Влияние состояния окружающей среды

На здоровье населения

По определению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) здоровье человека – это «состояние полного физического, духовного и социального благополучия, а не только отсутствие болезни или физических дефектов». Физическое здоровье – это здоровье нашего тела, духовное здоровье – это здоровье нашего разума. Только при постоянном единстве физического и духовного здоровья обеспечивается высокий уровень здоровья человека. Кроме индивидуального здоровья различают общественное, профессиональное и здоровье населения страны. Показателями общественного здоровья являются: 1) заболеваемость (распространение тех или иных болезней); 2) смертность и её последствия; 3) частота отклонений от нормы тех биологических параметров, которые способствуют развитию основных хронических заболеваний (например, повышенное артериальное давление и др.).

Под профессиональным здоровьем понимают способность человека сохранять защитные и компенсаторные свойства, которые обеспечивают его работоспособность в условиях осуществления профессиональной деятельности.

Специалисты считают, что состояние здоровья людей и их продолжительность жизни определяются на 50–52% образом жизни, на 20–25% – генетическими факторами, на 18–20% – окружающей средой и на 10–15% – состоянием здравоохранения. Для здоровья человека большое значение имеет природная среда и та, которую он создал. Глобальное загрязнение окружающей среды, нарушение озонового экрана, кислотные осадки как результат химического загрязнения атмосферы, деградация лесов и почв, уничтожение видов животных и растений – всё это оказывает негативное воздействие на условия жизни и состояние здоровья населения.

Зависимость заболеваемости и смертности от состояния окружающей среды прослеживается на примере многих стран и регионов. По данным американских учёных, до 90% всех раковых заболеваний связано с неблагоприятной окружающей средой. Заболевания наиболее часты в индустриальных и загрязнённых районах. По данным Всемирной организации здравоохранения ежегодно только пестицидами в мире отравляются около 500 тыс. человек.

Современной гигиенической наукой установлено, что загрязнение окружающей среды повышает уровень заболеваемости населения в среднем на 20%. Загрязнением атмосферы обусловлено около 20–30% от общих заболеваний населения промышленных центров. Многие регионы Земли, в том числе и России, подвергаются интенсивному загрязнению окружающей среды, создавая угрозу существованию живой природы и человека. Возникают зоны 1) напряжённой экологической ситуации; 2) экологического бедствия и 3) экологической катастрофы.

Зона напряжённой экологической ситуации – территория, в пределах которой скорость антропогенных нарушений превышает темпы самовосстановления природы, где показатели здоровья (заболеваемость населения) выше нормы, ранее существовавшей в данной местности (табл. 6).

Зона экологического бедствия – это территория, в пределах которой наблюдается переход от критического состояния природы к катастрофическому.

Зона экологической катастрофы – территория, в пределах которой происходит необратимый переход состояния природы от катастрофической к коллапсу, что делает её непригодной для жизни человека или существования экосистем.

Около 20 млн россиян проживают в зонах экологического бедствия, а 26 % – в неблагоприятной экологической обстановке.

Таблица 6

Территории Российской Федерации с напряжённой экологической ситуацией (Т.А. Акимова, В.В. Хаскин, 1994)

В 84 крупнейших городах России загрязнение воздуха превышает норму в 10 раз и более. Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается в Новокузнецке, Кемерово, Магнитогорске, Норильске, Череповце и др. Общая заболеваемость в них как детского, так и взрослого населения почти на 40% выше, чем в относительно «чистых» городах. Взрослые в 1,5–1,7 раза чаще страдают болезнями органов кровообращения и пищеварения. Дети в 1,2–1,4 раза чаще страдают болезнями органов дыхания, пищеварения, кожи и слизистых оболочек глаз.

В жилых районах Череповца концентрация загрязняющих веществ превышает допустимые нормы в 20–50 раз. Многие вредные вещества содержатся одновременно в воздухе, воде и почве. Сложившаяся в городе экологическая обстановка ведёт к постоянному ухудшению здоровья населения. Так, за последние 5 лет почти в 3 раза увеличилось количество детей с болезнями органов дыхания, кровообращения, пищеварения, кожи, в 1,5 раза – с врождёнными пороками развития. 40% детей школьного возраста имеют отклонения в физическом развитии. Среди взрослого населения за тот же период отмечено увеличение количества людей, имеющих болезни крови, органов кровообращения, пищеварения и дыхания. Возросла также смертность от онкологических заболеваний.

