Состояние биосферы и болезни
Человек - лишь незначительная часть биосферы. На протяжении тысячелетий он стремился не столько приспособиться к природной среде, сколько сделать ее удобной для своего существования. Только теперь люди осознали, что, подчиняя себе природу, они опасно изменяют условия обитания всех живых существ, включая самих себя. Химические, физические, биологические и другие виды загрязнений оказывают вредное влияние прежде всего на организм человека.
На здоровье влияет множество экологических факторов: болезнетворные микроорганизмы, загрязнение воды, воздуха, почвы, питание, погода, другие условия окружающего мира.
Охрана здоровья людей - проблема, которая приобрела глобальный характер раньше других экологических проблем. Еще в эпоху средневековья и раннего капитализма распространялись грозные эпидемии (гр. epidemic/ - повальная болезнь) и пандемии [гр. pandemos - всенародный), против которых национальные меры были малоэффективны - потребовались согласованные международные действия. В 1881 г. Луи Пастер открыл принцип действия вакцин, вырабатывающих невосприимчивость организмов к некоторым заразным болезням. В 1883 г. И. И. Мечников создал теорию иммунитета (лат. immunitas - избавление, невосприимчивость). Однако до сих пор не удалось получить эффективных вакцин против малярии, гриппа, стафилококков, венерических болезней, не говоря уже о раке и СПИДе.
Появились новые болезни. Есть факты, говорящие о том, что некоторые ядовитые выбросы в воздух и водоемы влияют на наследственность. Растет число новорожденных с генетическими отклонениями от нормы. Очень велика детская смертность.
Ежегодно появляются десятки тысяч химических соединений, действие которых на организмы неизвестно. Наивно надеяться, что загрязнение может продолжаться бесконечно. По мнению многих ученых, уровень цивилизованности страны сегодня определяется не развитием техники, а продолжительностью жизни населения.
Чтобы не погибнуть, человечество должно принять срочные меры.
Причины «средовых болезней» и опасных отклонений в здоровье людей очень разнообразны. Статистика говорит, что 60 - 90 % наиболее грозных раковых заболеваний у человека обусловлено факторами окружающей среды: загрязнением канцерогенами (лат. cancer- рак) воздуха, воды, товаров; качеством питания и лекарств, табаком, наркотиками, алкоголем и т. д. Рак - общечеловеческая проблема: около 2,9 млн случаев ежегодно в развитых странах и 3,0 млн - в развивающихся. Велика угроза здоровью со стороны бактериального и вирусного загрязнения воды и воздуха. Опасно влияние на здоровье разнообразных вредных веществ: ртути, кадмия, нитратов, пестицидов, асбеста и многих других. Страшно то, что воздействие большинства так называемых средовых загрязнителей отдельный человек почти не может контролировать. Примерами могут служить асбест и другие строительные материалы, радиация, загрязнение воздуха при выработке электроэнергии и т. д. Факторы, влияющие на здоровье людей, можно подразделить на биологические, химические, физические и факторы добровольного риска. Рассмотрим основные из них.
Биологические факторы риска
В окружающей человека природной среде обитает огромное число патогенных (гр. pathos - страдание) микрооргонизмов природного и антропогенного происхождения, вызывающих различные болезни. Их можно отнести к основной группе биологических факторов, влияющих на здоровье людей.
Инфекционные заболевания характерны, в первую очередь, для слаборазвитых стран. Голод и лишения, несчастья и болезни - близнецы-братья. До недавнего времени в Азии, Африке и Латинской Америке были распространены практически забытые в развитых странах оспа, чума, холера, желтая лихорадка, малярия. Сегодня, благодаря успехам медицины и фармакологии, ситуация изменилась в лучшую сторону. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) взяла на себя координацию всех мер, направленных на борьбу с болезнями. Свои достижения ВОЗ демонстрирует так: в приемной генерального директора висит плакат - «Оспы в мире больше нет». И это правда!
Но остаются малярия, корь, столбняк, дифтерия, туберкулез, полиомиелит, проказа, чума, шистозоматоз (переносчики - моллюски), сонная болезнь (переносчик - муха цеце), лептоспироз (водяная лихорадка) и др. В конце 80-х гг. около 270 млн жителей Земли болели малярией, 200 млн - шистозоматозом, 12 млн - проказой и т.д. Основная зона этих болезней - тропическая Африка. Но болезни не знают границ. Так, в 1988 г. в СССР было зарегистрировано 2 случая чумы, а в США - 14. О ликвидации чумы говорить трудно, так как в природе она циркулирует среди более 260 видов грызунов и мелких хищников. Ежегодно в мире регистрируется 500-600 случаев чумы.
