Окружающая среда и здоровье человека

Некоторые металлы (цинк, хром, никель, медь, железо, марганец и др.) проявляют не только эссенциальное, но и токсическое действие на организм в зависимости от концентрации. Свинец, кадмий, ртуть, таллий, алюминий являются токсичными для организма элементами, хотя не исключается вероятность  их использования организмом в микродозах в процессе жизнедеятельности, однако убедительных доказательств этому  не имеется.

Поступление тяжелых металлов в окружающую среду связано с  активной деятельностью человека. Их основные источники - промышленность, автотранспорт, котельные, мусоросжигающие  установки и сельскохозяйственное производство. К отраслям промышленности, загрязняющим окружающую среду тяжелыми металлами, относятся черная и цветная  металлургия, добыча твердого и жидкого  топлива, горнообогатительные комплексы, стекольное, керамическое, электротехническое производство и др. Свинец широко используется в производстве аккумуляторов, оболочек электрических кабелей, медицинской  техники, хрусталя, оптического стекла, красок, многочисленных сплавов и  т.д., не говоря уже о производстве, связанном с его получением. В  сельскохозяйственном производстве загрязнение  почвы тяжелыми металлами связано  с использованием удобрений и  пестицидов. Транспорт является источником более половины всех выбросов в атмосферу. Котельные, работающие на твердом и  жидком топливе, загрязняют окружающую среду не только тяжелыми металлами, но и различными оксидами. Сжигание мусора сопровождается поступлением в  биосферу целого ряда тяжелых металлов: кадмия, ртути, свинца, хрома и др. Попавшие в окружающую среду соединения тяжелых металлов загрязняют атмосферный  воздух, воду, почву, попадают в растения и организмы животных, населяющих данную местность. Соединения тяжелых металлов поступают в организм преимущественно через желудочно-кишечный тракт с пищевыми продуктами, водой, медикаментами, в меньшей степени - через органы дыхания.

Тяжелые металлы влияют практически  на все системы организма, оказывая токсическое, аллергическое, канцерогенное, гонадотропное действие. Доказано эмбриотоксическое  действие тяжелых металлов через  фетоплацентарную систему, а также  их мутагенный эффект. Многие тяжелые  металлы обладают тропностью - избирательно накапливаются в определенных органах  и тканях, структурно и функционально  нарушая их. Выбор тропного органа зависит также от дозы и пути поступления  тяжелых металлов в организм.

Мутагенные и канцерогенные  вещества. Многочисленные эпидемиологические, лабораторные и клинические наблюдения свидетельствуют о наличии причинно-следственных связей между загрязнением окружающей среды и повреждением генетической информации организма человека.

Мутаген - это фактор окружающей среды или  факторэндогенной природы, способный  нарушать генетические программы клеток и вызывать в организме изменения  наследственных свойств. Мутагенной активностью  обладают многочисленные и широко распространенные загрязнители химической и физической природы, а также вирусы, бактерии и пр. Обширная группа наследственных болезней обусловлена либо отклонениями от нормального содержания хромосом, либо генетическими дефектами в  результате мутаций в отдельных  участках хромосом.

Опасность для генетического аппарата половых  и соматических клеток представляют радионуклиды, которые могут провоцировать  наследственные заболевания и злокачественные  новообразования. На сегодняшний день радиация является наиболее полно изученным  мутагенным фактором риска здоровью человека. Все большее признание  получает модель допорогового влияния  мутагенов на организм, особенно в  период активного роста и созревания. Одной триллионной доли грамма диоксина достаточно, чтобы нарушить работу иммунной системы человека, внести искажения в его генетический аппарат. Мутагенной активностью обладают и низкие допороговые дозы радиационных загрязнителей. Мутагены, действуя в  минимальных допороговых дозах  и концентрациях загрязнителя, снижают  общую резистентность организма, что  вызывает разнообразные биологические  эффекты.

По  происхождению химические мутагены можно разделить на три основные группы:

· органические и неорганические соединения естественного происхождения (оксиды азота, нитриты, нитраты, алкалоиды  и др.);

· продукты переработки природных  соединений на энергоемких производствах (полициклические ароматические  углеводороды, соли тяжелых металлов и др.);

· продукты химического синтеза, прежде не встречавшиеся в природе, а  потому очень опасные для здоровья, так как к ним не выработаны естественные эволюционные механизмы  защиты: пестициды, полихлорбифенилы, некоторые лекарственные препараты. В частности, печально известный  талидомид в результате массового  применения беременными женщинами  вызвал у новорожденных тяжелые  врожденные пороки развития.

