МОСКВА, 16 сен — РИА Новости. Международный день охраны озонового слоя, тонкого "щита", защищающего все живое на Земле от губительного ультрафиолетового излучения Солнца, отмечается в понедельник, 16 сентября — в этот день в 1987 году был подписан знаменитый Монреальский протокол.

В нормальных условиях озон, или O3, — бледно-голубой газ, который по мере охлаждения превращается в темно-синюю жидкость, а затем и в иссиня-черные кристаллы. Всего на озон в атмосфере планеты приходится около 0,6 части на миллион по объему: это значит, например, что в каждом кубометре атмосферы всего 0,6 кубического сантиметра озона. Для сравнения, углекислого газа в атмосфере уже около 400 частей на миллион — то есть больше двух стаканов на тот же кубометр воздуха.

На самом деле, такую небольшую концентрацию озона можно назвать благом для Земли: этот газ, который на высоте 15-30 километров образует спасительный озоновый слой, в непосредственной близости от человека куда менее "благороден". Озон по российской классификации относится к веществам наивысшего, первого класса опасности — это очень сильный окислитель, который крайне токсичен для человека.

Разобраться в разных свойствах непростого озона РИА Новости помогал старший научный сотрудник лаборатории катализа и газовой электрохимии химического факультета МГУ имени Ломоносова Вадим Самойлович.

Озоновый щит

"Это достаточно хорошо изученный газ, практически все изучено — всего никогда не бывает, но основное все (известно)… У озона много всяких применений. Но и не забывайте, что, вообще говоря, жизнь возникла благодаря озоновому слою — это, наверное, главный момент", — говорит Самойлович.

В стратосфере озон образуется из кислорода в результате фотохимических реакций — такие реакции начинаются под воздействием солнечного излучения. Там концентрация озона уже выше — около 8 миллилитров на кубический метр. Разрушается газ при "встрече" с некоторыми соединениями, например, атомарным хлором и бромом — именно эти вещества входят в состав опасных хлорфторуглеродов, более известных как фреоны. До появления Монреальского протокола они использовались, в частности, в холодильной промышленности и как пропелленты в газовых баллончиках.

В 2012 году, когда Монреальский протокол отмечал 25-летие, эксперты Программы ООН по окружающей среде (UNEP) назвали защиту озонового слоя одной из всего четырех ключевых экологических проблем, в решении которой человечеству удалось добиться значительных успехов. Тогда же в UNEP отмечали, что содержание озона в стратосфере перестало снижаться с 1998 года, и, по прогнозам ученых, к 2050-2075 годам может вернуться к уровням, фиксировавшимся до 1980 года.

Озоновый смог

В 30 километрах от поверхности Земли озон "ведет себя" хорошо, но в тропосфере, приземном слое, он оказывается опасным загрязнителем. По данным UNEP, концентрация тропосферного озона в Северном полушарии за последние 100 лет выросла почти втрое, что к тому же делает его третьим по значимости "антропогенным" парниковым газом.

Здесь озон тоже не выбрасывается в атмосферу, а образуется под действием солнечного излучения в воздухе, который уже загрязнен "предшественниками" озона — оксидами азота, летучими углеводородами и некоторыми другими соединениями. В городах, где озон является одним из основных компонентов смога, в его появлении косвенно "виноваты" главным образом выбросы автотранспорта.

Страдают от приземного озона не только люди и климат. По оценкам специалистов UNEP, снижение концентрации тропосферного озона может помочь сохранить около 25 миллионов тонн риса, пшеницы, сои и кукурузы, которые ежегодно теряются из-за этого токсичного для растений газа.

Именно из-за того, что приземный озон уже совсем не так полезен, специалисты метеослужб и экологического мониторинга постоянно ведут наблюдение за его концентрациями в воздухе крупных городов, в том числе и Москвы.

Озон полезный

"Одно из очень интересных свойств озона — бактерицидное. Он по бактерицидности практически первый среди всех таких веществ, хлора, перекиси марганца, окиси хлора", — отмечает Вадим Самойлович.

Та же экстремальная природа озона, делающая его очень сильным окислителем, объясняет сферы применения этого газа. Озон используется для стерилизации и дезинфекции помещений, одежды, инструментов и, конечно, очистки воды — как питьевой, так и промышленной и даже сточной.

Кроме того, подчеркивает эксперт, озон во многих странах используется как заменитель хлора в установках для отбеливания целлюлозы.

"Хлор (при реакции) с органикой дает соответственно хлорорганику, которая гораздо более ядовитая, чем просто хлор. По большому счету, избежать этого (появления ядовитых отходов — ред.) можно либо резко уменьшив концентрацию хлора, либо просто устранив его. Один из вариантов — замена хлора на озон", — объяснил Самойлович.

