Экологические системы и их состояния

В начале 60-х гг. нашего столетия человечество впер­вые стало осознавать серьезность встающих перед ним экологических проблем. Реальностью стали глобальное потепление климата, возникновение озоновых дыр над полюсами, распространение токсикантов и загрязнение воды, воздуха, почв, продуктов питания вредными хи­мическими веществами, вымирание многих видов рас­тений и животных, снижение биоразнообразия в резуль­тате деятельности растущего народонаселения планеты.

Сегодня скорость увеличения вредного воздействия средовых факторов и интенсивность их влияния уже выходит за пределы биологической приспособляемости экосистем к изменениям среды обитания и создает пря­мую угрозу жизни и здоровью населения. В современ­ных условиях нестабильной социально-экономической обстановки эти негативные тенденции особо проявляют­ся и в нашей стране.

Принципиальный недостаток развиваемых до после­днего времени технологий заключается в том, что они приводят к нарушению круговорота веществ в биосфере, при которой природные ресурсы превращаются в заг­рязнение окружающей среды. Если очистительная спо­собность окружающей природной среды недостаточна для нейтрализации загрязнений, то они неблагоприятно действуют на здоровье людей, технологические процес­сы в производстве и на возобновляемые природные ре­сурсы (рис. 43).

При этом невозобновляемые ресурсы растрачивают­ся нерационально и в конечном итоге истощаются. Используя показатели темпов самовосстановления природных систем (если самовосстановление возможно) и качественно-количественного состояния биомассы и биологической продуктивности экосистем, можно выделить следующие градации:

1) естественное состояние — наблюдается лишь фо­новое антропогенное воздействие, биомасса максималь­на, биологическая продуктивность минимальна;

2) равновесное состояние — скорость восстановитель­ных процессов выше или равна темпу нарушений, био­логическая продуктивность больше естественной, био­масса начинает снижаться;

3) кризисное состояние — антропогенные нарушения превышают по скорости естественно-восстановительные процессы, но сохраняется естественный характер экоси­стем, биомасса снижена, биологическая продуктивность резко повышена;

4) критическое состояние — обратимая замена прежде ^Ществовавших экологических систем под антропогенным воздействием на менее продуктивные (частичное опус­тынивание), биомасса мала и как правило снижается;

5) катастрофическое состояние — труднообратимый процесс закрепления малопродуктивных экосистем (силь­ное опустынивание), биомасса и биологическая продук­тивность минимальны;

6) состояние коллапса — необратимая утеря биоло­гической продуктивности, биомасса стремится к нулю.

Помимо природно-экологической классификации уга­сания природы рассмотрим медико-социальную шкалу, так как мы должны учитывать не только изменения в биосфере, но и как эти изменения могут влиять на здо­ровье человека. Существуют следующие четыре града­ции, учитывающие только что изложенную классифи­кацию состояний природы.

– Благополучная ситуация — происходит устойчивый рост продолжительности жизни, заболеваемость сни­жается.

– Зона напряженной экологической ситуации (эколо­гически проблемная зона): ареал, в пределах которо­го наблюдается переход состояния природы от кри­зисного к критическому, и территория, где отдельные показатели здоровья населения (заболеваемость детей, взрослых, чисто психологических отклонений и т. п.) достоверно выше нормы, существующей аналогичных местах страны, не подвергающй выраженному антропогенному воздействию данного типа, но это не приводит к заметным и статистич- ки достоверным изменениям продолжительности жизни населения и более ранней инвалидности лю­дей, профессионально не связанных с источником воздействия. Учитывать необходимо различные груп­пы населения — коренного, мигрантов и т. п.

- Зона экологического бедствия: ареал, в пределах ко­торого наблюдается переход от критического состоя­ния природы к катастрофическому, и территория, в пределах которой в результате антропогенного (реже природного) воздействия невозможно социально-эко­номически оправданное (традиционное или научно рекомендованное) хозяйство; показатели здоровья на­селения (детская смертность, заболеваемость детей и взрослых, психические отклонения и т. п.), частота и скорость наступления инвалидности достоверно выше, а продолжительность жизни людей заметно и статис­тически достоверно ниже, чем на аналогичных терри­ториях, не подвергшихся подобным воздействиям или бывших в том же ареале до констатации рассматрива­емых воздействий. Сопряженные изменения в пока­зателях здоровья и смертности населения должны быть выше, чем естественно наблюдаемые колебания в пре­делах существующей в данном или аналогичном реги­оне нормы (сейчас или в прошлом).

