ВВЕДЕНИЕ
Человек – не что иное, как сумма следующих факторов: родителей и кормилицы, места и времени, воздуха и погоды, света и звука, пищи и одеяния; воля же его есть необходимое следствие всех этих причин.
Я. Молешот [4, 10]
Здоровье… Издавна с этим понятием люди связывали и продолжают связывать свое благополучие, счастье, возможность полноценно жить и трудиться, растить здоровых детей.
Многочисленные определения этого понятия сводятся к тому, что здоровье – это естественное состояние организма, которое позволяет человеку полностью реализовать свои способности, без ограничения осуществлять трудовую деятельность при максимальном сохранении продолжительности активной жизни. Здоровый человек имеет гармоничное физическое и умственное развитие, быстро и адекватно адаптируется к непрерывно меняющейся природной и социальной среде, у него отсутствуют какие-либо болезненные изменения в организме, он обладает высокой работоспособностью. Субъективно здоровье проявляется чувством общего благополучия, радости жизни. Именно в таком широком понимании эксперты Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) кратко определили здоровье как состояние полного физического, душевного и социального благополучия, а не только отсутствие физических дефектов или болезни. [1, 14]
Чтобы выяснить, как влияет окружающая среда на здоровье человека, необходимо начать с определения понятий «природа» и «окружающая среда».
В широком смысле природа – это весь материально-энергетический и информационный мир Вселенной. Природа – совокупность естественных условий существования человеческого общества, на которую прямо или косвенно воздействует человечество, с которой оно связано в хозяйственной деятельности. Взаимодействия человека с природой – проблема вечная и одновременно современная: человечество связано своим происхождением с природным окружением, существованием и будущим. Человек как элемент природы является частью сложной системы «природа – общество» За счет природы человечество удовлетворяет многие свои потребности. [3, 23-24]
Все элементы природы представляют собой окружающую среду. В понятие «окружающая среда» не входят созданные человеком предметы (здания, автомобили и т.д.), так как они окружают отдельных людей, а не общество в целом. Однако участки природы, измененные деятельностью человека (города, сельскохозяйственные угодья, водохранилища, лесополосы) входят в окружающую среду, так как создают среду общества. [3, 24]
Здоровье человека надо рассматривать в комплексе, как здоровье единого организма, которое зависит от здоровья всех его частей. Для того чтобы прожить долгую, полноценную и дееспособную жизнь, естественно, надо родиться от здоровых родителей, получить от них в составе генофонда высокую стойкость наследуемого иммунитета к разнообразным вредоносным факторам среды и хорошую организацию жизненно важных морфофункциональных структур. Наследственно приобретенные биологические свойства организма – важное, но не единственное звено, определяющее здоровье человека, его благополучие. Человек является социальным существом. Он живет в сложном сплетении законов, правил поведения, различных ограничений и зависимостей. Структура социума с каждым годом неизмеримо усложняется и возрастает удельный вес социальной компоненты в комплексной оценке здоровья современного человека, популяции, общества. За пользование благами цивилизованного общества человек должен жить в жесткой зависимости от принятого в социуме образа жизни, платить частью своей свободы. А несвободный, зависимый человек не может считаться полностью здоровым и счастливым. Какая-то часть свободы личности, отдаваемая обществу в обмен на преимущества цивилизованной жизни, постоянно держит человека в состоянии нервно-психического напряжения. В определенных неблагоприятных стрессовых ситуациях такие психические нагрузки, возникающие из-за социальных факторов, могут превысить стойкость резервных адаптационных возможностей, прежде всего нервной системы человека, и привести к срыву, серьезному болезненному состоянию.
И, наконец, при наличии хорошей социальной среды и богатых биологических свойств состояние здоровья человека может оказаться в зависимости еще от одного фактора – от природно-климатических условий среды обитания. Здоровый человек может потерять свое физическое, психическое и социальное благополучие и в том случае, если регион его постоянного проживания окажется в зоне экологического бедствия. Самое серьезное следствие загрязнения биосферы заключается в генетических последствиях. Ведь биосфера является не только важнейшим элементом целостного природного комплекса, но и уникальным банком генетических ресурсов. [4, 10]
Цель моей работы – определить каким образом окружающая среда влияет на здоровье человека.
