Загрязняющие и токсичные вещества, ПДК и дозы. Основные загрязняющие вещества

Краткий экскурс в проблему загрязнителей окружающей среды приводит нас к убеждению в том, что они являются не только факторами, ингибирующими жизнеспособность живых организмов, но и мощными факторами процесса формообразования. Они могут изменять направление и темпы формирования естественных популяций и культигенов, вплоть до биоценозов. К настоящему времени накопилось достаточно данных, свидетельствующих о том, что виды и популяции включают в свою структуру как устойчивые особи, так и восприимчивые к различным загрязняющим факторам. При этом наблюдается значительное варьирование по этому признаку. По данным Brennan, Hаlisky (1970), изучивших устойчивость некоторых травянистых растений к озону и двуокиси серы, полевица и однолетний мятлик оказались наименее устойчивыми, свинорой был наиболее устойчив, а многолетний райграс и овсяница красная имели промежуточную реакцию.

Анализ литературных данных показывает, что имеются существенные различия между видами растений по их способности концентрировать радионуклиды. При прочих равных условиях наиболее эффективными накопителями стронция-90 являются зернобобовые (горох, люпин) и бобовые травы, затем корнеплоды; в меньшей степени радионуклиды накапливают зерновые (овес, пшеница) и кормовые злаки (Федоров и др., 1989).

Проведенный нами полевой  и лабораторный анализ различных  видов дикорастущих растений позволил установить наличие внутривидового полиморфизма по способности концентрировать  стронций-90. Было установлено, что популяции состоят из растений, эффективно и не эффективно концентрирующих этот радионуклид, причем первые концентрируют в 2–3 раза больше, чем вторые. Доля растений с высокой концентрирующей способностью может достигать 10%.

Все это наталкивает  на мысль о необходимости и возможности селекции на устойчивость к загрязняющим факторам среды. С другой стороны, способность некоторых форм концентрировать большие количества загрязнителей, и в первую очередь радионуклиды, порождает надежду на возможность создания форм растений-очистителей среды от активных изотопов, тяжелых металлов и других загрязнителей. Это предположение имеет под собой теоретическое обоснование. В.И.Вернадский (1940) указывал, что химический состав организмов может быть таким же видовым признаком, как и их морфологические особенности, и различал виды организмов, богатые данным элементом, и обычные. Иными словами, способность концентрировать различные элементы в больших количествах детерминирована генетической системой вида, популяции и отдельных особей и, следовательно, они могут быть подвергнуты искусственному отбору.

На сегодняшний день становится актуальной задача изучения генетики признаков устойчивости к  загрязняющим факторам среды, поиска и  сохранения геноисточников устойчивости и создания сортов, резистентных к высоким концентрациям “загрязнителей”, а также сортов, способных абсорбировать в больших количествах токсические вещества.

Чернобыльская катастрофа.

Спустя двадцать три  года после Чернобыльской аварии потребность в продолжение изучения ее серьезных последствий остается по-прежнему актуальной. Понятие «мирного атома» 26 апреля 1986 года исчезло в темном облаке над пылающим четвертым реактором Чернобыльской атомной станции. Самая сильная и масштабная техногенная катастрофа в истории человечества произошла вблизи маленького украинского городка на реке Припять. За ночь Чернобыль стал известен всему миру.

Двадцать три года спустя несколько миллионов человек (по разным подсчетам, от 5 до 8 миллионов) все еще проживает на территориях, которые еще в течение многих лет будут радиоактивно загрязнены в результате Чернобыльской катастрофы. Поскольку период полураспада основного (хотя и далеко не единственного) выброшенного радиоактивного элемента, цезия-137, (¹³⁷Cs), составляет порядка 30 лет, радиологические последствия (соответственно, последствия для здоровья) этой атомной аварии будут продолжать проявляться на протяжении нескольких столетий.

Это поистине глобальное событие оказало наибольшее влияние  на три соседние бывшие Советские  республики, ныне независимые государства: Украину, Беларусь Россию. Последствия, однако, распространились значительно шире. Больше половины цезия-137, выброшенного в результате взрыва, было перенесено атмосферой в другие европейские страны. По крайне мере часть территорий четырнадцати стран Европы (Австрия, Швеция, Финляндия, Норвегия, Словения, Польша, Румыния, Венгрия, Швейцария, Чешская республика, Италия, Болгария, Республика Молдова и Греция) были заражены радиацией плотностью более 1 Ci/км² (или 37 кБк/м2), которая используется как индикатор загрязненной территории. Меньшие, но, тем не менее, значительные объемы радиоактивности, связанные с Чернобыльской аварией, были обнаружены на всем европейском континенте и в Азии.

