Вопрос 48.

Загрязнение – привнесение в среду или возникновение в ней новых, не характерных для среды химических, физических, биологических или информационных агентов; или повышение концентрации этих агентов сверх среднего наблюдавшегося количества или уровня.

Иными словами, загрязнение в общем виде – все то, что не в том месте, не в то время и не в том количестве, которые характерны (естественны) для природы и отличаются от обычно наблюдаемых норм. Загрязнение выводит системы природы из равновесия.

Все виды загрязнителей можно разделить по их природе 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.

Какие загрязнения можно отнести к физическим, химическим, биологическим и информационным?

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. В качестве биологического загрязнения может выступать и интродукция безобидных, на первый взгляд, видов (пример: усиленное размножение завезенных в Австралию кроликов, где у них не оказалось естественных врагов).

Информационное загрязнение – поток негативной информации, поступающей человеку по различным информационным каналам. Все беды и катастрофы мира мгновенно становятся общеизвестны и обрушиваются на индивидуума. Информационное загрязнение ощущают и другие биологические виды – разнообразные факторы беспокойства, которые несут информационную (сигнальную) нагрузку: шум, свет. К информационному загрязнению относятся и визуальное загрязнение, вызванное однообразной архитектурой.

ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ (по Одуму) - превышение содержания химических веществ над естественным уровнем или появление новых химических соединений в результате техногенного воздействия на биосферу, вызывающее изменение естественных химических свойств среды. Источниками химического загрязнения являются промышленные выбросы в атмосферу ядовитых веществ, твердые отходы различных отраслей промышленности, неочищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, пестициды и агрохимикаты, используемые в растениеводстве и т. п. Химическое загрязнение создает угрозу состоянию окружающей среды, здоровью человека.

Сжигание различных видов топлива является основной причиной глобального загрязнения атмосферы вредными газами (СО, CO2, NO3, S02, H2S, и др). Сбрасывание промышленных, сельскохозяйственных и бытовых стоков, нефти и нефтепродуктов в водоемы стимулирует процесс эвтрофикации, приводящий к ухудшению качества воды, дефициту содержания в ней кислорода и, как следствие этого, - исчезновению аборигенных видов растительного и животного мира. Накопление персистентных химических веществ, которые почти не разрушаются в природе, а также веществ, имеющих естественные механизмы разложения или усвоения (удобрения, тяжелые металлы и др.), в количествах, превышающих способность биосферы к их переработке, нарушает сложившиеся в ходе длительной эволюции природные системы и связи в биосфере, подрывает способность природных комплексов к саморегуляции. Следствием химического загрязнения природной среды является накопление токсичных веществ в пищевых и кормовых природных ресурсах. Одна из важных проблем химического загрязнения - радиоактивное загрязнение окружающей среды в результате ядерных испытаний, накопления радиоактивных отходов, а также при авариях на предприятиях ядерно-топливного цикла.

Экологические нарушения, вызываемые химическим загрязнением, проявляются в деградации экологических систем, сокращении численности и видового разнообразия растений и животных, снижении продуктивности лесов и сельскохозяйственных угодий. В результате разрушаются сложившиеся в ходе эволюции трофические цепи, а следовательно, и биоценозы, происходит неконтролируемое размножение устойчивых форм организмов (некоторые насекомые, микроорганизмы). В особо тяжелых случаях может наблюдаться полная деградация природной среды, вызывающая трансформацию растительного и животного мира, вплоть до исчезновения аборигенных видов. Масштабы химического загрязнения биосферы в настоящее время таковы, что естественные процессы метаболизма и «разбавляющая способность» атмосферы и гидросферы в ряде районов планеты не в состоянии нейтрализовать вредное влияние хозяйственной деятельности человека.

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.

Токсичность (от греч. toxikon-яд), способность вещества вызывать нарушения физиологических функций организма, в результате чего возникают симптомы интоксикаций (заболевания), а при тяжелых поражениях - его гибель.

Степень токсичности вещества характеризуется величиной токсической дозы - количеством вещества (отнесенным, как правило, к единице массы животного или человека), вызывающим определенный токсический эффект Чем меньше токсическая доза, тем выше токсичность

Различают среднесмертельные дозы (медианносмертельные, сокращенно ЛД50 или LD50), абсолютно смертельные (ЛД90-100,LD90-100), минимально смертельные (ЛД0-10, LD0-10), среднеэффективные (медианноэффективные, ED50) - вызывающие определенные токсические эффекты, пороговые (ПД50, РD50) и другие (цифры в индексе - вероятность в % появления определенного токсического эффекта - смерти, порогового действия и др.).

