Воздействие атмосферы на организм человека

Воздействие атмосферы на орга низм человека Введение Человек всегда ст ремился жить в гармонии и согласии с окружающей его природой. Право на жизнь в экологически чистой, здоровой и безоп асной среде – одно из важнейших прав человека. Во всем мире и в первую оче редь в экономически развитых странах в последние два десятилетия обост рились проблемы, связанные с состоянием окружающей среды. Они приобрели экономическое, социальное и политическое звучание. Одним из определяющих свойств общности людей служит з доровье и именно оно в первую очередь реагирует на изменение среды обита ния человека. Это наиболее яркий и всеобъемлющий показатель условий жиз ни. Из сферы чисто медицинских исследований изучение здоровья населени я «шагнуло» в экономику, социологию, географию, экологию человека и друг ие науки. При рассмотрении проблем здоровья необходимо провод ить четкую грань между здоровьем отдельного человека, или индивидуальн ым здоровьем, и здоровьем общественным, или популяционным здоровьем. Практическую задачу экологии человека можно сформул ировать следующим образом: сoздание на всей территории страны здоровой, экологически чистой, безопасной и социально комфортной среды обитания человека. 1. Происхождение и развитие атмосферы. Знание истории ат мосферы, как и вообще истории, необходимо для более глубокого понимания ее современных особенностей и правильного определения ее будущего. Как полагают специалисты, впервые образовавшаяся Зем ля не имела атмосферы в современном ее понимании, хотя некоторые газы в к аких-то количествах могли присутствовать. Формировалась атмосфера из з ародившейся литосферы под воздействием на горные породы геохимических и геологических (вулканизм) процессов, а с возникновением жизни — и под в лиянием растительных организмов. Роль животных в истории формирования атмосферы была ничтожной. С появлением людей началось антропогенное во здействие на атмосферу, сначала очень незначительное, а в ХХ веке — огро мное, так что обнаружились ее глобальные изменения. Сейчас многие или по чти все свойства воздуха определяются обществом, и поэтому встает вопро с об управлении развитием атмосферы во избежание катастрофических для общества последствий. Возникнув, атмосфера стала оказывать существенное вл ияние на породившую ее литосферу разнообразными путями: через выветрив ание горных пород, разрушение их через колебания температуры, перенос во здушными потоками мелких частиц на значительные расстояния, окисление пород содержащимся в ней кислородом и т. д. Атмосфера определила и дальне йшее развитие появившейся гидросферы прежде всего через участие в круг овороте воды на планете, создание через осадки массы временных и даже по стоянных озерных водоемов, насыщение воды кислородом и другими газами, испарение массы воды, образование волнен ия и т. д. Очень своеобразна роль атмосферы в эволюции живой при роды. На первых этапах становления жизни она обусловила возможность сущ ествовании растений за счет углекислого газа и некоторого количества к ислорода. В дальнейшем, когда проявилась космическая роль растительног о покрова, в атмосфере в значительных количествах появился кислород, а к онцентрация углекислого газа стала поддерживаться ими ниже возможного уровня за счет связывания этого газа в процессе фотосинтеза. Вызванное растениями изменение состава воздуха (увеличение содержания кислорода ) дало возможность развитию животного мира, для представителей которого кислород был жизненно необходимым для осуществления сложных процессов обмена веществ. Атмосфера стала средой жизни всех наземных организмо в, воздействующей на них через химический состав, плотность, давление, те мпературу, осадки, ветер и другие свойства, влияние которых на организмы изучено мало. На фоне этой общей истории атмосферы проследим историю важнейших ее элементов — кислорода и углекислого газа. Как пишет М. И. Будыко (1977), вначале на Земле было очень мало кислорода, но с момента возникновения растений его количество стало неп рерывно нарастать в течение длительного периода (рис. 1). В плиоцене его ма сса (и концентрация) была близка к современной (20,9 объемных процента). В пер иоды активной вулканической деятельности количество кислорода снижал ось. В периоды особенно бурного развития растительного покрова, что отме чено в верхнем девоне, верхне-юрском и меловом периодах, количество кисл орода возрастало. Начиная с мелового периода, идет непрерывное, хотя и ме дленное, уменьшение количества этого жизненно важного газа. В последнее столетие этот опасный процесс убыстряется в связи с увеличением массы с жигаемого топлива, уменьшением площади лесов и снижением интенсивност и фотосинтеза водорослей в загрязненном Мировом океане. Как удалось выч ислить М. И. Будыко, за последние сто лет количество кислорода уменьшилос ь на 0,02 процента. Это свидетельствует о том, что начался этап антропогенно го уменьшения этого газа, что не может не вызвать тревоги за будущее люде й и всей живой природы. За всю историю нашёй планеты, как пишет М. И. Будыко, соде ржание углекислого газа колебалось в пределах 0,03— 0,4% (объемные проценты). До мелового периода его количество изменялось в пределах от 0,1 до 0,4%, что в о сновном определялось вулканической деятельностью (выделение массы СО2). С середины мелового периода, когда началось затухание вулканической де ятельности, содержание углекислого газа стало снижаться, в олигоцене эт от процесс ускорился, а в плиоцене стал еще более быстрым. К окончанию пли оцена содержание СО2 достигло около 0,01%. Уме ньшение содержания СО2 в атмосфере резко усилило отдачу Землей тепла в м ежпланетное пространство, что привело к возникновению ледникового пер иода. Затем началось повышение содержания СО2 в атмосфере и усиление так называемого «парникового эффекта», что привело к нагреванию атмосферы и прекращению ледникового периода. В последующем шло постепенное снижение количества СО2 до начала промышленного периода, когда концентрация углекислого газа д остигла 0,03%. К настоящему времени, вследствие нарастания выброса СО2 промы шленностью, его количество стало возрастать и уже увеличилось на 20— 24%. Эт от процесс продолжается. Эти данные показывают, что история атмосферы весьма сл ожна и обусловлена в настоящее время как естественными, так и антропоген ными факторами. Сейчас особенно важно представить (на основе строго науч ных данных), какой может быть атмосфера в будущем, даже измеряемом 2— З дес ятилетиями, чтобы своевременно принять меры для направления ее развити я в желаемую для человека сторону. 2. Воздействие и змененной обществом атмосферы на природу и общество. Быстрое загрязнен ие атмосферы началось в ХIХ в. в связи с ростом, как уже отмечалось выше, пот ребления всех видов топлива. Воздух в промышленных городах становится в се хуже, и в начале ХХ в. об этом заговорили, как о требующей решения гигиен ической проблеме. Выяснилось, что загрязнение атмосферы оказывает небл агоприятное воздействие не только на человека, но и на флору и фауну, на ра зличного рода сооружения, транспортные средства и др. Размеры воздушного океана нашей планеты огромны, и мож ет показаться, что сотни миллионов тонн загрязнений, поступающих ежегод но в атмосферу и составляющих менее одной десятитысячной доли процента от массы атмосферы, являются лишь каплей в море. Однако это далеко не так, потому что с течением времени количество загрязняющих атмосферу вещес тв накапливается. Загрязняющие атмосферу вещества распределены неравн омерно, и в некоторых местах их концентрация уже теперь является недопус тимо высокой. И, наконец, даже весьма малые концентрации некоторых вещес тв являются опасными. Воздействовать на природу и общество атмосфера может всей совокупностью измененных свойств и каждым измененным свойством в отдельности. Рассмотрим сначала действие отдельных измененных свойств . Прозрачность, уменьшающаяся при запылении различным и частицами (почва, цемент, дым, сажа, копоть и т.