Во многих странах серьезная проблема - гепатит, несмотря на то, что ВОЗ разработала стратегию борьбы с этим заболеванием и активно помогает внедрению технологии получения вакцины в десятках стран. Наиболее массовой инфекцией остается грипп.
«Чума» XX века - синдром приобретенного иммунодефицита - СПИД. Страх перед этой болезнью не исчезает, а данное ей название «чума XX века» не утрачивает зловещей актуальности.
В 1990 г. эпидемия СПИДа охватила 156 стран, расположенных на всех континентах. Общее число больных, по мнению экспертов ВОЗ, составляло 600 тыс. человек, в 1 997 г. называлась цифра более 1,7 млн человек, сейчас в мире зарегистрировано 30 млн. человек. Около половины больных - в Америке, затем идут Африка, Европа, Азия, Австралия. К 2000 г. ожидается около 40 млн носителей вируса СПИДа. Эта болезнь поражает иммунную систему человека, делает ее неспособной сопротивляться смертоносному вирусу. По литературным данным, основные ее симптомы таковы: 1) увеличение лимфатических узлов на шее, в локтевых сгибах, подмышками, в паху; 2) длительное беспричинное повышение температуры - от 37 до 39 °С; 3) прогрессирующая потеря веса; 4) частые гнойные поражения; 5) длительное расстройство стула. Главными распространителями СПИДа являются наркоманы, гомосексуалисты и проститутки. По данным П. Ревелль и Ч. Ревелль (1995), в Нью-Йорке почти каждый четвертый житель в возрасте от 25 до 44 лет заражен этой болезнью. СПИД отличается от других болезней тем, что в его распространении решающую роль играет нравственное и духовное состояние общества. Социальные пороки общества служат благодатной почвой для распространения СПИДа. Хотя масштабы этой болезни в нашей стране относительно невелики, но она уже «с нами». В 1990 г. в СССР было зарегистрировано 500 больных, в 1997 г. в России - 264, а в 1998 г. - 10200 человек.
Во многих странах мира уже действуют общенациональные программы борьбы со СПИДом; в нашей стране такая программа
только создается. Она обязательно должна включать нравственное воспитание молодежи, пропаганду здорового образа жизни и разъяснительную профилактическую работу в школе и среди всего населения.
Создание вакцины против СПИДа осложняется отсутствием живой модели, т. е. животных, обладающих иммунной системой, сходной с иммунной системой человека. Даже если ученым будет сопутствовать удача, и вакцина будет найдена, то для победы над зловещей болезнью потребуется еще много времени.
Химические факторы
Человек лишь незначительная часть биосферы. В течение тысячелетий он стремился не столько приспособиться к природной среде, сколько сделать ее пригодной для своего существования. Только в настоящий момент человек понял, что в результате покорения природы, опасно изменяет условия обитания всех живых существ среди которых находится и сам. Разнообразные виды воздействий человека на окружающую среду вредны не только для всей природы, но и для самого человека. В течение своей эволюции биосфера чувствовала на себе не только антропогенное давление, но и природные, к которым можно отнести стихийные явления – землетрясения, извержения вулканов, ураганные ветры, пожары. Они наносили природной среде большой вред, но в течение миллионов лет биосфера приспособилась к таким катаклизмам и они не нарушают ее общего равновесия, что нельзя сказать об антропогенном воздействии.
Антропогенное воздействие на среду разделяется на 3 типа.
1.Эксплуатация природных ресурсов. Для того, чтобы создать необходимую продукцию, получить энергию, сырье, человек разведывает и добывает природные ресурсы, перемещает их к местам переработки, производит из них продукты, которые поступают в потребление. Таким образом, человек включает природные ресурсы в ресурсный цикл. Даже возобновляемые ресурсы не успевают пополняться в результате бурной человеческой деятельности, невозобновляемые же ресурсы, к которым принадлежат, прежде всего, полезные ископаемые, в настоящий момент стоят под угрозой быстрого исчерпания.
