Биосфера и человек

Биосфера и человек. - Влияние загрязнения окружающей среды на здоровье человека. Влияние загрязнения окружающей среды на здоровье человека. Общая характеристика. Качество окружающей среды существенно влияет на здоровье населения.

Практически все химические вещества и физические излучения в той или иной степени оказывают вредное воздействие на здоровье людей, причем важным здесь является уровень их присутствия в окружающей среде (концентрация вещества, доза полученной радиации и т.п.). При неблагоприятном воздействии первостепенное значение имеют мутагенный и канцерогенный эффекты. Представляет опасность влияние загрязнения на детородную функцию и здоровье детей. Для большого числа химических веществ характерно воздействие на метаболическую, имунную и другие системы, выполняющие защитные функции организма; их изменение содействует развитию неинфекционных заболеваний, большая доля которых приходится на сердечно-сосудистые и онкологические болезни. Как свидетельствуют экспериментальные и эпидемиологические исследования, экологические факторы даже при невысоком уровне воздействия могут вызывать значительные расстройства здоровья людей.

Загрязнение среды, несмотря на относительно малые концентрации веществ, вследствие большой длительности воздействия (практически на протяжении всей жизни человека) может приводить к серьезным нарушениям в состоянии здоровья, особенно таких малоустойчивых групп, как дети, пожилые люди, больные хроническими болезнями, беременные женщины. Наиболее опасные загрязнители окружающей среды. Большие объемы поступлений в окружающую среду разнообразных химических веществ, биологических агентов при низком уровне контроля промышленных, сельскохозяйственных, бытовых и прочих загрязнителей не позволяют установить достаточно четко меру опасности для здоровья техногенных загрязнителей, содержащихся в атмосферном воздухе или почве, питьевой воде или продуктах питания. Однако принято считать, что по степени опасности для здоровья человека среди химических загрязнителей первенство в настоящее время принадлежит тяжелым металлам, хлорированным углеводородам, нитратам, нитритам и нитросоединениям, асбесту, пестицидам. Очень опасными для здоровья являются радионуклиды, токсины микроорганизмов, лекарственные средства (антибиотики и другие, как правило, синтетические химические соединения), а также ряд загрязнителей биологического происхождения: бактерии, вирусы, грибковые, простейшие и паразиты. Наиболее опасными и токсичными из тяжелых металлов являются кадмий, ртуть и свинец. Установлена связь между количеством обнаруженных в воде и почве кадмия, свинца, мышьяка и уровнями заболеваемости злокачественными новообразованиями различных форм среди населения экологически неблагополучных районов.

Загрязнение кадмием пищевых продуктов, как правило, происходит из-за загрязнения почвы и питьевой воды сточными водами и другими отходами промышленных предприятий, а также при использовании фосфорных удобрений и пестицидов. В воздухе сельских местностей концентрация кадмия в 10 раз превышает уровни естественного фона, а в городской среде нормативы могут быть превышены до 100 раз. Больше всего кадмия человек получает с растительной пищей. Ртуть, как другой биоцид, относящийся к тяжелым металлам, имеет два типа кругооборота в природе. Первый связан с естественным природным обменом элементарной (неорганической) ртути, второй, так называемый локальный, обусловлен процессами метилирования неорганической ртути, поступающей в окружающую среду в результате хозяйственной деятельности человека. Ртуть применяется в производстве каустической соды, бумажной массы, синтезе пластмасс, в электротехнической промышленности. Широкое применение ртуть имеет в качестве фунгицидов для протравливания посевного материала. Ежегодно до 80 тыс. т ртути в виде паров и аэрозолей выбрасывается в атмосферу, откуда она и ее соединения мигрируют в почву и водоемы.

В современных условиях основным источником загрязнения окружающей среды соединениями свинца является использование этилированного бензина. Естественно, что наибольшие концентрации свинца обнаруживаются в атмосферном воздухе городов и вдоль крупных автострад. В дальнейшем при включении в пищевые цепи свинец может поступать в организм человека с продуктами как растительного, так и животного происхождения. Свинец способен накапливаться в организме, особенно в костной ткани. Имеются сведения о влиянии свинца на рост заболеваний сердечно-сосудистой системы. Экспериментальные данные свидетельствуют, что для развития рака в присутствии свинца требуется в 5 раз меньшее количество канцерогенных углеводородов. Большую опасность для здоровья человека представляют и лекарственные препараты, в основном антибиотики, широко применяемые в животноводстве.

