов?

Для защиты от вредного воздействия газов в местах большого скопления техники или в автомобильных пробках можно применить противогаз или респиратор. Но они редко имеются под рукой. Уменьшить воздействие автомобильных выхлопов можно при помощи самодельной повязки из шарфа или платка.

Для защиты квартиры , расположенной вблизи дороги или парковки, рекомендуется приобрести плотные стеклопакеты, чаще применять специальные приборы – очистители воздуха и как можно больше времени проводить за городом или в парках.

Влияние загрязнения атмосферы на здоровье человека и окружающую среду

Основные химические загрязнители атмосферы

Основные загрязнители атмосферы: классификация по агрегатному состоянию

Экологический класс транспортного средства: как узнать, таблица, по VIN

Антропогенное загрязнение атмосферы: виды, основные источники, последствия

Экологические проблемы использования тепловых двигателей

Механизм образования кислотных дождей: кислоты из серы и азота

Отрицательные последствия кислотных дождей

Источники химического загрязнения воздуха и его последствия

Как утилизировать автомобиль в 2021 году?

Экологические последствия загрязнения атмосферы

Основные загрязняющие вещества: перечень и их ПДК

Что делать при отравлении выхлопными газами

Воздух в мегаполисах активно загрязняют различные промышленные предприятия и автотранспорт. В среднем каждая машина за один день выбрасывает в атмосферу примерно 1 кг токсичных соединений. Некоторые из этих веществ сохраняются в окружающей среде до четырех лет. Вред от выхлопов автомобиля ощущают все жители крупных городов, не только водители авто, но и пешеходы. Выхлопной газ особенно опасен для детей, беременных женщин, пожилых людей.

Вред продуктов сгорания автомобильного топлива для окружающей среды сейчас активно обсуждается экологами во всем мире, но пока безопасного горючего не изобрели. Каждый сам должен заботиться о здоровье — своем и своих близких. Для этого нужно знать, какие симптомы возникают при отравлении выхлопными газами, какие болезни может спровоцировать их постоянное воздействие.

Состав выхлопных газов

Чтобы понять, как газы, образующиеся при сгорании бензина, влияют на окружающую среду и здоровье человека, рассмотрим их состав.

Состав выхлопных газов – это сочетание более 200 различных веществ, потенциально вредных для человеческого организма.

Наиболее вредные компоненты:

• Окись углерода, или угарный газ, СО. Выброс СО автомобилем в сутки составляет от 200 мг/м3 до 500 мг/м3. Угарный газ опасен своей способностью замещать кислород в эритроцитах, вследствие чего нарушается клеточное дыхание и развивается гипоксия тканей.
• Оксид азота – соединение, наиболее опасное для человека. На его долю в выхлопах автомобиля приходится до 90%. Попадая в воздух, газ преобразуется в диоксид азота (NO2). Затем он проникает в дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт, другие системы. Во влажной среде из этого вещества образуется азотная кислота (HNO3), которая разрушительно действует на организм.
• Сернистый ангидрид – бесцветный газ – вызывает раздражение, затем воспаление верхних дыхательных путей.
• Углеводородная смесь – опасные соединения с доказанной канцерогенной активностью.
• Свинец – тяжелый металл, обладающий канцерогенными свойствами. Попадая в организм, соли свинца накапливаются во внутренних органах.

Кроме этих веществ, в состав газов входят соли других тяжелых металлов, альдегиды, бензпирен, сажа.

Воздействие выхлопных газов на организм

Негативное влияние отработанных газов на здоровье человека проявляется иногда в острой форме, но чаще — постепенно. Вредные выбросы автомобиля воздействуют на всех городских жителей. Но наибольшему риску подвергаются те, чья профессиональная деятельность связана с обслуживанием, ремонтом транспорта и те, кто много времени проводит за рулем (более 3-4 часов в сутки).

Продукты сгорания топлива воздействуют сразу на несколько систем организма:

• дыхательную;
• сердечно-сосудистую;
• нервную;
• репродуктивную.

Автомобильные выхлопы обладают канцерогенным эффектом, проведенные исследования доказывают, что их длительное воздействие увеличивает риск развития злокачественных новообразований.

Наибольший вред выхлопные газы наносят дыхательной системе. Постоянное раздражение слизистых оболочек носо- и ротоглотки вызывает их хроническое воспаление. Попадание токсичных веществ в бронхи и легкие становится причиной развития бронхиальной астмы, бронхита, эмфиземы легких.