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА
Мы уже определили, что означает понятие «окружающая среда». Категория «окружающая среда» включает совокупность природных и антропогенных факторов. Последние представляют собой факторы, порожденные человеком и его хозяйственной деятельностью и оказывающие преимущественно негативное воздействие на человека. Изменения в состоянии здоровья населения, обусловленные воздействием факторов окружающей среды, методологически изучать достаточно сложно, так как для этого необходимо использование многофакторного анализа. [2, 491]
Структура окружающей среды условно может быть разделена на природные (механические, физические, химические и биологические) и социальные элементы среды (труд, быт, социально-экономический уклад, информация). Условность такого деления объясняется тем, что природные факторы действуют на человека в определенных социальных условиях и нередко существенно изменены в результате производственной и хозяйственной деятельности людей. Свойства факторов окружающей среды обусловливают специфику влияния на человека. [2, 491]
Природные элементы влияют своими физическими свойствами: гипобария, гипоксия; усиление ветрового режима; солнечной и ультрафиолетовой радиации; изменение ионизирующей радиации, электростатического напряжения воздуха и его ионизации; колебания электромагнитного и гравитационного полей; усиление жесткости климата и т.д. Природные геохимические факторы оказывают влияние на человека аномалиями качественного и количественного соотношения микроэлементов в почве, воде, воздухе, а следовательно, уменьшением разнообразия и аномалиями соотношений химических элементов в сельскохозяйственных продуктах местного производства. Действие природных биологических факторов проявляется в изменениях макрофауны, флоры и микроорганизмов, наличии эндемических очагов болезней животного и растительного миров, а также в появлении новых аллергенов естественно-природного происхождения. [2, 491]
Группа социальных факторов тоже обладает определенными свойствами, которые могут сказаться на условиях жизни человека и состоянии его здоровья. Так, например, социально-экономические факторы являются определяющими и обусловлены производственными отношениями. К ним относятся нормативно-правовые факторы (законодательство о труде и практика государственного и общественного контроля за его соблюдением); социально-психологические факторы, которые могут быть охарактеризованы отношением работника к труду, специальности и ее престижу, психологическим климатом в коллективе; экономические факторы (материальное стимулирование, система льгот и компенсаций за работу в неблагоприятных условиях). Технические и организационные факторы оказывают воздействие на создание материально-вещественных условий труда (средства, предметы и орудия труда, технологические процессы, организация производства и т.д.). Естественно-природные факторы характеризуют воздействие на работников климатических, геологических и биологических особенностей местности, где протекает работа. В реальных условиях этот сложный комплекс факторов, формирующих условия труда, объединен многообразными взаимными связями. Быт оказывает влияние через жилище, одежду, питание, водоснабжение, развитость инфраструктуры сферы обслуживания, обеспеченность отдыхом и условиями его проведения и т.п. Социально-экономический уклад воздействует на человека через социально-правовое положение, материальную обеспеченность, уровень культуры и образование. [2, 492]
Приведенная выше структура факторов, формирующих окружающую среду, с наглядностью показывает, что изменение в уровнях воздействия любого из перечисленных факторов может привести к нарушениям в состоянии здоровья.
Человек в течение всей своей жизни находится под постоянным воздействием целого спектра факторов окружающей среды – от экологических до социальных. Ориентировочный вклад различных факторов в здоровье населения оценивается по четырем позициям: образ жизни, генетика (биология) человека, внешняя среда и здравоохранение (приложение 1). Приведенные в таблице данные показывают, что наибольшее влияние на состояние здоровья оказывает образ жизни. От него зависит почти половина всех случаев заболеваний. Второе место по влиянию на здоровье занимает состояние среды жизнедеятельности человека (не менее одной трети заболеваний определяется неблагоприятными воздействиями окружающей среды). Наследственность обусловливает около 20% болезней. [2, 497]
Здоровый организм постоянно обеспечивает оптимальное функционирование всех своих систем в ответ на любые изменения окружающей среды, например, перепады температуры, атмосферного давления, изменение содержания кислорода в воздухе, влажности и т.д. Сохранение оптимальной жизнедеятельности человека при взаимодействии с окружающей средой определяется тем, что для его организма существует определенный физиологический предел выносливости по отношению к любому фактору среды и за границей предела этот фактор неизбежно будет оказывать угнетающее влияние на здоровье человека. Например, как показали испытания, в городских условиях на здоровье человека влияют пять основных групп факторов: жилая среда, производственные факторы, социальные, биологические и индивидуальный образ жизни (приложение 2). [2, 498]
Несомненный, как научный, так и практический интерес представляют опубликованные в США оценочные расчеты сокращения продолжительности жизни от различных факторов окружающей среды и образа жизни (приложение 3). [2, 499]
ВОЗДЕЙСТВИЕ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ
НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА
Виды антропогенного загрязнения окружающей природной среды в результате хозяйственной деятельности человека многообразны. Они обусловливают химическое, физическое, механическое, акустическое, тепловое, ароматическое и визуальное изменения качества природной среды, превышающие установленные нормативы вредного воздействия. В итоге создается угроза здоровью населения, а также состоянию растительного, животного мира и накопленным материальным ценностям.