Озонировать можно и воздух, и это тоже дает интересные результаты — так, по словам Самойловича, в Иванове специалисты ВНИИ охраны труда и их коллеги провели целую серию исследований, в ходе которых "в прядильных цехах в обычные воздуховоды вентиляции добавляли некоторое количество озона". В результате, распространенность респираторных заболеваний уменьшалась, а производительность труда, напротив, росла. Озонирование воздуха на складах пищевой продукции может повышать ее сохранность, и такие опыты в других странах тоже есть.

Озон токсичный

Подвох с использованием озона все тот же — его токсичность. В России предельно допустимая концентрация (ПДК) по озону в атмосферном воздухе составляет 0,16 миллиграмма на кубический метр, а в воздухе рабочей зоны — 0,1 миллиграмма. Поэтому, отмечает Самойлович, то же озонирование требует постоянного мониторинга, что сильно усложняет дело.

"Это все-таки техника достаточно сложная. Вылить ведро какого-нибудь там бактерицида — это проще гораздо, вылил и все, а тут следить надо, какая-то подготовка должна быть", — говорит ученый.

Озон вредит организму человека медленно, но серьезно — при длительном нахождении в загрязненном озоном воздухе возрастает риск сердечно-сосудистых заболеваний и болезней дыхательных путей. Вступая в реакцию с холестерином, он образует нерастворимые соединения, что приводит к развитию атеросклероза.

"При концентрациях выше предельно допустимых могут возникать головная боль, раздражение слизистых, кашель, головокружение, общая усталость, упадок сердечной деятельности. Токсичный приземной озон приводит к появлению или обострению болезней органов дыхания, в группе риска находятся дети, пожилые люди, астматики", — отмечается на сайте Центральной аэрологической обсерватории (ЦАО) Росгидромета.

Озон взрывоопасный

Озон вредно не только вдыхать — спички тоже стоит спрятать подальше, потому что этот газ весьма взрывоопасен. Традиционно "порогом" опасной концентрации газообразного озона считается 300-350 миллилитров на литр воздуха, хотя некоторые ученые работают и с более высокими уровнями, говорит Самойлович. А вот жидкий озон — та самая синяя жидкость, темнеющая по мере охлаждения — взрывается самопроизвольно.

Именно это мешает использовать жидкий озон как окислитель в ракетном топливе — такие идеи появились вскоре после начала космической эры.

"Наша лаборатория в университете возникла как раз на такой идее. У каждого топлива ракетного есть своя теплотворная способность в реакции, то есть сколько тепла выделяется, когда оно сгорает, и отсюда насколько мощной будет ракета. Так вот, известно, что самый мощный вариант — жидкий водород смешивать с жидким озоном… Но есть один минус. Жидкий озон взрывается, причем взрывается спонтанно, то есть без каких-либо видимых причин", — говорит представитель МГУ.

По его словам, и советские, и американские лаборатории потратили "огромное количество сил и времени на то, чтобы сделать это каким-то безопасным (делом) — выяснилось, что сделать это невозможно". Самойлович вспоминает, что однажды коллегам из США удалось получить особо чистый озон, который "вроде бы" не взрывался, "уже все били в литавры", но затем взорвался весь завод, и работы были прекращены.

"У нас были случаи, когда, скажем, колба с жидким озоном стоит, стоит, жидкий азот подливают туда, а потом — то ли азот там выкипел, то ли что — приходишь, а там половины установки нет, все разнесло в пыль. Отчего он взорвался — кто его знает", — отмечает ученый.

Озон является аллотропной формой кислорода с химической формулой О3. При нормальных температуре и давлении он представляет собой газ голубого цвета с характерным запахом (по-гречески озон - пахнущий). При температуре кипения равной -111,9°С озон превращается в жидкость темно-синего цвета, а при температуре плавления -192,5°С озон кристаллизуется в темно-фиолетовые игольчатые кристаллы. Основное технологическое применение озона связано с его исключительными окислительными свойствами. По своим окислительным возможностям озон стоит за фтором, гидроксильным радикалом и атомарным кислородом, опережая такие широко известные вещества как хлор, перекись водорода. При разложении озона образуется атомарный кислород, окислительные свойства которого еще более значительные. Благодаря этому, озон в настоящее время находит все более широкое применение при подготовке питьевой воды, очистке сточных вод, обработке воды в плавательных бассейнах, очистке отходящих газов, в сельском хозяйстве.

Гигиенические нормы и правила работы с озоном

По параметрам острой токсичности озон относится к 1 классу опасности. Согласно ГОСТ 12.1.007-76 предельно допустимая концентрация (ПДК) озона в воздухе рабочей зоны - 0,1 мг/м3, максимальная разовая ПДК озона в атмосферном воздухе - 0,16 мг/м3, средняя суточная ПДК озона в атмосферном воздухе - 0,03 мг/м3. При вдыхании высоких концентраций озона (9 мг/м3) и выше может появиться кашель, раздражение глаз, головная боль, головокружение и загрудинные боли. Возможно появление бронхоспазма и даже начальных стадий отека легких (при многочасовом воздействии высоких концентраций).

