Загрязнение природной среды и здоровье человека

Ионизирующее излучение оказывает наибольшее воздействие на высокоразвитые организмы, в первую очередь - на человека. Наиболее устойчивы к нему микроорганизмы.

Радионуклид стронций-90 поступает в организм через желудочно-кишечный тракт, легкие, кожные покровы, накапливается в скелете и мягких тканях. Стронций вызывает патологические явления в крови, ведет к внутренним кровоизлияниям, деструкции костного мозга. В отдаленные сроки после поражения (в последующих поколениях) возможны опухоли, лейкозы.

Итак, в окружающую среду поступают различные токсиканты: аэрозоли, тяжелые металлы, пестициды, пластмассы и т.п., которых содержится в ней от 7 до 8,6 млн., причем их перечень ежегодно пополняется примерно на 250 тыс. новых соединений.

Особенно опасными являются диоксины, которые называют суперэкотоксикантами в силу их чрезвычайно высокой токсичности и биологической активности. Диоксины - это группа веществ, которая включает дибензо-1,4-диоксины (ПХДД), дибензофураны (ПХДФ) и бифенилы (ПХБФ). В эту группу входят сотни хлор-, бром- и хлорброморганических циклических эфиров. Диоксины образуются во многих технологических процессах - от целлюлозно-бумажного, металлургического и других производств до биологической очистки сточных вод и хлорирования питьевой воды, сжигания отходов, сгорания топлива в двигателях.

Эти вещества по своей токсичности превосходят соединения тяжелых металлов, хлорорганические пестициды (ДДТ, гексахлоран и пр.), а по канцерогенности - ароматический углеводород бенз(а)пирен.

Диоксины способны накапливаться в организме, являясь причиной многих тяжелых заболеваний и вызывая острые и хронические отравления и перерождения кожи и слизистых оболочек, нарушений в развитии плода у женщин, разрушения печени, злокачественных новообразований. Они также могут быть причиной иммунодефицита, и в этом смысле их иногда сравнивают с вирусом СПИД.

Кадмий как токсикант окружающей среды. Из тяжелых металлов кадмий является самым опасным токсикантом среды (например, он значительно токсичнее свинца). В природной среде кадмий встречается лишь в очень малых количествах - именно поэтому его отравляющее действие было выявлено лишь недавно. Дело в том, что только в 3-4 последних десятилетия он стал находить все более техническое применение. Он содержится в мазуте и дизельном топливе (и освобождается при его сжигании!), его используют в качестве присадки к сплавам, при нанесении гальванических покрытий (кадмирование неблагородных металлов), для получения кадмиевых пигментов, нужных при производстве лаков, эмалей и керамики, в качестве стабилизаторов для пластмасс (например, поливинилхлорида), в электрических батареях и т.д. В результате всего этого, а также при сжигании кадмийсодержащих пластмассовых отходов, кадмий может попадать в воздух. В Балтийское море ежегодно поступает 200 тонн кадмия (в том числе 45 % - из воздуха), а во всем мире в окружающую среду ежегодно выбрасывается примерно 5000 тонн. В организм человека больше всего кадмия попадает с растительной пищей и грибами.

Хроническое отравление кадмием может произойти очень легко, так как он выводится из организма человека очень медленно (0,1 % в сутки) и накапливается в первую очередь в почках, волосах. Ранние симптомы отравления кадмием: поражение почек и нервной системы, нарушение функций половых органов, легких. Позднее возникают острые костные боли в спине и ногах. Кроме того, предполагается канцерогенное действие кадмия.

Цинк как токсикант окружающей среды. В небольших количествах тяжелый металл цинк необходим для жизнедеятельности человека, является микроэлементом (5 - 15 мг в сут.). Однако увеличение его содержания значительно выше нормы вызывает токсический эффект (отравление) и представляет угрозу для здоровья. Кроме того, Zn обладает каталитическим действием, повышая токсический эффект других тяжелых металлов.

Цинк необходим морскому планктону для его роста, однако из-за загрязнения морей металлами концентрация цинка в воде заметно возросла. В норме в литре морской воды должно содержаться менее 5 мкг Zn. Между тем, в некоторых прибрежных водах у Британских островов было найдено значительно более высокое содержание цинка - вплоть до 46 мкг/л.

В такой концентрации цинк подавляет фотосинтез всех планктонных растительных организмов. А так как планктон служит начальным звеном пищевой цепи и главным пищевым ресурсом для многих видов рыб, то подавление фотосинтеза (синтез крахмала и сахара в зеленых растениях с помощью солнечной энергии) может иметь далеко идущие последствия.