Значимость загрязнения ими продуктов животноводства связана с ростом аллергических реакций у людей на лекарственные препараты. В настоящее время для нужд сельского хозяйства используется 60 наименований антибиотиков отечественного производства. Гораздо более опасны из-за возможного включения в трофические цепи пестициды. В настоящее время разрешены для применения в сельском хозяйстве 66 различных пестицидов, обладающих помимо специфического действия на сельскохозяйственных вредителей неблагоприятными отдаленными последствиями различного рода (канцерогенным, эмбриотоксическим, тератогенным и др.). По данным Национальной академии наук США, токсикологи обладают относительно полной информацией о влиянии на здоровье лишь 10% используемых сейчас пестицидов и 18% используемых лекарств. По меньшей мере 1/3 пестицидов и лекарств не проходит никаких испытаний на токсичность. В отношении всех используемых в мире химикатов проблема еще серьезнее: 80% из них не проходили никаких испытаний. Общеизвестно, что далеко не безвредными для организма являются нитраты и нитриты. Нитраты, используемые в качестве минеральных удобрений, в самых высоких концентрациях встречаются в зеленых овощах, например, в шпинате, салате, щавеле, свекле, моркови, капусте.

Особенно опасны высокие концентрации нитратов в питьевой воде, так как при их взаимодействии с гемоглобином нарушаются его функции переносчика кислорода. Возникают явления кислородного голодания с признаками одышки, асфиксии. В тяжелых случаях отравление может заканчиваться летальным исходом. Экспериментально доказано, что нитраты обладают также мутагенным и эмбриотоксическим действием. Нитриты, представляющие собой соли азотистой кислоты, давно используются в качестве консерванта при изготовлении колбас, ветчины, мясных консервов. Другая опасность нахождения в продуктах питания нитритов заключается в том, что в желудочно-кишечном тракте под воздействием микрофлоры из нитритов образуются нитросоединения, обладающие канцерогенными свойствами. Стойкими в экологических цепях оказываются радионуклиды, поступающие в организм человека также в основном с продуктами питания. Из продуктов расщепления урана стронций-90 и цезий-137 (имеющие период полураспада порядка 30 лет) представляют особую опасность: стронций вследствие своего сходства с кальцием очень легко проникает в костную ткань позвоночных, тогда как цезий накапливается в мускульных тканях, замещая калий.

