Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
36
PAGE 35
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Новосибирской государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»
(ГОУ ВПО НГМУ Росздрава)
Экологический факультет
Кафедра гигиены и экологии
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ
ПО КУРСУ медицинской ЭКОЛОГИИ
факторы окружающей среды
и их влияние на здоровье
Новосибирск - 2003
Учебно-методическое пособие предназначено для использования в курсе практических занятий по экологии человека студентами второго курса лечебного и педиатрического факультетов.
Издание 2-е, переработанное и дополненное.
Авторы составители:
профессор кафедры экологии человека
с курсом профессиональных болезней ФУВ, д.б.н. Н.Г. Никифорова,
доцент кафедры экологии человека
с курсом профессиональных болезней ФУВ к.м.н. Д.А. Ерзин,
зав. кафедрой нормальной физиологии, д.м.н., профессор В.Ю. Куликов
Редактор:
Зав. кафедрой экологии человека
с курсом профессиональных болезней ФУВ д.м.н., профессор Е.Л. Потеряева
Рецензенты:
Доцент кафедры педагогики и медицинской психологии В.В. Меркушев
Зав. кафедрой нормальной физиологии д.м.н. В.Ю. куликов
Учебное пособие рекомендовано к изданию на заседании ЦКМС НГМА
СОДЕРЖАНИЕ
|
[1] [2] II. природные факторы среды [2.1] 2.1. Биологические факторы современной урбанизированной среды [2.2] 2.2. Химические факторы природной среды. Эндемические микроэлементозы. [2.3] 2.3. Физические факторы природной среды [3] III. Антропогенные факторы среды [3.1] 3.1. Химические антропогенные факторы [3.2] Промышленные химические факторы [3.3] Сельскохозяйственные химические факторы [3.3.1] Минеральные удобрения [3.4] 3.3. Физические антропогенные факторы [3.5] Электромагнитные поля [3.6] Ионизирующие излучения [3.7] Шум [4] IV. ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
[5] |
В современных условиях на человека оказывают влияние многие факторы окружающей среды (рис.1). Часть из них имеет естественное происхождение – это факторы природной среды. Другая часть – антропогенные факторы. Антропогенные факторы – это факторы, измененные деятельностью человека или происходящие от человека.
Рис.1. Классификация экологических факторов
К естественным факторам среды относятся биологические, или биотические. Это животные, растения и микроорганизмы, которые по отношению к человеку могут быть как полезными (например, являются пищей), так и вредными (например, являются источниками заражения).
К природным факторам относятся также физические (например, климат) и химические (например, химический состав воды, почвы, пищевых растений).
Среди антропогенных факторов также можно выделить биотические (например, созданные человеком штаммы микроорганизмов, клонированные животные и т.д., то есть измененные человеком). К антропогенным относятся химические факторы (синтезированные человеком химические вещества и отходы производств). В зависимости от того, в какой сфере они применяются, химические факторы делятся на промышленные, сельскохозяйственные и бытовые. К наиболее распространенным физическим антропогенным факторам относятся электромагнитные поля, ионизирующая радиация и шум. Источником их являются созданные человеком приборы и оборудование.
Как природные, так и антропогенные факторы могут оказывать влияние на здоровья человека. Однако наиболее опасными являются антропогенные факторы.
Кроме того, особую роль в жизни человека играют социальные факторы, влиянию которых человек подвергается, будучи не только биологическим, но и социальным существом. Влияние социальных факторов может приводить к возникновению особых состояний, именуемых социопатиями.
Современная городская среда является местом жизни не только человека, но и многих животных и растений, которые могут оказывать определенное воздействие на здоровье человека: быть источниками инфекционных и паразитарных заболеваний, вызывать аллергические реакции и т.д.
Грибы – обитатели влажных местообитаний (подвалов и чердаков, где из-за повреждения крыши возникают влажные условия).
Фауна этажей подразделяется на следующие группы:
Известно более 300 видов специфических домашних насекомых. Присутствие вредителей запасов в квартирах зависит прежде всего от подходящего пищевого субстрата и температуры.
Для зоны этажей являются типичными клещи домашней пыли. Доказано, что различные виды клещей являются составной частью ингаляционных аллергенов домашней пыли.
Текстиль и мягкая мебель заселяются молями и кожеедами. Развитию платяной моли способствует тепло и сухость. В постоянно отапливаемых зданиях она может давать 3-4 поколения в год, в других условиях – только 1-2.
На комнатных растениях поселяются тли, белокрылки, кокциды и другие насекомые. Например, на кактусах обитает червец Pseudococcus adonidum. Поскольку в домах предпочитают разводить вполне определенные виды растений, здесь складывается устойчивое сообщество сосущих фитофагов. Однако большинство видов комнатных растений практически свободно от насекомых.
Обитатели холодильников – черный сабовый муравей и рыжий таракан (прусак). Рыжий таракан укрывается прежде всего в пустотах холодильников или на внутренней стороне двери. Несмотря на то, что холодильники считаются непригодным для жизни местом, насекомые поселяются и там, прежде всего при применении мер борьбы с ними. В холодильных камерах могут существовать и популяции домовой мыши.
В подвалах существуют особые условия: темнота, высокая относительная влажность воздуха, устойчивая низкая температура, наличие пищи (хранящиеся продукты питания, дерево). Здесь обитают плесневые грибы. В подвалах поселяются пауки. Собственно «подвальными» можно считать лишь некоторые виды, остальные отчасти являются их добычей или используют подвалы для зимовки. Большинство пауков размножаются в подвалах в течение всего года (почти всегда можно обнаружить половозрелых особей). Здесь же часто встречаются кровососущие комары (например, во время зимовки). Благодаря хранящимся в подвалах фруктам, овощам, картофелю, здесь существуют дрозофилиды и мухи-горбатки. Среди млекопитающих постоянные обитатели подвалов – серая крыса и домовая мышь.
Постоянно отапливаемые здания (гостиницы, больницы) благоприятны для поселения и непрерывной смены поколей некоторых жуков-кожеедов.
Типичными животными пекарен уже в течение столетий считаются рыжий и черный тараканы и домовой сверчок, а в последнее время к ним прибавились фараонов муравей, мельничная огневка, комплекс амбарных клещей, различные чернотелки и некоторые щетинохвостки. Для существования этих видов наряду с пищей необходима прежде всего высокая температура.
На мясоперерабатывающих предприятиях поселяются виды падальных и серых мясных мух, которые заселяют свежее мясо.
В библиотеках со старыми книгами развиваются плесневые грибы. Они являются пищевым субстратом для некоторых сеноедов и ногохвосток. Эти насекомые, прежде всего сеноеды, поедаются ложноскорпионом. Этот вид длиной 1,5-2 мм живет главным образом в этом местообитании.
Таким образом, рядом с человеком обитает множество видов животных и растений, формирующих различные экосистемы. Часть из них является для человека бытовыми вредителями, портящими пищевые продукты, одежду, мебель, или переносчиками болезней.
Природная среда территорий некоторых географических регионов обладает своеобразием химического состава почвенного покрова, что определяет неоднородность химического элементного состава всех компонентов биосферы – воды, флоры, фауны. Такие территории называются биогеохимическими провинциями.
Избыток или недостаток необходимых организму человека химических элементов в питьевой воде и продуктах питания, производимых на таких территориях, могут стать причиной развития целого ряда патологических состояний.
Биогеохимические микроэлементные эндемии – это болезни, постоянно существующие на ограниченной территории и связанные с ее климатогеографическими, в том числе биогеохимическими и техногенными факторами.
Процесс формирования биогеохимической патологии происходит не только под воздействием экологических факторов, но и зависит от генетически закрепленного типа обмена веществ, присущего популяции, проживающей на определенной территории. Клиническое течение патологии, вызванной избытком или недостатком химических элементов зависит также от периода онтогенеза, определяющего, когда организм особенно нуждается в определенных химических элементах или, напротив, становится наиболее чувствительным к их возможному токсическому, морфогенетическому или тератогенному воздействию.
Проявления патологии у человека, связанной с концентрацией микроэлементов во внешней среде, разнообразны. Это послужило основанием для выделения такого класса болезней, как микроэлементозы, т.е. заболевания и синдромы, в этиологии которых главную роль играет недостаток или избыток в организме человека микроэлементов или их дисбаланс, в том числе аномальные соотношения микро- и макроэлементов.
Природные эндогенные микроэлементозы вызывают:
Микроэлементозы родителей, чаще матери, как правило, вызывают у детей пороки развития. Так, например, дефицит цинка во время беременности вызывает у потомства в 13-83 % врожденные аномалии в виде гидроцефалии, расщепления неба, искривления позвоночника, образования грыж, пороков сердца.
Примером влияния аномальной биогеохимической ситуации на плод является существование зон распространенности зоба и кретинизма в регионах Гималаев, Юго-Восточной Азии, Центральной Африки, Анд, Океании и Альп. В Эквадоре среди жителей высокогорья около 3 % страдают эндемическим кретинизмом (связанным с недостатком йода в природной среде). В странах Европы эндемический кретинизм практически исчез в связи с профилактическими мероприятиями – йодированием соли, воды, завоз продуктов с нормальным содержанием йода.
