Измененными компонентами атмосфера оказывает на организмы токсическое, мутагенное, канцерогенное и аллергенное действие, обусловливая у них ухудшение состояния здоровья, сокращая продолжительность жизни, снижая биологическую продуктивность, ухудшая наследственность, вызывая нарушение развития и гибель.
Изменения в компонентах атмосферы влияют на людей, вызывая у них различные заболевания, снижение работоспособности, нарушение нервной деятельности, ухудшение потомства (влияние мутагенов) и другие нарушения в их функциях. Кроме того эти изменения в атмосфере в некоторых случаях ухудшают технологию, ведут к сокращению срока службы сооружений, к дополнительным затратам на строительство очистных сооружений и ликвидацию последствий вредного влияния загрязнителей.
Необходимость решения проблемы обеспечения чистоты атмосферы, как и всей окружающей природной среды, обусловила определенные изменения в партийной, государственной и международной политике, вызвала возникновение нового фронта классовой борьбы в капиталистических государствах, потребовала развития науки об атмосфере и ее антропогенных изменениях, стимулировала прогресс техники в связи с созданием очистных сооружений, малоотходных и безотходных технологий.
Облачность (и туманы), усиливающаяся под воздействием аэрозольных загрязнений, оказывает на природу и общество влияние через уменьшение освещенности (снижение фотосинтеза) и сокращение светового дня (дополнительные затраты на электрическое освещение). При образовании антропогенных туманов усложняется работа воздушного транспорта. Уменьшение числа ясных дней отрицательно сказывается на самочувствии и даже здоровье людей (уменьшается доза ультрафиолетового облучения).
Осадки (снег, роса, дождь, град) в ХХ в. во все большей степени стали зависеть от антропогенных воздействий самого различного характера (изменения подстилающей поверхности, загрязнение атмосферы). Сейчас констатированы региональные изменения объема, места и времени осадков, но не исключено, что они уже перерастают в глобальные.
Известно, например, что увеличились осадки в зонах крупных водохранилищ, что в некоторых случаях мешает уборке. Обусловленное уменьшением площади северной части Каспия снижение величины осадков привело к некоторому иссушению местности, так же, как и в зоне Аральского моря, уровень которого непрерывно падает.
Ветер, как и осадки, подвергается антропогенному воздействию в местном и региональном масштабах. Усиливается он при вырубке лесов и при создании водохранилищ, ослабляется при создании лесополос и лесных массивов. Резко снижается скорость ветра в населенных пунктах. Путем специальных мер уже создавались ураганные ветры путем поджигания больших лесных массивов армией США во Вьетнаме, что нанесло большой вред людям. Усиливается ветер и при лесных пожарах, вызванных человеком. Подобных примеров много. Но еще не установлено влияние общества на глобальную циркуляцию атмосферы, хотя она уже, возможно, если учесть существенное воздействие на температуру воздуха во многих регионах через промышленность (выбросы тепла, загрязнение атмосферы углекислотой и др.). Влияние на природу и общество антропогенных изменений направления, силы и скорости воздушных потоков почти не изучено, хотя оно может быть значительным.
Задымление воздуха ведет к ухудшению микроклимата города:
увеличению числа туманных дней, уменьшению прозрачности атмосферы и обусловленному им снижению видимости, освещенности, ультрафиолетовой радиации.
Утром 26 октября 1948 г. густой туман—смог—окутал г. Донора (штат Пенсильвания, США). Из смеси тумана с дымом и копотью начала выпадать сажа, покрывшая дома, тротуары и мостовые черным покрывалом. Двое суток видимость была настолько плохой, что жители е трудом находили дорогу домой. Вскоре врачей стали осаждать кашляющие и задыхающиеся пациенты, жаловавшиеся на нехватку воздуха, насморк, резь в глазах, боль в горле и тошноту. В течение следующих четырех дней, пока не начался сильный дождь, заболело 5910 человек из 14 тыс. жителей города. Двадцать человек умерло. Погибло много собак, кошек и птиц.
Исследуя причины этой трагедии, метеорологи установили, что она вызвана температурной инверсией, которая препятствовала нормальной циркуляции воздуха. Обычно теплый воздух поднимается от земли в вышележащие холодные области, унося с собой значительную часть загрязняющих воздух продуктов человеческой деятельности. Изредка слой теплого воздуха образуется над холодным слоем вблизи от земли, возникает температурная инверсия, следствием которой является нарушение циркуляции воздуха. В результате ядовитые выделения, не имея выхода вверх, скапливаются непосредственно над землей.
