Чем опасен воздух, которым мы дышим

По данным Всемирной организации здравоохранения, загрязнение воздуха приводит к сокращению продолжительности жизни, в связи с преждевременной смертью от сердечно-сосудистых, респираторных заболеваний и рака легких. Какие вещества мы ежесекундно вдыхаем вместе с кислородом, чем «деревенский» воздух может отличаться от «городского», и как обезопасить себя от вредного воздействия содержащихся в атмосфере веществ, рассказала эксперт проекта СибГМУ «Томская область – лаборатория здоровья» Ирина Одинцова.

Факты о дыхании

Дыхание — жизненно необходимый процесс постоянного обмена газами между организмом и окружающей его внешней средой. Почти все сложные реакции превращения веществ в организме идут с обязательным участием кислорода.

Когда мы дышим, воздух попадает в гортань, опускается по трахее. Она разветвляется на два основных бронха, через которые воздух поступает в легкие. В альвеолах кислород поступает в кровяной поток. Выделяется углекислый газ, который мы выдыхаем.

Органы дыхания выполняют еще две важные функции: участвуют в теплорегуляции и голосообразовании. При дыхании с поверхности легких испаряется вода, что ведет к охлаждению крови и всего организма. Легкие создают воздушные потоки при дыхании, а они приводят к колебаниям голосовых связок гортани.

Взрослый человек, находясь в состоянии покоя, совершает в среднем 14 дыхательных движений в минуту, однако частота дыхания может претерпевать значительные колебания (от 10 до 18 за минуту), новорожденный ребенок делает 1 вдох в секунду.
В состоянии покоя человек вдыхает и выдыхает от 300 до 600 мл воздуха.
Максимально глубокий вдох составляет около 2 000 мл воздуха.
При 16 дыхательных движений в минуту человек совершает за сутки более 23 тысяч дыхательных движений, так, через легкие проходит свыше 7 тысяч литров воздуха.

Что содержится в воздухе кроме кислорода

Чистый воздух – необходимое условие профилактики и лечения болезней, поддержания здорового образа и должного качества жизни. Он также стимулирует пластические процессы организма вследствие повышения усвоения питательных веществ, особенно белка, повышает тонус центральной нервной системы, улучшает настроение, способствует появлению ощущения бодрости, является средством закаливания.

Однако кроме составных частей атмосферы, в воздухе содержатся различные примеси природного происхождения и загрязнения.

Примеси, которые присутствуют в воздухе помимо его естественного химического состава, называются атмосферными загрязнениями.

В условиях современного крупного города загрязнения сосредоточены в основном в приземном слое высотой до 1-2 км, а в средних городах — в слое толщиной в сотни метров.

Загрязнения подразделяются на:

— механические (дым, копоть, пыль, распыленные жидкости). Они раздражают слизистую оболочку дыхательных путей и глаз, в результате развивается воспаления. Особенно вредна субмикроскопическая пыль и канцерогенные испарения асфальта, гудрона, при сжигании каменного угля, нефти;

— химические. Выбросы различных предприятий, вызывают острые и хронические заболевания, отравления и повышают роль общей заболеваемости. Около 60% всех химических загрязнений приходится на вредные выбросы от автотранспорта;

— биологические (споры грибков, бактерии и вирусы). Особенно вредны патогенные бактерии и вирусы. В холодный период года воздух менее загрязнен, а летом – более (связано с высыханием верхних слоев почвы и повышаемой t°).

Один автомобиль выбрасывает в воздушный бассейн более 200 химических соединений. Каждый автомобиль потребляет в год в среднем 2 тонны топлива и 30 тонн воздуха, а выбрасывает в атмосферу 700 кг оксида углерода, 230 кг несгоревших углеводородов, 40 кг оксида азота. В результате фотохимических реакций выхлопные газы автотранспорта образуют новые продукты — фотооксиданты: озон, органические перекиси, пероксиацилнитраты, свободные радикалы и др. При тихой, безветренной погоде и низком атмосферном давлении на оживленных автомобильных трассах объемная концентрация кислорода в воздухе нередко понижается до 15%.

Промышленные предприятия по степени наносимого вреда окружающей среде занимают второе место после транспорта. Они выбрасывают в атмосферу десятки тонн сажи, пыли, металлов и их соединений (меди, цинка, свинца, никеля, олова и др.). Помимо твердых частиц промышленность выбрасывает в воздух различные газы: оксиды углерода, азота, серы, сероводород, углеводороды, радиоактивные газы.