Проживание в городах с предприятиями химической промышленности (Дзержинск, Уфа, Чайковский и др.) ведёт к увеличению заболеваемости бронхиальной астмой, аллергическим поражениям кожи, повышению смертности и сокращению продолжительности жизни. Так, в г. Дзержинске Нижегородской области смертность жителей превышает рождаемость в 2–3 раза. Средняя продолжительность жизни в городе не превышает 45 лет. Почти 75% детей рождаются с врождённой патологией.

Самое опасное последствие загрязнения окружающей среды заключается в генетических нарушениях. В результате повышения радиоактивности, химического загрязнения среды увеличивается число патологий внутриутробного развития, злокачественных опухолей, психических нарушений и др. Нарушения в генетической информации человека подрывают наследственное здоровье людей. Каждая оплодотворённая яйцеклетка получает в среднем 10 новых мутаций. По мнению академика Н.П. Дубинина, 10% новорожденных являются носителями дефектов (умственного или физического развития), а 30% эмбрионов погибают. За последние 30 лет в развитых странах резко увеличилось количество детей с врождёнными патологиями. В России число людей, подверженных влиянию мутагенных факторов, исчисляется десятками миллионов. Ежегодно увеличивается число неполноценных детей. Только в 1990 г в средней школе обучалось около одного миллиона детей с ослабленным умственным развитием.

Спутниками цивилизации стали неврозы и психические расстройства. Величина риска заболеваний нервной системы в зонах экологического неблагополучия превышает 60%. Поражение нервной системы и болезни мозга являются основными причинами детской инвалидности. По минимальным оценкам, нарушением психики страдают около 10% населения России.

Здоровье человека определяется множеством факторов окружающей среды, которые можно разделить на химические (влияние химических веществ), физические (радиоактивное и электромагнитное излучение, шум и др.) и социальные факторы (курение, алкоголизм, наркотики и др.). Рассмотрим некоторые из них.

Химические факторы среды,

Опасные для здоровья человека

Среди факторов, отрицательно влияющих на здоровье людей, одно из первых мест занимает химическое загрязнение среды. Человеком введено в биосферу более 4 млн несвойственных ей веществ. Кроме того, ежегодно в среду поступает ещё около тысячи новых веществ. Многие из них являются ксенобиотиками, т.е. чужеродными для человека и других организмов, вызывающими различные нарушения в их развитии и жизнедеятельности. Согласно академику Н.П. Дубинину, главными из возможных изменений организмов являются: 1) онкогенез или развитие злокачественных образований; 2) терагенез (нарушения индивидуального развития); 3) мутационный прогресс в гаметах или соматических клетках; 4) нарушения обмена веществ; 5) некроз (омертвление тканей); 6) токсикоз. Эти изменения могут возникать по отдельности или в разных сочетаниях друг с другом. Опасные для здоровья человека химические вещества и элементы могут попадать в организм с пищей, водой, воздухом, лекарственными препаратами, косметическими средствами, в результате курения, приёма наркотиков и алкоголя, через синтетическую одежду.

Опасность химического воздействия на людей особенно возрастает в результате аварий на промышленных предприятиях, трубопроводах, транспорте, в хранилищах, а также при пожарах, наводнениях, землетрясениях. Обширные очаги химического загрязнения возникают в ходе военных действий при нанесении ударов по крупным химическим предприятиям и хранилищам.

Среди вредных веществ есть как органические, так и неорганические соединения.

Органические соединения.Из органических соединений наибольшее распространение и известность получили диоксины, поливинилхлорид (ПВХ), полихлорированные бифенилы (ПХБ), поливинилденхлорид, полистерол, полиуретан, эпоксидные смолы, фенол и его производные, формальдегид, метанол и многие другие. Относительно недавно было установлено, что среди наиболее опасных ксенобиотиков особой токсичностью обладают диоксины, которые стали интенсивно поступать в среду с середины ХХ в.