д.), сокращает продолжительн ость дня, вызывая необходимость удлинения периода освещения и дополнит ельные расходы на оплату электроэнергии. Снижается также количество по ступающей на Землю солнечной энергии. По расчетам М. И. Будыко, уменьшение поступления солнечной энергии на всей планете на 2% может вызвать ее олед енение, что, естественно, окажет катастрофическое влияние на природу и о бщество. Запыленная атмосфера вызывает снижение освещенности квартир, загрязнение стен и мебели, уменьшает возможность проветривания помеще ний, загрязняет белье при просушке, люди получают на 66% меньше благотворно действующих солнечных лучей. Пыль, попадающая в дыхательные пути, разру шает слизистые оболочки, открывая ворота инфекции, вызывает силикоз и др угие заболевания. Цементная пыль забивает устьица листьев растений, нар ушая их фотосинтез и дыхание. Уменьшенная прозрачность затрудняет движ ение наземного и некоторых видов воздушного транспорта, снижает теплоо тдачу Земли в космос. Температура воздуха довольно существенно изменяется обществом лишь в местном масштабе. Например, в больших городах воздух вс егда (зимой и летом) на 4-8 ° теплее, чем в окрестностях, вследствие чего в них раньше развивается растительность, реже бывают заморозки, над городами образуются «острова» теплого воздуха, влияющие на характер его потоков и рассеивание загрязнителей. Некоторое понижение температуры воздуха происходит вследствие запыления атмосферы. Состав атмосферы уже претерпел глобальные изменения по некоторым комп онентам (кислород, углекислый газ), в ней появились совершенно новые комп оненты (ядохимикаты, сотни тысяч других синтетических веществ). Новый, обусловленный деятельностью общества, сос тав атмосферы полностью нигде не описан, не выяснены все последствия это го для самой атмосферы, а также для природы и общества. Обобщая имеющиеся многочисленные факты, можно отмети ть, что в значительно больших количествах, чем прежде, в ней присутствуют радиоактивные вещества, тяжелые металлы (свинец, ртуть и т. д.), соединения серы и азота, различные углеводороды. Распределены они в атмосфере плане ты неравномерно, что зависит от расположения производящих их источнико в. Часть из этих веществ широко разносится по планете воздушными потокам и и оседает постепенно на поверхности земли и водоемов, вызывая их загря знение, попадая с воздухом в организмы растений и животных, человека. Измененными компонентами атмосфера оказывает на орг анизмы токсическое, мутагенное, канцерогенное и аллергенное действие, о бусловливая у них ухудшение состояния здоровья, сокращая продолжитель ность жизни, снижая биологическую продуктивность, ухудшая наследствен ность, вызывая нарушение развития и гибель. Изменения в компонентах атмосферы влияют на людей, выз ывая у них различные заболевания, снижение работоспособности, нарушени е нервной деятельности, ухудшение потомства (влияние мутагенов) и другие нарушения в их функциях. Кроме того эти изменения в атмосфере в некоторы х случаях ухудшают технологию, ведут к сокращению срока службы сооружен ий, к дополнительным затратам на строительство очистных сооружений и ли квидацию последствий вредного влияния загрязнителей. Необходимость решения проблемы обеспечения чистоты атмосферы, как и всей окружающей природной среды, обусловила определенн ые изменения в партийной, государственной и международной политике, выз вала возникновение нового фронта классовой борьбы в капиталистических государствах, потребовала развития науки об атмосфере и ее антропогенн ых изменениях, стимулировала прогресс техники в связи с созданием очист ных сооружений, малоотходных и безотходных технологий. Облачность (и туманы), усиливающаяся под воздействием аэрозольных загрязнений, оказывает на природу и общество влияние через уменьшение освещенности (снижение фотосинтеза) и сокращение светового дня (дополнительные затраты на электрическое освещение). При образовани и антропогенных туманов усложняется работа воздушного транспорта. Уме ньшение числа ясных дней отрицательно сказывается на самочувствии и да же здоровье людей (уменьшается доза ультрафиолетового облучения). Осадки (снег, роса, дождь, град) в ХХ в. во все большей степ ени стали зависеть от антропогенных воздействий самого различного хар актера (изменения подстилающей поверхности, загрязнение атмосферы). Сей час констатированы региональные изменения объема, места и времени осад ков, но не исключено, что они уже перерастают в глобальные. Известно, например, что увеличились осадки в зонах кру пных водохранилищ, что в некоторых случаях мешает уборке. Обусловленное уменьшением площади северной части Каспия снижение величины осадков п ривело к некоторому иссушению местности, так же, как и в зоне Аральского м оря, уровень которого непрерывно падает. Ветер, как и осадки, подвергается антропогенному воздействию в местном и региональном масштабах. Усиливается он при вырубке лесов и при создании водохранилищ, ослабляется при создании лесополос и лесных массивов. Рез ко снижается скорость ветра в населенных пунктах. Путем специальных мер уже создавались ураганные ветр ы путем поджигания больших лесных массивов армией США во Вьетнаме, что н анесло большой вред людям. Усиливается ветер и при лесных пожарах, вызва нных человеком. Подобных примеров много. Но еще не установлено влияние о бщества на глобальную циркуляцию атмосферы, хотя она уже, возможно, если учесть существенное воздействие на температуру воздуха во многих реги онах через промышленность (выбросы тепла, загрязнение атмосферы углеки слотой и др.). Влияние на природу и общество антропогенных изменений напр авления, силы и скорости воздушных потоков почти не изучено, хотя оно мож ет быть значительным. Задымление воздуха ведет к ухудшению микроклимата го рода: увеличению числа туманных дней, уменьшению прозрачности атмосферы и об условленному им снижению видимости, освещенности, ультрафиолетовой ра диации. Утром 26 октября 1948 г. густой туман— смог— окутал г. Донор а (штат Пенсильвания, США). Из смеси тумана с дымом и копотью начала выпада ть сажа, покрывшая дома, тротуары и мостовые черным покрывалом. Двое суто к видимость была настолько плохой, что жители е трудом находили дорогу д омой. Вскоре врачей стали осаждать кашляющие и задыхающиеся пациенты, жа ловавшиеся на нехватку воздуха, насморк, резь в глазах, боль в горле и тошн оту. В течение следующих четырех дней, пока не начался сильный дождь, забо лело 5910 человек из 14 тыс. жителей города. Двадцать человек умерло. Погибло м ного собак, кошек и птиц. Исследуя причины этой трагедии, метеорологи установи ли, что она вызвана температурной инверсией, которая препятствовала нор мальной циркуляции воздуха. Обычно теплый воздух поднимается от земли в вышележащие холодные области, унося с собой значительную часть загрязн яющих воздух продуктов человеческой деятельности. Изредка слой теплог о воздуха образуется над холодным слоем вблизи от земли, возникает темпе ратурная инверсия, следствием которой является нарушение циркуляции в оздуха. В результате ядовитые выделения, не имея выхода вверх, скапливаю тся непосредственно над землей. Главный действующий компонент смога лондонского тип а — сернистый газ в количестве 5— 10 мг/м3 и выше. В смоге лондонского типа практически не образуется ка ких- либо новых веществ.Его токсичность целиком определяется исходными загрязнителями, и возникает он при сжигании достаточно больших количес тв топлива. Особенно тяжелое положение сложилось в Лос-Анджелесе, где с 30-х годов в теплое время года, как правило летом и ранней осенью, стал появляться сухой туман с влажностью около 70% Этот туман называют фотохим ическим смогом. Фотохимический туман может возникать при более низки х концентрациях загрязнителей, чем лондонский смог, и для него более хар актерна желто-зеленая или сизая сухая дымка, а не сплошной туман. При смог е появляется неприятный запах, резко ухудшается видимость. Погибают дом ашние животные, главным образом собаки и птицы. У людей фотохимический с мог вызывает раздражение глаз, слизистых оболочек носа и горла, симптомы удушья, обострение легочных и различных хронических заболеваний. Смог о казывает вредное влияние и на растения, особенно на салатные культуры, б обы, свеклу, злаки, виноград, декоративные насаждения. Сначала наблюдает ся водное набухание листьев. Через некоторое время нижние поверхности л истьев приобретают серебристый или бронзовый оттенки, а на верхних появ ляются пятнистость и белые налеты. Затем наступает быстрое увядание рас тения. Фотохимический туман вызывает коррозию материалов и элементов з даний, растрескивание красок, резиновых и синтетических изделий, порчу о дежды. Из-за плохой видимости нарушается работа транспорта. К факторам, оказывающим неблагоприятное влияние на ор ганизм человека, относятся также соединения свинца, содержащиеся в выхл опных газах автотранспорта. В атмосферном воздухе свинец содержится по чти исключительно в виде неорганических соединений. Количество свинца в крови человека возрастает с увели чением его содержания в воздухе. Последнее ведет к снижению активности ф ерментов, участвующих в насыщении крови кислородом, и, следовательно, к н арушению обменных процессов в организме. Многие исследователи подчеркивают связь детской заб олеваемости (в первую очередь органов дыхания) со степенью загрязнения а тмосферного воздуха сернистым газом. В Англии была проанализирована за болеваемость большой группы детей (3866 человек) с момента их рождения до 15 л ет. Оказалось, что значительные подъемы в частоте респираторных заболев аний, как правило, наблюдались в те дни, когда уровни среднегодовых конце нтраций сернистого газа и дыма превышали 0,13 мг/м3. Японские исследователи показали, что бронхиальной ас тмой наиболее часто заболевают в районах со значительным загрязнением атмосферного воздуха сернистым газом, причем частота случаев астмы воз растает прямо пропорционально росту концентраций сернистого газа (Toyama, 1964). Загрязнение атмосферного воздуха таит в себе не тольк о угрозу здоровью людей, но и наносит большой экономический ущерб. Так, яд овитые вещества воздуха отравляют домашний скот во Флориде, обесцвечив ают краску на стенах домов и корпусах автомашин в Линкольне (штат Мэн), под их влиянием гибнут сосны, растущие в 60 милях от Лос-Анджелеса, а также фрук