По некоторым данным, на распространение зоба и кретинизма определенное влияние оказывает существование аутосомной, рецессивно наследуемой предрасположенности к эндемическому кретинизму, которая в условиях перинатального йод-дефицита ведет к возникновению болезни. Так, в Северном Заире до 70 % населения имеет зоб, однако кретинизм встречается лишь в 2-6 % случаев.
Для человека известны два микроэлементоза природного происхождения. Это фтор, избыточное поступление которого в организм приводит к флюорозу, а недостаток – к кариесу, и йод, недостаток которого способствует возникновению и распространению эндемического зоба. Однако в литературе имеются данные и на роль других микроэлементов в патологии человека. Так, избыток молибдена связывают с подагрой, ванадия – с распространенностью кариеса, селенодефицит – с болезнью Кешана.
Йододефицит
По данным ВОЗ, в настоящее время в мире насчитывается около 200-400 млн. больных эндемическим зобом. Около 70 % населения Российской Федерации проживает на йоддефицитных территориях. Это верховья Волги, Урала, Центральный и Северный Кавказ, Алтай, ряд районов Прибайкалья и Забайкалья, Дальнего Востока, долины больших сибирских рек. Эндемический зоб является наиболее частым, специфическим проявлением йодной недостаточности в биосфере.
Сопровождающий эндемический зоб гипотиреоз (недостаток гормонов щитовидной железы) иногда носит субклинический характер, который может быть выявлен только при определении гормонов щитовидной железы: тироксина (Т4), трийодтиронина (Т3) и тиреотропного гормона (ТТГ). Дефицит тиреоидных гормонов любой степени негативно влияет на организм человека (табл.1).
Недостаток йода и тиреоидных гормонов тем более опасны, чем моложе ребенок. Йодная недостаточность, зоб и гипотиреоз отрицательно влияют не только на соматическое и психическое здоровье, но и на репродуктивную систему подростков и женщин детородного возраста.
Так, у подростков в 30,3 % случаев имеет место нарушение полового развития. Беременность и роды у женщин с гиперплазией щитовидной железы характеризуется высокой частотой осложнений (54 %), дискоординацией родовой деятельности (35,2 %), преждевременными родами (18,2 %). Период новорожденности детей от матерей с тиреоидной гиперплазией сопровождается рядом патологических состояний: перинатальной энцефалопатией (68,2 %), анемией (27,8 %), внутриутробной гипотрофией плода (23,4 %).
Таблица 1.
Проявления йодного дефицита в различные периоды жизни
|
Плод |
Аборты, мертворождения, врожденные аномалии, повышенная перинатальная смертность |
|
Новорожденные |
Неонатальный зоб и гипотиреоз, задержка физического развития |
|
Дети, подростки |
Неврологический кретинизм, микседематозный кретинизм, зоб, задержка физического развития |
|
Взрослые |
Зоб и его осложнения, гипотиреоз, нарушения интеллекта |
Избыток и недостаток фтора
При избыточном содержании в природной среде фтора и его поступлении в организм возникает эндемический флюороз.
Наиболее богаты фтором питьевые воды Молдовы, юго-восточных областей Украины, Урала, Апшеронского полуострова, а также многих районов Казахстана.
Возникновение флюороза, как правило, связано с употреблением воды из децентрализованного источника, содержащего фтор в концентрациях до 2-4 мг/л. Чем выше концентрация фтора в воде, тем больший процент коренного населения имеет признаки флюороза. Известно, что в случае, если человек приезжает на территорию, эндемичную по флюорозу, в возрасте старше 10-12 лет, то выраженные формы флюороза у него не развиваются. Клинические проявления эндемического флюороза, как правило, ограничиваются поражением зубов. Однако, при содержании фтора в питьевой воде выше 6 мг/л появляются изменения костной ткани по типу остеопороза или остеосклероза.
Для эндемического флюороза зубов характерно появление единичных меловидных пятнышек на отдельных симметрично расположенных зубах, затем развивается желто-бурая пигментация зубов, сопровождаемая их повышенной стираемостью. В дальнейшем формируются морфологические дефекты зубной эмали в виде эрозий, что приводит к значительной деформации коронок.
Эндемическим флюорозом на земном шаре страдает не менее 20 млн. человек.
В случае недостаточного содержания в питьевой воде фтора, наблюдается возникновение массового кариеса зубов, который в то же время является полиэтиологическим заболеванием. В нашей стране особенно бедны фтором воды Севера страны, а также Сибири и Дальнего Востока. Поэтому весь этот обширный регион, за исключением небольших локусов, относится к гигантской биогеохимической зоне гипофтороза.
Селенодефициты
Эндемическими заболеваниями в селенодефицитном регионе являются беломышечная болезнь сельскохозяйственных животных и болезнь Кешана у человека.
Болезнь Кешана, или эндемическая селенодефицитная кардиомиопатия, наиболее часто встречается у детей и женщин. Она характеризуется множественными очагами некроза миокарда, замещаемыми фиброзной тканью. Болезнь предупреждается включением в рацион селена, хорошо поддается профилактике и терапии селеном.
В настоящее время появились данные о роли селенодефицитных состояний в распространении канцерогенеза. Эпидемиологические исследования в 27 странах мира показали наличие выраженной отрицательной корреляции между потреблением селена с пищей и смертностью от рака толстой и тонкой кишки, рака молочной железы, яичников и легких.
Крупные биогеохимические регионы селенодефицита в нашей стране установлены в Забайкалье, отдельные локусы – в Ярославской области и Удмуртии.
Естественные электромагнитные поля
К естественным электромагнитным полям (ЭМП) относится магнитное поле Земли. Магнитное поле Земли находится в непрестанном изменении. С удалением от Земли напряженность ее геомагнитного поля (ГМП) уменьшается.
Магнитное поле Земли удерживает электроны и протоны, которые образуют вокруг Земли радиационный пояс. Частицы, образующие радиационный пояс, вероятно, захватываются земным магнитным полем из числа частиц, непрерывно выбрасываемым Солнцем и образующих «солнечный ветер» – корпускулярный поток.
Изменения в геомагнитном поле связаны в основном с солнечной активностью. Возмущения ГМП могут иметь периодический и спорадический характер, что также связано с солнечной активностью.
Циклические изменения магнитной возмущенности достигают минимума одновременно с минимумом солнечной активности или на год позже. Вспышки на Солнце порождают более мощные корпускулярные потоки. Усиленный корпускулярный поток возмущает магнитное поле Земли. Быстро и сильно меняются характеристики магнитного поля. Это явление называется магнитной бурей.
ГМП, как и гравитационной поле, неизбежно оказывает влияние на процессы, происходящие на Земле и в окружающем ее пространстве.
ГМП воздействует на все живое, в том числе и на человека. В периоды магнитных бурь увеличивается количество сердечно-сосудистых заболеваний, ухудшается состояние больных, страдающих гипертонией, и т.д.
В годы спокойного Солнца отмечается меньше инфарктов миокарда, инсультов, гипертонических кризов, зато в годы активного Солнца сосудистые катастрофы заметно учащаются.
Некоторые авторы считают, что от геомагнитной активности зависит начало менструаций у женщин, течение родовой деятельности.
Имеются данные о том, что одной из причин, способствующих развитию сердечно-сосудистых заболеваний, является влияние солнечной активности на свертывающую систему крови. Отмечено, что в дни с высокой геомагнитной активностью замедляется фибринолиз, создаются предпосылки, с одной стороны, для свертывания крови, с другой – удлиняется время ее свертывания.
Установлен рост частоты автомобильных катастроф на второй день после сильной солнечной вспышки. Это объясняется тем, что у здоровых людей при возмущении геомагнитного поля, обусловленного вспышкой солнца, вчетверо снижается зрительно-моторная реакция на сигналы.
Исследования показали, что по всем нозологическим единицам связь между аномальностью ГМП и заболеваемостью населения оказалась достоверной. Таким образом, ГМП и его возмущения оказывают влияние на организм человека и заболеваемость.
Климатические факторы. Метеореакции
Природная среда, несмотря на достижения цивилизации, сохраняет свое определяющее значение в формировании здоровья населения, поскольку в процессе своего культурного и научно-технического развития человек так и не смог полностью изолироваться от окружающей внешней среды.
Климат и погода постоянно воздействуют на состояние здоровья человека. Наиболее важными климатическими факторами, оказывающими влияние на организм человека, являются температура воздуха, продолжительность светового дня и влажность. Научное направление, изучающее влияние климата и погода на здоровье населения, называется биоклиматологией. Биоклиматология подразделяется на общую и частную. Общая биоклиматология изучает влияние климата, погоды, гелеогеофизических, геомагнитных, атмосферно-электрических и других факторов на состояние здоровья человека. Частная биоклиматология изучает влияние различных природных и городских ландшафтов, а также помещений на самочувствие и здоровье человека.