К счастью, характерный запах озона органолептически начинает ощущаться уже при концентрациях 0,004-0,015 мг/м3, т.е. существенно ниже гигиенического норматива. Поэтому в аварийной ситуации персонал, работающий с озоном, может без вреда для здоровья отключить установку, включить вентиляцию и покинуть помещение до полного его проветривания. При правильной организации технологического цикла озоновой дезинфекции кулера может быть достигнута достаточно высокая степень использования озона. Можно ожидать, что количество непрореагировавшего озона не будет превышать 25% от производительности генератора озона.

Однако, учитывая вышесказанное, пренебрегать этой величиной недопустимо. Так, при работе озонатора с производительностью 0,5 г/час в течение 10 минут и эффективности использования озона 75% количество озона, поступившего в атмосферу, составит около 20 мг.

Таким образом, для помещений объемом менее 100 м3 средняя концентрация озона составит более 0,2 мг/м3, что превышает значение максимальной разовой ПДК озона в атмосферном воздухе. Технология применения озона должна быть организована таким образом, чтобы остаточный озон не поступал в помещение, а конвертировался в кислород в так называемом деструкторе озона - необходимом элементе любой установки озонирования. Деструктор представляет собой стакан, заполненный специальным катализатором разложения озона. Проходя через слой катализатора, озон практически мгновенно превращается в кислород. Деструктор озона может быть установлен на горловину кулера, через которую газ выходит в атмосферу.

Польза и вред

На фоне угроз для здоровья от озоновых дыр, которые лишают нас защиты от опасного избыточного ультрафиолета Солнца, совсем невинно выглядит влияние другого озона, находящегося в приземном воздухе, которым мы дышим. Все обращают внимание на дым, выбросы промышленных загрязнений в атмосферу, выхлопы автомобилей, но мало кто знает, как влияет приземный озон на состояние человека.

Из специальной справочной литературы: «Токсичность озона проявляется на практике, прежде всего, в результате контакта с ним в газовой среде, т.е. во вдыхаемом воздухе. Ввиду высокой химической активности, для проявления токсического действия требуется минимум концентрации. В этом плане озон является почти идеальным боевым отравляющим веществом, и, видимо, только по причине технических трудностей его получения он не оказался первым в истории применения химического оружия в период Первой Мировой войны. К счастью, с точки зрения военных, у озона есть крупный недостаток запах».

Конечно, сразу отметим, что повышенный уровень приземного озона бывает лишь при определенных метеоусловиях, а именно - в солнечную жаркую погоду.

Осознание опасности приземного озона, условий его возникновения и путей защиты давно стало предметом заботы общественности и правительств промышленно-развитых стран. Резкий рост числа автомобилей в Москве и других городах уже привел к превышению допустимых концентраций приземного озона в несколько раз.

Приземный озон очень коварен. Существует международный термин «доиндустриальный озон», концентрация которого в приземной атмосфере в доиндустриальную эпоху составляла 10-20 мкг/м3. При таких концентрациях озона жили наши бабушки и дедушки.

Развитие промышленности и особенно автотранспорта привело к значительному увеличению концентрации озона в приземной атмосфере. Индустриально развитые страны столкнулись с этой бедой несколько десятилетий назад, а Россия - в конце девяностых годов прошлого века. Приземный озон американцы называют «плохим» озоном, в отличие от «хорошего» - стратосферного.

Чем мы дышим?

В приземном слое атмосферы озон образуется в результате фотохимических реакций, в которых участвуют оксиды азота, летучие углеводороды (выхлопы автотранспорта и промышленные выбросы) и ряд других веществ. Эти компоненты называются предшественниками озона. Они могут под действием ветра распространяться на сотни километров. Когда уровень солнечной радиации у поверхности земли мал (пасмурная погода, дождливые и холодные осень, зима), фотохимические реакции в приземной атмосфере отсутствуют или протекают очень вяло. В пасмурную и холодную погоду озона в воздухе, которым мы дышим, нет даже при достаточном количестве его предшественников (или его содержание совсем незначительно).

Стоит увеличиться солнечной радиации, особенно при наступлении безветреной жаркой погоды, - и воздух в городе и за городом становится более ядовитым. Все химические реакции «любят» тепло, а фотохимическое образование озона - это химическая реакция, и в теплой атмосфере она протекает более интенсивно. В жаркое лето 2002 г. в традиционном курортном месте дальнего Подмосковья в отдельные дни мы фиксировали уровни озона, превышающие 300 мкг/м3! Что означают эти цифры?