Сердечно-сосудистая система страдает из-за гипоксии и общего отравляющего действия газов. У человека может развиться одышка, стенокардия, хроническая сердечная недостаточность, тромбоэмболия. Увеличивается риск возникновения инфаркта миокарда.

Недостаток кислорода, влияние угарного газа и тяжелых металлов на нервную систему становятся причиной повышенной возбудимости, нарушений сна, мигрени. В дальнейшем это увеличивает риск инсульта, деменции.

Острое отравление

Выхлопные газы приносят вред здоровью не только в долгосрочной перспективе, но и в виде острой интоксикации. Так, отравление угарным газом может возникнуть при работе в закрытом помещении с работающей машиной, при длительном пребывании в пробке или даже просто от нахождения рядом с автомагистралью. Чаще всего острое отравление встречается у детей дошкольного, младшего школьного возраста, беременных женщин и лиц, страдающих заболеваниями дыхательной системы, сердца и сосудов.

Заподозрить острую интоксикацию можно, если появились:

• одышка;
• головная боль и головокружение;
• раздражительность, плаксивость, резкое чувство усталости, слабости;
• кашель;
• тошнота;
• тахикардия;
• потемнение в глазах;
• сонливость.

При легком отравлении автомобильными газами ощущается слабость, сонливость, головная боль, головокружение. Более тяжелая интоксикация проявляется нарушением сознания, побледнением кожных покровов, изменениями артериального давления и тахикардией.

Первая помощь

Первое, что нужно сделать при отравлении выхлопными газами, — это вывести пострадавшего на свежий воздух или увести подальше от места скопления автомобилей.

Затем его нужно уложить на горизонтальную поверхность, обязательно подложив что-то под голову и грудь, — это необходимо для облегчения дыхания. Допустимо и полусидячее положение, если человеку так легче.

При развитии обморочного состояния нужно постараться привести пострадавшего в чувство с помощью вдыхания паров нашатырного спирта.

При появлении симптомов начинающегося отека легких (нарастающей одышки и кашля) на все конечности пациента накладывают жгуты, чтобы замедлить поступление в легкие токсичных веществ, растворенных в крови.

Если вы подозреваете, что человек отравился не только выхлопными парами, но и парами бензина, алгоритм оказания первой помощи остается таким же.

Улучшить самочувствие пострадавшего поможет теплое одеяло, чай или любой другой горячий напиток.

Лечение интоксикации

Лечение отравления от выхлопных газов проводится в стационаре.

1. Инъекции Кордиамина, Строфантина и других препаратов, обеспечивающих нормальное функционирование сердечно-сосудистой системы
2. Очищение дыхательной системы – при необходимости применяют искусственную вентиляцию легких, дают пациенту дышать чистым кислородом.
3. Дезинтоксикационную терапию – для выведения отравляющих веществ из организма используют антидоты и мочегонные, внутривенное капельное введение глюкозы, физраствора.
4. Инъекции кортикостероидов (Преднизолона) помогают предотвратить развитие отека легких.

В зависимости от состояния больного применяют симптоматическое лечение. При необходимости проводятся гемосорбция, плазмаферез.

Последствия отравления

Последствия отравления газами делятся на ранние и поздние. В раннем восстановительном периоде высок риск развития отека легких, сердечной недостаточности или комы.

В последующем у больного могут развиться хронические заболевания дыхательной или пищеварительной системы, печеночная и почечная недостаточность, обострение имеющихся хронических заболеваний. Повышается риск развития заболеваний головного мозга и злокачественных новообразований.

До сих пор точный вред здоровью населения, наносимый автомобилями, не был полностью исследован и оценен. Но вред газов, образующихся при сгорании топлива, для здоровья человека очевиден: в крупных городах ежедневно регистрируются случаи смерти от отравления.

Чтобы уменьшить влияние автомобильных газов на окружающую среду и здоровье человека, предлагается:

• Уменьшить количество транспорта, использующего продукты нефтепереработки в качестве топлива. Альтернативные варианты топлива пока не стали популярными, но их использование может в несколько раз уменьшить влияние выхлопных газов на экологию и здоровье населения.
• Использование качественного топлива – чем чище бензин, тем меньше вредных веществ в выхлопах автомобиля.
• Применение нейтрализаторов отработанных газов. Оснастив таким устройством каждый личный автомобиль, можно снизить степень загрязнения атмосферы.

Индивидуальные меры защиты здоровья заключаются в соблюдении техники безопасности при работе в гараже с включенным автомобильным двигателем. Пешеходам следует выбирать маршруты передвижения в стороне от улиц с большим количеством автотранспорта.