Влияние сажи на здоровье человека
Действие сажи на организм человека: раздражающее; канцерогенное; воспалительное. Вдыхание сажи, содержащейся в отработанных газах, вызывает болезнетворные изменения в системе дыхательных органов человека — аллергию. Однако большая опасность связана со свойством сажи накапливать на поверхности своих частиц канцерогенный бензапирен.
Сажа (технический углерод) известна как надежный индикатор загрязнения воздуха продуктами горения. Однако лишь недавно было выяснено, что сажа также является одним из короткоживущих факторов воздействия на климат, внося свой вклад в разогревание земной атмосферы.
В настоящем докладе представлены результаты систематического обзора научных данных о влиянии сажи, находящейся в атмосферном воздухе, на здоровье человека. Эпидемиологические исследования дают достаточные доказательства статистической связи сердечно-сосудистой заболеваемости и смертности с воздействием сажи.
Из результатов токсикологических работ следует, что сажа может выступать в качестве универсального переносчика самых разнообразных химических агентов различной степени токсичности в организм человека. Хотя сажа, по-видимому, не является основным, непосредственно токсичным компонентом мелкодисперсных взвешенных частиц, сокращение уровней воздействия взвешенных частиц, содержащих сажу, должно снизить их негативное воздействие на здоровье, а также будет способствовать смягчению (митигации) процессов изменения климата.
Предлагаемый обзор представит особый интерес для специалистов в области гигиены окружающей среды, занимающихся вопросами оценки и сокращения неблагоприятных воздействий загрязнения воздуха на здоровье, а также может быть использован в качестве научной аргументации при разработке и внедрении стратегий митигации изменения климата.
Сажа: негативное влияние на здоровье человека
О пагубном воздействии выхлопных газов на организм человека, а точнее на легкие, сказано и написано немало. Особенно опасными являются следующие составляющие выхлопных газов: CO, CO2, NO, NO2. Благодаря последним исследованиям стало известно, что и обычная сажа также весьма опасна для человека и окружающей среды.
Давно замечено, что люди, проживающие неподалеку от автомобильных магистралей Екатеринбурга, чаще остальных страдают заболеваниями легких. Сегодня к этим недугам добавились еще и сердечно-сосудистые заболевания. Как оказалось, виной тому — выбрасываемая в атмосферу сажа.
По словам ученых, пагубное воздействие сажи объясняется следующим. Болезни сердечно-сосудистой системы возникают вследствие вдыхания частиц, содержащихся в выхлопных газах, что связано с наличием особых радикалов в двигателе.
Размер опасных частиц ничтожен — меньше микрона. В связи с этим при вдыхании они легко попадают в кровоток и могут оказывать прямое воздействие на сосуды.
Увы, человечество еще не придумало, как можно полностью избавиться от негативного влияния выхлопных газов и продуктов сгорания. Владельцы транспортных средств с дизельными двигателями могут оказать посильную помощь в снижении уровня загрязнения окружающей среды. Для этого можно предпринять, например, следующие меры — покупать дизельное топливо оптом, отличающееся высоким качеством.
Что такое Сажа?
Сажа — продукт неполного сгорания или термического разложения углеводородов (природных или промышленных газов, жидких продуктов нефтяного или каменноугольного происхождения) состоящий из сферических частиц чёрного цвета.
Сырьём для производства сажи служат природный газ, ацетилен, жидкие углеводороды, а также остатки от перегонки нефти и каменноугольные смолы, содержащие большое количество конденсированных ароматических соединений.
Сажа, образующаяся при горении в промышленных и бытовых печах, а также при работе двигателей внутреннего сгорания (дизелях), выбрасывается вместе с продуктами горения в атмосферу в виде вредных дымов.
Сажевые частицы не взаимодействуют с кислородом воздуха и поэтому удаляются только за счёт коагуляции ( увеличение, сгущение ) и осаждения на землю, которые идут очень медленно.
Сажа относятся к 3 классу опасности. Входит в категорию частиц опасных для лёгких, так как частицы менее 5 микрометров в диаметре не отфильтровываются в верхних дыхательных путях.
В целом проблема загрязнения воздуха городов мира взвешенными частицами диаметром менее 10 мкм, называемые обычно РМ-10, признана одной из важнейших и находится на постоянном контроле Всемирной Организации Здравоохранения.
Дым от дизельных двигателей, состоящий в основном из сажи, считается особенно опасным из-за того, что его частицы приводят к раку.
Исторически известна так называемая болезнь трубочистов — рак кожи. Это объясняется тем, что такой компонент сажи как 3,4-бензпирен является сильным канцерогеном.
Опасность и вред сажи для человека
Сажа образуется в результате работы двигателей автомобилей и грузовиков, воздушных судов, железнодорожных составов, лесных и торфяных пожаров, а также печей, в которых сжигают древесину или уголь.
Огромное количество сажи образуется при сжигании мусора в состав которого входят остатки строительных материалов, шины автомобилей, пластмасса и множество других неорганических компонентов.
Сажа является мощным канцерогеном и как дисперсионная пыль разносится ветрами на тысячи километров, и обладая во много раз более мощным негативным фактором, чем углекислый газ.