Диоксины – это продукты преобразования галогенированных углеводородов. К ним относятся сотни хлорорганических, броморганических и тысячи смешанных хлорбромсодержащих циклических соединений. Структурно они подобны друг другу и по токсичности почти равноценны. Диоксины нерастворимы в воде, химически инертны и поэтому очень стойки. Период полураспада составляет 10–120 лет, в организме человека – 6–7 лет. Очень часто словом «диоксин» обозначают всю группу диоксиновых ядов. Это самые токсичные вещества из всех, когда-либо созданных человеком.

Источниками диоксинов являются химические производства хлорорганических соединений, отходы деревообрабатывающей, металлургической и целлюлозно-бумажной промышленности. Они образуются также при сжигании твёрдых бытовых отходов и мусора, включающего синтетические материалы хлоруглеродной природы, на тепловых электростанциях, в выхлопных газах автомобилей, при пожарах, на городских свалках, в табачном дыму. Практически везде, где ионы хлора, брома или их сочетания взаимодействуют с активным углеродом в кислородной среде, возникают диоксины. Попадая с отходами производства в реки, моря, озёра, почву, они усваиваются живыми организмами и попадают в продукты питания человека. Отравление диоксинами может происходить также через воздух и воду. Диоксин может годами накапливаться в организме, не вступая при этом ни в какие взаимодействия, а затем даёт о себе знать в виде самых разнообразных болезней. В малых дозах диоксины не столько отравляют, сколько видоизменяют приютивших их хозяев. Они накапливаются в основном в жировых тканях и наиболее интенсивно поражают кожные покровы, печень, нарушают процессы обмена веществ, ускоряют старение организма. Кроме того, диоксины обладают канцерогенным, мутагенным и тератогенным действием. Так, в середине 70-х годов более 6% вьетнамских детей рождались с синдромом Дауна, гидроцефалией, аномалиями конечностей, что связывают с диоксином, который в качестве составной части хлорированных гербицидов армия США применяла во Вьетнаме.

Сейчас во многих развитых странах мира запрещено производство и применение многих видов продукции, содержащей хлор. Введена жёсткая регламентация использования большого числа хлорсодержащих веществ и материалов. Оптимизируются или заменяются технологии, поставляющие в опасных количествах диоксин и родственные ему соединения.

В России в отдельных регионах диоксины поступают в окружающую среду в недопустимо высоких количествах. Например, в Уфе, где имеются химические предприятия, неоднократно регистрировались случаи очень высокого содержания диоксинов в воде.

Поливинилхлорид (ПВХ) – получают из винилхлорида путём полимеризации. Винилхлорид относится к канцерогенам, он официально признан веществом первой группы опасности. Его воздействие может привести к возникновению раковых опухолей у человека (опухоли мозга, печени, лёгких), а также оказывает негативное влияние на нервную систему. Большую опасность для здоровья человека представляют изделия из ПВХ: половые покрытия, окна, двери, жалюзи, скатерти, посуда, игрушки и др. Около 40% пластмассовых изделий выполнено из ПВХ. Поскольку на всех стадиях производства ПВХ используется хлор, то при изготовлении, использовании и утилизации из его изделий выделяется большое количество диоксинов. При сгорании ПВХ сначала выделяется угарный газ, потом пары соляной кислоты и, наконец, диоксины. При сжигании 1 кг ПВХ образуется около 50 мкг диоксинов. Этого количества достаточно для развития раковых опухолей у 50 тыс. лабораторных животных. Поэтому сейчас во многих странах (Австрии, Германии, Франции, США и др.) уже отказались от использования материалов из ПВХ в пищевой промышленности, торговле, в жилищном строительстве, в медицине и других областях.

С начала 80-х годов ХХ века при производстве зубных колец и мягких игрушек для придания им эластичности в ПВХ начали добавлять пластификаторы. Впоследствии выяснилось, что они легко выделяются из игрушек и оказывают негативное влияние на нервную систему ребёнка, дыхательные пути (могут вызывать астму, хронический тонзиллит), провоцируют серьёзные нарушения почек и печени, иммунитета, репродуктивной системы и даже генетические изменения. К концу 1999 г. во многих развитых странах запретили продажу игрушек из этих веществ. В Россию их привозят из Китая, Пакистана и Турции.