- Зона экологической катастрофы: переход состояния природы от катастрофической фазы к коллапсу, что делает территорию непригодной для жизни человека (например, некоторые районы Приаралья и Сахеля);

возникший в результате природных или антропоген-ных явлений ареал, смертельно опасный для посто­янной жизни людей (они могут там находиться лишь короткое время), например зона Чернобыльской ка­тастрофы; ареал разрушительной природной катаст­рофы, например, мощного землетрясения, цунами и т. п. Еще раз необходимо напомнить о возможнос­ти и предпочтительности расчетных показателей. Це­лесообразно выделение зон потенциально напряжен­ной экологической ситуации, экологического бедствия и такой же катастрофы.На основании приведенных критериев оценивается экологическое положение различных территорий и его

2. ИСТОЧНИКИ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ОПАСНОСТЕЙ

Люди, стремясь к максимальному удовлетворению своих потребностей, создают новые вещества, произво­дят огромное количество материалов, технических уст­ройств, предметов бытового назначения. Как правило, эти искусственные предметы, химические вещества, раз­личные отходы обладают особыми свойствами, несовмес­тимыми с экологическими системами и характеристика­ми самого человека. Они имеют конечный срок полезного использования, не разлагаются или разлагаются очень медленно, загрязняют атмосферу, гидросферу, почву, непосредственно или косвенно оказывают отрицатель­ное влияние на людей.

В настоящее время науке известны более 10 млн. органических соединений. Около 100 000 из них ис­пользуются довольно широко, и более тысячи добавля­ется к их списку каждый год. На долю 1500 из них приходится 95% мирового производства. Некоторые из них известны как опасные токсиканты, мутагены, онко-гены и тератогены. При накладке действие их, как пра­вило, не суммируется, а усиливается. Загрязнение рас­пространяется на многие биологические виды и места обитания, так что становится невозможно проследить многочисленные экологические последствия их исполь­зования. Чтобы оценить даже простейшие экологичес­кие эффекты, острую токсичность и биоконцентрирование каждого из этих веществ, требуется более 10 тыс. долларов, а стоимость всестороннего исследования уве­личивается в десятки и сотни раз.

Вещества и предметы искусственного происхожде­ния, которые вредят естественной среде обитания и че­ловеку, называют ксенобиотиками, т. е. чуждыми жиз­ни (от греч. «xenos» — чужой и «bios» — жизнь).

Долговременная экологическая опасность ксенобиотиков заключается в том, что они из рассеянного состо­яния концентрируются в биомассе, включая ту, котора служит пищей человеку. Различаются два механизм концентрирования. Первый основан на том, что организмы избирательно поглощают вещества из окружающей их среды, например растения из воздуха и почвенного раствора. Второй механизм основан на концентрировании веществ по пищевым цепям. Наибольшей опасности подвергаются те популяции, которые «замыкают» пищевую цепь (находятся на верщине экологической пирамиды), так как во многих слу­чаях концентрация ксенобиотика(в расчете на биомас­су) увеличивается на порядок с продвижением на одно звено. Концентрирование ксенобио-тиков приводит к выми­ранию некоторых популяций, упрощению биоценозов с потерей их устойчивости, а в некоторых случаях пред­ставляет прямую опасность для человека. Приходится увеличивать коэффициент безопасности в 10⁴ по отно­шению к нормам, установленным на основе представле­ния о пассивном разбавлении ксенобиотиков.

3. ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ

Среди химических веществ, загрязняющих внешнюю среду (воздух, воду, почву), тяжелые металлы и их со­единения образуют значительную группу веществ, ока­зывающих существенное неблагоприятное воздействие на человека. Высокая токсичность и опасность для здо­ровья человека тяжелых металлов, возможность их рас­сеивания в окружающей среде диктуют необходимость контроля и разработки мер защиты от них.

Опасность тяжелых металлов обусловлена их устой­чивостью во внешней среде, растворимостью в воде, сор­бцией почвой, растениями, что в совокупности приво­дит к накоплению тяжелых металлов в среде обитания человека. Тяжелые металлы являются факторами риска сердечно-сосудистых заболеваний наряду с общепризнанными, традиционными факторами (избыточной массой тела, гиподинамией, нервно-эмоциональными нагрузками, курением, злоупотреблением алкоголем и др.).