Главный действующий компонент смога лондонского типа — сернистый газ в количестве 5—10 мг/м3 и выше.
В смоге лондонского типа практически не образуется каких- либо новых веществ.Его токсичность целиком определяется исходными загрязнителями, и возникает он при сжигании достаточно больших количеств топлива.
Особенно тяжелое положение сложилось в Лос-Анджелесе, где с 30-х годов в теплое время года, как правило летом и ранней осенью, стал появляться сухой туман с влажностью около 70% Этот туман называют фотохимическим смогом.
Фотохимический туман может возникать при более низких концентрациях загрязнителей, чем лондонский смог, и для него более характерна желто-зеленая или сизая сухая дымка, а не сплошной туман. При смоге появляется неприятный запах, резко ухудшается видимость. Погибают домашние животные, главным образом собаки и птицы. У людей фотохимический смог вызывает раздражение глаз, слизистых оболочек носа и горла, симптомы удушья, обострение легочных и различных хронических заболеваний. Смог оказывает вредное влияние и на растения, особенно на салатные культуры, бобы, свеклу, злаки, виноград, декоративные насаждения. Сначала наблюдается водное набухание листьев. Через некоторое время нижние поверхности листьев приобретают серебристый или бронзовый оттенки, а на верхних появляются пятнистость и белые налеты. Затем наступает быстрое увядание растения. Фотохимический туман вызывает коррозию материалов и элементов зданий, растрескивание красок, резиновых и синтетических изделий, порчу одежды. Из-за плохой видимости нарушается работа транспорта.
К факторам, оказывающим неблагоприятное влияние на организм человека, относятся также соединения свинца, содержащиеся в выхлопных газах автотранспорта. В атмосферном воздухе свинец содержится почти исключительно в виде неорганических соединений.
Количество свинца в крови человека возрастает с увеличением его содержания в воздухе. Последнее ведет к снижению активности ферментов, участвующих в насыщении крови кислородом, и, следовательно, к нарушению обменных процессов в организме.
Многие исследователи подчеркивают связь детской заболеваемости (в первую очередь органов дыхания) со степенью загрязнения атмосферного воздуха сернистым газом. В Англии была проанализирована заболеваемость большой группы детей (3866 человек) с момента их рождения до 15 лет. Оказалось, что значительные подъемы в частоте респираторных заболеваний, как правило, наблюдались в те дни, когда уровни среднегодовых концентраций сернистого газа и дыма превышали 0,13 мг/м3.
Японские исследователи показали, что бронхиальной астмой наиболее часто заболевают в районах со значительным загрязнением атмосферного воздуха сернистым газом, причем частота случаев астмы возрастает прямо пропорционально росту концентраций сернистого газа (Toyama, 1964).
Загрязнение атмосферного воздуха таит в себе не только угрозу здоровью людей, но и наносит большой экономический ущерб. Так, ядовитые вещества воздуха отравляют домашний скот во Флориде, обесцвечивают краску на стенах домов и корпусах автомашин в Линкольне (штат Мэн), под их влиянием гибнут сосны, растущие в 60 милях от Лос-Анджелеса, а также фруктовые сады в Техасе в Иллинойсе, шпинат на юге Калифорнии. За загрязнение воздуха американцы ежегодно расплачиваются миллиардами долларов.
Согласно оценкам Агентства по охране окружающей среды, экономические потери от смертности и заболеваний в связи с загрязнением воздушной среды в США составляют ежегодно 6 млрд. долларов. Эта цифра включает и ущерб от утраты трудоспособности, а также расходы на соответствующее медицинское обслуживание. Расчеты показывают, что сокращение загрязнения воздуха в городах США на 50% по сравнению с уровнем 1963 г. позволило бы уменьшить заболеваемость и получить экономию в размере 2,08 млрд. долларов. Ущерб, наносимый ежегодно экономике страны в результате коррозии и разрушения материалов, гибели растений и сокращения урожайности сельскохозяйственных культур, оценивается в 4,9 млрд. долларов.
Местные, региональные и глобальные изменения в атмосфере создают угрозу нормальному развитию человечества. Поэтому требуется организация энергичной борьбы за создание оптимальной для природы и общества атмосферы на основе всестороннего ее изучения в условиях все усиливающегося антропогенного воздействия. Сейчас стала необходимой охрана атмосферы не только в местном и региональном, но и в глобальном масштабе усилиями всех государств мира.
3. Воздействие загрязняющих веществ на организмы человека и животных.
Загрязняющие вещества в воздухе. Одними из самых распространенных и опасных загрязнений являются твердые сульфаты, образующиеся при сжигании топлива.