Многочисленные антропогенные загрязнители окружающей среды всегда потенциально опасны для человека. Экспериментальными и натурными исследованиями установлено, что экопатогенное влияние зависит от уровня и качества загрязнителя, его экспозиции – так называемый эффект «доза - вещество – время». Изменения в состоянии здоровья зависят от возраста людей, их профессиональной деятельности, исходного уровня здоровья, а также от индивидуально-поведенческой ориентации и социально-гигиенических условий жизни. [1, 83]
Химические загрязнители. Наиболее изучено воздействие на здоровье человека химических факторов окружающей среды – около 80 химических элементов необходимо для построения определенных компонентов собственных клеток, построения гормонов, ферментов, для поддержания нормального обмена веществ и т.д. Проблема химического загрязнения объектов биосферы рассматривается как проявление глобального экологического кризиса. Перечень известных химических соединений приближается к 20 млн. наименований, из них десятки тысяч высокотоксичны, а у современного поколения людей не выработан механизм защиты от их агрессивного воздействия на организм. Ежегодная техногенная нагрузка на все объекты биосферы – сотни миллионов тонн химических веществ, являющихся отходами производственной, сельскохозяйственной и транспортной деятельности. Наиболее опасны для здоровья человека химические соединения, которые повсеместно распространены, устойчиво сохраняются в объектах окружающей среды, мигрируют по экологическим цепочкам, поступая в организм с воздухом, водой, продуктами питания. В перечне таких веществ – основные загрязнители атмосферного воздуха большого города (оксиды азота, серы, углерода, взвешенные вещества), тяжелые металлы, полихлорированные бифенилы, пестициды, полиароматические углеводороды и многие другие. Большинство из них высокотоксичны (1-2-й классы опасности), обладают политропным и специфическим действием на организм человека, вызывая самые тяжелые и отдаленные по времени мутагенные и канцерогенные эффекты. [1, 91-92]
Оксиды, взвешенные частицы. В атмосферном воздухе повсеместно присутствуют твердые взвешенные частицы, оксиды серы, азота, углерода, фенол, формальдегид. Оксиды серы SO2, SO3, азота NO, NO2, монооксид углерода СО – «кислые» газы со специфическим, относительно однотипным характером влияния на органы дыхания. Вследствие образования слабых кислот при соприкосновении со слизистыми оболочками дыхательных путей они раздражают и прижигают слизистые, вызывая тем самым начальные морфологические повреждения эпителия и угнетение местного иммунитета. Чем менее растворимы газы, тем глубже они проникают в дыхательные пути. Оксиды, прежде всего диоксид серы, адсорбируются на твердых взвешенных частицах, глубина проникновения которых в организм зависит от их размеров: чем мельче частицы, тем больше их поступает в бронхи и альвеолы. Раздражение сопровождается выбросом гистаминов, что может приводить к бронхоспазмам, а в дальнейшем – к формированию астмоидного бронхита и бронхиальной астмы. [1, 92-93]
Кислые аэрозоли повреждают не только органы дыхания. Тонкая эпителиальная пленка слизистой дыхательных путей с обильным кровоснабжением не препятствует быстрому всасыванию загрязнителей в кровь и их распространению внутри организма. Повсеместное загрязнение атмосферного воздуха оксидами серы, азота, углерода – одна из причин гипоксии организма, поскольку поллютанты быстро соединяются с гемоглобином крови, образуя сульфагемоглобин, метгемоглабин, карбогемоглабин, блокируют тем самым доставку кислорода к органам и тканям. На фоне гипоксии угнетаются окислительно-восстановительные процессы в головном мозге, внутренних органах (сердце, печени), мышцах тела. Практически все указанные оксиды оказывают полиморфное неблагоприятное действие на морфофункциональное состояние нервной, сердечно-сосудистой системы, органов пищеварения, органов зрения и слуха, они оказывают также гонадотропное и эмбриотоксическое действие. [1, 93]
Нитриты и нитраты, поступая в организм, оказывают расширяющее действие на сосуды, вызывают понижение артериального давления. Выраженное нейротропное действие монооксида углерода при хроническом воздействии вызывает астено-вегетативные явления, нарушение психики, токсическое поражение ткани щитовидной железы, может способствовать ее гиперплазии. Постоянное воздействие на население оксидов углерода, серы, азота и других загрязнителей создает предпосылки для снижения общей резистентности, работоспособности и в целом к хроническому популяционному утомлению, особенно в крупных промышленных городах. [1, 93]
Диоксины. Это обширная группа высокотоксичных полихлорпроизводных соединений, стойких и широко распространенных загрязнителей окружающей среды. Источниками диоксинов являются многие отрасли народного хозяйства: химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная, металлургическая промышленность, производство трансформаторов, конденсаторов, теплообменников, пестицидов и пр. Диоксины образуются при высокотемпературных процессах переработки хлорсодержащей продукции. Они отличаются термической устойчивостью, резистентностью к химическому разложению, слабой растворимостью в воде. Расширение масштабов производства ряда химических соединений, их использование в военных целях сопровождается опасностью воздействия диоксинов не только на лиц, профессионально контактирующих с ними, но и на население. [1, 93-94]
Основное депо накопления диоксинов – верхние слои почвы, где их период полуразложения превышает 10 лет; в водной среде этот период составляет более года; в воздухе – 24 дня. Длительное сохранение диоксинов во всех объектах природной среды способствует тому, что они активно переносятся по цепям питания и, таким образом, постоянно действуют на живые организмы. Подвижность диоксинов в природной среде увеличивают содержащиеся в ее объектах органические растворители, нефтепродукты и другие органические вещества. [1, 94]
Диоксины являются наиболее сильными синтетическими ядами, по отношению к которым у человека эволюционно не сформированы естественные механизмы защиты. Основной мишенью воздействия диоксинов является печень, где происходит не только кумуляция, но и обезвреживание диоксинов ферментами монооксигеназной системы печени; производные этого метаболизма выделяются из организма с желчью и мочой. В результате токсического действия ядов происходит дегенерация паренхиматозных печеночных клеток, фиброзные изменения, что проявляется через биохимические параметры и разнообразные дисфункции печени. [1, 94]
Специфические диоксиновые заболевания – хлоракне и масляная болезнь Юшо-Ю-Ченг. Хлоракне (хлористые угри) – рецидивирующее воспаление сальных желез кожи. Заболевание длится годами, практически не поддается медикаментозному лечению, приводит к образованию рубцов на коже, ее обезображиванию и пигментации. Масляная болезнь Юшо-Ю-Ченг - массовые пищевые отравления диоксинами населения японской провинции Юшо в 1968 г. и тайваньской Ю-Ченг в 1979 г. Пострадали тысячи жителей из-за употребления риса, загрязненного несколькими соединениями из группы диоксинов. Кроме кожных проявлений у пострадавших выявлены тяжелые поражения печени, внутренних органов, нервной системы. [1, 94-95]
Диоксиновое отравление характеризуется медленным развитием и проявляется выраженной утомляемостью, раздражительностью, расстройствами сна и головными болями, нарушениями пищеварения и эндокринной системы, болями в мышцах, суставах, слабостью в нижних конечностях, потерей массы тела. С подавлением иммуно-ферментных систем организма, а также выраженной активацией диоксинами перекисного окисления липидов связывают ускоренное старение организма людей, подвергшихся воздействию диоксинов, раннее появление заболеваний, характерных для пожилых людей, и преждевременную смерть. В перечне опасных эффектов, вызываемых диоксинами, - нарушение репродуктивной функции. Диоксины 2,4Д и 2,4,5Т вызывают аборты, мертворождения и патологию новорожденных. Большинство диоксинов, попав в материнский организм, могут проникнуть через плаценту и явиться причиной гибели плода, уродства новорожденных, отставания в росте, умственного недоразвития младенцев, появления опухолей. [1, 95]
Тяжелые металлы. Из 108 элементов Периодической системы Д.И.Менделеева более трех четвертей составляют металлы, играющие важную роль в жизнедеятельности не только человека, но и всей биоты. К легким относят металлы с плотностью менее 4,5 г/см3 –плотности железа, которая принята за эквивалент. Это калий, натрий, алюминий, бериллий и др. Тяжелые металлы – цинк, медь, хром, свинец, кадмий, ртуть, таллий, селен и многие другие. Мышьяк (полуметалл) обычно причисляют к тяжелым металлам. [1, 96]
Большинство металлов являются эссенциальными, т.е. жизненно необходимыми. Они не синтезируются в организме и должны поступать из окружающей среды. Многие эссенциальные металлы необходимы в малых дозах – это микроэлементы, которые действуют как координаторы ферментов, витаминов в организме: кобальт – витамин В12, хром обеспечивает толерантность глюкозы, железо и медь участвуют в образовании гемоглобина, цинк – компонент многих ферментов. Элементы, используемые организмом в относительно больших количествах, называют макроэлементами: натрий, кальций, фосфор и пр. [1, 96]
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 (приложение 4). [1, 96]
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. [1, 96-98]
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. [1, 98-99]
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. [1, 104]
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. [1, 104]
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. (гигиена, 105)
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. [1, 106]
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. [1, 106-107]
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. [1, 109]
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. [1, 112]
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. [1, 112]
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 (приложение 5). [1, 112]
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. [2, 550]
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. [2, 552]
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. [1, 122]
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 (приложение 6). [1, 122]
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). [1, 124]
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. [1, 125-127]
Проблемы повышенного естественного радиационного фона. Все живое на Земле тысячелетиями подвергается воздействию природной радиации, формируемой излучением, исходящим из космического пространства и от естественных радионуклидов земной коры, рассеянных в породах, почвах, воздухе, воде, а также в пище и в теле человека. Звезды представляют собой огромные природные термоядерные реакторы, являющиеся мощным источником космического излучения, которое достигает нашей планеты. Радионуклиды земного происхождения появились с момента образования Земли и представлены радиоактивными семействами урана, радия, тория. Естественная радиоактивность объектов окружающей среды колеблется в широких пределах в зависимости от конкретных физико-географических условий, характера подстилающей поверхности (вода, суша), типа горных пород, почв, геохимических, климатических и других особенностей территорий. Естественный радиационный фон биосферы составляет в среднем 2 мЗв в год (приложение 7). За последние несколько десятков лет естественный радиационный фон, формировавшийся миллионы лет, стал повышаться за счет радиации в результате деятельности человека. Создается она либо искусственно (новые, несвойственные для биосферы Земли радионуклиды), либо формируется вследствие антропогенных нарушений земной оболочки, сопровождаемых перераспределением и концентрированием естественных радионуклидов, а также других изменений окружающей среды и веками сложившихся способов обитания. Техногенно измененный естественный радиационный фон биосферы складывается из радиоактивного загрязнения вследствие сжигания природного топлива, использования атомной энергии, минеральных удобрений, строительных материалов, потребительских товаров (например, телевизоров). Основополагающую роль в повышении его уровня играют медицинские процедуры, ядерные взрывы и т.д. Этот техногенно измененный фон составляет уже не 2 мЗв, а 3 мЗв в год, а в некоторых регионах он существенно выше. [1, 131-132]
Современные научные данные подтверждают существование механизмов, обеспечивающих приспособление организма к природным уровням лучевого воздействия. Однако при превышении уровня естественного радиационного фона (ЕРФ) адаптация будет неполноценной с той или иной вероятностью развития патологического состояния. Длительное влияние повышенного фона приводит к снижению радиоустойчивости, к нарушениям в иммунологической реактивности, а с последней связана заболеваемость. Основной биологический эффект радиации – повреждение генома клеток, что проявляется ростом новообразований и наследственных заболеваний. Слабые дозы радиации повышают вероятность возникновения у людей онкозаболеваний. Предполагается, что около 10% онкозаболеваний в год обусловлено естественной радиацией. [1, 136-137]
Электромагнитные излучения. Жизнь на Земле возникла, развивалась и продолжается в условиях воздействия относительно слабых электромагнитных полей естественного происхождения, источниками которых являются излучение солнца и космоса, магнитные свойства Земли, грозовые разряды и пр. Эти поля с изменяющимися уровнями интенсивности, являясь постоянно действующим экологическим фактором, оказывают определенное влияние на жизнедеятельность человека, животных, растений. Отмечена связь между солнечной активностью и частотой инфарктов миокарда, инсультов, некоторых эпидемических, психических и других заболеваний людей. В последние десятилетия напряженность электромагнитных полей антропогенного происхождения на различных участках земной поверхности возросла по сравнению с естественным фоном в миллионы раз. Развитие радиоволновой излучающей аппаратуры (в науке, промышленности, военном деле, в быту) идет по линии не только усовершенствования ее надежности, но и увеличения мощности и разрешающей способности на больших расстояниях: мощные генераторы для радиолокации и связи, широкое использование радиоволновой аппаратуры в медицине, телевизоров, мобильных средств связи, персональных компьютеров, сверхвысокочастотных (СВЧ) печей и т.д. Генераторы радиоволн стоят вблизи городов и поселков, на крышах домов, они работают круглосуточно, проникают в здания, действуя на людей. Источники электромагнитных полей в лабораториях, больницах, квартирах могут давать «утечки». Все это неизбежно влечет за собой расширение контингентов лиц, подвергающихся воздействию электромагнитных излучений, и повышение уровней излучений. Электромагнитное загрязнение («электромагнитный смог») представляет экологическую опасность и для окружающей среды, так как прямо или косвенно наносит ущерб либо угрожает ущербом флоре, фауне и здоровью людей. [1, 140-141]
Под действием термического электромагнитного облучения больше страдают органы, содержащие большое количество жидкости и со слабо развитой сосудистой сетью. К их числу следует отнести хрусталик, стекловидное тело глаза, паренхиматозные органы (печень, поджелудочная железа), полые органы, содержащие жидкость (мочевой и желчный пузырь, желудок), гонады. [1, 143]
Нетермическое действие электромагнитных излучений проявляется в виде разнообразных биохимических, обменных, иммунологических сдвигов, расстройств центральной нервной системы, сердечно-сосудистой, вегетативной нервной систем. В клинической картине выявляется три неспицефических ведущих синдрома: астенический, астено-вегетативный и гипоталамический. Больные повышенно возбудимы, эмоционально лабильны. В отдельных случаях обнаруживаются признаки раннего атеросклероза, ишемической болезни сердца, гипертонической болезни. [1, 144]
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Ни одно общество не смогло полностью устранить опасности для здоровья человека, проистекающие от извечных и новых условий окружающей среды. Наиболее развитые современные общества уже заметно сократили ущерб от традиционных смертельных болезней, но они же создали стиль жизни и технику, влекущие собой новые угрозы для здоровья.
Все формы жизни возникли в результате естественной эволюции, и поддержание их определяется биологическими, геологическими и химическими циклами. Однако Homo sapiens – первый вид, способный и желающий существенно изменить природные системы поддержания жизни и стремящийся стать первенствующей эволюционной силой, действующей в своих интересах. Путем добычи, производства и сжигания природных веществ мы нарушаем поток элементов через почвы, океаны, флору, фауну и атмосферу; мы изменяем биологическое и геологическое лицо Земли; мы меняем климат все больше и больше, все быстрее и быстрее лишаем растительные и животные виды привычного окружения. Человечество создает сейчас новые элементы и соединения; новые открытия генетики и техники позволяют вызвать к жизни новые опасные агенты.
Многие изменения окружающей среды позволили создать удобные условия, способствующие увеличению продолжительности жизни. Но человечество не покорило силы природы и не пришло к их полному пониманию: многие изобретения и вмешательства в природу происходят без учета возможных последствий. Некоторые из них уже вызвали катастрофическую отдачу.
Самый верный путь избежать грозящих коварными последствиями изменений окружающей среды – ослабить изменения экосистем и вмешательство человека в природу с учетом состояния его знаний об окружающем мире.
Забота о здоровье человека предполагает оздоровление окружающей природы – живой и неживой. И только мы можем решить в какой среде жить нашим детям и внукам.
Приложение 1
Группировка факторов риска по их доле влияния на здоровье [2, 497]
| Факторы, влияющие на здоровье | Примерная доля фактора, % | Группы факторов риска |
| Образ жизни | 49-53 | Курение, употребление алкоголя, несбалансированное, неправильное питание, вредные условия труда, стрессовые ситуации (дистресс), адинамия, гиподинамия, плохие материально-бытовые условия, употребление наркотиков, злоупотребление лекарствами, непрочность семей, одиночество, низкий образовательный и культурный уровень, чрезмерно высокий уровень урбанизации |
| Генетика (биология) человека | 18-22 | Предрасположенность к наследственным болезням |
| Внешняя среда, природно-климатические условия | 17-20 | Загрязнение воздуха, воды, почвы; резкая смена атмосферных явлений; повышенные космические, магнитные и другие излучения |
| Здравоохранение* | 8-10 | Неэффективность профилактических мероприятий, низкое качество медицинской помощи, несвоевременность ее оказания |
* В России этот фактор может быть несколько выше вследствие ухудшения бесплатного лечения, баснословного роста цен на лекарства, недоступности для пенсионеров лечения в домах отдыха, санаториях и т.д.
Приложение 2
Влияние различных факторов среды на здоровье человека [2, 498-499]
| Факторы | Учтенные показатели | Степень влияния, % |
| Жилая среда |
Жилая площадь Расстояние до лесопарка Химическое загрязнение воздуха Шум Длительность поездок в транспорте Суммарное влияние жилой среды |
4,5 1,0 6,0 4,0 1,0 16,5 |
| Производственные |
Контакт с химическими вредностями Шум Профессиональный стаж Сменность и характер труда Суммарное влияние производственных факторов |
5,5 5,0 6,0 2,0 18,5 |
| Социальные |
Образование Семейное положение Среднедушевой доход Суммарное влияние социальных факторов |
4,0 0,5 0,2* 4,7 |
| Образ жизни |
Курение Длительность сна Длительность домашней работы Занятия физкультурой и спортом Активный отдых на воздухе Проведение отпуска за городом Суммарное влияние образа жизни |
9,0 1,0 1,0 3,5 9,0 2,0 25,2 |
| Биологические |
Возраст Пол Суммарное влияние биологических факторов |
10,0 1,0 11,0 |
* В России степень влияния фактора значительнее, особенно с началом «экономических» реформ с 1991 г., приведших к низкому качеству жизни россиян.
Приложение 3
Оценочные расчеты сокращения продолжительности жизни вследствие различных причин [2, 499-500]
| Причины | Сокращение продолжительности жизни, сутки | Причины | Сокращение продолжительности жизни, сутки |
| Холостяцкая жизнь мужчин | 3500 | Несчастные случаи на работе | 74 |
| Курение сигарет (мужчины) | 2250 | Употребление снотворного | 41 |
| Болезни сердца | 2100 | Работа с источниками радиации | 40 |
| Незамужняя жизнь женщин | 1600 | Падения | 39 |
| Превышение массы на 30% | 1300 | Несчастные случаи с пешеходами | 37 |
| Работа в угольных шахтах | 1100 | Несчастные случаи на «самой безопасной» работе | 30 |
| Злокачественные опухоли | 980 | Пожары | 27 |
| Превышение массы на 20% | 900 | Производство энергии | 24 |
| Низкий образовательный уровень (ниже 8 классов) | 850 | Потребление наркотиков (в среднем) | 18 |
| Курение сигарет (женщина) | 800 | Отравление ядами | 17 |
| Низкий социально-экономический уровень | 700 | Удушение | 13 |
| Паралич | 520 | Несчастные случаи с огнестрельным оружием | 11 |
| Проживание в «неудачном» районе страны | 500 | Естественная радиация | 8 |
| Служба в армии во Вьетнаме | 400 | Медицинская рентгеновская диагностика | 6 |
| Курение сигар | 330 | Отравляющие газы | 7 |
| Опасная работа | 300 | Потребление кофе | 6 |
| Курение трубки | 220 | Несчастные случаи на велосипедах | 5 |
| Потребление с пищей более 100 кал в день | 210 | Природные катастрофы | 3,5 |
| Автомобильные аварии | 207 | Потребление жидкости | 2 |
| Пневмония/грипп | 141 | Аварии на АЭС (по данным Антиядерного общества обеспокоенных ученых) | 2 |
| Потребление алкоголя (в среднем) | 130 | Авария на АЭС (по данным Ядерной регулирующей комиссии США) | 0,2 |
| Несчастные случаи дома | 95 | Радиационное воздействие ядерной энергетики | 0,2 |
Приложение 4
Последствия воздействия некоторых тяжелых металлов
на здоровье человека
| Элементы | Последствия воздействия элементов |
| Повышенные концентрации | |
| Свинец | Разрушение костных тканей, задержка синтеза протеина в крови (анемия), нарушение нервной системы (энцефалопатия и нейропатия), органов чувств, почек (нефропатия), пищеварительной и сердечно-сосудистой системы, снижение реакции иммунной системы на чужеродные антигены [1, 99-100] |
| Ртуть | Нервные расстройства (болезнь Минамата); нарушение функций желудочно-кишечного тракта, почек; изменение в хромосомах [3, 515] |
| Мышьяк | Раковые заболевания кожи, интоксикация, периферические невриты [3, 515] |
| Никель | Раковые заболевания легких, почек, саркома, дерматиты, экземы, астматические бронхиты, бронхиальная астма, астено-невротические расстройства, нарушение синтеза белка, ДНК и РНК [1, 100] |
| Медь | Органические изменения в тканях, распад костной ткани, гепатит [3, 515] |
| Кадмий | Цирроз печени, нарушение функций почек, ринит с потерей обоняния, нефропатия с типичной протеинурией, остеомаляция (болезнь «итай-итай»), нейротоксический синдром, обструктивные процессы в легких с развитием легочной недостаточности, рак легкого. Эмриотоксическое действие усиливается свинцом, проявляется суммирующий эффект. [1, 100] |
| Хром | Поражения кожи (дерматиты и экземы), астматические бронхиты, бронхиальная астма, рак легкого, гастриты, гепатит, астено-невротические расстройства [1, 101] |
Приложение 5
Последствия избытка или недостатка некоторых микроэлементов
на здоровье человека [1, 113-121]
| Микроэлементы | Последствия избытка | Последствия недостатка |
| Фтор | эндемический флюороз, поражение зубов (крапчатость эмали), нарушение процессов окостенения скелета (генерализованный остеосклероз или диффузионный остеопороз, костные отложения на ребрах, трубчатых костях, костях таза, оссификация связок и окостенение суставов), истощение организма | кариес зубов, который способствует развитию различных заболеваний (тонзиллит, нарушение процесса пищеварения и др.) |
| Кобальт | снижается усвоение кальция и фосфора | |
| Марганец | оказывает патогенное действие, нарушения процессов кальцификации, внутренней структуры костей | замедление процесса роста, нарушение формирования скелета (утолщение или укорочение костей нижних конечностей, деформация суставов) |
| Молибден | развитие диареи, анемии, поражение суставов, остеопороз, эндемическая молибденовая «подагра» | |
| Цинк | задержка роста и полового развития (синдром карликовости и гипогонадизма), гепатоспленомегалия и анемия | |
| Йод | недостаточность функций щитовидной железы, эндомический зоб, гипотиреоз, кретинизм и пр. | |
| Селен | хронический селеноз (выпадение ногтей, волос, поражение печени) | эндемическая кешанская болезнь, болезнь Кашина-Бека – эндемическая остеоартрозопатия, злокачественные новообразования, болезни сердца, сосудов, суставов и пр. |
Приложение 6
Интенсивность различных шумов [1, 123]
Уровни шума, дБ
| 150 | Старт космической ракеты Повреждение органа слуха и легких | ||
140 |
Взлет реактивного самолета Порог болевого ощущения |
||
130 |
Гром |
||
120 |
Уровень, выше которого ощущается боль Рок-музыка |
||
110 |
Дробильная машина |
||
100 |
Тяжелые грузовики, железнодорожный транспорт |
||
90 |
Отбойный молоток, мотоцикл Опасность повреждения органа слуха |
||
80 |
Пневматическое сверло Интенсивное уличное движение |
||
70 |
Громкая речь, автомобиль (внутренний шум) |
||
60 |
Обычная речь, шум шагов |
||
50 |
Шум воды из крана |
||
40 |
Тихая квартира днем, читальный зал |
||
30 |
Сельская местность |
||
20 |
Шепот, тиканье часов |
||
10 |
Шелест листвы, зимний лес в безветренную погоду |
||
0 |
Едва слышимые звуки Порог слышимости |
Приложение 7
Эквивалентная доза облучения, получаемая населением в год [1, 131]
| Источники облучения | Доза (мЗв) | Доля конкретного источника в общей дозе, % | |
|
Естественный |
|||
| Земного происхождения | 1,67 | 84,13 | 54,63 |
| В том числе: | |||
| внутреннее облучение | 1,32 | 66,5 | 43,18 |
| в том числе радоном | 0,97 | 48,87 | 31,73 |
| внешнее облучение | 0,35 | 17,63 | 11,45 |
| Космического происхождения | 0,315 | 15,87 | 10,3 |
| В том числе: | |||
| внутреннее облучение | 0,015 | 0,76 | 0,49 |
| внешнее облучение | 0,3 | 15,11 | 9,81 |
|
Итого |
1,985 |
100 |
64,93 |
|
Антропогенный |
|||
| Медицина | 1,0 | 93,28 | 32,71 |
| Атомная энергетика | 0,001 | 0,09 | 0,03 |
| Ядерные испытания | 0,02 | 1,87 | 0,65 |
| Сжигание органического топлива | 0,001 | 0,09 | 0,03 |
| Потребительские товары | 0,05 | 4,66 | 1,64 |
|
Итого |
1,072 |
100 |
35,07 |
|
ВСЕГО |
3,057 |
- |
100 |
БИБЛИОГРАФИЯ
Гигиена и экология человека: Учебник для студ. Сред. Проф. Учеб. Заведений / Н.А.Матвеева, А.В.Леонов, М.П.Грачева и др.; Под ред. Н.А.Матвеевой. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 304 с.
Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России: Учебное и справочное пособие. – 3-е изд. – М.: Финансы и статистика, 2001. – 672 с.
Степановских А.С. Прикладная экология: охрана окружающей среды: Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. – 751 с.
Агаджанян Н. Экология, здоровье и перспективы выживания// Зеленый мир. – 2004. - № 13-14. – С. 10-14
34