Несмотря на задокументированную  протяженность и серьезность загрязнения, вызванного аварией, вся совокупность последствий для экосистем, человеческого здоровья, экономических показателей и социальных структур остается неизвестной.

Диапазон расчетов дополнительной смертности в результате Чернобыльской  аварии чрезвычайно широк в зависимости от того, что берется во внимание. Примеры этих подсчетов приведены ниже в таблице. Самые последние эпидемиологические данные, опубликованные структурами Российской академии наук, показывают, что объем проблем может быть намного больше, чем те, которые были предсказаны исследованиями до сегодняшнего дня. Например, в отчете Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), высказывались предположения, что в результате Чернобыльской аварии ожидаются 4000 дополнительных смертей. Последние недавно опубликованные данные показывают, что только в Беларуси, России и Украине, авария принесла 200.000 дополнительных смертей в период между 1990 и 2004 гг.

Четыре  группы населения претерпели самые  тяжелые последствия для здоровья, среди которых:

1. рабочие по ликвидации последствий аварии, или «ликвидаторы», включая как гражданский, так и военный персонал, призванный проводить работы по очистке и строительству защитного покрытия для реактора;
2. эвакуированное население из опасно зараженных территорий из 30-км зоны вокруг атомной станции;
3. жители менее (но все же опасных) загрязненных территорий; и дети, рожденные в семьях трех выше перечисленных групп.

Рак.

Сегодня, очевидно, что загрязнение в результате чернобыльской катастрофы действительно послужило причиной широкомасштабного роста числа раковых заболеваний. В частности, раки значительно чаще встречаются у населения из сильно зараженных областей и среди ликвидаторов (получивших наибольшее радиационное облучение) по сравнению с референтными (относительно необлученными) группами. У ликвидаторов Беларуси, например, случаи заболеваемости раком почек, мочевого пузыря и щитовидной железы были значительно выше в период с 1993 до 2003, чем у сравнительной референтной группы.

Рак щитовидной железы.

Рак щитовидной железы катастрофически  вырос во всех трех странах, как предполагается, из-за выброса большого количества радиоактивного йода в результате Чернобыльской  катастрофы. Например, случаи заболевания  в крайне загрязненной Брянской области  в период 1988-1998 удвоились по сравнению с показателями по России в целом, а в 2004 эта цифра возросла втрое. Оценки по возможному увеличению заболеваний составляют 60.000  дополнительных случаев только в Украине, Беларуси и России.

Дети, которые во время аварии имели возраст до 4 лет, были особенно чувствительны к этому виду рака. До аварии случаи рака щитовидной железы среди детей и подростков в среднем составляли 0,09 случаев на 100 000. После 1990 г. частота заболеваний возросла до 0,57-0,63 на 100 000.  Пик заболеваемости раком щитовидной железы среди тех, кто был ребенком или подростком в момент катастрофы, произойдет, как предполагается, в период 2001-2006 гг.

Рак щитовидной железы, вызванной  Чернобылем, оказался неожиданно агрессивным  с ранней и быстрый прогрессией с формированием побочных опухолей в лимфатических узлах и легких, что ухудшило прогноз и вызвало необходимость множественных хирургических вмешательств.

Нераковые заболевания.

Выявленные изменения  в численности раковых заболевании  на основании обследования населения, облученного в результате Чернобыльской аварии, - только один аспект всего спектра последствий для здоровья человека. Констатируется увеличение нераковых заболеваний среди облученного населения, хотя, несмотря на масштаб воздействия, имеется сравнительно небольшое количество таких исследований.

Респираторная система.

Облучение респираторной  системы человека радиоактивными материалами, выброшенными в результате Чернобыльской  аварии, происходило двумя основными  путями. На ранних стадиях радиоактивного выброса, формирование различных размеров аэрозольных и твердых «горячих частиц» вместе с радионуклидами в газообразной форме означало, что ингаляционный путь был самым уязвимым. Соответственно, облучение от накопленных радиоактивных материалов считалось основным путем облучения респираторной системы

Пищеварительная система.