В таблице классификации веществ по степени опасности озон - вещество высшего класса опасности (чрезвычайно опасное вещество). По степени токсичности он превосходит синильную кислоту и хлор, которые являются боевыми отравляющими веществами. Следует отметить, что у хлора класс опасности 2, а у озона - 1. Всемирная организация здравохранения (ВОЗ) отнесла озон к веществам безпорогового действия, т.е. любые концентрации этого газа как сильнейшего канцерогена в воздухе опасны для здоровья человека.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) озона в России составляют для жилых зон - 30 мкг/м3 (среднее значение за сутки) и 160 мкг/м3 (среднее за 30 мин и не более 1 % повторяемости в год); для промышленных зон - не более 100 мкг/м3. В странах Европейского союза принят стандарт 110 мкг/м3 за 8 ч светлого времени.

Летом 2002 г. уровни озона в московском регионе превышали все известные ПДК и аналогичные показатели на сети измерительных станций во всех странах Европы.

Влияние на здоровье

В чем состоит главная опасность озона для здоровья человека при поступлении его в организм через органы дыхания?

А вот информация с американского правительственного экологического сайта. Ученые изучили эффекты воздействия озона на здоровье людей и к настоящему времени установили следующее:

• озон вызывает раздражение органов дыхания, кашель, тяжесть в груди; эти эффекты могут длиться несколько часов и переходить в болезненную фазу;
• уменьшает легочную функцию;
• способствует развитию астмы и увеличивает количество приступов этого заболевания;
• вызывает аллергию к наиболее распространенным веществам - пыли, тараканам, пыльце, домашним животным;
• повреждает ткань легкого; если воздействие озона повторяется, то это приводит к изменениям в ткани легкого и может повлечь за собой длительные проблемы со здоровьем;
• усугубляет бронхит и эмфизему легких;
• значительно понижает иммунитет к любой инфекции.

Особенно чувствительны к озону четыре группы (группы риска) людей при их активном образе жизни на открытом воздухе:

1) дети. Активные дети имеют очень высокий риск отрицательного влияния озона. При глубоком дыхании озон проникает в области легких, наиболее чувствительные к действию озона;

2) взрослые, ведущие активный образ жизни на открытом воздухе. Люди с болезнями органов дыхания могут пострадать от маленьких концентраций озона;

3) люди с необычной чувствительностью к озону. Ученые не могут объяснить, почему некоторые здоровые люди более чувствительны к озону. Они испытывают более сильное отрицательное воздействие озона, чем все другие люди;

4) пожилые люди и люди с сердечными болезнями. Они подвергаются более высокому риску от воздействия озона, чем другие.

Специалисты считают, что озон отрицательно влияет на здоровье даже в том случае, если человек не чувствует никаких признаков его воздействия.

Лучшие способы защиты здоровья при повышенных концентрациях озона в атмосфере вашего района проживания таковы: избегать или ограничивать время нахождения на открытом воздухе; не двигаться активно; не выпускать детей на открытый воздух и т. д.

В 2005 г. ряд европейских государств подписал Протокол об ограничении выбросов загрязняющих веществ. При подписании Протокола европейские эксперты подсчитали, что при сокращении выбросов предшественников озона (оксидов азота и летучих углеводородов) примерно на 40 % количество дней с чрезмерным содержанием озона уменьшится вдвое.

Результаты анализа, проведенного в ходе переговоров о заключении Протокола, показали, что предполагаемая выгода от его реализации (улучшение состояния здоровья населения, повышение урожайности в сельском хозяйстве, ограничение

ущерба для строений и памятников и т. д.) значительно превышает стоимость прогнозируемых расходов на претворение в жизнь этого соглашения - на обеспечение контроля уровня выбросов, а также на меры по повышению уровня энергоэффективности.

Мифы

Эксперимент по одновременному измерению содержания озона двумя одинаковыми газоанализаторами в Москве и в курортном районе дальнего Подмосковья показал, что в летнее время концентрации озона в городском воздухе были меньше, чем в атмосфере курортной зоны.

Столь парадоксальный факт удалось объяснить с помощью модели образования озона в пригородах мегаполисов, которую разработали зарубежные ученые. В соответствии с этой моделью с подветренной стороны мегаполиса концентрации озона начинают расти с расстояния примерно 20 км от города и достигают максимальных значений на удалении 50-60 км от города. В городе постоянно действуют мощные источники оксидов азота. Эти газы вступают в реакцию с озоном и нейтрализуют его, а за городом, в «чистом» месте таких мощных источников нет, и избыток озона остается в воздухе.

Эти реакции циклические и определяют фотохимическое равновесие в атмосфере. Таким образом, за городом фотохимическое равновесие склоняется в сторону высоких значений озона, а в городской атмосфере - более низких.

