Л.И. СВЕРЛОВА, Н.В. ВОРОНИНА

ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

И

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПАТОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА

Хабаровск, 2001

2

УДК 504 (038) – 613.95: 504

Сверлова Л.И. – профессор, доктор географических наук, кафедра общих экономических дисциплин ХГАЭП, Воронина Н.В. – профессор, доктор медицинских наук, кафедра

терапии факультета усовершенствования врачей ДВГМУ.

Сверлова Л.И, Воронина Н.В. Источники загрязнения природной среды и экологическая патология человека. - Хабаровск: ООП ККГС, 2001.- 216с.

Работа посвящена проблеме загрязнения природной среды и воздействия токсических веществ на организм человека. В ней приведена классификация токсических веществ. Представлена система взглядов на патогенетические механизмы действия вредных веществ на организм человека и развитие заболеваний в условиях все возрастающего токсического загрязнения природной среды. Приведены материалы региональных исследований по экопатологии человека. Изложены основные принципы лечения интоксикаций.

Работа может быть использована преподавателями и студентами высших учебных заведений гуманитарного профиля при изучении экологии, экологической патологии человека и безопасности жизнедеятельности.

Рецензенты:

В.Т.Тагирова –профессор, доктор биологических наук, ХГПУ Б.З.Сиротин - заслуженный деятель науки России, профессор,

доктор медицинских наук, ДВГМУ Г.И.Титова – доцент, кандидат химических наук, ХГПУ

3

СОДЕРЖАНИЕ

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Глава 1. Природная среда и источники ее загрязнения . . . . . . 13

1.1.Загрязнение атмосферы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

1.2. Загрязнение поверхностных вод. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

1.3. Загрязнение грунтовых вод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

1.4. Загрязнение сельскохозяйственных объектов . . . . . . . . 66 1.5.Загрязнение продовольственного сырья и пищевых продуктов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

1.6. Предельно-допустимое содержание токсических веществ в природной среде . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

Глава 2. История изучения экологической патологии человека . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

Глава 3. Классификация вредных химических веществ . . . . . 106

3.1. Химическая классификация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

3.2. Токсикологическая классификация . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

Глава 4. Механизм воздействия токсических веществ на организм человека . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

4.1. Пути поступления токсических веществ и факторы, определяющие их токсический эффект. . . . . . . . 113

4.2. Механизм действия токсических веществ. . . . . . . . . . . . 118

Глава 5. Клинические экопатологические синдромы. . . . . . . . 128 5.1. Синдром неспецифической гиперчувствительности . . . 129 5.2. Синдром специфической гиперчувствительности . . . . . 131 5.3. Синдром ксеногенной интоксикации. . . . . . . . . . . . . . . . 133 5.4. Хронические болезни с доказанным вкладом химических соединений в их формирование . . . . . 141

Глава 6. Региональные исследования экопатологии . . . . . . . . 160

Глава 7. Принципы лечения и профилактики экологической патологии человека . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

4

ВВЕДЕНИЕ

Источники загрязнения природной среды в основном сосредоточены в крупных и малых городах. Города существуют с глубокой древности, однако урбанистическая цивилизация возникла лишь в 18-м столетии. Население планеты в среднем удваивается за 35 лет, городское население – за 11 лет, причем крупнейшие центры растут вдвое быстрее небольших городов. В начале XIX века в городах мира проживало лишь 29,3 млн. человек (3% населения Земли); к 1900 г. – 224 млн. (13,6%); к

1950 г. – 729 млн. (28,8%); а к 1980 г. – 1821 млн. (41,1%) [12].

Большинство граждан мира рождаются горожанами. Городское население в Европе составляет 69%, в Азии – 38%, в Африке – 20%, в Северной Америке – 75%, в Латинской Америке – 65%, в Австралии и Океании – 76%. Особенно велика доля городского населения в развитых странах: в США – около 73%, во Франции – 78%, в Германии – около 85%, в Великобритании – 91%. Страна считается почти полностью урбанизированной, если 4/5 ее населения проживает в городах. При нынешних темпах рождаемости к началу следующего тысячелетия из прогнозируемой общей численности мирового населения в 7 млрд. 5,5 будут жить в городах. Идет формирование сплошного урбанистического мира. К 1960 г. в Мехико проживало около 25% населения Мексики, в Буэнос-Айресе – почти 30% населения Аргентины, в Монтевидео – более половины населения Уругвая.