товые сады в Техасе в Иллинойсе, шпинат на юге Калифорнии. За загрязнение воздуха американцы ежегодно расплачиваются миллиардами долларов. Согласно оценкам Агентства по охране окружающей сред ы, экономические потери от смертности и заболеваний в связи с загрязнени ем воздушной среды в США составляют ежегодно 6 млрд. долларов. Эта цифра вк лючает и ущерб от утраты трудоспособности, а также расходы на соответств ующее медицинское обслуживание. Расчеты показывают, что сокращение заг рязнения воздуха в городах США на 50% по сравнению с уровнем 1963 г. позволило б ы уменьшить заболеваемость и получить экономию в размере 2,08 млрд. долларо в. Ущерб, наносимый ежегодно экономике страны в результате коррозии и ра зрушения материалов, гибели растений и сокращения урожайности сельско хозяйственных культур, оценивается в 4,9 млрд. долларов. Местные, региональные и глобальные изменения в атмосф ере создают угрозу нормальному развитию человечества. Поэтому требует ся организация энергичной борьбы за создание оптимальной для природы и общества атмосферы на основе всестороннего ее изучения в условиях все усиливающегося антропогенного воздейст вия. Сейчас стала необходимой охрана атмосферы не только в местном и региональном, но и в глобальном масштабе усил иями всех государств мира. 3. Воздействие з агрязняющих веществ на организмы человека и животных. Загрязняющие веще ства в воздухе. Одними из самых распространенных и опасных загрязнений я вляются твердые сульфаты, образующиеся при сжигании топлива. Наиболее опасны для здоровья человека аэрозольные ча стицы. В их состав входит элементарный углерод (в виде сажи или графита), у глеводороды, кислородосодержащие органические соединения (обычно аром атические углеводороды, олифатические олефины и циклоолефины). В результате атмосферных реакций оксидов азота образуется газообразна я азотная кислота, которая нейтрализуется и переходит в нитраты. В конеч ном итоге они адсорбируются аэрозольными частицами или растворяются в каплях влаги. Вредность аэрозоля определяется количеством адсорбирова нных сульфатов или кислот. Диоксид серы через стадию образования кислоты переходит в аммонийную с оль — нейтральный сульфат аммония или бисульфит аммония. Анализ кислот ных аэрозолей показал, что сульфат аммония составляет около 40%, серная кис лота — 60%. В городах с повышенным загрязнением диоксидом азота в аэрозоля х преобладает азотная кислота, при избытке аммиака в атмосфере она отсут ствует. При растворении газообразных кислот в каплях воды обр азуются кислотные туманы. Они насыщены диоксидом углерода (рН 5,6) и имеют к апли размером (2— 5,0) • 10-3 мм. При оценке действия аэрозолей на организм важно знать степень осаждения частиц в разных зонах дыхательного тракта и скорость очищения от них легкого в результате функционирования гладкой мускула туры и мерцательных колебаний ресничек. Сульфатные аэрозоли содержат частицы размером (3-6)• 10-3 м м и слабо задерживаются носоглоткой. Проникновение аэрозольных частиц во многом сходно с задержанием частиц на влажных фильтрах — хорошо заде рживаются частицы средних размеров, а мелкие и крупные — хуже. В носогло тке задерживается 25— 40% аэрозолей, содержащих частицы размером (3-5) • .10-3 мм. В легочную область попадает обычно 20— 25% исходных частиц. Есть большая вер оятность попадания через носоглотку в бронхи и бронхиолы частиц кислот ных туманов. Основная часть негигроскопичных частиц сульфатных а эрозолей, имеющих размер (10-30) • 10-3 мм, и гигроскопические частицы размером м енее 1• 10-3 мм достигают альвеол. Продолжительность очистки от них в разли чных зонах дыхательного тракта составляет от нескольких часов до неско льких суток. За это время кислые компоненты растворяются и вступают в ко нтакт с поверхностью. Самоочищение дыхательного тракта от твердых част иц может продолжаться от нескольких недель до нескольких лет. Большой вр ед организму наносит копоть, поскольку на ней сорбируется большое колич ество кислотных газов, что создает высокие локальные концентрации кисл от. Диоксид серы и в меньшей степени диоксид азота в силу в ысокой растворимости, в зависимости от интенсивности дыхания, достаточ но хорошо поглощаются верхними дыхательными путями — до 80— 95%. При ротов ом дыхании степень задержки меньше. Остаточное количество диоксидов, по падающее в легкое, быстро растворяется в эпителиальной поверхности. При этом скорость десорбции невелика, только 15% от попавшего количества выды хается сразу и не более 3% выводится с выдыхаемым воздухом за 15 минут после прекращения подачи диоксида. Озон, в отличие от диоксидов серы и азота, ме нее растворим и слабо (не более 40%) задерживается верхними дыхательными пу тями, а в легких остается около 10% озона. Глубина и интенсивность проникно вения озона пропорциональны его концентрации в воздухе. Детально определить повреждающее действие указанных веществ на организм человека невозможно, поэтому кратко описаны резуль таты испытаний на животных. Летальность дозы аэрозолей серной кислоты определяе тся видом и возрастом животного; наиболее чувствительны морские свинки, особенно молодые особи; летальный исход наблюдается при концентрации ч астиц 8000 мкг/м3 и размере 1• 10-3 мм. Раздражающее действие аэрозолей серной кислоты выше, чем сульфатов. При кратковременном действии нарушается частота дыхани я. Наиболее показательны случаи длительного воздействия загрязнений. П ри концентрации серной кислоты 250 — 380 мкг/м3 в течение 2 - 4 месяцев (часовая эк спозиция в день) у кроликов и обезьян наблюдается повышенная реакция на ацетилхолин, в последующие 8 месяцев их состояние сильно ухудшается и то лько через 12 месяцев стабилизируется активность гладкой мускулатуры. При воздействии диоксида серы наблюдается как гиперт рофия (утолщение и увеличение органов), так и гиперплазия (изменение обще го числа клеток в эпителии). На основании результатов экспериментов с обезьянами сделан вывод, что увеличение клеток на периферии бронхов и усиленное сли зеотделение можно считать тестом на патогенез легких. Аналогичные зако номерности выявлены для курильщиков. Кислотные аэрозоли нарушают деят ельность альвеолярных макрофагов, очищающих легкие от твердых частиц. Диоксид серы, попадая в легкие, быстро растворяется в к рови и распространяется по кровеносной системе. Детоксикация его проис ходит, главным образом, в печени под действием ферментов, переводящих су льфит в сульфат, который более безопасен и выводится из организма. Диокс ид вызывает бронхоспазм, активизирует слизеотделение, изменяет фагоци тоз. У крыс заметное поражение легких наблюдается при относительно небо льших концентрациях (160 мкг/м3, 7 ч/день, 15 дней). У обезьян при длительном возде йствии диоксида серы увеличивается число заболеваний раком. Действие диоксида азота несколько отличается от дейс твия диоксида серы. Проникая в легкие, он может растворяться в кровеносн ой системе, однако будучи сильным окислителем, он непосредственно пораж ает легочные ткани. Высокая скорость проникновения диоксида азота в отд ельные части легких установлена экспериментами с меченым диоксидом. В б ронхах и альвеолах проявляются патологические изменения уже при конце нтрациях, реально наблюдаемых в городах. Симптомы напоминают эмфизему л егких, у мышей это наблюдается при концентрации 100 б.д. в течение 6 месяцев. Особенно чувствительны к диоксиду азота тонкие чешуй чатые клетки, осуществляющие газообмен, и ресничные клетки в верхней час ти дыхательного тракта, наблюдается сокращение их числа и активности. В то же время, под действием диоксида азота активизируются ферменты легки х: у животных с пониженным содержанием витамина Е в рационе функции легк их нарушаются гораздо чаще, чем у животных со сбалансированным рационом . Из изложенного следует, что хорошими протекторами дых ательной системы при воздействии диоксида азота являются антиоксидант ы. Сильный отрицательный синергический эффект возникает при наличии оз она. Диоксид азота вызывает не только изменения клеток и тканей, но и пони жает бактериальную защиту легких (подверженность инфекциям); нарушаютс я процессы простагландинового пентабарбиталового метаболизма. Эти отр ицательные ситуации возникают при концентрациях диоксида азота 100 — 250 б. д., что соответствует его концентрации в городах. В повседневной жизни человек подвержен комплексному воздействию загрязняющих веществ, поэтому особый интерес представляют исследования их синергического действия. Синергический эффект усилен ия действия диоксида серы в присутствии аэрозолей хлорида железа и суль фата магния обусловлен более быстрой реакцией окисления диоксида в сер ную кислоту. При совместном действии аэрозолей сульфата цинка, сульфата аммония и озона нарушается синтез коллагена и снижаются защитные свойс тва легких к инфекциям, диоксид азота усугубляет эти процессы. Длительное моделирование воздействия смесей диоксид ов серы и азота, озона и кислотного аэрозоля (3 года) на самках собак привод ит к гиперплазии и потере активности ресничек; повреждение клеток парен химы продолжается в течение 2 лет по окончании эксперимента. Действие диоксида серы на дыхательную систему челове ка аналогично описанному опыту на животных. У здоровых людей бронхоспаз м может наступить при кратковременном (трехминутном) воздействии конце нтрации выше 750 б. д. (2600 мкг/м3), а у астматиков даже небольшая концентрация (100 б. д. в результате 10-минутной экспозиции) вызывает приступ. При небольших концентрациях оксидов азота и серы, а та кже озона самочувствие организма может не меняться, однако меняется акт ивность дыхательной системы. Контрольными тестами с ацетилхолином установлено, чт о активность бронхов меняется при концентрации диоксида серы 110 б.