У результаті антропогенного впливу і стихійних лих хімічний склад повітря може змінюватися. Основними антропогенними джерелами забруднення навколишнього середовища є: об'єкти енергетики, газо- і нафтопереробна промисловість, виробництво будівельних матеріалів, хімічна промисловість, аварії на цих об'єктах і транспорт. До природних джерел забруднення навколишнього середовища відносяться стихійні лиха (виверження вулканів, ландшафтні пожежі, торнадо, смерчі, повені і т.д.).
Перелік газоподібних речовин, що забруднюють навколишнє середовище і погіршують здоров'я людини, є досить довгим. До найбільш небезпечних речовин відносяться: чадний газ (СО), хлор (Сl2), аміак (NН3), ціанистий водень (НСN), хлороводень (НСl), фосген (СОСl2), сірководень (Н2S), диоксин (С12Н16Сl4О2), диціан (С2N2), оксиди сірки (SО2, SО3) і азоту (NО, NО2, N2О5, N2O).
Внесок автотранспорту в забруднення атмосферного повітря за багатьма шкідливими домішками є переважним: СО – до 100%, NО – до 70%, вуглеводні – до 50%. Вихлопні гази містять: СО, NО, СNНM, Н2, пари води, О3 і близько 200 різних домішок (альдегіди, кетони, феноли, спирти, продукти розкладання присадок до палива – тетраетилсвинець).
У вихлопних газах транспорту присутня ще одна дуже небезпечна речовина – бtнзапірен. Якщо в країнах Західної Європи концентрація цієї речовини досягає 0,4 – 0,7 мкг/м3 (гранично допустима концентрація – 0,1 мкг/м3), у містах країн СНД його вміст нижче в 7-10 разів. Найбільш небезпечною для людини є концентрація бензапірену в місцях автомобільних ангарів, гаражів і закритих стоянок при працюючому двигуні автомобіля.
Для оцінки кількості шкідливих речовин, що виділяються при роботі автомобіля, можна використовувати методики, наведені у Додатку 7, п.1.4.
До найбільш небезпечних рідинних і твердих шкідливих речовин відносяться: бtнзапірен, метиловий спирт (СН4О), акролеїн (С2H4О), бензол (С6Н6), оксид свинцю (Рb), азбест, оксид кремнію (Sі), ртуть (Нg), важкі метали (Со, Nі).
Токсичність речовин, як правило, підвищується завдяки впливам факторів навколишнього середовища (підвищена температура, підвищена вологість) і специфічного стану людського організму (підвищені фізичні навантаження, стрес). При підвищенні температури посилюється летючість речовин, а, отже, збільшується їх концентрація в повітрі. Крім того, при підвищеній температурі і збільшених фізичних навантаженнях учащається подих, посилюється кровообіг, розширюються судини, пори шкіри, активізується діяльність внутрішніх органів. Це збільшує надходження шкідливих речовин до організму як дихальним шляхом, так і через шкіру та слизові оболонки, і прискорює їх поширення усередині організму.
При підвищеній вологості збільшується небезпечність речовин дратівної дії, тому що гази, розчиняючись у воді, утворюють дрібні крапельки кислот, лугів і т.д. Слід також зазначити, що люди, котрі страждають ожирінням чи набряками, є більш сприйнятливими до впливу отруйних речовин.
З метою захисту людей від впливу шкідливих речовин установлюються гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин. ГДК шкідливих речовин –така концентрація, що діє протягом всіх робочих змін протягом усього робочого стажу і не викликає негативних відхилень у здоров'ї людини та її нащадків.
Класифікація шкідливих речовин:
1) за хімічним складом:
а) органічні;
б) неорганічні;
2) за агрегатним станом:
а) газоподібні;
б) рідкі;
в) тверді;
3) за характером впливу на людину:
а) задушливі;
б) дратівні (фіброгенні);
в) сенсибілізуючі;
г) наркотичні;
г) загальнотоксичні;
д) алергійноїдії;
е) канцерогенні;
є) мутагенні;
ж) впливаючі на репродуктивну функцію.
4) за ступенем небезпечності:
1 клас – ГДК менше 0,1 мг/м3;
2 клас – 1 мг/мз> ГДК > 0,1 мг/м3;
3 клас – 10 N^г/мз> ГДК > 1 мг/м3;
4 клас – ГДК понад 10 мг/м3.
Тверді й рідинні речовини можуть перебувати у завислому стані у вигляді аерозолей. Аерозолі поділяються на пил (розмір більше 1 мкм), дим (менше 1 мкм) і туман (розмір рідинних часток менше 10 мкм).
У свою чергу пил буває крупнодисперсним (розмір часток понад 50 мкм), середньо дисперсним (10-50 мкм) і дрібнодисперсним (менше 10 мкм).
Пил буває видимим (якщо розміри часток пилу не менші 10 мкм) чи невидимим (якщо розміри часток менші 10 мкм). Невидимий пил у свою чергу поділяється на:
– мікроскопічний – розміри часток –2,5-10 мкм;
– ультрамікроскопічний – розміри часток – 0-2,5 мкм. Завислі частки пилу становлять небезпеку не тільки для людей і тварин (в основному для їх дихальних шляхів), але й для рослинності, осідаючи на її поверхневих тканинах і погіршуючи обмін речовин з атмосферою. Аерозольні частки надходять в атмосферу в результаті природних процесів (вулканічна діяльність, вивітрювання, пожежі і т.д.) і антропогенних впливів. У Західній Європі середня концентрація пилу складає близько 50 мкг/м3, в Україні – приблизно 30 мкг/м3, а в районах високогір'я, над океанами 6-12 мкг/м3. Розповсюдженими пилоподібними частками є: сажа (ГДК = 150 мкг/м3), цемент (ГДК = 300 мкг/м3), доломить (ГДК = 500 мкг/м3).
