Экологические факторы и здоровье человека

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха в индустриальных районах являются промышленные предприятия, транспортные средства, тепловые электростанции.

Выхлопные газы – смесь примерно 200 веществ. В них содержатся углеводороды – несгоревшие компоненты топлива, для которых резко возрастает, если двигатель работает на малых оборотах или в момент увеличения скорости при старте, т.е. во время заторов и у сигналов светофора. В момент форсирования двигателя несгоревших частиц выбрасывается в 10 раз больше. К несгоревшим газам относят окись углерода. В выхлопных газах нормально работающего двигателя содержится в среднем 2,7% окиси углерода. При снижении скорости эта доля увеличивается до 3,9, а на малом ходу – до 6,9%.

Окись углерода и другие компоненты выхлопных газов, как правило, тяжелее воздуха и скапливаются у земли, в зоне дыхания человека. Окись углерода, прежде всего, кровяной яд. Соединяясь с гемоглобином крови, он мешает нести ему кислород в ткани организма. В выхлопных газах содержатся даже альдегиды, обладающие резким запахом и раздражающим действием. Особенно сильным действием отличается формальдегид, относящийся ко 2 классу опасности.

Из-за неполного сгорания топлива в двигателе часть углеродов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества и полициклические углеводороды, среди которых особенно опасен бенз-а-пирен, обладающий выраженным канцерогенным действием.

Весьма опасным компонентом выхлопных газов являются соединения неорганического свинца, образующегося при сгорании антидетонаторной добавки бензина - тетраэтилсвинца.

Воздействие атмосферных загрязнений на человека во многом зависит от того, какие концентрации вредных веществ формируются в атмосфере и длительности воздействия вредного фактора.

Атмосферные загрязнения и природные примеси подвергаются сложным процессам превращения, взаимодействия, вымывания и т.д.

Время «жизни» взвешенных веществ в атмосфере зависит от их физико-химических свойств, а также от некоторых метеорологических параметров. Примерная скорость осаждения частиц зависит от из размера. Наличие ветра может изменить скорость осаждения частиц. Для населенных мест основное значение имеют взвешенные вещества промышленного происхождения с радиусом частиц 0,1-10 мкм. Многочисленными исследованиями установлено, что в легкие попадают частицы размером 0,3 мкм, а фильтрующая роль носовых путей имеет значение для частиц 1-5 мкм в диаметре. Таким образом, промыш-ленные загрязнения атмосферы находятся в том диапазоне распреде-ления частиц по размерам, который является биологически активным.

Более сложен вопрос поведением и «временем жизни» газообразных загрязнений. Срок «жизни» в атмосфере сернистого газа от нескольких часов дл 1,5 дней. Он может образовывать серную кислоту. Большую роль в этом процессе играет влажность воздуха. Большинство реакций газообразных загрязнений в атмосфере связано с термическим окислением. Основной причиной фотохимических превращений в приземном слое атмосферы современных городов является высокая степень загрязнения воздуха органическими веществами и окислами азота. В этих условиях пусковым моментом для начала реакции является действие ультрафиолетового спектра солнечной радиации с длиной волны более 290 нм.

Совместное окисление углеводородов и окислов азота приводит к образованию пероксиацилнитратов (ПАН) и пероксибензолнитратов (ПБН), обладающих сильным токсическим действием. В результате таких реакций происходит непрерывное образование озона. Условием, способствующим образованию фотохимического тумана при высоком уровне загрязнения воздуха, является обилие солнечной радиации, малая скорость ветра, температурная инверсия.

Температурная инверсия как метеорологический процесс играет существенную роль в накоплении вредных веществ в приземном слое при любых условиях. В обычных условиях температура воздуха снижается в зависимости от высоты строго закономерно. Этот процесс способствует более быстрому переходу загрязнений в более высокие слои атмосферы и последующему рассеиванию. Бывают случаи, когда за счет быстрого охлаждения приземного слоя над поверхностью земли, на относительно небольших высотах образуются теплые слои воздуха, достаточно мощные, чтобы не выпускать загрязнения. Создается купол, который способствует накоплению загрязнений в приземном слое, создавая повышенную опасность для населения. В Омской области повторяемость приземных инверсий в различные сезоны колеблется в среднем от 35 до 45%. Это достаточно неблагоприятный показатель в гигиенической оценке состояния атмосферного воздух города и его влияния на здоровье населения.

Воздействие атмосферных загрязнений на здоровье людей может быть острым и хроническим.

Первым сигналом возможного отрицательного действия атмосферных загрязнений на здоровье населения явились так называ-емые токсические туманы – случаи острого влияния загрязнений, кон-центрации которых возрастали при неблагоприятных метеороло-гических условиях. Первый такой случай официально зарегистрирован в 1930 г., в долине р. Маас, Бельгия (погибло 63 человека); 1952 г., Лон-дон (3000). Аналогичные случаи наблюдались в Лондоне и в после-дующие годы, а также в городах США (Нью-Йорк, Детройт), Япония (Осака), Нидерландов (Роттердам). В СССР такой статистики не было.

Все случаи токсического тумана обладали общими чертами: они имели место в периоды неблагоприятных метеорологических условий (шторм, туман, инверсия), сопровождались резким подъемом сернистого газа и взвешенных веществ. Первые смертельные случаи наблюдались к 3-му дню тумана и продолжались некоторое время после его прекращения, страдали, в основном, дети и лица старше 55 лет.

Причиной токсического действия явилась способность сернистого газа в присутствии взвешенных частиц глубоко проникать в легкие, создавая высокие местные концентрации. Следует показать, что концентрация сернистого газа (до 4) сами по себе не могли вызвать такой токсический эффект, поскольку этот газ легко нейтрализуется влагой слизистых оболочек и не проникает глубоко в легкие. Но взвешенные частицы, тем более влажные адсорбируют на себя сернистый газ и играет роль проводника. В легких происходит освобождение газа, проявляются его токсические свойства.

Массовые острые воздействия на население отмечаются и при втором виде смога – фотохимическом тумане. Фотохимический туман может возникать при более низких концентрациях загрязнителей, чем лондонский смог, и для него характерна желто-зеленая или синяя дымка, а не сплошной туман. При смоге появляется неприятный запах, резко ухудшается видимость. Погибают домашние животные, главным образом собаки и птицы. У людей появляется раздражение глаз, слизистых оболочек носа и горла, симптомы удушья, обострение легочных и других хронических заболеваний.

Учитывая, что в городе Омске уровень автомобилизации растет достаточно быстро, несовершенна транспортная сеть города, достаточно высокая солнечная активность, имеются условия для температурных инверсий, возможно возникновение фотохимических смоговых ситуаций классического типа и нечто подобное этому уже наблюдалось.

Большую тревогу вызывает действие на организм человека более низкий концентраций, но действующих длительное время.

В последние десятилетия во многих странах мира, особенно развитых в промышленном отношении, отмечены изменения в структуре заболеваемости населения, в частности, фиксируется рост числа хронических неспецифических заболеваний. неспецифическая заболеваемость характеризуется тем, что является прямым следствием экологического фактора. Фактор действует опосредованно, снижая адаптационные возможности организма, его иммунитет. На этом фоне могут возникать или обостряться хорошо известные заболевания сердечнососудистой системы, желудочно-кишечного тракта, особенно системы дыхания.

Среди хронических неспецифических заболеваний существенно значение приобретает атеросклероз и связанные с ним заболевания сердца, а также онкологические заболевания легких, хронические бронхиты, эмфизема, бронхиальная астма. Существуют данные, свидетельствующие о наличие «городского градиента» в структуре заболеваемости населения: при относительно низких показателях заболеваемости и смертности от некоторых хронических заболеваний сельского населения имеет место возрастание этих показателей в городе, при том, чем больше город, тем выше показатели заболеваемости и смертности. Совершенно естественно, что роль загрязнения воздуха в данном случае не единственный фактор и может быть не ведущий, но то, что уровень загрязнения атмосферы коррелирует с величиной города – установленный факт.

Более четко прослеживается зависимость уровня загрязнения атмосферного воздуха и легочных заболеваний. Убедительным свидетельством этому являются данные изучения заболеваемости детей, проведенные в различных регионах. На группе школьников, которые жили в разных областях с разным уровнем загрязнения воздуха, было отмечено повышение уровня заболеваемости дыхательной системы лиц, живущих в загрязненных районах.

Наряду с повышением уровня неспецифической заболеваемости среди населения все больше факторов, свидетельствующих о наличии специфических изменений в организме, когда тот или иной загрязнитель действует напрямую, вызывая свойственные только ему изменения. Так, загрязнение воздуха фтором вызывает у населения явления флюороза, свинцом – специфическую свинцовую, а ртутью – ртутную интоксикацию. На Украине, еще в 60-е гг., ученые обнаруживали стойкие фиброзные изменения в легких школьников, проживающих в зоне предприятий черной металлургии. Такие изменения характерны для рабочих, долго работающих в шахтах, в цехах со значительными пылевыделениями. Аналогичные изменения обнаруживались и у взрослых людей, никогда не работавших на цементном производстве, но живущих в населенном пункте, загрязняемом его выбросами.

В конце 60-х – начале 70-х гг., многие исследователи доказали возможное таратогенное, эмбриотоксическое и мутагенное действие многих загрязнителей атмосферы.

Воздух, которым мы дышим, может быть переносчиком живых и мертвых, твердых и жидких микроскопических частиц, которые могут действовать как аллергены. Аллергические заболевания можно разделить на две большие группы: реакции немедленного типа (например, бронхиальная астма) и реакции замедленного типа (контактный дерматит).

В связи с развитием микробиологической промышленности следует сказать о том, что аллергенами являются также микроорганизмы, используемые в качестве биологически активных веществ. Большое количество спор грибков-продуцентов выделяется в воздух при изготовлении ферментных препаратов. При получении кормовых дрожжей в атмосферу могут выпадать жизнеспособные дрожжевые клетки. Особенно много их выделяется в производстве белково-витаминных концентратов (БВК) из углеводородов нефти.

Аллергенными свойствами обладают не только продукты природного происхождения. Известно много химических соединений, синтезированных человеком. Среди них – ароматические амины, эпоксидные смолы, соединения кобальта, никеля, анилин, антибиотики и др. Обладает аллергенными свойствами и столь распространенный сернистый газ.

Среди последствий загрязнения атмосферного воздуха следует отметить неблагоприятное влияние на санитарные условия жизни населения. Известно, что находящиеся в воздухе частицы пыли поглощают солнечную радиацию, особенно в части ультрафиолетового спектра – наиболее биологически активного. Эти потери достигают 30% и более.

Загрязнение атмосферного воздуха оказывает влияние на изменение его электрических свойств, меняет ионный состав воздуха. Установлено, что в легких ионов меньше там, где имеются предприятия, загрязняющих атмосферный воздух. Тяжелых ионов, наоборот, в 7-17 раз больше в атмосфере промышленных зон. Специалисты предложили так называемый ионный коэффициент загрязненности, который представляет собой отношение тяжелых ионов к легким. Если, например, на территории металлургического комбината этот коэффициент равен 71, то на расстоянии 0,5км – 55, 3км - 36. таким образом, по характеру ионизации можно судить о том, в какой мере загрязнен атмосферный воздух.