Свинец как токсикант окружающей среды. Тяжелый металл свинец имеет особое значение вследствие высокой токсичности его соединений. Свинец ингибирует ферментативные реакции, вступая в химическое взаимодействие с белками и осаждая их. В организме свинец накапливается во многих органах и тканях: в костях, мышцах, печени, почках, селезенке, головном мозге, сердце и лимфатических узлах. Признаки свинцовой интоксикации: резкие спазмы сосудов, повышение артериального давления, судорожные припадки.

Присутствие повышенных концентраций свинца в воздухе и продуктах питания представляет угрозу для здоровья человека,

В окружающую среду свинец поступает при сжигании нефти и бензина. Автомобильные выхлопы дают около 50 % общего неорганического свинца, попадающего в организм человека.

Другим важным источником поступления свинца в окружающую среду является производство черных и цветных металлов, горнодобывающая промышленность.

Для человека главная угроза со стороны фтора как токсиканта окружающей     среды  заключается в следующем. Дело в том,  что в результате применения хлорированных или фторированных углеводородов (фреонов) в качестве хладагентов и газов - вытеснителей в холодильниках и аэрозольных баллонах, они попадают в атмосферу. Будучи весьма устойчивыми соединениями, они могут подниматься в стратосферу и расщепляться там под действием УФ-излучения Солнца. Образующиеся при этом радикалы легко вступают в реакции с озоном, что может привести к разрушению слоя озона, а значит к возрастанию заболеваемости раком кожи, так как слой озона надежно защищает нас от ультрафиолетового излучения Солнца.

СО и СО2 в воздухе. СО образуется при неполном сгорании углеродистых веществ. Источники СО - выхлопные газы автомобильных двигателей и промышленные газовые выбросы.

СО (угарный газ) воздействует на психические функции и поведение человека и животных, вызывает удушье (вступает в реакции с гемоглобином крови). Признаки острого отравления СО: общая слабость, головокружение, тошнота, сонливость, потеря сознания, возможен летальный исход (даже спустя три - семь дней). Однако, из-за низкой концентрации СО в атмосферном воздухе, он, как правило, не вызывает массовых отравлений, хотя очень опасен для лиц, страдающих анемией и сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Еще больше внимания обращается на антропогенное увеличение концентрации двуокиси углерода (СО2) в атмосфере ввиду ее несомненного значения для теплового режима Земли и для всей органической жизни.

Установлено, что на протяжении трех последних десятилетий количество СО2 в атмосфере возрастало примерно на полпроцента в год. За тот же период времени средние температуры в мире, несмотря на бурное развитие промышленности, снизились приблизительно на 10°С. Возможно, это объясняется тем, что повышенное содержание аэрозолей (и другой тонкодисперсной пыли) в атмосфере сильно уменьшило интенсивность солнечной радиации, однако ожидаемое в связи с этим похолодание было частично скомпенсировано в результате повышения уровня СО2.

SO2 и NO2 в воздухе. При сжигании ископаемого топлива и при обработке серосодержащих руд диоксид серы улетучивается в воздух. К тому же и предприятия, производящие целлюлозу, выпускают его в воздух тоннами. Подсчитано, что США ежегодно "выдыхают" в атмосферу 26 млн. т., Европа - 60 млн. т. диоксида серы (93 % поступающего в атмосферу SO2 выбрасывается в северном полушарии и только 7% - в южном).

Все чаще происходит выпадение "кислотных дождей". Из SO2 и влаги воздуха в конечном счете образуется серная кислота, составляющая около 60 % всех содержащихся в дождевой воде кислот. Остальные 35% представлены азотной кислотой, которая образуется из окислов азота (в т.ч. NO2), выбрасываемых с выхлопными газами автомобилей, а также образующихся при электрических разрядах во время гроз.

Прямое воздействие кислотного дождя может усугубляться благодаря непрямому сопутствующему эффекту. Так, тяжелые металлы (например, ртуть), которые могут содержаться в почве и горных породах, не вымываются обычной дождевой водой, но зато вымываются кислыми растворами.

Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость лесов к неблагоприятным факторам, что может закончиться их деградацией; приводит к закислению озер, что опасно для популяций рыб и планктона. Влияние кислотности сказывается и на состоянии технологических объектов, памятников культуры, плодородии почв, здоровье человека.

Воздух, загрязненный SO2 и NO2, раздражает дыхательные пути, вызывая у человека бронхит, эмфизему легких, астму. Первые признаки отравления - легкий кашель; при повышении концентрации данных веществ возникает сильный кашель, рвота, головная боль. При контакте SO2 и NO2 влажной поверхностью слизистых оболочек образуются кислоты, которые приводят к отеку легких, глотки.

Если говорить в общем о влиянии загрязнения на здоровье человека, то в зависимости от природы загрязнителя, длительности, интенсивности и  особенностей биологического воздействия его условно можно разделить на острое и хроническое [11,105].

