Самые опасные яды

Асбест - материал, широко применяемый в технике, - весьма канцерогенен. К такому выводу пришли исследователи из американского Национального института охраны труда и здоровья осенью 1977 г. Вдыхание асбестовой пыли может привести к раку плевры, брюшины и, особенно у курильщиков, легких. При высоких дозах этой пыли существует опасность асбестоза, заболевания легких, которое проявляется после сравнительно краткого латентного периода (примерно два года) и также может привести к смерти.

Хотя опасность асбеста известна уже давно, только недавно выяснилось, что рак, которым заболевают иногда люди, работавшие с асбестом, связан с их работой. Мешали диагностические трудности. В некоторых странах, например в Великобритании, были даже созданы комиссии по выявлению связи асбеста с раковыми заболеваниями.

Так как во многих случаях связь болезни с асбестом остается неустановленной, число смертей от воздействия асбеста точно не известно. По осторожным оценкам соответствующей комиссии Европейского экономического сообщества, в странах - членах ЕЭС асбест ежегодно является причиной смерти 500 человек.

Вот уже несколько лет высказываются опасения, что небольшое количество в атмосфере асбестовой пыли, которое имеется в городах, даже удаленных от разработок асбеста или заводов, где его перерабатывают, тоже может вызывать рак. Но это мнение до сих пор не подтверждено достоверными фактами. Министерство внутренних дел ФРГ включило в план исследований по окружающей среде детальные исследования вреда, наносимого асбестом, чтобы в будущем иметь возможность следить за уровнем его содержания в воздухе. Это особенно важно, так как можно ожидать увеличения концентрации асбестовой пыли, несмотря на то что приняты меры для уменьшения ее выбросов при добыче и переработке минерала. Дело в том, что много пыли от асбеста образуется в местах его применения, например на строительных площадках. В 1975 г. предприятия по переработке асбеста выпустили в атмосферу примерно 13 т пыли, причем в местах его применения было выброшено во много раз больше.

В Западной Европе ежегодно расходуется примерно 1 млн т этого минерала, из них около 20% - в ФРГ. Пыль от асбеста образуется при его обработке и переработке, износе, выветривании и эрозии, разрушении и хранении содержащих его изделий и материалов. По диапазону применения и способности давать пыль наиболее опасными следует считать такие материалы, как асбоцемент, покрытия для мостовых и полов с примесью асбеста. Кроме производства асбоцемента минерал применяется в дорожном строительстве, для производства асбестового картона, тканей, в автомобильной промышленности - при изготовлении шин, тормозных колодок и дисков сцепления.

В 1975 г. около 70% использованного в ФРГ асбеста, то есть 115 тыс. т, пошло на производство асбоцементных изделий. Как показали исследования, проведенные по заказу Ведомства охраны окружающей среды ФРГ, в местах обработки асбоцементных изделий, их шлифования или распиливания быстроходным инструментом в 1 см³ воздуха может находиться более 100 волокон асбеста. Это в 50 раз выше допустимой нормы для работающих с асбестом (два волокна на 1 см³).

Кроме того, доказано, что при выветривании с поверхности асбоцементных изделий также высвобождаются в воздух волокна асбеста. Этот процесс коррозии, видимо, ускоряется воздействием SO₂, содержащегося в воздухе, но в какой мере - пока неизвестно.

В том же исследовании показано, что высокие концентрации асбеста в воздухе возникают и тогда, когда удаляют старые покрытия полов, подкладка которых сделана из асбестового картона. Когда эту прочно приклеенную подкладку удаляют путем шлифования, в воздухе возникают концентрации асбеста около 50 волокон на 1 см³, то есть в 25 раз выше допустимой нормы. (Такое положение привело к тому, что в Швеции с 1977 г. запрещены покрытия для полов на асбестовой основе.)

Сильно загрязняют атмосферу промышленные предприятия и установки для производства электроэнергии и тепла. Пример: угольная электростанция установленной мощностью 700 МВт, работающая при полной или средней нагрузке и потребляющая в год около 1 млн т угля, при содержании серы в угле в 1% за час работы на полной мощности выбрасывает в воздух: 500 т двуокиси углерода, 0,15 т окиси углерода, 7,0 т двуокиси серы, 1,7 т окислов азота, 0,05 т углеводородов, 0,7 т пыли.