д., озон а — 250 б.д., диоксида азота — 500 б.д. В случае озона важна физическая нагрузка — в спокойном состоянии (1 ч экспозиции) самочувствие не ухудшается при к онцентрации менее 300 б.д., при активной физической работе — менее 180 б.д. Сист ематическое воздействие рассматриваемых соединений независимо от доз приводит к ухудшению активности легких и снижению устойчивости к инфек циям. Загрязняющие вещества в воде. В процессе эксплуатации металлических трубопроводов в результате коррозии под воздействием ки слотных дождей в питьевой воде возможно повышение различных токсичных веществ (ртути, железа, меди, свинца, кадмия и др.). Повышение кислотности воды сильно отражается на конц ентрации в первую очередь свинца, растворимые соединения которого легк о переходят в кровь человека. При концентрациях свинца в воде в 5, 10, 25 и 50 мкг/л содержание его в крови возрастает соответственно на 0,02, 0,04, 0,11 и 0,21 мкг/л. Раств оренный свинец вызывает тяжелые неврологические заболевания, скорость усвоения его детьми выше, чем у взрослых. Образование растворимых соединений кадмия опасно дл я человека, особенно для детей. Вторым после питьевой воды путем попадан ия кадмия в организм человека является неконтролируемое внесение его в почву вместе с удобрениями. Кадмий наиболее эффективно усваивается ово щами и табаком, особенно сильно усваиваемость возрастает при закислени и почв. При регулярно проводимом известковании почв этот путь попадания в организм человека снижается. Алюминий содержится в питьевой воде (до З мкг/л), однако несоизмеримо большее количество его попадает в организм вместе с лекар ствами (до 280 мг/день при применении аспирина и антацидов), с пищей (до 25 мг/де нь). В условиях закисления природных вод и наличия бокситов в отдельных р егионах концентрация алюминия в воде может сильно возрастать. Наиболее часто это заболевание встречается в зонах с наличием бокситов в почвах. Весьма опасны асбестовые волокна, которые попадают в в оду с шиферных крыш и при использовании асбоцементных труб. Большое коли чество асбеста попадает в воду при разрушении природных минералов (серп антина). Асбестовые волокна через кишечник легко проникают в к ровь и могут приводить к раковым заболеваниям. Исследования, посвященны е содержанию асбеста в стекаемой с шиферных крыш воде, показали зависимо сть растворения его от кислотности осадков. Связь между скоростью закис ления озер и грунтовых вод и повышением концентрации асбеста наблюдает ся для большинства регионов США и Канады. Есть еще одно последствие кислотных дождей — попадан ие в воду нитрат-аниона. В промышленных зонах его концентрация может пре вышать ПДК для питьевой воды (более 10 мкг/л). Однако основной вред здоровью наносят азотсодержащие удобрения. В отсутствие должного контроля за их дозировкой концентрация нитратов в сельскохозяйственной продукции мо жет стать опасной для человека, особенно для детей в возрасте до З месяце в. Поэтому во многих странах введены строгие требования к детскому питан ию на содержание нитратов. 4. Влияние шума н а организм человека и животных. Человек всегда жи л в мире звуков, и абсолютная тишина его пугает, угнетает. При проектировании конструкторского бюро в Ганновер е архитекторы предусмотрели все меры, чтобы ни один посторонний звук с у лицы не проникал в здание: рамы с тройным остеклением, звукоизоляционные панели из ячеистого бетона в специальные пластмассовые обои, гасящие зв ук. Буквально через неделю сотрудники стали жаловаться, что не могут раб отать в условиях гнетущей тишины. Они нервничали, теряли работоспособно сть. Администрации пришлось купить магнитофон, который время от времени автоматически включался и создавал эффект «тихого уличного шума». Рабо чая атмосфера не замедлила восстановиться. Ученые из лаборатории психологии Кембриджского унив ерситета (Англия) после многолетних исследований пришли к неожиданному выводу: звуки определенной силы стимулируют процесс мышления и в особен ности процесс счета. Во время эксперимента лица, которые решали математи ческие задачи при звуках музыки либо разговорах, справлялись со своими з аданиями быстрее, чем те, которые выполняли такое же задание в тишине. В Японии продаются подушки, в которые вмонтирован аппа рат имитирующий звуки дождевых капель, падающих в ритме человеческого п ульса. Такой шум быстро навевает сон. Каждый человек воспринимает шум по-своему. Много завис ит от возраста, темперамента, состояния здоровья, окружающих условий. Орган слуха человека может приспосаблив аться к некоторым постоянным или повторяющимся шумам (слуховая адаптац ия). Но эта приспособляемость не может защитить от патологического проце сса — потери слуха, а лишь временно отодвигает сроки его наступления. В условиях городского шума происходит постоянное нап ряжение слухового анализатора. Это вызывает увеличение порога слышимо сти на 10— 25 дБ А. Шум затрудняет разборчивость речи, особенно при уровне шу ма более 70 дБ А. Ущерб, который причиняет слуху сильный шум, зависит от спектра звуковых колебаний и характера их изменения В первую очередь че ловек начинает хуже слышать высокие звуки, а затем постепенно и низкие. Опасность потери слуха из-за шума в значительной степени зависит от инди видуальных особенностей человека. Некоторые теряют слух даже после кор откого воздействия шума сравнительно умеренной интенсивности, другие могут работать при сильном шуме почти всю свою жизнь без сколько-нибудь заметной утраты слуха. Постепенное воздействие сильного шума может не тольк о отрицательно повлиять на слух, но и вызывать другие вредные последстви я — звон в ушах, головокружение головная боль, повышение усталости. Шум в больших городах сокращает жизни человека. По дан ным австрийских исследователей, это сокращение жизни колеблется в пред елах 8— 12 лет. Чрезмерный шум может стать причиной нервного истощения, пси хической угнетенности, вегетативного невроза, язвенной болезни, расстр ойства эндокринной и сердечно-сосудистой систем. Шум мешает людям работ ать и отдыхать, снижает производительнос ть труда. Наиболее чувствительны к действию шума лица старших в озрастов. Так, в возрасте до 27 лет на шум реагируют 46,3% людей, в возрасте 28-37 лет - 57, в возрасте 38-57 лет - 62,4, а в возрасте 58 лет и старше - 72%. Большое количество жало б у лиц пожилого возраста, очевидно связанное с возрастными особенностя ми и состоянием центральной нервной системы этой возрастной группы нас еления. Наблюдается зависимость между количеством жалоб и характером в ыполняемой работы. Данные опроса показывают, что беспокоящее действие ш ума сказывается больше на людях, занятых умственны трудом, чем на работа ющих физически (соответственно 60,2 и 55,0%). Большое количество жалоб лиц умств енного труда, по-видимому, связано с большим утомлением нервной системы ( Л. А. Олешкевич, 1973). Влияние шума па нервную систему. Результаты исследова ния ассоциативных реакций свидетельствуют о том, что у лиц, живущих в неблагоприятных акустических условиях, име ются начальные признаки изменений функционального состояния централь ной нервной системы. Сравнительно небольшой по интенсивности шум, вызывае мый самолетами (50— 60 дБ А), может стать условным раздражителем и, по-видимом у, не только электрокортикальных рефлексов, но и сигналом других воздейс твий на организм. Кроме того, уже часовое воздействие шума пролетающих с амолетов и постоянного шума работающих авиационных двигателей с уровн ем свыше 70 дБ А приводит к появлению стойких сдвигов в функциональном сос тоянии центральной нервной системы, регистрируемых после прекращения действия шума. Сдвиги свидетельствовали как об активированном, так ни о заторможенном состоянии центральной нервной системы наблюдаемых, о не благоприятном влиянии изученных параметров авиационного шума на орган изм человека (А. П. Путилина и др., 1976). Чтобы уяснить механизм влияния шума на центральную не рвную систему, вспомним основные закономерности деятельности коры гол овного мозга, установленные великими физиологами И. М. Сеченовым и И. П. Па вловым. Поступающие в кору при действии шума раздражения всег да приводят к перестройке протекающих в ней нервных процессов. Если шум отличается чрезмерной силой или действует в течение длительного време ни, наступает перевозбуждение клеток коры, угрожающее их истощением. В э том случае нарушается предел работоспособности нервных клеток и измен яется характер ответной реакции этих клеток на падающие на них раздраже ния. Вместо обычно наблюдаемого усиления реакции при увеличении силы ра здражителя реакция либо вовсе не наступает, либо извращается и на