При вдыхании сажи ее частицы вызывают негативные изменения в системе дыхательных органов человека, ухудшаются течения хронических заболеваний, особенно заболеваний легких, например, хронического бронхита.
Появляются признаки ишемии (нарушения кровоснабжения сердца) при физической нагрузке у людей с заболеваниями сердца.
Сажа в воздухе опасна для беременных женщин, она может вызывать мутации органов, передающиеся детям.
К такому выводу пришли исследователи из канадского университета McMaster — биолог Джеймс Куинн (James Quinn) и его коллеги.
Сажа также негативно влияет на развитие маленьких детей.
Американские ученые из Гарвардского университета во главе с руководителем исследовательской группы Шакирой Франко Сулья определили влияние загрязненности атмосферы на коэффициент интеллекта.
Дети, живущие в городах с интенсивным автомобильным движением, то есть с высоким уровнем загрязнения воздуха, имеют IQ ниже, чем у детей, живущих в более экологически чистых населенных пунктах.
Как заявила Ш.Ф.Сулья, плохая экология вредит интеллекту подростка также, как если бы его мать выкуривала во время беременности по 10 сигарет ежедневно.
В исследовании приняли участие более 200 детей Бостона в возрасте 8-11 лет. Ученые установили соотношение между познавательной функцией ребенка и степенью загрязнения атмосферы сажей, попадающей в воздух с автомобильными выхлопами. Чем больше сажи вдыхает ребенок, тем хуже результаты его интеллектуальных тестов.
По результатам исследования, значительное содержание сажи в воздухе снижает IQ в среднем на 3-4 пункта.
Применение сажи
Сажа широко применяется во многих отраслях техники.
Более 90% всей производимой сажи потребляет резиновая и прежде всего шинная промышленность (введение сажи в резину значительно повышает её сопротивление разрыву и истиранию). В крупных масштабах сажа используется в производстве чёрных лаков и эмалей и чёрных печатных красок для полиграфии.
Сажа широко употребляется также как наполнитель для получения различных изделий из пластмасс, для изготовления копировальной бумаги, лент для пишущих машин, крема для обуви, грима, косметических красок и др.
В производстве сухих электрических элементов применяется так называемая ацетиленовая сажа (получается при термическом или взрывном разложении ацетилена); она отличается наиболее развитой вторичной структурой и высокой электропроводностью.
В технике для нагрева многих печей, в частности мартеновских принимаются специальные меры для повышения концентрации сажи в пламени, так как тепловое и световое излучение пламени обусловлено именно наличием в нём сажи.
Влияние сажи на организм человека
Сажа при попадании в организм человека вызывает негативные последствия в дыхательных органах. Если относительно крупные частицы сажи размером 2-10 мкм легко выводятся из организма, то мелкие размером 0,5-2 мкм задерживаются в легких, дыхательных путях, вызывают аллергию.
Как любая аэрозоль, сажа загрязняет воздух, ухудшает видимость на дорогах, но, самое главное, на ней адсорбируются тяжелые ароматические углеводороды, в том числе бенз(а)пирен.
Сернистый ангидрид SO2 ¾ бесцветный газ с острым запахом.
Раздражающее действие на верхние дыхательные пути объясняется поглощением SO2 влажной поверхностью слизистых оболочек и образованием в них кислот. Он нарушает белковый обмен и ферментативные процессы, вызывает раздражение глаз, кашель.
Свинец присутствует в отработавших газах в виде мельчайших частиц размером 1-4 мкм, которые длительное время сохраняются в атмосфере.
Попадание свинца в организм человека вызывает серьезные поражения органов пищеварения, центральной и периферийной нервной системы и другие тяжелые заболевания.
Главная опасность ¾ способность свинца накапливаться в организме человека, так как он практически не выводится.
В Приложении 6 к Инструкции о порядке исчисления и уплаты в бюджет налога за использование природных ресурсов (экологического налога) приведены объемы выбросов загрязняющих веществ при сжигании основных видов топлива (таблица 7.1).
Таблица 7.1 – Объемы выбросов загрязняющих веществ при сжигании основных видов топлива
| Наименование выбросов | Бензин неэтили-рованный на 1 т | Дизельное топливо (с содержанием серы 0,2%) на 1 т | Сжиженный газ на 1 т | Сжатый газ на 1000 куб. м | Дизельное топливо (с содержанием серы 0,035%) на 1 т | Дизельное топливо (с содержанием серы 0,005%) на 1 т |
| т | т | т | т | т | т | |
| Окись углерода | 0,440 | 0,125 | 0,440 | 0,220 | 0,125 | 0,125 |
| Углеводороды | 0,080 | 0,055 | 0,080 | 0,050 | 0,055 | 0,055 |
| Двуокись азота | 0,025 | 0,035 | 0,025 | 0,025 | 0,035 | 0,035 |
| Сажа | 0,0006 | 0,015 | ‑ | ‑ | 0,015 | 0,015 |
| Сернистый газ | 0,002 | 0,004 | ‑ | ‑ | 0,0007 | 0,0001 |
| Бенз(а)пирен | 0,23 г | 0,31 г | ‑ | ‑ | 0,31 г | 0,31 г |