На новых электростанциях применяются высокоэффективные электрические фильтры для обеспыливания и установки для удаления серы из дыма, что позволило значительно снизить выброс в атмосферу пыли и серы. Но техника для поддержания чистоты воздуха нуждается в постоянном совершенствовании. Особенно остро ощущается необходимость усовершенствования очистки дымов и отходящих газов от тонкой пыли и сильно пахнущих веществ (часто они содержат токсичные компоненты, например свинец, мышьяк, цинк, фтор); очистки отходов во многих отраслях: цветной металлургии (от пыли тяжелых металлов), алюминиевой промышленности (от выбросов фтора), нефтехимической и нефтеперегонной (в воздух выбрасываются органические газы и пары, а также сильно пахнущие вещества), химической (из-за быстрого технического прогресса там часто меняется состав выделяющихся во внешнюю среду веществ, а объемы выбросов и число их компонентов особенно велики), энергетической (тепловые электростанции выделяют окислы азота, мелкую пыль, тепло и пар).

Интересно рассмотреть подробнее уже перечислявшиеся выбросы угольной тепловой электростанции.

Двуокись углерода, называемая также углекислым газом, - бесцветный газ со слабокислым запахом и вкусом. В атмосферном воздухе его содержится 0,03%. Углекислый газ образуется при дыхании живых существ, а также при сжигании угля, нефти и газа, то есть на тепловых электростанциях и в котельных. Небольшие его количества безопасны, но в очень больших дозах он приводит к потере сознания и к смерти. За последние сто лет содержание двуокиси углерода в воздухе выросло примерно на 14%, что связано со все увеличивающимися количествами сжигаемых угля и нефти, а также с вырубкой лесов, особенно тропических, которые извлекали часть СО₂ из атмосферы. Продолжающийся рост содержания углекислого газа в воздухе может привести через какое-то время к повышению температуры на Земле, так как "одеяло" из углекислого газа не будет пропускать в космос тепло, излучаемое Землей. Это так называемый парниковый (оранжерейный) эффект. Опасаются, что температура на нашей планете может повыситься на 1,5-3°С, а у Северного полюса - даже на 4,5-15°. В результате изменится климат, могут растаять полярные ледяные шапки.

Окись углерода (СО) - неощутимый, бесцветный и не имеющий запаха ядовитый газ, возникающий при неполном сгорании органических соединений. На воздухе он сравнительно быстро превращается в двуокись углерода. Его токсичность объясняется тем, что он образует стойкое соединение с гемоглобином, пигментом крови, который отвечает за транспортировку кислорода к тканям организма. Вдыхание окиси углерода, таким образом, блокирует поступление кислорода в кровь, что приводит к кислородному голоданию тканей и (в зависимости от концентрации) вызывает головную боль, головокружение, тошноту, шум в ушах, обморок, паралич дыхательных путей и смерть. Высокие концентрации СО, возникающие в воздухе, загрязненном автомобильными выхлопами в часы пик или при погоде, способствующей смогу, особенно опасны для людей, страдающих болезнями сердца и сосудов.

По новейшим оценкам, общее количество окиси углерода, выбрасываемое в атмосферу в ФРГ, за 1965-1975 гг. упало на 2 млн т и составило 14 млн т в год^*. Основные источники этого газа - отопительные системы домов, автомобильные выхлопные газы и на третьем месте - промышленность.

^* (По другим данным, выбросы СО в атмосферу в 1975 г. составляли около 11 млн т (Geographische Rundschau. 1988. Н. 1. S. 9) и сократились к 1987 г. до 7 млн т. Основными источниками поступления СО является автомобильный транспорт (4,4 млн т), затем промышленность и бытовое хозяйство (Süddeutsche Zeitung. 1988. 23-24.I). - Примеч. С. Л.)

Двуокись серы - бесцветный, остро пахнущий газ, раздражающий дыхательные пути человека и животных и способствующий внедрению туда инфекций. Соединяясь с влагой атмосферы, двуокись серы образует агрессивные кислоты, вредящие растениям и постройкам, а при смоге - опасные для здоровья.

Как полагают специалисты, двуокись серы сама по себе не особенно опасна для здоровья человека. Но ее опасность увеличивается, если она присутствует в воздухе вместе с тонкой пылью, так как на пылинках двуокись серы может проникать глубоко в дыхательные пути. Комбинация двуокиси серы с пылью раздражает кожу и слизистые оболочки, в высоких концентрациях приводит к нарушениям дыхания и болям в груди, а при очень высоких концентрациях вызывает смерть от удушья. Особенно опасен этот газ для больных астмой. У растений двуокись серы вызывает частичное отмирание и распад хлорофилла. Особенно страдают овощные культуры и лесные деревья. Двуокись серы вредит и водоемам, попадая в них с так называемыми кислотными дождями, а также таким материалам, как металлы, минеральные стройматериалы, цветное стекло, краски, текстиль, бумага и кожа.