сильны й раздражитель может быть меньшей, чем на слабый. Такое состояние коры, на зываемое «фазовым», свидетельствует о развитии в ней пассивного или охр анительного торможения, предохраняющего клетки от дальнейшего истощен ия. Шум вызывает даже при кратковременном воздействии выраженные измен ия условнорефлекторной деятельности, а именно: нарушение внутреннего т орможения, удлинение скрытого периода и снижение величины рефлекса. Вызывая нарушение функций коры головного мозга, шум на рушает регуляцию деятельности внутренних органов. В Институте терапии им. А. Л. Мясникова АМН СССР получены материалы, свидетельствующие о возмо жности под воздействием шума воспроизводить в эксперименте гипертонич ескую болезнь у животных. Многочисленные клинические наблюдения показ ывают также, что устранение шумового раздражителя способствует нормал изации артериального давления у больных гипертонией. У лиц, занятых умст венным трудом, может повышаться давление крови в височной артерии под вл иянием бытовых шумов. В ряде случаев установлена связь приступов стенок ардии с внезапными шумовыми раздражениями в быту (А. Л. Мясников, 1965). Спонтанные реакции организма на шум — результат возб уждения симпатической нервной системы и аналогичны реакциям на другие стрессовые факторы, такие, как тепло, холод, боль. Даже младенцы во чреве м атери не ограждены от вредного влияния шума. Такие резкие звуки, как «зву ковой удар», производимый самолетом при переходе на сверхзвуковую скор ость, могут вызвать нервное напряжение в утробном плоде. Влияние шума на сердечно-сосудистую систему. Под влиян ием шума может снижаться систолическое и повышаться дистолическое дав ление. При этом колебания артериального давления нередко достигают 20— 30 мм рт. ст. В электрокардиограмме обнаруживают сдвиги: удлинение сердечно го цикла и урежение частоты сердцебиений. Уменьшение амплитуды пульсов ой волны свидетельствует о сужении кожных артерий. Неожиданный сильный звук вызывает усиленное сердцеб иение и повышает кровяное давление. После 10 недель воздействия прерывис того шума (100 дБ А в течение 4 ч в день) на крыс, например, кровяное давление по вышается примерно со 120 до 150 мм рт. ст. Еще большее влияние на кровяное давле ное оказывает шум в сочетании с другими стрессовыми факторами. Непрерывный сильный шум способен вызывать сужение пе риферических кровеносных сосудов, а также перераспределение крови, уве личение ее поступления к мышцам, мозгу и другим органам, играющим важную роль. Под влиянием шума возможно увеличение выделения адреналина и нора дреналина из мозгового вещества надпочечника. Адреналин влияет на рабо ту сердца, способствует выделению свободных жирных кислот в кровь. Чтобы вызвать подобный эффект у человека, достаточно подвергать его в течение коротких промежутков времени воздействию шума интенсивностью 60— 70 дБ А. У кроликов, подвергавшихся действию шума в 102 дБ А в тече ние 10 недель, были обнаружены более высокий уровень холестерина в крови и более развитая форма атеросклероза аорты, чем у животных, находившихся н а таком же рационе, но не испытывавших действия шума. Отложения холестер ина в радужной оболочке были также более обширными у животных, подвергав шихся действию шума. Влияние шума на другие органы и системы. Проведенные з а последние годы исследования показали, что под влиянием шума могут набл юдаться и другие серьезные изменения в деятельности различных органов и систем человека: замедление ритма сердечных сокращений, понижение сек реции слюнных и желудочных желез, нарушение функции щитовидной железы и коры надпочечников, изменение электрической активности мозга. Шум, превышающий 80— 90 дБ А, влияет на выделение большинс тва гормонов гипофиза, контролирующих выработку других гормонов. В част ности, может возрасти выделение кортизона из коры надпочечника. Кортизо н обладает свойством ослаблять возможности печени бороться с вредными для организма веществами, в том числе и с теми, которые способствуют возн икновению рака. Под влиянием шума с уровнем 85 дБ А обнаружена перестрой ка энергетического обмена в мышечной ткани, причем направленность пере стройки зависела от времени воздействия. Усиление сопряженности окисления и фосфорилирования после двухнедельного воздействия шума свидетельствует о повышении сп особности этого процесса генерировать аденозинтрифосфорную кислоту (А ТФ). И действительно, вследствие интенсификации в митохондриях окислите льного фосфорилирования намечается тенденция к повышению содержания А ТФ в мышечном гомогенате при этом же сроке воздействия. Усиление энергоо бразования следует рассматривать как защитно-приспособительную перес тройку энергетического обмена, направленную на создание резерва, необх одимого для повышения жизнедеятельности мышечной клетки в ответ на неб лагоприятное воздействие. При удлинении сроков воздействия шума до 1 месяца набл юдалась нормализация изучаемых показателей, а в дальнейшем (3 месяца) и сн ижение интенсивности фосфорилирования (вдвое по сравнению с контролем). Снижение возможностей образования АТФ в митохондриях мышечной ткани я вляется, по-видимому, показателем повреждающего действия шума на органи зм, которое можно рассматривать как серьезный ущерб, способный дезорган изовать весь обмен и функцию мышечной ткани в целом. Несмотря на угнетение окислительного фосфорилирован ия, запасы АТФ и ее производных в мышце пр и трехмесячном шумовом воздействии не истощаются, а лишь снижаются. Шум препятствует новообразованию богатых энергией ф осфатных связей, которое зависит от состояния процессов окислительног о фосфорилирования. Шум производственного характера при длительном возд ействии на крыс вызывает угнетение основного звена образования энерги и в клетке — окислительного фосфорилирования в митохондриях. Этот факт указывает на возможность использования данного показателя в качестве биологического критерия вредного действия шума на организм. Нарушение интимных процессов энергетического метабо лизма является существенным признаком неблагоприятного воздействия ш ума на организм. Угнетение окислительного фосфорилирования на уровне м итохондрий, в свою очередь, может быть причиной нарушения сбалансирован ности целого ряда биохимических процессов в организме. Обнаруженные нарушения энергетики мышц можно рассма тривать как полученные в состоянии относительного покоя, так как некото рое двигательное возбуждение у крыс отмечалось только в первые дни эксп еримента. Таким образом, основной путь образования энергии в форме АТФ в состоянии относительного покоя животного под влиянием длительного воз действия шума нарушается. Известно, что при мышечной активности энергет ические затраты организма увеличиваются и мышца при выполнении механи ческой работы усиленно использует АТФ. При физическом напряжении в усло виях шума нарушения интимных процессов энергетического обмена мышц бу дут усугубляться и это скажется на сократительной активности мышечной системы (Н.П. Баранова, 1975) Патоморфологическими исследованиями выявлены призн аки раздражающего действия шума: некоторая активация нервных клеток ко ры больших полушарий головного мозга, обеднение липоидами надпочечник ов, увеличение количества плазматических клеток в селезенке, свидетель ствующее о некотором повышении иммунных реакций. Следовательно, транспортный шум 80 дБ А оказывает не тол ько возбуждающе влияние на центральную нервную и сердечно-сосудистую с истемы, но в вызывает напряжение защитно-приспособительных механизмов. Повышение содержания холестерина в сыворотке крови может способствова ть развитию атеросклероза. Исследования влияния транспортного шума 80 дБ А на орга низм животных в зависимости от длительности воздействия показали, что н аибольшие изменения физиологических функций имели место на первом мес яце экспозиции. К концу третьего месяца изменения стали менее выраженны ми. Это тоже может свидетельствовать о на пряжении сил и быть связано с процессом адаптации. Однако для окончатель ного решения этого весьма сложного вопроса необходимы дальнейшие иссл едования. Особый интерес представляет выяснение влияния город ского шума на потомство, хотя имеющиеся материалы по этому вопросу весьм а ограничены, От опытной группы крыс (самок и самцов), находившихся по д воздействием транспортного шума, было получено поколение, которое в те чение трех месяцев подвергалось влиянию того же шума. Контрольная групп а — самки, самцы и крысята находилась в условиях тишины. По массе и росту опытные и контрольные эмбрионы и крысята существенно не отличались. На к рысах — самцах первого поколения в возрасте трех месяцев проведены физ иологические исследования, которые показали, что в опытной группе скрыт ое время рефлекторных реакций короче в среднем на 8,6 м, а частота сердечны х сокращений на 60 уд/мин больше, чем в контрольной группе. Следовательно, м ожно предположить, что у крыс первого поколения, матери которых до и во вр емя беременности, а сами они с рождения находились вод воздействием шума , преобладает процесс возбуждения в центральной и вегетативной нервной системе. Эксперименты выявили неблагоприятное влияние трансп ортного шума на различные органы и системы организма в зависимости от дл ительности воздействия. Установлено влияние шума не только па родитель ский организм, но и на потомство. 