Окружающая среда и здоровье человека

  Оксиды, взвешенные частицы. В атмосферном воздухе повсеместно присутствуют твердые взвешенные частицы, оксиды серы, азота, углерода, фенол, формальдегид. Оксиды серы SO₂, SO₃, азота NO, NO₂, монооксид углерода СО - «кислые» газы со специфическим, относительно однотипным характером влияния на органы дыхания. Вследствие образования слабых кислот при соприкосновении со слизистыми оболочками дыхательных путей они раздражают и прижигают слизистые, вызывая тем самым начальные морфологические повреждения эпителия и угнетение местного иммунитета. Чем менее растворимы газы, тем глубже они проникают в дыхательные пути. Оксиды, прежде всего диоксид серы, адсорбируются на твердых взвешенных частицах, глубина проникновения которых в организм зависит от их размеров: чем мельче частицы, тем больше их поступает в бронхи и альвеолы. Раздражение сопровождается выбросом гистаминов, что может приводить к бронхоспазмам, а в дальнейшем - к формированию астмоидного бронхита и бронхиальной астмы.

  Кислые  аэрозоли повреждают не только органы дыхания. Тонкая эпителиальная пленка слизистой дыхательных путей  с обильным кровоснабжением не препятствует быстрому всасыванию загрязнителей  в кровь и их распространению  внутри организма. Повсеместное загрязнение  атмосферного воздуха оксидами серы, азота, углерода - одна из причин гипоксии организма, поскольку поллютанты быстро соединяются с гемоглобином крови, образуя сульфагемоглобин, метгемоглабин, карбогемоглабин, блокируют тем  самым доставку кислорода к органам  и тканям. На фоне гипоксии угнетаются окислительно-восстановительные процессы в головном мозге, внутренних органах (сердце, печени), мышцах тела. Практически  все указанные оксиды оказывают  полиморфное неблагоприятное действие на морфофункциональное состояние  нервной, сердечно-сосудистой системы, органов пищеварения, органов зрения и слуха, они оказывают также  гонадотропное и эмбриотоксическое  действие.

  Нитриты и нитраты, поступая в организм, оказывают  расширяющее действие на сосуды, вызывают понижение артериального давления. Выраженное нейротропное действие монооксида углерода при хроническом воздействии  вызывает астено-вегетативные явления, нарушение психики, токсическое  поражение ткани щитовидной железы, может способствовать ее гиперплазии. Постоянное воздействие на население  оксидов углерода, серы, азота и  других загрязнителей создает предпосылки  для снижения общей резистентности, работоспособности и в целом  к хроническому популяционному утомлению, особенно в крупных промышленных городах.

  Диоксины. Это обширная группа высокотоксичных полихлорпроизводных соединений, стойких и широко распространенных загрязнителей окружающей среды. Источниками диоксинов являются многие отрасли народного хозяйства: химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная, металлургическая промышленность, производство трансформаторов, конденсаторов, теплообменников, пестицидов и пр. Диоксины образуются при высокотемпературных процессах переработки хлорсодержащей продукции. Они отличаются термической устойчивостью, резистентностью к химическому разложению, слабой растворимостью в воде. Расширение масштабов производства ряда химических соединений, их использование в военных целях сопровождается опасностью воздействия диоксинов не только на лиц, профессионально контактирующих с ними, но и на население.

  Основное  депо накопления диоксинов - верхние  слои почвы, где их период полуразложения превышает 10 лет; в водной среде этот период составляет более года; в  воздухе - 24 дня. Длительное сохранение диоксинов во всех объектах природной  среды способствует тому, что они  активно переносятся по цепям  питания и, таким образом, постоянно  действуют на живые организмы. Подвижность диоксинов в природной среде увеличивают содержащиеся в ее объектах органические растворители, нефтепродукты и другие органические вещества.

  Диоксины  являются наиболее сильными синтетическими ядами, по отношению к которым  у человека эволюционно не сформированы естественные механизмы защиты. Основной мишенью воздействия диоксинов  является печень, где происходит не только кумуляция, но и обезвреживание диоксинов ферментами монооксигеназной системы печени; производные этого  метаболизма выделяются из организма  с желчью и мочой. В результате токсического действия ядов происходит дегенерация паренхиматозных печеночных клеток, фиброзные изменения, что  проявляется через биохимические  параметры и разнообразные дисфункции печени.

