Экологические факторы и здоровье человека

51

Московский государственный технический университет

им. Н. Э. Баумана

Калужский филиал

экологические факторы и ЗДОРОВЬЕ человека

Калуга 2002

УДК 7А

Данное учебное пособие издается в соответствии с рабочей программой учебной дисциплины «Валеология» КФ МГТУ им. Н. Э. Баумана.

Указания рассмотрены и одобрены:

кафедрой «Физическое воспитание» (СЭ-7 КФ) протокол № 1 от 31.08.02

зав. кафедрой В. В. Чувилин

методической комиссией КФ МГТУ им. Н. Э. Баумана, протокол № 1 от 29.10.02

председатель метод. комиссии В. Т. Дегтярев

Рецензент д.б.н., профессор Г. А. Шестакова

Автор к.п.н., доцент

Бердус Михаил Григорьевич

Учебное пособие разработано в рамках теоретического курса учебной дисциплины «Валеология» КФ МГТУ им. Н. Э. Баумана и предназначены для студентов, изучающих тему «Влияние омнигенных факторов на здоровье», и преподавателей, разрабатывающих новые аспекты содержания данного курса.

© Калужский филиал МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002 г.

© Бердус М. Г., 2002 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..4

Глава 1. Социальные экологические факторы негативного воздействия……5

Глава 2. Социогенные экологические факторы негативного воздействия ….10

Глава 3. Природные экологические факторы негативного воздействия …..33

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….38

ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………..……………...39

ВВЕДЕНИЕ

Среда обитания понимается нами как все то, что окружает организмы, все, с чем они соприкасаются и взаимодействуют. Среда обитания - категория экологическая. Поэтому экологическим фактором (особенно в обобщающем контексте научной дисциплины «экология») следует считать любое проявление среды обитания, в частности - по отношению к организмам, в данном случае - к человеку. Употребляя термины экзогенный (внешнего происхождения) и эндогенный (внутреннего происхождения) можно дать следующее определение: экологический фактор - это экзогенное воздействие.

Среда обитания человека рассматривается нами в трех аспектах - социальном (взаимодействие, общение с индивидами, социальными группами, общественными институтами и т.д.), социогенном (взаимодействие с овеществленными результатами человеческой деятельности) и природном (взаимодействие с проявлениями био-, гидро-, лито-, атмосферы, космическими явлениями). Поэтому экологические факторы, с известной долей условности, можно также подразделить на социальные, социогенные, природные, а также комплексные (т.к. некоторые из факторов представляют собой интегративную целостность различных по происхождению составляющих, в отношении которых возможно различение, но не разделение).

Термин «социогенный» в данном контексте представляется более корректным, поскольку термин «антропогенный» означает «происходящий от человека, произведенный человеком», т.е. субъектом воздействия выступает скорее отдельный, конкретный человек, индивид, в то время как факторы, обычно обозначаемые этим термином, особенно в аспекте реального воздействия на среду, создаются обществом или его частью, т.е. им присуще «социальное происхождение, производство» - «социогенное».

Здоровье - объективное состояние и субъективное чувство полного физического, психического и социального благополучия индивида, а не только отсутствие болезней и физических дефектов (формулировка Всемирной организации здравоохранения). В основе здоровья - феномен жизни, обеспечиваемый типовыми специализированными структурами, деятельность которых реализуется постоянной циркуляцией потоков пластических веществ, энергии и информации внутри организма, а также между ним и окружающей средой, что является основой самоорганизации (самообновления, саморегуляции, самовоспроизведения) живых систем. Однако ничто социальное не реализуется без участия биологического субстрата, а соматические, психические и социальные характеристики индивида, отражающие его здоровье, формируются в результате взаимодей-ствия очень сложного комплекса факторов окружающей и внутренней среды.

Отразить систематизированное многообразие содержания такого взаимодействия - задача данного учебного пособия.

Глава 1. Социальные экологические факторы негативного воздействия.

Среда обитания для человека приобретает качественно новое содержание, чем для животного. Это - социальная среда, общество людей, наделенных сознанием, живущих по законам общественного развития.

Социальные факторы, факторы общественной среды человека, играют очень важную роль, влияя как на причины болезней, так и на резистентность, устойчивость организма. Ряд причин болезней прямо или косвенно зависит от социальной характеристики жизни человека. К социальным факторам негативного воздействия можно отнести следующие.

Рост населения занимает одно из первых мест в списке глобальных опасностей. 250 тысяч младенцев рождается ежедневно, 1040 - в час, 3 - в секунду; за 21 день столько, сколько составляет население большого города, за 8 месяцев - ФРГ, за 7 лет - Африки. Если не произойдет резкого снижения рождае-мости в странах «третьего мира», то катастрофические последствия неизбежны. Согласно демографическому прогнозу, в 2025 году оно составит 8,467 млрд. человек. Еще при жизни одного поколения Землю, по самым оптимистическим оценкам, будут населять минимум 10-11 млрд. человек. Увеличение населения рано или поздно наталкивается на ограниченные размеры мировых ресурсов (даже двукратного за последние 30 лет повышения мирового производства зерна оказалось недостаточно для растущего числа голодающих). При этом экономическая отсталость будет нарастать. А это означает, что весь достигнутый прогресс в уровне жизни сводится на нет ростом населения.