Канцерогенным называется вещество (фактор), воздействие  которого достоверно увеличивает частоту  возникновения доброкачественных  и/или злокачественных опухолей в популяции человека и/или сокращает  период развития этих опухолей. Главным  критерием канцерогенной опасности  вещества для человека являются наличие  контакта с этим веществом, экспериментально полученные данные о его канцерогенности, результаты эпидемиологических исследований, проведенных по методу «случай-контроль», или когортных исследований.

Международное агентство по изучению рака (МАИР) ранжирует  изученные соединения по 4 группам:

Группа 1 - вещества, роль которых в возникновении  опухолей у человека безусловно доказана. В эту группу включено 66 веществ, в том числе мышьяк, никель, асбест, хром, винилхлорид, бензол, радон и  продукты его распада.

Группа 2 разделена на две подгруппы:

к подгруппе 2А отнесено 60 веществ, канцерогенный  эффект которых для животных имеет  высокую степень доказательства, а для человека - ограниченные доказательства (например, бензапирен, бериллий и его  соединения, формальдегид, кадмий);

к подгруппе 2В отнесено свыше 230 веществ, с определенной степенью вероятности  вызывающих рак у человека, т.е. их канцерогенность для человека убедительно  не доказана при отсутствии свидетельств, полученных в результате опытов на животных (кобальт, ацетальдегид, бензин атомобильный, четыреххлористый углерод  и др.).

К группе 3 относятся вещества, которые  не могут быть классифицированы в  отношении их опухолеродной активности для человека.

К группе 4 относятся неканцерогенные  для человека вещества.

Многочисленные  исследования свидетельствуют о  высоком уровне содержания канцерогенных  веществ химической природы в  объектах окружающей среды. Полициклические  ароматические углеводороды, нитрозамины  и их предшественники, тяжелые металлы, винилхлорид, формальдегид, бензол и  иные канцерогенные соединения являются основными загрязнителями атмосферного воздуха в городах с развитой химической и нефтехимической промышленностью. На этих территориях определены высокие  антропогенные нагрузки фактических  концентраций канцерогенных веществ  на разные группы населения с учетом характеристики места проживания, профессиональных факторов вредности, вредных привычек.

ПРИРОДНЫЕ ГЕОХИМИЧЕСКИЕ АНОМАЛИИ КАК ПРИЧИНА НАРУШЕНИЙ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ

Природно-антропогенные  биогеохимические круговороты химических веществ являются причиной многочисленных изменений в состоянии здоровья населения, приводя к развитию эндемических, т.е. массовых, заболеваний, специфичных  для определенной местности. Убедительно  доказаны причинно-следственные связи  между заболеваемостью населения  и дефицитами в природе йода, селена, фтора. Эти дефициты сопровождаются дисбалансом многих других жизненно необходимых химических элементов  в объектах природной среды, что  в свою очередь усиливает неблагоприятные  тенденции в здоровье населения.

В организме человека и животных с  помощью современных аналитических  методов обнаружено около 70 химических элементов. Эти элементы в зависимости  от их биологического значения условно  разделены на следующие группы:

· незаменимые элементы, входящие в  состав ферментов, гормонов и витаминов: O, C, H, Ca, P, K, S, Cl, Na, Mg, Zn, Fe, Cu, I, Mn, V, Mo, Co, Se;

· постоянно определяемые в животных организмах элементы, биологическое  значение которых изучено еще  недостаточно: Sr, Cd, F, Br, B, Si, Cr, Be, Ni, Li, Cs, Sn, Al, Ba, Rb, Ti, Ag, Ga, Ge, As, Hg, Pb, Bi, Sb, U, Th, Ra;

· обнаруживаемые в организме животных и человека элементы, в отношении  которых данные о количественном содержании в тканях, органах и  биологической их роли отсутствуют: Nb, La, Pr, Sm, Tb, W, Re, Au.

Человек и животные получают микроэлементы  из продуктов питания, воды и атмосферного воздуха. Микроэлементы являются экзогенными  химическими факторами, играющими  значительную роль в таких жизненно важных процессах, как рост, размножение, кроветворение, клеточное дыхание, обмен веществ и др. Микроэлементы  образуют с белками организма  специфические металлорганические комплексные соединения, являющиеся химическими регуляторами биохимических  реакций. Входя в состав ферментов, гормонов и витаминов, микроэлементы  выполняют роль катализаторов биохимических  процессов. В случае аномального  содержания или нарушенного соотношения  микроэлементов в окружающей среде (в воде, пищевых продуктах) в организме  человека могут развиваться нарушения  с характерными клиническими симптомами.

ВОДА КАК ФАКТОР ЗДОРОВЬЯ

Значение  воды для поддержания здоровья населения  на высоком уровне обусловлено той  ролью, которую она играет для  удовлетворения физиологических и  гигиенических потребностей, а также  для рекреационных целей. Основными  источниками загрязнения гидросферы являются промышленные сточные воды, дренажные воды с орошаемых земель, организованный и неорганизованный сток с территорий населенных пунктов  и промышленных площадок, сельскохозяйственных полей и крупных животноводческих комплексов, а также водный транспорт.