Наиболее часто используют величины ЛД50, ПД50 и ED50, которые статистически более достоверны по сравнению с другими.

Степень токсичности вещества характеризуется также предельно допустимой концентрацией (ПДК)-макс. кол-вом вещества в единице объема воздуха или воды, которое при ежедневном воздействии на организм в течение длительного времени не вызывает в нем патологических изменений, а также не нарушает нормальной жизнедеятельности человека.

Величины токсических доз (концентраций) характеризуют степень опасности веществ при определенных путях поступления его в организм. Существуют различные классификации веществ, учитывающие степень их опасности. В промышленной токсикологии наибольшее распространение получила классификация, предусматривающая 4 класса вредных веществ (см. табл.; иногда вместо термина "опасные" используют термин "токсичные").

При определении токсической дозы исследуют (экспериментально) зависимость эффект-доза, которую затем анализируют с помощью статистических методов (пробит-анализ и др.). Величина токсической дозы зависит от способа введения вещества или путей его поступления в организм, от вида животных, возрастных, половых и индивидуальных различий, а также от конкретных условий воздействия вещества.

При внутривенном, внутримышечном, подкожном и пероральном (через рот) введении, а также при накожной аппликации токсические дозы имеют размерности: мг/кг, мкг/кг, моль/кг и т.д. Часто используют также токсические дозы, отнесенные к единице поверхности тела, имеющие размерности: мг/м2, г/м2 и т.п. Это связано с тем, что подобные дозы некоторых веществ для разных лаб. животных и человека различаются в меньшей степени, чем дозы, отнесенные к единице массы. Этим пользуются в ряде случаев для анализа видовой чувствительности и переноса данных с лабораторных животных на человека.

Классификация ядовитых веществ.

Ядовитые вещества прежде всего делят на две категории. В зависимости от того, поступают они в организм извне или образуются в самом организме выделяют: экзогенные и эндогенные яды. Экзогенные яды поступают в организм из внешней среды и могут быть различными по своему происхождению или химической природе. Эндогенные яды образуются в самом организме. К ним относятся вещества, которые могут вырабатываться в организме как при нормальной жизнедеятельности, так и при различных патологических состояниях. При этом были использованы различные принципы: происхождение, химическая структура, механизм действия, степень токсичности и другие. Создание единой медико-биологической классификации ядов осложняется их политропностью действия.

Классификация токсических веществ по характеру действия на организм1. Удушающие: а. Простые удушающие, действие которых основано на вытеснении кислорода из выдыхаемого воздуха (азот, водород, гелий); б. Химически действующие, нарушающие газообмен в крови и в тканях, хотя кислород доставляется с вдыхаемым воздухом в достаточном количестве (окись углерода, синильная кислота).2. Раздражающие - вызывают раздражение слизистых оболочек дыхательных путей или непосредственно легких, что ведет к развитию воспалительных реакций.3. Летучие наркотики и родственные им вещества, действующие после поступления их в кровь. Оказывают, как правило, острое действие на нервную систему, вызывая наркоз. Учитывая особенности физико-химических свойств и биологического действия, эту группу делят на 5 подгрупп: А)Наркотические вещества, не обладающие ясно выраженным последействием (закись азота, углеводороды жирного ряда, эфиры). Б)Вещества, оказывающие вредное действие главным образом на внутренние органы (галогенопроизводные углеводороды жирного ряда). В)Вещества, обладающие, главным образом, действием на кроветворную систему (ароматические углеводороды). Г)Вещества, обладающие преимущественным действием на нервную систему (алкоголи, сернистые соединения жирного ряда). Д) Органические соединения азота, действующие преимущественно на кровь и кровообращение (анилин, нитробензол). Неорганические и металлорганические соединения. В эту группу отнесены вещества, не вошедшие в предыдущие группы и обладающие разными типами действия (ртуть, свинец, фосфор, металлорганические соединения, мышьяковистый и фосфористый водород и другие). С определенными оговорками все эти вещества могут быть отнесены к протоплазматическим ядам.

