Окружающая среда и здоровье человека

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.

ПРИРОДНЫЕ ГЕОХИМИЧЕСКИЕ АНОМАЛИИ КАК ПРИЧИНА НАРУШЕНИЙ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ

Природно-антропогенные  биогеохимические круговороты химических веществ являются причиной многочисленных изменений в состоянии здоровья населения, приводя к развитию эндемических, т.е. массовых, заболеваний, специфичных для определенной местности. Убедительно доказаны причинно-следственные связи между заболеваемостью населения и дефицитами в природе йода, селена, фтора. Эти дефициты сопровождаются дисбалансом многих других жизненно необходимых химических элементов в объектах природной среды, что в свою очередь усиливает неблагоприятные тенденции в здоровье населения.

В организме человека и животных с помощью современных  аналитических методов обнаружено около 70 химических элементов. Эти элементы в зависимости от их биологического значения условно разделены на следующие группы:

• незаменимые элементы, входящие в состав ферментов, гормонов и витаминов: O, C, H, Ca, P, K, S, Cl, Na, Mg, Zn, Fe, Cu, I, Mn, V, Mo, Co, Se;
• постоянно определяемые в животных организмах элементы, биологическое значение которых изучено еще недостаточно: Sr, Cd, F, Br, B, Si, Cr, Be, Ni, Li, Cs, Sn, Al, Ba, Rb, Ti, Ag, Ga, Ge, As, Hg, Pb, Bi, Sb, U, Th, Ra;
• обнаруживаемые в организме животных и человека элементы, в отношении которых данные о количественном содержании в тканях, органах и биологической их роли отсутствуют: Nb, La, Pr, Sm, Tb, W, Re, Au. [1, 112]

Человек и животные получают микроэлементы из продуктов питания, воды и атмосферного воздуха. Микроэлементы являются экзогенными химическими факторами, играющими значительную роль в таких жизненно важных процессах, как рост, размножение, кроветворение, клеточное дыхание, обмен веществ и др. Микроэлементы образуют с белками организма специфические металлорганические комплексные соединения, являющиеся химическими регуляторами биохимических реакций. Входя в состав ферментов, гормонов и витаминов, микроэлементы выполняют роль катализаторов биохимических процессов. В случае аномального содержания или нарушенного соотношения микроэлементов в окружающей среде (в воде, пищевых продуктах) в организме человека могут развиваться нарушения с характерными клиническими симптомами.

ВОДА КАК  ФАКТОР ЗДОРОВЬЯ

Значение воды для  поддержания здоровья населения  на высоком уровне обусловлено той  ролью, которую она играет для удовлетворения физиологических и гигиенических потребностей, а также для рекреационных целей. Основными источниками загрязнения гидросферы являются промышленные сточные воды, дренажные воды с орошаемых земель, организованный и неорганизованный сток с территорий населенных пунктов и промышленных площадок, сельскохозяйственных полей и крупных животноводческих комплексов, а также водный транспорт.

Водным путем передается большинство кишечных инфекций: брюшной  тиф, дизентерия, паратифы, сальмонеллезы, холера и др. Доказана роль воды при распространении эпидемиологического гепатита А, (болезнь Боткина) и полиомиелита, являющихся вирусными заболеваниями, большой группы так называемых антропозоонозов, передающихся от больного животного человеку. Определенное значение имеет водный фактор и в передаче аденовирусных инфекций, амёбиаза, лямблиоза и большой группы гельминтозов. Такая гамма заболеваний, передаваемых водным путем, неудивительна, так как из 55 млрд. человек на планете Земля – 3,5 млрд. пьют загрязненную воду. Инфекционные и паразитарные заболевания возникают при различных видах водопользования: централизованном и децентрализованном хозяйственно-питьевом водоснабжении из загрязненных источников, купании в водоемах и бассейнах, а также талассотерапии. Наиболее часто причинами эпидемиологических вспышек водного характера являются нарушения в целостности водопровода и канализации. Прорыв канализации приводит к подтоплению водопроводных колодцев сточными водами и массовому загрязнению питьевой воды патогенными и условно-патогенными микроорганизмами.