1577

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ НАУКИ

______________________

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет

архитектуры и строительства» (ПГУАС)

В.С. Янин

ОСНОВЫ

ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ТОКСИКОЛОГИИ

Четвертое издание, исправленное и дополненное

Рекомендовано Редсоветом университета в качестве учебного пособия

для студентов, обучающихся по направлениям 20.03.01, 20.04.01 «Техносферная безопасность»,

23.03.03, 23.04.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», 27.03.01 «Стандартизация и метрология»,

23.03.01«Технология транспортных процессов»,

08.03.01«Строительство»

Пенза 2014

УДК 615.91; 613.63 ББК 28.071.081; Р284

Я62

Рецензенты: доктор технических наук, профессор зав. кафедрой "Техносферная безопасность" Пензенского государственного университета Н.Н. Вершинин; доктор технических наук, профессор зав.

кафедрой "Управление качеством и технология строительного производства" ПГУАС В.И. Логанина

Янин В.С.

Я62 Основы экологической токсикологии: учеб. пособие / В.С. Янин. – 4-е изд., испр. и доп. – Пенза: ПГУАС, 2014. – 196 с.

Рассмотрены токсическое и вредное воздействие в целом на организм человека и экосистемы наиболее распространенных в практике загрязняющих веществ, ионизирующих излучений и других негативных факторов, основные антропогенные источники их образования и поступления в окружающую среду и гигиеническое нормирование. В отдельных случаях изложены особенности трансформации токсикантов в природных условиях и в организмах, описана необходимая первая помощь при острых отравлениях и даны общие рекомендации по снижению токсической нагрузки в экологически неблагоприятных условиях.

Учебное пособие подготовлено на кафедре "Инженерная экология" и предназначено для студентов и аспирантов, для студентов, обучающихся по направлениям 20.03.01, 20.04.01 «Техносферная безопасность» при изучении дисциплин "Основы токсикологии", "Основы медицинских знаний", "Промэкология", "Промсанитария", "Приборы и методы контроля окружающей среды и экологический мониторинг"; 08.03.01 "Строительство", 27.03.01 «Стандартизация и метрология», 23.03.03, 23.04.03 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», 23.03.01 «Технология транспортных процессов», 08.03.01 «Строительство» при изучении дисциплин "Безопасность жизнедеятельности", "Нормативы по защите окружающей среды", "Сертификация продукции", а также при разработке раздела "Экологичность и безопасность" выпускной квалификационной работы. Может быть полезно для широкого круга читателей, интересующихся влиянием загрязнения окружающей среды на здоровье человека и возможностями снижения токсической нагрузки.

©Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, 2014

©Янин В.С., 2014

2

ПРЕДИСЛОВИЕ

Обеспечение экологической безопасности в условиях непрерывного роста техногенной и антропогенной нагрузки на биосферу в целом становится все более актуальной задачей. Анализ влияния факторов окружающей на здоровье человека и экосистемы непрерывно углубляется с развитием научных исследований, установлением новых фактов и уточнением ранее выявленных обстоятельств.

Среда обитания человека быстро изменяется вследствие внедрения в практику новых веществ, материалов и технологий. Происходит быстрый рост уровня физических загрязнений, прежде всего в виде электромагнитных излучений (ЭМИ), акустических и вибрационных воздействий. Стремительно увеличивается информационное загрязнение, использование ген- но-модифицированных организмов и продукции на их основе. В пищевом рационе людей все больше преобладает продукция с многочисленными неблагоприятными для здоровья добавками. Истощение почв, применение индустриальных технологий производства сельскохозяйственных культур

иживотных с применением широкого спектра пестицидов, гормональных препаратов, антибиотиков, антидепрессантов и прочих биохимических добавок приводит к чрезмерному загрязнению продуктов питания с потенциально высокой угрозой для здоровья человека и нарушению равновесия

вэкосистемах. Содержание биологически активных компонентов в продуктах питания, в особенности антиоксидантов и витаминов, снизилось за последние 60-70 лет примерно на 80 %. Применение искусственных витамин- но-минеральных комплексов не решает проблемы, так как в последние годы выявлены серьезные отсроченные проблемы в виде сокращения продолжительности жизни при их систематическом применении.

Все более значительным становится негативное влияние автотранспорта на окружающую среду и здоровье человека.

Перечисленные выше обстоятельства, а также положительный опыт использования предыдущего 3-го издания учебного пособия «Основы экологической токсикологии», изданного в 2007 г, требуют определенного дополнения и некоторых исправлений с учетом изменившейся нормативной базы и новой информации.

Автор надеется, что предлагаемое 4-е издание будет полезным для студентов и магистров, обучающихся по различным направлениям подготовки при изучение таких обязательных дисциплин, как «Экология»

и«Безопасность жизнедеятельности», а также более специальных – для направлений: «Техносферная безопасность» («Основы токсикологии», «Основы медицинских знаний», «Экологическое право» и др.), «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» («Экологические требования к предприятиям автотранспортного комплекса», «Системы защиты окружающей среды и безопасность жизнедеятельности на транспорте») и направления «Технология транспортных процессов». В целом, информация о влиянии различных видов загрязнений окружающей среды на здоровье человека и рекомендации по снижению негативных воздействий даны в доступной и краткой форме и представляют несомненный интерес для широкого круга читателей.

3

ВВЕДЕНИЕ

Неуклонное снижение уровня здоровья людей вызывает серьезное беспокойство и, как следствие этого, пристальное внимание к причинам, порождающим эту тенденцию. Среди множества причин, несомненно, одной из важнейших является непрерывное ухудшение состояния окружающей среды вследствие ее массированного химического, физического, биологического и радиоактивного загрязнения, которое в целом, по мнению большинства ученых, приняло угрожающий характер из-за стремительного роста численности людей на планете (примерно в 6 раз за последние 150 лет) и быстрого увеличения индивидуального уровня потребления в большинстве стран. На этом фоне возникла тенденция нарушения иммунитета и неуклонного роста многих видов заболеваний, в том числе аллергических, генетических дефектов у новорожденных (до 9,8–10 % в Санкт-Петербурге, Лос-Анджелесе и других крупных городах). Успехи медицины в работе по снижению детской смертности приводят к выживанию значительной доли детей со значительными генетическими дефектами. При уровне генетических дефектов 12 % и более популяция вымирает. Генетическое утомление человеческой популяции вызывает у научной общественности самое серьезное беспокойство.

Экология как многоотраслевая наука, обобщающая знания различных научных дисциплин, оказалась на переднем крае решения многих острых и болезненных проблем.

При любом подходе к содержательной стороне современной экологии и обеспечению техносферной безопасности обязательным, на наш взгляд, является анализ и решение трех основных задач:

1)выявление источников и объемов поступления в окружающую среду различных видов загрязнений, негативных воздействий в целом;

2)установление характера вредного воздействия загрязнений на здоровье человека и экосистемы, особенностей их трансформации в природных условиях;

3)уменьшение количества загрязнений, вредных воздействий в местах их образования и ограничение их движения, а следовательно, и негативных последствий в биосфере.

Предлагаемое учебное пособие ориентировано на рассмотрение второй из трех перечисленных задач, то есть на анализ воздействия вредных, наиболее распространенных и опасных видов химического, физического, радиоактивного и радиационного загрязнений окружающей среды на здоровье человека. При этом указываются наиболее важные источники поступления в окружающую среду того или иного экотоксиканта, негативного фактора, механизмы их воздействий на организм и санитарно-ток- сикологические характеристики и нормативы. В отдельных случаях приводятся необходимые меры срочной неотложной помощи. Даются некоторые рекомендации по снижению токсической нагрузки в экологически неблагополучных регионах. Перечень рассматриваемых токсичных и опасных загрязняющих веществ ограничен наиболее распространенными на практике.

4

1. ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

И САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ИХ ВОЗДЕЙСТВИЯ

За последние 50–60 лет произошло резкое возрастание загрязнения окружающей среды в подавляющем большинстве стран. При этом, кроме традиционных загрязняющих веществ (пыль, угарный газ, углеводороды, оксиды серы и азота, некоторые органические и радиоактивные вещества), стало возрастать поступление в окружающую среду соединений многих тяжелых и цветных металлов, ряда токсичных неметаллов, а также органических веществ – ксенобиотиков (чужеродных для биосферы). В результате вредное токсическое воздействие указанных загрязнений постепенно выдвинулось на первые позиции, так как их удаление из окружающей среды (почвы, донных отложений, подземных и поверхностных вод) происходит чрезвычайно медленно, и токсическая нагрузка на все живые организмы растет из-за непрерывного вовлечения в пищевые цепи, то есть воздействие становится хроническим.

По причине демографического взрыва, роста индивидуального уровня потребления, развития сферы производства и услуг массовое поступление загрязняющих веществ в окружающую среду резко возросло по сравнению с природным. Во многих регионах сложились антропогенные геохимические аномалии, то есть образовались участки, территории, значительно отличающиеся по химическому составу почв и других объектов окружающей среды по сравнению с природными фоновыми.

Основные группы источников загрязнения окружающей среды приведены на схеме 1.

5

В большинстве случаев геохимические аномалии характеризуются накоплением высоко- и сверхтоксичных элементов и их соединений. В результате вредного комплексного действия токсикантов происходит неуклонный рост заболеваемости населения, так как большинство тяжелых металлов и других загрязняющих веществ вызывают ослабление иммунитета, генетические изменения, аллергизацию организма и рост заболеваемости традиционными болезнями (рис. 1.1; 1.2).

Рис. 1.1. Уровни загрязнения почв (а) и строительных материалов (б) в различные исторические эпохи:

1–7 – почвы разного возраста: 1 – ранее культурного слоя;

2 – I в. до н.э. – VI в. н.э.; 3 – XIII в.;

4 – XIII – XVI вв.;

5 – XVII–XVIII вв.;

6 – ХIХ – ХХ вв.;

7 – ХХ в.;

I – IV строительные материалы разного возраста:

I – известняк XVI в.;

II – кирпич XV-ХVIII вв.;

III – кирпич ХХ в.;

IV – бетон ХХ в.

Стремительный рост численности автотранспортных средств в конце XX века дополнительно увеличил токсическую и иные виды нагрузок на организм человека, что, в свою очередь, привело к значительному повышению числа различных видов заболеваний, росту интегрального риска ухудшения здоровья (рис. 1.3–1.6).

7