Это не значит, что в городе атмосфера безопаснее. За последние годы атмосфера Москвы превратилась в химический реактор, производящий очень ядовитые соединения. В присутствии двуокиси азота - а этого газа в городской атмосфере всегда много - озон становится в 20 раз токсичнее. Москвичи, спасаясь на дачах от летней жары, не представляют себе, какой опасности они подвергают свое здоровье. Единственное спасение для москвичей -холодное, пасмурное и дождливое лето.

Следует сказать несколько слов еще об одном мифе. Есть расхожее мнение о том, что после грозы пахнет озоном, поэтому практически все наши граждане считают, что чем больше озона в воздухе, тем полезнее для здоровья, и дышать при этом следует глубже. Между тем многолетние измерения концентраций озона в курортных зонах и городах всегда показывают одну картину - после грозы и ливня в приземной атмосфере озон исчезает.

Способы борьбы

Как борются с ядовитым озоном в США и странах Европейского союза? В Европе (не говоря уже о США) насчитывается более 10 тыс. станций контроля за предшественниками озона и за самим озоном. Информация об уровнях озона в атмосфере, получаемая на сети этих станций, доводится до населения. На основе этой информации формируется политика управления в области охраны окружающей среды. И политика эта весьма успешна.

В США и Европе удалось добиться ежегодного снижения концентрации озона в атмосфере. Регулярное оповещение населения значительно снижает риск отрицательного воздействия озона на здоровье людей.

В России нет ни одной станции контроля озона и его предшественников, которая могла бы выполнять аналогичные функции в полном объеме. У нас разработана и выпускается хорошая аналитическая техника, способная решать все проблемы с контролем озона, есть специалисты, знающие, как решить эту проблему. Но чтобы серьезно заниматься

этим направлением, нужны воля и понимание на федеральном уровне.

Заключение

В России появилось огромное количество всевозможных «очистителей» воздуха. Несколько лет назад сотрудница профсоюзной газеты «Солидарность» купила и использовала строго по инструкции самый маломощный «очиститель» воздуха и отравилась... озоном. Через несколько дней у нее почернел язык и появилась масса других симптомов отравления озоном. Стоит обратить особое внимание на продающиеся «очистители» воздуха для автомобилей. Такие приборы подключаются к бортовой сети и вырабатывают опасные для здоровья концентрации озона. При отравлении этим газом у человека может значительно снизиться способность к концентрации внимания.

Вырабатывают озон и копировальные аппараты, лазерные принтеры. При работе в помещениях с такими приборами необходимо соблюдать технику безопасности.

Экологические проблемы все острее стоят перед современным человечеством. Особенно серьезным вопросом является качество воздуха, который загрязняют выхлопные газы и выбросы промышленных предприятий. Чтобы встретить врага во всеоружии, следует ознакомиться с ПДК вредных веществ в воздухе.

ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе

Что же такое ПДК ? ПДК – это предельно допустимая концентрация химических элементов и их соединений в воздухе, которая не вызывает негативных последствий у живых организмов. Нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ утверждаются в законодательном порядке и контролируются санитарно-эпидемиологическими службами (в России – Роспотребнадзором) при помощи токсикологических исследований. ПДК каждого опасного для здоровья вещества входит в ГОСТы, соблюдение которых является обязательным. В случае нарушения норм ПДК каким-либо предприятием на него налагают штраф или вовсе закрывают. Предельно допустимая концентрация устанавливается для людей, которые наиболее подвержены влиянию химикатов (детей, пожилых людей, людей с заболеваниями дыхательной системы и т.д.). Величина ПДК для воздуха измеряется в мг/м3, также предельно допустимая концентрация существует для воды, почвы и продуктов питания.

ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе бывает разная:

• ПДК МР – максимальная разовая концентрация вещества. Она не должна влиять на живые организмы в течение 20–30 минут.
• ПДК СС – среднесуточная концентрация. Эта ПДК не должна оказывать отрицательного воздействия на живые организмы в течение неопределенно долгого времени.

Классы опасности веществ

По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности. Для каждого класса опасности установлена своя ПДК. Выделяют следующие классы опасности веществ в атмосферном воздухе:

1. вещества чрезвычайно опасные (ПДК менее 0,1 мг/м3);
2. вещества высокоопасные (ПДК 0,1–1 мг/м3);
3. вещества умеренно опасные (ПДК 1,1–10 мг/м3);
4. вещества малоопасные (ПДК более 10 мг/м3).