К тяжелым металлам относят более 40 химических элементов и среди них наиболее опасными являются — ртуть, свинец, кадмий, ко­бальт, никель, цинк, олово, сурьма, медь, молибден, ванадий, мышьяк. Их поступление в биосферу вслед­ствие техногенного рассеяния осуществляется разнооб­разными путями: выброс при высокотемпературных процессах (черная и цветная металлургия, обжиг цементного сырья, сжигание мине­рального топлива), орошение водами с повы­шенным содержанием тяжелых металлов, внесение осадков бытовых сточных вод в почвы в качестве удоб­рения, вторичное загрязнение вследствие выноса тяже­лых металлов из отвалов рудников или металлургичес­ких предприятий водными или воздушными потоками, поступление больших количеств тяжелых металлов при постоянном внесении высоких доз органических, мине­ральных удобрений и пестицидов, содержащих тяжелые металлы.

Рассеивание металлов может происходить на сотни и тысячи километров, приобретая межконтинентальные масштабы. В глобальных масштабах происходит процесс, называемый сегодня «металлическим прессом на био­сферу». Ведущая роль в переносе металлов-загрязните­лей принадлежит циркуляционным процессам, которые, в свою очередь, определяют особенности их простран­ственного распределения.

Техногенные загрязнения включают в кругооборот значительно большие количества тяжелых металлов по Равнению с их природными величинами, усугубляют опасность воздействия на человека уже не биотических, а токсических концентраций указанных элементов через почву, воду, воздух, растительные и животные оргазмы.

4. ПЕСТИЦИДЫ

Пестициды – ядохимикаты, химические препараты для защи­ты сельскохозяйственных растений от вредителей, бо­лезней и сорняков, уничтожения паразитов сельскохо-зяйственных животных, вредных грызунов и др; средства, привле­кающие или отпугивающие насекомых, регулирующие рост и развитие растений, применяемые для удаления листьев, цветов, завязей и др.

Дефолианты – химические вещества (бутифос, бутилкаптакс, тидрел, пуривел, хлорад магния, диоксин и др.), пред­назначенные для провоцирования искусственного опада-ния листвы растений (например, для облегчения механи­зированной уборки хлопка); представляют серьезную опасность для человека и животных.

Зооциды – хи­мические вещества, предназначенные для уничтожения вредных, преимущественно позвоночных, животных-гры­зунов (родентициды), в частности мышей и крыс (ратициды), а также птиц (авициды), сорной рыбы (ихтиоциды) и др.

Арборициды – химические вещества, предназначенные для уничтоже­ния нежелательной древесной или кустарной расти­тельности.

Акарициды – хи­мические вещества, предназначенные для уничтожения вредных клещей. Различают 2 группы акарицидов: 1) специфического действия, уничтожают только кле­щей и безвредны для других членистоногих (неорон, кельтан, тедион, эфирсуль); 2) неспецифические — унич­тожают не только клещей, но и насекомых (инсектоакарициды).

Инсектициды–пестициды, предназначенные для борьбы с нежелательными (с точки зрения человека) в хозяйствах и природных сообществах насекомыми.

Фунгициды – хи­мические вещества, предназначенные для борьбы с гри­бами — возбудителями болезней, разрушающих дре­весные конструкции и повреждающих хранящиеся материальные ценности.

Детергенты – химичес­кие соединения, понижающие поверхностное натяже­ние воды и используемые в качестве моющего средства или эмульгатора. Детергенты — широко распространен­ные и опасные для человека, животных и растений хи­мические загрязнители воды, водоемов, почв.

Пестициды применяются в различных формах: ра­створы, суспензии, аэрозоли, пены, газы, пары,-пыль, порошки, пасты, гранулы, капсулы. С воздушными массами они могут пе­реноситься на большие расстояния и вызывать загрязнение окружающей среды там, где пестициды вообще не приме­нялись или использовались в меньших количествах. Все пестициды являются ядовитыми веществами не только для определенной формы жизни, но и для полез­ных насекомых и микроорганизмов, животных, птиц и человека. В идеальном случае пестицид, оказав требуе­мое воздействие на вредителя, должен был сразу разру­шиться, образовав безвредные продукты разложения. Однако большинство пестицидов представляют собой ус­тойчивые трудноразлагаемые соединения, у которых не­посредственно используется 4-5% внесенного количе­ства, а остальная масса рассеивается в агроэкосистеме, попадая в почвы, растения и другие компоненты окру­жающей среды, что создает сложные экологические про­блемы. При внесении в почву пестициды подвергаются мно­гочисленным влияниям биотического и небиотического характера. Под устойчивостью пестицида понимают его способность определенное время сохраняться в почвах, измеряемую периодом полураспада, то есть временем, необходимым для разрушения 50% внесенного в почву пестицида. Характер и скорость процессов разложения зависят от химической природы препарата, а также от водно-физи­ческих характеристик и химического состояния почвы.

