11

связанная с воздействием мутагенных веществ, может иметь характер пускового механизма, способствующего в последующих поколениях увеличить число носителей со структурными перестройками.

Повышение скорости мутирования по доминантным признакам (спонтанным абортам) известно для групп, подвергавшихся действию анестезирующих газов (галогенов) и винилхлорида в окрестностях химических предприятий. Анализ частоты врожденных пороков, основанный на материалах обследования населения на территории РФ, показал, что ежегодно увеличивается число врожденных аномалий у детей [15, 17].

Показательны данные о росте генетического груза в европейском населении. За 10 лет объем генетического груза увеличился в 2 раза. Это значит, что каждый 10-й европеец отягощен наследственной болезнью или серьезным пороком развития. По оценкам некоторых авторов [6], 2-3% врожденных пороков развития обусловлены химическими агентами внешней среды. Проведено исследование исходов беременности и родов в семьях рабочих промышленных предприятий в зависимости от места и условий труда супругов [23]. Анализ показал, что в 6078% случаев беременность заканчивается срочными родами, в 1014% преждевременными родами и в 10-16% беременность прерывается самопроизвольными абортами. Мертворождения отмечены в 0,9-2% случаев. Врожденные пороки развития зарегистрированы в 11-13% случаев из 1000. Анализ распределения индивидов по частоте хромосомных нарушений показал существенное накопление с частотой аберраций свыше 3% в профессиональных группах населения: у 50% горновых, сталеваров и разливщиков стали, у 20-25% нагревальщиков и резчиков металла, электромедников, аппаратчиков коксохимического производства.

В экспериментальных условиях 90% химических мутагенов индуцируют рост злокачественных заболеваний [6, 130]. Среди населения различных стран наблюдается очевидное увеличение отклонений от нормального развития и наследственных патологий, в связи, с чем изменилась общая структура заболеваемости и смертности. Выявлено увеличение различных

12

злокачественных новообразований, появились новые болезни невыясненной этиологии.

Любой фактор внешней среды может при определенных условиях может стать патогенным. К таким условиям, способствующим развитию заболеваний, относят: увеличение интенсивности действия фактора; скорость нарастания этого воздействия; продолжительность действия и повышение индивидуальной чувствительности организма; которая зависит от наследственности, возраста, пола, физиологического состояния организма в момент воздействия неблагоприятного фактора, ранее перенесенных заболеваний. В воздухе очень загрязненных городов концентрации некоторых соединений могут превышать ПДК в 10 и даже 25 раз, что, несомненно, представляет серьезную опасность для здоровья населения. В сильно загрязненных территориях величины превышения ПДК лежат ниже концентраций, вызывающих хронические отравления у населения.

Из комплекса промышленных выбросов, превышающих ПДК, трудно выделить тот фактор, который вызвал заболевание, поэтому дают общую оценку отрицательных воздействий токсических веществ на организм человека. В развитии патологических процессов в организме токсические факторы внешней среды могут играть роль «факторов риска» заболеваний, которые не являются непосредственной причиной болезни, но увеличивают вероятность ее возникновения. При комплексной оценке токсического влияния химических соединений учитывается не только долевой вклад каждого токсического соединения, но и их сравнительная токсичность при разных путях и способах поступления в организм. При низких концентрациях токсичных ксенобиотиков проявляется нелинейная модель их действия, т.е. опасны даже малые концентрации и дозы.

Разработка системы химической безопасности населения предполагает эпидемиологический мониторинг – отслеживание характера и степени влияния вредных веществ, содержащихся в воздухе, в воде, продуктах питания, на состояние здоровья

здоровья населения при изменении концентрации вредных веществ в природной среде [4, 9, 51, 80]. В условиях антропогенного пресса особое значение приобретает разработка мероприятий по охране окружающей среды и здоровья человека.

Работа посвящена проблемам изучения загрязнения природной среды и экологическим заболеваниям человека, связанным с воздействием токсических веществ. В ней приведены факторы, загрязняющие природную среду (природные, антропогенные), исторические аспекты изучения экологической патологии человека, классификация наиболее распространенных токсических веществ. Представлены сведения о механизмах воздействия токсических веществ на организм человека, клинические экопатологические синдромы, региональные исследования экопатологии человека и современные принципы лечения экозаболеваний.

В работе использованы материалы Хабаровского Центра наблюдений за загрязнением природной среды ДВ УГМС (19831997)г., ежегодников Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды по состоянию загрязнения атмосферы в городах и поверхностных вод на территории России (1992-1998 гг.), Комитета экологии и природных ресурсов Хабаровского края (1992-1998), статистические данные Департамента здравоохранения Администрации Хабаровского края (1993-2000), материалы сборника «Состояние здоровья населения и ресурсы здравоохранения Дальневосточного Федерального округа (2001)», подготовленного отделом координации организационнометодического взаимодействия в Дальневосточном федеральном округе по вопросам здравоохранения с участием сотрудников ДВГМУ.