Из всех климатических условий основным ограничивающим фактором для проживания человека являются температура. Зоной климатического комфорта считается довольно узкий интервал температур порядка 20-25С, который несколько отличается в разных странах, что связано с влажностными и ветровыми характеристиками региона проживания. Существование человека при температуре выше и ниже величин оптимума требует формирования социальных форм защиты – утепления или охлаждения, таких как одежда, строительство жилья, изменение режима трудовой деятельности. В экстремальных климатических условиях проживает около 10 % населения мира. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения наиболее благоприятный климатический эталон соответствует среднегодовой температуре воздуха +10С. Проживание в условиях экстремально холодных, жарко сухих и жарко влажных районов Земли предъявляет организму человека повышенные требования, формируя определенные механизмы адаптации и характерную для данной климатической зоны патологию.
Проживая в любой климатической зоне, человек испытывает на себе влияние периодических изменений в природе и реагирует на них.
Метеотропными реакциями называются реакции организма человека на действие погодных факторов. Способность организма отвечать на действие погодных факторов развитием патологических метеотропных реакций называется метеочувствительностью.
В практической работе используются различные подходы для выявления метеочувствительности. Клиническими критериями метеочувствительности являются следующие:
Естественный радиационный фон
Облучению от естественных источников радиации подвергается каждый человек, и они составляют основную часть всех видов облучения населения Земли. При естественном облучении наибольшие величины человек получает за счет земных источников радиации, в основном, вследствие внутреннего облучения. Остальную часть вносят космические лучи, главным образом, за счет внешнего облучения.
Космические лучи. Космические лучи, в основном, приходят из глубины вселенной, но некоторая их часть рождается на солнце во время солнечных вспышек. На Земле нет места, куда бы не попадал этот невидимый космический поток, однако, его воздействия на различные участки земного шара различны. На Северном и Южном полюсах наблюдаются более высокие уровни радиации по сравнению с экваториальной областью благодаря магнитному полю, отклоняющему заряженные частицы (из которых в основном и состоят космические лучи). Уровень облучения растет с высотой, поскольку при этом остается все меньше воздуха, играющего роль защитного экрана. Так, население, проживающее в Тегеране или Мехико, расположенных на высоте 4 км от уровня моря, получает годовые эффективные дозы, обусловленные космическим излучением, в 2-3 раза большие, чем население, проживающее на уровне моря.
Земная радиация. Радионуклиды земного происхождения дают наибольший вклад в дозу облучения от естественных источников. Наиболее важное эколого-гигиеническое значение имеют 222Rn, 220Rn, 210Pb, 210Po, 238U, 232 Th и 226Ra. Эти радионуклиды распространены во всех объектах окружающей среды. В определенных количествах они всегда содержатся в теле человека. Радионуклиды содержатся в горных породах, почве, поверхностных и подземных водах. По преимущественному содержанию конкретных радионуклидов все поверхностные воды подразделяют на радоновые (курорты Пятигорск, Железноводск, Белокуриха, Молоковка), радиевые (Цхалтубо, Кисловодск), радоново-радиевые (курорт Мацеста, Славянские и Ильменские источники). Эти источники используются для лечения больных. Использование их должно быть основано на конкретных показаниях так, чтобы польза от лечения превышала вред от облучения высокоактивными водами.
Внутреннее облучение. Примерно 2/3 эффективной дозы облучения, которую человек получает от естественных источников радиации, поступает от радиоактивных веществ, попавшим в организм с воздухом, водой, пищей. При этом основная часть поступает от источников земного происхождения. Специфика внутреннего облучения населения за счет потребления продуктов на территории России в ряде случаев обусловлена особенностями региона.
Примером региональных особенностей являются районы Крайнего севера, а именно: Мурманская, Архангельская области и Республика Коми. Ввиду специфики высокой концентрации ряда естественных и искусственных радионуклидов в цепочке «лишайник-северный олень» у оленеводов – коренного населения – содержание 210Pb в костной ткани и 137Сs во всем организме превышает средние значения для населения России в 10-30 раз.
В процессе обмена веществ естественные радионуклиды поступают в растительные и животные организмы, и, соответственно, в пищевые продукты. Радиоактивность этих продуктов зависит от содержания радионуклидов в почвах и кормах животных, особенностей миграции радионуклидов и способности некоторых растений и животных организмов концентрировать радионуклиды. Основной вклад в радиоактивность растительных и животных организмов вносит 40К. Наибольшая концентрация 40К из всех растительных продуктов наблюдается в бобовых. В органах и тканях животного происхождения значительное содержание 40К определяется в эритроцитах, мозге, мышцах, печени, легких и костях. Способностью к повышенному накоплению 210Po обладает табак, лишайники, некоторые рыбы и моллюски.
Радон. Наиболее весомым из всех естественных источников радиации является невидимый, не имеющий вкуса и запаха газ – радон. Радон вместе со всеми дочерними продуктами ответственен примерно за ¾ годовой индивидуальной эффективной дозы облучения, получаемой населением от земных источников радиации. Большую часть этой дозы человек получает от радионуклидов, попавших в организм с вдыхаемым воздухом.
222Rh – это радиоактивный газ, в 7,5 раз тяжелее воздуха, образующийся в цепочке радиоактивного распада 238U. Непосредственным предшественником 222Rh является 226Ra, имеющий период полураспада равный 1608 лет. Сам же радон распадается наполовину в течение 3,8 суток.
В природе кроме 222Rh имеется еще и 220Rh. Его вклад в дозу естественного облучения меньше, чем 222Rh. Поскольку обычно одновременно определяют радионуклиды 222Rh, 220Rh и их дочерние продукты, то в обиходе весь комплекс этих радионуклидов называют радоном.
Основными средами, из которых радон поступает в приземную атмосферу, являются почва, растительность, подземная вода, океанская вода.
Основную часть дозы облучения от радона и продуктов его распада человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении. В замкнутом помещении концентрация радона в среднем в 8 раз больше, чем в наружном воздухе. Радон поступает внутрь помещения и концентрируется в нем при просачивании через фундамент и пол из почвы или при высвобождении из строительных материалов (стены, потолок). Высокое содержание радона наблюдается в зданиях, стоящих на грунте с большим содержанием радия.
Возрастание содержания радона в зданиях объясняется герметизацией помещения с целью сохранения тепла, а также наличием щелей в межэтажных перекрытиях и полу, что способствует проникновению радона в помещения, особенно первого этажа зданий.
Серьезную опасность для человека представляет попадание паров воды с высоким содержанием радона в легкие вместе с вдыхаемым воздухом, наиболее часто наблюдающиеся при нахождении в ванной комнате. При обследовании домов в Финляндии было обнаружено, что концентрация радона в ванной комнате в среднем в 3 раза выше, чем на кухне и примерно в 40 раз выше, чем в жилых комнатах.
Общепризнанно, что облучение за счет естественного радиоактивного фона даже в регионах, где он повышен, не вызывает каких-либо специфических лучевых поражений.
Однако считается, что некоторая часть злокачественных опухолей и наследственных заболеваний обусловлена воздействием малых доз радиации, прежде всего за счет радона и его дочерних продуктов.
В современном народном хозяйстве многие профессиональные группы людей контактируют с широким спектром химических ве ществ. В производственных условиях токсические вещества посту пают в организм через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт и неповрежденные кожные покровы. После всасывания и рас пределения по органам вещества подвергаются превращениям или депонированию. Последними свойствами обладают в основном не органические вещества, однако, многие органические соединения также способны длительно задерживаться в организме. Превра щение чужеродных химических веществ в организме идет по пути окисления и восстановления, в результате окисления исходная токсичность уменьшается. Но этот процесс нельзя считать универ сальным, метаболизм некоторых веществ, например фосфорорганических, сопровождается образованием более токсичных метаболитов. Выделение химических веществ или их метаболитов из орга низма происходит через легкие с вдыхаемым воздухом (летучие вещества—бензол, ацетон, толуол и т. д.), потовые и слюнные железы (ртуть, мышьяк), почки. Ряд веществ, метаболизирующихся печенью, выделяется с желчью в кишечник.
Токсические проявления чужеродных химических веществ (ксе-нобиотиков) во многом определяются поведением их в организме. Например, в случае преимущественного выделения через почки, можно ожидать преимущественного поражения почечной ткани.
Элементами токсического поражения могут быть дистрофиче ские изменения, воспалительная реакция, фиброз, проявления ал лергической реакции, нарушения эмбриогенеза, наследственного аппарата клетки, развитие опухолевого процесса и т. д. Многие вещества, обладая совокупностью биологических эффектов, имеют политропный характер действия. И все же, в зависимости от преимущественно поражаемой химическим веществом системы, все яды можно объединить в пять групп:
1) вещества раздражающего типа действия;
2) нейротропные яды;
3) гепатотропные яды;
4) яды крови;
5) почечные яды.