5. ДИОКСИНЫ

В большую группу диоксинов и диоксиноподобных соединений входят как сами полихлорированные дибен-зордиоксины (ПХДД) и дибензофураны (ПХДФ), ко­торые по своей химической структуре являются три-циклическими ароматическими соединениями, так и полихлорированные бифенилы (ПХБ), поливинилхлорид (ПВХ) и ряд других веществ, содержащих в своей моле­куле атомы хлора. Это чужеродные живым организмам соединения, попадающие в окружающую среду с про­дукцией или отходами многих технологий. Диоксины найдены везде — в воздухе, почве, донных отложениях, рыбе, молоке (в том числе и грудном), овощах и т. д. Обладают чрезвычайно высокой устойчивостью к хи­мическому и биологическому разложению, способ­ны сохраняться в окружающей среде в течение десятков лет переносится по пищевым цепям; супертоксиканты – универсальными кле­точными ядами, поражающими все живое. Диоксины не производятся промышленно, но они возникают при производстве других химических веществ в виде примесей, например: при синтезе гексахлор-фенола, хлорированных фенолов, гербицидов на основе гек-сахлорбензола и хлордифениловых эфиров. Известна трагедия вблизи г. Севезо (Италия), где на заводе про­изошел выброс трихлорфенола, содержащего примерно 2-3 кг ТХДД. Более 2/3 этого количества отложилось на площади в 15 га на расстоянии около 500 м от заво­да. Период полураспада ТХДД в почве составляет при­мерно 10-12 лет. Источником поступления диоксинов в окружающую среду является и нарушение правил захо­ронения промышленных отходов, в результате чего так­же происходит сильное загрязнение почв.

К другим источникам диоксинов относятся: терми­ческое разложение технических продуктов, сжигание осадков сточных вод, муниципальных, медицинских и опасных отходов (например, ПХБ и изделий из ПВХ);

металлургическая и металлообрабатывающая промыш­ленность, выхлопные газы автомобилей, целлюлозно-бумажная промышленность, лесные пожары (леса, обра­ботанные хлорфенольными пестицидами), хлорирование питьевой воды и др. Известное еще с начала XX в. забо­левание, называемое хлоракне, было квалифицировано в 30-е гг. как профессиональная болезнь рабочих хлор­ных производств. Хлоракне — тяжелая форма угрей, уро­дующих кожу лица. Заболевание может длиться годами и практически не поддается лечению. Пик выброса диок­синов пришелся на 60-70-е гг. XX в., в результате рас­ширения производства отбеленной бумаги, а также ве­ществ, в технологии синтеза которых использовался хлор.

У человека в целом описано довольно много признаков и симптомов различ­ных заболеваний, которые можно свести к следующим: кожные проявления — хлоракне, гиперпигментация и др.; нарушение работы различных физиологических сис­тем — расстройство пищеварения (рвота, тошнота, непереносимость алкоголя и жирной пищи), нару­шения в сердечно-сосудистой системе, мочевыводящих путях, поджелудочной железе и др.; неврологические эффекты — головные боли, невропатия, потеря слуха, обоняния, вкусовых ощуще­ний, нарушение зрения; психические эффекты — нарушение сна, депрессия, немотивированные приступы гнева.

6. СЕРЫ, ФОСФОРА И АЗОТА

При оценке загрязнения биосферы соединениями фосфора важны техногенные пути их поступления. Зна­чительные количества фосфорных соединений входят в состав моющих средств и с их остатками попадают в сточные воды. Стиральные порошки содержат 10-12% пирофосфата калия или от4-5 до 40-50% триполифос-фата натрия и некоторые другие фосфорсодержащие ком­поненты. Фосфор также входит в состав инсектицидов, например, хлорофоса. Вместе с промышленными и бы­товыми сточными водами соединения фосфора могут поступать в почвы и почвенно-грунтовые воды.