Они способны накапливаться в организме в количествах, достаточных для причинения ущерба здоровью, оставаясь в зараженном организме практически всю его жизнь и вызывая канцерогенные, мутагенные и другие заболевания. Особенности влияния загрязнения атмосферы. Влияние загрязнения воздуха разнообразно, начиная от неприятных запахов и кончая ростом заболеваемости и смертности, в том числе от сердечно-сосудистых болезней. Воздействие атмосферных загрязнителей чаще всего приводит к ослаблению иммунитета, что сопровождается снижением сопротивляемости организма и повышенной заболеваемостью. Согласно данным американских ученых, в городах с невысоким уровнем загрязнения при эпидемии гриппа среднее число заболеваний увеличивается на 20%, а в городах с высоким уровнем – на 200%. По данным российских исследователей (1994 г.), установлено, что степень воздействия атмосферных загрязнений на заболеваемость населения зависит от возраста: наименее чувствительной является группа населения в возрасте 20–39 лет, а наиболее чувствительными – группа детей в возрасте от 3 до 6 лет (в 3,3 раза) и возрастная группа населения старше 60 лет (в 1,6 раза). Исследованиями Института экологии и гигиены окружающей среды РАМН установлена связь между уровнем суммарного загрязнения воздуха и показателями аллергической заболеваемости у детей. Так, в Москве доля часто болеющих ОРЗ (острые респираторные заболевания) детей в очень загрязненных районах составила 8%, а в менее загрязненных – 1,2%. В Тольятти дети, проживающие в зоне влияния выбросов Северного промышленного узла, в 2,4–8,8 раза чаще страдали заболеваниями верхних дыхательных путей, бронхиальной астмой, чем дети, проживающие в относительно чистом районе. В последнее десятилетие существенно возросли суммарные выбросы в атмосферу от автотранспорта, которые составляют более 2/3 общих поступлений в атмосферу на территории России, причем в разных городах на долю этих выбросов приходится от 45 до 85% загрязнения воздуха. В результате примерно 30% городского населения страны дышит воздухом, в котором концентрация вредных веществ превышает санитарно-гигиенические нормативы в 10 и более раз. В целом, по данным санитарно-эпидемиологической службы, в 1992 г. более 60 млн. человек проживали в условиях постоянного превышения ПДК в атмосферном воздухе ряда вредных веществ. В городах с развитой металлургической промышленностью взрослое население чаще страдает болезнями органов кровообращения (в 1,5 раза) и органов пищеварения (в 1,7), а дети почти в 1,5 раза чаще страдают болезнями органов дыхания и пищеварения, а также болезнями кожи и слизистых оболочек глаз. Проживание в центрах размещения нефтехимической промышленности и оргсинтеза ведет к увеличению заболеваемости детей бронхиальной астмой (в 2–3 раза) и болезнями кожи и слизистых оболочек (в 2 раза). Наиболее ярко демонстрируют влияние загрязнений атмосферы на здоровье данные исследований, проведенных в районах размещения заводов по производству белково-витаминных концентратов (БВК) и продуктов микробиологического синтеза, где при росте общей заболеваемости в 2–3 раза выявлен рост аллергических заболеваний до 2–12 раз. В городах Ангарске и Кириши, где размещены заводы БВК, рост заболеваемости принял катастрофический характер – до 20–28 раз, что неоднократно приводило к социальной напряжености и демонстрациям населения, направленных против функционирования этих производств. Влияние загрязнений воды. По данным ООН, в мире выпускается до 1 млн. наименований в год ранее не существовавшей продукции, в том числе до 100 тысяч химических соединений, из которых около 15 тысяч являются потенциальными токсикантами. По экспертным оценкам, до 80% всех химических соединений, поступающих во внешнюю среду, рано или поздно попадают в водные источники. Подсчитано, что ежегодно в мире выбрасывается более 420 км3 сточных вод, которые в состоянии сделать непригодной к употреблению около 7 тыс. км3 чистой воды. Состояние водоснабжения населения России неудовлетворительное. Анализ качества питьевой воды, проведенный Институтом экологии человека и гигиены окружающей среды РАМН в ряде городов России, свидетельствует о несоответствии качества воды гигиеническим требованиям в 80–90% централизованных систем водоснабжения. Около 1/3 населения использует для питья воду из децентрализованных источников, которая в 32% случаев также не отвечает требованиям качества. В целом, около 50% населения Российской Федерации продолжает использовать для питья воду, не соответствующую санитарно-гигиеническим нормам. Известно, что более 80% потребляемой воды в нашей стране отбирается из поверхностных вод, наиболее распространенными загрязнителями которых являются нефтепродукты, фенолы, углеводороды, соединения железа, аммонийный азот, тяжелые металлы (кадмий, хром, цинк, мышьяк, ртуть и др.), хлориды, сульфаты, нитраты, нитриты и др. Существующая в нашей стране система контроля качества питьевой воды из-за недостаточного технического обеспечения не позволяет в полной мере определять степень опасности загрязнения воды для здоровья человека. Всемирная организация здравоохранения рекомендовала осуществлять контроль воды с 1992 г. примерно по 100 показателям, большая часть из которых непосредственно влияет на здоровье. Отечественный ГОСТ 2874–82 «Вода питьевая» содержит нормативы только по 28 показателям. Опасность накопления загрязнения по трофичеким цепям. Как следует из вышеизложенного, потребление загрязненной пищи сопровождается накоплением (аккумуляцией) загрязняющих веществ по трофическим цепям в экосистеме. Явление, связанное с относительным ростом концентрации загрязняющих веществ в организмах по мере продвижения по трофической цепи, называется биотическим накоплением химических веществ в экосистеме. Таким образом, в организмах консументов накапливаются пестициды (например, ДДТ), радиоактивные элементы и др. Устрица может содержать в 70000 раз больше ДДТ, чем в воде, где она обитает. В конечном итоге, человек – суперхищник в социоприродной экосистеме, находясь в конце трофической цепи, страдает больше других биологических организмов («эффект экологического бумеранга»). Ниже приведены для примера эмпирические величины коэффициента аккумуляции радиоактивного фосфора-32, содержащегося в речной воде реки Колумбии из-за сбросов отходов плутониевого реактора, по условной пищевой цепи: ФИТОПЛАНКТОН – РЫБА – ЧЕЛОВЕК. Еще большие величины коэффициента накопления радиоактивных элементов обнаруживаются в морской среде. Например, по данным измерений американских ученых коэффициенты