Со многими химическими веществами возможен контакт в раз личных отраслях промышленности, особенно химической, нефте перерабатывающей, органического синтеза. В нехимической сфере, например, в строительстве и при ремонтных работах, возможен контакт с органическими растворителями, нитросоединеииями, окислами азота, соединениями марганца, фтора, свинца. В маши ностроительной промышленности рабочие могут подвергаться воз действию нитрокрасок, аэрозолей металлов, в том числе паров цветных металлов при плавке и литье, различных марок смазочно-охлаждающих жидкостей, содержащих углеводороды, нитрит натрия и другие вещества. Имеют контакт с токсическими веще ствами рабочие радиотехнической промышленности (пайка свинецсодержащими сплавами при монтажных работах), резинотех нической (бензин), текстильной отрасли промышленности (сероуг лерод и др. вещества), полиграфии (свинец и т. д.). Широкий контакт с хлор-, фос фор-, ртутьорганическими и другими веществами возможен в ус ловиях сельского хозяйства. Поэтому знание закономерностей токсического действия наиболее широко распространенных ве ществ, механизма, специфики и профилактики поражения этими соединениями следует считать практически необходимым.
Помимо профессиональных групп работающих, воздействию промышленных химических веществ могут подвергаться люди, не работающие на вредном производстве, но проживающие в районе промышленного предприятия.
Поэтому мы приводим краткую характеристику наиболее распространенных химических веществ.
Бензин – находит применение не только на транспорте, но и в различных отраслях промышленности. Способен вызывать развитие хронических интоксикаций, характеризующихся функциональными изменениями нервной системы в виде выраженной астении или истерических реакций; развивается анемия, хронический гепатит. Из субъективных расстройств харак терны головная боль, слабость, вялость, головокружение, наруше ние сна. При острых отравлениях вызывает общетоксическое пора жение и наркотический эффект (развивается наркотическое сос тояние типа опьянения). Возможно развитие токсической бензи новой пневмонии при аспирации жидкого бензина. Бензин хорошо растворяет жиры и проникает через неповрежденные кожные по кровы. Вызывает сухость кожи, образование трещин, возможно развитие дерматитов, экземы.
Бензол - находит широчайшее применение в промышленности как органический растворитель, исходный продукт для органиче ского синтеза, сырье для получения лаков, красок и т. д. Рабочие имеют контакт с бензолом и его гомологами (толуол, ксилол) в резинотехническом производстве, химической и фармацевтической промышленности, лабораторных условиях. Основной путь поступ ления - ингаляционный, но возможен и транскутанный в связи с высокой способностью бензола проникать через кожу. Бензол характеризуется выраженной токсичностью, при остром отравле нии действует как наркотик, а при подостром и хроническом воз действии - как сильный кровяной яд. Обладает специфическим избирательным действием на кроветворные органы, вызывая в начальных стадиях поражения угнетение лейкобластической функ ции костного мозга. Этот процесс сопровождается развитием лей копении, нейтропении, относительного лимфоцитоза. В дальней шем на фоне усиливающейся лейкопении развивается тромбоци-топения. При длительном контакте с бензолом явления нарастаю щей лейкопении и тромбоцитопении сопровождаются развитием нормо- или гиперхромной анемии.
Сероуглерод - применяется в различных отраслях промышлен ности и сельском хозяйстве. Попадает в организм в основном через верхние дыхательные пути. Обладает общетоксическим и, в высоких концентрациях, - наркотическим действием. Хроническое воз действие сероуглерода вызывает тяжелые поражения нервной системы и внутренних органов. Функциональные изменения нерв ной системы в виде астено-вегетативного синдрома характерны для ранних стадий (вегетодисфункция, астения, головная боль, общая слабость, снижение аппетита, нарушение сна, иногда кош марные сновидения). При дальнейшем развитии интоксикации присоединяется поражение периферической нервной системы в виде полиневритов, нарушения психической сферы, сопровождаю щейся снижением памяти, внимания, снижением интереса к окру жающему, апатией. Может развиться органическая неврологиче ская симптоматика. Все эти изменения со стороны нервной систе мы расцениваются как токсическая сероуглеродная энцефалопатия. Острые отравления в настоящее время встречаются редко.
Азот и его соединения - используются для изготовления мине ральных удобрений, окислов азота, нитрогазов и других веществ. Наиболее широко распространен аммиак. Он обладает местным раздражающим действием на слизистую оболочку глаз и верхних дыхательных путей. Аммиак может вызвать острое отравление как при вдыхании паров, так и воздействии их па кожные покровы. Длительный контакт приводит к развитию хронических конъюктивитов, трахеитов, бронхитов. Наиболее опасны окислы азота, острое отравление которыми может закончиться отеком легкого даже спустя длительный промежуток времени; окислы азота вы зывают развитие метгемоглобинемии, гипертрофических катаров. Характерны изменения со стороны сердечно-сосудистой системы, системы крови (ретикулоцитоз, повышение содержания гемогло бина и эритроцитов).
Марганец - с этим агрессивным ядом, обладающим кумуля тивными свойствами, возможен контакт при добыче руды, перера ботке и металлургическом процессе, изготовлении электродов, сва рочных работах, при сварке электродами с марганцевой обмаз кой и т. д. Основной путь поступления - органы дыхания. Марга нец накапливается в основном в паренхиматозных органах и ко стях. Тяжелая картина развивается при хроническом отравлении марганцем: поражается нервная система, преимущественно под корковые вегетативные центры с последующим диффузным орга ническим поражением нервной системы. Нарушается функция печени, развиваются дистро фические изменения в миокарде.
Свинец - распространен в промышленности в виде металла и неорганических его соединений. В организм поступает через верхние дыхательные пути и с рук, загрязненных свинцовой пылью, через желудочно-кишечный тракт. Накапливается в ос новном в костях, волосах, ногтях. К ранним проявлениям интоксикации свинцом следует отнести неспецифические симптомы: быструю утомляе мость, слабость, головные боли, ухудшение памяти, нарушение сна. Важное значение имеют изменения со стороны крови и, в первую очередь, развитие ане мии. Одновременно учитываются ретикулоцитоз и базофильная зернистость эритроцитов.
Ртуть и ртутьорганические соединения - сильнодействующие протоплазматические ферментные яды, действуют на тиоловые группы ферментов, катализирующие различные виды обменов. Очень стойкие вещества обладают выраженной ингаляционной и кожно-резорбтивной токсичностью и способностью к кумуляции (накоплению в организме). Из организма выделяются медленно, даже после однократного поступления организм яд может выходить с мочой в течение не скольких недель.. Интокси кация соединениями ртути вызывает разнообразные первичные, в основном в центральной нервной системе, и опосредованные из менения в вегетативной нервной системе, периферических нервных образованиях, в сердце и сосудах, органах кровообращения и периферической крови, в желудке, печени и мочевыводящих пу тях. При взаимодействии ртутьорганических соединений с альбумином образуется сложное соединение – альбуминат ртути, приводящее к аллергизации и нарушению иммунобиологической сопротивляемости организма. Описаны гонадотоксическое, эмбриотоксическое и мутагенное действие соединений ртути.
Фторсодержащие соединения – как правило, высокотоксичны. При попадании их в организм через дыхательные пути поражается слизистая оболочка глаз, трахеи и бронхов, что сопровождается слезотечением, воспалением, иногда – некрозом роговицы. Жжение и отек слизистой оболочки, першение в горле, изменение или потеря голоса, кашель, одышка, боль в носу часто свидетельствуют о развитии бронхита, бронхиолита, пневмонии. Как общетоксическне проявления выделяются поражения нервной системы и, в частности, вегета тивные нарушения вплоть до токсической энцефалопатии. При длительном воздействии малых доз фторсодержащих соединений развивается флюороз. Зубы становятся слабыми, рыхлыми, истон чаются, изменяются в размере. Размягчаются кости, постепенно истончаются ногти, утолщаются подногтевые валики, выпадают волосы, появляются кровоизлияния на деснах, риниты, гингивиты, фарингиты, трахеиты, бронхиты, бронхиальная астма, токсиче ский пневмосклероз. При попадании фторсодержащих веществ в организм через рот за счет плавиковой кислоты, образующейся под воздействием кислой среды желудка, отмечается раздражаю щее и прижигающее действие на слизистую оболочку. Возникает слюнотечение, тошнота, рвота кровянистыми массами, сильная боль в поджелудочной области. В случае попадания на кожу раз вивается чувство ползания мурашек, жжение, отек, трудно зажи вающие язвы.
Медьсодержащие вещества - участвуют в круговороте веществ в природе, стабильны во внешней среде; из почвы и растений, употребляемых в пищу, попадают в организм человека и животных. В организме медь как микроэлемент находится в виде комплексных соединений, обусловливая нормальное течение многих процессов в организме (кроветворение, активность ряда ферментов, воспроизводительная функция, функции эндокринных желез, остеогенез, образование миелина, пигментация, кератизация и т.д.). Соединения меди токсичны для животных и человека. Основные пути поступления в организм – дыхательные пути и желудочно-кишечный тракт (соли меди в дозе 1-2 г вызывают тяжелые отравления, 10 г – абсолютно смертельная доза для человека). Оказывают вяжующее и прижигающее действие, сильно раздражают слизистые желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей.