В городах создана новая экологическая среда с высокой концентрацией антропогенных факторов. К ним относятся загрязнение атмосферного воздуха, высокий уровень шума, электромагнитные излучения, сосредоточение предприятий на ограниченной территории, высокая плотность населения, миграционные процессы. Газовые и пылевые выбросы промышленных предприятий, сброс бытовых отходов крупного города загрязняют окружающую среду разнообразными химическими элементами. В большинстве промышленных отходов содержание таких элементов, как ртуть, свинец, кадмий, цинк, олово, медь, вольфрам, сурьма, висмут и др., в сотни, тысячи и десятки тысяч раз выше, чем в природной среде.

5

Атмосферный путь поступления токсичных веществ в организм человека является ведущим, так как в течение суток он потребляет около 15 кг воздуха, 2,5 кг воды и примерно 1,5 кг пищи, кроме того, при ингаляции химические элементы поглощаются организмом наиболее интенсивно. Так, свинец, поступающий с воздухом, абсорбируются кровью приблизительно на 60%, тогда как поступающий с водой – на 10%, а с пищей – лишь на 5% . Загрязнением атмосферы обусловлено до 30% общих заболеваний населения промышленных центров. Только 15% горожан проживает на территории с допустимым уровнем загрязнения воздуха. В связи с развитием в городах различных видов промышленности, сети автомомобильных дорог в атмосферу выбрасывается все большее количество вредных веществ. В крупных городах наиболее сильно изменяется естественная среда обитания человека, возрастает ритм жизни, повышается психоэмоциональная нагрузка в труде и быту. Интенсивность солнечной радиации в городах на 15-20% ниже, чем в прилегающей местности. Среднегодовая температура воздуха в городах выше (примерно на 1,5 С), чем в пригородах, менее значительны суточные и сезонные колебания температуры, чаще возникают туманы, больше осадков (в среднем на 10%), ниже атмосферное давление [17]. Химические вещества, используемые человеком в процессе производства, стали постоянно действующим фактором, влияющим на здоровье населения. Аварии и химические катастрофы усугубляют отрицательное воздействие токсических веществ на организм человека. Ведущую роль в загрязнении городов играют бенз(а)пирен, свинец, ртуть, хром и никель. Наиболее высокий индекс загрязнения в городских условиях получен по тяжелым металлам, оксидам углерода, азота и серы, а в сельских условиях – по пестицидам.

По данным официальной статистики РФ [17] суммарный уровень валовых выбросов в России и странах СНГ в последние годы составляет 100 и более млн. тонн. В структуре выбросов наибольшую долю составляют сернистый ангидрид – 35%, твердые вещества (пыль) и оксид углерода (30%), углерод (1,2%), оксид азота (0,9%). Доля вредных веществ в валовых выбросах от

6

стационарных источников в целом не превышает 1-2%. Оснащенность стационарных промышленных источников пылегазоочистными установками составляет лишь 83,5%, т.е. каждый шестой источник вредных выбросов в атмосферу выбрасывает токсические вещества без какой-либо очистки. Наиболее химически опасными регионами России являются: Республика Башкортостан, Воронежская, Волгоградская. Саратовская, Тульская, Нижегородская, Пермская, Кемеровская, Архангельская, Ленинградская, Мурманская области, города Челябинск, Екатеринбург, Новосибирск, Иркутск, Москва. Невинномысск и др.

Значительными запасами токсичных веществ располагают предприятия химической, целлюлозно-бумажной, пищевой, оборонной, нефтеперерабатывающей промышленности, черной и цветной металлургии, промышленности минеральных удобрений, а также жилищно-коммунального хозяйства. Минимальные (неснижаемые) запасы на их объектах создаются в среднем из расчета на трое суток работы. Предприятия по производству минеральных удобрений имеют их на 10-15 суток. Даже на небольших объектах пищевой промышленности и коммунального хозяйства хранятся сотни тонн токсичных веществ. Так, на овощебазах содержится до 150 тонн аммиака, используемого в качестве хладоагента, а на водопроводных станциях – от 100 до 400 тонн хлора, применяемого для обеззараживания воды. Эти вещества находятся в резервуарах, технологической аппаратуре, транспортных средствах (цистерны, трубопроводы). Больше всего их перевозится железнодорожным транспортом. В случаях техногенных аварий токсические вещества попадают в атмосферу и распространяются по направлению ветра до десятков километров, поражая незащищенное население, находящееся вблизи таких объектов. В результате образуется зона заражения токсическими веществами – территория, в пределах которой проявляется поражающее действие токсических веществ. Вследствие аварий с выбросом токсических веществ (а их в России ежегодно происходит от 50 до 100 и более) получают поражения различной степени тяжести от 300 до 500 чел., из них 50-130 чел. - со смертельным исходом. Вопросы влияния

7

токсических веществ на организм человека изучает наука экопатология. Экологическая патология человека (экопатология) –

система научных знаний о развитии болезней человека, связанных с воздействием на организм токсических веществ и мер, направленных на распознавание, лечение и предупреждение заболеваний. Этот раздел медицинской науки начал развиваться более 2-х тысяч лет назад и к 21 веку достиг максимального развития. Глобальное загрязнение биосферы токсическими веществами определило тенденцию к существенным изменениям в показателях здоровья населения: увеличении заболеваемости, смертности, изменении физического развития, увеличении тенденции к формированию комбинированной патологии.

Изучение состояния здоровья детского и взрослого населения на основании материалов официальной медицинской отчетности выявило значительное превышение показателей заболеваемости в промышленных городах в сравнении с показателями по стране. При этом установлена специфика поражений отдельных систем организма в различных городах, что связано с физико-химическим составом выбросов. Значительно повышена онкологическая заболеваемость населения отдельных промышленных городов, где валовые выбросы на одного жителя значительно превышают предельно-допустимые выбросы (ПДВ). К таким городам относят Новокуйбышевск, Могилев, Лисичанск, Липецк, Воскресенск, Дзержинск, Новокузнецк, Березняки. Так, например, в г.Березники наблюдается значительное поражение взрослого населения болезнями крови и кроветворной системы (от 5 до 8 раз выше показателя по стране), ишемической болезнью сердца (от 3-х до 6 раз), болезнями кожной и подкожной клетчатки (от 1,5 до 3 раз). Высока заболеваемость детского населения болезнями крови (в 8 раз), эндокринной системы (в 3 раза), заболеваемости глаз (в 3 раз), болезнями пищеварения (в 2 раза), мочеполовой системы (в 1,5 раза). Среди взрослого населения г.Кременчуга выявлен значительный рост болезней мочевыделительный системы (в 2 раза) и болезни кожи (в 2 раза), заболеваемость среди детей болезнями мочевыделительной системы (в 4 раза), кроветворных органов (в 7 раз), эндокринной системы (в 3 раза) выше показателей по стране [17].

8

Следствием химического загрязнения природной среды является появление мутантных организмов с различными формами патологии, устойчивые изменения наследственных свойств и реактивности организма, снижение уровня популяционного гомеостаза. Многие загрязняющие вещества; особенно металлы, могут накапливаться в организме человека, действуя непосредственно на функцию воспроизводства. Ряд веществ, минуя плацентарный барьер беременной, проникает в организм плода, накапливается в организме плода и способствует появлению неполноценного потомства [15, 17, 23]. В стране отмечен рост частоты рождения детей с аномалиями развития, численность которых за 10 лет увеличилась в 2 раза при снижении рождаемости до 8,2%, при этом увеличилась смертность до 15,1%. Естественный прирост населения составил – 6,9. На этом фоне заболеваемость беременных анемией возросла на 35%, болезни мочеполовой системы увеличились на 65-100%, системы кровообращения – 100-150%.

Наиболее ярко нарушения репродуктивной функции проявляются в городах с развитой металлургией. У жительниц "медных" городов Урал – Карабаша, Медногорска, Кировограда, Красноуральска, чаще наблюдаются токсикозы, самопроизвольные выкидыши, врожденные уродства и аномалии развития, в 2-2,5 раза выше мертворождаемость. Аналогичная ситуация была обнаружена и в "свинцовом" городе – Владикавказе. В районе около металлургического комбината у женщин выражено увеличение спонтанных абортов (в 2,5 раза), перинатальная смертность по сравнению с контрольной группой в этом же городе выше в 3 раза. Высокий уровень этой патологии выявлен также и в центрах черной металлургии, где в 2,5 раза чаще преждевременные роды и в 6,7 раза выше частота рождения детей с врожденными уродствами и аномалиями развития. В крупных металлургических центрах, таких городах как Мариуполе и Запорожье частота спонтанных абортов, врожденных пороков развития у новорожденных встречаются в 1,2-3 раза чаще, чем в относительно экологически чистом г. Симферополе. В районах городов Кузбасса с максимальной техногенной нагрузкой на окружающую среду

9

распространенность осложнений беременности и родов в 1,5-2,0 раза превышает показатели других территорий. У 52% беременных регистрируется анемия, 47% – болезни мочеполовой системы, 32% – угрожающий аборт, 54% – поздний токсикоз, 95%

– гипоксия плода. Все это обусловливает высокие показатели материнской, младенческой смертности, которые в 2 раза превышают уровни Российской Федерации. До 80% детей рождаются нездоровыми. Только за последний год количество недоношенных новорожденных выросло на 8,l %, замедление роста и недостаточность питания плода – на 60 %. Вызывает тревогу рост врожденных аномалий развития. У 60% новорожденных регистрируются перинатальные с поражением ЦНС до 80% детей имеют риск развития патологии ЦНС в последующем. Высокая заболеваемость новорожденных ведет к росту младенческой смертности, в структуре которой более 70% приходится на перинатальные потери. В г. Кемерово число детей с врожденными пороками развития увеличилось за последние 20 лет почти в 2 раза, что совпадает с увеличением интенсивности загрязнения окружающей среды. Рост частоты появления детей с наследственными заболеваниями подтверждается и специальными генетическими исследованиями на Урале. Так, в "медных" городах хромосомные заболевания встречаются в 1,5 раза, а во "фторном" г. Полевском в 1,6 раза выше, чем в контрольной группе [17].

При действии загрязненного атмосферного воздуха может страдать и репродуктивная функция мужчин. Это показано на примере жителей г. Алаверди, где расположен медеплавильный комбинат. У жителей этого города, работающих на комбинате, количество детей на 1 семью было на 20% ниже, чем в контрольной группе. О нарушении репродуктивной функции у мужчин свидетельствуют и данные сексологического исследования. Среди женщин детородного возраста, проживающих в зоне выбросов предприятий химической, нефтехимической и металлургической промышленности, отмечается увеличение мертворождаемости, преждевременных родов, врожденных пороков развития (в 2-5 раз). Подобные исследования проводились в Стерлитамаке, Ереване, Джамбуле, Кемерово. В Новосибирске при сочетании высокой жесткости

10

погоды с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха почти в 2 раза увеличивается частота обращаемости за скорой медицинской помощью по поводу обострения заболеваний органов дыхания и сердечно-сосудистой системы. У больных с бронхиальной астмой, хроническим бронхитом проживающих вблизи химического комбината, при повышении загрязнения воздуха происходит обострение этих заболеваний[17].

В настоящее время известно от 5 до 10% химических соединений, используемых человеком в хозяйственной деятельности, являющихся мутагенами и способными вызывать нарушения в генетическом аппарате половых и соматических клеток. Нарушение в половых клетках может вести к бесплодию, гибели эмбрионов, рождению детей с наследственными дефектами. Установлено, что около 10% детей рождаются с физическими и психическими дефектами, обусловленными нарушениями в генетическом аппарате, 25% беременностей недонашивались по генетическим причинам [16]. Цитогенетическое изучение спонтанных абортов свидетельствует о том, что в среднем каждый второй из них связан с мутацией в половых клетках родителей или оплодотворенной яйцеклетки на ранних стадиях ее развития. Хромосомные болезни обнаруживаются у 7 из 1000 новорожденных при тотальном исследовании. При спонтанных абортах этот показатель колеблется от 20% до 60%, среди детей с пороками развития от 5% до 20%, среди умственно отсталых от 5% до 10%. Особенно высок процент хромосомных аномалий у новорожденных с множественными пороками развития. Однако в некоторых случаях родители являются носителями структурной перестройки, что приводит к хромосомным аномалиям у плода. Если в анамнезе отмечались спонтанные аборты, мертворожденные дети, пороки развития у живорожденных детей, то частота структурных перестроек выявляется у 16,4% женщин и 4,2% мужчин. Есть данные, указывающие на снижение репродуктивной функции у лиц со структурными перестройками. Причины, вызывающие структурные перестройки, имеют мультифакторную природу. Одной из многочисленных причин могут быть и экологические факторы. При этом профессиональная вредность, а именно работа,