Также существует классификация вредных веществ по эффекту воздействия на живой организм. При этом некоторые вещества относятся сразу к нескольким классам:

• Общетоксические – вещества, вызывающие отравление организма в целом. При их воздействии наблюдаются судороги, расстройства нервной системы, паралич.
• Раздражающие – вещества, поражающие кожу, слизистую оболочку дыхательных путей, легких, глаз, носоглотки. Длительное воздействие приводит к нарушениям дыхания, интоксикации и летальному исходу.
• Сенсибилизаторы – химикаты, вызывающие аллергическую реакцию.
• Канцерогены – одна из самых опасных групп веществ, провоцирующая возникновение онкологических заболеваний.
• Мутагены – вещества, изменяющие генотип человека. Они снижают сопротивляемость организма к заболеваниям, вызывают раннее старение и могут сказаться на здоровье потомства.
• Влияющие на репродуктивное здоровье – вещества, вызывающие отклонения в развитии у потомства (необязательно в первом поколении).

Ниже приведена таблица ПДК некоторых вредных веществ в атмосферном воздухе, установленной в Российской Федерации:

Оксид углерода (СО)

Еще одно название оксида углерода, угарный газ, знакомо нам с малых лет. Он часто встречается в быту – например, СО выделяется из-за неисправностей газовых колонок и кухонных плит. Для отравления этим газом нужна совсем небольшая его концентрация. У оксида углерода нет цвета и запаха, что делает его еще опаснее. Интоксикация происходит стремительно, человек может потерять сознание в считанные секунды. Несмотря на то, что класс опасности оксида углерода – четвертый, его воздействие приводит к летальному исходу буквально за несколько минут. Почувствовав трудности с дыханием, головную боль, отсутствие концентрации, снижение слуха и зрения, необходимо по возможности открыть все окна и двери и как можно быстрее покинуть помещение.

Аммиак (NH3)

Аммиак – бесцветный газ с резким, едким запахом. Большинству он известен в качестве десятипроцентного водного раствора – нашатырного спирта. Несмотря на то, что вдыхание паров аммиака имеет возбуждающее действие и помогает при обмороках, с этим газом следует быть осторожнее. Аммиак раздражает слизистую оболочку глаз, вызывает удушье, а при высокой концентрации приводит к ожогам роговицы и слепоте, поражает нервную систему вплоть до необратимых изменений, снижает когнитивные функции мозга, провоцирует возникновение галлюцинаций.

Ксилол (C8H10)

Ксилол относится к третьему классу опасности, он способен вызвать острые и хронические поражения кроветворных органов. Ксилол – это жидкость без цвета, но с характерным запахом, которая применяется как органический растворитель для изготовления пластмассы, лаков, красок, строительного клея. В малых концентрациях ксилол никак не вредит человеку, однако при длительном вдыхании паров ксилола появляется наркотическая зависимость. Также ксилол поражает нервную систему, вызывает раздражение кожного покрова и слизистой глаз.

Оксид азота (NO)

Оксид азота – токсичный бесцветный газ. Он не раздражает дыхательные пути, поэтому человеку сложно его почувствовать. NO взаимодействует с гемоглобином и образует метгемоглобин, который блокирует дыхательные пути и вызывает кислородное голодание. Взаимодействуя с кислородом, газ превращается в диоксид азота (NO2).

Диоксид серы (SO2)

Диоксид серы, или сернистый газ, отличается характерным запахом, похожим на запах горящей спички. Вдыхание SO2 даже в небольшой концентрации может привести к воспалению дыхательных путей, вызвать кашель, насморк и хрипоту. Длительное воздействие провоцирует возникновение дефектов речи, чувства нехватки воздуха, отека легких. Также возможно поражение легочной ткани, но оно проявляется только спустя несколько дней после воздействия. Люди с заболеваниями дыхательной системы, например , наиболее тяжело переносят влияние SO2.

Толуол (C7H8)

Толуол проникает в организм человека не только через органы дыхания, но и через кожу. Симптомы отравления толуолом – раздражение слизистой оболочки глаз, заторможенность, нарушения работы вестибулярного аппарата, галлюцинации. Также толуол крайне пожароопасен и обладает наркотическим воздействием. До 1998 года он входил в состав клея «Момент» и до сих пор содержится в некоторых растворителях для лаков и красок.

Сероводород (H2S)

Сероводород – бесцветный газ с запахом, напоминающим тухлые яйца. Будучи очень токсичным, H2S воздействует в первую очередь на нервную систему, вызывает сильные головные боли, судороги и может привести к коме. Смертельная концентрация сероводорода составляет примерно 1 000 мг/м3. При концентрации от 6 мг/м3 начинаются головные боли, головокружения и тошнота.

Хлор (Cl2)

Хлор в виде газа имеет желто-зеленый цвет и острый раздражающий запах. Одни из первых симптомов отравления хлором – покраснение глаз, приступы кашля, боль в груди, повышение температуры тела. Возможно развитие бронхопневмонии, бронхита. Будучи сильным канцерогеном, хлор провоцирует возникновение раковых опухолей и туберкулеза. При высокой концентрации летальный исход может наступить после нескольких вдохов.