Мышьякосодержащие соединения - наиболее широко используются в сельском хозяйстве в виде арсената кальция. Это высокотоксичное вещество, смертельная доза для человека составляет 150-300 мг. Обладает капилляротоксическим и тиоловым эффектом, вызывает нарушения обменных процессов, поражения нервной системы, органов кровообращения, желудочно-кишечного тракта; арсенат кальция способен накапливаться в организме. Различают желудочно-кишечную форму (в первые часы после интоксикации), паралитическую форму (при поступлении в организм в очень больших дозах), а также отравление при поступлении арсената кальция через дыхательные пути. Лица, перенесшие острое отравление мышьяковистыми препаратами, страдают поражением нервной системы, особенно периферической нервной системы. Хронические отравления отличаются пестротой симптоматики. Преимущественный характер тех или иных симптомов определяется путем поступления веществ в организм. Чаще всего, на первый план выступают изменения со стороны желудочно-кишечного тракта, нервной системы, слизистых оболочек и кожа. Выделяется специфическая особенность отравления соединениями мышьяка – сухость слизистых оболочек полости рта и носа (охриплость, кашель, кровотечения из носа), развитие полиневритов и поражение кожи.
Сернистые соединения - из большой группы соединений серы выделяется токсическими свойствами сернистый ангидрид. Концен трации 20-60 мг/м3 уже оказывают резко раздражающее дейст вие, поражают конъюнктиву, слизистые оболочки носа и дыхатель ных путей. Такую концентрацию человек может выдержать не более 30 мин., а при концентрации 200 мг/м3 наступает смерть от удушья из-за рефлекторного спазма голосовой щели, шока или нарушения легочного кровообращения. Кроме резко выраженного раздражающего действия, сернистый ангидрид оказывает и обще токсическое действие, нарушая обменные и ферментативные про цессы. Обнаружены изменения в белковом и углеводном обменах.
Хроническое загрязнение атмосферы сернистым ангидридом в концентрации 5-15 мг/м3 приводит к поражению верхних дыха тельных путей и бронхолегочного аппарата, нарушению функции сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта. Функ циональные сдвиги в нервной системе приводят к повышенной утомляемости, бессоннице или сонливости, изменениям со стороны кожи в виде крапивницы, экзем и т. д.
Бытовые химические факторы
К бытовым химическим фактора относятся: синтетические моющие средства, чистящие, полирующие препараты, красители, антистатики, клеи, мастики и многие другие вещества, способные существенно изменить «фон» современного жилища.
В настоящее время широкое распространение получили синтетические моющие средства. Рецептуры их несколько различаются между собой, но в то же время ряд веществ является основным базовым.
Моющие средства включают в себя катионные поверхностно-активные вещества, анионные соединения и неионогенные ПАВ (поверхностно-активные вещества). Неодинаковая токсичность синтетических моющих средств связана с тем, что в рецептуры входят неионогенные вещества в разных соотношениях.
Катионные ПАВ, нарушая функцию центральной и периферической нервной системы, оказываются более токсичными, чем ани онные. Некоторые соединения этой группы обладают выраженными раздражающими свойствами. Отме чено развитие контактного дерматита с гиперемией, точечными кровоизлияниями и обильным шелушением, аллергические реакции с местным и общим компонентом.
Катионные ПАВ, по сравнению с другими веществами, вызы вают более выраженные признаки контактного дерматита с появ лением эрозии, язв, облысением и значительным утолщением кож ной складки.
Анионные ПАВ и соответственно синтетические моющие средства вызывают нарушения различных звеньев углеводного обмена, а также в активности ферментов. По экспериментальным данным, анионные ПАВ нарушают всасывание ряда пищевых и чужеродных химических веществ в организме животных, вызывают нарушение пассивной проницаемости эпителия кишечника. Не правильный подбор соотношения смесей анионных ПАВ может быть причиной их разрушающего действия на кожу человека.
Неионогенные ПАВ вызывают наименьшие изменения ко жи. Введение в рецептуру неионогенных ПАВ уменьшает влияние на кожу, не снижая их эксплуатационных свойств.
Пестициды
Пестицидами называют большую группу химических веществ, предназначенных для уничтожения вредителей и болезней растений, сорняков, вредителей запасов зерна и пищевых продуктов, экопаразитов сельскохозяйственных животных.
В настоящее время насчитывается около 10000 различных пестицидов, которые делятся на следующие группы в соответствии с их назначением:
1) инсектициды (для уничтожения насекомых);
2) гербициды (для уничтожения сорняков или других нежела тельных растений);
3) фунгициды (токсичны по отношению к грибковым организ мам и применяются для защиты растений от болезней);
4) другие специфические фунгициды: родентициды, эффектив ные против крыс, мышей, сусликов; моллюсициды, используемые против улиток; нематоциды, используемые для ограничения ко личества микроскопических червей;
5) акарициды (для уничтожения клещей);
6) фумиганты (вещества, употребляемые для окуривания);
7) бактерициды (предназначены для протравливания семян с целью уничтожения бактерий и других микроорганизмов, обитаю щих на зерне);
8) арборициды (пестициды для уничтожения сорной древес ной и кустарниковой растительности);
9) альгициды (препараты, способные уничтожать водоросли);
10) лаврициды (вещества для борьбы с личинками и гусени цами насекомых);
11) ихтиоциды (вещества для уничтожения сорных рыб);
12) хемостерилизаторы (химические соединения, вызывающие бесплодие у животных);
13) аттрактанты (вещества, привлекающие насекомых);
14) репелленты (препараты, отпугивающие насекомых, кле щей, теплокровных животных и птиц).
Все они пред назначены для сдерживания развития организмов, причиняющих вред (около 3000 видов или 0,1% общего числа).
Опасность пестицидов определяется тем, что некоторые из них, кроме общетоксического, оказывают:
По химической структуре они делятся на:
Хлорорганические пести циды. Эта группа пестицидов включает большое количество разнообразных органических соединений с хлором: ДДТ, ДДД, гексахлоран, гексахлорбензол, гексахлорбутадиен, пентахлорфенол, полихлорпинен, хлортен, полихлоркамфен, альдрин, дильдрин, эндрин, хлориндан, дихлорэтан, хлорпикрин, гептахлор и др.
ДДТ стали использовать с начала 40-х гг. нашего столетия. Он нашел самое широкое применение для защиты сельскохозяйственных культур от насекомых-вредителей, а также для борьбы с насекомыми - переносчиками некоторых болезней (например, малярии). Его эффективность в этом отношении исключительно высока. Вместе с тем было установлено, что большая стойкость в окружающей среде приводит к его накоплению в цепях питания до уровня, вызывающего изменения в организме человека.
Отличительной особенностью ДДТ, ГХЦГ и других хлорорганических пестицидов следует назвать их стойкость к воздействию различных факторов внешней среды (солнечная радиация, влаж ность, температура и др.). ДДТ выдерживает нагревание до 115-120°С в течение 15 ч, он почти не разрушается при кулинар ной обработке. Обладая выраженными кумулятивными свойства ми, он постепенно накапливается в почве, воде, пищевых продук тах; обнаруживается в почве через 8-12 лет после применения. Еще одно характерное свойство хлорорганической группы пестицидов - это их способность накапли ваться в организме животных. Некоторые из хлорорганических пестицидов, такие как алдрин, дилдрин, относятся к сильнодействующим и очень опасным по своей летучести веществам, большинство же препаратов этой группы - среднетоксичные соединения. Хлорорганические пестициды вызывают острые и хронические отравления с поражением печени, центральной и периферической нервной системы и других органов и систем организма.
Учитывая токси кологические свойства алдрина, дилдрина, их применение в сель ском хозяйстве запрещено. Резко ограничено применение ДДТ и других препаратов этой группы.
Фосфорорганические пестициды. В эту группу большое количество соединений, содержащих фосфор: хлорофос, тиофос, метафос, карбофос, октаметил, дитиофос, метилмеркаптофос и др.
Обладая высокой биологической активностью, оказы вают токсическое воздействие на организм человека и животных. Как правило, это высокотоксичные яды, в механизме действия ко торых лежит угнетение деятельности жизненно важных фермен тов. В отличие от хлорорганических, фосфорорганические пести циды мало накапливаются в окружающей среде. Под действием природных факторов в среднем в течение месяца они полностью разрушаются, превращаясь в малотоксичные соединения. Так, фосфамид находится в листьях растений в течение 7-10, метилмеркаптофос - 30 дней. В связи с этим фосфорорганические соединения меньше загрязняют продукты питания, по лученные с обработанных площадей. Но все же часть фосфорорганических пестицидов (тиофос и др.) обладают высокой токсич ностью, способны вызывать острые отравления и поэтому их прак тическое использование запрещено.
Ртутьорганические соединения. Относятся к высокотоксичным пестицидам, обладающим выраженной ку муляцией и стойкостью (гранозан, меркуран, фализан, агронал и др.). Применяются в основном для предпосевного протравливания семян и для защиты культур от грибковых заболеваний и насекомых-вредителей. При отравлении этими соединениями поражается преимущественно нервная система, что связано с быстрым накоплением в органах и тканях, богатых липидами. Острое отравление ртутьорганическими пестицидами сопровождается также расстройством со стороны сердечно-сосудистой системы, печени, желудка, изменениями в костном мозге и периферической крови.
Пестициды на основе карбаминовой кислоты обладают сред ней и малой токсичностью, слабовыраженной кумуляцией, быстро разрушаются во внешней среде. Однако отдельные соединения сохраняются на обработанных площадях довольно продолжитель ное время, действуют как контактные и кишечные яды и по сте пени токсичности не уступают фосфорорганическим соединениям. Способны вызывать мутагенный н эмбриотоксический эффект.
Соединения меди. Бордосская жидкость, медный купорос, препарат АБ и др. – эти вещества в основном оказывают местное раздражающее действие, хотя бывают случаи и общего отравления (поражение печни, почек).
Препараты растительного происхождения. Алкалоиды, анабазин, никотин – это сильнодействующие ганглионарные яды, поступающие в организм всеми путями. Вещества этой группы требуют особой осторожности: смертельная доза никотина – 1 капля (50 мг), анабазина – 2 капли.
Таким образом, пестициды являются потенциально опасными соединениями, поскольку могут привести к развитию патологиче ских изменений в организме человека.
Известно, что с помощью минеральных удобрений регулируется обмен веществ в растениях, а это является основой для направленного синтеза белков, жиров, углеводов, витаминов и других веществ. Принято считать, что око ло 50% общей прибавки урожая обеспечивается за счет удобре ний, 25% за счет сортировки семян и 25% - за счет технологии возделывания. Однако не следует забывать, что применение минеральных удобрений - азотных, фосфорных, калийных, комплексных и др. часто сопровождается нежелатель- ным побочным действием. Это выражается в загрязнении почвы, воды и воздуха и объясняется неправильным н несбалансированным применением неорганических удобрений.
Наряду с положительным в целом действием на плодородие почвы некоторые виды минеральных удобрений повышают ее кислотность, способствуют накоплению анионных и катионных остатков. Нарушение сложившихся природных циклов отмечается лишь при нарушении правил применения минеральных удобре ний. Известно, что растения усваивают лишь 50% удобрений, остальные вымываются атмосферными осадками н уходят со стоками. Стекая в водоемы, минеральные удобрения нарушают раз витие водных организмов, могут усилить развитие водорослей и высших водных растений, создать неблагоприятные условия для многих видов рыб. При неправильном применении минеральных удобрений в окружающей среде может накапливаться азот, фос фор и калий в повышенных количествах. Длительное внесение в почву больших доз фосфорных удобрений может повлечь за со бой некоторое повышение уровня тяжелых металлов и радиоактивных элементов (уран, то рий, стронций, фтор, редкоземельные элементы), содержащихся в небольших количествах, особенно в суперфосфате.
В случае повышения концентрации фосфора в водоемах может наблюдаться интенсивное цветение воды, стать беднее флора и фауна и в целом измениться экологическая обстановка водоема.
Определенное токсиколого-гигиеническое значение может иметь и внесение в почву необоснованно повышенных доз калийных удоб рений. В этом случае может произойти изменение соотношения калия и натрия к массе кальция и магния, что нарушает баланс этих элементов, способствует развитию так называемой пастбищ ной тетании у скота, может вызвать патологические сдвиги обмен ного характера у человека.
Наиболее важная экологическая проблема - это проблема азотных удобрений. Из всех форм (аммиачной, амидной и нитратной) нит ратная форма из-за высокой подвижности легко вымывается из почвы. Вода с повышенным содержанием нит ратов представляет потенциальную опасность для здоровья живот ных и человека. Интенсивно загрязненная нитратами грунтовая вода имеет горько-соленый вкус, она непри годна для употребления. Внесение высоких доз азотных удобре ний в почву в сочетании с определенными метеофакторами сопро вождается накоплением нитратов в растениях (содержание нит ратов в растениях на уровне 0,5% опасно в плане острого отрав ления).
При попадании нитратов в организм человека под действием кишечной микрофлоры происходит превращение нитратов в нит риты, обладающие значительно большей токсичностью. Их специ фическое действие заключается в том, что нитриты, соединяясь с гемоглобином, переводят его в метгемоглобин, нарушая тем са мым обеспечение тканей кислородом (метгемоглобинемня). Чаще всего это заболевание встречается у детей, характеризуется синюшностью, удушьем, другими признаками гипоксии. В последние годы повышенные уровни нитратов в окружающей среде получили новую, более серьезную токсиколого-гигиеническую интерпретацию. Она связана с возможностью образования при взаимодействии нитритов и вторичных аминов нового соединения нитрозоамина. Нитрозоамины, безусловно, с точки зрения токсикологии следует отнести к наиболее опасным веществам. Они могут накапливаться в окружающей среде в значительных количествах не только после внесения азотных удобрений и различных почвенных гербицидов в повышенных дозах. В любых объектах, где присутствуют нитритные ионы в кислой среде и вторичные амины, образуются нитрозоамины по следующей схеме:
(R2)NH+HO—NOR2N—NO+Н20.
При усиленном обеспечении азотом в определенных микробиоло гических условиях в почве отмечается поглощение нитритных ионов растениями, которые, реагируя с вторичными аминами рас тений, также могут образовывать нитрозоамины.
Нитрозоамины относятся к веществам, известным под общим названием нитрозосоединения. Это простые химические соединения, с небольшим молекулярным весом, хорошо растворимы в воде, органических растворителях и маслах. Большинство из них являются канцерогенами.
Первым случаем рака, вы званного нитрозосоединениями, был рак печени от нитрозодиметиламина. Установлено, что многие нитрозоамины в условиях экспери мента вызывают опухоли у различных видов животных в самых различных органах. Среди поражаемых органов отмечались печень (наиболее часто), почки, желудок, пищевод, мочевой пузырь, кишечник, мозг. Опухоли воз никали как при пероралыюм введении в организм, так и в резуль тате инъекции под кожу, нанесении на кожу, вдыхании паров.
В связи с этим возникает важнейший практический вопрос - степень канцерогенной опасности нитрозоаминов для человека. Следует сразу же оговориться, что до настоящего времени неопро вержимой, достоверно доказанной связи между бластомогенной активностью нитрозоаминов и раком у человека не установлено. Однако сделать заключение о бластомогенной неэффективности для человека не представляется возможным. В самом деле, трудно себе представить, чтобы такой агрессивный канцероген, каким явля ется нитрозодиметиламин, вызывающий опухоли у многих видов животных, оказался неэффективным для человека. Опасность нитрозоаминов связана с источниками их образования: это вещества, принимающие участие в природных биологических циклах и нит-розоамины, образующиеся в результате деятельности человека. Примером первого является высокая встречаемость рака пищево да среди населения Банту, что заставляет предположить причиной этого наличие нитрозодиметиламина в плодах растений, использу емых местным населением для свертывания молока. Сюда же от носится частый рак пищевода у населения Замбии, которое по требляет спирт местной дистилляции, содержащий от 1 до 3 час тей на миллион нитрозодиметиламина. Эта концентрация вызывает опухоли у лабораторных животных.
Возможность образования нитрозоамииов из предшественни ков - вторичных аминов и нитритов сохраняется и для желудочно-кишечного тракта человека. Нитриты, как известно, широко используются и пищевой промышленности, в частности при кон сервировании продуктов питания. Многие пищевые продукты (зе леные овощи, сельдерей, шпинат и др.) богаты нитратами, кото рые в организме легко восстанавливаются в нитриты. Вторичные амины встречаются в рыбных продуктах, злаках, табаке и т. д. Таким образом, начальные материалы для образования нитрозоаминов имеются в организме человека. В связи с этим, кстати, в пищевые продукты человека добавление нитратов и нитритов ог раничивается, рекомендуется ежедневное потребление их челове ком не более 0,4 мг/кг массы тела. Следует упомянуть еще об од ном источнике образования нитрозосоединений в организме чело века - потребление лекарственных препаратов, во многих из ко торых содержатся амины в больших дозах.
В настоящее время особое внимание специалистов и общественности все больше уделяется проблеме, связанной с воздействием ЭМП на здоровье населения. И это понятно, ведь электрические и магнитные поля (раз личных частот и интенсивностей) воздействуют на нас практически круглые сутки (на произ водстве, на улице, в транспорте, дома и т. д.). Число источни ков ЭМП стремительно нарастает (радиотелефоны, компьютеры, бытовые приборы и т.д.). Уровень ЭМП в ряде городов вырос почти в 1000 раз.
Мощным источником переменных магнитных полей являются высоковольтные линии электропередач, электрокабели, подстанции, электросеть железных дорог.
Переменные магнитные поля практически невозможно экранировать, поэтому их уровень внутри человеческого тела почти такой же, как и снаружи. В природе их не существует, как не существует и естественных источников переменного тока.