Наиболее часто в воздухе превышены и являются опасными концентрации следующих веществ:

Оксид углерода

Угарный газ присутствует в автомобильных выхлопах, дыме, водочном перегаре. Этот газ легко образует с гемоглобином крови прочное соединение карбоксигемоглобин, при котором молекулы гемоглобина лишаются возможности переносить кислород из легких в ткани. Возникает недостаток кислорода в крови и тканях, что отражается на работе головного мозга и других органов. Отравление угарным газом проявляется головной болью и тошнотой, может возникнуть рвота, судороги, потеря сознания, а при сильном отравлении – смерть от прекращения тканевого дыхания.

Оксид азота

Он вызывает хрипоту, одышку, сдавленность в груди и кашель. Точно воздействие оксида азота определить трудно, так как интенсивность воздействия меняется в зависимости от того, когда используются такие устройства.

Летучие Органические Соединения (ЛОС)

Летучие органические соединения появляются в воздухе при использовании химических веществ. Они могут вызвать самые разные заболевания — от легких раздражений до очень серьезных заболеваний, включая рак.

Воздействие формальдегида в 11 раз увеличивает риск возникновения хронического бронхита.

С увеличением концентрации формальдегида на 10 мг/м3 риск развития бронхиальной астмы у детей увеличивается на 17%. Считается, что под воздействием любых летучих органических соединений риск развития астмы увеличивается в 1,2 — 2,9 раза.

Воздействием летучих органических соединений объясняются также ослабление функции легких, ринорея и инфекции легких у младенцев и более старших детей.

Пыль

Сами по себе и в комбинации с другими загрязнителями представляют серьезную угрозу, а в виде аэрозолей частицы способны глубоко проникать и накапливаться в респираторном тракте человека. Они не имеют безопасного уровня воздействия, поэтому любые их концентрации в воздухе считаются вредными для здоровья. Содержащаяся в воздухе пыль опасна тем, что может механически травмировать стенки легочных пузырьков и воздухоносных путей, затруднять газообмен, вызывать аллергию. Могут на пылинках оседать микробы и вирусы, которые становятся причиной инфекционных заболеваний.

Пыль становится особенно опасной, когда на ее частицах адсорбируются токсические соединения.

Пыль, содержащая частички свинца, цинка, меди, кадмия, хрома, может вызвать химическое отравление.

Аллергены

Одним из самых распространенных заболеваний, связанных с качеством атмосферного воздуха, является поллиноз. Клинические проявления поллиноза имеют региональный характер и определяются экологическими условиями региона, разнообразием флоры, сроками цветения растений. Пыльцевая бронхиальная астма (БА) – одно из проявлений поллиноза, отличается более тяжелым и длительным течением заболевания, значительно влияет на качество жизни пациента, общую активность, профессиональную деятельность, социальную жизнь. Значительный вклад в этот процесс вносит загрязнение атмосферного воздуха. Наиболее неблагоприятные условия для жизни человека создает крупный промышленный город, в котором в атмосферный воздух выделяется большое количество оксидов углерода, азота и серы, аммиака, фенолов, углеводородов, различного дыма и многих других вредных веществ.

По данным эпидемиологических исследований, проведенных в Германии, Новой Зеландии, Польше и других странах, распространенность аллергических болезней органов дыхания среди жителей городов в 1,5 — 2 раза выше, чем в сельской местности.

При нарастании суммарного загрязнения атмосферного воздуха до средней интенсивности в 2 раза увеличивается распространенность аллергических болезней органов дыхания и кожи, заболеваемость респираторно-вирусными инфекциями, снижаются показатели функции дыхания у детей и подростков. Наиболее чувствительны к ухудшению качества атмосферного воздуха дети до 7 лет.

Как загрязнение воздуха может воздействовать на здоровье

Текущее состояние здоровья, возраст, объем легких, образ жизни и время, проведенное в загрязненной среде — являются факторами, от которых совместно взятых может зависеть то, как загрязняющие вещества будут воздействовать на общее состояние здоровья человека.

Острое воздействие загрязнения атмосферного воздуха проявляется только в особых ситуациях (например, при авариях на промышленных предприятиях или в случае токсических туманов) и является провоцирующим фактором обострения хронических сердечно-сосудистых, легочных (хроническая обструктивная болезнь легких), аллергических (бронхиальная астма) заболеваний и повышения общей заболеваемости и смертности от хронических болезней.

Число обращений в скорую медицинскую помощь и число госпитализаций со случаями астмы и сердечных заболеваний, таких как инфаркт миокарда, возрастают в дни с более высокими уровнями загрязнения. Увеличение случаев смерти от этих проблем в дни с более высоким уровнем загрязнения окружающей среды.