  Специфические диоксиновые заболевания - хлоракне и масляная болезнь Юшо-Ю-Ченг. Хлоракне (хлористые угри) - рецидивирующее воспаление сальных желез кожи. Заболевание  длится годами, практически не поддается  медикаментозному лечению, приводит к  образованию рубцов на коже, ее обезображиванию  и пигментации. Масляная болезнь  Юшо-Ю-Ченг - массовые пищевые отравления диоксинами населения японской провинции  Юшо в 1968 г. и тайваньской Ю-Ченг в 1979 г. Пострадали тысячи жителей из-за употребления риса, загрязненного несколькими  соединениями из группы диоксинов. Кроме  кожных проявлений у пострадавших выявлены тяжелые поражения печени, внутренних органов, нервной системы.

  Диоксиновое отравление характеризуется медленным  развитием и проявляется выраженной утомляемостью, раздражительностью, расстройствами сна и головными болями, нарушениями  пищеварения и эндокринной системы, болями в мышцах, суставах, слабостью  в нижних конечностях, потерей массы  тела. С подавлением иммуно-ферментных систем организма, а также выраженной активацией диоксинами перекисного  окисления липидов связывают  ускоренное старение организма людей, подвергшихся воздействию диоксинов, раннее появление заболеваний, характерных  для пожилых людей, и преждевременную  смерть. В перечне опасных эффектов, вызываемых диоксинами, - нарушение  репродуктивной функции. Диоксины 2,4Д  и 2,4,5Т вызывают аборты, мертворождения и патологию новорожденных. Большинство  диоксинов, попав в материнский  организм, могут проникнуть через  плаценту и явиться причиной гибели плода, уродства новорожденных, отставания в росте, умственного недоразвития младенцев, появления опухолей.

  Тяжелые металлы. Из 108 элементов Периодической системы Д.И.Менделеева более трех четвертей составляют металлы, играющие важную роль в жизнедеятельности не только человека, но и всей биоты. К легким относят металлы с плотностью менее 4,5 г/см³ -плотности железа, которая принята за эквивалент. Это калий, натрий, алюминий, бериллий и др. Тяжелые металлы - цинк, медь, хром, свинец, кадмий, ртуть, таллий, селен и многие другие. Мышьяк (полуметалл) обычно причисляют к тяжелым металлам.

  Большинство металлов являются эссенциальными, т.е. жизненно необходимыми. Они не синтезируются  в организме и должны поступать  из окружающей среды. Многие эссенциальные  металлы необходимы в малых дозах - это микроэлементы, которые действуют  как координаторы ферментов, витаминов  в организме: кобальт - витамин В₁₂, хром обеспечивает толерантность глюкозы, железо и медь участвуют в образовании гемоглобина, цинк - компонент многих ферментов. Элементы, используемые организмом в относительно больших количествах, называют макроэлементами: натрий, кальций, фосфор и пр.

  Некоторые металлы (цинк, хром, никель, медь, железо, марганец и др.) проявляют не только эссенциальное, но и токсическое  действие на организм в зависимости  от концентрации. Свинец, кадмий, ртуть, таллий, алюминий являются токсичными для организма элементами, хотя не исключается вероятность их использования  организмом в микродозах в процессе жизнедеятельности, однако убедительных доказательств этому не имеется .

  Поступление тяжелых металлов в окружающую среду  связано с активной деятельностью  человека. Их основные источники - промышленность, автотранспорт, котельные, мусоросжигающие  установки и сельскохозяйственное производство. К отраслям промышленности, загрязняющим окружающую среду тяжелыми металлами, относятся черная и цветная металлургия, добыча твердого и жидкого топлива, горнообогатительные комплексы, стекольное, керамическое, электротехническое производство и др. Свинец широко используется в производстве аккумуляторов, оболочек электрических кабелей, медицинской техники, хрусталя, оптического стекла, красок, многочисленных сплавов и т.д., не говоря уже о производстве, связанном с его получением. В сельскохозяйственном производстве загрязнение почвы тяжелыми металлами связано с использованием удобрений и пестицидов. Транспорт является источником более половины всех выбросов в атмосферу. Котельные, работающие на твердом и жидком топливе, загрязняют окружающую среду не только тяжелыми металлами, но и различными оксидами. Сжигание мусора сопровождается поступлением в биосферу целого ряда тяжелых металлов: кадмия, ртути, свинца, хрома и др. Попавшие в окружающую среду соединения тяжелых металлов загрязняют атмосферный воздух, воду, почву, попадают в растения и организмы животных, населяющих данную местность. Соединения тяжелых металлов поступают в организм преимущественно через желудочно-кишечный тракт с пищевыми продуктами, водой, медикаментами, в меньшей степени - через органы дыхания.