Классификация по производственному назначению (классификация пестицидов)

Типичным примером классификации по производственному назначению является классификация пестицидов. Так, например, среди них выделяют: -акарициды - средства для борьбы с клещами; -гербициды - средства для борьбы с сорными растениями; -зооциды и родентициды - средства для борьбы с грызунами; -инсектициды - средства для борьбы с вредными насекомыми; -фунгициды - средства для борьбы с микроскопическими грибами; -ихтиоциды - средства для борьбы с сорными видами рыб;

Классификации ядов по степени их токсичности. Выделяется 4 класса опасности:1. Чрезвычайно токсичные.2. Высокотоксичные.3. Умеренно токсичные. 4.Малотоксичные.

Классификация вредных веществ по степени опасности и функциональному воздействию на организм человека

По степени воздействия на организм человека вредные вещества в соответствии с ГОСТ 12.1.007 ССБТ "Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности" подразделяются на четыре класса опасности:

1 – вещества чрезвычайно опасные (ванадий и его соединения, оксид кадмия, карбонил никеля, озон, ртуть, свинец и его соединения, терефталевая кислота, тетраэтилсвинец, фосфор желтый и др.);

2 – вещества высоко опасные (оксиды азота, дихлорэтан, карбофос, марганец, медь, мышьяковистый водород, пиридин, серная и соляная кислоты, сероводород, сероуглерод, тиурам, формальдегид, фтористый водород, хлор, растворы едких щелочей и др.);

3 – вещества умеренно опасные (камфара, капролактам, ксилол, нитрофоска, полиэтилен низкого давления, сернистый ангидрид, спирт метиловый, толуол, фенол, фурфурол и др.);

4 – вещества малоопасные (аммиак, ацетон, бензин, керосин, нафталин, скипидар, спирт этиловый, оксид углерода, уайт-спирит, доломит, известняк, магнезит и др.).

Степень опасности вредных веществ может быть охарактеризована двумя параметрами токсичности: верхним и нижним.

Верхний параметр токсичности характеризуется величиной смертельных концентраций для животных различных видов.

Нижний – минимальными концентрациями, влияющими на высшую нервную деятельность (условные и безусловные рефлексы) и мышечную работоспособность.

Практически неядовитыми веществами обычно называют те, которые могут стать ядовитыми в совершенно исключительных случаях, при таком сочетании различных условий, которое в практике не встречается.

Различают химическую и физическую токсичность.

В основе химической токсичности лежит химическое взаимодействие веществ с тканями организма за счет ковалентных связей (соли ртути, мышьяк).

При физической токсичности вредные вещества связываются с тканями организма за счет Вандервальсовых сил. Физической токсичностью обладают наркотики (углеводороды, спирты, многие альдегиды).

По характеру воздействия на организм человека вредные вещества подразделяются на: 1) нервные яды. Вызывают судороги, паралич. К ним относятся: углеводороды, бензин, метиловый спирт, анилин, кофеин, стрихнин, никотин, сероводород, аммиак и др.;

2) печеночные яды. Вызывают структурные изменения печени – гепатиты. К ним относятся: хлорированные углеводороды, фосфор;

3) кровяные яды. К ним относятся: оксид углерода, нитро-, нитрозо- и амино- соединения ароматического ряда, свинец. Отравление бензолом вызывает резкое снижение числа лейкоцитов в крови, отравление свинцом – эритроцитов и гемоглобина. Оксид углерода связывает гемоглобин крови, образуя карбоксил-гемоглобин;

4) ферментные яды. Связывают жизненно важные ферменты – катализаторы организма. Сюда относятся: мышьяк, ртуть, синильная кислота и ее соли, а также фосфорорганические соединения, такие как табун, зарин, заман (боевые ОВ);

5) раздражающие яды. К ним относятся: сильные щелочи, кислоты, ангидриды кислот (оказывают местное действие на кожу), хлор, хлорпикрин, аммиак (действуют преимущественно на верхние дыхательные пути), окислы азота, фосген, дифосген, ароматические углеводороды (действуют на нижние дыхательные пути;

6) аллергены. Изменяют реактивную способность организма. Вызывают профзаболевания – дерматиты, бронхиальная астма; канцерогены. Способны вызывать злокачественные опухали. К ним относятся: печная сажа, каменноугольная смола, асбест, анилиновые красители;

7) мутагены. Вызывают нарушения в наследственном аппарате человека. Таким действием обладают органические перекиси (бензоина, изопропил бензола), хлорэтиламины.

8) эмбриотропные яды. Оказывают вредное воздействие на развитие плода в организме матери. Наиболее известный – толидамид.