Оксиды азота
Согласно современным данным, N2O безвреден при непосредственном контакте с человеком и растениями. Более того, он широко используется в медицине при наркозе, а также для приготовления специальных газовых смесей для водолазов, работающих на больших глубинах. По современным данным, его вредное влияние на окружающую среду проявляется через разрушение озонного слоя стратосферы, защищающего человека и животный мир от жесткого УФ-излучения.
Влияние монооксида и диоксида азота приходится оценивать совместно, так как в атмосфере эти газы встречаются всегда вместе. Только вблизи от источника выбросов можно установить высокую концентрацию N0. Поэтому говорят, как правило, только об активности оксидов азота или NOx.
Монооксид азота
Он не раздражает дыхательные пути и поэтому человек может его не почувствовать. При вдыхании NO образует с гемоглобином нестойкое нитрозосоединение, которое быстро трансформируется в метгемоглобин, при этом Fe2+ переходит в Fe3+, не способный обратимо связывать O2 Концентрация метгемоглобина в крови 60-70 % считается летальной. Но такое предельное значение может быть достигнуто только в закрытом помещении.
По мере удаления от источника выброса все большее количество NO переходит в NO2, раздражающий слизистые оболочки. При концентрации 140 мкг/м3 диоксид азота ослабляет обоняние и ночное зрение — способность глаз адаптироваться к темноте. Зрительные и обонятельные ответы на воздействие диоксида азота можно назвать сенсорными эффектами.
Примерно треть добровольцев, участвовавших в эксперименте, ощущала присутствие NO при концентрации 230 мкг/м3.
Однако способность обнаруживать этот газ пропадала после 10 мин вдыхания. При этом люди сообщали о сухости и першении в горле. Эти ощущения исчезали при продолжительном воздействии газа в концентрации, в 15 раз превышающей порог обнаружения.
При контакте диоксида азота с влагой в организме образуются азотистая и азотная кислоты, которые разъедают стенки альвеол легких, подобно многим другим кислотам. При этом стенки альвеол и кровеносных капилляров становятся проницаемыми. Критические концентрации диоксида азота могут быть достигнуты в закрытых помещениях.
Оксиды азота должны рассматриваться как вещества, представляющие серьезную опасность здоровью детей [22]. При среднегодовой концентрации диоксида азота 30 мкг/м3 увеличивается число детей, у которых наблюдается учащенное дыхание, кашель, бронхиты. Респираторное заболевание у детей, проживающих в загрязненных районах, длится в 2-2,5 раза дольше, чем у детей, проживающих на относительно чистых территориях.
Были отмечены два функциональных эффекта, обусловленные диоксидом азота. Один из них связан с повышением усилий, затрачиваемых на дыхание; врачи называют это явление повышенным сопротивлением дыхательных путей. Эта реакция наблюдалась у здоровых людей при концентрации диоксида азота всего 56 мкг/м3. Люди с хроническими заболеваниями легких испытывали затрудненность в дыхании при концентрации 38 мкг/м3.
При концентрации NO2 в воздухе более 100 мкг/м3 увеличивается число респираторных заболеваний (катар верхних дыхательных путей, бронхит, крупозное воспаление легких); возможно, это связано с тем, что диоксид азота повышает восприимчивость людей к патогенным агентам, вызывающим эти заболевания. У людей с хроническими заболеваниями дыхательных путей, таких, как эмфизема легких и астма, подвергшихся воздействию NO2, повышается вероятность серьезных осложнении (на пример, воспаление легких). Имеются достоверные сведения о влиянии NO2 на продолжительность заболеваний. Согласно данным американских ученых, в городах с невысоким уровнем загрязнения при эпидемии гриппа среднее число заболеваний увеличивается на 20 %, а в городах с высоким уровнем — на 200 %.
У лиц, страдающих хроническими сердечно-сосудистыми и заболеваниями дыхательных путей, легче развиваются осложнения при кратковременных респираторных инфекциях; эти осложнения могут быть весьма опасными, например воспаление легких. Полагают, что около 10-15 % населения США страдают хроническими респираторными заболеваниями из-за повышенной концентрации в воздухе оксидов азота (100 мкг/м3 и более).
Во всех приведенных выше случаях принималось во внимание длительное воздействие загрязненного воздуха. Однако высокие пиковые концентрации являются порой биологически более опасными, чем длительное воздействие низких концентраций. Например, при часовом воздействии диоксида азота при концентрации, равной 400 мкг/м3, наблюдается влияние на наиболее чувствительных людей, таких, как астматики. У людей с хроническими болезнями легких снижается деятельность легких при воздействии кратковременных концентраций NO2 более 600 мкг/м3.
Озон
Его действие на организм подобно действию NO2: озон также вызывает отек легких. Кроме того, озон нарушает нормальное движение мерцательных волосков в бронхах, ответственных за выведение чужеродных веществ из бронхов, что увеличивает вероятность заболевания раком. При концентрации озона 200 мкг/м3 наблюдаются усталость, головная боль, резь в глазах и раздражение слизистых оболочек глаз, носа, горла; может возникнуть тяжелый отек легких. При более высоких концентрациях — кашель, головокружение, общая усталость, резкий упадок сердечной деятельности. Функции легких снижаются у школьников при концентрациях озона 160-300 мкг/м3. У астматиков увеличивается частота приступов при концентрациях 240-300 мкг/м3. Поэтому в городах, где существует опасность образования смога, концентрации озона 300-400 мкг/м3 следует считать особенно опасными.
Наряду с названными выше видами смога возможно возникновение промежуточных видов смога различного состава. Из приведенных данных следует, что смог может образоваться при соответствующих погодных условиях и при концентрациях оксидов азота и озона на уровне 60-70 мкг/м3.