2.Косвенное антропогенное воздействие. Для строительства городов, фабрик, заводов необходимы новые земли, которые изымаютя из природных экосистем. При этом погибают изгнанные из привычных мест обитания животные, изменяется среда их обитания. При этом человек не собирался причинить вред этим животным. В этом и заключается косвенное антропогенное воздействие.
Например, известен случай резкого ухудшения состояния и гибели деревьев вблизи линий высоковольтных электропередач. Причиной этого являются электромагнитные поля. Эти энергетические поля не наносят никакого вреда растительности, это было проверено в лабораторных условиях, но гибли муравьи – лесные санитары. Лесные участки, которые остались без защиты от вредителей, начали болеть и погибать.
Еще один пример косвенного антропогенного воздействия – это экосистема Азовского моря. Азовское море – это ценный внутренний водоем. Оно отличается от других водоемов малой глубиной, мелководностью, а отсюда и малой инерционностью и быстрым изменением абиотических характеристик К началу 50-х годов ХХ столетия Азовское море представляло собой полностью сбалансированную экосистему со своеобразными свойствами, которые позволяли добывать до 20-25% рыбы всего улова прежнего Советского Союза. Гидробиологический режим Азовского моря определяется стоком рек, которые в него впадают и водообменом с Черным морем. Раньше ежегодный пресный сток в Азовское море составлял 43км3, в том числе: привносили реки Дон - 28км3, 13км3 – Кубань, остальной 2 км3 – сумма малых рек. При таком стоке среднегодовая соленость моря составляла 10,5%, Таганрогского залива – 6-7%. Существенное уменьшение пресного стока в Азовское море началось с 1948 года, когда была введена в строй первая очередь Невиномысского гидроузла на Кубани. Цимлянский гидроузел, построенный в 1952 году на Дону, уменьшил весенний сток Дона, отрезал все места нереста белуги, 75% мест нереста осетра, рыбца, и 50% мест нереста севрюги, селедки, чухони. Биомасса планктона значительно снизилась ( 160-250 мг/м3 вместо 400мг/м3, необходимая для размножения хамсы). В настоящий момент общий годовой пресный сток составляет 31км3, что соответствует нижнему пределу функционирования экосистемы моря с тенденцией перехода к низкопродуктивному уровню. Уменьшение пресного стока привело к притоку соленой воды из Черного моря, которое значительно повысило соленость Азовского моря, в результате чего начал деградировать пресноводный планктон, а за ним и пресноводные породы рыб. Раньше при благоприятных условиях уловы ценных рыб достигали 160 тыс. т ежегодно. В настоящий момент уловы этих рыб из 35 тыс. т в 1955 году уменьшились до 8 тыс. т. а общие рыбные запасы уменьшились в 35 раз. И это только в результате нарушения водообмена, гидрологического режима, без всевозможного загрязнения и желания принести вред.
Третьим, наиболее опасным типом антропогенного воздействия на окружающую среду является антропогенное загрязнение.
Загрязнение – это привнесение в природную среду отходов производства – как материальных, так и энергетических, которые или совсем не характерные для биосферы, или не характерные их концентрации, которые создают угрозу жизнедеятельности живым организмам.
На современном этапе развития общества масштабы воздействия на наибольшую экосистему - биосферу - настолько большие, что изменения, которые в ней осуществляются, можно сопоставить с изменениями, которые осуществляются в течение геологических периодов. Человек в настоящее врея выступает как геологическая сила. Ярким примером является океан, явлющийся легкими планеты, он составляет около 70% кислородного баланса планеты, но за некоторыми прогнозами за 50 лет может превратиться в мертвую среду, в основном из-за нефтяного загрязнения поверхности. Среди крупномасштабных примеров воздействия человека на биосферу следует отметить разрушение озонового слоя, что способствует не только нарушению климата, но и усилению фона ультрафиолетовой радиации, которая имеет мутагенное действие. Ответственными за разрушение озонового слоя считаются фреоны – вещества антропогенного происхождения – галоидные производные углеводородов. Они очень легкие, поднимаются в верхние слои атмосферы, где вступают в химическое взаимодействие с озоном, превращая его в кислород.