5. Критерии качества воды, используемой для нужд населе ния и рыбохозяйственных целей. Качество воды — характеристика состава и свойств вод ы, определяющая пригодность ее для конкретных видов водопользования. Критерий качества воды — признак, по которому произво дится оценка качества воды по видам водопользования. Критерии качества воды, используемой для населения. Ог раничения водопользования, обусловленные загрязнением, опасным для зд оровья или ухудшающим санитарные условия жизни населения, называются г игиеническим критерием. Для хозяйственно-питьевого водоснабжения, культурно- бытовых нужд населения и для рыбохозяйственных целей используются рек и, водохранилища, озера, искусственные каналы. Согласно «Правилам охраны поверхностных вод от загря знения сточными водами» (1974), водоемы и водотоки (водные объекты) считаются загрязненными, если показатели состава и свойств воды в них изменились п од прямым или косвенным влиянием производственной деятельности и быто вого использования населением, и частично или полностью непригодными д ля одного из видов водопользования. Критерием загрязненности воды является ухудшение ее качества вследствие изменения ее органолептических свойств и появлени я вредных веществ для человека, животных, птиц, рыб, кормовых и промысловы х организмов, а также повышение температуры воды, изменяющее условия нор мальной жизнедеятельности водных организмов. Пригодность состава и св ойств поверхностных вод, используемых для хозяйственно-питьевого водо снабжения и культурно-бытовых нужд населения, а также для рыбохозяйстве нных целей определяется их соответствием требованиям и нормативам, изл оженным в «Правилах охраны поверхностных вод от загрязнения сточными в одами». В случае одновременного использования водного объек та или его участка для различных нужд народного хозяйства следует исход ить из более жестких нормативов качества поверхностных вод. Чтобы исключить возможность ограничения или нарушен ия нормальных условий хозяйственно-питьевого и культурно-бытового вод опользования, нормативы состава и свойств воды водных объектов, которые должны быть обеспечены при спуске в них сточных вод, устанавливаются при менительно к отдельным его категориям у мест расположения ближайших к в ыпуску сточных вод пунктов водопользования. Различают водопользование двух категорий: к первой от носится использование водного объекта в качестве источника централизо ванного или нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжени я, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности; ко втор ой — использование водного объекта для купания, спорта и отдыха населен ия, а также использование водных объектов, находящихся в черте населенны х мест, Категории ближайших к месту выпуска сточных вод пунктов водополь зования определяются органами и учреждениями санитарно-эпидемиологич еской службы. При этом обязательно учитываются официальные данные о пер спективах использования водного объекта для питьевого водоснабжения и культурно-бытовых нужд населения. Состав и свойства воды водных объектов должны соответ ствовать нормативам в створе, расположенном на водотоках в одном киломе тре выше ближайшего по течению пункта водопользования (водозабор для хо зяйственно-питьевого водоснабжения, места купания, организованного от дыха, территория населенного пункта и т. п.), а на непроточных водоемах и во дохранилищах— в одном километре по обе стороны от пункта водопользова ния. При сбросе сточных вод в черте города (или любого насел енного пункта) первым пунктом водопользования является данный город (ил и населенный пункт), в этом случае требования, установленные к составу и с войствам воды водоема или водотока, должны относиться к самим сточным водам. Состав и свойства воды водного объекта в пунктах хозяй ственно-питьевого и культурно-бытового водопользования ни по одному по казателю не должны превышать нормативы, а концентрации вредных веществ не должны превышать ПДК вредных веществ в водных объектах хозяйственно- питьевого и культурно-бытового водопользования. 6. Почва и здоров ье человека. Почва и здоровье ч еловека. Почва — среда обитания многочисленных низших животных и микро организмов, в том числе бактерий, плесневых грибков, вирусов и др. Большин ство почвенных микроорганизмов — сапрофаги; они живут и размножаются в почве и не приносят вреда животным организмам. Вместе с тем в почве обита ют постоянно или временно так называемые патогенные — болезнетворные микроорганизмы, возбудители инфекционных болезней. Некоторые из них (гл авным образом постоянные обитатели почвы) образуют спору — плотную обо лочку, обеспечивающую им высокую устойчивость по отношению к различным неблагоприятным факторам внешней среды; высокой температуре, высыхани ю, давлению, отсутствию питательных веществ. Попав в благоприятные услов ия, споры приобретают первоначальную форму. Группу спорообразующих бактерий принято называть кл остридиями. В последние годы накопилось достаточно данных о том, что кло стридии не только обладают способностью продолжительное время сохраня ться в почве в виде спор, но и размножаться в ней в вегетативный период сво его существования. К патогенным бактериям относятся возбудители таких о пасных инфекционных заболеваний, как сибирская язва, газовая гангрена, с толбняк, ботулизм и др. Возбудители этих болезней в отдельных почвах спо собны оставаться жизнеспособными многие десятилетия. Заражение человека через загрязненную почву может на ступить при самых различных обстоятельствах; непосредственно при обра ботке почвы, уборке урожая, строительных работах и т. п. К числу наиболее о пасных болезней человека и животных относится сибирская язва. Возбудит ель сибирской язвы — сибиреязвенная палочка, попадая с мочой и испражне ниями больных животных в почву, образует вокруг себя спору и в таком сост оянии может сохраняться годами, особенно в каштановых и черноземных поч вах. Животные, поедая корм, загрязненный этой палочкой, заражаются сибир ской язвой. Заражению поверхностных слоев почвы на пастбищах могут спос обствовать земляные работы в неблагополучной по сибирской язве местно сти (при мелиоративных работах, строительстве и т. д.). Человек заражается сибирской язвой, как правило, при контакте с больными или павшими животн ыми (при уходе за ними, убое, снятии шкур и т. п.), через продукты и сырье, получ енные от больных животных (мясо, шерсть, шкура), а также при непосредственн ом соприкосновении с почвой. Особую опасность для человека представляет столбняч ная палочка. Согласно обобщенным данным Е. Н. Мишустина и М. И. Перцовской (1954), столбнячная палочка обнаруживается в почве в разных географических районах. Заражение человека происходит через поврежденную кожу или слизистую при контакте с загрязненной почв ой. В прошлом особенно часто столбняк регистрировали среди солдат во вре мя военных действий. В мирное время заболеваемость столбняком встречае тся главным образом среди жителей сельской местности. В почвах встречается также спороносная палочка — воз будитель ботулизма - тяжелого пищевого отравления. При изучении почв нек оторых районов Кавказа, Азовского и Каспийского морей, Приморского края , дальнего Востока и Ленинграда она обнаружена в среднем в 9% проб, у берего в озера Балхаш и в Армянской ССР в 3З% проб. Из почвы она может попасть на ово щи, ягоды, фрукты, рыбу, грибы и другие продукты и при благоприятных анаэро бных условиях из споры превращается в вегетативную форму, продуцирующу ю токсин (яд). По силе своего действия на организм человека и животного это т токсин превосходит все другие бактериальные токсины и химические яды. Ботулизм регистрируется во многих странах мира — в США, Канаде, Франции, Японии, России. Анализ материалов расследования случаев заражения б отулизмом на территории нашей страны показывает, что в основном они связ аны с продуктами домашнего приготовления; рыбой соленой и вяленой, гриба ми, консервированными в герметически закрытых банках, консервами овощн ыми и фруктовыми. Почва — источник заражения человека газовой гангрен ой. Это тяжелое заболевание, характеризующее быстро распространяющимс я отеком тканей и их омертвением. Она возникает при проникновении спор г ангренозной палочки в поврежденные ткани вместе с загрязненной почвой, обрывками одежды, обуви и другими предметами. Газовую гангрену могут выз ывать несколько видов клостридий. Чаще в почве встречаются клостридии П ерфрингенс типа А. Эти микробы, по данным различных авторов, встречаются в каждом образце почвы. Попадая в рану, они при благоприятных условиях ра змножаются в тканях и продуцируют токсин, который и вызывает омертвение и другие тяжелые признаки заболевания. Из числа временных микроорганизмов, обитающих в почве , большую группу составляют возбудители кишечных инфекций (брюшного тип а, паратифов, дизентерии, холеры), бруцеллеза, туляремии, чумы, коклюша и др. Они попадают в почву только при определенных условиях (с выделениями больных, с нечистотами и др.). Нельзя сказат ь, что почва является благоприятной средой