Длительное действие загрязненного воздуха на человека может вызывать воспаление глаз, носа, горла, снижение легочной функции, увеличение чувствительности к респираторным инфекциям.

Воздействие загрязненного воздуха в течение жизни может обусловить целый ряд негативных эффектов у взрослых и детей, приводящих к таким долгосрочным проблемам как, астма, хронический бронхит и сердечные заболевания.

По оценкам ВОЗ, в 2016 году около 58% случаев преждевременной смерти, связанной с загрязнением атмосферного воздуха, произошли в результате ишемической болезни сердца и инсульта, 18% — в результате хронической обструктивной болезни легких или острых инфекций нижних дыхательных путей и 6% — в результате рака легких.

Согласно данным ВОЗ – чем ниже уровни загрязнения воздуха, тем лучше сердечно-сосудистое и респираторное здоровье населения как в длительной, так и в краткосрочной перспективе.

С присоединением Казахстана к «Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния» республика получила возможность участвовать в планировании мероприятий по сокращению выбросов вредных веществ, решать проблемы охраны воздушного бассейна на международном уровне и вести обмен текущей информацией по ряду научно-технических вопросов. В рамках протоколов этой Конвенции чрезвычайно важно иметь представление об оценке уровня загрязнения атмосферного воздуха в республике оксидами серы, азота, углерода и о мероприятиях, способствующих снижению загрязнения.

На территории Республики Казахстан загрязнителями воздуха являются более 3,5 тыс. промышленных предприятий, расположенных в 80 городах, характеризуемых 1-5 классами санитарной вредности.

По данным РГП «Казгидромет», в Казахстане значительное влияние на загрязненность воздуха имеют: промышленное производство, загруженность автодорог городским транспортом и низкая проветриваемость населенных пунктов.

Общая оценка загрязнения атмосферного воздуха за 1 квартал 2019 года

По расчетам СИ и НП, за 1 квартал 2019 года к классу очень высокого уровня загрязнения отнесены (СИ – более 10, НП – более 50%): гг. Нур-Султан, Алматы, Актобе, Караганда, Темиртау, Усть-Каменогорск;

Высоким уровнем загрязнения (СИ – 5-10, НП – 20-49%) характеризуются: гг. Атырау, Балхаш, Атбасар, Жезказган, Риддер и п.Глубокое.

К повышенному уровню загрязнения (СИ – 2-4, НП – 1-19%) относятся: гг. Кокшетау, Талдыкорган, Актау, Семей, Костанай, Петропавловск, Сарань, Тараз, Каратау, Шу, Шымкент, Кентау, Туркестан, Павлодар, и п.Кордай;

Низким уровнем загрязнения (СИ – 0-1, НП – 0%) характеризуются: гг. Уральск, Аксай, Экибастуз, Аксу, Кызылорда, Кульсары, Степногорск, Жанаозен, Рудный, Жанатас, Алтай, п.Акай, п.Торетам, п.Январцево, п.Карабалык, п.Бейнеу, СКФМ «Боровое» и Щучинско-Боровская курортная зона.

Для оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха за квартал используются два показателя качества воздуха:

– стандартный индекс (СИ) – наибольшая измеренная в городе максимальная разовая концентрация любого загрязняющего вещества, деленная на ПДК.

– наибольшая повторяемость; (НП), %, превышения ПДК – наибольшая повторяемость превышения ПДК любым загрязняющим веществом в воздухе города.

Сведения о случаях высокого загрязнения и экстремально высокого загрязнения атмосферного воздуха

Республики Казахстан за 1 квартал 2019 года

Велось оперативное уведомление Комитета экологического регулирования и контроля Министерства энергетики РК для принятия необходимых мер.

Было зафиксировано 189 случаев высокого загрязнения (ВЗ) и 2 случая экстремально высокое загрязнения (ЭВЗ) атмосферного воздуха, из них: в городе Нур-Султан — 4 случая ВЗ, в городе Актобе- 2 случая ВЗ, в городе Атырау – 72 случая ВЗ и 2 случая ЭВЗ (по данным постов компаний NCOC, АНПЗ), в городе Караганда – 56 случаев ВЗ, в городе Темиртау – 54 случая ВЗ, в городе Усть-Каменогорск — 1 случай ВЗ.

Так или иначе, население, проживающее в городах и территориально-промышленных комплексах с высоким индустриальным развитием, преимущественно тяжелой, химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, чаще поражается онкологическими заболеваниями, чем в городах, специализирующихся на легкой и пищевой промышленности. Вдыхание канцерогенов является одной из причин развития рака респираторных органов, среди которых лидирующие позиции занимает рак легких.