Постоянно растет загрязнение атмосферы пылью(аэрозолями), резко снижающих ее проницательность для солнечного излучения – источника всего живого. Огромные массы частиц могут подниматься потоками газов в воздух на высоту до 20 километров и находиться в атмосфере годами. Запыленность атмосферы за последние годы выросла в десятки раз. Оставаясь длительное время в атмосфере аэрозоли образуют плотный экран, который снижает поступление солнечной радиации и вызывает изменения теплового баланса планеты и перераспределение энергии, которая в первую очередь приведет к изменению климата как в отдельных регионах, так и на всей планете. Многие ученые считают, что при современном аэрозольном загрязнении атмосферы температура на планете может снизиться в большей степени, чем повыситься в результате парникового| эффекта, то есть, осуществится похолодание.
При этом следует отметить, что потоки материальных и энергетических поступлений в окружающую среду не всегда могут быть загрязнениями. Дело в том, что в природе существует природный фон вещества и энергии, который различный и не всегда оптимальный. Следовательно, поступление в окружающую среду одних и тех же количеств веществ в районах, где их уровень ниже по сравнению с природным фоном, может улучшить условия и не будет квалифицироваться как загрязнение. Загрязнение – это понятие условно: одни и те же вещества в одних случаях выступают как загрязнение, а в других – как питательная среда. Недостаток фтора, иода, некоторых тяжелых металлов в природной среде некоторых регионов страны вызывает тяжелые заболевания, потому поступление этих веществ в окружающую среду в оптимальных количествах является благоприятным фактором. Следовательно, судить о загрязнениях можно лишь относительно определенного объекта – биологического, материального или социального.
Количество вещества, которое ежегодно вовлекается человеком в производственную и хозяйственную деятельность, составляет 100 млрд т, что приравняется производительности биосферы в целом. Но главным в этом факторе является то, что 95% этого количества выбрасывается в окружающую среду в виде отходов.
Источник антропогенного загрязнения биосферы – неутилизируемые отходы разных производств, образуются в результате обмена вещества и энергии современных промышленных предприятий с окружающей средой. Существует несколько типов классификации загрязнений. Однако, главным разделением загрязнений, с точки зрения их уменьшения, является такое:
1.Стойкие неразлагающиеся загрязнения. К ним относятся - полимерные упаковки, средства борьбы с вредителями растений и животных, фенолы. Для этих веществ не существует природных процессов, которые могли их разлагать с такой же скоростью, с которой они поступают в экосистему. Единственный путь избавиться них – это изъять из природной среды. Единственное решение – запретить выбрасывать их в природную среду или прекратить их производство.
2.Загрязнения, которые разлагаются биологическим путем. Это - бытовые сточные воды, древесина, металлические отходы, бумага. Для них в природе существуют механизмы разложения. Проблемы с такими отходами возникают лишь тогда, когда поступление таких веществ очень большое и природа не может успеть переработать такое количество. Решить проблемы с такими загрязнениями намного проще, чем с предыдущими, нужно просто при их утилизации моделировать природные механизмы.
Другой тип классификации – это разделение на энергетические и материальные загрязнения:
1.Энергетические загрязнения – это тепловые выбросы, ионизирующее излучение, шум, вибрация.
2.Материальные загрязнения разделяются на:
а) механические загрязнения – неутилизируются инертные отходы
( золошлаки, древесина, металлические отходы);
б) химические загрязнения – это химически активные соединения, которые поступают в биосферу и вступают во взаимодействие с ее элементами (серный ангидрид, окислы азота, цементная пыль);
в) биологические загрязнения – рост количества микроорганизмов, какие оказывают вредное воздействие на окружающую среду (патогенные микробы).
Энергетические загрязнения считаются менее опасными по сравнению с материальными. Они оказують вредное воздействие только в момент их выделения и область действия этих загрязнений невелика и находится только вблизи от источника загрязнения.
Наибольший вклад в уровень загрязнения окружающей среды вносят промышленные предприятия и энергетическое оборудование. Так, при сжигании топлива в энергетических установках в атмосферу выбрасывается большой спектр загрязняющих веществ, а при работе промышленных предприятий осуществляется загрязнение как атмосферы, так воды и почвы.
Еще один огромный источник загрязнения окружающей среды – автомобильный транспорт. Выбросы от автомобильного транспорта составляют до 80% общего загрязнения атмосферы.