для их обитания. В их гибели бо льшую роль наряду с недостатком питательных веществ, не всегда оптималь ными влажностью и температурой почвы играет антагонизм между различно го рода почвенными микроорганизмами. Не находя подходящих условий для с воего развития, патогенные для человека и животных неспороносные бакте рии погибают обычно относительно быстро. Однако некоторые из них, особен но в загрязненной почве, сохраняются продолжительное время: возбудител и брюшного тифа, паратифов и холеры остаются жизнеспособными от несколь ких суток до трех месяцев; бруцеллеза — от нескольких суток до пяти меся цев, туляремии — от нескольких суток до двух месяцев и т. д. Энтеровирусы — возбудители полиомиелита и некоторых кишечных заболеваний вирусног о происхождения — выживают в почве от 25 до 170 дней. Обычно заражение человека кишечными инфекциями прои сходит через загрязнённые овощи. Однако наибольшую опасность имеет вто ричное загрязнение подземных и поверхностных вод. Атмосферные осадки, п опадающие на загрязненную почву и проходящие через нее, выносят микрофл ору, в том числе и возбудителей заразных болезней, из поверхностных слое в в нижележащие грунтовые воды и загрязняют их. С ливневыми водами возбу дители могут попасть в водоемы. Для человека определенную опасность представляют от дельные виды актиномицетов, вызывающих поверхностные и глубокие микоз ы, а также микобактерии возбудители туберкулеза, проказы и дифтерии чело века. Сроки выживаемости этих микроорганизмов при попадании их в почву з начительны: для палочек туберкулеза — от нескольких дней до 15 месяцев, дл я дифтерийной палочки - от нескольких дней до двух-трех недель. Почва может служить местом развития, а при определенны х условиях и инфицирования мух. Весь цикл развития от яичка до взрослого состояния связан с почвой. Самка мухи откладывает яички обычно в местах гнилостных отбросов и нечистот. Цикл развития до окрыленной мухи происх одит в земле и сухих отбросах. В них же в зимний период многие мухи сохраня ются как во взрослом состоянии, так и в стадии личинок. Значение мух в расп ространении кишечных и других инфекций убедительно доказано. Муха пере носит заразное начало как на поверхности своего тела, на лапках и хоботе, так и в кишечнике. Многие возбудители кишечных инфекций сохраняются в жи знеспособном состоянии на поверхности тела мухи до двух суток, а в кишеч нике еще больше. Особенно велика роль почвы в распространении гельмин тозов — группы паразитарных болезней, вызываемых внедрением в организ м человека червей-паразитов — гельминтов. В зависимости от цикла развит ия гельминты по принятой классификации подразделяются на три вида: геог ельминты, биогельминты и контактные гельминты. Соответственно и заболе вания, вызываемые этими видами червей, называются геогельминтозами, био гельминтозами и контактными гельминтозами. К первой группе относятся г ельминты (аскариды, власоглавы и др.), одна из стадий развития которых прох одит в почве (дозревание яиц до инвазионной стадии). Например, взрослые ас кариды — круглые черня длиной 15— 20 см — живут в тонком кишечнике челове ка, где их количество может достигать от одного до нескольких десятков. С амки в этот период ежесуточно откладывают в просвет кишечника до 2500 яиц, к оторые вместе с испражнениями выделяются наружу. Для человека они стано вятся заразными после того, как в них разовьются личинки, что происходит в почве. Зрелые яйца (с развившейся личинкой) могут попасть в организм чел овека через загрязненные руки, а чаще при употреблении загрязненных ово щей и ягод. К этой группе гельминтов относятся анкилостомозы (кривоголов ка двенадцатиперстная и кривоголовка американская). Почва является суб стратом, на котором происходит вылупливание из яиц личинок. Заражение че ловека происходят при активном внедрении личинок через кожу с загрязне нной почвой, а также через загрязненную воду, овощи и т. д. Очаги анкилосто моза могут возникать в глубоких шахтах горнорудной и угольной промышле нности. Личинки анкилостом собак и кошек, попавшие на кожу человека посл е развития в почве, вызывают иногда длительно протекающие заболевания — дерматиты. Ко второй группе гельминтов относятся свиной и бычий ц епни (солитеры). Они имеют очень сложный цикл развития. Из кишечника челов ека яйца гельминтов попадают в почву, оттуда в корм крупного рогатого ск ота и свиней. В кишечнике этих животных они превращаются в личинки, котор ые с током крови разносятся во всему телу и поселяются главным образом в мускулатуре. Человек, употребляя без достаточной термической обработк и говядину или свинину, заражается личиночной стадией гельминтов. На здоровье человека может оказывать определенное вл ияние химический состав почвы. Еще академик В. И. Вернадский обратил вним ание на значение для организмов некоторых находящихся в почве микроэле ментов. Теперь многочисленными исследованиями в нашей стране и за рубеж ом твердо установлено, что многие из них оказывают существенное влияние на рост и развитие растений, на состояние и функции организма животных, в том числе и человека. Биохимические процессы, происходящие в земной коре, и процессы образования и обмена химических элементов в организме взаимо связаны как отдельные этапы круговорота веществ в природе, как процессы взаимного обмена, обусловливающие жизнь. В составе организмов обнаружено 47 постоянно присутств ующих химических элементов. На них приходится от 0,4 до 0,6% живой массы. К числ у достаточно изученных относятся медь, кобальт, цинк, марганец, йод, молиб ден, селен, фтор, стронций, бор, кадмий, ванадий. Микроэлементы — биогенны е химические элементы, играющие роль катализаторов в развитии растений, особенно в процессах усвоения азота и фотосинтезе. Установлено, что при добавлении к кормам животных необходимых микроэлементов у них отмечае тся усиление роста. Отсутствие того или другого микроэлемента сопровож дается специфическими признаками его недостаточности. Так, недостаток меди при некотором избытке молибдена и сульфатов приводит к возникнове нию эндемической атаксии животных. Велико значение микроэлементов в организме человека. В состав крови человека входит 24 элемента, женского молока около 30 (медь, ци нк, кобальт, кремний, мышьяк и др.). Перечисленное количество биогенных эле ментов в различных средах человеческого организма нельзя считать окон чательно установленным. Микроэлементы входят в состав некоторых важны х желез внутренней секреции— щитовидной, поджелудочной, половых и др. Т ак, цинк входит в состав щитовидной железы, гипофиза, семенников и яичник ов; кобальт — поджелудочной и щитовидной желез. Имеется основание полаг ать, что микроэлементы оказывают существенное влияние на функцию эндок ринных желез. Микроэлементы входят в состав многих химических комплекс ов организма, таких, как соединение металлов с белками, различные фермен ты, дыхательные пигменты, гормоны и некоторые витамины. Они участвуют в п ромежуточных процессах обмена веществ. Микроэлементы поступают в организм человека с растит ельной и животной пищей, отчасти с водой, по схеме: почва - растение - органи зм животного. Уровень обеспеченности растительных и животных организм ов микроэлементами зависит от содержания их прежде всего в почве. Недост аток или избыток микроэлементов в почве приводит к недостатку или избыт ку их не только у травоядных, но и плотоядных животных, а также в организме человека. Это влечет за собой ослабление или усиление синтеза биологиче ски активных веществ, в состав которых входят микроэлементы, нарушение п роцесса промежуточного обмена веществ, возникновение заболеваний. Заб олевания, связанные с недостатком или избытком микроэлементов, получил и название эндемических. Районы, в которых обнаруживаются отклонения в р азвитии растений и животных, а также регистрируются эндемические забол евания, связанные с местными геохимическими особенностями, А. П. Виногра дов назвал биогеохимическими провинциями. Низкий уровень йода в почве ведет к низкому содержанию его в растениях и подземных водах, а следовательно, и в пищевом рационе на селения. Недостаток йода служит причиной возникновения зобной болезни и кретинизма. Недостаток кальция при избытке стронция в питьевой воде и продуктах питания является, как полагают, причиной уровской болезни (Каш ина — Бека). Низкое содержание кобальта в почве - причина возникновения д исфункции обменных процессов у рогатого скота и овец. Недостаток содерж ания в почве и питьевой воде фтора приводит к кариесу зубов. При содержан ии фтора в питьевой воде выше 1,2 мг/л у человека и животных зубы поражаются «пятнистой эмалью». При этом заболевании нередко поражается костная си стема организма (флюароз). В некоторых зарубежных странах в последние го ды получило распространение эндемическое заболевание детей раннего во зраста — метгемоглобинемия, вызываемая избытком в воде солей азотной к ислоты. Наряду с естественным неравномерным распространение м тех или других химических элементов в современных условиях в огромных масштабах происходит и искусственное перераспределение их. Выбросы пр омышленных предприятий и объектов сельскохозяйственного производств а рассеиваясь на значительные расстояния и попадая в почву, создают новы е сочетания химических элементов. Из почвы эти вещества в результате раз личных миграционных процессов могут попадать в организм человека (почв а - растения - человек, почва - атмосферный воздух - человек, почва - вода - человек и др.). С промышленными твердыми отходами в почву поступают всевозможные метал лы (железо, сталь, медь, алюминий, свинец, и другие химические загрязнения, в том числе микроэлементы, органические и неорганические соединения. Из вестны так называемые кислые дожди, образующиеся при избытке в воздухе о кислов серы, поступающих в атмосферу при сжигании минерального сырья. Почва обладает способностью накапливать радиоактивн ые вещества (90Sr, 14С, 137Cs и др.) поступающие в нее с радиоактивными отходами ядерных, энергетических и других реакторов, р егенерационных установок «горячих» лабораторий, медицинских, научно-и сследовательских учреждений, использующих радиоизотопы, а также с атмо сферными радиоактивными осадками после ядерных испытаний. Из радиоакт ивных изотопов наибольшую опасность представляют 90Sr и 137Cs с длительными периодам и полураспада. Радиоактивные вещества включаются в пищевые цепи и пораж ают живые организмы. Поражение организма может быть как индивидуальным, так и генетическим, представляющим потенциальную опасность для здоров ья будущих поколений. К числу химических соединений, загрязняющих почву, отн осятся и канцерогенные вещества – канцерогены. В настоящее время под ка нцерогенами подразумевают химические, физические и биологические веще ства, которые играют существенную роль в возникновении опухолевых забо леваний у животных организмов. Наиболее широкое распространение имеют такие канцерогены, как полициклические ароматические углеводороды (ПА У). Наиболее известным и активным представителем является бенз(а)пирен, к оторый принято считать индикатором группы ПАУ. Основные источники загрязнения почвы канцерогенными веществами— выхлопные газы самолетов, автотранспорта, выбросы промыш ленных предприятий, тепловых электростанций, котельных и т. д. В почву кан церогены поступают из атмосферы вместе с крупно- и среднедисперсными пы левыми частицами, при утечке нефти или продуктов ее переработки и др. Кан церогенные вещества обнаруживаются в почве повсеместно, однако интенс ивность загрязнения ими колеблется в значительных пределах. Это зависи т от мощности источника загрязнения, расстояния от него исследуемой тер ритории, направления ветра и других факторов. По мере удаления от источника загрязнения уровень кан церогенов в почве уменьшается. Это объясняется тем, что крупнодисперсны е пылевые частицы с адсорбированными на них канцерогенами выпадают неп осредственно около источника выбросов, а более легкие переносятся на зн ачительное расстояние - нередко до 5 км от источника выброса. На заданной т очке может быть суммарное загрязнение почвы от двух и более источников. Вулканический пепел в зависимости от силы извержения выбрасывается на высоту от 1 до 5 км и более и с потоками воздуха переносит ся на большие расстояния. Так, в 1883 г. при извержении вулкана Кракатау (Индо незия) мельчайшие вулканические пылинки облетели вокруг Земли два раза. В 1956 г. при извержении вулкана Безымянный на Камчатке высота выброса дост игла 45 км, а пепел был разнесен на десятки тысяч километров. В застывшей ву лканической массе обнаруживали канцерогенные углеводороды. В связи с развитием научно-технической революции поте нциальная опасность загрязнения почвы имеется и в сельской местности. Х имизация сельского хозяйства, как известно, предусматривает применени е большого количества различного рода удобрений и пестицидов. Накоплен ие их может оказать отрицательное влияние на свойства почвы. Например, м ожет измениться общая численность микроорганизмов или их отдельных ви дов, а это повлечет за собой изменение способности почвы к самоочищению, может отразиться на ее плодородии. 7. Основные прин ципы нормирования допустимых концентраций вредных для человека агент ов в почве. В связи с интенсив ным и всевозрастающим загрязнением химическими веществами почв разраб отаны предельно допустимые концентрации (ПДК) некоторых вредных вещест в в почве. Принципы нормирования вредных веществ в почве значительно отл ичаются от принципов, положенных в основу нормирования их для водоемов, атмосферного воздуха и пищевых продуктах. Разница обусловлена тем, что п рямое поступление вредных веществ через почву в организм человека неве лико, ограничено немногими случаями прямого контакта с ней (ручная обраб отка земли, почвенная пыль, игра детей в песочницах и т. д.). Химические веще ства, попавшие в почву, поступают в организм человека главным образом че рез контактирующие с почвой среды: воду, воздух и растения, по биологичес ким цепям: почва — растение — человек; почва — растение — животное — ч еловек и т. д. Поэтому при нормировании химических веществ, в почве учитыв ается не только та опасность, которую представляет почва при непосредст венном контакте с ней, но главным образом последствия вторичного загряз нения контактирующих с почвой сред. При этом учитывают и другие факторы, оказывающие влияние в натурных условиях на количественное содержание и поведение химических веществ в почве (тип почвы, механический состав, м орфология, микробиоценоз, рН, температура, влажность и т. д.). В табл. 1 привед ены ПДК, введенные в действие, для некоторых пестицидов. Теоретически обоснована также необходимость нормиро вания таких стабильных химических веществ, как соли тяжелых металлов (св инец, мышьяк, медь, ртуть), а также микроэлементов (молибден, медь, цинк, бор, ванадий и др.), которые применяются как микроудобрения в сельском хозяйс тве. В качестве химического показателя берется так называ емое санитарное число — частное от деления количества почвенного белк ового азота (в мг на 100 г абсолютно сухой почвы) на количество органическог о азота (в тех же единицах). В почве, как известно, содержится определенное количество азота, входящего в состав белковых веществ. При внесении в по чву загрязнений увеличивается содержание органического азота и, следо вательно, изменяется соотношение между ним и белковым азотом. Таблица 1. Предельно допустимые концентрации химическ их веществ в почве Вещество Предельно допу стимые концентрации, мг/кг почвы ГХЦГ(гексахлоран, техниче ский) ДДТ Карбарил Хлорофос Карбофос Линдон Полихлоркамфен Полихлорпинен Прометрин Хлоралит 1 0,5 0,05 0,5 2 1 0,5 0,5 0,5 0,05 В качестве показателя бактериального загрязнения почвы и спользуют титр кишечной палочки (В. Соli) и титр одного из анаэробов (В. Рег fringens). Эти бактерии поступают в почву с фекалиями. Так как анаэроб обладает с пособностью спорообразования, он сохраняется в почве более продолжите льное время, чем кишечная палочка. Наличие в почве анаэроба при отсутств ии кишечной палочки свидетельствует о старом фекальном загрязнении. Санитарно - гельминтологическим показателем состоян ия почвы является число яиц гельминтов в 1 кг почвы, а санитарно – энтомол огическим – наличие личинок и куколок мух в 0,25 м2 ее поверхности. Заключение. Как показывают со циологические исследования, основная цель в жизни любого человека – не достижение максимально возможного уровня безопасности, а обеспечение приемлемого для него уровня жизни. Уровень жизни – это уровень обеспече ния безопасности человека и качество его жизни. Уровень обеспечения без опасности определяется количеством доступным для человека материальн ых благ, необходимых для жизнедеятельности, а также степенью его защищен ности от техногенных и природных опасностей. Окружающий нас мир и наш организм, это единое целое, все выбросы и загрязнения поступающие в среду обитания это урон нашему здор овью. Единству природы и человека должно соответствовать единство знан ий о природе и человеке. Но как бы велики ни были наши знания, следует помн ить о незнании. Именно им определяются вредные нежелательные последств ия человеческой деятельности. Успехи науки не избавляют нас от незнания многих и многих аспектов жизни природы, общества, самих нас. Если мы будем стараться как можно больше положительно го сделать для окружающей среды этим мы продлеваем свою жизнь и оздоровл яем свой организм. И нельзя не согласиться со словами, что все в этом мире в заимосвязано, ничто не исчезает и ничто не появляется ниоткуда. Наш окру жающий мир – это наш организм, оберегая окружающую среду – мы оберегае м свое здоровье. Здоровье – это не только отсутствие болезней, но и физ ическое, психическое и социальное благополучие человека. Здоровье – это капитал, данный нам не только природой от рождения, но и теми условиями, в которых мы живем и создаем. Список литерат уры 1. Егоренков Л.Н. Гео экология: Учеб. пособие / Л.Н. Егоренков, Б.И. Кочуров. – М.: Финансы и статисти ка, 2005. – 320с. 2. Лаптев И.П. Охрана атмосферы: Учеб. пособие / И.П. Лаптев. – Томск.: Изд-во Том. ун-та, 1987. – 152 с. 3. Никитин Д.П. Окружающая среда и человек: Учеб. пособие д ля студентов вузов / Д.П. Никитин, Ю.В. Новиков. – М.: Высш. школа, 1980. – 424с. 4. Экология человека : Учебное пособие. – М.: Изд-во МНЭПУ , 2001. – 440с.