Не меньшую опасность для нашего здоровья представляет поливинилденхлорид (ПВДХ). Его используют при изготовлении оболочек для колбас. Ещё в 70-х годах ХХ в. было установлено, что под действием материалов из ПВДХ у белых мышей развивался рак печени и почек. В последние годы производство и применение упаковочных материалов из ПВДХ резко возросло, в том числе и в России.

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Соединения этой группы образуются в основном при неполном сгорании органического материала. Наиболее опасными веществами данной группы являются бензопирен и бензол, обладающие сильным канцерогенным действием.

Бензопирен – наиболее сильный химический канцероген, образуется при перегонке угля, нефти, горючих сланцев, нагревании органических материалов в условиях недостаточного количества кислорода. Выделяется дизельными двигателями, при сжигании бытового мусора, содержится в отработанном моторном масле, в табачном дыму, в продуктах копчения мяса. С дымовыми газами канцероген поступает в биосферу. Высокие концентрации бензопирена регистрировались в воздухе Череповца, Кемерово, Новокузнецка, Красноярска, Челябинска и других городов.

Бензол обладает высокой токсичностью. Кроме канцерогенного действия вызывает отравления, вплоть до смертельных случаев. В химической промышленности используется как растворитель, а также в качестве топливных добавок. В организм поступает в основном при дыхании.

Фенол и его производные являются широко распространёнными сильно ядовитыми веществами. Фенол в больших количествах производится для получения многих химических веществ. Используется также в медицине как дезинфицирующее средство. Он хорошо растворяется в воде, обладает высокой устойчивостью и является одним из наиболее сильных ядов для водоёмов, где вызывает отравление и гибель обитателей. Отравление фенолом ведёт к поражению почек, печени, изменению состава крови. Фенол оказывает негативное влияние на наследственность, при контакте с кожей вызывает ожоги. Есть сведения о его канцерогенных и патогенных свойствах. Ещё более токсичны производные фенола – хлорфенолы. Наиболее известен пентахлорфенол, применяемый как инсектицид и для обработки древесины против грибков. В организм человека может попадать с пищей, воздухом, через кожу. Поражает печень и почки.

Формальдегид производится в мире десятками миллионов тонн для получения различного вида вяжущих материалов. Он содержится в древесно-волокнистых и древесно-стружечных плитах, виниловых и других самоклеящихся обоях, в напольных покрытиях, пластике, выхлопных газах автомобилей, табачном дыму и др. В организм человека попадает в основном при дыхании. Вызывает аллергические реакции, головные боли. Имеются сведения о его канцерогенности.

Полиуретан принадлежит к жёстким пластмассам. Изготавливается из токсичных соединений, относящихся к числу сильнейших аллергенов, производимых человеком. Полиуретан применяется в виде мягкой или твёрдой пены для уплотнения и изоляции пазов и стыков при домостроительных и ремонтных работах, а также для изготовления деталей автомобилей, подошв обуви, набивки мягкой мебели, матрацев. Аэрозольные баллоны монтажной пены содержат токсичные исходные вещества полиуретана в чистом виде. В организм человека могут попадать при дыхании и через кожу. Кроме аллергических реакций могут оказывать сильное нейротоксичное воздействие на периферическую нервную систему.

Неорганические вещества. Из большого числа неорганических соединений, поступающих в окружающую среду в результате деятельности человека, наибольшую опасность представляют нитраты и тяжёлые металлы.

Нитраты. Основным их источником являются минеральные удобрения, содержащие ион NО₃^–. При неправильном использовании удобрений (избытке внесения в почву, перед снятием урожая, без заделки в почву и т.п.) нитраты накапливаются в органах растений, а также легко вымываются из почвы и поступают в водоёмы. Со сточными водами промышленных предприятий и полей они попадают также в подземные воды. В организме человека нитраты превращаются в нитриты и другие нитросоединения, которые способствуют образованию злокачественных опухолей. Нитриты в организме взаимодействуют с гемоглобином крови, в результате образуется вещество метгемоглобин, которое не способно переносить кислород. В результате этого нарушается дыхание клеток и тканей, и они гибнут от удушья. Кроме того, нитраты способствуют развитию патогенной кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека токсины, в результате чего происходит его отравление. Они снижают содержание витаминов в организме и тем самым влияют на обмен веществ; уменьшают количество йода, что приводит к увеличению щитовидной железы; стимулируют выкидыши у беременных женщин и в значительной степени влияют на возникновение раковых опухолей в желудочно-кишечном тракте.