Авторы благодарны всем, кто оказал содействие при подготовке рукописи к изданию. Надеемся, что выполненная работа будет полезна не только для преподавателей и студентов, изучающих экологию и экологическую патологию человека в

14

высших учебных заведениях, но и специалистов занимающихся проблемами защиты окружающей среды и здоровьем населения.

15

Глава I

ПРИРОДНАЯ СРЕДА И ИСТОЧНИКИ ЕЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

С ростом численности населения на планете возникли проблемы, связанные с загрязнением среды и истощением природных ресурсов. По данным Всемирной Организацией Здравоохранения, в среднем до 25-30% «вклада» в здоровье каждого человека вносит состояние окружающей среды. Игнорирование многими государствами такой проблемы, как борьба с загрязнением природной среды приводит к росту детской смертности, злокачественных образований, болезней системы кровообращения, болезней органов дыхания и пищеварения.

В настоящее время во многих городах России атмосферный воздух, питьевая вода коммунальных водопроводов не отвечает гигиеническим показателям. Почти половина населения вынуждена пользоваться питьевой водой, не отвечающей ГОСТу, около трети населения использует для питья воду не из централизованных источников.

По результатам наблюдений Российского государственного управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) [30] уровень загрязнения воздуха в городах России высокий: концентрации загрязнителей превышают предельно допустимые нормы в 5 раз в 151 городе, в 10 раз – 87 городах. В районах с интенсивным сельскохозяйственным производством отмечается высокий уровень загрязнения почв пестицидами. Возрастающее загрязнение городских и сельскохозяйственных почв токсическими химическими веществами (тяжелыми металлами и диоксинами) имеют прямые последствия для здоровья человека, безопасности продуктов питания и качества грунтовых вод. Основными источниками загрязнения почвы являются: утечка химических веществ, оседание на почву присутствующих в воздухе загрязнителей, чрезмерное использование в сельском хозяйстве химикатов, неправильная тактика сбросов на землю жидких и твердых отходов. Просачивание химических веществ в водоносные пласты

16

ставит под угрозу качество подземных вод, используемых для питья.

Остро стоит проблема загрязнения продуктов питания, обострившаяся в последние годы в связи со снижением их производства, завоза в Россию в огромных количествах некачественных и загрязненных продуктов без должного санитарно-гигиенического и ветеринарного контроля.

В современном обществе резко возрастает роль промышленной экологии, призванной на основе оценки степени вреда, приносимого природе индустриализацией, разрабатывать и совершенствовать инженерно-технические средства защиты окружающей среды, создавать безотходные и малоотходные технологические циклы и производства.

Важнейшим звеном в обеспечении качества окружающей среды является система контроля за её состоянием. Экологический контроль осуществляет:

-наблюдение за состоянием окружающей среды и ее изменением под влиянием хозяйственной и иной деятельности человека;

-проверку выполнения планов и мероприятий по охране природы, рациональному использованию природных ресурсов, оздоровлению окружающей природной среды, соблюдения требований природоохранного законодательства и нормативов качества окружающей среды. (Согласно ст. 68 Закона «Об охране окружающей природной среды»).

Контроль за качеством воздуха населенных пунктов проводится в соответствии с требованиями ГОСТа, которыми предусмотрены стационарный, маршрутный и передвижной посты наблюдения за загрязнением атмосферы. Контроль за загрязнением атмосферного воздуха ведется Росгидрометом более, чем в 530 городах страны, контроль состава поверхностных вод проводится на 4000 пунктах, которые охватывают более 1000 водных объектов. Станции контроля морских вод размещены на берегах всех морей, омывающих территорию РФ.

Осуществляется контроль за уровнем загрязнения почв и на территориях вблизи транспортных магистралей и промышленных зон. Мониторинг за качеством атмосферного воздуха и водоемов в

17

крупных городах ведется автоматизированными системами Росгидромета. Наличие непрерывной информации о состоянии окружающей среды в крупных городах позволяет оперативно принимать необходимые меры по устранению чрезмерных загрязнений путем сокращения выбросов промышленных предприятий и снижения плотности движения автотранспорта.

Структура, химический состав и природные процессы в атмосфере

Как известно, атмосфера – газовая оболочка Земли состоит в основном из азота и кислорода. Она простирается на большую высоту более 150 км с постепенным падением давления. На высоте 100 км давление равно одной миллионной доли от давления атмосферы у поверхности Земли. Масса атмосферы составляет около 5 · 1018т, 50% всей атмосферы сосредоточено в слое до высоты 5,5 км и 99% в слое 40 км. Структура атмосферы складывается из двух частей: внутренней – тропосферы, стратосферы, мезосферы или ионосферы, и внешней – магнитосферы (экзосферы). Каждая сфера отделяется от другой небольшой прослойкой – паузой, которая характеризуется определенным уровнем температур и давления специфическими особенностями химических и физических явлений (рис. 1.1.).

В нижнем слое атмосферы – тропосфере – до высоты 8-12 км температура изменяется от +40 до -50 С. Этот слой атмосферы формирует климат Земли. В нем сосредоточенны значительные массы воды (в виде облаков и водяного пара). В тропосфере наблюдаются струйные течения воздушных потоков, переносящие облака, пыль, дым на большие расстояния. На оси струйного потока скорость может достигать многих десятков метров в секунду. Наряду с естественным нагревом Земли солнечной радиацией происходят локальные нагревы воздуха над сооружениями, вызывающими токсические вещества в атмосферу, при этом температура воздуха повышается на 1,5-4,2 С.

Стратосфера состоит из изотермического слоя (12-40 км), включающего основной слой (25-40 км), теплового слоя и стратопаузы. В стратопаузе температура возрастает до +10 С, возможно, за счет поглощения озоном ультрафиолетовой и

18

инфракрасной радиации. В мезосфере и мезопаузе температура может понижаться до (-70) – (-120) С. В термосфере (ионосфере) имеется значительное количество ионизированных частиц, отражающих электромагнитные волны. Это обстоятельство используется для осуществления дальней радиосвязи. Ионосфера условно делится на три области: D – на высоте 50-100 км, Е – 100150 км, F – 150-800 км. Область D частично охватывает и мезосферу. В ней температура колеблется от -70 до +100 С. В области Е температура на отдельных участках повышается до +600 С. Космическое излучение подразделяется на первичное и вторичное. Первичное излучение, галактическое на 90% состоит из ионов гелия. На высоте 20 км от земной поверхности оно полностью исчезает.

В ионосфере под действием солнечной радиацией протекает множество реакций, в которых участвует кислород, озон, азот, оксид (окись) азота, пары воды, диоксид углерода. При этом образуется отрицательные и

положительные ионы . В основном ионизация происходит в слое атмосферы на высоте 70-80 км. Наличие указанных ионов приводит к образованию различных

комплексов:

. Образование комплексов идет в основном в мезосфере и стратосфере. Увеличение содержания окиси азота в атмосфере может

приводить к разрушению озона: В магнитосфере, которая окружает Землю на высоте выше

800 км, наблюдается присутствие ионов атомарного кислорода (до 1000 км), ионов гелия (до 1500 км) и ионов водорода – на высоте более 1500 км. Часть водорода (несколько тысяч тонн в год) удаляется в космос. В свою очередь из космоса в атмосферу Земли поступают плазменные потоки, выбрасываемые Солнцем, и космическая пыль (примерно 2 г на 1 км2). Воздушный слой, окружающий Землю, служит передаточной средой, через которую

19

на нее поступает солнечная радиация: радиоволны, инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение (рис 1.1.)

Длина волны (ммк)

Рис. 1.1. Потоки солнечной радиации

Значительная часть солнечной радиации, поступающей на Землю, охватывает диапазон волн в пределах 0.15-4.0 ммк. Примерно половина радиации приходится на полосу длин волн между 0,38 и 0,87 ммк, видимую человеческим глазом и воспринимаемую как свет. Количество солнечной энергии, поступающее на поверхность Земли под прямым углом, называемое солнечной постоянной, равно 1,4 ·10-3 дж (м2/с). Из 100 единиц коротковолновой радиации, достигающей атмосферу Земли, 19 единиц поглощаются ее компонентами, 34 единицы возвращаются в космос (отражение от облаков и поверхности Земли). Из 47 единиц, поступающих на Землю, 4 - нагревают воздух, 2 - нагревают почву, 1 – участвует в фотосинтезе и 40 – используется для испарения воды и процессов транспирации в растениях. Длинноволновая радиация практически целиком (96%) достигает поверхности Земли и отражается от нее в виде длинноволновой, в интервале волн до 100 ммк. Хотя в атмосфере

20

совершаются многочисленные физические и химические процессы, ее приземный слой сохраняет практически неизменный состав. Приземный слой воздуха является смесью двух типов газов – видимой (облака, туман) и невидимой (водяного пара) – зависит от времени года, географической точки, высоты и многих других условий. Среднее количество влаги в атмосфере равно 200 т/га. Молекула Н2О в атмосфере в среднем находится 10 дней и дрейфует примерно на расстояние в 3000 км. Водяной пар сосредоточен в приземном слое атмосферы высотой до 10 км. На высоте 25 км возникают так называемые перламутровые облака, а на высоте 80 км серебристые облака, светящиеся в ночном небе (предполагается, что это частички космической пыли, окруженные ледяной оболочкой).

Атмосферный воздух городов это приземный слой воздуха нижней тропосферы, непосредственно окружающий город (жилые и промышленные объекты). Чистый воздух, лишенный пылевидных и газообразных элементов в природе не встречается, т.к. между атмосферой и земной поверхностью, гидросферой и биосферой постоянно осуществляется физико-химический и биологический обмен. Средний газовый состав атмосферы приводится в таблице 1.1. В атмосфере по объему азот составляет 78,09%, кислород – 20,94%, аргон – 0,93% и т.д. Средний газовый состав природной атмосферы. Суммарное содержание прочих газовых составляющих: 0,04 – 0,05 %, т.е. 400 – 500 ppm (частей на миллион).

Таблица 1.1. Средний газовый состав природной атмосферы

(основные газовые компоненты)