В биосфере азот присутствует в газообразной форме, в виде соединений азотной и азотистой кислот, солей аммония, а также входит в состав разнообразных орга­нических соединений. Техногенные выбросы азота в воздушную среду в основном включают оксид азота и его диоксид. Оксиды азота активно участвуют в фотохимических реакциях, продуцируя озон и азотную кислоту. В настоящее время большую проблему представляет нарушение толщины озонового слоя, на уменьшение которого могут оказывать влияние неполные оксиды азота, вступающие в реакцию окисления от N₂O до NO₂ и использующие кислород озонового слоя. Разрушение озонового экрана связывают с оксидом азота, который служит источником образования других оксидов, ката­лизирующих фотохимическую реакцию разложения мо­лекул озона. Повышен уровень концентрации нитратов в природных водах в 2-4 раза и более, повыше­на концентрация аммонийного и нитратного азота до токсичных уровней, что может привести к специфичес­ким заболеваниям типа метгемоглобинемии людей и животных. Как правило, максимальное содержание нитратов обнаруживают в продукции, выращенной на приусадеб­ных участках и арендуемых полях и огородах, где вне­сение удобрений не контролируется. При взаимодей­ствии нитритов и аминов в живых организмах образуются нитрозамины, являющиеся канцерогенами и способные вызывать нарушения хромосомного аппарата и наслед­ственные уродства.

Фосфор и азот влияют на водные экосистемы. Эвтрофирование, или ненормальное повышение биологи­ческой продуктивности водных объектов и почвы, про­исходит в результате накопления избытка биогенных элементов (веществ). В большинстве водных экосистем лимитирующим биогенным элементом является фосфор, в меньшей сте­пени азот; в такой экосистеме наблюдается низкая про­дуктивность и как следствие — чистая прозрачная вода, обогащенная кислородом. На дне появляется осадок, растительность начинает вторгаться в экосистему с бе­регов, экосистема «стареет» и «умирает»: водоем мелеет и зарастает. Признаком «болезни» является развитие сине-зеле­ных водорослей или других фотосинтезирующих водо­рослей, вызывающих «цветение» воды. Вода в пресно­водных водоемах становится непригодной не только для питья, но и для промышленных нужд, возникает ряд опасностей и неразрешимых пока проблем.

Вследствие эвтрофирования некоторые наземные эко­системы также перерождаются: из них исчезают виды растений, характерные для условий местопроизрастания.

Диоксид серы составляет 95% всех техногенных выб­росов серосодержащих веществ в атмосферу. Сернистый газ, окисляясь и взаимодействуя с водой, выпадает в виде кислых дождей. Осадки подкисляют почвы. Из почвенного поглощающего комплекса водо­род вытесняет обменные основания (Са²⁴, Mg²⁴^. Увели­чивается фитотоксичность почв за счет увеличения под­вижного алюминия. Сера закрепляется в почве в форме алунита КА1з(ОН)е(804)2. Часть серы сорбируется фульвокислотами. Значительно повышается растворимость всех гумусовых веществ, происходит их вымывание из минеральных горизонтов. Резко изменяется состав и функции микробиоты: уменьшается масса бактерий, увеличивается масса гри­бов, среди них появляются фитопатогенные виды; сни­жается скорость денитрификации и азотфиксации, сни­жается численность и активность почвенной фауны. Блокируется цикл азота на стадии аммиака. Подавляет­ся разложение органических остатков. Модергумусные почвы трансформируются в грубогумусные, усиливает­ся процесс подзолообразования.

В итоге этих изменений плодородие почвы сначала несколько повышается за счет покрытия дефицита серы и азота, а затем значительно и устойчиво снижается. В сельском хозяйстве почвенное плодородие можно вос­становить известкованием почвы и соответствующей аг­ротехникой с внесением удобрений. В лесном хозяйстве воздушное загрязнение в сочетании с ухудшением по­чвенных условий приводит не только к падению приро­ста древесины, но и к усыханию древостоев и дигрессий лесных биогеоценозов.

ФРЕОНЫ

Фреоны (хладоны) — это группа фторсодержащих (могут также содержать хлор и бром) углеводородов жир­ного ряда; газы или летучие жидкости. Благодаря своим термодинамическим свойствам фреоны нашли широкое применение в практике как хладоносители в холодиль­ных машинах. При контакте с открытым пламенем фреоны разла­гаются с образованием токсичных дифтор- и фторхлор-фосгена, устойчивы к действию серной кислоты и кон­центрированных щелочей, не взаимодействуют с боль­шинством металлов. Фреоны нетоксичны для организма, однако их воздействие на окружающую среду может иметь и негативные последствия — образование озоно­вой «дыры».