Последствия химического загрязнения биосферы для человека могут быть различными, в зависимости от природы, концентраций и времени действия. Реакция организма на загрязнения зависит от возраста, пола, состояния здоровья. Наиболее уязвимы дети, пожилые и больные люди. При систематическом поступлении в организм даже небольших количеств токсичных веществ могут наступать хронические отравления, признаками которых являются, нейропсихические отклонения, утомление, сонливость или бессонница, апатия, ослабление внимания, забывчивость, колебания настроения и др. Сходные признаки наблюдаются и при радиоактивном загрязнении среды, превышающем нормы. Высокотоксичные соединения часто приводят к хроническим заболеваниям различных органов и нервной системы; действуют на внутриутробное развитие плода, вызывая различные отклонения у новорожденных. Медики устанавливают прямую связь между ростом числа больных аллергией, бронхиальной астмой, раком и ухудшением экологической обстановки в регионе.
Канцерогены вызывают особую озабоченность людей. Установлено, что многие вещества (хром, никель, бериллий, бенз(а)пирен, асбест, табак и др.) являются канцерогенными. Еще в прошлом веке рак был почти неизвестен у детей, сейчас он встречается среди них довольно часто. В США основное число заболеваний раком легких приписывается курению, а меньшее - работе в некоторых отраслях промышленности. Пища, воздух и вода также могут содержать токсичные и канцерогенные вещества, представляющие опасность для человека. Примерная доля заболеваний раком от разных причин (по данным П. Ревелль и Ч.Ревелль) приведена в табл. 7.1.
Таблица 7.1- Заболевания раком от разных причин
| Причина заболевания | Доля от числа заболевших,% |
| Курение | |
| Пища | |
| Условия работы | |
| Спиртные напитки | |
| Ультрафиолетовые, природные рентгеновские и космические лучи | |
| Загрязнение воздуха и воды | |
| Лекарства, рентген | |
| Пищевые добавки | |
| Пенопласт, асбест, трихлорэтилен (аэрозоли), некоторые красители для волос и другие потребительские товары | |
| Причины, не связанные с окружающей средой (травмы, инфекции, беременость, роды) |
Интересно, что процент заболеваний той или иной формой рака различен в разных регионах и разных группах населения. Например, на северо-востоке США высока доля раковых заболеваний ротовой полости, горла, пищевода, гортани и мочевого пузыря, но преимуществено у мужчин. Очевидно, это связано с высокой концентрацией химических производств, на которых работают в основном мужчины. В районе Линьсянь в Китае встречается рак пищевода, в Японии обычен рак желудка, рак печени - проблема в Африке и юго-восточной Азии (но редко встречается в других частях мира). Поэтому можно предполагать, что рак вызывается сочетанием каких-то условий окружающей среды в разных районах.
Многие канцерогены могут вызывать необратимые изменения в генах, называемые мутацией (лат. mutatio - изменение, перемена).
Фактически сегодня отсутствуют надежные способы для испытания 9000 синтетических веществ, производимых в настоящее время (к тому же число их ежегодно увеличивается на 500 - 1000). В США, например, по данным Национального института профессиональной безопасности и здоровья, каждый четвертый рабочий, т. е. почти 22 млн человек, может подвергаться действию токсичных веществ: ртути, свинца, пестицидов, асбеста, хрома, мышьяка, хлороформа и др. Не составляют исключения и служащие, которые подвергаются воздействию вредных веществ в воздухе, так же как и семьи рабочих, контактирующих с этими веществами через рабочую одежду.
Диоксины- группа органических веществ, которую в последние годы считают наиболее экологически опасной. В группу диоксиноподобных соединений входят суперэкотоксиканты - универсальные клеточные яды, поражающие все живое. Пик выброса диоксинов пришелся на 60 - 70-е гг. Диоксины не производятся промышленно, они образуются при производстве других химических веществ: при синтезе гексахлорфенолов, гербицидов и др. Источниками диоксинов являются также сточные воды предприятий целлюлозно- бумажной, металлообрабатывающей, электронной, радиопромышленности и др., использующих для обезжиривания хлорорганические растворители. Кроме того, диоксины попадают в атмосферу с выхлопными газами автомобилей, при хлорировании питьевой воды, горении «техногенной» древесины, сжигании галогенсодержащих и бытовых отходов и т. д. Загрязнения среды возникают и при промышленных авариях. Наиболее известна авария в городе Севезово (Италия) в 1976 г. с большим выбросом диоксинов в результате нарушения правил захоронения отходов. Исследователи Миланского университета наблюдали 37000 жителей этого города - среди них был зарегистрирован 891 случай рака.