Доказано, что расстройства пищеварительной системы случаются  чаще среди лиц, которые подверглись  радиационному воздействию в  результате Чернобыльской аварии. Исследование, проведенное в 1995 г., делает предположение, что заболеваемость такими расстройствами была в 1,8 раз выше среди эвакуированных Беларуси и жителей загрязненных территорий, чем в целом у населения Беларуси. Между 1991 и 1996  гг. отмечалось увеличение случаев заболеваемости язвой желудка и двенадцатиперстной кишки у населения Беларуси почти на 10%. 

Кровеносно-сосудистая система.

Облучение в результате радиоактивного загрязнения привело  не только к злокачественным кровеносным  и лимфатическим заболеваниям, но также к болезнетворным условиям функционирования кровеносно-сосудистой системы, которые подвергались более тщательному обследованию из-за внимания к этим органам в связи с их чувствительностью к злокачественным заболеваниям.

В Беларуси десять лет  после Чернобыльской аварии в  целом росла заболеваемость кровеносной системы с особым увеличением на загрязненных территориях. Также отмечены нарушения уровня лейкоцитов в крови у населения подгрупп, проживающих на российских территориях, пострадавших от чернобыльских осадков.

Специфические данные о  реакции опорно-двигательного аппарата и взаимосвязанных с ним тканей организма на радиационное облучение в результате Чернобыльской аварии очень ограничены. Исследования скелетной системы внутриутробного плода выявили также наличие в костях ¹³⁷Cs и превышение ожидаемого числа патологий.

Исследования здоровья новорожденных, проведенные в различных  зараженных областях, выявили возрастающую тенденцию дефицита развития опорно-двигательного  аппарата.

Преждевременное старение.

Клинический “биологический” возраст людей, проживающих на загрязненных территориях Украины, непропорционально вырос за время после катастрофы, при этом оцененный “биологический” возраст сейчас превышает календарный примерно на 7-9 лет. При обследовании 306 ликвидаторов это расхождение оценивалось в 5-11 лет. В наиболее зараженных районах Белоруссии средний возраст умерших от сердечных приступов был на 8 лет ниже, чем среди умерших у основного населения.

Мочеполовая и репродуктивная системы.

За период 1988-1999 гг. количество случаев заболеваний мочеполовой системы среди населения, до сих проживающего на самых загрязненных территориях Украины, возросло более чем вдвое. Данные отчетов свидетельствуют о трехкратном увеличении числа внутренних воспалительных заболеваний, нарушений менструального цикла и доброкачественных опухолей яичников у женщин, подвергшихся облучению. В других зараженных районах, по отчетам, после катастрофы участились случаи бесплодия и импотенции у мужчин. Результаты отчетов сообщают о структурных изменениях семенных канальцев и нарушениях выработки спермы у 75 % мужчин, обследованных в Калужской области России,.

Спустя 8-10 лет после  аварии участились угрозы выкидышей  у женщин, эвакуированных из 30-километровой зоны и женщин, по-прежнему проживающих  на зараженных территориях. В обследованных группах жителей Украины, получивших большие дозы радиационного облучения, более чем у половины беременных женщин наблюдались осложнения во время беременности (включая поздние токсикозы, анемию, фетоплацентарную недостаточность), в то время как в контрольной группе осложнения наблюдались лишь в 10 % случаев. Аналогично, риск угнетения развития плода выявлен у 35 % женщин из группы радиационного риска, что в 3 раза больше этого показателя по всему населению, а осложнения при родах наблюдались более чем у 75 % женщин группы радиационного риска - более чем вдвое больше по сравнению с контрольной группой. Концентрация радиоактивных изотопов в плаценте женщин, проживающих в наиболее загрязненных районах, прямо связана с количеством случаев недостаточного развития плаценты и соответствующего снижения веса новорожденных.

Органы  чувств.

На зараженных территориях  в районе Чернобыля происходило  более интенсивное увеличение случаев  расстройств органов зрения, например катаракты (в том числе у новорожденных  детей) и других нарушений зрения, чем в соседних, более чистых областях. Хотя наибольший риск возникает при получении самых больших доз облучения, порог радиационной дозы, за нижним пределом которого риск образования катаракты не увеличивается, неизвестен. Аналогично, в отчетах по обследованиям облученного населения приводятся данные о повышенной частоте случаев других проблем органов зрения, например отслоение сетчатки.

Неврологические и психологические расстройства.

Даже сравнительно низкие уровни ионизирующей радиации могут вызвать нарушения центральной и периферийной нервной системы. Поэтому всеобъемлющая оценка неврологических расстройств в результате Чернобыльского радиоактивного выброса – чрезвычайно трудная задача.