Хладоны обладают привлекательными физико-хи­мическими свойствами, малотоксичны, просты в ис­пользовании, не обладают коррозирующим действием, не образуют взрывоопасных смесей с воздухом, имеют исключительно высокую пламеподавляющую способ­ность. Хладоны применяют в качестве хладагентов, про-пеллентов в аэрозольных упаковках косметических средств, как компоненты огнетушащих составов, раство­рители и т. д. В промышленных масштабах хладоны стали применять с начала 30-х гг. XX в.

В 1974 г. учеными было высказано предположение о том, что хладоны разрушают озоновый слой, защищаю­щий земные организмы от губительного действия ульт­рафиолетового излучения Солнца. Обоснованность гипо­тезы (Rowland F. S., Molina M. J.) была подтверждена прямыми измерениями. Озоноразрушающее действие хладонов приводит к образованию так называемых озоновых дыр, т. е. к сни­жению концентрации озона, что расценивается как се­рьезная экологическая опасность. В 1987 г. достигнуто международное соглашение — Монреальский протокол, обязывающий все страны-участницы соглашения с 1994 г, ограничить, а к 2000 г. полностью прекратить производство и применение всех озоноразрушающих материалов.

8. ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ

Пища содержит большое количество раз­личных по химической структуре соединений, представ­ляющих потенциальную опасность для здоровья. В свя­зи с повсеместным загрязнением окружающей среды, наличие токсикантов в пищевых продуктах — весьма актуальная проблема.

Контаминанты пищевых продуктов (естественные и антропогенные) представляют наибольшую опасность для здоровья человека. К подобным загрязнителямхими­ческого происхождения относятся: металлы (ртуть, сви­нец, хром, мышьяк, кадмий и т. д.), пестициды и про­дукты их деградации и метаболизма (в частности, хло-рорганические и фосфорорганические), радиоизотопы (цезий-137, стронций-90, йод-131), такие вещества, как нитриты и нитраты, асбест, соединения фтора, селен, полихлорированные соединения, стимуляторы роста ра­стений и сельскохозяйственных животных и т. д. Сре­ди контаминантов биологического происхождения вы­деляют бактериальные токсины (клостридии ботулизма, стафилококки), целый спектр микотоксинов (афлаток-сины, охратоксины, трихотецены, патулин, стеригмато-цистин, цитринин и т. п.), токсины одноклеточных и многоклеточных водорослей. Об экологическом значе­нии некоторых из перечисленных загрязнителей и их реальной и потенциальной опасности речь шла в раз­личных разделах настоящего пособия. Остановимся лишь на двух важных аспектах проблемы — загрязнении пи­щевых продуктов в результате химизации животновод­ства и использовании пищевых добавок.

В кормах для животных белковый и аминокислотный дефицит восполняется добавлением отходов пище-вой про­мышленности (рыбная мука, гидролизаты субпродуктов), кормовыми дрожжами, подсолнечными шро-тами и т. п., а также премиксов, содержащих биологически актив­ные вещества (витамины, гормоны, фермен-ты), ростоускорители, антибиотики, сульфаниламиды. Наряду с этим в состав кормовых рационов могут попа-дать такие ант­ропогенные загрязнители, как пестициды, ПАУ, диоксины, полихлорированные бифенилы и трифенилы, нитриты, нитраты, микотоксины и другие опасные для здоровья вещества.