За 1970-1975 гг. выбросы двуокиси серы в ФРГ уменьшились с 4,3 до примерно 3,6 млн т в год^*. Этому особенно способствовали введенные в 1974 г. "Технические правила по поддержанию чистоты воздуха" и ограничения на содержание серы в легком жидком топливе.

^* (В дальнейшем выбросы двуокиси серы сначала стабилизировались примерно на том же уровне - в 1980 г. они составляли 3,58 млн т (The State of the Environment. Dublin, 1985. P. 135), а затем снизились до 2,6 млн т (1987 г.) (Süddeutsche Zeitung. 1988. 23-24.I). По масштабам выбросов SO₂ ФРГ уступает в Западной Европе только Италии и Великобритании. Это загрязнение сильнейшим образом влияет на лесную растительность ФРГ, кроме того, оно переносится на северо-восток, выпадая с кислотными дождями над территорией экологически чистых Скандинавских стран. Снижение выбросов SO₂ в 80-х годах связано не только с прогрессом очистной техники, но и с тем режимом экономии энергии, который был обусловлен энергетическим кризисом, сильно проявившимся с 1973 г. Резко снизились выбросы SO₂ в промышленности и домашнем хозяйстве. - Примеч. С. Л.)

Основные источники загрязнения воздуха двуокисью серы - горючие ископаемые, сжигание которых в 1975 г. дало 94% этого газа, поступившего в воздух^*. Таким образом, этот вид загрязнения растет вместе с потреблением энергии.

^* (Мировое производство серы составило в 1984 г. 3,4 млн т, по сравнению со второй половиной 70-х годов оно несколько сократилось (3,6 млн т - в 1979 г.) (Fischer-Weltalmanach. Frankfurt a/M, 1987). - Примеч. С. Л.)

В ряде мест страны выбросы SO₂ уменьшились. Например, в 1964-1975 гг. в Дортмунде они уменьшились на 40%, в Дуйсбурге - на 20, в Эссене - на 65, в Гельзенкирхене - на 40, в Мюнхене - на 70%. В 1970-1975 гг. такой процесс наблюдался в Кастроп-Раукселе (40%).

Окислы азота - газообразные вещества, которые могут вырабатываться микроорганизмами, а кроме того, возникать при процессах горения, при высокой температуре - особенно в автомобильных двигателях, в топках электростанций, а также в химической промышленности, где они вырабатываются специально, например, при производстве азотной кислоты.

Окислы азота могут раздражать органы дыхания, особенно в том случае, если кроме них в воздухе присутствует двуокись серы и они действуют в комбинации. Окись азота действует на мозг, двуокись азота раздражает и даже разъедает слизистые оболочки, особенно глаз и легких. Под действием этих газов могут утяжеляться уже имеющиеся заболевания дыхательной системы - бронхит, астма, чаще возникают и сильнее распространяются инфекции дыхательных путей.

Окислы азота играют особо важную роль в возникновении так называемого фотохимического смога, типичного, например, для Лос-Анджелеса: смог состоит из продуктов реакции, идущей под действием ультрафиолетового излучения Солнца между окислами азота и ненасыщенными углеводородами.

В 1975 г. в ФРГ, по оценкам, было выброшено в воздух примерно 1,4 млн т окислов азота. Около 69% этого количества дала промышленность, около 25% - транспорт, остальное - продукт отопительных систем в жилых домах^*.

^* (По современным оценкам, это количество и в 1975 г. было гораздо выше - более 2,5 млн т (Geographische Rundschau. 1988. H. 1. S. 9) и продолжало расти. В 1984 г. оно достигло 3,0 млн т, в 1987 г. - 3,2 млн т (Süddeutsche Zeitung. 1988. 23-24. I). На первое место выдвинулась промышленность - более 57%, на втором находятся электростанции. - Примеч. С. Л.)

Углеводороды - органические соединения, состоящие из углерода и водорода. Многие из них имеют огромное значение для техники - используются в качестве топлива (например, природный газ, пропан, бензин и другие). Они попадают в воздух главным образом с предприятий нефтеперерабатывающей промышленности. Некоторые углеводороды канцерогенны. Особенно это касается бензпирена - составной части автомобильных выхлопных газов и дыма от угольных отопительных печей. На поверхности мельчайших дымовых частиц бензпирен попадает в легкие и откладывается там. Длительное вдыхание даже низких концентраций этого вещества может привести к раку, чаще всего легких. Углеводороды, кроме того, усугубляют действие смога, создавая вместе с ним настоящий "колпак чада" над городом.