Специалисты акцентируют внимание и на том, что качественно новый скачок нарас тания мощности элект ромагнитных систем пе редачи информации привело к формирова нию единого электро магнитного поля между земной поверхностью и ионосферой, напряжен ность которого все время нарастает. Оно действует как резонатор, и вблизи мощных излучающих электромагнитную энер гию устройств параметры поля увеличиваются еще на несколько порядков. В пределах мегаполисов и технополисов происходит возрастающая по мощно сти закачка электриче ской энергии в землю, ко торая может трансфор мироваться в различные виды низкочастотных ко лебаний.
Достоверно установлено, что организм человека воспринимает и реагирует как на изменения естествен ного геомагнитного поля, так и на воздействия элек тромагнитных излучений.
В ряде исследований подтверждено, что у людей, живущих вблизи сильного источника тока, наблюдаются такие симптомы, как замедление сердцебиений, изменение активности головного мозга и др. У наиболее чувствительных лиц под влиянием ЭМП в быту наблюдаются бессон ница, нарушения зрения и другие симптомы. Удаление от кроватей или из спальных комнат ис точников ЭМП вело к исчезновению болезненных явлений - мигреней, повышенной аллергической чувствительности и др. И это наблюдалось на при мере сотен людей. В любом случае в отношении электромагнитных установок необходима бдительность.
В отношении вредности ЭМП, особенно обра зуемых высоковольтными линиями электропере дач (ЛЭП), многие авторы ссылаются на результа ты эпидемиологических исследований, проведен ных в США и Швеции. По результатам исследова ний, проведенных в США, дети, живущие вблизи ЛЭП высокого напряжения, в 2 раза чаще страдают раком крови и опухолями головного мозга, чем де ти исследованного региона в целом.
В Швеции обследовано 130 000 детей в возрасте от 0 до 15 лет, которые жили вблизи ЛЭП. У 142 из них обнаружены различные раковые заболевания, в том числе 39 лейкемий. Смертность от последних составляет 5 случаев в год, что вызывает опасения специалистов. По другим данным в Швеции обследовано 500 000 человек. У детей, проживающих вблизи высоко вольтных ЛЭП, риск заболеваний лейкемией ока зался в 2 раза выше, чем у детей, не подверженных воздействию излучений ЛЭП.
Комментируя проект доклада Агентства по ох ране окружающей среды (ЕРА) США по вопросам действия ЭМП, один из авторов сообщает, что ЕРА признала возможность некоторого риска для детей заболеть лейкемией и опухолями головного мозга при воздействии на них в домашних услови ях сетей электроснабжения. Подтверждаются надежные шведские данные о канцерогенности ЭМП, осно ванные на эпидемиологических исследованиях, показавших возникновение рака груди у женщин, подвергавшихся электромагнитным воздействиям на производстве.
Другие эпидемиологические исследования показывают, что работники профессий, связанных с воздействием ЭМП, значительно чаще умирают от рака (лейкемий, опухолей головного мозга, лимфатической системы и др.), чем прочее населе ние.
Исследования, проведенные в США и ФРГ, указывают на возможную связь случаев смерти ма леньких детей с проживанием их вблизи трамвай ных линий и линий метро, а также с использова нием одеял-электрогрелок, создающих ЭМП.
Используемые в быту микроволновые приборы мощностью до 750 Вт с частотой до 2,45 ГГц нарушают эмбриональное развитие организмов, оказывают неблагоприятное влияние на центральную нервную систему. Наличие в автомобилях ЭМП с частотой до 1, ГГц, является одной из причин агрессив ности многих водителей.
Исследователи считают, что ЭМП через глаза могут проникать в го ловной мозг и оказывать влияние на образование мелатонина в эпифизе. У крыс-самок снижение мелатонина достигало 30—50%, что способствова ло возникновению у них рака грудной железы. Воздействие ЭМП на эмбрионы животных вело к их гибели или последующему возникновению по роков развития. Учитывая эти результаты, работу беременной женщины на электрической пишущей машинке считают небезопасной.
Основное место занимает проблема усугубляющего влияния на организм человека ЭМП в условиях комбинированного воздействия с другими производственными факторами, а также влияние ЭМП на людей, которые имеют те или иные соматические заболевания. Так у лиц, страдающих аллергическими реакциями, при контакте с ЭМП могут развиться тяжелые патологические проявления при интенсивности ниже допустимых
Анализ данных измерений ЭМП от разных типов со товых телефонов показывает, что этот вид излучения превышает временные допустимые уровни, установлен ные в России. В исследованиях, выполненных по Между народной программе, были получены данные, указывающие на возможность развития определенных сдви гов в эндокринной системе добровольцев при определен ном использовании сотового телефона.
Рис.2.
Остро встали вопросы с эндокринными заболеваниями в г.Новосибирске, где уровень заболеваемости за последние 10 лет вырос в 2 раза (рис.2).
Некоторые исследователи считают, что ЭМП скорее всего являются промоторами, а не инициаторами раковых заболеваний, инициируе мых вирусами, пестицидами, растворителями и другими химическими, физическими и биологиче скими агентами.
В Германии имеются случаи, когда гражданам удавалось добиться переноса места строительства радиостанции. Местные власти стали более чувствительны к реакции горожан. В Дюссельдорфе, например, запрещено сооружение радиотелефонных станций в общественных зданиях. В некоторых землях Германии министерства по охране окружающей среды предусмотрительно рекомендуют не строить жилые дома и детские сады в непосредственной близости от линий электропередач. Дом должен быть удален от высоковольтной линии не менее чем на 150 метров.
Интенсивность ионизирующего излучения в окружающей среде значительно повысилась в результате попыток человека использовать атомную энергию. Испытания атомного оружия внесли в атмосферу радионуклиды, которые затем стали выпадать всюду в виде радиоактивных осадков. Около 10 % энергии ядерного оружия представляет собой остаточную радиацию. Атомные электростанции, получение топлива для них и захоронение отходов в специальных местах, медицинские исследования и другие виды мирного использования атомной энергии создают локальные «горячие пятна» и образуют отходы, нередко в процессе транспортировки или хранения попадающие в окружающую среду.
Ионизирующее излучение обладает очень высокой биологической активностью. Механизм биологического действия ионизирующих излучений на живой организм очень сложный и, несмотря на большое количество исследований, до конца остается невыясненным.
Считается, что у разных видов излучений механизм действия в основном одинаков, начиная от исходных процессов поглощения и переноса энергии излучения через первичные радиационн0-химические, биохимические процессы и, кончая физиологическими и морфологическими изменениями в облученном организме.
Особенностями биологического действия радиации являются:
В то же время отмечается и генетическое действие, основанное на изменениях в хромосомном аппарате облучаемого организма, проявляющиеся в последующем у потомства.
Для объяснения механизма первичного действия ионизирующих излучений предложено более десятка гипотез и теорий (радикальная, лецитиновая, ферментативная, липидная, водная и т.д.).
При воздействии на организм человека ионизирующая радиация может вызывать два вида эффектов, которые клиническая медицина относит к болезням: детерминированные пороговые эффекты (лучевая болезнь, лучевой дерматит, лучевая катаракта, лучевое бесплодие, аномалии развития плода и др.) и стохастические (вероятностные) беспороговые эффекты (злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни).
Имеются возрастные и физиологические периоды жизни человека, когда даже незначительные лучевые нагрузки крайне нежелательны. В частности, медицинским работникам необходимо помнить, что прежде всего это относится к беременным женщинам. Диагностика и лечение с применением ионизирующего излучения в первой половине беременности (особенно до 15 недель) способствует появлению аномалий у эмбриона, внутриутробной гибели, смертности в перинатальном периоде, а так как в период с 8-ой до 15-ой недель у эмбриона идет формирование коры головного мозга, то даже малые дозы радиации могут привести в последующем к слабоумию ребенка.
Дети крайне чувствительны к действию радиации. Относительно небольшие дозы при облучении хрящевой ткани могут замедлить или остановить рост костной ткани и привести к аномалиям развития скелета. Чем меньше возраст ребенка, тем сильнее подавляется рост костей.
Облучение головного мозга у детей младшего возраста может привести к нарушению памяти, изменению характера и поведенческих реакций, а в некоторых случаях даже к слабоумию и идиотии.
В основе возникновения шума (как и звука) лежат механические колебания упругих тел. В слое воздуха, непосредственно примыкающем к поверхности колеблющегося тела, возникают сгущения (сжатия) и разрежения. Эти сжатия и разрежения чередуются во времени и распространяются в стороны в виде упругой продольной волны. Последняя достигает нашего уха и вызывает вблизи него периодические колебания давления, которые воздействуют на слуховой анализатор.
Ухо человека воспринимает в виде звука частота которых лежит в пределах от 17 до 20 тыс. Гц. С физиологической точки зрения различают низкие, средние и высокие звуки.
В шуме присутствуют колебания всевозможных частот.
Принято делить шумы на низкочастотные (ниже 350 Гц), среднечастотные (от 350 до 800 Гц) и высокочастотные (выше 800 Гц).
При малой частоте колебаний звук воспринимается как низкий, при большой частоте – как высокий. По закону резонанса различные по высоте звуки вызывают колебания различных по длине волокон основной мембраны улитки.
Высокие звуки оказывают более неблагоприятное действие на слух и на весь организм человека, чем низкие, поэтому и шум, в спектре которого преобладают высокие частоты, более вреден, чем шум с низкочастотным спектром.
Установлена логарифмическая шкала для измерения уровня звукового давления шума. Каждая ступень этой шкалы, соответствующая изменению интенсивности шума в 10 раз, называется белом. Так, если интенсивность одного звука больше интенсивности другого в 10 раз, считают, что второй звук больше первого на один бел, если в 100 раз – на два бела, в 10 000 раз - на четыре бела и т.д. Практически оказалось более удобным пользоваться единицей, которая в 10 раз меньше бела, - децибелом (дБ).
Шум листвы и мерный шелест морского прибоя соответствуют примерно 20 дБА, телевизор, работающий с умеренной громкостью, дает около 70 дБА, мотоцикл обрушивает на нас уже 110 дБА, а отбойный молоток во время дорожных работ – 120 дБА.
Основные источники шума в городе
Основные источники шума в городе – автотранспорт, рельсовый и воздушный транспорт, промышленные предприятия.
Автотранспорт. Наибольшие уровни шума отмечаются на магистралях общегородского значения 68,8 – 78,0 дБА, затем на магистралях районного значения – 62,6-78,2 дБА; относительно низкий уровень шума характерен для режима жилых улиц – 51,2-59,8 дБА.
В промышленном городе обычен высокий процент грузового транспорта на магистралях. Увеличение в общем потоке автотранспорта грузовых автомобилей, особенно большегрузных с дизельными двигателями, приводит к росту уровня шума. В целом грузовые и легковые автомобили создают на территории городов тяжелый шумовой режим.
Шум, возникающий на проезжей части магистрали, распространяется не только на примагистральную территорию, но и вглубь жилой застройки.
Рельсовый транспорт. Повышение скорости движения поездов приводит к значительному росту уровня шума в жилых зонах, расположенных вдоль железнодорожных путей или близ сортировочных станций. Максимальный уровень звукового давления на расстоянии 7,5 м от движущегося электропоезда достигает 93 дБА, от пассажирского – 91, от товарного состава – 92 дБА. При скорости 35 км/ч электропоезд создает шум в 82 дБА, при 55 км/ч уровень звука увеличивается до 89 дБА.
Шум, возникающий при прохождении электропоездов, легко распространяется на открытой территории. Основной источник железнодорожного шума – удары вагонов при движении на стыках и неровностях рельсов.
Движение тепловозов, товарных составов, диспетчерская связь, сигналы локомотивов также могут быть причиной нарушения акустического режима на территории жилых кварталов.
Нарушает акустический режим городов современный трамвай – 75 дБА, а вагоны старой конструкции – до 95 дБА. По интенсивности шум, создаваемый трамваем, близок к шуму автобусов и дизельных автомобилей. В спектре преобладают средние и высокие частоты.
Воздушный транспорт. Значительный удельный вес в шумовом режиме многих городов занимает воздушный транспорт. Нередко аэропорты гражданской авиации оказываются расположенными в непосредственной близости от жилой застройки, а воздушные трассы проходят над многочисленными населенными пунктами.
Авиационный шум оказывает существенное влияние на шумовой режим территории в окрестностях аэропортов. Уровень шума зависит от направления взлетно-посадочных полос и трасс пролетов самолетов, интенсивности полетов в течение суток, сезонов года, от типов самолетов, базирующихся на данном аэродроме и т.д.
При круглосуточной интенсивной эксплуатации аэропортов эквивалентные уровни звука на жилой территории достигают в дневное время 80 дБА, в ночное – 78 дБА, максимальные урони колеблются от 92 до 108 дБА.
Промышленные предприятия. Источником значительного шума в жилых кварталах городов являются промышленные предприятия. Нарушение акустического режима отмечается в случаях, когда их территория непосредственно прилегает к жилым массивам. Изучение промышленного шума показало, что по характеру звучания он постоянный и широкополосный. Источниками шума на предприятиях могут быть двигатели, насосы, компрессоры, турбины, пневматические инструменты, молоты, станки и прочие установки, имеющие движущиеся детали.
Воздействие шума на организм человека
Воздействие шума на организм человека вызывает изменения прежде всего в органе слуха, нервной и сердечно-сосудистой системах. При этом степень выраженности этих изменений в значительной мере зависит от параметров шума (интенсивность и его спектральный состав) и индивидуальной чувствительности организма.
Механизм действия шума на организм сложен и недостаточно изучен. Когда речь идет о влиянии шума, то обычно основное внимание уделяется состоянию органа слуха, так как слуховой анализатор в первую очередь воспринимает звуковые колебания. Наряду с органом слуха восприятие звуковых колебаний частично может осуществляться и через кожный покров рецепторами вибрационной чувствительности.
Изменения, возникающие в органе слуха, объясняют травмирующим действием шума на периферический отдел слухового анализатора – внутреннее ухо. Этим же обычно объясняют первичную локализацию поражения в клетках внутренней спиральной борозды и спирального (кортиева) органа. Наряду с этим, имеется мнение, что в механизме действия шума на орган слуха существенную роль играет перенапряжение тормозного процесса, которое при отсутствии достаточного отдыха приводит к истощению звуковоспринимающего аппарата и перерождению клеток, входящих в его состав. Патологические изменения, развивающиеся в нервном аппарате улитки при длительном воздействии интенсивного шума, в значительной мере обусловлены переутомлением корковых слуховых центров.
Возникновение неадекватных изменений в ответ на воздействие шума объясняются обширными анатомо-физиологическими связями слухового анализатора с различными отделами нервной системы. Акустический раздражитель, действуя через рецепторный аппарат слухового анализатора, вызывает рефлекторные сдвиги в функциях не только его коркового отдела, но и других органов.
Влияние шума на нервную систему. У лиц, живущих в неблагоприятных акустических условиях, имеются признаки изменений функционального состояния центральной нервной системы.
Поступающие в кору головного мозга при действии шума раздражения всегда приводят к перестройке протекающих в ней нервных процессов. Если шум отличается чрезмерной силой или действует в течение длительного времени, наступает перевозбуждение клеток коры, угрожающее их истощением. В этом случае нарушается предел работоспособности нервных клеток и изменяется характер ответной реакции этих клеток на раздражения. Вместо обычно наблюдаемого усиления реакции при увеличении силы раздражителя реакция либо вовсе не наступает, либо извращается и на сильный раздражитель может быть меньшей, чем на слабый. Такое состояние коры, называемое «фазовым», свидетельствует о развитии в ней пассивного или охранительного торможения, предохраняющего клетки от дальнейшего истощения. Шум, даже при кратковременном воздействии, вызывает выраженные изменения условнорефлекторной деятельности.
Вызывая нарушение функций коры головного мозга, шум нарушает регуляцию деятельности внутренних органов. Имеются данные, свидетельствующие о возможности под действием шума воспроизводить в эксперименте гипертоническую болезнь у животных. Многочисленные клинические наблюдения показывают также, что устранение шумового раздражителя способствует нормализации артериального давления у больных гипертонией. В ряде случаев установлена связь приступов стенокардии с внезапным шумовым раздражителем в быту.
Даже плод во чреве матери не огражден от вредного влияния шума. Такие резкие звуки, как «звуковой удар», производимый самолетом при переходе на сверхзвуковую скорость, могут вызвать нервное напряжение у плода.
Влияние шума на сердечно-сосудистую систему. Под влиянием шума может снижаться систолическое и повышаться диастолическое давление. При этом колебания артериального давления нередко достигают 20-30 мм рт.ст. В электрокардиограмме обнаруживаются сдвиги: удлинение сердечного цикла и урежение частоты сердцебиений.
Неожиданный сильный звук вызывает усиленное сердцебиение и повышает артериальное давление.
Непрерывный сильный шум способен вызывать сужение периферических кровеносных сосудов, а также перераспределение крови, увеличение ее поступления к мышцам, мозгу и другим органам. Под влиянием шума возможно увеличение выделения адреналина, который влияет на работу сердца.
Влияние шума на другие органы и системы. Под влиянием шума могут наблюдаться и другие серьезные изменения в деятельности различных органов и систем человека: понижение секреции слюнных и желудочных желез, нарушение функции щитовидной железы и коры надпочечников, изменение электрической активности мозга.
При действии шума происходит уменьшение содержания сахара в крови до нижнего уровня нормы, что вызывает активацию надпочечников и повышение концентрации адреналина в крови. Длительное воздействие шума угнетает функцию надпочечников, что приводит к резкой гипогликемии. Шум в 60 дБ, регистрируемый иногда на городских транспортных магистралях, снижает некоторые показатели иммунитета.
Таким образом, воздействие на кору больших полушарий головного мозга и центры вегетативной нервной системы, шум отрицательно влияет на различные органы и системы человека.