Формальдегид (HCOH)

Содержание в воздухе особенно повышено в больших городах, поскольку он является продуктом горения топлива автотранспорта. Также выбросы формальдегида происходят на химических, кожевенных и деревообрабатывающих предприятиях. Он отрицательно воздействует на генетический материал, репродуктивную и дыхательную системы, печень, почки. Отравление начинается с возрастающего поражения нервной системы – с головокружения, чувства страха, дрожи, неровной походки и т.д. Формальдегид официально признан канцерогеном, однако также обладает аллергенным, мутагенным и сенсибилизирующим действием.

Диоксид азота (NO2)

Диоксид азота – ядовитый газ красно-бурого цвета с характерным острым запахом. Образуется он в результате сгорания автомобильного топлива, деятельности ТЭЦ и промышленных предприятий. На начальном этапе воздействия диоксид азота нарушает работу верхних дыхательных путей, а впоследствии способен вызвать бронхит, воспаление или отек легких. Наиболее опасен этот газ для людей, страдающих бронхиальной астмой и другими легочными заболеваниями. Из-за цвета диоксида азота его выбросы называют «лисьим хвостом». С лисой этот газ связывает не только цвет, но еще и хитрость: чтобы «спрятаться» от людей, он ухудшает обоняние и зрение, поэтому его не так-то просто обнаружить.

Фенол (C6H5OH)

Фенол – один из промышленных загрязнителей, который губителен для животных и человека. При вдыхании паров фенола возникает упадок сил, тошнота, головокружение. Фенол негативно влияет на нервную и дыхательные системы, а также на почки, печень и т.д. Использование фенола часто приводит к плачевным последствиям. В семидесятых годах в СССР его использовали при строительстве жилых домов. Люди, жившие в «фенольных домах», жаловались на плохое самочувствие, аллергию, возникновение онкологических заболеваний и на другие недуги. Хотя фенол-формальдегидные смолы используются при изготовлении мебели, строительных материалов и многого другого, недобросовестные производители могут превышать допустимую норму или применять некачественные химикаты.

Бензол (C6H6)

Бензол – опасный канцероген. При отравлениях парами бензола у человека наблюдается головная боль, тошнота, перепады настроения, нарушения сердечного ритма, иногда – обмороки. Постоянное воздействие бензола на организм проявляется усталостью, нарушениями функций костного мозга, лейкозом, анемией. Зачастую первый признак отравления бензолом – эйфория, так как вдыхание его паров имеет наркотический эффект. Данное химическое соединение входит в состав бензина, используется для производства пластмасс, красителей, синтетической резины.

Озон (O3)

Этот газ с характерным запахом, при высоких концентрациях имеющий голубой цвет, защищает нас от ультрафиолетового солнечного излучения. Озон является природным антисептиком, обеззараживает воду и воздух. Еще в пользу озона говорит то, что воздух после грозы, насыщенный озоном, кажется нам свежим и бодрящим. К сожалению, озон вызывает крайне неприятные последствия. Он усугубляет аллергию, обостряет сердечные заболевания, снижает иммунитет и вызывает нарушения дыхания. Озон действует медленно, но крайне губительно в долгосрочной перспективе – особенно опасен данный газ для детей, пожилых людей и астматиков.

В начале мая 1978 г. в Лондоне было зарегистрировано небывалое высокое содержание озона в городском воздухе – 18:1 000 000, т.е. на 1 млн частей воздуха приходилось 18 частей озона.

Казалось бы, ничего плохого в этом нет. Озонированный во время грозы воздух почти все воспринимают как отличающийся особой свежестью и чистотой. Таким он и является на самом деле, но только до тех пор, пока количество озона не превышает определенного предела. В высоких концентрациях он токсичен для живых организмов.

Для человека вредной считается доза 0,2–0,3 мг/м3. Предельно допустимая концентрация (ПДК) озона в воздухе, установленная Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), составляет 6 частей на 1 млн. Таким образом, в тот майский день содержание этого газа в воздухе Лондона превысило ПДК в три раза. (Для сравнения укажем, что фоновое, обычное, содержание озона в воздухе Южной Англии составляет 2–4 части на 1 млн.)

Ясно, что никакая, даже сверхмощная гроза не может стать причиной появления такого количества озона, следовательно избыточное его количество – плод деятельности человека. Этот газ широко применяется для дезинфекции, обеззараживания питьевой воды, дезодорирования дурно пахнущих веществ, для очистки промышленных стоков, отбеливания тканей. Он используется во многих технологических процессах, например, в органическом синтезе различных жирных кислот, эпоксидных смол.

В повышении концентрации озона в атмосфере повинны и предприятия топливно-энергетического комплекса. Они выбрасывают в воздух большое количество сернистого газа и окислов азота, молекулы которых под влиянием ультрафиолетовых лучей солнечного спектра способны переходить в активное состояние с выделением атомарного кислорода. Последний реагирует с молекулярным кислородом воздуха, в результате чего и образуется озон – важнейший компонент так называемого фотохимического смога.