  Тяжелые металлы влияют практически на все  системы организма, оказывая токсическое, аллергическое, канцерогенное, гонадотропное  действие. Доказано эмбриотоксическое  действие тяжелых металлов через  фетоплацентарную систему, а также  их мутагенный эффект. Многие тяжелые  металлы обладают тропностью - избирательно накапливаются в определенных органах  и тканях, структурно и функционально  нарушая их. Выбор тропного органа зависит также от дозы и пути поступления  тяжелых металлов в организм.

  Мутагенные  и канцерогенные  вещества. Многочисленные эпидемиологические, лабораторные и клинические наблюдения свидетельствуют о наличии причинно-следственных связей между загрязнением окружающей среды и повреждением генетической информации организма человека.

  Мутаген - это фактор окружающей среды или  факторэндогенной природы, способный  нарушать генетические программы клеток и вызывать в организме изменения  наследственных свойств. Мутагенной активностью  обладают многочисленные и широко распространенные загрязнители химической и физической природы, а также вирусы, бактерии и пр. Обширная группа наследственных болезней обусловлена либо отклонениями от нормального содержания хромосом, либо генетическими дефектами в  результате мутаций в отдельных  участках хромосом.

  Опасность для генетического аппарата половых  и соматических клеток представляют радионуклиды, которые могут провоцировать  наследственные заболевания и злокачественные  новообразования. На сегодняшний день радиация является наиболее полно изученным  мутагенным фактором риска здоровью человека. Все большее признание  получает модель допорогового влияния  мутагенов на организм, особенно в  период активного роста и созревания. Одной триллионной доли грамма диоксина достаточно, чтобы нарушить работу иммунной системы человека, внести искажения в его генетический аппарат. Мутагенной активностью обладают и низкие допороговые дозы радиационных загрязнителей. Мутагены, действуя в  минимальных допороговых дозах  и концентрациях загрязнителя, снижают  общую резистентность организма, что  вызывает разнообразные биологические  эффекты.

  По происхождению  химические мутагены можно разделить  на три основные группы:

  · органические и неорганические соединения естественного  происхождения (оксиды азота, нитриты, нитраты, алкалоиды и др.);

  · продукты переработки природных соединений на энергоемких производствах (полициклические  ароматические углеводороды, соли тяжелых  металлов и др.);

  · продукты химического синтеза, прежде не встречавшиеся  в природе, а потому очень опасные  для здоровья, так как к ним  не выработаны естественные эволюционные механизмы защиты: пестициды, полихлорбифенилы, некоторые лекарственные препараты. В частности, печально известный талидомид в результате массового применения беременными женщинами вызвал у новорожденных тяжелые врожденные пороки развития.

  Канцерогенным называется вещество (фактор), воздействие  которого достоверно увеличивает частоту  возникновения доброкачественных  и/или злокачественных опухолей в популяции человека и/или сокращает  период развития этих опухолей. Главным  критерием канцерогенной опасности  вещества для человека являются наличие  контакта с этим веществом, экспериментально полученные данные о его канцерогенности, результаты эпидемиологических исследований, проведенных по методу «случай-контроль», или когортных исследований.

  Международное агентство по изучению рака (МАИР) ранжирует  изученные соединения по 4 группам:

  Группа 1 - вещества, роль которых в возникновении  опухолей у человека безусловно доказана. В эту группу включено 66 веществ, в том числе мышьяк, никель, асбест, хром, винилхлорид, бензол, радон и  продукты его распада.

  Группа 2 разделена на две подгруппы:

  к подгруппе 2А отнесено 60 веществ, канцерогенный  эффект которых для животных имеет  высокую степень доказательства, а для человека - ограниченные доказательства (например, бензапирен, бериллий и его  соединения, формальдегид, кадмий);

  к подгруппе 2В отнесено свыше 230 веществ, с определенной степенью вероятности вызывающих рак  у человека, т.е. их канцерогенность  для человека убедительно не доказана при отсутствии свидетельств, полученных в результате опытов на животных (кобальт, ацетальдегид, бензин атомобильный, четыреххлористый углерод и др.).

  К группе 3 относятся вещества, которые не могут быть классифицированы в отношении  их опухолеродной активности для  человека.

  К группе 4 относятся неканцерогенные для  человека вещества.

  Многочисленные  исследования свидетельствуют о  высоком уровне содержания канцерогенных  веществ химической природы в  объектах окружающей среды. Полициклические  ароматические углеводороды, нитрозамины  и их предшественники, тяжелые металлы, винилхлорид, формальдегид, бензол и  иные канцерогенные соединения являются основными загрязнителями атмосферного воздуха в городах с развитой химической и нефтехимической промышленностью. На этих территориях определены высокие  антропогенные нагрузки фактических  концентраций канцерогенных веществ  на разные группы населения с учетом характеристики места проживания, профессиональных факторов вредности, вредных привычек.