Нитраты попадают в организм человека через продукты питания, питьевую воду, лекарственные препараты, а также через табачные изделия. Больше всего нитратов содержится в свежих и консервированных овощах (40–80% от суточного количества нитратов). Рыбная и мясная продукция в натуральном виде содержит немного нитратов, но они (и нитриты) добавляются в готовую мясную продукцию для улучшения её вкуса и более длительного хранения. Особенно много нитратов содержится в сырокопчёной колбасе. Следует помнить, что при длительном хранении овощей нитраты в них превращаются в нитриты.

Тяжёлые металлы имеют удельный вес выше железа – от 4,5 г/см². Многие из них необходимы для жизнедеятельности организма и относятся к группе микроэлементов, например цинк, медь, марганец и др. Вместе с тем многие тяжёлые металлы оказывают негативное влияние на организм человека. Их соединения легко поглощаются, медленно разлагаются и выводятся, поэтому накапливаются в организме. Их концентрация в организмах может быть в сотни тысяч раз выше по сравнению с той, которая имеется в окружающей среде. Наиболее распространены в различных компонентах среды свинец, ртуть, кадмий и некоторые другие.

Свинец относится к ядам, отравление которым происходило уже в древности. Это было связано с использованием свинцовых водопроводных труб, а также свинцовых чанов, в которых варили виноградный сок для вина. Накопление свинца в среде особенно возросло во второй половине ХХ века. Имеются данные, что к 1965 г. концентрация этого металла в среде превысила его значение в индустриальный период в 400 раз.

Основными поставщиками свинца в окружающую среду являются автомобильный транспорт, а также металлургические предприятия и сельское хозяйство (свинец входит в состав некоторых пестицидов). Много свинца накапливается вдоль дорог. В организм человека он поступает через органы дыхания и с пищей, в основном растительной. Повышенная концентрация свинца регистрируется нередко в молоке и молочных продуктах, в печени травоядных животных и некоторых других продуктах.

Отравление свинцом приводит к повышенной утомляемости, малокровию, нервным параличам, поражению почек, сердца, выкидышам. Особенно чувствительны к отравлению свинцом дети. Если у взрослых свинец откладывается в основном в костях, то у детей он накапливается до 30–40% во внутренних органах и мозговой ткани. Поэтому дети, имеющие свинцовое отравление, нередко страдают ослаблением памяти и нарушением умственного развития.

Кадмий является наиболее токсичным среди тяжёлых металлов. Он поступает в окружающую среду в результате сжигания каменного угля, пластмасс, с фосфорными удобрениями, отходами промышленных предприятий. Он содержится также в табачном дыму. Кадмий накапливается в растениях, с ними поступает в организмы животных и человека, откуда очень слабо выводится. Он поражает почки, нервную систему, органы дыхания. Избыток кадмия в организме провоцирует сердечно-сосудистые заболевания.

Ртуть используется в электротехнике, медицинской и химической промышленности. Пары ртути могут привести к отравлению, сопровождающемуся тошнотой, рвотой, почернением и разрушением зубов. Опасными являются соли ртути, если они попадают в организм с пищей или через кожу. Наиболее опасны для здоровья человека ртутьорганические соединения (особенно метилртуть), которые со сточными водами промышленных предприятий нередко поступают в водоёмы, где накапливаются в водных организмах. С этими соединениями связываются массовые отравления людей в Японии и Ираке, в том числе со смертельным исходом. Соединения ртути поражают нервную систему, печень, почки, лёгкие, а также вызывают генетические нарушения. Повышенное содержание ртути обнаруживается нередко в рыбных консервах, а также в почках и печени животных.