Для стимуляции репродуктивной функции и роста животных часто применяют гормональные препараты — тиреоста-тики, половые гормоны, их синтетические аналоги и анаболические стероиды, фитогррмоны. Часть из них быстро метабо-лизируется в организме и потому не представляет собой очевидной опасности для человека, но остаточные количества в мясе и молоке других (например, диэтилстильбестрола) могут оказывать негатив­ные эффекты на потребителей этих живот-ных продуктов. Продуктивность животноводства увеличивают азотсодер­жащие кормовые добавки— белково-витаминный кон­центрат (БВК), дрожжевые, бактериальные и водоросле­вые белки, мочевину, синтетические аминокислоты. Поскольку БВК производится на парафинах нефти, то в организм могут попадать неутилизированные углеводо­роды, в частности бензо(а)пирен, а также липиды, не свойственные традиционным продуктам питания, и ми­котоксины. В продуктах живот-ного происхождения весь­ма нередко обнаруживаются и пестициды, которые по­падают в мясо, молоко, яйца как с кормами, так и в результате обработки сельскохозяйственных животных и птицы. Хлорорганические пестициды накапливаются в тканях и органах и могут сохраняться в них продол­жительное время, а фосфорорганические пестициды, яв­ляясь фермент-ными ядами, могут длительно циркули­ровать в организме. Для профилактики ряда заболеваний сельскохозяйственных животных применяют различные лекарственные препараты. Скандальную известность в Германии получила история нелегального использова­ния сердечных средств — бета-блокаторов. Известно, что домашние свиньи из-за близкородствен-ного скрещива­ния склонны к стрессам и развитию инфарктов. Поэто­му им вводили бета-блокаторы при транспортировке с фермы на бойню для предупреждения гибели от инфар­кта. Эти лекарственные средства,, обладающие рядом отрицательных побочных эффектов, через свинину по­падают в организм человека. Также негативное влияние на людей могут оказывать остаточные количества анти­биотиков как в результате прямого токсического действия, так и путем вызывания аллергичес-ких реакций или развитием устойчивых к антибиотикам штаммов микроорганизмов. В последнем случае попытки лече­ния человека такими антибиотиками окажутся безус­пешными. Это проблема относительно новая, пока по­следствия внедрения химизации в животноводство, особенно отдаленные эффекты, изучены недостаточно.

Пищевые добавки люди стали применять с незапа­мятных времен, в частности поваренную соль, винный уксус, пряности, сахароподобные вещества. В основном пищевые добавки представляют собой химические ве­щества природного или синтетического происхождения, которые вносят в продукты питания с целью улучшения качества, придания приятонго вкуса, запаха или цвета, увеличения сроков хранения и т. д.

В нашей стране в отношении пищевых добавок дей­ствует экологически оправданный принцип — «запре­щено все, что не разрешено». Так, среди синтетических красителей применяются лишь два — индигокармин и тартразин, в то время как в мире используется довольно большое их количество. Часть из них обладает аллер-генными, мутагенными или канцерогенными свойства­ми. То же относится и к консервантам, эмульгаторам, стабилизаторам, осветлителям, подсластителям. В свя­зи с тем, что сегодня отечественный рынок наполняется продуктами иностранного производства, содержащими самые разнообразные пищевые добавки, и не всегда удов­летворительного качества, очень важно знать тегатив-иые свойства этих добавок. Последние, согласно требо­ваниям ФАО/ВОЗ, отражены в маркировке продуктов. Французскими специалистами из Исследовательского центра Hospital-Villejuif составлен перечень вредных для здоровья веществ, применяемых для окрашивания и консервирования пищевых продуктов. Согласно этому списку, агенты, обозначенные на этикетках продуктов как Е102, Е110, Е120, Е124, Е127 классифицированы как «опасные» (Е123 «очень опасный»), к «запрещен­ным» отнесены Е103, Е105, Elll, E 121, Е125, Е126, El 30, El 52; канцерогенными считаются El 30, El 42, E210, E211, E212, E213, E214, E215, E216. E217, E240, ЕЗЗО; вызывающими расстройство кишечника Е221, Е222, Е223, Е224, Е226; вызывающими расстройство желудка Е338, Е339, Е340, Е341, Е407, Е450, Е461, Е462, Е463, Е465, Е466; нарушения кровяного давления вызывают препараты Е250, Е251; кожные заболевания возникают при применении Е230, Е231, Е232, Е233, а «подозрительными» считаются Е104, Е122, Е141, Е150. Е171, Е173. Е180, Е241, Е467.

Природные опасности.

1. Понятие о природных опасностях.

К природным опасностям относятся стихийные яв­ления, которые представляют непосредственную угрозу для жизни и здоровья людей. Например, землетрясения, извержения вулканов, снежные лавины, сели, оползни, камнепады, наводнения, штормы, цунами, тропические циклоны, смерчи, молнии, туманы, космические излучения и космические тела и многие другие явления. Будучи естественными феноменами жизни и разви­тия природной среды, они в то же время воспринимают­ся человеком как аномальные.

В безопасности деятельности рассматриваются не все природные катастрофы и стихийные явления, а лишь те из них, которые могут принести ущерб здоровью или привести к гибели людей.