накопления в фитопланктоне для ряда изотопов: железо-55, свинец-210, фосфор-31 и цинк-65 имеют величины от 20000 до 40000. Поэтому пищевые цепи в морской среде могут положить начало аккумуляции некоторых радиоактивных элементов в количествах, значительно превышающих нормативы радиационной безопасности. Приведенные выше оценки коэффициентов аккумуляции химически и радиационно опасных загрязнителей в окружающей среде показывают, что даже при незначительных их концентрациях в компонентах окружающей среды за счет эффекта биотического накопления по трофическим цепям в продуктах питания (особенно животного происхождения) могут содержаться вредные для здоровья вещества в концентрациях, значительно превышающих ПДК. О возможном усилении экологических воздействий на здоровье. По оценкам экспертов ВОЗ, данным в 80-х гг. ХХ в., состояние здоровья современного человека на 50% определяется образом жизни, на 10% – медициной (хотя роль медицины огромна при спасении раненых и больных, но к сожалению, на уровень здоровья она пока оказывает незначительное влияние), на 20% – наследственностью, а роли экологических факторов (качества окружающей среды) в состоянии здоровья отводится около 20%. Последняя цифра показывает, что хотя в 80-е годы влияние загрязнения окружающей среды на здоровье человека не было определяющим, все-таки оно было достаточно заметным. Колоссальные приросты промышленного производства и многократно увеличившиеся объемы выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду в прошедшие два десятилетия позволяют предполагать и значительно возросшее воздействие экологических факторов на здоровье человека. Прогнозные оценки иркутского профессора Ю.М. Горского, опубликованные в его работе «Основы гомеостатики» (см. Проблемы окружающей среды и природных ресурсов // Обзорная информация ВИНИТИ, 2000. N 5), показывают, что для Иркутской области и ряда других регионов России к 2005 г. можно ожидать следующие изменения: роль экологических факторов возрастет до 40%, действие генетического фактора – до 30% (за счет негативных изменений генетического аппарата), а роль образа жизни и медицины в поддержании здоровья снизится соответственно до 25 и 5%. Даже здоровый образ жизни не сможет остановить процессы ухудшения здоровья человека, если нация начнет вырождаться. По оценкам ВОЗ, известно, что если повреждение генетического аппарата у новорожденных достигает 10 % то неизбежно начинается вырождение нации. По мнению Ю. Горского, в России уже имеется несколько таких «экологически горячих точек», где указанный предел превышен. Приведенные выше оценки требуют более тщательного анализа. Рассмотренный здесь пессимистический прогноз развития возможного сценария ухудшения здоровья в ближайшие годы показывает, что современное состояние окружающей среды на планете требует проведения комплекса оперативных мер по оздоровлению среды, пока еще процессы деградации биосферы не приняли (если уже не приняли) характера необратимых изменений. Одной из наиболее эффективных мер, как нам представляется, следует рассматривать использование недавно полученных положительных результатов комплексного исследования генома человека, что позволит за счет направленного снижения уровня генетических нарушений в человеческом организме уменьшить воздействие генетического и экологического факторов на здоровье человека. В заключение отметим, что в стремлении к независимости от природы общество дошло сегодня до критического состояния отчуждения от нее, создав тем самым реальную угрозу собственного существования на планете. Это отчуждение проявляется наиболее явно в безудержном росте материального потребления, в культивировании все новых потребностей в вещах. В стремлении к независимости от сил природы общество и отдельный человек, все чаще нарушая естественные экологические связи, забывают о своей ответственности за окружающий мир. Выйдя в космос и создав искусственные условия для долговременной жизни под водой и под землей, человек остается биологическим видом и должен соблюдать определенные эволюционно выработанные условия состояния окружающей среды (температура, давление, газовый состав атмосферного воздуха, химический состав пищи и многое другое). В последние десятилетия в связи с высокими темпами индустриализации явно наметились тенденции к ухудшению условий состояния окружающей природной среды, что вызывает опасения в сохранении благоприятных условий не только для существования человека, но и для природной среды в целом. Однако проблема ухудшения качества окружающей среды имеет не биологическое происхождение, а вызвана социальными факторами и отражает противоречия взаимодействия общества и природы, обострение которых связано с нерациональным природопользованием потребительским и порой хищническим отношением человека к природе, низким уровнем экологической культуры. Однако общество, культура, человек в отношении к природе обладают не только разрушительным, но и созидательным потенциалом, способны преодолеть экологический кризис. В экологическом сознании человечества сегодня совершается важнейший переход. Прежде люди сами создавали экологические тупики и затем думали о том, как из них выбраться, как преодолеть созданную опасность жизни. Сегодня главные усилия должны быть направлены на выработку таких форм социальной активности, которые свели бы к абсолютному минимуму экологический риск, обеспечивали бы экологическую безопасность жизни. Как и для всего человечества, для России выход из экологического кризиса видится в переходе на модель устойчивого (не разрушающего, не истощающего и не загрязняющего природную среду) развития, которая рассматривается как единственная альтернатива безудержному экономическому росту, характерному для рыночной модели природопользования. В современных условиях в развитых странах создаются научно обоснованные и экономически эффективные системы государственного, общественно-политического и экономического управления природопользованием и охраной окружающей среды. Во многих странах разрабатывается государственная экологическая политика на различных уровнях управления и обеспечивается централизованное финансирование природоохранной деятельности, возрастает роль научного сообщества в решении экологических проблем. Эти мероприятия могут быть осуществлены лишь на основе новой социальной и экономической политики, на экологическом воспитании и образовании, которые должны привести к изменению отношения человека к природе и его поведению в окружающей среде. В этом процессе особенно возрастает роль экологических знаний.