В 1968 г. в Японии, а в 1979 г. на Тайване были отмечены массовые пищевые отравления рисовым маслом, загрязненным диоксинами. Пострадало более 4000 человек; в печени было выявлено высокое содержание диоксинов (болезнь Юшо-Ю-Ченг).
Диоксины способны влиять на репродуктивную систему. У рабочих, занятых в производстве хлорфенолоксигербицидов, отмечается импотенция, а у их жен - повышенная частота выкидышей.
Продукты питания и лекарственные препараты могут содержать вещества, оказывающие вредное воздействие на здоровье людей. До 40 /о смертей от рака можно связать с питанием или приготовлением пищи. Даже обжаривание мяса может приводить к образованию канцерогенных веществ. Излишний жир иногда стимулирует выработку гормонов, способствующих возникновению рака молочной железы. Избыточное потребление соли может приводить к появлению гипертонии, избыток сахара - к порче зубов и т. д. Добавки и загрязнения, присутствующие в продуктах, медикаментах и косметических товарах, способны также вызывать различные заболевания. Американцы, например, потребляют около 68 кг пищевых добавок в год на душу населения, большую часть из которых составляют соль, сахар и его заменители. Приблизительно 4 кг приходится на горчицу, перец, пекарный порошок, дрожжи, казеин, карамель и 0,5 кг - на 2000 других добавок, используемых для окрашивания, консервации и улучшения вкуса продуктов.
В медикаменты тоже вводят примеси для маскировки горечи или иного неприятного вкуса. Красители и ароматизаторы используются также для замены дорогих натуральных компонентов. Например, вместо натурального сока в ароматизированные безалкогольные напитки часто добавляется заменитель. Фактически целые группы продуктов, в том числе и диетических, вероятно, не могли бы существовать без добавок, которые придают им приятный вкус, цвет и способность долго сохраняться. Но как бы аргументированно не обосновывалось применение добавок, необходима уверенность в том, что они безвредны. В США было испытано около 450 химических добавок, 80 % из которых были объявлены безвредными, 14 % - вероятно безвредными и около 5 % - сомнительными. В 1978 г. центр «Наука в интересах общества» (США) опубликовал перечень пищевых добавок с оценкой их безопасности.
Споры вызывают и синтетические заменители сладких веществ. В США в 1976 г. было продано 2,27 млн кг сахарина. Но сахарин, как и другие заменители сахара, может вызывать рак мочевого пузыря у крыс. Подозрения на канцерогенность сахарина привели, с одной стороны, к запрету его использования в некоторых продуктах, а с другой - к многочисленным протестам против его запрета. Люди считали, что если и имеется какой-то риск, то они хотели бы об этом знать, а затем сами решать, как поступать. В США уступили давлению и разрешили продавать сахарин, но с предупреждением о его «умеренной» канцерогенности, а в Канаде с 1977 г. он запрещен в пищевых продуктах.
Использование пищевых красителей также возможно только в соответствии с утвержденными списками. В качестве консервантов мяса и рыбы обычно применяют нитраты NО3 и нитриты NО2. Они предотвращают рост бактерий, вызывающих пищевые отравления (например, ботулизм); придают мясу характерную розовую окраску и особый вкус, к которому люди привыкли. Много нитратов поступает в организм с овощами. Нитраты и нитриты не безвредные соединения. Нитриты, например, реагируя с гемоглобином, превращают его в метгемоглобин, не способный переносить
кислород. При инактивации 70 % гемоглобина в крови наступает смерть. Поэтому устанавливается предельное содержание нитритов в пищевых продуктах.
Но даже некоторые витамины (особенно А и Д) при передозировках могут накапливаться в организме до токсических уровней. Съедобные природные продукты (грибы, некоторые растения; плесневые грибки, появляющиеся в крупах, орехах, кукурузе, пшенице и др.) могут синтезировать для своей защиты токсические вещества, многие из которых обладают канцерогенным, тератогенным (гр. teras - уродство, genos – происхождение) и мутагенным двйствием.
В 1982 г. Комитет по питанию и раку США дал следующие рекомендации по питанию: 1) уменьшение количества жиров в среднем рационе на 30 %; 2) включение в рацион овощей, фруктов, крупяных продуктов, особенно богатых витамином С (цитрусовые) и Р-каротином (желто-оранжевых листовых овощей и капусты); 3) употребление консервированных продуктов, солений, овощей свести к минимуму; 4) спиртное употреблять только в «меру» (особенно курильщикам) из-за угрозы рака, цирроза печени, гипертонии и тяжелых последствий для новорожденных детей.
Физические факторы
Воздействие физических экологических факторов на здоровье человека имеет не меньшее значение, чем влияние химических соединений. К физическим воздействиям относятся различные излучения, шумы, климатические погодные условия и др. Большинство физических факторов внешней среды, с которыми взаимодействует человек, имеют электромагнитную природу. Световые волны - лишь малая часть их. Влияние лучей на здоровье зависит от длины их волны. Когда говорят об «облучении» (радиационное поражение), то имеют в виду воздействие коротких волн. Эти типы излучений известны как ионизирующая радиация. Воздействие длинных волн (от ближних ультрафиолетовых до радиоволн) называют неионизирующим излучением. Эти два типа излучений по-разному влияют на здоровье людей.
Ионизирующее излучение состоит из рентгеновских лучей, гамма-лучей и космических лучей. Эти виды лучей обладают энергией, достаточной для превращения атомов в ионы с высвобождением электронов. Воздействием этих ионов и обусловлены изменения в клетках организма. Распад ядер радиоактивных элементов также порождает ионизирующее излучение, состоящее из α-, β- и γ-лучей. Наиболее опасно γ-излучение, так как оно проходит через несколько сантиметров свинцовой защиты. Опасность рентгеновских лучей возрастает на больших высотах. Поэтому работа космонавтов может быть приравнена к работе с радиоактивным излучением.
Люди подвергаются действию ионизирующих излучений при рентгене, радиоактивном распаде элементов и из космоса. Доза облучения чаще всего измеряется в бэрах (1 бэр эквивалентен по биологическому воздействию дозе в 1 рентген).
Если исключить воздействие источников, созданных человеком, то уровень излучения будет соответствовать естественному радиационному фону. Естественный фон в США равен 100 - 150 миллибэр (мбэр) в год. На высоте более 3,0 км фоновые излучения больше - до 160 мбэр. Средняя доза, получаемая при рентгене, оценивается в 90 мбэр в год.
На заре использования атомной энергии нормативы эмиссии радиоактивных элементов были таковы: в окрестностях АЭС - не более 500 мбэр год -1 на 1 чел., а в отдаленных районах - не более 170 мбэр год -1. После 70-х гг. эти нормативы были резко ужесточены. Наибольшая допустимая годовая доза уменьшена до 5 мбэр, а средняя - до 1 % от природного фона, т. е. до 1-1,5 мбэргод -1. Если нормативы выполняются, то атомные станции не опасны для людей. Но остаются вызывающие опасения излучения от установок регенерации атомного топлива и отбракованной урановой руды. Большую тревогу вызывает и возможность захвата террористами отработанного атомного топлива или других расщепляемых материалов.
Следует обратить внимание и на то, что некоторые радиоактивные элементы могут аккумулироваться в пищевых цепях. Так, например, в сигах концентрация фосфора-32 была в 5 тыс. раз выше, чем в воде; в окунях - в 20 - 30 тыс. раз больше, а в некоторых водорослях - в 100 тыс. раз (в реке Колумбия, ниже атомной электростанции). Известны случаи накопления цинка-65 в моллюсках, иода-131 в миноге, стронция-90 в судаке и т. д. Население может получать эти элементы с пищей. Однако их воздействие при попадании в организм с пищей недостаточно изучено, чтобы можно было оценить опасность.
Около половины всех излучений поступает от природных источников. Одну треть в этом естественном фоне составляют космические лучи, вторую треть - природные радиоактивные элементы в почвах и горных породах, оставшаяся треть приходится на радиоактивные элементы (калий-40 и др.), присутствующие в организме человека. Грунтовая вода или природный газ могут содержать радон. Некоторые стройматериалы (камень, фосфогипс и др.) также могут быть источником излучений.
Из антропогенных источников излучений наибольшая доля принадлежит радиоактивным выбросам, рентгеновским процедурам и радиоактивным медикаментам. При путешествии на самолете увеличиваются дозы облучения космическими лучами. Табачный дым также содержит радиоактивные частицы. Значительная доля излучений приходится на радиоактивные осадки. Серьезную опасность представляют отходы урановых рудников, так как иногда радиация от них в 500 раз превышает природный фон.
Последствия облучения для здоровья людей можно разделить на две категории: 1) острые симптомы после интенсивной кратковременной экспозиции, возможной в аварийных ситуациях и во время атомной войны; 2) последствия длительного облучения малыми дозами, которые выявляются спустя годы. Ионизирующее излучение может вызывать рак молочной и щитовидной желез, легких, желудочно-кишечного тракта, костей, лейкоз, лучевую болезнь. Помимо рака, последствиями излучения могут быть генетические повреждения, т. е. мутации, которые передаются будущим поколениям. Для профессионального риска установлен предел - 5 бэр в год, а для населения - 1 бэр в год, т.е. 1 % от природного радиационного фона. Но и природные фоновые излучения, по некоторым оценкам, могут вызывать до 2 % генетических болезней.
Неионизирующие излучения - микроволны, радиоволны и волны от линий электропередачи - могут вызывать тепловое повреждение тканей, разрушать клетки и провоцировать рак. Пока нет данных о влиянии на людей существующих доз этих излучений от радиопередатчиков и высоковольтных линий. Но имеются опасения, что рабочие, постоянно подвергающиеся их действию, рискуют своим здоровьем. К сожалению, в последние годы на всей территории России фактически прекратились исследования биологического действия электромагнитных полей, создаваемых линиями электропередачи, радиотелевизионными средствами связи, радиолокаторами и другими объектами. Отсутствуют экологогигиенические нормативы для защиты окружающей среды от возможного вредного действия этих полей. Итак, в результате внутреннего и внешнего облучения человек в течение года в среднем получает дозу 0,1 бэр, т. е. в течение жизни - около 7 бэр. В этих дозах облучение не приносит вреда. Однако есть такие районы, где даже природный фон выше средней дозы за счет естественных радиоактивных источников. Так, в Бразилии (200 км от Сан-Паулу) есть возвышенность, где годовая доза составляет 25 бэр.
Наибольшую же опасность, конечно, представляют антропогенные источники загрязнений. Например, в 1994 г. было проведено радиационное обследование в 28 городах России: выявлено 554 случая радиоактивного загрязнения в 16 городах (Москва, Санкт- Петербург, Братск, Волгоград, Нижний Тагил, Новосибирск, Новочеркасск, Самара, Череповец и др.). Большинство участков характеризуются гамма-излучением от десятков мкРч-1’ до десятков мР ч -1.
В Череповце обнаружен участок с 2 мРч -1, а в Санкт-Петербурге 40 мР ч -1. Загрязнение обусловлено, в основном, несанкционированно хранимыми или захороненными радиоактивными отходами (радий-226, цезий-137 и др.), технологическими отходами производств, содержащими радионуклиды и строительными материалами. Здания с концентрациями радона в воздухе, превышающими нормы, выявлены в Санкт-Петербурге, Новосибирске, Иркутске, Байкальске. Неблагополучная обстановка по радону установлена в Ленинградской, Свердловской, Челябинской, Оренбургской, Новосибирской, Иркутской областях, в Забайкалье и на Дальнем Востоке.
Добровольный риск
Помимо факторов окружающей среды, воздействие которых мало зависит от отдельного человека, существуют так называемые факторы добровольного риска, которым люди подвергают себя в процессе курения, употребления наркотиков и алкоголя.
Курение - вредная привычка, которая приводит к дополнительному загрязнению воздуха токсическими веществами. Количество курильщиков, выкуривающих ежегодно 5 триллионов сигарет, превысило в мире уже несколько миллиардов. По существу, людей можно разделить на две группы: курящих и некурящих. Рассмотрим действие на организм лишь некоторых веществ, которыми курильщики добровольно отравляют себя (табл. 7.2).
Таблица 7.2-Токсические и канцерогенные вещества в дыме сигарет
| Вещества | Характер действия |
| Оксид углерода | Токсическое |
| Оксиды азота | - // - |
| Цианистый водород | - // - |
| Ацетальдегид | - // - |
| Кадмий | - // - |
| Мышьяк | - // - |
| Свинец | - // - |
| Формальдегид | Канцерогенное |
| Гидразин | - // - |
Хлористый винил Наши рекомендации |