Аерозольні частки сприяють розсіюванню сонячної радіації і можуть викликати істотні зміни середовища. Наприклад, оцінка атмосферного аерозольного шару, головним чином від вулканічної діяльності, знижує середню температуру на поверхні землі на 0,1-0,3°С. Останнім часом утворення завислих часток у середньому сягає 300 млн. тонн на рік, постійно в атмосфері перебувають 1,5 млн. тонн аерозольних часток. Установлено, що вміст в атмосфері 2 млн. тонн пилу приводить до зниження температури на 0,4°С. Така кількість завислих часток може бути утворена й після великих вивержень найбільших вулканів, ландшафтних пожеж. Більше всього пилу та інших домішок у приземному шарі повітря. Навіть після дощу в 1 см3 повітря міститься близько 30 тис. порошин, а в суху погоду їх у кілька разів більше. Усі ці дрібні домішки впливають на колір неба. Молекули газів розсіюють короткохвильову частину спектра сонячного променя, тобто фіолетові й сині промені. Тому вдень небо блакитного кольору. А частки домішок, що значно більш молекул газів, розсіюють світлові промені майже всіх довжин хвиль. Тому, коли повітря запилене чи в ньому містяться крапельки води, небо стає білястим. На великих висотах небо є, як правило, темно-фіолетовим чи навіть чорним.
До складу пилу можуть входити важкі метали (свинець, кадмій). Основними джерелами їх викиду в атмосферу є: металургійна галузь, теплоенергетика, автотранспорт. Так, наприклад, вміст свинцю в повітрі міст США сягає 4,5 мкг/м3, а в сільських районах – 0,1-0,5 мкг/м3 (ГДК = 3 мкг/м3). З'єднання кадмію найбільшу концентрацію мають у Західній Європі – 1,6 нг/м3.
Впливовим фактором небезпечності пилу є погіршення розсіювання світла. Це характерно передусім для великих часток розміром понад 1 мкм. У чистих регіонах збільшення концентрації пилу на 4,5 мкг/м3 призводить до погіршення видимості на 50%. Такий ефект добре помітний у мальовничих ландшафтних регіонах, де видимість звичайно досягає 100 км. У заповідниках і національних парках атмосфера є помітно прозорішою порівняно з промисловими зонами.
При оцінці токсичності дії пилу необхідно враховувати такі фактори, як дисперсність, форма часток, розчинність, хімічний» склад. Найбільшу небезпеку становить пил з частками розміром від 3 до 10 мкм. Частки розміром понад 10 мкм осідають у верхніх дихальних шляхах, а розміром менше 3 мкм видихаються, не затримуючись у легенях. Хімічний склад пилу може обумовлювати отруєння, хімічні опіки, інші хімічні впливи на органи людини.
Великий пил швидко осідає в приміщенні, тому для людини значної загрози не становить.
Пил, крім хімічного складу шкідливих речовин і фізичних властивостей, за характером шкідливого впливу на людину справляє додатково абразивний вплив, а також викликає пнев-моконіози.
Абразивний вплив пилу виражається у механічних ушкодженнях тканин людини, насамперед слизових оболонок, внаслідок дії дрібних, твердих часточок пилу (кварцовий, алмазний пил).
Пневмоконіози являють собою захворювання легенів. Дрібні частки пилу осідають у легенях, погіршуючи їх діяльність. В даний час відомо 27 захворювань, викликаних впливом пилу на дихальні шляхи, що у залежності від хімічного складу пилу поділяють на: силікози (вплив пилу, що містить вільний двоокис кремнію Sі2), силікатози (вплив пилу силікатів: азбесту, цементу і т.д.), антракоз (вугільний пил), алюмінікози (алюмінієвий пил), сидероз – від впливу залізно-рудного пилу та ін. Ризик для інспекторів ДАІ одержати пневмоконіоз при виході на пенсію складає близько 2%. Пил також може викликати подразнення шкіри, слизової оболонки, алергійні реакції і т.д. Дуже небезпечним для здоров'я людини є пил, що утворюється в результаті процесу горіння (сажа, кіптява). Такий пил відзначається підвищеною токсичністю. Наприклад, при пожежі в аеропорту Дюссельдорфа 11 квітня 1996 р. товщина шару пилу і сажі в приміщеннях сягала кількох сантиметрів. При цьому загинуло 16 і важко поранено 62 особи. Усі загиблі і більшість поранених постраждали саме від впливу пилу і токсичних продуктів горіння.
Сажа утворюється при пожежах, при роботі двигунів внутрішнього згоряння. При роботі дизельного двигуна утворюється в 10 разів більше сажі, ніж при роботі карбюраторного двигуна. Як одна зі складових компонентів пилу, поряд із дратівною дією, сажа викликає глибокі захворювання легенів. Адсорбуючи такий сильний канцероген, як 3,4-бензапірен, сажа, потрапляючи в легені, акумулюється в них, викликаючи злоякісні пухлини.
У процесі горіння утворюються під час спалювання: