Лекция 4
ЭКОЛОГИЯ И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА
1.Классификация загрязнений.
2.Химические загрязнения и здоровье человека.
3.Биологические загрязнения и болезни человека.
4.Влияние звуков на человека.
5.Погода и самочувствие человека
1. Классификация загрязнений
Загрязнение – привнесение в среду или возникновение в ней новых, не характерных для среды химических, физических, биологических или информационных агентов, повышение концентрации этих агентов сверх среднего наблюдавшегося количества или уровня.
Все виды загрязнителей можно разделить на:
Физические
Химические
Биологические
Информационные.
Кроме того, существуют классификации загрязнителей по их происхождению (сельскохозяйственные, промышленные, бытовые), по степени их опасности (классы опасности) и ряд других.
Физическое загрязнение включает в себя:
-тепловое загрязнение (один из основных источников – теплоэлектростанции, особенно в случае наших отапливающих “улицу” теплосетей),
-световое загрязнение (фактор беспокойства для многих биологических видов)
-электромагнитные поля (возникают вокруг высоковольтных линий электропередач, а также создаются многочисленными бытовыми приборами, мобильными телефонами и т.д.)
-радиационное загрязнение – связано с дополнительным (к естетсвенному фону) облучением из-за попадания в среду радионуклидов (в том числе, отсутствовавших в биосфере ранее – например, плутоний) вследствие плановых и аварийных выбросов. Причиной дополнительного облучения могут быть также медицинские операции (например, рентгеновское обследование).
Химическое загрязнение. Один из старейших видов загрязнения окружающей среды, с которым сталкивался человек. Включает минеральные и органические вещества. Различают разрушаемые и стойкие химические загрязнители. Последние особо опасны, так как могут накапливаться в биосфере. Наличие стойких загрязнителей объясняется тем, что человек синтезировал новые вещества и даже классы веществ, которые ранее отсутствовали в биосфере, а следовательно, в природе отсутствуют естественные пути утилизации этих веществ. Примером чрезвычайно стойкого загрязнителя является инсектицид ДДТ: не смотря на то, что его не применяют уже несколько десятков лет, ДДТ обнаруживает в крови животных, обитающих в самых удаленных уголках земного шара, где этот ядохимикат никогда не применялся.
Биологическое загрязнение –это привнесение в среду и размножение в ней нежелательных для человека организмов; привнесение патогенных микроорганизмов.
Информационное загрязнение – поток негативной информации, поступающей человеку по различным информационным каналам. Особенно актуальным информационное загрязнение стало в последнее время: члены современного информационного общества постоянно подвергаются воздействию лавины негативной информации. Все беды и катастрофы мира мгновенно становятся общеизвестны и обрушиваются на индивидуума. К информационному загрязнению относятся и визуальное загрязнение, вызванное однообразной архитектурой.
2. Химическое загрязнение
Виды химических загрязнителей.
Среди химических загрязнителей выделяют:
-Ксенобиотики - вещества, чужеродные по отношению к живым организмам и не входящие в естественные биогеохимические циклы.
-Экотоксиканты - ядовитые вещества антропогенного происхождения, вызывающие серьезные нарушения в структурах экосистем.
-Суперэкотоксиканты (СЭТ)- вещества, обладающие в чрезвычайно малых дозах мощным токсическим действием. Для СЭТ фактические теряет смысл введение ПДК. К тому же, они сильно повышают чувствительность живых организмов к другим, менее сильным загрязнителям.
Загрязняющие вещества, подвергаясь комплексному воздействию различных факторов среды, трансформируются, в результате чего их токсичность может изменяться.
Примеры трансформации загрязнителей:
Гербицид симазин окисляется в канцерогенное для млекопитающих вещество
Восстановление тетрахлорметана в печени млекопитающих с образованием свободных радикалов, которые повреждают печень
Образование намного более токсичной диметилртути (по сравнению с металлической ртутью) после прохождения по цепям питания.
По силе и характеру воздействия на окружающую среду загрязнения бывают:
-Импактные (разовые, залповые)
-Постоянные (хронические, перманентные)
-Постепенно нарастающие и катастрофические
-Тяжелые металлы.
Тяжелым металлом (т.м.) называется металл с плотностью 8 тыс. кг/м3 и более (кроме благородных и редких). К т.м. относятся: свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, сурьма, олово, висмут, ртуть. Основной поставщик – предприятия цветной металлургии. Для таких предприятий характерно наличие 5 км- зоны максимальных концентраций т.м. и 20-50 км- зоны повышенных концентраций. Сильное загрязнение свинцом и другими тяжелыми металлами наблюдается вокруг автострад.
Растения могут накапливать тяжелые металлы, являясь промежуточным звеном в цепи почва –> растение –> животное –> человек (или минуя животных).
Тяжелые металлы являются ядами. Механизмы их токсического действия различны. Многие металлы при определенных концентрациях ингибируют действие ферментов (медь, ртуть). Некоторые металлы образуют хелатоподобные комплексы с обычными метаболитами, нарушая обмен веществ (железо). Другие металлы повреждают клеточные мембраны, изменяя их проницаемость и другие свойства. Некоторые металлы конкурируют с необходимыми организму элементами (Sr-90 может замещать в организме Ca, Cs-137 – калий, кадмий может замещать цинк ).
Пестициды
Пестициды поступают в биосферу путем непосредственного внесения, с протравленными семенами, отмирающими частями растений, трупами насекомых, мигрируют в почве и водах. Даже при низких концентрациях в воде пестициды опасны из-за способности некоторых организмов накапливать эти вещества в своих тканях. Особую опасность представляют стойкие и кумулятивные (т.е. накапливающиеся в экосистемах) пестициды, которые обнаруживаются спустя десятки лет после применения.
Выявлены такие негативные аспекты воздействия пестицидов на биологические объекты как мутагенный, канцерогенный, аллергенный.
Нефть и нефтепродукты.
Нефтепродукты – один из наиболее характерных загрязнителей Мирового океана. Влияние нефтяного загрязнения на заключается в следующем:
-Непосредственноеотравление организмов с летальным исходом
-Прямое обволакивание птиц и других организмов нефтепродуктами. Нефтепродукты нарушают изолирующие функции оперения, а при попытке очистить перья птицы заглатывают нефтепродукты и погибают.
-Изменения в организмах, вызванные проникновением нефтепродуктов
-Изменение химических, физических и биологических свойств среды обитания.
Наибольшую опасность представляют ароматические углеводороды, растворимые в воде. Смертельные концентрации ароматических углеводородов для мальков и икры очень низки (10-4%). Накопление ПАУ не только ухудшает вкус съедобных организмов (например, моллюсков, рыб), но и является опасным, так как эти вещества канцерогенны. Так, концентрация канцерогенных углеводородов в ткани мидий, выловленных в районе порта Тулон (Франция), достигала 3,5 мг на кг сухого веса.
Воздействие химических загрязнителей на человека
Различают два вида воздействия химических загрязнителей на человека:
Специфическое - приводит к возникновению определенных заболеваний в результате избирательного воздействия на органы и ткани организма - при высоких дозах
Неспецифическое - способствует росту заболеваний, этиологически связанных с другими факторами; возникает при хроническом воздействии небольших доз.
Специфическое действие. Отравление кадмием вызывает болезнь итай-итай. хронич. болезнь, вызванная отравлением людей, потребляющих в пищу рис, зараженный кадмием, содержащимся в ирригационной воде. Характеризуется деформацией скелета с заметным уменьшением роста, поясничными болями, болезненными явлениями в мышцах ног, поражением почек.
«Масляные» болезни при воздействии хлорорганических веществ. В 1968 году в Японии на производстве по очистке рисового масла в него попали трансформаторные масла. В результате использования в пищу этого загрязненного масла пострадало около 2 тысяч человек и 149 человек скончались. Заболевание характеризовалось общим истощением, недомоганием, головной болью, затруднением дыхания, часто присоединялись инфекции верхних дыхательных путей, отмечались онемение и боли в конечностях. Особенность масляной болезни — длительное течение и выздоравливающие и спустя несколько лет жаловались на постоянные головные боли, онемение конечностей, общую слабость. У женщин, заболевших болезнью Ю-Шо, во многих случаях дети рождались мертвыми и с врожденными пороками развития.
Употребеление в пищу рыбы, отравленнной ртутью, приводит к болезни минамата. Одно из самых массовых отравлений ртутью произошло в Японии в начале 50-х. На острове Кюсю в городе Минамата работал химкомбинат, сливавший отходы в море. Тысячи японцев отравились и умерли, используя в пищу моллюсков и рыб, выловленных в заливе. Теперь эту болезнь называют - "болезнь Минамата". Самое страшное - она поражает генный аппарат и передается по наследству. К основным симптомам у детей относятся нарушения координации движений рук, походки и речи.
И так далее - список можно продолжать: сколько есть специфических ядов, столько и специфических болезней.
Общетоксическое действие высоких доз тяжелых металлов на человека приводит к поражению или изменению деятельности нервной системы, органов кроветворения, эндокринной системы. Некоторые загрязняющие вещества, помимо общетоксического действия, обладают канцерогенным эффектом (химическое (вещество) или физическое (излучение) воздействие на организм человека или животного, повышающее вероятность возникновения злокачественных новообразований (опухолей)).. Специфическое канцерогенное действие выявлено у следующих веществ: мышьяка, кобальта, кадмия, хрома (VI), некоторых полициклических ароматических углеводородов (например, бенз(а)пирен), у некоторых пестицидов. Химические загрязняющие вещества избирательно накапливаются в различных органах и тканях человека. Обычно они аккумулируются в органах с интенсивными биохимическими процессами – в печени, почках, эндокринных железах.
В результате загрязнения атмосферы в индустриальных районах проявляются неспецифические реакции - увеличение заболеваемости и смертности, снижение средней продолжительности жизни, нарушения иммунной системы, замедление физического развития детей, аллергические реакции, синдром хронической усталости и т.д.