Химические загрязнители в окружающей среде и их влияние на здоровье человека

 
  Химические загрязнители в окружающей среде и их влияние на здоровье человека - student2.ru

Химические загрязнители - это газообразные, жидкие и твердые химические соединения и элементы. Антропогенными химическими загрязнителями могут быть вещества, синтезированные человеком (ксенобиотики), чужеродные для живых организмов и естественно не входящие в биотический круговорот (рис.1.3).

Рис.1.3. Основные источники воздействия ксенобиотиков

на организм человека

Ксенобиотики, а также некоторые природные вещества (напр. тяжёлые металлы) накапливаются в организме. Это явление называется биоаккумуляцией.

Отрицательные влияния изменения качества внешней химической среды на метаболизм (обмен веществ) живых организмов получили название "экологических ловушек".В качестве примера такой ловушки можно привести воздействие метилртути (CH3Hg образуется в воде из Hg микробиологическим путем) на физиологические процессы в организме человека (болезнь «Минамата»), а также влияние на организм некоторых пестицидов- средств защиты растений (от лат. pestis — зараза и caedo — убиваю).

Пестициды (ядохимикаты) опасны не только для тех видов, против которых они используются. Их применение в хозяйственных целях может приводить к сильному загрязнению среды и нежелательным последствиям. Поступая в организм человека с продуктами питания, через дыхательные пути, слизистые и кожные покровы, пестициды могут вызывать острые отравления с рвотой и резкими болями в животе, повышенным артериальным давлением, явлениями почечной недостаточности, нарушениями со стороны ЦНС.

Помимо токсичности для теплокровных животных и человека, пестициды обладают способностью прогрессивно накапливаться в звеньях пищевых цепей. В случае с метилртутью также имеет место ее концентрация в цепях питания. Клиническая картина отравления человека этим веществом связана с необратимыми изменениями в нервной системе вплоть до летальных исходов.

Перечень"экологических ловушек" можно дополнить примером с нитратами,широко использующихся в качестве удобрений (соли азотной кислоты) в сельском хозяйстве. Интенсивное поступление нитратов в растения приводит к тому, что они не полностью включаются в обменные процессы и накапливаются в листьях, стеблях и корнях, причем избыток частично восстанавливается до аммиака.

Непосредственно для растений избыток нитратов опасности не представляет, но при попадании в организм теплокровных с пищей они превращаются в значительно более токсичные нитриты, вступающие во взаимодействие с аминами и амидами (продуктами взаимодействия аммиака с радикалами или металлами). В результате возможно образование нитрозосоединений - нитрозаминов и нитрозамидов.

Накопление в организме человека нитратов при длительном употреблении такой растительной пищи вызывает тяжелые нарушения обмена веществ, аллергию, нервные расстройства.В крови нитраты превращают двухвалентное железо гемоглобина в трехвалентное, что нарушает перенос кислорода от легких к тканям. Что касается нитрозосоединений, то в ряде случаев они способны вызывать злокачественные новообразования, рак желудка, лейкоз. Поступление нитратов в организм в дозе более 5 мг на 1 кг массы тела уже является опасным.

Другим примером "экологической ловушки" являются радионуклиды,которые содержатся в радиоактивных отходах атомной энергетики, образуются в результате ядерных испытаний и т. д. Это изотопы химических элементов (свинца, полония, радия, стронция, урана и др.), которые способны к ионизирующему (α-, β-, γ- и рентгеновскому) излучению.

α- и β - излучения оказывают воздействие на организм, в основном, будучи им поглощенными, а испускающие их вещества относят к «внутренним» излучениям; γ- излучение может отказать воздействие на организм, находясь вне его.

Ионизирующее излучение оказывает наибольшее воздействие на высокоразвитые организмы, в первую очередь - на человека. Наиболее устойчивы к нему микроорганизмы.

Например, радионуклид стронций-90 поступает в организм через желудочно-кишечный тракт, легкие, кожные покровы, накапливается в скелете и мягких тканях. Стронций вызывает патологические явления в крови, ведет к внутренним кровоизлияниям, деструкции костного мозга. В отдаленные сроки после поражения (в последующих поколениях) возможны опухоли, лейкозы.

Итак, в окружающую среду поступают различные токсиканты: аэрозоли, тяжелые металлы, пестициды, пластмассы и т. п., причем их перечень ежегодно пополняется примерно на 250 тыс. новых соединений.

Особенно опасными являются диоксины,которые называют суперэкотоксикантами в силу их чрезвычайно высокой токсичности и биологической активности. Диоксины - это группа веществ, которая включает дибензо-1,4-диоксины (ПХДД), дибензофураны (ПХДФ) и бифенилы (ПХБФ). В эту группу входят сотни хлор-, бром- и хлорброморганических циклических эфиров. Диоксины образуются во многих технологических процессах - от целлюлозно-бумажного, металлургического и других производств до биологической очистки сточных вод и хлорирования питьевой воды, сжигания отходов, сгорания топлива в двигателях (рис.1.4).

 
  Химические загрязнители в окружающей среде и их влияние на здоровье человека - student2.ru

 
 
ХЛОРАКНЕ

Рис.1.4. Источники поступления диоксинов в окружающую среду,

пути попадания и воздействие на организм человека

Эти вещества по своей токсичности превосходят соединения тяжелых металлов, хлорорганические пестициды (ДДТ, гексахлоран и пр.), а по канцерогенности - ароматический углеводород бенз(а)пирен.

Диоксины способны накапливаться в организме, являясь причиной многих тяжелых заболеваний: вызывают острые и хронические отравления; перерождения кожи и слизистых оболочек; нарушения в развитии плода у женщин; разрушение печени; злокачественные новообразования. Они также могут быть причиной иммунодефицита, и в этом смысле их иногда сравнивают с вирусом СПИД.

Кадмий как токсикант окружающей среды.Из тяжелых металлов кадмий является самым опасным токсикантом среды (например, он значительно токсичнее свинца). В природной среде кадмий встречается лишь в очень малых количествах - именно поэтому его отравляющее действие было выявлено лишь недавно. Дело в том, что только в три-четыре последних десятилетия кадмий стал находить все более техническое применение. Он содержится в мазуте и дизельном топливе (и освобождается при его сжигании!), его используют в качестве присадки к сплавам, при изготовлении резиновых покрышек, при нанесении гальванических покрытий (кадмирование неблагородных металлов), для получения кадмиевых пигментов, нужных при производстве лаков, эмалей и керамики, в качестве стабилизаторов для пластмасс (например, поливинилхлорида), в электрических батареях, и т.д. В результате всего этого, а также при сжигании кадмийсодержащих пластмассовых отходов, кадмий может попадать в воздух. В Балтийское море ежегодно поступает 200 тонн кадмия (в том числе 45 % - из воздуха), а во всем мире в окружающую среду ежегодно выбрасывается примерно 5000 тонн. В организм человека больше всего кадмия попадает с растительной пищей и грибами.

Хроническое отравление кадмием может произойти очень легко, так как он выводится из организма человека очень медленно (0,1 % в сутки) и накапливается в первую очередь в почках, волосах. Ранние симптомы отравления кадмием: поражение почек и нервной системы, нарушение функций половых органов, легких. Позднее возникают острые костные боли в спине и ногах. Кроме того, кадмий обладает мутагенным и канцерогенным действием и представляет генетическую опасность.

Свинец как токсикант окружающей среды.Тяжелый металл свинец имеет особое значение вследствие высокой токсичности его соединений. Свинец ингибирует ферментативные реакции, вступая в химическое взаимодействие с белками и осаждая их. В организме свинец накапливается во многих органах и тканях: в костях, мышцах, печени, почках, селезенке, головном мозге, сердце и лимфатических узлах. Признаки свинцовой интоксикации: резкие спазмы сосудов, повышение артериального давления, судорожные припадки.

Присутствие повышенных концентраций свинца в воздухе и продуктах питания представляет угрозу для здоровья человека. Особенно много свинца содержат свиная и говяжья печень, корнеплоды, листовые и плодовоягодные культуры. Корни растений являются основным органом, накапливающим свинец.

В окружающую среду свинец поступает при сжигании нефти и бензина. Другим важным источником поступления свинца в окружающую среду являются: производство черных и цветных металлов, горнодобывающая промышленность, осадки коммунальных и промышленных сточных вод, а также инсектициды (средства борьбы с вредными насекомыми).

Свинец техногенного происхождения накапливается в поймах и донных отложениях рек и озёр. Почва является естественным барьером на пути поступления свинца в растения и грунтовые воды, так как обладает высокой способностью закреплять поступающий в неё элемент.

SO2 и NO2 в атмосфере. При сжигании ископаемого топлива и при обработке серосодержащих руд диоксид серы улетучивается в атмосферу. К тому же предприятия, производящие целлюлозу, выпускают его в воздух тоннами. Подсчитано, что США ежегодно "выдыхают" в атмосферу 26 млн. т., Европа - 60 млн. т. диоксида серы (93 % поступающего в атмосферу SO2 выбрасывается в северном полушарии и только 7% - в южном).

Все чаще происходит выпадение "кислотных дождей". Из SO2 и влаги воздуха в конечном счете образуется серная кислота, составляющая около 60 % всех содержащихся в дождевой воде кислот. Остальные 35% представлены азотной кислотой, которая образуется из окислов азота (в т.ч. NO2), выбрасываемых с выхлопными газами автомобилей, а также образующихся при электрических разрядах во время гроз.

Прямое воздействие кислотного дождя может усугубляться благодаря непрямому сопутствующему эффекту. Так, тяжелые металлы (например, ртуть), которые могут содержаться в почве и горных породах, не вымываются обычной дождевой водой, но зато вымываются кислыми растворами.

Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость лесов к неблагоприятным факторам, что может закончиться их деградацией; приводит к закислению озер, что опасно для популяций рыб и планктона. Влияние кислотности сказывается и на состоянии технологических объектов, памятников культуры, плодородии почв, здоровье человека.

Воздух, загрязненный SO2 и NO2, раздражает дыхательные пути, вызывая у человека бронхит, эмфизему легких, астму. Первые признаки отравления - легкий кашель; при повышении концентрации данных веществ возникает сильный кашель, рвота, головная боль. При контакте SO2 и NO2 с влажной поверхностью слизистых оболочек образуются кислоты, которые приводят к отеку легких, глотки.

Наши рекомендации