Пыль - это взвешенные в воздухе тонкие частицы, например сажи. По размеру частиц пыль делят на крупную и мелкую. Мелкие, невидимые простым глазом частицы диаметром менее 0,3 микрометра могут проникать через стенку легочных альвеол в кровь. Особенно опасна способность мельчайшей пыли служить абсорбентом для ядовитых веществ. Иначе говоря, тонкая пыль может связывать на поверхности своих частиц токсичные вещества, имеющиеся в среде, например хлорированные углеводороды, и проносить их в организм. Наиболее опасные компоненты пыли - мышьяк, бериллий, кадмий, никель, свинец, селен, хром, ртуть, ванадий, асбест.

Тонкая пыль может проникать глубоко в легкие, поэтому она опасна для здоровья. Но ее воздействие на организм человека и животных, несмотря на интенсивные исследования, остается еще не вполне изученным, так как пыль, как уже было сказано, выступает чаще всего в комплексе с другими опасными веществами, часто служа для них носителем.

В 1974 г. общее количество пыли, выброшенное в воздух в ФРГ, составило около 1,2 млн т. Наибольший вклад вносили различные печи, топки, кочегарки (37%), за ними шла промышленность строительных материалов и нерудных ископаемых (около 25%), на третьем месте была черная металлургия (11%)^*.

^* (Количество пыли резко уменьшилось в результате увеличения количества и улучшения качества очистных устройств. В 1987 г. оно составило 0,3 млн т. - Примеч. С. Л.)

Примерно так же обстоит дело с тонкой пылью. В 1974 г. зарегистрированы выбросы в количестве около 680 тыс. т. Основную часть и здесь произвели различные печи - около 46%, затем промышленность стройматериалов и нерудных ископаемых - 22% и, наконец, черная металлургия - около 16%.

Из выбросов тяжелых металлов кроме свинца (о нем пойдет речь в следующей главе) наиболее важны выбросы кадмия. Этот серебристый блестящий металл используют в производстве аккумуляторов (так называемые никелево-кадмиевые аккумуляторы) и для получения гальванических защитных покрытий на металлических деталях. Немало кадмия используется в виде соединений, представляющих собой составные вещества красок и стабилизаторы для производства пластмасс (поливинилхлорида).

Небольшое пояснение: поливинилхлорид - белая или слегка желтоватая пластмасса, не имеющая ни вкуса, ни запаха, сырьем для получения которой служит винилхлорид. В твердом виде поливинилхлорид служит универсальным материалом, из которого изготовляют трубы, черепицу, облицовочные плитки, желоба, жалюзи на окна, оконные рамы; мягкий поливинилхлорид идет на скатерти, портьеры, покрытия для полов, клеющиеся пленки, упаковочную пленку, сумки и пакеты, игрушки и др. В мире ежегодно используется около 5,8 млн т этого полимера. Большую проблему представляет уничтожение отходов и отслуживших изделий из поливинилхлорида, так как при сжигании с прочим мусором это вещество дает хлористый водород, газ, образующий с водой соляную кислоту.

Но вернемся к кадмию, который стал известен в последние годы главным образом из-за так называемой болезни итай-итай. Этим японским междометием, в переводе означающим "ой-ой", названа болезнь, появившаяся в 40-х годах нашего столетия в Японии и вызывающая сильные боли. Она выражается в сильной деформации скелета, переломах костей при малейших нагрузках, в общем ослаблении иммунитета и тяжелых поражениях почек. Было зарегистрировано 223 случая, из которых 56 окончились смертью. Только в середине 60-х годов выяснилась причина болезни итай-итай: орошение рисовых полей водой из реки, загрязненной стоками рудника, где добывали кадмий. В рисе содержалось кадмия в 10 раз больше, чем обычно. Он откладывался в организме и вызывал болезнь.

В 1973 г. в ФРГ было израсходовано около 2,4 тыс. т кадмия. Из этого количества около 150 т попало в окружающую среду, главным образом при процессах горения, например при сжигании мусора, а на тепловых электростанциях - содержащего кадмий угля, 84 т кадмия попало в воздух, в том числе 66 т - в водоемы. Следуя по пищевым цепям, кадмий накапливается в тканях растений и животных, а также человека. Сравнительно высокие концентрации металла обнаруживали, например, во внутренностях скота на бойнях, в овощах и грибах. Большая часть кадмия, поглощенного человеком с воздухом (75%) и с пищей (65%), остается у него в организме и почти не выделяется; происходит так называемая аккумуляция. О влиянии кадмия на организм человека уже говорилось; высокие концентрации его тормозят рост растений.