О том, как действует на человека этот густой туман – аэрозоль вредных веществ, содержащихся в выбросах и копоти, озона и токсичных металлов, – напоминать излишне. Во многих крупных промышленных городах в дни смога наблюдается значительное увеличение смертности вследствие обострения хронических заболеваний сердечно-сосудистой системы, дыхательных путей и т.п.

Конечно, обнаружить смог нетрудно. Но как заметить регулярное увеличение количества озона в воздухе? В этом могут помочь растения.

Наиболее чувствительны к озону виноград, цитрусовые, табак, шпинат, редис, фасоль, картофель, томаты, люцерна. Как правило, повреждение озоном винограда сопровождается возникновением темно-коричневых пятен на верхней стороне взрослых листьев. Причем более старые из них повреждаются сильнее, чем молодые. В районе великих озер (США), где концентрация озона составляет 0,2 мг/м3, листья винограда не только теряют зеленую окраску, но и преждевременно опадают.

У клевера и райграса под влиянием повышенных доз этого фотооксиданта значительно сокращается сама поверхность листа – на 50 и 35% соответственно. Изменяется и внешний вид листьев. Сначала они становятся серебристыми и глянцевитыми, затем хлоротичными с участками некроза. Кончики их обесцвечиваются, становятся белыми.

Изучение поврежденных листьев винограда и петунии выявило общую закономерность: озон оказывает преимущественное влияние на мякоть листа (так называемую столбчатую паренхиму). Первым симптомом внутриклеточных повреждений является разрушение хлоропластов и скопление продуктов распада в виде общей однородной, неструктурированной массы.

Изменения структуры хлоропластов сказываются на интенсивности фотосинтеза. Особенно заметно снижается скорость усвоения углерода углекислого газа под воздействием озона у подсолнечника.

Японские исследователи установили, что озон влияет не только на сам фотосинтез, но и на распределение его продуктов в клетке. По мнению большинства из них, первичной мишенью действия озона является клеточная мембрана, проницаемость которой резко изменяется. Например, у сои под влиянием озона внутриклеточные мембраны становятся более чувствительными к красителям, чем мембраны неповрежденных растений. А у петунии под действием озона значительно ускоряется выход из клеток ионов калия, что легко обнаруживается, поэтому он был рекомендован как количественный показатель влияния озона на растения.

Другим показателем влияния озона на растения может служить изменение их дыхания. Так, после двухчасового пребывания опытных растений в атмосфере с повышенным содержанием озона скорость дыхания снижается на 60%.

Результатом подобных изменений является снижение темпов роста и урожайности растений, в том числе сельскохозяйственных культур. Потери урожая картофеля могут достигать 50%, люцерны – 33–42%. У петунии фотооксидант вызывает уменьшение диаметра и веса цветков.

Установлено, что не только различные виды, но и разные сорта одного и того же вида растений неодинаково реагируют на воздушные загрязнения. Почему же одни из них оказались более чувствительны к озону, чем другие? Специальные эксперименты показали, что растения устойчивых сортов отличаются скоростью физиологических реакций на повышение концентрации озона. Они быстрее закрывают устьица и поэтому меньше накапливают токсичный газ.

Разумеется, для целей биологического мониторинга нужны особо чувствительные сорта растений. К таковым относится, например, фасоль сорта Пинто, которая очень чутко реагирует на избыток озона и паров оксиацетилнитрата в воздухе. Специально выведены сорта табака, отличающиеся повышенной чувствительностью к этому оксиданту. В 1967–1968 гг. в отдельных районах ФРГ загрязненность воздуха озоном определяли, анализируя симптомы повреждений индикаторных растений – табака сорта BeIC3.

В 1981 г. для более точного учета повреждений индикаторных растений озоном был предложен метод, включающий два этапа:

– фотографирование поврежденных листьев в природных условиях (в поле);

– измерение, проводимое на негативах с помощью телевизионной камеры, соединенной с вычислительной машиной. Использование зеленого светофильтра при фотографировании листьев позволяет получать негативы, на которых некротические участки выглядят как темные пятна на белом фоне, размеры которых точно подсчитывают с помощью вычислительной техники.

Действие озона на культуру ткани табака в искусственной питательной среде приводило к тому, что ее кусочки становились коричневыми.

Другим характерным признаком действия озона на растения является угнетение (до полного прекращения) прорастания пыльцы. Этот феномен также предложено использовать в качестве биотеста на повышение концентрации озона. По скорости роста пыльцевых трубок можно определять содержание озона в воздухе.

Работы в этом направлении продолжаются, что свидетельствует о важном значении, придаваемом во всем мире биомониторингу присутствия в атмосфере озона – чрезвычайно распространенного и опасного токсиканта.