Острое действие загрязнителей может проявляться лишь в особых ситуациях: аварийные выбросы, чрезвычайные ситуации, нарушение техники безопасности и т.д. Периоды повышенного загрязнения окружающей среды определенным вредным веществом могут составлять часы или дни.

Типичным примером острого влияния атмосферного загрязнения являются случаи смогов, возникавших в разное время в разных странах (известно более 40 таких случаев). В периоды смогов, как достоверно зарегистрировано, увеличивалась смертность лиц, страдающих хроническими сердечно-сосудистыми и лёгочными заболеваниями, а также провоцировались эти заболевания.

Другим ярким примером острого влияния состояния окружающей среды на здоровье населения служат вспышки сезонной бронхиальной астмы в Новом Орлеане (США).

Острое действие загрязнителей на организм, как правило, происходит на фоне длительного, хронического загрязнения окружающей среды более низкими концентрациями загрязнителей.

Хроническое действие загрязнения окружающей среды на здоровье является наиболее частым типом неблагоприятного его влияния. По характеру воздействия на живой организм может проявляться двояко: хроническое неспецифическое (провоцирующее) влияние; хроническое специфическое влияние.

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3. Экологическая патология

Экологическая патология - это учение о болезнях человека, в возникновении и развитии которых ведущую роль играют неблагоприятные факторы внешней среды в комплексе с другими болезнетворными факторами.

Известны различные биологические эффекты загрязнителей окружающей среды: токсические, тератогенные, онкогенные, мутагенные (ниже приводятся их характеристики). Реакции организма на загрязнения зависят от индивидуальных особенностей: возраста, пола, состояния здоровья. Как правило, более уязвимы дети, пожилые и престарелые, больные люди.

При систематическом или периодическом поступлении в организм сравнительно небольших количеств токсичных веществ происходит хроническое отравление.

Токсическое действие загрязнителей - это ядовитое действие, вызывающее отравление. Яды - это чужеродные химические соединения (ксенобиотики), которые при поступлении в организм (через дыхательные пути, кожные покровы, пищеварительный тракт) в незначительных количествах способны вступать во взаимодействие с жизненно важными структурами организма и вызывать нарушение его жизнедеятельности, переходящее при определенных условиях в болезненное состояние (отравление) или смерть. Науку, исследующую взаимодействие организма и яда называют токсикологией.

Тератогенное действие загрязнителей - действие вещества на организм человека в стадии внутриутробного развития, приводящее к ненаследуемому уродству (например, дефект конечностей, неба и т.д.).

Онкогенное действие загрязнителей - действие, приводящее к образованию злокачественных опухолей.

Мутагенное действие загрязнителей - действие, вызывающее мутации в организме (изменения химической структуры молекул ДНК). Известны химический и радиационный мутагенез. Химический мутагенез - явление возникновения мутаций под действием химических поллютантов (загрязняющих веществ). Радиационный мутагенез - явление возникновения мутаций под действием радиоактивных веществ.

Поллютанты в среде обитания чаще всего образуют "коктейли". Их комбинированное (совместное) действие может оказаться синергидным, то есть приводящим к значительному усилению вредного эффекта по сравнению с раздельным эффектом каждого из них.

В целях борьбы с вредным действием поллютантов проводятся различные мероприятия, созданы различные научные направления.

Экотоксикология - раздел токсикологии, который изучает ингредиентный состав, особенности распространения, биологического действия, активизации, дезактивизации вредных веществ в окружающей среде;

Медико-генетическое консультирование - консультации в специальных медицинских учреждениях для выяснения характера и последствий действия экотоксикантов на генетический аппарат человека с целью рождения здорового потомства;

Скрининг - отбор и проверка на мутагенность и канцерогенность факторов среды (производственной, домашней, окружающей человека природной среды).

Гигиеническая регламентация вредных веществ в среде (нормирование) - установление санитарно-гигиенических нормативов их содержания в воздухе, воде, почве, а также в растениях, продуктах питания, материалах. Предельно-допустимая концентрация (ПДК) - это количество вредного вещества в среде, которое практически не оказывает влияния на здоровье человека и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства.

В развитии патологических процессов в организме человека различные загрязнения окружающей среды могут играть роль факторов риска, т.е. не являться непосредственной причиной определенной болезни, но увеличивать вероятность ее возникновения.

Обширные исследования в области загрязнения окружающей среды Беларуси, а подробнее г. Минска были проведены Институтом природоведения НАН. Результатом этих исследований стала монография «Городская среда : геоэкологические аспекты», которая была издана в этом (2013) году. Также было выполнено зонирование территории г. Минска с выделением районов с наиболее неблагоприятной экологической ситуацией. Таких районов четыре [2, 258]: