Нарушение озонового слоя.

В 80-х годах ХХ в. появились сообщения о региональных снижениях содержания озона в стратосфере. Особенно заметной стала сезонно пульсирующая «озоновая дыра» над Антарктидой площадью более 10млн. км², где содержание О₃ за 80-е годы уменьшилось почти на 50%.

Большинство специалистов склоняется к мнению о техногенном происхождении резкого увеличения озоновых дыр. Наиболее обоснованно представление, согласно которому главной причиной является попадание в верхние слои атмосферы техногенного хлора и фтора, а также других атомов и радикалов. Занос активных галогенов в верхние слои атмосферы опосредован летучими хлорфторуглеродами (ХФУ) типа фреонов (смешанные фторхлориды, метана и этана, например, фреон-12-дихлордифторметан, CF₂CI₂) которые, будучи в обычных условиях инертными и нетоксичными, под действием коротковолновых ультрафиолетовых лучей в стратосфере распадаются, разрушая молекулы озона. В последние десятилетия появились и другие, чисто технические пути заноса активных разрушителей озона в стратосферу: ядерные взрывы в атмосфере, выбросы высотных сверхзвуковых самолетов, запуски ракет и космических кораблей многоразового использования. Считается, что уменьшение толщины озона на 1% приводит к росту числа заболеваний на 7%.

Смоги

Это явление характерно для определенных мест и метереологических условий и загрязнения воздуха. Выделяют: лондонский (черный), лосанжелеский (белый) и ледяной смоги.

Лондонский смог образуется при влажности воздуха около 100% и температуре – 0º С, длительной штилевой погоде и высокой концентрации продуктов сгорания твердого и жидкого топлива (SO₂, сажа, NO и CO). Наблюдается в осеннее - зимний период и характерен для умеренных широт с влажным морским климатом. Получил свое название после трагедии 1952 года, когда смог наблюдался в течение двух недель. Смертность за этот период увеличилась в 10 раз (4 тысячи жителей Лондона). На Украине подобный смог наблюдается в Мариуполе, Одессе.

Фотохимический смог образуется в ясную солнечную погоду при низкой влажности и температуре выше +30ºС при полном отсутствии ветра и высокой загрязненности воздушного бассейна. Появляется голубоватая дымка или беловатый туман. Источники озонид углерода, ПАН,

На Украине смог такого типа наблюдается в Днепропетровске, Запорожье, Донецке, Ялте.

Ядерная зима – последствие испытания ядерного оружия, лазерных установок с термоядерной заправкой. Это может привести к изменению климата, изменению содержания озона, катастрофическому загрязнению атмосферы, гидросферы и биосферы в целом. Под «ядерной зимой» подразумевается значительное понижение температуры земной поверхности, возможное в результате цепи событий, последующих после обмена ядерными ударами (несколько сотен и более).

Дальнейшее развитие научно-технического прогресса, промышленности, энергетики, транспорта увеличило загрязнение атмосферы вредными газами, что привело к катастрофическим последствиям массовых заболеваний и гибели людей, животных и растений.

Лекция 3 - Загрязнение гидросферы и его последствия

Гидросфера – водная оболочка Земли. Среди природных ресурсов вода занимает особенное место. Водная среда включает поверхностные и подземные воды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в океане, около 96.5% всей воды на Земле – это соленые воды, 1.7% - заключены в ледниках, 1.7% - подземные воды, 0.1% - воды рек, озер и болот. Запасы пресной воды небольшие, и составляют всего лишь 2.5% общего объема воды на Земле, причем очень малая ее доля (всего 0.36%) находится в легкодоступной форме.

Наибольшая обеспеченность ресурсами речных и подземных стоков выпадает на экваториальный пояс Южной Америки и Африки. В Европе и Азии, где проживает 70% населения, сосредоточено лишь 39% речных вод. Наибольшими реками мира является Амазонка (речной сток – 3780км³), Конго (1200км³), Янцзы (639км³), Миссисипи (600км³), Замбези (599км³). В Западной Европе среднегодовой поверхностный сток составляет 400 км³, в т.ч. 200 км³ – Дунай, 79 км³ – Рейн, 57 км³ – Роне. Наибольшими озерами считаются Большие американские озера (общая площадь – 245 тыс.км²), Виктория – 68 тыс.км², Танганьика – 34 тыс. км², Ньяса – 30.8 тыскм². В Больших американских озерах содержится 23 тыс. км³ воды, столько, сколько и в Байкале.

Потребность человека в воде постоянно увеличивается. Если в древние времена расход воды на человека составлял 12-18 л. в сутки, то сегодня в развитых странах - 200-400 л. Особенно возросло использование воды на производственные нужды, где она используется практически во всех технологических процессах. На начало 21 века общее водопотребление в мире увеличилось приблизительно в 7 раз, а на промышленные нужды в 21 раз.

Запасы воды не везде одинаковы. По данным ВОЗ в мире около 1.2 млрд. человек страдают от нехватки воды, а такие страны, как Алжир, Голландия, Сингапур и др. импортируют воду. Загрязнение водных ресурсов делает ее непригодной для питья. Считается, что полная смена воды в атмосфере происходит за 9-10 суток, в реках 12-20 суток, морях 2.5-3 тыс. лет, океанах 30-40 тыс. лет.

Вода в Украине наиболее ценный и дефицитный ресурс. На ее территорию приходится только 2% от общего речного стока стран СНГ. Речной сток неравномерно распределен по территории Украины. Основные запасы воды сосредоточены в северной и северо-западной частях страны. Приблизительно 70% населения сел и поселков городского типа удовлетворяют потребности в питьевой воде за счет подземных вод и водоносных горизонтов. В среднем на одного жителя Украины приходится 1.1 м³ питьевой воды в сутки. В связи с ограниченностью и неравномерностью распределения водных ресурсов для обеспечения водой населения и отраслей хозяйства широко используют регулирование стока рек.

Значительная часть воды, использованной в бытовой и производственной деятельности человека, испаряется, а приблизительно треть сбрасывается в виде неочищенных или недостаточно очищенных вод в поверхностные водоемы и водотоки.

Загрязнение рек, озер, морей и даже океанов происходит с нарастающей скоростью, т.к. в водоемы поступает огромное количество загрязняющих веществ. Основными источниками загрязнения природных вод являются: атмосферные осадки, городские сточные воды, промышленные сточные воды.

Из рек отходы поступают в Мировой океан, загрязнение которого имеет глобальные последствия. Тяжелые металлы и пестициды накапливаются в пищевых цепях, конечное звено которых занимает человек. В водоемы со сточными водами поступает огромное количество загрязняющих веществ. Загрязнение принимает такие размеры, что во многих районах превышает их способность к самоочищению.

Проблема загрязнения гидросферы является одной из наиболее острых экологических проблем в связи с тем, что:

- источники загрязнения и состав загрязняющих веществ очень разнообразны;

- загрязнители воды в растворенной форме или во взвешенном состоянии могут распространяться на огромные расстояния от места сброса;

- токсические вещества способны накапливаться в пищевых цепях;

- поступление с поверхностным стоком больших количеств растворимых соединений азота и фосфора вызывает ускоренное антропогенное эвтрофирование водоемов;

- процессы самоочищения водоемов осуществляются медленно.

Загрязнение гидросферы вызывает целый ряд отрицательных экологических последствий: эвтрофирование воды в водоемах, накопление токсических веществ в пищевых цепях, нарушение газообмена с атмосферой.

Чрезмерное обогащение водоемов биогенными веществами приводит к их эвтрофикации, т.е. к резкому повышению биопродуктивности и размножению фитопланктона, в первую очередь неприхотливых сине-зеленых водорослей. «Цветение» воды и постепенное отмирание массы водорослей становится источником вторичного загрязнения, приводят к расходованию всех запасов кислорода и медленному «умиранию» водоема. Таким образом, антропогенная эвтрофикация вызывается не ядовитыми загрязнителями, а тем, что всегда считалось безвредным – частицами почвы и удобрениями. Это еще раз подтверждает вывод о том, что сильное изменение любого природного фактора может нарушить равновесие экосистемы.

Эвтрофикация водоемов – это естественный процесс, характерный для всего геологического прошлого планеты, обычно протекает очень медленно и постепенно, но в последние десятилетия в связи с возросшим антропогенным воздействием, скорость его развития резко увеличилась. Антропогенное эвтрофирование весьма отрицательно влияет на пресноводные экосистемы, приводя к перестройке структуры трофических связей гидробионтов, резкому возрастанию биомассы фитопланктона благодаря массовому размножению сине-зеленых водорослей, ухудшающих ее качество и условия жизни гидробионтов (к тому же выделяющих опасные не только для гидробионтов, но и для человека токсины). Рост массы фитопланктона сопровождается уменьшением разнообразия видов, что приводит к невосполнимой утрате генофонда, уменьшению способности экосистем к гомеостазу и саморегуляции. Разложение детрита бактериями истощает имеющиеся в воде запасы растворенного кислорода иногда настолько, что происходит гибель рыбы. Масса гниющего органического вещества иногда отравляет обширные пространства водоемов и водотоков. Признаком эвтрофирования является ухудшение качества воды (изменение цвета, помутнение, появление неприятного запаха), а также в некоторых случаях массовый замор рыбы.

Биогенные элементы попадают в водоемы:

- со сточными водами животноводческих комплексов;

- с поверхностным стоком с сельскохозяйственных угодий, особенно при поливе;

- в результате эрозии распаханных земель;

- с хозбытовыми и ливневыми стоками; сточными водами химических и целюлзно-бумажных производств. Способствует эвтрофированию и тепловое загрязнение водоемов.

Основными загрязняющими веществами, обладающими токсическими свойствами по отношению к гидробионтам и способными накапливаться в пищевых цепях, являются:

- биофобные элементы (ртуть, свинец, кадмий);

- пестициды;

- синтетические ПАВ (детергенты);

- нефть и нефтепродукты.

Загрязнение водоемов токсикантами может привести к изменению количественного и качественного состава биоценозов, а накопление в пищевых цепях даже при относительно невысоком содержании токсиканта в водной среде – повлечь за собой отравление и гибель организмов расположенных на высших трофических уровнях, в том числе и человека.

Многие загрязняющие вещества, особенно углеводороды, обладая малой растворимостью, образуют пленку на поверхности воды. Так, пятно образованное 1т нефти захватывает в среднем 12км² поверхности водоема. Газопроводность углеводной поверхностной пленки составляет около 50% чистого газопропускания, вследствие чего нефтяное загрязнение подавляет процессы фотосинтеза и испарения в мировом океане и может вызвать нарушения в круговороте кислорода, углерода и воды. В настоящее время более 7млн. т. нефтяных углеводородов ежегодно поступает в океан в результате добычи, переработке, транспортировании.

Замечательной особенностью водных экосистем является их способность к самоочищению и установлению биологического равновесия. Оно происходит в результате совокупного действия физических, химических и биологических факторов. Самоочищение водоемов от углеводородного загрязнения сложный многостадийный процесс. В течение первых 2-3 суток 25-30% всего объема нефти, разлитой в водоеме, испаряется. Это в основном легкие фракции нефти. Растворение вводно-растворимых фракций нефти происходит в течение 5-15 суток. Тяжелые фракции нефти образуют эмульсии с содержанием воды от30-80%, увеличивая общую массу загрязнения в 1.5 раза.

Под действием растворенных в воде кислорода, нитратов и сульфатов происходит медленное химическое окисление углеводородов нефти, катализируемое ультрафиолетовым излучением. При этом, как правило, образуются очень токсичные соединения.

Полное разрушение нефти с образованием воды и углекислого газа происходит под действием микроорганизмов – нефтеокисляющих бактерий. Возможность водоема к самоочищению путем биохимического окисления зависит от многих факторов – температуры воды, содержания растворенного кислорода, наличия биогенных элементов и др.

Отходы, содержащие ртуть, свинец, медь, локализованы в отдельных районах у берегов, снижая первичную продукцию морских экосистем, подавляют развитие фитопланктона. Отходы, содержащие ртуть, обычно скапливаются в донных отложениях заливов или эстуариях рек. Дальнейшая ее миграция сопровождается накоплением метиловой ртути и ее включением в трофические цепи водных организмов (особенно крабов и рыб). Органические вещества, осаждаясь, заиливают дно, задерживают развитие или полностью прекращают жизнедеятельность донных микроорганизмов, участвующих в процессе, самоочищения воды. Наличие суспензий затрудняет также проникновение света в глубь и замедляет процесс фотосинтеза.

Интенсивность света под слоем разлитой нефти составляет только 1% интенсивности света на поверхности. Днем слой нефти поглощает солнечную энергию, что приводит к повышению температуры воды, что в свою очередь в нагретой воде снижается количество растворенного кислорода, увеличивается скорость дыхания растений и животных, что еще более ухудшает их положение. Одним из санитарных требований, предъявляемых к качеству воды, является содержание в ней необходимого количества кислорода.

ПАВ оказывают вредное действие, способствующее образованию на поверхности воды пленку, которая препятствует газообмену между водой и атмосферой, что снижает степень насыщенности воды кислородом. Поступление в водные объекты веществ, имеющих резервный фонд в атмосфере и возврат этих веществ из водного объекта в резервный фонд, осуществляется благодаря процессу газообмена на границе раздела «атмосфера – вода».

Одним из важных частных случаев газообмена является процесс атмосферной реаэрации, благодаря которому происходит поступление в водный объект значительной части кислорода. Интенсивность и направление газообмена определяется отклонением концентрации газа в воде от концентрации насыщения. Величина концентрации насыщения зависит от природы вещества и физических условий в водном объекте (температуры и давления). При концентрации, большей концентрации насыщения, газ улетучивается в атмосферу, а при концентрации меньшей концентрации насыщения, газ поглощается водной массой. При процессе эвтрофирования процесс газообмена «атмосфера – вода» нарушается.

Лекция 4 КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ НЕОЭКОЛОГИИ. Глобальные проблемы неоэкологии

Сложившаяся в настоящее время ситуация в мировой эколо­гической науке свидетельствует об общеизвестном несоответствии содержания понятия «экология», определение которой дал ее ос­нователь Э. Геккель (1866), и понятия «современная экология», то есть с тем содержанием, которое ныне в него вкладывается. Появилась настоятельная необходимость разделить существую­щую традиционную (классическую) экологию, оставив за ней по праву принадлежащий ей термин «экология», и сформировавшу­юся современную экологию, определив ее как «неоэкологию» со своими собственными объектом и предметом исследований, поня­тийно-терминологическим аппаратом, методиками и т. д.

Отмежевание и внедрение понятия «неоэкология» имеет еще одно чрезвычайно важное значение. В Украине появляется понятие, наиболее полно соответствующее широко распространенному за рубежом понятию «Environmental Protection», прямой перевод которого в украинском языке невозможен, не говоря уже о том, что от «Environmental Protection» нет возможности образовать ни научного направления исследователя, ни профессии (специальности).

Данный модуль посвящен попытке объединить уже существу­ющие в современной экологии идеи и разработки в целостную систему неоэкологических знаний, привлечь внимание студентов и специалистов к вопросам методологии этой научной дисципли­ны, требованиям, принципам, свойствам неоэкологических исследований и т. д. (рис. 1).

Естественно, приведенное ниже не претендует на изложе­ние всех концептуальных положений и проблем неоэкологии, достижений, сложившихся и формирующихся научных знаний. Осуществляется лишь попытка заложить теоретико-методоло­гические основы новой отрасли познания — неоэкологии, на­метить возможные направления дальнейшего развития частич­но уже сложившейся, новой науки на базе традиционных экологических знаний, обратить внимание на нецелесообраз­ность вложения нового содержания в старое, давно устоявшее­ся понятие «экология». Предстоит большая самостоятельная работа для постижения и дальнейшего развития этой новой науки и ее проблем.

ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ. Неоэкология трактуется нами как фундаментальная научная дисциплина, обладающая такими атрибутами самостоятельности как объект, предмет и метод исследований, имеющая свой поня­тийно-терминологический аппарат, научные основы и т. д.

О термине неоэкология. Выступая с предложением о введении нового понятия, вероятно, целесообразно сделать краткий анализ объективных и субъективных предпосылок столь резкого измене­ния в настоящее время изначального смысла экологии. Один из возможных вариантов объяснения данного феномена нам пред­ставляется следующим. Все усиливающийся прессинг людей на окружающую среду привел человечество к порогу экологической катастрофы. Это почувствовала и осознала значительная масса людей на всех уровнях — от власть имущих до отдельных про­стых граждан. Поэтому и начало формироваться мощное движе­ние по охране и защите окружающей среды.

Постепенно, но достаточно быстро оно охватило практичес­ки все континенты. Существующее понятие «охрана окружаю­щей природной среды и рациональное использование природ­ных ресурсов», которое, с нашей точки зрения, достаточно полно и удачно отражало направление деятельности и было широко распространено в бывшем СССР и других странах, перестало отвечать новым требованиям по целому ряду причин. Сформировавшееся международное движение нуждалось в кратком и ем­ком названии, отражавшем сущность и направленность дей­ствий. К сожалению, упомянутое выше понятие не отвечало общим правилам и требованиям к дефинированию и термини­рованию. Отметим лишь некоторые из них. Прежде всего не соблюдено главное требование —возможность от наименования науки (дисциплины) образовать наименование профессии, спе­циализации человека (ученого), занимающегося в данной обла­сти. Неудобным явилось также наличие в данном названии боль­шого количества терминоэлементов. Возникла потребность иметь краткий, но емкий, однословный термин, обладающий изящно­стью и хорошей дериватностью. На вооружение был взят термин «экология». Наука о жилище, о нашем доме — такое определе­ние, несомненно, подходило по всем показателям (параметрам) к отчетливо целенаправленной деятельности огромного числа людей самых различных специализаций, тем более, что «дом» оказался многоиерархичным (от квартиры, города, региона до планеты Земля) и многофункциональным образованием (объек­том). Однако этот термин уже был «занят». И все же несоответ­ствие нового содержания тому, которое вкладывал в него его родоначальник Э. Геккель, как достаточно узкой отрасли биоло­гической науки и прочее (около столетия экология развивалась только как чисто биологическая наука), не стало препятствием к его распространению в новом качестве. Естественно, нельзя отрицать, что экология — это биологическая наука, и нельзя не отдать должное требованию «верните экологию экологам» (Щи-панов, 1993). Но разве это допустимо в науке?

Современная экология давно вышла из ранга биологической науки. Как считает большой авторитет в современной экологии Н. Ф. Реймерс (1994), экология превратилась в значительный цикл знаний, вобрав в себя разделы географии, геологии, хи­мии, физики, социологии, теории культуры, экономики, даже теологии — по сути, всех научных дисциплин. Этот же ученый считал, что такого взрыва профанации знания не было в исто­рии человечества. К экологии может легко примкнуть любой, даже ничего в ней не смысля. Как следствие, утерян, по мнению того же Н. Ф. Реймерса (1994), даже смысл структуры экологического цикла наук. Раз все «экологи», то и называют экологией все, в том числе и охрану природы, охрану окружающей среды и прочее. В 1998 г., спустя очень короткое время после совершен­ствования структуры экологических специальностей, произошел трудно объяснимый факт — специальность «Экология» стала называться «Экология и охрана окружающей среды». К сожале­нию, снова нарушено главное требование — утрачена возмож­ность образовать наименование профессии от названия специаль­ности — «Охрана окружающей среды».

Но главное не в этом. Произошло становление новой науки. Традиционная, классическая экология продуцировала целую си­стему наук, стала по праву фундаментом новой отрасли знаний — неоэкологии, которая, с одной стороны, является мультидисциплинарной, а с другой — мировоззренческой наукой.

Приведенные выше правильные и точные высказывания док­тора биологических наук профессора Н. Ф. Реймерса взяты нами из его прекрасной книги «Экология». В книгу включены такие разделы как «Природа и экономика», «Экология городского (му­ниципального) хозяйства» и т. д. Несколько раз в своей книге автор отмечает, что глобальная экология «...явно выходит за рамки биологии...за рамки биосферы, изучая экосферу планеты, как кос­мического тела» и т. д. При этом фигурирует термин упомянутого выше автора «мегаэкология». Однако даже в настоящее время многие биологи современную экологию по-прежнему считают био­логической наукой, о чем свидетельствуют многочисленные опре­деления в учебниках, словарях, справочниках.

Таким образом, назрела настоятельная необходимость разме­жевать «традиционную» (геккелевскую) и «современную эколо­гию». При этом правомерно оставить за традиционной экологией все наработки и достижения более чем за 100 лет, давно сложив­шуюся структуру науки и, соответственно, объект, предмет и ме­тоды исследований. То же, что сейчас называется «современной экологией», но, естественно, не причислив сюда все подряд, а тща­тельно профильтровав на строгой фундаментальной и теоретичес­кой основе, следует назвать «неоэкологией». Одной из самых глав­ных особенностей неоэкологии является то, что она наследует основные традиции классической экологии, используя ее как фундамент, базовую основу, имея свой собственный объект, пред­мет и методы исследования, понятийно-терминологический ап­парат и т. д. А именно это и является центральным стержнем, самым веским доказательством правомочности предлагаемого тер­мина. Никакой нелогичности или необычности в этом нет. В мире науки существуют примеры такого подхода, например неотекто­ника, неореализм и др. Кроме того в новом термине сохраняется родовое понятие.

Потеряет ли что-либо при таком размежевании экология? Совершенно очевидно — нет. Наоборот, за ней останется все то, что принадлежало ей ранее, и, кроме того, она обогащается новы­ми знаниями, избавляется от путаницы слов, понятий и самого понимания «что есть что».

О неоэкологии как науке. Поскольку фундаментальной осно­вой неоэкологии является классическая экология, а ее теорети­ческие и методологические посылки достаточно полно опублико­ваны, рассмотрим кратко основные атрибуты самостоятельности неоэкологии.

Объектом ее исследования является антропосфера — уни­кальная и наиболее сложная из всех сфер, в пределах которой взаимодействуют различные уровни организации сложной системы «природа — хозяйство — население».

В настоящее время существует более двух десятков различ­ных сфер. Человек как биологический вид относится к биосфере, но будучи социальным существом, наделенным разумом и воору­женным техникой, образует в ее границах несколько более узкую самостоятельную сферу, связанную с общественной жизнью и де­ятельностью, — антропосферу. Собственно антропосфера, или ойкумена, имеет несколько определений. Прежде всего «антро-по» — это составная часть сложных слов, указывающая на отно­шение их к человеку.

Согласно Е. В. Малашевичу (1987, с. 17), антропосфера —

1. земная сфера, где живет или куда проникает человечество;

2. часть биосферы, используемая человеком;

3) сфера Земли и бли­жайшего Космоса, в наибольшей степени прямо или косвенно ви­доизмененная человеком в прошлом или которая будет изменена людьми в ближайшем будущем. По Н. Ф. Реймерсу (1990), антропосфера —

1) земная сфера, где живет и куда временно проникает (с помощью спутников и т. д.) человечество;

2) сфера Земли и ближнего Космоса, кото­рая в наибольшей степени прямо или косвенно изменена человеком в прошлом или будет еще больше изменена людьми в буду­щем; 3) используемая людьми часть биосферы.

Мы вслед за К. М. Сытником (1994) и Н. Ф. Реймерсом (1990) под аитропосферой понимаем используемую и видоиз­мененную людьми часть биосферы, место, где постоянно осу­ществляется жизнедеятельность живого вещества планеты и куда оно проникает временно. Наше определение, повторяя основные ключевые слова в понятии антропосферы, отличается от определения этих авторов тем, что мы не отождествляем понятия антропосфера и социосфера.

Н. Ф. Реймерс (1990) также пишет, что антропосфера — синоним социосферы. В отличие от приведенных выше авторов мы не считаем, что антропосфера и социосфера — синонимы. Более того, социосфера — сфера сплошной производственной деятельности, является частью антропосферы, а не наоборот, как это трак­туется во многих источниках. Как и другие «сферы», антропосфера обладает своими особыми функциями, специфическими чертами.

Предметом исследования неоэкологии являются законы, закономерности, правила и так далее развития и функциони­рования антропосферы и биосферы, поиск оптимальных форм внутреннего взаимодействия, обеспечивающего экологически безопасную жизнедеятельность всех составляющих. Приоритет­ное положение в неоэкологических исследованиях занимает изу­чение и прогноз загрязнения окружающей среды и, прежде всего, закономерности поведения поллютантов в различных средах, из­менение степени их опасности для живого вещества при функци­онировании, формирование нового стиля мышления в процессе непрерывного экологического образования и воспитания населе­ния всех возрастных уровней.

Центральным методом исследований в неоэкологии выс­тупает системный подход, который рассматривается в науке как конкретное теоретическое выражение материалистичес­кой диалектики. Наиболее важная задача системного подхода — не только эффективное решение традиционных проблем и задач с помощью системного анализа, но и поиск новых, ранее отсут­ствовавших в неоэкологических исследованиях путей и способов использования системного анализа. Изучение механизмов функ­ционирования, поведения и трансформации загрязнителей в раз­личных природных средах позволит выйти на решение проблем прогнозирования состояния природной среды, влияния ее на здоровье человека. При изучении влияния естественной и изме­ненной природной среды большое значение в использовании сис­темного подхода имеет учение об обратных связях. Поскольку неоэкология сформировалась на фундаменте многих, к тому же разноплановых знаний, ее методический аппарат чрезвычайно раз­нообразен. Здесь благодатная почва для интегрирования и транс­формации методов естествознания, математики, техники и дру­гих наук для усовершенствования существующих и создания новых.

В числе традиционных методов неоэкологических иссле­дований наиболее широко используются такие как наблюдение, эксперимент, математическое моделирование и прогнозирова­ние, присущие также и классической экологии.

Понятия неоэкологии объединяются в понятийно-терми­нологические системы, то есть совокупность понятий и соответ­ствующих им терминов, взаимосвязанных общими исходными ба­зовыми понятиями, которые получили свое детальное описание благодаря использованию всей системы.

В качестве центральных базисных понятий в неоэкологии выступают «живое вещество (материя)» и «антропосфера» (сфе­ра, в которой осуществляется жизнедеятельность живого с пря­мыми и обратными связями). Понятийно-терминологическая система (Е. Б. Алаев, 1993) неоэкологии построена на базе си­стематизации важнейших понятий исходных наук (прежде всего биологии и географии) и привлечения некоторых общенаучных понятий, без которых невозможно понимание специальных тер­минов и понятий. Все это обеспечивает формирование научного языка неоэкологии.

В дополнение к изложенному добавим, что к числу отличи­тельных черт неоэкологии относятся:

1. присутствие территориальности, что необязательно для экологии, то есть приоритетность в исследовании территориаль­ных структур;

2. объяснение и взаимное переплетение учений об экосистеме и геосистеме;

3. возникновение новых течений и направлений, не характер­ных, но выходящих за пределы изучения классической экологии.

4) Неоэкология, как и любая наука, в своем развитии проходит три стадии:

1. дискриптивную (описательную). На этой стадии формиру­ется и функционирует статическая неоэкология (инвентаризация, систематизация, классификация и т. д.);

2. интерпретивную (объяснение, исследование динамики и т. д.). Это стадия развития динамической неоэкологии;

3. конструктивную (разработка оптимальных моделей и реко­мендаций управления). Это стадия развития прогнозной неоэко­логии.

Возникновение неоэкологии, как было отмечено выше, не случайное, а обусловлено настоятельной необходимостью инте­грировать разрозненные знания о взаимоотношениях природы и общества, угрожающие самому существованию первого и второ­го. Именно это обуславливает достаточно сложную структуру на­уки, формирующейся на базе многих, к тому же разноплановых знаний. В настоящее время в неоэкологии выделяется две основные ветви, два взаимосвязанных направления — фундаментальное (естественнонаучное) и отраслевое (научно-техни­ческое). Фундаментальная ветвь неоэкологии тяготеет к естественным наукам, по некоторым представлениям и к гуманитарным, а отраслевая — к техническим.

Объединяющим началом, ядром этой многокомпонентной на­уки является специфический неоэкологический компонент (см. рис. 1), сформировавшийся на теоретических, методологических и методических основах биологического и географического ком­понентов. Таким образом, это совершенно новый компонент, об­разовавшийся на стыке наук, не присущий традиционной эколо­гии. Такими же не характерными для экологии, но неотъемлемыми составляющими неоэкологии являются химический, социальный, правоведческий и другие компоненты. Вполне очевидным явля­ется и то, что совершенно иную функциональную роль, нежели в экологии, выполняют такие компоненты как аквальный, агро­номический, педономический. Естественно, что приведенными не исчерпывается перечень новых компонентов новой науки, но они являются основополагающими. Вместе с тем видно, что ряд ком­понентов не включены в структуру неоэкологии, поскольку их фундаментальное изучение осуществляется классической эколо­гией или иными науками.

Компоненты неоэкологии определяют и структуру неоэколо­гических наук, ее семейства, комплексы, разделы, направления. Под системой неоэкологических наук мы понимаем сочетание различных экологически направленных научных дисциплин со своими особыми функциями, но вместе с тем объединенных об­щей экологической функцией. Система неоэкологических наук подразделяется на ряд семейств, среди которых наиболее отчет­ливо выделяется семейство природоведческих неоэкологических дисциплин, семейство экологически направленных технических дисциплин и семейство экологически направленных гуманитар­ных дисциплин. Соответственно таким же образом выделяются комплексы, разделы, направления в системе неоэкологических наук. Таким образом, все неоэкологические дисциплины заняты познанием закономерностей развития и функционирования ант-ропосферы, взаимоотношений и взаимосвязей живого между со­бой и с окружающей средой, то есть, имея общий объект исследо­вания, каждая дисциплина из семейства, комплекса и так далее изучает свой собственный компонент, аспект. При этом каждая частная неоэкологическая дисциплина отвечает всем критериям, в том числе и основному: объект каждой частной неоэкологичес­кой науки изучается не изолированно, а во взаимосвязи и взаимо­зависимости с объектами других частных неоэкологических дис­циплин.

Существуют и другие классификации. Одна из них — деление науки на аналитические (отраслевые), синтетические и методи­ческие дисциплины. В соответствии с этим подходом (например, самая новая классификация социальной географии по М. Д. Писту-ну, 1996) неоэкология подразделяется следующим образом (рис. 2): синтетические (отраслевые) неоэкологические дисциплины — эко­логия воздуха, экология почв, экология ландшафтов и т. д.; анали­тические — основы неоэкологии, экология человека, экология Ук­раины, экспертиза окружающей среды и т. д.; методические — методика преподавания неоэкологии в общеобразовательной шко­ле, методика преподавания неоэкологии в высшей школе, методи­ка массового экологического образования и воспитания и т. д

В соответствии с вышеизложенным представляется возмож­ным дать определение понятия неоэкология.

Неоэкология — это комплекс (семейство) наук, изучающих развитие, функциониро­вание и прогнозирование развития антропосферы, разрабаты­вающих возможности управления взаимоотношениями и связями в системе «природа — общество» с целью их гармонизации и обеспечения экологически безопасного сосуществования. Теоретическая, методологическая и практическая значимость изучения объекта неоэкологии подчеркивается тем, что, по Л. О. Карпачевскому (1995), в настоящее время треть суши земного шара можно от­нести к антропосфере. Таким образом, введение новой науки позволит восстановить права традиционной экологии, ликвидиро­вать путаницу слов, понятий и так далее, поставить все на свои места.

Лекция 5 - Влияние сельскохозяйственной деятельности человека на экологическое равновесие в природе

В процессе развития общества меняются характер и масштабы воздействия человека на природу. С возникновением оседлого сельского хозяйства в начале неолита (III—VIII в. до н.э.) воздействие человека на биосферу по сравнению с кочевым хозяйством увеличивается во много раз. В освоенных человеком районах начинается быстрый рост населения. Разрабатываются приемы и способы обработки земли для возделываемых культур, совершенствуется технология содержания скота. Прошедшие преобразования называют второй технической революцией. Развитие сельского хозяйства во многих случаях сопровождалось полным искоренением первоначального растительного покрова на обширных пространствах, освобождалось место для незначительного количества видов растений, отобранных человеком, наиболее пригодных для питания. Эти виды растений постепенно окультуривались и организовывалось их постоянное возделывание.

Распространение сельскохозяйственных культур оказало огромнейшее, нередко катастрофическое влияние на наземные экосистемы. Уничтожение лесов на обширных территориях, нерациональное использование земель умеренных и тропических зон безвозвратно разрушило исторически сложившиеся здесь экоси­стемы. Вместо естественных биоценозов, экосистем, ландшафтов появились агросфера, агроэкосистемы, агроценозы, аграр­ные ландшафты и т. д.

Агросфера — глобальная система, объединяющая всю территорию Земли, преобразованную сельскохозяйственной деятельностью человека.

Агроэкосистемы — экосистемы, измененные человеком в процессе сельскохозяйственного производства. Это сельскохозяйственные поля, огороды, сады, виноградники, полезащитные лес­ные полосы и т. д. Основой агроэкосистем являются агроценозы.

Агроценозы — биоценозы на землях сельскохозяйственного пользования, созданные с целью получения сельскохозяйствен­ной продукции, регулярно поддерживаемые человеком биоти­ческие сообщества, обладающие малой экологической надежно­стью, но высокой продуктивностью (урожайностью) одного или нескольких избранных видов (сортов, пород) растений или жи­вотных.

Аграрный ландшафт — экосистема, сформировавшаяся в результате сельскохозяйственного преобразования ландшафта (степного, таежного и т. д.).

Агроэкосистемы до начала XX в. по М.С. Соколову и др. (1994) были еще достаточно разнообразны: целинные земли, леса, огра­ниченные районы многоотраслевого оседлого хозяйства харак­теризовались незначительным изменением мест обитания. Агро­экосистемы имели своих первичных производителей (дикорасту­щие растения), которыми человек питался непосредственно или косвенно через дичь, домашних животных. Первичные произво­дители- автотрофы обеспечивали человека растительным волок­ном, лесоматериалами. Человек являлся основным консументом этой экосистемы, в которой имелось также значительное число диких и домашних животных, обладающих большой суммарной массой. Вся потребляемая человеком продукция трансформиро­валась в отходы (отбросы), разрушаемые и перерабатываемые редуцентами или деструкторами до простых веществ (нитраты, фосфаты, другие минеральные соединения), которые вновь ис­пользовались автотрофами в процессе фотосинтеза (рис. 18.4).

Самоочищение земель и вод здесь осуществлялось полнос­тью, и круговорот веществ в экосистеме не нарушался. Приток солнечной энергии, получаемой человеком в виде химической энергии в процессе обмена веществ при питании (около 4000 ккал/ сут. на одного человека), равнялся примерно такому же количе­ству энергии, которую человек использовал в виде тепловой (сжигание дров) и механической (тягловая сила) энергии.

До XIX в. в процессе аграрной цивилизации использовалась энергия, которая была накоплена в течение одного вегетационно­го периода первичными консументами, а также аккумулирован­ная в течение многих лет деревьями. Общее же количество ис­пользуемой одним человеком энергии (около 22 000 ккал/сут.) лишь вдвое превышало энергопотребление человеком неолита (около 10 000 ккал/сут.).

Таким образом, при становлении аграрной цивилизации эко­система человека имела высокий уровень гомеостаза. Несмотря на антропогенное изменение или замещение экосистем, деятельность человека вписывалась в биогеохимический круговорот и не изменяла притока энергии в биосферу.

Необратимые, глобальные изменения биосферы Земли под влиянием сельскохозяйственного производства резко усилились в XX в. В 70—90-х гг. XX в. внедрение интенсивных технологий (монокультура, высокопродуктивные, но незащищенные сорта, агрохимикаты) сопровождалось водной и ветровой эрозией, вто­ричным засолением, почвоутомлением, деградацией почв, обед­нением эдафона и мезофауны, уменьшением лесистости, увеличением распаханности и т. д.

Рис. 1 - Поток энергии и круговорот вещества в аграрной цивилизации (по Ф. Рамаду, 1981)

К антропогенным экосистемам относятся агроэкосистемы и урбосистемы.

Агроэкосистемы (сельскохозяйственные экосистемы, агроценозы) — искусственные экосистемы, возникающие в результате сель­скохозяйственной деятельности человека (пашни, сенокосы, пастбища). Агроэкосистемы создаются человеком для получения высокой чис­той продукции автотрофов (урожая). В них, так же, как в естественных сообществах, имеются продуценты (культурные растения и сорняки), консументы (насекомые, птицы, мыши и т.д.) и редуценты (грибы и бактерии). Обязательным звеном пищевых цепей в агроэкосистемах является человек.

Отличия агроценозов от естественных биоценозов:

• незначительное видовое разнообразие (агроценоз состоит из небольшого числа видов, имеющих высокую численность);

• короткие цепи питания;

• неполный круговорот веществ (часть питательных элементов выносится с урожаем);

• источником энергии является не только Солнце, но и деятельность человека (мелиорация, орошение, применение удобрений);

• искусственный отбор (действие естественного отбора ослаблено, отбор осуществляет человек);

• отсутствие саморегуляции (регуляцию осуществляет человек) и др. Таким образом, агроценозы являются неустойчивыми системами и способны существовать только при поддержке человека.

Сельскохозяйственные экосистемы (агроэкосистемы) занимают около 1/3 территории суши, при этом 10% — это паш­ня, а остальное - естественные кормовые угодья. Агроэкоси­стемы относятся к фотоавтотрофным — имеют ту же принципиальную схему функционирования с передачей энер­гии по цепи «продуценты - консументы - редуценты», что и естественные наземные экосистемы. Их отличие заключает­ся в том, что состав, структура и функция управляются не ес­тественными механизмами самоорганизации, а человеком. Как пишет Ю.Одум (1986), человек стоит на вершине эколо­гической пирамиды и стремится спрямить пищевые цепи так, чтобы получать максимальное количество первичной (расте­ниеводческой) и вторичной (животноводческой) продукции нужного качества (Одум, 1986). Кроме того, агроэкосистемы значительно более открыты, чем естественные: с растениеводческой и животноводческой продукцией из них происходит отток элементов питания. Не­которое количество элементов питания теряется, кроме того, за счет вымывания в грунтовые и наземные воды, а так­же эрозии - смывания или сдувания с полей мелкозема, кото­рый является наиболее питательной частью почвы.

Для того чтобы управлять агроэкосистемой (рис. 2), человек затрачивает антропогенную энергию — на обработку почвы и полив, на производство и внесение удобрений и химиче­ских средств защиты растений, на обогрев животноводческих помещений в зимнее время и т. д. Количество затрачиваемой антропогенной энергии зависит от избранной стратегии управления. Сельское хозяйство может быть интенсивным (вы­сокие вложения энергии), экстенсивным (низкие вложения энергии) или компромиссным (умеренные вложения энер­гии). Компромиссная стратегия наиболее целесообразна, так как позволяет сочетать достаточно высокий выход сельскохо­зяйственной продукции с сохранением условий среды и эко­номией энергии.

Однако даже при интенсивной стратегии управления доля антропогенной энергии в энергетическом бюджете экосисте­мы составляет не более 1%. Основным источником энергии для «работы» агроэкосистемы является Солнце.

Человек управляет практически всеми параметрами агроэкосистемы:

• составом продуцентов (заменяет естественные растительные сообщества на искусственные посевы сельскохозяй­ственных растений и посадки плодовых деревьев);

• составом консументов (заменяет естественные фитофа­ги на домашний скот);

• соотношением потоков энергии по главным пищевым цепям «растение — человек» и «растение — скот — человек» (специализирует хозяйство на производстве растениеводчес­кой или животноводческой продукции или на равное соотно­шение того и другого);

• непроизводительным оттоком вещества и энергии по до­полнительным пищевым цепям: «почва — сорные растения», «культурные растения — насекомые-фитофаги», «хозяин (культурные растения, домашние животные) - паразит», т. е. контро­лирует плотность деструктивной биоты (Swift, Anderson, 1993)

• -популяций сорных растений, насекомых фитофагов, паразитов;

• уровнем первичной биологической продукции (улучшая условия для развития растений за счет обработки почвы, удобрений и полива).

Человек управляет агроэкосистемой через биологических посредников, к которым относятся культурные растения, сельскохозяйственные животные, почвенная биота и все прочие ор­ганизмы, населяющие агроэкосистему (насекомые-энтомофаги и опылители, птицы, растения сенокосов и пастбищ и др.). Посредники играют роль биологических усилителей, позволя­ющих уменьшать затраты антропогенной энергии.

Способы управления агроэкосистемой совершенствова­лись в течение десяти тысяч лет истории сельского хозяйства (появились мощная сельскохозяйственная техника, мине­ральные удобрения, пестициды, стимуляторы роста и т. д.), однако возможности управления и сегодня по-прежнему ог­раничиваются целым рядом условий, экологических и биоло­гических:

• агроресурсами - климатом (количеством осадков и про­должительностью теплого периода), характером почв и релье­фом. От этих условий зависит состав видов и сортов возделы­ваемых растений, видов и пород сельскохозяйственных животных;

• потенциалом формирования первичной биологической продукции — верхним пределом эффективности фотосинтеза, который в большинстве случаев не превышает 1 % поступаю­щей солнечной энергии (при особо продуктивных посевах в теплом климате с внесением удобрений и поливом - до 2 %);

• максимально возможной долей хозяйственно ценных фракций в урожае - хлопкового волокна, клубней, корнепло­дов, зерна и т. д. (например, зерна может быть не больше 40% всей биологической продукции, хотя у пшеницы сорта «Мексикале», выведенного «отцом» Зеленой революции Н. Берлоугом, долю зерна удалось довести до 60 %);

• неизоежным рассеиванием энергии при переходе ее с первого трофического уровня на второй (при откорме ско­та): для получения 1 кг вторичной биологической продукции при откорме бройлеров, свиней и коров необходимо затратить (в пересчете на зерно) соответственно 2, 4 и 6 кг корма;

• плодовитостью сельскохозяйственных животных: огра­ничены верхние пределы яйценоскости кур, численности потомства у коров, свиней и т. д.

Биологические ограничители преодолеть невозможно, хотя влияние ресурсных ограничителей может быть ослаблено при интенсивной стратегии управления (высокие дозы удобрений, полив, создание закрытого грунта, террасирование склонов). Однако, как показал опыт Зеленой революции 60-х годов XX в., когда на поля пришли сверхурожайные сорта, высокие вложе­ния энергии привели к разрушению агроресурсов — почвы, ис­тощению ресурсов воды и ее загрязнению, снижению биораз­нообразия. Таким образом, высокие энергозатраты на управление агроэкосистемой экологически неоправданны. Кроме того, энергия сама по себе дефицитна, так как ограниче­ны ресурсы энергоносителей, а производство и транспортиров­ка энергии сопровождаются загрязнением среды.

По этой причине при экологически ориентированном уп­равлении агроэкосистемой и умеренных затратах антропоген ной энергии получение достаточно большого количества сельскохозяйственной продукции высокого качества не сни­жает устойчивости агроэкосистемы (т. е. обеспечивает сохра­нение ее агроресурсов).

Чтобы вести сельское хозяйство в соответствии с этими требованиями, человек вынужден ограничивать:

• долю пашни (особенно под выгодными, но разрушаю­щими почву культурами - подсолнечник, кукуруза, рис), со­храняя часть агроэкосистемы под многолетними травяными сообществами кормовых угодий или под лесом (естественным или лесопосадками);

• вмешательство в жизнь почвы при ее обработке (исполь­зовать не отвальные плуги, а рыхлители) и внесения доз мине­ральных удобрений и химических средств защиты растений;

• поголовье скота.

Кроме того, для экологически ориентированного управле­ния агроэкосистемами он должен:

• возделывать виды и сорта культурных растений и разво­дить породы сельскохозяйственных животных, которые тре­буют меньших затрат антропогенной энергии (засухоустойчи­вые виды, не требующие полива, например сорго; лошадей, которые круглый год содержатся на пастбищах, и т. д.);

• использовать экологичные севообороты с многолетними травами и сидератами (их зеленую массу не убирают, а за­пахивают в почву как удобрение) для восстановления плодородия почв;

• возделывать поликультуры и сортосмеси, т. е. смеси культурных растений, которые более полно используют агроресурсы и требуют меньших затрат на защиту растений;

• рассредоточивать скот по территории агроэкосистемы (содержать его на небольших фермах), чтобы облегчить внесение навоза на поля.

Лекция 6 - ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА

То, что здоровье человека определяется качеством окружающей среды, было известно с давних пор. Еще Авиценна определил строгую связь между здоровьем с одной стороны и количеством и качеством ищи и воды, качеством жилья, климатом, одежды и так же условиями работы и тем, что называется социальным стрессом.

Здоровье - состояние полного физического, психического и социального благополучия, а не просто отсутствие болезней или патологических отклонений от нормы (определение ВОЗ),

То есть здоровье человека, сбалансированное равновесие тела, духа, а также полный баланс с окружающей средой.

Болезнь – недостаточная приспособленность или адаптация к окружающей среде, плохая реакция организма на неблагоприятные влияния внешней среды выделяют четыре градации здоровья:

1. простое выживание.

2. отсутствие расстройств и заболеваний.

3. уровень подвижной и эффектной работы.

4. уровень полноценной жизни, благополучие.

Ближе всего к болезням находится состояние простого выживания со способностью особей приспосабливаться к среде обитания можно считать выживание и увеличение численности видов в конкретных условиях. Уменьшение численности видов свидетельство нарушения процессов адаптации, которая ведет к болезни.

Здоровье населения наиболее чувствительный барометр, отражающий состояние любого общества. Основным характером здоровья служат смертельность, заболеваемость, рост инвалидности. Согласно исследованиям ВОЗ здоровье на 50% зависит от условий и образа жизни, на 1/5 от состояния среды и генофонда и на 10% от службы здравоохранения.

Окружающая среда дает человеку существование физической системы поддерживания жизни – воду, воздух, пищу, укрытия, но так же представители многообразной опасности для здоровья. Не менее значительную роль, чем природные факторы, в распространении болезней играет социальная среда человека, в частности географическое распространение населения, занятость, социально - экономическое положение, жилье, питание, общий стиль жизни, уровень культуры, развитие и состояние системы оздоровления.

Необходимо разделять здоровье отдельного человека и здоровье общности людей, называемое популяционным здоровьем.

Уровень полуляционного здоровья характеризуется с помощью осредненных показателей отдельных людей, составляющих общность, с учетом численности изучаемых групп, возрастных и половых признаков.

Показатели здоровья принято разделять на прямые и морбидные.

Прямые отражают величину здоровья, морфологические и функциональные резервы конкретного человека. К прямым показателям относятся физическое развитие, функциональное состояние, биохимический и иммунный статус организма. Они определяются в ходе диспансеризации, исследований, медицинских осмотров.

Следующие показатели — морбидные, поскольку характеризуют отрицательные аспекты здоровья. К ним относятся: заболеваемость — общая, отдельных возрастных групп, инфекционная, неинфекционная, хроническими неспецифическими заболеваниями, отдельными видами заболеваний, заболеваниями с временной утратой трудоспособности, госпитализированная заболеваемость, инвалидизация.

Для измерения здоровья больших групп населения используют медико-демографические показатели — рождаемость, смертность (общая, детская, повозрастная), средняя продолжительность жизни. При анализе этих пока­зателей необходимо учитывать, что уровень здоровья населения является определяющим в формировании значений этих показателей, тем не менее, в основном они характеризуют процесс естественного воспроизводства населения на той или иной территории в зависимости от специфики уклада жизни, уровня экономического и социального развития населения.

Показатели заболеваемости и воспроизводства населе­ния получают в результате ведения государственного ста­тистического наблюдения. В нашей стране существует система сбора информации о состоянии здоровья населения, которая начинается с регистрации обращения больного за медицинской помощью в лечебно-профилактическое учреждение и обобщается в территориальных отчетах медико-профилактической службы населенных пунктов, краев, областей и страны в целом.

Учет демографических показателей ведется через сис­тему регистрации гражданского состояния — Загсов, а также при проведении всеобщей переписи населения.

Популяционное здоровье формируется в результате взаимодействия экзогенных (природных и социальных) и эндогенных (пол, возраст, наследственность) факторов. Состояние здоровья одного отдельно взятого человека - явление в значительной степени случайное. При этом уровень здоровья представительной группы людей (усреднен­ный уровень здоровья) может служить ярким показателем благотворного или негативного влияния окружающей сре­ды на население.

Существуют различные классификации уровня здоровья. По состоянию здоровья людей можно разделить на четыре группы: абсолютно здоровые, практически здоровые, предболезнь, болезнь (Захарченко М.П., 1995). В современных социогигиенических исследованиях дают более расширенную классификацию:

• здоровые;

• здоровые с некоторыми функциональными и морфологическими отклонениями;

• больные с длительно текущим хроническим заболе­ванием при сохранении в основном функциональ­ных возможностей организма;

• больные с длительно текущим заболеванием в субкомпенсированном состоянии;

• тяжелые больные, находящиеся на постельном режиме, инвалиды I—II групп.

Процесс изменения популяционного здоровья тесно связан с историей развития человечества.

Первая эпидемиологическая революция связана с ликвидацией таких причин преждевременной смертности населения, какими являлись инфекционные и паразитарные болезни, высокая детская смертность

Вторая эпидемиологическая революция определяется успехами медицины в области лечения и предупреждения большого перечня болезней с помощью иммунотерапии, химиотерапии, хирургического вмешательства. Оставшиеся причины смерти оказались в группе заболеваний, излечение которых невозможно методами современной медицины. В настоящее время возможным становится продление средней продолжительности жизни до сроков, близ­ких к биологическим пределам, спасение жизней многих ранее нежизнеспособных младенцев, сокращение количества случайных смертей. Все это повышает уровень популяционного здоровья.

Выделяют пять типов популяционного здоровья.

1. Простое выживание популяции под постоянной угрозой насильственной смерти. Такой примитивный тип здоровья характерен для сообщества охотников, собира­телей.

2. Короткая жизнь, средняя продолжительность жиз­ни большинства населения с высокой вероятностью преж­девременной смерти от инфекционных и соматических за­болеваний. Такой тип здоровья характерен для цивили­зации в условиях аграрной экономики.

3. Увеличение средней продолжительности жизни большинства населения при повышенной преждевремен­ной смертности части людей в молодом и предпенсионном возрасте от сердечно-сосудистых и онкологических забо­леваний, несчастных случаев, отравлений и травм. Такой тип близок к современному типу здоровья современных развитых стран.

4. Продолжительная жизнь большинства населения с надежной и эффективной работоспособностью и здоровой старостью — модернизированный тип. Такой тип здо­ровья наблюдается в наиболее развитых странах, живущих в постиндустриальных экономических условиях.

5 Полноценная радостная жизнь всей популяции со средней продолжительностью жизни, близкой к биологическим пределам. Этого можно ожидать в будущем в наи­более развитых странах с постиндустриальной экономикой и социальными приоритетами в развитии общества.

Заболевания человека, связанные с загрязнением окружающей среды, непосредственно инициируются через физические системы поддержания жизни: воздух, воду, пищу, укрытие. Поскольку качество воды и пищи в зна­чительной мере определяется почвой, то к перечислен­ным четырем системам добавляется пятая — почва.

Выше мы уже приводили отдельные примеры влия­ния загрязненной среды на здоровье человека. Рассмотрим эти вопросы систематически в отношении каждой из физических систем поддержания жизни.

Загрязнение воздуха. Загрязнение воздуха — это результат выброса в атмосферу чужеродных для нее газов, паров, капель и частиц, а также присутствие в нем чрезмерно больших количеств обычных компонентов, например углекислого газа, пыльцы растений, твердых частиц и т. п. Загрязнение обусловлено сжиганием топлива (на энергетических установках, в коммунальных отопительных устройствах, в автомобильных и иных двигателях, в паровых или дизельных локомотивах), работой промышленных предприятий, хозяйственно-бытовой деятельностью населения, курением.

Особое внимание к проблеме загрязнения воздуха привлекли три драматических случая.

В 1930 г. в долине р. Маас в Бельгии в первую неделю декабря тяжелый туман и полная неподвижность воздуха привели к накоплению в приземной атмосфере выбросов близ расположенных предприятий: более 60 человек умерли, что в 10 раз превысило смертность, обычную здесь для этого периода; у многих людей были поражены дыхательные пути.

В 1948 г. аналогичная ситуация наблюдалась в г. Донора, (штат Пенсильвания, США), где почти половина населения города (12 000 человек) пострадала от поражения дыхательных путей, а смертность резко превысила статистическую норму (такой же случай имел здесь место и в 1945 г., но он не привлек тогда внимания).

В декабре 1952 г. плотный холодный туман держался над Лондоном в течение четырех дней: избыточная смертность преимущественно от бронхита составила 3500—4000 человек, полностью коррелируя с повышением в воздухе дыма и двуокиси серы.

После этого были зарегистрированы многие другие случаи практически во всех промышленно развитых странах мира. Особую известность приобрели ядовитые смоги Сан-Франциско, Лос-Анджелеса, Лондона, Токио. Однако об общем загрязнении атмосферы мы скажем ниже поскольку сейчас нас интересует лишь влияние загрязнений на состояние здоровья человека.

Чувствительность людей к воздействию загрязнения воздуха зависит от пола, возраста, общего состояния организма, питания, предшествовавших заболеваний, других воздействий. Лица пожилого возраста, дети, курящие, больные, страдающие хроническим бронхитом и коронарной недостаточностью, астмой, поражаются загрязнителями воздуха в большей степени.

Особенно часто в промышленных центрах атмосферный воздух загрязняется двуокисью серы и дымом. Специальные исследования в Великобритании показали, что резкое увеличение концентрации SО₂, превышающее 175 мкг/м³ (0,25 ррт), и для дыма 750 мкг/м³, сопровождается незначительным повышением статистического показателя ежедневной смертности; более заметно этот показатель увеличивается при росте концентрации SО₂ в воздухе выше 1000 мкг/м³ (0,35 мм ррт) при одновременном росте концентрации дыма до 1200 мкг/м³. Если уровень концентрации SО₂ превышал 1500 мкг/м³ (0,5 ррт), а концентрация дыма 2000 мкг/м³, смертность возрастала более чем на 20%. Одновременно отмечается резкий рост числа случаев болезней органов дыхания.

Хотя, как отмечает ВОЗ (1974), случаи острого воздействия атмосферных загрязнителей, приводящие к смертельному исходу, единичны, связанные с ними заболевания распространены очень широко, особенно в промышленных центрах. В городских районах заболеваемость бронхитом вдвое выше, чем в сельских; заболеваемость хроническим бронхитом курящих много выше, чем некурящих людей.

В последнее время уделяется большое внимание вопросу о возможной роли загрязнения атмосферного воздуха в возникновении рака легких. В пользу этого свидетельствует широкое распространение этой болезни в городах и малое в сельской местности, а также присутствие в загрязненном воздухе веществ типа бензапирена, который вызывает рак п экспериментальных условиях.

Однако, хотя более высокий уровень заболевания раком легких и городах — факт установленный, прямой связи загрязнения воздуха с возникновением болезни пока не выявлено. В то же время есть данные о повышении смертности от рака желудка среди курящих людей.

Существенную опасность для здоровья людей представляет загрязнение атмосферного воздуха двигателями внутреннего сгорания, прежде всего автотранспорта в городах, которые выбрасывают в воздух огромные количества окиси углерода, окислов азота, ряда углеводородов, свинца. Локальные концентрации этих веществ, особенно в городских центрах, могут значительно превышать порог токсичности. Окись углерода связывает гемоглобин крови, что препятствует переносу кислорода к жизненным центрам организма, а фотохимические реакции в выхлопных газах приводят к загрязнению воздуха фотохимическими окислителями, многие из которых канцерогенны.

Если SО₂, СО₂, СО, свинец, дым, фотохимические окислители являются универсальными патогенными загрязнителями атмосферы промышленных районов и городов, то много имеется загрязнителей локального значения, в том числе токсические металлы (РЬ, Нg, Сd, Ве, Мn, Аs). Были зарегистрированы случаи острого и хронического отравления бериллием в районах, прилегающих к источникам его выбросов в атмосферу. Бериллий наряду с ртутью и асбестом считается опасным для здоровья загрязнителем атмосферного воздуха. С повышенным содержанием марганца в воздухе связывается усиление заболеваемости пневмонией, ухудшение здоровья детей. В районах размещения предприятий по очистке нефти, производству целлюлозы, бумаги, содержащих серу красителей, кожевенному производству в воздух выбрасывается большое количество меркаптанов (общая формула R—SН) и сероводорода, обла дающих резко выраженным токсическим действием. В результате аварии газоочистной установки на заводе в Поса-Рике в Мексике в 1950 г. в атмосферу в течение 20 мин было выброшено много сероводорода; последствием катастрофы явилась смерть 22 человек и госпитализация 320 человек, проживавших в районе завода, на котором произошла катастрофа.

При локальном загрязнении атмосферного воздуха фторидами отмечены случаи крапчатости зубной эмали, развития флюороза у детей. Загрязнение воздуха хлором в результате аварий, как правило при перевозках, не раз приводило к массовому отравлению людей и повреждению растительности. Потенциальной токсичностью обладает и хлористый водород.

С загрязнением воздуха биогенными веществами связаны различные аллергии у лиц с повышенной чувствительностью (к плесени, пыли, красителям, волокнам, цветочной пыльце). Риниты и астма аэроаллергенного происхождения наиболее широко распространены в странах Северной Америки и Западной Европы. В Мали и Буркина-Фасо обнаружена четкая связь бактериального загрязнения воздуха с эпидемиями цереброспинального менингита. Известны случаи эпидемий лихорадки, гистоплазмоза, сибирской язвы, кокцидиодомикоза, связанные с загрязнением воздуха соответствующими патогенами.

Загрязнение воды. Согласно ВОЗ (1974), воду следует считать загрязненной, если в результате изменения ее состава или состояния она становится менее пригодной для любых видов водопользования, в то время как в природном состоянии она соответствовала предъявляемым требованям. Это определение включает физические, химические и биологические свойства воды, а также наличие в ней посторонних жидких, газообразных, твердых и растворенных веществ.

Человек потребляет ежедневно довольно много воды: для удовлетворения жизненных потребностей — 5 л; на нужды личной гигиены и для бытовых потребностей — 40—50 л; сельский житель, занимающийся земледелием и животноводством — 100 л; для промышленных целей и поливного земледелия — 400—500 л на душу населения ежесуточно. В этой связи опасность загрязнения воды рассматривается особенно остро и, прежде всего, с точки зрения здоровья человека.

Обычно загрязнение воды связано с регулярным сбросом в водоисточники сточных вод (промышленных, бытовых, сельскохозяйственных), а также с поверхностным и дренажным стоком с сельскохозяйственных угодий. Могут иметь место и случайные или преднамеренные (заражение воды при военных действиях или ди­версиях) загрязнения воды, часто с очень серьезными последствиями для здоровья людей. В последние десятилетия особенно усилился сток загрязнителей с полей в связи с ростом применения удобрений, пестицидов и строительством ирригационных сооружений, в то время как промышленные и коммунальные стоки все более и более очищаются.

Загрязнению, как правило, подвергаются поверхностные воды. Подземные воды обычно чистые, поскольку почва является превосходным биологическим и химиче­ским фильтром. Особенно загрязняются прибрежные воды морей (сток с побережья, очистка и аварии кораблей, захоронение отходов, использование богатств морского дна), а также непроточные или слабопроточные водоемы.

Неблагоприятные последствия для здоровья человека могут иметь место не только при непосредственном использовании загрязненной воды для питья, приготовления пищи или в гигиенических целях, но и через длинные пищевые цепи типа вода — почва — растения — животные — человек или вода — планктон — рыбы — человек Многие болезни человека вызываются водными или связанными в своем жизненном цикле с водой организмами-переносчиками. На здоровье людей отражаются все виды загрязнения воды: биологического, химического, радиоактивного (табл. 9).

Заражение воды патогенными организмами может быть результатом природных процессов в связи с теми или иными особенностями природного комплекса (см. предыдущий параграф), но может быть и результатом действия человека, особенно в связи со сбросом коммунальных или животноводческих отходов в водоисточники. Бактериальное загрязнение воды является непосредственной причиной таких серьезных эпидемических заболеваний, как холера, брюшной тиф, дизентерия, детская диарея и другие кишечные инфекции. С употреблением загрязненной вирусом воды связаны инфекционный гепатит, вся группа заболеваний, вызываемых паразитами (амебами, гельминтами, гвинейским червем).

При контакте человека с загрязненной водой (купание, стирка, работа, рыбная ловля, спорт) может иметь место проникновение через кожу различных паразитов, вызывающих тяжелые заболевания, особенно характерные для развивающихся стран тропиков и субтропиков: шистосомиазис (внедрение трематод шистосом), дерматит, или «чесотка пловцов» (внедрение циркарий некоторых шистосом), анкилостомидоз (внедрение нитевидных личинок круглого червя Апсу1оstoma duodenale или Nесаtоr атеriсапиs), стронгилоидоз (внедрение нематоды Strongyloides strecoralis). К бактериальным инфекциям, передаваемым путем контакта с водой, относится лептоспироз. В отношении паразитарных инфекций особенно опасны сельские водоемы многоцелевого назначения, а также загрязненные пляжи рек, озер и морей.

Химические загрязнители воды оказывают прежде всего непосредственное токсическое действие на человека при попадании в пищеварительный тракт. Кроме того, они могут нарушать водные экосистемы (уэтрофикация водоемов, например) и накапливаться в водных животных, употребляемых в пищу (соли тяжелых металлов, хлорорганические пестициды). Необходимо иметь в виду и комплекс протекающих в водной среде биохимических и химических реакций, связанных с различными превращениями загрязнителей, причем продукты этих превращений могут быть более токсичными, чем исходные загрязняющие вещества.

Среди химических загрязнителей воды особое место занимают нитраты по глобальным масштабам распространения этого загрязнения. Если обычная природная концентрация нитратов в поверхностных природных водах не превышает 5 мг/л, то отмечено очень много случаев существенного превышения этой величины. При исследовании вод 2000 скважин сельских районов штата Саскачеван в Канаде было найдено содержание нитратов более 20 мг/л в 25,5% случаев, более 50 мг/л в 18,8 и более 300 мг/л в 5,3% всех скважин. В Чехословакии средняя концентрация нитратов в воде, употреблявшейся заболевшими метагемоглобинемией, колебалась от 18 до 257 мг/л, а в 75% случаев превышала 100 мг/л. Дети, особенно новорожденные, и молодежь восприимчивы к избытку нитратов в воде и пище (промышленное детское питание). Международный стандарт содержания нитратов в питьевой воде, установленный ВОЗ в 1971 г., — максимум 45 мг/л.

Интоксикация человека солями тяжелых металлов, содержащимися в воде или в употребляемых в пищу животных, была отмечена во многих случаях.

Эндемическая интоксикация мышьяком была описана в Латинской Америке при концентрации его в питьевой воде 0,6—0,8 мг/л и в западной части Тихого океана (0,24— 0,96 мг/л). Некоторые морские моллюски и креветки накапливают до 50—100 мг и более мышьяка на 1 кг веса. Интересно отметить, что токсическое действие мышьяка, как кадмия и ртути, нейтрализуется селеном, хотя известен случай отравления селеном (селеноз) при употреблении воды с концентрацией селена 9 мг/л.

Наибольшую известность, как классический, приобрел случай ртутного отравления людей на побережье залива Минамата в Японии при концентрации ртути в воде 1—10 мг/л и в донном осадке 30—40 мг/кг. В результате отравления метиловой ртутью более 200 чело­век умерло и многие сотни людей приобрели необрати­мые изменения мозга — «болезнь минамата». Отравление было связано с потреблением в пищу рыбы и моллюсков, выловленных в водах залива.

В ряде стран была отмечена достоверная обратная связь между жесткостью питьевой воды и смертностью от заболеваний сердечно-сосудистой системы: в районах с мягкой питьевой водой значительно чаще встречаются заболевания атеросклерозом, дегенеративные поражения сердца, гипертония (ВОЗ, 1974).

Загрязнение пищевых продуктов. Загрязнение пищевых продуктов также может представлять непосредственную угрозу здоровью человека. Оно может быть биологическим, химическим и радиоактивным. Через пищу человеку могут передаваться две группы патогенных организмов: 1) организмы, ассоциируемые с эндогенными инфекционными заболеваниями животных, которые могут передаваться человеку (зоонозы): вирусы, бактерии, грибки, простейшие, гельминты; 2) микроорганизмы., присутствующие в среде и попадающие в пищу. Загрязнение пищи может происходить на всех этапах "ее движения к человеку: в первичном производстве, переработке, транспортировке, хранении, распределении, приготовлении.

Загрязнение микроорганизмами мяса и мясных продуктов, полученных от здоровых животных, возможно во время забоя, разделки туш и обработке. Молоко может загрязняться при доении, перевозке, хранении и переработке. Рыба загрязняется при развитии в загрязненной воде или в процессе хранения и переработки.

К опасным последствиям приводит химическое загрязнение продуктов питания. В недавнем прошлом в пищевые продукты попадало много свинца и мышьяка в результате использования арсената свинца в качестве инсектицида; сейчас этот препарат не применяется. Мышьяк может загрязнять пищевые продукты при использовании содержащих его пестицидов.

Особенно много загрязняется пищевых продуктов ртутью, обладающей сильным токсическим действием. Рыбы, например, концентрируют ртуть в тысячекратном размере по отношению к ее концентрации в воде, особенно некоторые глубоководные морские рыбы (тунец, рыба-меч). Причем у рыб накапливается наиболее токсичная форма — метиловая ртуть, прочно связанная с сульфгидрильными группами белков. Соединения ртути, в том числе метиловой, используются при протравливании зерна, а незаконное использование такого зерна для производства продуктов питания или на корм скоту вы­зывают отравление людей. Наиболее крупный случай отравления людей хлебом, испеченным из протравленного ртутными препаратами зерна, зарегистрирован в Ираке в 1971 —1972 гг., когда было госпитализировано 6000 человек, а умерло 500 (ВОЗ, 1974).

Недостаточно насыщенное белками питание и употребление большого количества алкоголя способствуют отравлению кобальтом, который иногда добавляется в пиво для создания устойчивой пены и предупреждения фонтанирования. При этом возникает сердечная недо­статочность и нередки смертельные исходы. Случаи эти описаны в Канаде, США, Бельгии.

При консервировании продуктов пища может за­грязняться оловом, особенно при добавках нитратов в качестве консерванта. Известны многочисленные случаи отравления оловом при употреблении фруктовых соков из металлических банок. При отравлении марганцем, концентрируемым некоторыми морскими организмами до уровня 0,1—30 мг/кг, наблюдаются неврологические нарушения и синдром паркинсонизма.

В результате добавления нитратов натрия в пищевые продукты для их консервирования (сельдь, колбасы и др.) в них может появиться нитрозодиметиламин и другие нитрозосоединения, обнаружившие канцерогенность в опытах на животных (в норвежской сельди было обнаружено до 30—100 мг/кг нитрозодиметиламина).

Широкую известность получили случаи отравления хлебом, в частности в Саудовской Аравии, при использовании хлорорганических инсектицидов (эндрин, ДДТ, гексахлорциклогексан — линдан). Остаточные концентрации этих веществ часто обнаруживаются в продуктах питания, что вызвало в свое время серьезное беспокойство по поводу применения ДДТ и его запрещение в ряде стран. То же относится и к фосфорорганическим инсектицидам (известны многочисленные случаи отравления паратионом, в том числе со смертельным исходом). Совместная перевозка паратиона и пшеничной муки на судах привела к массовому отравлению хлебом в Мексике в 1967 г. Широко используемый в земледелии карбаматный инсектицид карбарил поступает в организм человека с мясом, рыбой и домашней птицей в количестве около 0,02 мг ежесуточно. Было подсчитано что ежесуточно в среднем в течение пятилетия в организм человека с пищей поступает 0,0001 мг/кг всех гербицидов. В своей монографии о вредном влиянии пестицидов на здоровье людей в развивающихся странах. Британские монополии в том, что они сознательно преуменьшают токсичность своей продукции и ее опасность для окружающей среды, здоровья и жизни людей: даже по официальным данным 375 тыс. человек в развивающихся странах ежегодно серьезно отравляются пестицидами, а около 10 тыс. из них умирают.

Токсическое загрязнение некоторых продуктов питания может быть и результатом их обработки. Так, было выявлено поступление в организм людей канцерогенного бензапирена с копчеными продуктами.

Ряд неблагоприятных последствий для здоровья лю­дей вызывает и неограниченное, бесконтрольное употребление различных стимуляторов роста и добавок к кормам животных, в частности антибиотиков. Одним из последствий этого служит появление устойчивых к антибиотикам штаммов патогенных микробов, передаваемых от животных человеку, что создает серьезные проблемы для медицины. Могут быть и аллергические реакции и явления интоксикации.

Пищевые продукты могут содержать ядовитые вещества и природного происхождения, например некоторые микотоксины (широкое распространение рака печени в Кении, Мозамбике и ряде других стран связывают с потреблением афлатоксина с арахисом, маниокой и другой растительной продукцией, зараженной некоторыми штаммами аспергиллов). Широко известны отравления токсинами спорыньи (Claviceps purpurea): «антонов огонь», затем некроз и отторжение омертвевших тканей, судороги, галлюцинации, «танцевальная мания». Сейчас случаи отравления токсинами спорыньи редки, но во Франции они были отмечены в 1951 г. Описаны многочисленные случаи отравления людей устрицами, мидиями, венерками, естественным кормом которых служат содержащие биотоксины планктонные динофлагеллаты, в 10% случаев приводящие к смерти от паралича дыхания. В Японии в определенные месяцы года часты случаи отравления моллюсками-венерупинами (смертность 30%). Там же часты случаи отравления (зарегистрировано в 1952—1955 гг. 2874 случая, причем 10 — со смертельным исходом) при употреблении в пищу осьминогов. Наиболее распространенной формой ихтиосаркотоксизма служит острый гастроэнтерит, связанный с отравлением рыбой. Известно около 400 видов рыб, мясо которых содержит биотоксины. Если при обычных отравлениях рыбой летальность составляет 7%, то при отравлении рыбой семейства Теtгаоdоntidae (около 40 видов) она повышается до 60%. Наибольшее отравление, согласно мировой статистике, связано с рыбой семейства Scombridae (скумбрия, тунец), прежде всего в результате ее неправильного хранения.

Имеются случаи естественного накопления радиоактивных изотопов (⁶⁵Zп, ⁵⁵Fе, ⁹⁰Sг) водными животными, употребляемыми в пищу (устрицы, щука, лосось, тунец), что может представлять серьезную угрозу здоровью человека.

Загрязнение почвы. Загрязнение почвы связано с применением в сельском и лесном хозяйствах пестицидов, избыточным внесением удобрений на полях, внесением вредных веществ ирригационными водами, накоплением отходов промышленности, полеводства и животноводства, антисанитарным состоянием населенных мест и рекреационных зон, а также выпадением атмосферных загрязнений в локальном и глобальном масштабе. Во многих странах мира, особенно в развивающихся, в связи с общим плохим санитарным состоянием среды первостепенное значение имеет загрязнение почвы патогенными организмами. В связи с ростом добычи полезных ископаемых и развитием производства все большее значение приобретает загрязнение почвы серой, тяжелыми металлами, нефтепродуктами. Все почвенные загрязнители могут включаться в пи­щевые цепи и в конечном итоге с продуктами питания попадать в кишечно-желудочный тракт либо попадать в воду и через нее в человека.

Особо серьезное значение имеет зараженность почв кишечными паразитами, особенно в развивающихся странах, что связано с антисанитарным удалением физиологических отходов и почти повсеместным отсутствием закрытой канализации: около одной трети населения мира поражено анкилостомидозом и одна четверть населения имеет в желудочно-кишечном тракте Аsсаris 1итbricoides. Много и других гельминтов попадает в человека из почвы.

Загрязнение почвы патогенными организмами влияет на здоровье людей тремя путями.

Во-первых, через цепь человек — почва — человек, в которой патогены выделяются зараженным человеком и через почву (прямой контакт) передаются другому, либо через выращенные на зараженной почве овощи и фрукты. Таким путем в человека поступают кишечные бактерии и простейшие, вызывающие холеру, сальмонеллез, бациллярную дизентерию (шигеллез), брюшной тиф и паратифы, амебиаз; переносчиками патогенов могут быть и мухи, размножающиеся в загрязненной отходами почве. Таким же путем проникают в человека через почву черви-паразиты (геогельминты), яйца и личинки которых приобретают инвазионные свойства лишь после инкубации в почве: Аsсаris 1итbricoides (аскарида), Trichuris trichura (власоглав), Necator americanus, Апсу1оstoma duodenale, Strongyloides stercoralis. С внедрением в человека геогельминтов связано истощение организма, потеря крови, анемия. ВОЗ считает, что уничтожение гельминтов в жарких странах существенно улучшило бы здоровье населения этих территорий. Несмотря на значительный прогресс человечества в последнее столетие, по-прежнему отсутствие закрытой канализации на значительной территории мира, в том числе в сельских местностях развитых стран, способствует сохранению патогенных организмов, передаваемых через почву. Этому же способствует и недостаточная биологическая очистка сточных вод, используемых в земледелии.

Во-вторых, через цепь животные — почва — человек, в которой патогены животных передаются человеку путем прямого контакта с почвой, загрязненной выделениями инфицированных животных. Почва играет основную роль в распространений зоонозов (заболеваний;животных, передаваемых человеку), к которым относятся следующие болезни:

1 лептоспироз (в районах разведения крупного рогатого скота, а иногда овец, коз и лошадей; на орошаемых полях, особенно на плантациях риса и сахарного тростника); лептоспиры, переносчиками которых служат различные грызуны, проникают из почвы в человека через слизистые оболочки и поврежденную или мацерированную кожу;

2 сибирская язва, вызываемая Васillus anthracis, споры которых сохраняют жизнеспособность в почве многие годы;

3 лихорадка Ку, вызываемая риккетсией Соxiella burnetii, распространенной почти по всему миру и в обилии содержащейся в почве и пыли, особенно в загонах овец;

4 ползучая сыпь, вызываемая мигрирующими под кожей личинками почвенных нематод, которыми особенно поражаются дети, играющие на почве с фекалиями зараженных кошек и собак;

5 листериоз;

6 инфекции, вызываемые С1оstridium perfringens;

7 лимфоцитарный хориоменингит;

8 южноамериканская геморрагическая лихорадка;

9 туберкулез;

10 туляремия.

Хотя перечисленные заболевания больше передаются при прямых контактах с животными или через продукты питания, загрязнение патогенными организмами поч­вы при этом играет важную роль в их распространении.

В-третьих, через цепь почва — человек, в которой патогенные организмы — природные обитатели почвы непосредственно попадают из нее в человека при прямом контакте. К заболеваниям, возникающим таким путем, относятся различные микозы (мицетома, хромомикоз, кокцидиомикоз, аспергиллез, споротрихоз и т. п.), столбняк, ботулизм.

В последние годы возрастает остаточное загрязнение почвы пестицидами из которых через растительную и животную продукцию попадают в организм человека, обладая явной токсичностью. Продолжительность «жизни» остаточных пестицидов в почве колеблется от 6 до 36 лет. Сейчас все больше производят иприменяют короткоживущие пестициды, однако продукты их метаболизма в почве могут иметь также токсические свойства. Самоочищение почвы от пестицидов связано прежде всего с ее микроорганизмами, активность которых определяется свойствами почвы. Поэтому разные почвы в разной степени способны к самоочищению: наиболее интенсивно очищаются почвы засушливых и влажных теплых районов, очень слабо — холодные почвы тайги и тундры.

Загрязнение почв тяжелыми металлами и другими токсичными элементами также приводит к отравлениям. Пшеница, выращенная на почве с избытком селена, может накопить его до 30 мг/кг без ущерба массе урожая; на пастбищах особенно концентрирует селен астрагал, вызывая токсикоз у поедающих эту траву животных. Свинец, ртуть, мышьяк попадают в почву из пестици­дов, накапливаются в ней и далее попадают в сельско­хозяйственные продукты.

Много беспокойства вызывает загрязнение почв твер­дыми отходами городов, промышленных предприятий, рудников, многие из которых являются высокотоксичными, а некоторые канцерогенными. Установлено, что твердые промышленные отходы являются главным ис­точником загрязнения почвы токсическими химическими веществами.

Наконец, необходимо отметить радиоактивное загрязнение почвы, вызванное выпадением радиоактивных осадков после ядерных взрывов.

Загрязнение жилья. Главным фактором загрязнения жилья служат неудовлетворительные жилищные условия — скученность и отсутствие основных санитарных удобств. В декларации Стокгольмской конференции по окружающей среде (1972 г.) отмечалось, что более миллиарда людей (четверть населения мира) проживает в жилищах, не отвечающих гигиеническим стандартам. За десять прошедших с тех пор лет ситуация лишь ухудшилась. Наличие грязи в жилищах привлекает вшей, клопов, блох, тараканов, мокриц, пауков, мух. Сырость в жилищах и плохие крыши, стены, окна способствуют проникновению комаров — переносчиков лихорадок, малярии, трахомы, филяриатоза. Накопление отходов способствует распространению мышей и крыс — переносчиков разных заболеваний.

К этому же типу факторов, отражающихся на здоровье людей, относятся и несчастные случаи, связанные с бытовыми условиями. В США ежегодно жертвами несчастных случаев в быту становятся 16 млн. жителей, причем около 1 мли. случаев связаны с игрушками и другими детскими товарами. Падение с высоты, отравление газом, поражение электрическим током, пожары — все это влечет за собой серьезную угрозу здоровью человека и высокую смертность. Исследование, проведенное ВОЗ в Европе в 1964 г., показало, что несчастные случаи в быту обусловливают 1—2% общей смертности населения. На каждый несчастный случай со смертельным исходом приходится до 150 случаев нарушения здоровья.

Своеобразным видом «загрязнения» жилья служит широкое внедрение в быт химических веществ, особенно распространившееся в послевоенные годы. По данным центров токсикологического контроля Швейцарии и ФРГ, в быту находят применение более 40 000 различ­ных токсических веществ, опасных для здоровья чело­века. Масштабы этой проблемы хорошо иллюстрируются данными Службы охраны здоровья потребителей и ги­гиены окружающей среды США за 1968 г., согласно которым ежегодное заболевание из-за употребления токсических продуктов составило 1 600 000, из них 3 000 случаев со смертельным исходом; 25 000 — употребление изделий для отдыха и спорта, 139 000 случаев — воздействие горючих жидкостей (исключая ожоги от возгорания), 540 000 — воздействие применяемых при стирке и глажении веществ, 75 000 — воздействие пес­тицидов. Число несчастных случаев, связанных с проглатыванием вредных веществ, колеблется от 500 000 до 1 000 000 в год, из них 2 000 со смертельным исходом. Загрязнение медицинскими препаратами. Это весьма своеобразный вид загрязнения окружаю­щей среды токсическими веществами, непосредственно угрожающими здоровью человека. Фармацевтическая промышленность мира постоянно выпускает все новые и новые медицинские препараты, неосторожное приме­нение которых, особенно при самолечении, имеет самые печальные последствия. Даже самые лучшие лекарства могут принести вред, тем более что многие из них — настоящие яды, требующие крайне осторожного обращения.

Крупные капиталистические монополии, занятые производством фармацевтической продукции, в погоне за прибылью выбрасывают на рынок огромное количество непроверенных препаратов, часто влекущих вред­ные последствия для употребивших их людей. Это вызвало гневный протест со стороны международного профсоюзного движения.

Многочисленные примеры лекарственных трагедий приведены в статье О. Францена (1981). Так, в 1958 г. в западноевропейских аптеках появился с широкой ре­кламой талидомид, суливший беременным женщинам спокойный сон, а через некоторое время стали рождать­ся дети с уродствами, в том числе с недоразвитыми конечностями; было отмечено 20 000 таких случаев. Такой же эффект был от употребления примадоса (дуоги-нома) западногерманской фирмы «Шеринг АГ». Порошок болюль, использовавшийся во Франции при купа­нии детей против фурункулеза, унес 70 жизней. В 1980 г. многочисленные судебные процессы заставили швей­царскую фирму «ЦИБА-Гейти» признать ответственность за 2500 случаев тяжелых нарушений здоровья от выпускаемых ею лекарств. В Японии было зарегистрировано 1100 случаев нервного расстройства, из них 700 со смертельным исходом вследствие применения желу­дочного препарата клиоквинол.

Радиоактивное загрязнение. В естественных условиях человек, как и все живое на Земле, постоянно подвергается воздействию «фонового» ионизирующего излучения от естественных радиоизотопов и космического излучения. Однако в XX в., и особенно в его второй половине, человек стал под­вергаться воздействию всевозрастающих уровней иони­зирующего излучения от источников, созданных самим человеком, таких, как рентгеновская и медико-радиа­ционная аппаратура, разные виды атомного оружия, контролируемые ядерные испытания, атомные энерге­тические установки, искусственные радиоизотопы для медицинских, сельскохозяйственных, диагностических, аналитических и промышленных нужд, атомные реакторы на морских судах и т. д. Все виды ионизирующего облучения опасны для жизни в дозах, превышающих фоновые.

Показателями радиационной безопасности человека служат: 1) экспозиционная доза электромагнитного из­лучения умеренной энергии (рентгеновские и гамма-лучи) — сумма электрических зарядов ионов одного знака, образующихся в единице объема воздуха при некото­рых определенных условиях (в рентгенах); 2) поглощенная доза — энергия, сообщаемая единице массы того или иного тела (в радах); 3) дозовый эквивалент — модифицированный показатель, учитывающий биологическую эффективность поглощенной дозы в зависимости от типа и энергии излучения (в бэрах). Для рентгеновских лучей, бета-частиц и гамма-лучей числовые значения поглощенной дозы в радах и дозового эквивалента практически идентичны.

Воздействие ионизирующей радиации вызывает у человека как соматические, так и генетические последствия, причем поражения могут проявиться как сразу после облучения, так и через несколько лет после него. Кратковременное облучение дозой 500—2000 рад приводит к смерти в течение нескольких дней; кратковременное облучение дозой 100—500 рад ведет к серьезным нарушениям здоровья и смерти части облученных лиц. Острый радиационный эффект наблюдается после облучения больших участков тела. Серьезные послед­ствия вызывает и длительное облучение малыми дозами, менее 100 рад. Наиболее серьезный риск для чело­века при воздействии низких доз облучения — развитие лейкемии и злокачественных опухолей. В наибольшей степени чувствительны к радиационному поражению по­ловые железы (бесплодие, наследственные болезни и уродства), костный мозг (лейкемия), глаза (катаракты).

Согласно рекомендациям Международной комиссии по радиационной защите, предельная генетическая доза для населения в целом не должна превышать 5 бэр от всех источников, не считая естественной фоновой радиации и медицинских процедур, что соответствует примерно 0,15 бэр в год до достижения 30-летнего возраста.

В целом для населения нет пока непосредственной радиационной опасности от излучения, связанного с человеческой деятельностью. В 1965 г. Комитет экспертов ВОЗ по радиации констатировал, что все имеющиеся источники излучения в сумме дают пока не более 1—2% природного радиационного фона. В настоящее время, вероятно, эта величина выросла, но все страны мира ведут жесткий контроль, обеспечивающий безопасность населения.

Радиационное облучение для большинства лиц, профессионально имеющих дело с источниками радиации и радиоактивными веществами, при современных сред­ствах защиты составляет менее 1 бэр в течение года, т. е. менее одной пятой максимально допустимой дозы. Однако большую опасность представляют два фак­тора: 1) аварийные ситуации, при которых происходит существенная утечка радиации; 2) недостаточно надеж­ное захоронение радиоактивных отходов. Известны не­сколько случаев аварий на атомных электростанциях, приведшие к тяжелым последствиям. Жителей Испании все больше тревожит факт превращения морского дна у ее берегов в свалку радиоактивных отходов: в конце 1982 г. Нидерланды, Бельгия и Швейцария захоронили в специальных контейнерах около 10 тыс. т. радиоак­тивных отходов близ северо-западного побережья страны.

Страшная опасность радиоактивного заражения окружающей среды и поражения людей — это ядерная война. Пример Хиросимы и Нагасаки, когда от радио­активного излучения погибли сотни тысяч людей, а последствия его действуют и сейчас, через сорок лет после взрыва, показал миру всю страшную картину радиационной войны. Но ведь сейчас мощность имеющегося термоядерного оружия неизмеримо возросла, появилось рекламируемое правительством США новое нейтронное оружие, специально рассчитанное на лучевое пораже­ние людей. Именно поэтому столь важна в наше время настойчивая борьба всех людей планеты за полное за­прещение и уничтожение любых видов ядерного оружия, за отказ от ядерной войны.

Шумовое загрязнение. Шум сопровождает большинство видов человеческой деятельности и в обычных условиях является нормальным элементом окружающей человека среды, представ­ляя собой эффективную сигнальную систему. Слишком низкий уровень шума при звукоизоляции может приве­сти к потере временной и пространственной ориентации, в то время как слишком высокий — к потере слуха. Шум может сильно воздействовать на центральную нервную систему, вызывая ее заболевания.

Воздействие шума на человека зависит от его физических параметров (громкость, частота), продолжи­тельности, неожиданности, сочетания с вибрацией, а также от индивидуальных особенностей человека и его возраста. Наиболее распространенные физиологические последствия шума следующие: 1) утомление слуха, проявляющееся при уровне шума выше 90 дБ и наиболее выраженное при частоте 4000 Гц; чистые, прерывистые, внезапные или неожиданные звуки особенно неблаго­приятны для здоровья; 2) маскирующий эффект или снижение восприятия либо способности различать звучки в присутствии постороннего шума; 3) ускорение возрастного снижения остроты слуха; 4) неспецифические физиологические реакции (изменение частоты сердечных сокращений, сужение периферических кровеносных сосудов, остановка дыхания при воздействии импульсного шума, ухудшение зрения, изменение крови); 5) глухота. Шум часто приводит к нарушению сна и снижению работоспособности, а также вызывает чувство раздра­жения и дискомфорта. Звуки сильнее 70 дБ способны прервать состояние глубокого сна, хотя некоторые люди просыпаются даже при звуках силой 40 дБ. Особенно страдает от шума работа, требующая высокой квалификации и интенсивного умственного напряжения. Наи­больший вред приносят интенсивные производственные шумы, достигающие высокого уровня и приводящие в экстремальных случаях к профессиональной глухоте. В городах основным шумовым фактором служит движение транспорта, особенно близ железных дорог, оживленных магистралей, аэропортов,

С ростом производства, коммуникаций городов шумовое загрязнение среды возрастает и местами создает крайне неблагоприятные для человека условия жизни и работы, что вызвало проблему борьбы с шумом и за­боту о звукоизоляции помещений и снижении шума ма­шин и аппаратов.

Заболевания, связанные с производственными и социальными условиями. Большая группа заболеваний и нарушений здоровья человека связана со специфическими производственны­ми и социальными условиями общества, что определяется, естественно, способом производства и уровнем общественной организации людей, особенно в том, что касается количества и характера заболеваний, а также их лечения.

В производстве человек постоянно подвергается воз­действию различных факторов физической среды, мно­гие из которых потенциально опасны и профессионально вредны.

Биологические факторы производства, влияющие на здоровье человека, прежде всего относятся к его сель­скохозяйственной деятельности: общение с домашними животными, среди которых могут быть зараженные; ра­бота на орошаемых полях, особенно на рисовых полях тропиков и субтропиков, где имеется огромное количе­ство водных переносчиков инфекционных болезней; ра­бота с различной растительной продукцией, зараженной патогенными грибками. В качестве примеров профессиональных заболеваний, связанных с биологическими факторами среды, могут быть названы шистосомиазис у рисоводов некоторых жарких стран мира; сибирская язва, получаемая при сортировке шерсти и обработке шкур инфицированных животных; столбняк у сельско­хозяйственных рабочих; бруцеллез у животноводов; ан-килостомидоз и сонная болезнь у скотоводов Африки; миотические заболевания дыхательных путей и кожные инфекции у рабочих плантаций сахарного тростника и какао и т. д.

Химические факторы в производственной деятельно­сти людей вызваны необходимостью производственного контакта с потенциально токсичными веществами, при­нимающими участие в тех или иных технологических процессах как в промышленности, так и в сельском и лесном хозяйстве, а также в горнодобывающей отрасли. Степень воздействия таких веществ зависит от их кон­центрации и продолжительности действия, что опреде­ляется прежде всего состоянием охраны труда и техники безопасности на производстве, т. е. зависит от социаль­ной среды.

К химическим загрязнителям производства относит­ся пыль, образующаяся при добыче или обработке раз­личных материалов (горных пород, руд металлов, дре­весины, каменного угля, стекла, зерна, тканей). Пыль вызывает многочисленные респираторные заболевания: легочный склероз, фиброз легких, рак, аллергии, дерматозы. Особую опасность представляет кварцевая пыль, вызывающая силикоз у рабочих горнодобываю­щей, металлургической и стекольной промышленности, иногда сопровождаемый туберкулезом. Столь же опасна и асбестовая пыль, в изобилии образующаяся при до­быче и промышленном использовании асбеста.

Из других химических токсикантов, широко распро­страненных в производстве, необходимо отметить сле­дующие: окись углерода, инактивирующая гемоглобин в крови (рудники, черная металлургия, газогенератор­ные предприятия); сернистый газ, являющийся сильнымраздражителем глаз и верхних дыхательных путей (руд­ники, предприятия цветной металлургии, целлюлозно-бумажной и химической промышленности); метан в шахтах; свинец на большом числе различных предприятий, где он используется для разных целей — аккумуляторы, типографский шрифт, красители и т. п.; различные растворители, пары которых сильно токсичны (машиностроение, химическая и пищевая промышленность, про­изводство пластмасс и искусственного волокна); кислоты, щелочи, соединения хрома и никеля, формальдегид, оказывающие сильное токсическое действие на кожу; различные пестициды, широко применяемые в сельском хозяйстве и в быту. Для многих производственных токсикантов разработаны предельно допустимые концентрации в воздухе производственных помещений исходя из принципа, что..«несмотря на неизбежную потенциальную опасность для здоровья, связанную с контактом с веществами, которые, как установлено, обладают токсическими свойствами, можно установить для каждого из подобных веществ определенный, количественно определяемый уровень воздействия на человеческий орга­низм, ниже которого его влияние на здоровье не обна­руживается» (ВОЗ, 1974).

Физические факторы и условия производства включают освещение, температуру, вибрацию, сквозняки, радиацию. Под влиянием длительной и интенсивной вибрации при работе с различными пневматическими инструментами могут возникать поражения пальцев и суставов, рук, явления сосудистого спазма. Неудовлет­ворительное освещение в рабочих помещениях или на рабочем месте может вызывать как нарушение зрения, так и общее ухудшение здоровья (нистагм шахтеров). При сварочных работах под воздействием ультрафиолетовой радиации может иметь место поражение глаз в виде конъюнктивита или кератита. Можно также отметить воздействие ионизирующей радиации при работе с радиоактивными веществами, особенно при добыче соответствующих руд и их первичной переработке.

Производственный травматизм связан как с неблагоприятными производственными условиями, так и с человеческими факторами (утомление, невнимательность, алкоголизм, психический стресс, незнание или несоблюдение правил техники безопасности). По данным Меж­дународной организации труда (1967), 85% производственного травматизма связано именно с человеческими факторами и только 15% — с неудовлетворительней организацией производства. В этом отношении особенно большую роль играют социально-экономические факто­ры. В социалистическом производстве охрана труда и техника безопасности организованы государством и постоянно контролируются профсоюзами и органами здра­воохранения: инженер по технике безопасности — обязательная должность в каждом крупном производствен­ном коллективе, включая высшие учебные заведения. В капиталистическом производстве на крупных пред­приятиях, как правило, сейчас технике безопасности уделяется серьезное внимание, но зато в стихийном море мелких и мельчайших частных предприятий ни о какой охране труда и технике безопасности нет даже и речи, а государственный контроль во всех странах носит формальный характер. Соответственно производственный травматизм — настоящее бедствие для многих капиталистических стран.

Профессиональные заболевания могут быть результатом нерациональной организации труда, в частности сменной работы. Часто они возникают и под влиянием психосоциальных факторов на производстве. Например, исследования в Египте показали четкую зависимость заболеваний хроническим гастритом и в определенной степени язвой желудка у рабочих ночных смен с соответствующим режимом питания и стрессовым воздействием ночной работы (ВОЗ, 1974). Опасность для здоровья и жизни людей несет транспорт. На первом месте в этом отношении стоит дорожно-транспортный травматизм, который занимает веду­щее место среди всех категорий несчастных случаев с людьми (исключая войны и стихийные бедствия): еже­годно по этой причине умирает 150 000 человек, а 6 000 000 человек получают увечья (ВОЗ, 1974). В 1969 г. стоимость ущерба от автомобильных катастроф в США составила около 12,5 млрд. долларов. Несмотря на все принимаемые меры, количество жертв несчастных случаев на дорогах мира непрерывно возрастает. Вместе с загрязнением атмосферы выхлопными газами автомобильный транспорт, таким образом, является наиболее опасным для человека транспортным фактором окружающей среды, по сравнению с воздушным, железнодорожным или водным транспортом, хотя несчастные случаи в результате катастроф бывают и там.

Что же касается зависимости здоровья людей от социальных условий, то связь здесь самая непосредственная и многообразная.

Общим для всего человечества является увеличившийся темп и динамизм жизни, связанный с научно-технической революцией и колоссальным ростом потока информации. Вероятно, это как-то отразилось на состоянии здоровья людей.

Среди социальных факторов состояния здоровья населения существенную роль играют плотность населения, наличие жилья, обеспеченность жилья бытовыми удобствами (электричество, водопровод, канализация), возрастная структура населения, миграционные процессы, темп жизни, организация производства, включая охрану труда и технику безопасности, транспортные условия, шум, социальные взаимоотношения людей. Обобщая все многочисленные социальные факторы и условия, можно выделить в качестве главных социальных факторов уровень благосостояния населения и постановки здравоохранения в стране.

Лекция 7 - Контроль, управление и нормирование качества природной среды

Совокупность событий, явлений и процессов в окружающей среде, ведущих к такому ее ухудшению, при котором возникает реальная или потенциальная угроза здоровью или жизни людей, получила название экологической опасности. Любые естественные и антропогенные воздействия на природные экосистемы различного уровня прямо или косвенно проявляются в изменении состояния окружающей человека физической среды, и могут негативно отразится на здоровье населения или даже привести к гибели людей. Экологическая опасность потенциально содержится в природной среде и может быть вызвана самими разнообразными причинами:

1. неблагоприятными условиями природной среды землетрясения, наводнениями, оползнями и др. (так называемыми природными факторами);

2. неблагоприятными изменениями в окружающей среде обусловленными:

- хозяйственной деятельностью, технологическими авариями и катастрофами (техногенными факторами);

- военными конфликтами, деятельностью вооруженных сил, военно-промышленного комплекса (военными факторами);

- социально-экономическими кризисами и социальными конфликтами, несовершенством систем здравоохранения, социальной защиты и др. (социально-экономическими факторами).

Потенциальную экологическую опасность представляют:

а) поступление в окружающую среду отходов промышленного производства;

б) строительство и эксплуатация объектов с большим запасом энергии:

- гидротехнических сооружений;

- хранилищ горючих, легковоспламеняющихся, взрывоопасных веществ;

в) размещение больших объемов токсичных и радиоактивных веществ;

г) транспортировка (в том числе и по продуктоводам) взрывчатых, горючих, токсичных, радиоактивных веществ.

Техносфера с ее неконтролируемым ростом городов, увеличением мощности, сложности, энергонасыщенности технических систем, породила новый вид факторов опасности, получивших название природно-техногенных. Под природно-техногенными опасностями понимают стихийно-разрушительные явления, спровоцированные техногенными воздействием. Наиболее ярко они проявляются на урбанизированных территориях и вблизи крупных инженерных сооружений. Природно-техногенные процессы часто поражают территории, где они ранее не встречались либо развивались медленно. Так, согласно международной статистики происхождение 80% современных оползней связано с хозяйственной деятельностью человека. В широком смысле слова к природно-техногенным факторам экологической опасности следует отнести также нарушение глобальных биосферных динамических равновесий, обусловленных хозяйственной деятельностью человека. Специфическим проявлением воздействия техногенных факторов на природные опасности можно считать становление новых форм инфекционных болезней в городах.

Потенциальным источником экологической опасности являются все природные и технические системы, обладающие значительными запасами энергии, а также химически и биологически активных компонентов. «Нулевая» вероятность возникновения экологической опасности достигается лишь в системах, лишенных таких запасов.

Под экологической ситуацией (обстановкой) обычно понимается состояние окружающей среды в данное время в данной местности. Таким образом, то или иное состояние среды, а, следовательно, и ее качество реализуется через конкретные экологические ситуации. В зависимости от того, какие факторы опасности в первую очередь формируют экологическую обстановку на данной территории, можно выделить три типа ситуаций:

• Природные экологические ситуации;

• Антропогенные экологические ситуации;

• Природно-антропогенные экологические ситуации.

По характеру изменения среды выделяют:

деструкцию ландшафтов, химическое загрязнение, физическое загрязнение, микробиологическое загрязнение.

На основании 4-х классификационных признаков выделяют следующие типы экологических ситуаций:

1. По ведущему фактору формирования:

-природные;

-антропогенные;

-природно-антропогенные.

2.По характеру изменения среды:

-деструкция ландшафтов;

-химическое загрязнение среды;

-физическое загрязнение среды.

3.По остроте проявления опасности:

-нормальная;

-напряженная;

-предкризисная;

-кризисная;

-катастрофическая.

4.По масштабам проявления опасности:

-глобальная;

-региональная;

-локальная.

В зависимости от того, какие факторы опасности в первую очередь формируют экологическую обстановку на данной территории, можно выделить три типа ситуаций:

-природные экологические ситуации;

-антропогенные экологические ситуации;

-природно-антропогенные экологические ситуации.

Характер изменений окружающей природной среды вызванных стихийными явлениями или технологическими авариями, может быть связан с разрушением (деструкцией) ландшафтов, химическим, физическим или микробиологическим загрязнением ее компонентов.

Острота проявления опасности обычно оценивается в зависимости, от наличия негативных изменений в окружающей природной среде, ставящих под угрозу здоровье человека, сохранение природных объектов и ограничивающих ведение хозяйственной деятельности. При этом нормальная экологическая ситуация соответствует достаточному качеству среды. Кризисная экологическая ситуация возникает при значительном ухудшении качества среды вследствие действия стихийных или антропогенных факторов, которые однако не приводят еще к полностью необратимым изменениям в ландшафтах. Катастрофическая ситуация является следствием глубоких и необратимых изменений окружающей природной среды.

Количественной мерой экологической опасности служит категория риска. Существуют два определения экологического риска:

1. экологический риск – вероятность проявления экологической опасности.

2. экологический риск – максимальный ущерб, нанесенный экологической опасностью.

Экологический риск связан со следующими группами факторов: техногенными, природными, военными, социально-экономическими, политическими, террористическими.

Техногенный экологический риск возникает в связи с авариями на АЭС, танкерах, на химических производствах, с разрушением плотин водохранилищ. В конечном счете, причинами аварий являются интенсивность технологических процессов и связей, высокая концентрация производств, ресурсоемкость и многоотходность технологий, слабая оснащенность очистными и утилизационными устройствами.

Природный экологический риск связан с вероятностью проявления многих неблагоприятных природных явлений (землетрясения, вулканизм, сели, наводнения, цунами).

Как в первом, так и во втором случае необходимо учитывать многие особенности геологического строения, рельефа, ландшафтов, а также соседство ценных и уникальных природных объектов, особо охраняемых территорий. Экологический риск возрастает при высокой плотности населения и зависит от характера восприятия населением происходящих событий. Известно, что катастрофические последствия аварий, катастроф и стихийных природных явлений резко возрастают при психологической неготовности населения к данным событиям.

Экологический риск измеряется:

- возможными натуральными показателями ущерба (число жертв, число разрушенных объектов, величины недополученного урожая и недополученной промышленной продукции и др.);

- возможным уровнем загрязнения природной среды;

- возможными размерами ухудшения качества природных ресурсов, деградации природных систем.

Система оценки экологического риска направлена на выяснение объективной картины экологической опасности на определенной территории. Обычно территория признается безопасной, если риск проживания на ней не превышает 10^-6. Если же оценки риска составляют 10-5 и более, то принимается решение об осуществлении комплекса мер по снижению экологической опасности. Существуют четыре подхода к процедуре определения экологического риска: системный, модельный, экспертный, социологический.

Системный подход строится на статистических данных относительно уже происшедших аналогичных неблагоприятных экологических событий.

Модельный подход заключается в разработке моделей воздействия вредных факторов на человека и окружающую среду. Ставится задача выявления объективной картины риска на определенной территории, включая систематизацию факторов опасности, количественных оценок риска применительно к здоровью населения.

Экспертный подход состоит в оценке событий, их вероятности, связи и последствий ведущими специалистами - экспертами.

Социологический подход предполагает социологическое исследование отношения населения к тому или иному виду риска.

Система оценки экологического риска направлена на выявление объектной картины экологической опасности на определенных территориях. Особенно сложно оценить экологический риск на территории, где имеется несколько источников экологической опасности разной природные. Такую территорию называют «горячими точками».

Оценка экологической опасности с помощью расчета или измерения риска принципиально отличается от оценки экологической опасности на основе реальной ситуации, поскольку оценка риска дает лишь вероятностную картину.

Оценка риска производится чаще всего для событий, которые имеют редкую и чаще всего непериодическую повторяемость. В большинстве случаев оценка экологического риска носит прогнозируемый характер. Обзор природных и антропогенных катастроф и катастрофических явлений показал, что они разнотипны по воздействию на окружающую среду по времени проявления и влияния, и по распространению в пространстве этого влияния.

Техногенные воздействия неизбежно вызывают изменения тех или иных характеристик природной среды. На современном этапе возможности биосферы по самоочищению и саморегулированию близки к полному истощению. Необходима научно обоснованная система управления природной средой, базирующаяся на достоверной оценке состояния биосферы.

Качество природной среды – это степень соответствия состояния окружающей природной среды потребностям человека. Комплексным критерием, позволяющим оценить данный показатель, может служить здоровье человека, так как в нем отражаются его связи со всем разнообразием факторов окружающей среды.

По определению ВОЗ, здоровье человека – это состояние его полного физического и душевного благополучия, а не только отсутствие болезней или физических дефектов.

Достаточным (хорошим) качеством природной среды следует считать такое ее состояние, при котором обеспечивается здоровье как ныне живущих, так и будущих поколений. Обеспечение высокого качества окружающей природной среды в современных условиях представляет собой сложную социально-экономическую проблему.

Мониторинг – система наблюдения и контроля за природными, природно-антропогенными комплексами, процессами которые происходят в них, и в окружающей среде вообще, с целью рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды, прогнозирования масштабов неизбежных изменений.

В Украине наблюдение за состоянием окружающей среды осуществляет Министерство экологии и природных ресурсов. Итоговой задачей экологического мониторинга является определение предельной допустимой экологической нагрузки на природную среду.

По территориальному охвату различают три ступени экологического мониторинга: локальный (биоэкологический, санитарно-гигиенический), региональный (геосистемный, природно-хозяйственный) и глобальный (биосферный, фоновый). В программу локального мониторинга, ограниченного небольшой территорией, входят биоэкологические (санитарно-гигиенические) наблюдения за изменением в различных сферах содержания загрязняющих веществ, обладающих канцерогенными, мутагенными и иными неблагоприятными свойствами.

Пункты экологических наблюдений располагаются в местах концентрации населения и районах интенсивной его деятельности с таким расчетом, чтобы они контролировали основные линии связи человека (трофические и др.) с естественными и искусственными компонентами окружающей среды. Это могут быть территории промышленно-энергетических центров, атомных электростанций, нефтепромыслов, агроэкосистем с интенсивным применением ядохимикатов и др.

На региональном (геосистемном) уровне наблюдения ведут за состоянием экосистем крупных природно-территориальных комплексов (бассейнов рек, лесных экосистем, агроэкосистем и т.д.), где имеются отличия параметров от базового фона ввиду интенсивных антропогенных воздействий. Например, ведут контроль за популяционным состоянием исчезающих ви­дов животных в пределах какого-либо региона и т.д.

Обеспечить наблюдение, контроль и прогноз возможных изменений в биосфере в целом — задача глобального мониторинга. Его называют еще фоновым или биосферным. Объектами глобального мониторинга являются атмосфера, гидросфера, растительный и животный мир и биосфера в целом как среда жизни всего человечества. Разработка и координация глобального мониторинга окружающей природной среды осуществляется в рамках ЮНЕП (орган ООН) и Всемирной метеорологической организации (ВМО).

При выполнении работ по программе глобального мониторинга особое внимание уделяют наблюдениям за состоянием природной среды из космоса, с помощью спутниковых дистанционных методов. Космический мониторинг позволяет получить уникальную информацию о функционировании экосистем, как на региональном, так и на глобальном уровнях.

Экологические стандарты и экологическое нормирование являются регулятором антропогенной нагрузки на экосистемы. Нормирование качества окружающей среды — установление показателей и пределов, в которых допускается изменение этих пока­зателей (для воздуха, воды, почвы и т.д.).

Благодаря установлению экологических норм и нормативов определяются границы влияния хозяйственной деятельности на окружающую среду, и обеспечивается необходимые условия для существования человека. Нормирование качества природной среды должно осуществляться с целью установления предельных норм влияния антропогенной деятельности, которые гарантируют экологическую безопасность населения, сохранение генофонда, обеспечение рационального использования и восстановления природных ресурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности. Исходя из этого, можно утверждать, что экологическое нормирование ограничивает как само влияние вредных факторов, так и факторов окружающей среды которые отображают это влияние, а также реакцию окружающей среды на него.

Соблюдение экологических нормативов должно обеспе­чить экологическую безопасность населения, сохранение генетического фонда человека, растений и животных, рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов.

Нормативы предельно допустимых вредных воздействий, а также методы их определения, носят временный характер и могут совершен­ствоваться по мере развития науки и техники с учетом международных стандартов.

Основные экологические нормативы качества окружающей среды и воздействия на нее следующие.

Нормативы качества (санитарно-гигиенические):

предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ;

предельно допустимый уровень (ПДУ) вредных физических воз­действий: радиации, шума, вибрации, магнитных полей и др.

Нормативы воздействия (производственно-хозяйственные):

► предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ;

► предельно допустимый сброс (ПДС) вредных веществ; Комплексные нормативы: предельно допустимая экологическая (антропогенная) нагрузка на окружающую среду.

Предельно допустимая концентрация (количество) (ПДК) — количество загрязняющего вещества в окружающей среде (почве, воз­духе, воде, продуктах питания), которое при постоянном или временном воздействии на человека не влияет на его здоровье и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства. ПДК рассчитывают на единицу объема (для воздуха, воды), массы (для почвы, пищевых про­дуктов) или поверхности (для кожи работающих). ПДК устанавливают на основании комплексных исследований. При ее определении учитывают степень влияния загрязняющих веществ не только на здоровье человека, но и на животных, растения, микроорганизмы, а также на природные сообщества в целом.

В настоящее время в нашей стране действуют более 1900 ПДК вредных химических веществ для водоемов, более 500 для атмосферного воздуха и более 130 для почв.

Экологическая техноемкость территории и предельно допустимая техногенная нагрузка – это фундаментальные экологические нормативы, предназначенные для регламентации хозяйственной территориальной деятельности. Вся сфера экологического нормирования и стандартизации опирается на гигиенические нормы и использует установленные предельно допустимые концентрации (ПДК) или предельно допустимой дозы (ПДД) вредных агентов. ПДК – это та наибольшая концентрация вещества в среде и источниках биологического потребления (воздухе, воде, почве, пище), которая при более или менее длительном действии на организм – контакте, вдыхании, приеме внутрь – не оказывает влияния на здоровье и не вызывает отдаленных эффектов. Поскольку возможный эффект зависит от длительности действия, особенностей обстановки, чувствительности рецепторов и других обстоятельств, различают ПДК среднесуточные (ПДКс.с.), максимальные разовые (ПДКм.р.), ПДК рабочих зон (ПДКр.з.), ПДК для растений, животных, человека. На основании величин ПДК с помощью специальных программ вычисляются значения предельно допустимых эмиссий – предельно допустимые выбросы (ПДВ) в атмосферу, предельно допустимый сброс (ПДС) в водоемы тех или иных веществ, при этом учитываются характеристики источников и условия распространения эмиссий. ПДВ и ПДС непосредственно регламентируют интенсивность и качество технологических процессов, являющихся источником загрязнения, и приобретают свойство экологических нормативов. Сверхнормативные эмиссии влекут за собой экологические и административные санкции. Но и соблюдаемые ПДВ и ПДС не удовлетворяют многим требованиям экологического нормирования, так как существуют серьезные сомнения в пригодности ПДК в качестве основы этих нормативов. Если использовать ПДК, то для целей экологического нормирования и расчета ПДВ правильным считается соотношение:

С + С_ф ≤ (- lgβ) ПДКс.с.

Где С – нормативно предельная концентрация;

С_ф – фоновая концентрация;

β – безразмерный, лежащий между 0 и 1 интегральный показатель опасности вещества, устанавливаемый по нескольким основным параметром токсикометрии.

В задачи экологического нормирования входит создание системы экологических кадастров территорий, которые учитывают природные ресурсы, устойчивость природных комплексов, их экологическую ценность, биоразнообразие, способность быть резервами чистой природной среды.

Таким образом системой экологического нормирования предусматривается такая нагрузка на экосистемы, под влиянием которой отклонения от нормального состояния не превышает природных колебаний и не вызывает нежелательных последствий ухудшения их качества.

Загрязнение воздуха должно нормироваться. Для этого необходимы сравнительные критерии содержания примесей, под которыми ГОСТ понимает вещества, не содержащиеся в постоянном составе воздуха. Основным показателем, используемым для контроля качества воздуха, являются предельно допустимые концентрации вредных веществ (ПДК). Реальная ситуация, связанная с временной невозможностью полностью прекратить выброс вредных веществ в атмосферу, выражается в том, что существует раздельное нормирование содержания примесей в воздухе, т.е. используются два типа ПДК: в воздухе рабочей зоны (ПДКр.з.) и в атмосферном воздухе населенных мест (ПДКатм.). Раздельное нормирование содержания примесей в воздухе рабочей зоны предусматривает также разделение ПДК на максимально разовые и среднесуточные.

Предельно допустимые выбросы (ПДВ)-это максимальные выбросы загрязняющих веществ в единицу вреиени для данного природопользователя по одному компоненту, которые создают в пирземном слое атмосферы концентрацию этого вещества, не превыщающую ПДК, с учетом фонового(существующего) загрязнения, и эффекта суммации веществ однонаправленного действия.

Фоновую концентрацию принимают по данным органов санитарного надзора, концентрацию выбрасываемых веществ для данного прродопользователя расчитывают с учетом условий рассеивания и массы выбросов. Та максимальная масса, при которой выполняется условие по ПДК, и будет ПДВ в г/с. Величины ПДВ, в зависимости от условий работы, пересчитываются из граммов в секунду на тонны в год. Расчет ПДВ производится либо самим природопользователем, либо организацией, имеющей на это лицензию. Вступают они в действие после утверждения специально уполномоченными органами, корректируются не реже одного раза в пять лет и служат основой для расчета выплат за загрязнение природной среды данным природопользователем. В случае если данный природопользователь не может достичь величены ПДВ по причине очень больших фоновых концентраций по существенным технологическим причинам, назначаются временно согласованные выбросы (ВСВ) с обязательным установлением графика их постоянного снижения до ПДВ и разработкой конкретны мер для этого.

ПДВ зависит от следующих факторов: от площади рассеивания, от вредности выбрасываемых веществ т.е. чем больше площадь рассеивания вещества, тем больше и разрешенная масса выбросов. Основные мероприятия предприятий по борьбе сзагрязнениями это снижение всех видов отходов, замена токсичных исходных продуктов на нетовсичные, переход на замкнутые циклы, оптимизация размещения производства.

Так, для воздуха населенных пунктов стандартом установлено предельно допустимую концентрацию (ПДК) по некоторым веществам и основных их соединений. Все вредные вещества по степеням действия на организм человека делятся на четыре класса:

1 – чрезвычайно опасные; 2 – высоко опасные; 3 – умеренно опасные; 4 – мало опасные.

Чем опаснее вредное вещество, тем ниже его ПДК в атмосферном воздухе. Для каждого вещества, что загрязняет атмосферный воздух, установлено два норматива: максимальная разовая и среднесуточная грань допустимой концентрации.

Максимально разовая ПДК установлена для предохранения рефлекторных реакций у человека при раздражении рецепторов органов дыхания (неприятный запах, чихание, и т.д.) при малом промежутке времени (до 20 мин.) воздействия атмосферных загрязнений. В связи с тем, что концентрация загрязнений в атмосферном воздухе не постоянные во времени и изменяются в зависимости от метеорологических условий, рельефу местности, характера выброса, разовые пробы необходимо производить через короткие промежутки времени 20 – 30 мин. Наибольшее значение содержания исследуемых примесей в атмосферном воздухе, полученное при анализе многоразово отобранных проб, называют максимально разовой концентрацией.

Среднесуточная концентрация определяется как среднеарифметическое значение разовых концентраций, для которых указана продолжительность отбора, или с ровными интервалами между отборами равной продолжительности.

Наибольшая концентрация каждого вредного вещества в приземном слое не должна превышать максимально разовую ПДК. Раздельное нормирование содержания примесей в воздухе рабочей зоны предусматривает также разделение ПДК на максимально разовые и среднесуточные.

Предельно допустимые выбросы (ПДВ) - это максимальные выбросы загрязняющих веществ в единицу времени для данного природопользователя по одному компоненту, которые создают в приземном слое атмосферы концентрацию этого вещества, не превышающую ПДК, с учетом фонового (существующего) загрязнения, и эффекта суммации веществ однонаправленного действия. За фоновую концентрацию принимают по данным органов санитарного надзора, такую концентрацию выбрасываемых веществ для данного природопользователя, которую рассчитывают с учетом условий рассеивания и массы выбросов. Та максимальная масса, при которой выполняется условие по ПДК, и будет ПДВ в г/с. Величины ПДВ, в зависимости от условий работы, пересчитываются из граммов в секунду на тонны в год. Расчет ПДВ производится либо самим природопользователем, либо организацией, имеющей на это лицензию. Вступают они в действие после утверждения специально уполномоченными органами, корректируются не реже одного раза в пять лет, и служат основой для расчета выплат за загрязнение природной среды данным природопользователем. В случае если данный природопользователь не может достичь величины ПДВ по причине очень больших фоновых концентраций по существенным технологическим причинам, назначаются временно согласованные выбросы (ВСВ) с обязательным установлением графика их постоянного снижения до ПДВ и разработкой конкретны мер для этого. ПДВ зависит от следующих факторов: от площади рассеивания, от вредности выбрасываемых веществ, т.е. чем больше площадь рассеивания вещества, тем больше и разрешенная масса выбросов.

Основные мероприятия предприятий по борьбе с загрязнениями это снижение всех видов отходов, замена токсичных исходных продуктов на нетоксичные, переход на замкнутые циклы, оптимизация размещения производства.

В качестве показателя степени загрязнения почв применяется коэффициент концентрации загрязнения почвы (ККЗ), вычисляемый по формуле:

ККЗ_і = Х,/ПДК,

или, если ПДК не установлена,

ККЗ,=Х_і/X_ф,

где ККЗі – коэффициент концентрации загрязнения для і - го вещества;

Х_і – содержание і - го загрязняющего вещества;

Х_ф – фоновое содержание этого вещества.

На практике используют норматив - допустимое остаточное количество (ДОК) полютантов в почве, пищевых и кормовых продуктах. Гигиеническое нормирование почв включает санитарно- топографическое обследование местности, физико-химический анализ, санитарно-бактериологическое, вирусологическое, гельминтологическое, энтомологическое, а при необходимости – токсикологическое и радиологическое. Санитарный контроль почв осуществляют органы санэпидслужбы. Для обеспечения санитарной охраны почв, своевременного сбора и удаления промышленных отходов, вторичного сырья проводят предупредительный и поточный санитарный надзор. Санитарное состояние почв контролируют по определенной схеме и регламенту на основе экспериментально установленных показателей.

Воздух рабочей зоны. ПДК рабочей зоны – это концентрация, которая при ежедневной работе в пределах 8 часов, но не более 41 часа в неделю, в течение всего рабочего стажа не может вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования непосредственно в процессе работы или отдаленные сроки жизни.

Рабочая зона – пространство высотой до 2 метров над уровнем пола или площадки, на которой находится места постоянного или временного пребывания работающих.

В основе регламентирования ПДК лежит принцип пороговости вне зависимости от характера действия соединений – общетоксического, раздражающего, канцерогенного, мутагенного или аллергенного. Гигиеническая регламентация химических соединений в воздухе рабочей зоны поводится в 3 этапа:

1 Обоснования временных допустимых концентраций (ОБУВ).

2 Обоснование ПДК рабочей зоны.

3 Корректирование ПДК путем анализа труда и состояния здоровья работающих.

В основе определения ПДК лежит хронический эксперимент, основной целью которого является установление пороговых концентраций по специфическим и не специфическим показателям. Переход от пороговых величин к ПДК осуществляется при помощи коэффициента запаса, значение которого колеблется в интервале от 3 до 20. Его более высокие значения применяются при увеличении токсичности, при увеличении КВИО, при уменьшении Z_ас, при увеличении коэффициента кумуляции, при увеличении зоны хронического действия, при увеличении зоны биологического действия, при значительных различиях в видовой чувствительности подопытных животных, при выраженном кожно-резорбтивном действии.

Для утверждения ПДК и включение его в санитарные законодательства, должна быть, разработана методика определения химического соединения в воздухе с достаточной чувствительностью, которая обеспечит отношение на уровне ½ ПДК.

В комитет по утверждению предельно допустимых концентраций направляются материалы по обоснованию ПДК, методика определения концентрации, токсиколого-гигиенический паспорт и материалы для государственной регистрации на данное соединение. Материалы проходят рецензию и утверждаются, либо посылаются на доработку.

Атмосферный воздух населенных мест. Для атмосферы населенных мест устанавливаются предельно допустимые концентрации максимально разовые и среднесуточные. Максимально разовая ПДК – это концентрация вредного вещества в атмосферном воздухе населенных мест, которая при вдыхании на протяжении 30 минут не должна вызывать раздражающее и рефлекторное действие.

Среднесуточная ПДК – это количество вредного вещества в атмосферном воздухе населенных мест, которая не должна оказывать действие человека прямо или косвенно при неопределенно долгом вдыхании. Наиболее важны ПДК среднесуточные.

Для расчета ПДК атмосферы используется интегральный показатель опасности В, который необходим для расчета коэффициента опасности.

В = ,

где G – численное значений параметров;

V - нормированный множитель, суммирование ведется от 1 до Ν,

Ν – число учтенных параметров.

При расчете интегрального показателя опасности В, учитывается острая токсичность, зоны острого и хронического действия, зона биологического действия, порог хронического действия, МНК - максимально недействующая концентрация, пороговые концентрации по специфическим эффектам действия.

Коэффициент запаса К₃ высчитывается по формуле: К_З = 9 В + 1

В качестве ПДК берется следующая величина:

ПДК_атм = .

Вода водоемов. ПДК_воды – это концентрация, не оказывающая прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей его жизни и на здоровье последующих поколений и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования.

В основе регламентирования концентрации вредных веществ в воде лежат следующие три основных критерия вредности:

а) влияние на санитарный режим водоема;

б) влияние на органолептические свойства воды;

в) влияние на здоровье населения;

Исследование влияние веществ на санитарный режим водоемов имеет целью оценку процессов самоочищения воды от органических загрязнений в сточных водах. При этом определяется интенсивность процессов биохимического потребления кислорода (БПК), интенсивность процессов минерализации азотосодержащих веществ, интенсивность развития и отмирания водной сапрофитной микрофлоры.

Влияние на органические свойства воды изучают по окраске, запаху, привкусу. Пороговые концентрации по этим показателям определяются на людях - добровольцах. Оценка привкуса ведется по 5-ти бальной системе. Третий критерий вредности - санитарно-токсикологический, имеет целью установить МНД - максимально недействующую дозу в условиях хронического эксперимента, продолжительность которого 6 месяцев. Если соотношение ЛД₅₀/Lim_орг составляет от 500000 до 1000000, то проводить токсикологический эксперимент нецелесообразно, т.к. ПДК для подобных веществ устанавливается по органолептическому признаку. Органолептические свойства воды и санитарный режим водоемов, а также стабильность веществ в воде изучается в полном объеме независимо ни от чего.

Таблица 1 - Концентрация веществ по степени опасности для воды водоемов

Этапы./ Показатель оценки	Классы опасности
	1	2	3	4
МНК/ПДКорг	-	1	1-10	10
МНК/ПКсан	-	1	1-10	10
МНК, мг/мл	0.001	0.001-0.1	0.1-10	10
ЛД50/МНД	106	106-105	105-104	104
ПДотд/ПДобщ	1	1-10	10-100	100

Почва. ПДК_почвы – это концентрация, которая не должна вызывать прямого или отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы.

Нормирование ПДК вредных веществ в почве, значительно отличается от такового для рабочей зоны, атмосферы и воды. Исследования проводятся в два этапа: 1) на лабораторных моделях; 2)в полевых условиях.

Исследование начинается со сбора информации о путях поступления веществ в почву, физико-химических свойствах вещества, параметрах токсичности. Затем определяется стойкость вещества в почве, устанавливается допустимая концентрация вещества в почве, которая гарантирует переход этого вещества в растения, в количестве, не превышающем ПДК для продуктов питания, а также для воды и атмосферы. Затем определяется допустимая концентрация почвы, которая не влияет на процессы самоочищения, и почвенный микробиоценоз. На основе этих исследований устанавливается лимитирующий показатель вредности и ПДК для почвы.

Таблица 2 - Классификация опасности химических веществ по содержанию в почве

Показатели	Высоко опасные	Умеренно опасные	Мало опасные
Токсичность при введении в желудок, (ЛД50, мг/кг)	50-200	200-1000	Более 1000
Стабильность в почве, мес.	Более 12	12-6	Менее 6
Миграция в почве, см	60-41	40-21	20-0
Миграция в воздух	>ПДК	= ПДК	<ПДК
Миграция в воду	>ПДК		<ПДК
Наличие в растениях в течение месяца	>3	3-1	<1
Влияние на пищевую ценность	влияет	влияет	не влияет
Влияние на санитарное состояние почвы	влияет	влияет	не влияет