Водным  путем передается большинство кишечных инфекций: брюшной тиф, дизентерия, паратифы, сальмонеллезы, холера и др. Доказана роль воды при распространении  эпидемиологического гепатита А, (болезнь  Боткина) и полиомиелита, являющихся вирусными заболеваниями, большой  группы так называемых антропозоонозов, передающихся от больного животного  человеку. Определенное значение имеет  водный фактор и в передаче аденовирусных  инфекций, амёбиаза, лямблиоза и  большой группы гельминтозов. Такая  гамма заболеваний, передаваемых водным путем, неудивительна, так как из 55 млрд. человек на планете Земля - 3,5 млрд. пьют загрязненную воду. Инфекционные и паразитарные заболевания возникают  при различных видах водопользования: централизованном и децентрализованном хозяйственно-питьевом водоснабжении  из загрязненных источников, купании  в водоемах и бассейнах, а также  талассотерапии. Наиболее часто причинами  эпидемиологических вспышек водного  характера являются нарушения в  целостности водопровода и канализации. Прорыв канализации приводит к подтоплению  водопроводных колодцев сточными водами и массовому загрязнению питьевой воды патогенными и условно-патогенными микроорганизмами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ РИСКА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Влияние шума на здоровье человека. Одним из наиболее распространенных и значимых факторов окружающей среды, негативно влияющих на здоровье человека, является шум, что обусловлено главным образом ростом промышленного производства, развитием городского строительства, транспортного движения и т.д. Шумовой дискомфорт в повседневной жизни испытывают более половины жителей больших городов многих стран, что позволяет рассматривать акустические нагрузки как глобальный фактор риска здоровью населения.

Под шумом понимается беспорядочное  сочетание разных по силе и частоте  звуков. Воздушный шум возникает  всегда, когда любая упругая среда (твердое тело, жидкость, воздух) подвергается в силу каких-либо воздействий возмущению. При распространении звуковой волны  в воздухе происходит перенос  акустической энергии, количество которой  и определяет силу звука. Сила, или  интенсивность, звука - это количество энергии, проходящей в единицу времени  через единицу площади поверхности, расположенной перпендикулярно  направлению распространения звуковой волны. Единицей измерения силы звука  является ватт на метр квадратный (Вт/м²). Единицей измерения частоты звука является герц (Гц) - 1 колебание в 1 с. Человеческое ухо воспринимает звуки в области частот 16…20000 Гц. Наименьшая сила звука, при которой звук воспринимается ухом, составляет 10^-12 Вт/м² на частоте 1000 Гц (слуховой порог или порог слышимости). Верхний порог воспринимаемого звука (болевой порог) составляет 10² Вт/м². Между минимальным и болевым порогами лежит область слухового восприятия. Большой диапазон восприятия шума обусловил использование не линейной, а десятичной логарифмической шкалы А.Белла .

Источники шума могут быть естественного (природного) и искусcтвенного (антропогенного) происхождения. В естественной среде обитания воздушный  шум, как правило, не имеет особого  экологического значения. Человек создал множество источников антропогенных  постоянных и непостоянных шумов:

· стационарные (промышленные предприятия);

· подвижные, или мобильные (авиационный, автомобильный, железнодорожный транспорт, метро, наземные линии метрополитена);

· внутриквартальные (учреждения бытового обслуживания, магазины, рынки, детские  площадки и пр.);

· внутридомовые (жилищно-бытовые шумы).

Шум стал общественным бедствием и опасностью для физического и психического здоровья населения. Являясь общебиологическим  раздражителем, шум воздействует на все органы и системы организма. Постоянный и интенсивный шум  является причиной многочисленных болезненных  расстройств в организме человека. Болевые ощущения, обусловленные  шумом, связаны с механическим смещением  в системе среднего уха и указывают  на достижение прочности барабанной перепонки. Шум оказывает исключительно  сильное влияние на умственную деятельность, требующую сосредоточенности и  связанную с синтезом и анализом информации. Шум может оказывать  неблагоприятное влияние на любой  вид человеческой деятельности - будь то умственная или физическая работа. Необходимо обратить внимание и на то, что шум, являясь одним из раздражителей  окружающей среды, в сочетании с  другими внешними и внутренними  факторами способен вызывать хроническую  усталость, нарушать отдых и сон. Шумовое воздействие вызывает генерализованную реакцию в коре и подкорковых  структурах мозга, что нарушает регуляторную деятельность центральной и вегетативной нервной системы.