Некоторые природные опасности нарушают или затрудняют нормальное функционирование систем и органов человека. К таким опасностям относятся, например, туман, гололед, жара, барометрическое давление электромагнитные излучения, холод и другие.

Несмотря на глубокие различия в существе, все при­родные опасности подчиняются некоторым общим зако­номерностям.

Во-первых, для каждого вида опасностей характерна определенная пространственная приуроченность. Во-вто­рых, установлено, что чем больше интенсивность (мощ­ность) опасного явления, тем реже оно случается. В-тре­тьих, каждому виду опасностей предшествуют некоторые специфические признаки (предвестники). В-четвертых, при всей неожиданности той или иной природной опасно­сти ее проявление может быть предсказано. Наконец, в-пятых, во многих случаях могут быть предусмотрены пассивные и активные защитные мероприятия от при­родных опасностей.

Говоря о природных опасностях, следует подчерк­нуть роль антропогенного влияния на их проявление. Известны многочисленные факты нарушения равнове­сия в природной среде в результате деятельности челове­ка, приводящие к усилению опасных воздействий. Так, согласно международной статистике, происхождение око­ло 80% современных оползней связаны с деятельностью человека. В результате вырубок леса возрастает актив­ность селей, увеличивается паводковый расход (рис. 12). В настоящее время масштабы использования природных ресурсов существенно возросли. Это привело к тому, что стали ощутимо проявляться черты глобального экологического кризиса. Природа как бы мстит человеку за грубое вторжение в ее владение. Об этом более ста лет назад предупреждал Ф. Энгельс: «Не бу­дем, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую победу она мстит». Отмеченное обстоятельство следует иметь в виду в хо­зяйственной деятельности.

Соблюдение природного равновесия является важ­нейшим профилактическим фактором, учет которого по­зволит сократить число опасных явлений.

Между природными опасностями существует взаим­ная связь. Одно явление может послужить причиной, спусковым механизмом последующих.

По имеющимся оценкам, число опасных природных событий на Земле с течением времени не растет или почти не растет, но человеческие жертвы и материаль­ный ущерб увеличиваются. Ежегодная вероятность ги­бели жителя планеты Земля от природных опасностей ориентировочно равна 10~⁵, т. е. на каждые сто тысяч жителей погибает один человек.

Предпосылкой успешной защиты от природных опас­ностей является изучение их причин и механизмов. Зная сущность процессов, можно их предсказывать. А своев­ременный и точный прогноз опасных явлений является наиважнейшей предпосылкой эффективной защиты. На рис. 14 графически отображена примерная зависимость - между изученностью опасностей, их прогнозом и защи­той от них.

По вертикальной оси расположена шкала, показыва­ющая уровни знания сущности процесса (нуль означает, что природа явления совсем не изучена, 100% — полное знание существа явления). То же самое относится к оси прогноза и защиты.

Защита от природных опасностей может быть ак­тивной (строительство инженерно-технических соору­жений, интервенция в механизм явления, мобилизация естественных ресурсов, реконструкция природных объек­тов и др.) и пассивной (например, использование укры­тий). В большинстве случаев активные и пассивные ме­тоды сочетаются.

По локализации природные опасности могут быть с определенной степенью условности разделены на 4 груп­пы: литосферные (например, землетрясения, вулканы, оползни); гидросферные (например, наводнения, цуна­ми, штормы); атмосферные (например, ураганы, бури, смерчи, град, ливень); космические (например, астерои­ды, планеты, излучения).

2. ЛИТОСФЕРНЫЕ ОПАСНОСТИ

ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ

Планета Земля представляет по форме трехосный эллипсоид со средним радиусом 6371 км. Земля состоит из нескольких различных по составу и физическим свой­ствам оболочек-геосфер. В центре Земли находится ядро, за ним следует мантия, затем земная кора, гидросфера и атмосфера. Верхняя граница мантии проходит на глубине от 5 до 70 км по поверхности Мохоровичича (см. рис. 16), нижняя — на глубине 2900 км по границе с ядром Земли. Мантия Земли делится на верхнюю тол­щиной около 900 км и нижнюю — около 2000 км. Вер­хняя мантия вместе с земной корой образуют литосферу. Температура в мантии считается равной 2000-2500°С, а давление находится в пределах 1-130 ГН/м². Именно в мантии происходят тектонические процессы, вызыва­ющие землетрясения. Наука, изучающая землетрясе­ния, называется сейсмологией.

Землетрясения — это подземные толчки и колебания земно<