Среди специфических загрязнителей в атмосфере городов важное место занимают тяжелые металлы, относящиеся к первому и второму классу опасности, согласно оценке экспертов Международного агентства по изучению рака. Попадая в организм человека, они могут накапливаться, что приводит к хронической интоксикации с последующим канцерогенным или другим отдаленным действием. Так, соединения никеля являются пульмонотропными канцерогенами; загрязнение воздушного бассейна хромом может стать причиной роста заболеваемости раком легких, кожи, лимфатической и кроветворной тканей; кадмием — опухолями легких и предстательной железы.

Выхлопные газы содержат около 200 химических компонентов, среди них такие токсичные соединения, как продукты неполного сгорания жидкого топлива (оксид углерода, сажа, углеводороды), оксиды азота, полициклические ароматические углеводороды, в том числе БП. С выхлопными газами в воздушную среду города ежегодно выбрасывается до 260 тыс. тонн свинца. По данным испанских ученых, в Европе ежегодно от заболеваний, вызванных выхлопными газами, умирают 225 тыс. человек.

Английские эксперты подсчитали, что выхлопные газы ежегодно убивают больше людей, чем их гибнет в автомобильных авариях.

Как обезопасить себя от воздействия вредных внешних факторов, находящихся в воздухе

Всегда дышите через нос, чтобы воздух, перед тем как попасть в нижние отделы дыхательной системы успел согреться до оптимальной температуры, увлажниться и профильтроваться от крупных частиц и микроорганизмов.
В дни, когда воздух кажется вам особенно грязным, не стесняйтесь носить маску.При этом выбирайте не обычную хирургическую, что защищает только от микробов, которые могут попасть в слюну, а маску-респиратор, плотно прилегающую к лицу и фильтрующую вдыхаемый воздух.
Регулярно поласкайте горло.Возьмите за правило полоскать горло каждый раз, когда приходите домой. Пусть это будет для вас так же естественно, вымыть руки. Такая практика поможет не только удалить из горла осевшие частички из грязного воздуха, но и станет хорошей профилактикой простудных заболеваний. Полоскать можно обычно чистой водой или слабым раствором соды или настойки календулы. Наберите небольшое количество воды в рот и прополощите горло в течение 10–15 секунд. Повторите процедуру два-три раза.
Заведите комнатные растения.Комнатные растения — это не просто декоративные украшения, они также могут повысить влажность воздуха, очистить его от вредных веществ и улучшить микроклимат в комнате. Ученые рекомендуют иметь по одному большому растению на каждые 10 квадратных метров. Прекрасно подойдут: драцена, герань, плющ, мирт, фикус и любые цитрусовые. Обратите внимание на алоэ — это растение активно поглощает формальдегид.
Бросьте курить и избегайте пассивного курения. Курение является одной из главных причин развития рака легких, хронической обструктивной болезни легких, пневмонии, хронического бронхита. В то же время при отказе от курения уже через полгода-год объем легких увеличивается на 10%, исчезает кашель и другие проблемы (обратимые) связанные с дыханием.
Избегайте аллергенов и вредных для дыхательной системы веществ. Регулярно делайте влажные уборки, откажитесь от пуховых подушек и одеял, будьте осторожны с чистящими средствами, внимательно относитесь к выбору места работы, особенно если ваша профессия связана с вредными производствами.
Укрепляйте иммунитет.Полезно чаще гулять на свежем воздухе, выбираться за город, находиться на природе. Ведите здоровый образ жизни, занимайтесь фитнесом, контролируйте свое здоровье.
Контролируйте свой вес. Если у вас избыточный вес, постарайтесь похудеть, но медленно, следуя здоровой диете. Даже сбросив всего 10% от вашего веса, вы почувствуете облегчение дыхания, избавитесь от одышки. Питайтесь правильно. Следите за тем, чтобы ваш рацион был сбалансированным, включал все необходимые микроэлементы и витамины. Особенно обратите внимание на присутствие в рационе таких полезных элементов, как витамины С и Е, бета-каротин, флавоноиды, магний, селен и омега-3 жирные кислоты.
Регулярно осуществляйте медицинский контроль.Заболевания дыхательной системы относятся к болезням, которые нуждаются в регулярном медицинском контроле, включающем в себя и мониторинг состояния органов дыхания (флюорография), и профилактические меры (прививки). В обязательный перечень медицинского контроля дыхательной системы входят следующие мероприятия: осмотр врача-терапевта 1 раз в год, флюорография — 1 раз в год.