Уменьшение населения в богатых индустриальных государствах, с одной стороны, и его взрывной рост в беднейших странах, с другой стороны - вот тот контраст, который грозит превратиться в одну из крупнейших социально-экономических и политических проблем ближайших десятилетий. Отдельная проблема - катастрофическая депопуляция населения России.

Миграция - территориальное перемещение населения к местам относительно постоянного проживания, выступает как социально-экономический и демографический процесс, к негативным аспектам которого можно отнести следующие. Вынужденная миграция, связана с трагическими, в большинстве случаев с военными или политическими событиями - переселенцы покидают свои некогда обжитые места и становятся беженцами, возникает сложнейшая проблема расселения и трудоустройства. Число беженцев в 1995 г. превысило 27,4 млн. человек, которые для свое-го выживания производят неограниченные разрушения окружающей среды. Государства вынуждены ужесточать законы о въезде и укреплять свои границы. Тем не менее, сотни тысяч нелегальных иммигрантов из слаборазвитых регионов проживают в развитых странах. Миграция из России представляет проблему «утечки мозгов»: например, за период 1987-94 гг., Россию официально покинуло 114 тысяч человек. Постоянная и значительная по масштабам миграция сельского населения в города, в результате чего миграционные потоки вымывали из сел не только самые молодые слои населения, но и самые жизнестойкие, энергичные. Миграция выступает основным механизмом урбанизации.

Одной из наиболее характерных особенностей развития современного общества является быстрый рост городов и непрерывный темп увеличения численности их жителей, то есть идет урбанизация. Она, по-видимому, влечет за собой самые значительные социальные преобразования в истории человечества. Почти 3 млрд. людей, т.е. около половины человечества, проживают на урбанизированных территориях, и ежедневно эта цифра увеличивается примерно на 160 тыс. человек. Экологическая проблема Лондона, например, состоит в дефиците площадей, необходимых для поглощения выбросов сернистого ангидрида; по расчетам требуемая пло-щадь должна быть в 125 раз больше, чем собственная площадь этого города.

При нынешних темпах рождаемости к началу следующего тысячелетия из прогнозируемой общей численности мирового населения в 7 млрд., 5,5 млрд. будут жить в городах. Идет формирование сплошного урбанистического мира. Однако на самом деле городская среда, похоже, уже приближается к границам своего роста. Многие большие города сегодня функционируют так скверно, что явно стоят на грани краха. Города, построенные людьми, стали врагами людей. Еще более десяти лет назад Всемирная организация здравоохранения предупредила, что после угрозы мировой ядерной войны самой серьезной проблемой для человечества к концу нашего столетия может стать колоссальный рост городского населения. Во всех высокоурбанизированных странах отмечается тенденция возрастания количества психических заболеваний. Тяжелыми проявлениями расстройств "психического здоровья" жителей современного города стали алкоголизм и наркомания, их неизбежными спутниками являются резкое увеличение частоты нервно-психических заболеваний, рост преступности, числа самоубийств. Число психических расстройств и преступлений достигает наиболее высокого уровня в густонаселенных районах больших городов. Перенаселенность - один из решающих факторов в возникновении психических заболеваний и социальной патологии.

Парадоксом урбанизации является общество, которое пренебрегает потребностью в дистанции и обособлении, свойственной всем живым созданиям, поэтому, несмотря на скученность, именно в нем все больше нарастает изоляция индивида, вызывающая у многих жителей города ощущение пустоты и одиночества, психический дискомфорт. Чувство покинутости нередко усугубляется небрежным отношением архитекторов и строителей к потребностям человека, его психологии. Жизненное пространство человека приносится в жертву автомобилизму и промышленному производству. Угнетающее действие всего, что выходит за пределы человеческих мер, шумы и загрязнения, контраст между роскошью и нищетой, скученность и одиночество - все это действует на психику, сеет разлад в душе человека. Некоторые социологи полагают, что жизнь в современном большом городе вплотную приблизилась к грани безумия. Нарастает число признаков радикального неблагополучия, к которым относятся все более распространенная инертность, желание забыться, уйти от действительности при помощи разного рода наркотиков, спиртных напитков.

Война как социальное явление представляет одну из форм разрешения общественно-политических и социально-экономических противоречий средствами вооруженного насилия. Война приводит к крупным человеческим жертвам, утрате материальных и культурных ценностей, разрушительно воздействует на все атрибуты общественной жизни. Длинный и страшный шлейф тянется за каждой локальной или региональной войной: осиротевшие семьи, голод, болезни, эпидемии. Война порождает эмигрантов, беженцев, дезертиров. Нарушается установившееся экологическое равновесие сил человека, природы и общества, понижается уровень рождаемости, повышается смертность населения. Даже в условиях мирного времени исключительно высокую экологическую опасность представляет деятельность вооруженных сил, обусловленную наличием боевого арсенала ядерного, химического, биологического и обычного оружия, атомного флота. Применение современного оружия, ведение войны в современных условиях приводят к тяжелейшим экологическим последствиям, о чем свидетельствуют катастрофические экологические бедствия в связи с военными действиями в зоне Персидского залива, в Югославии и т.д.

Терроризм, международный терроризм, как одна из скрытых форм ведения военных действий, страшен тем, что направлен, в основном, против мирных жителей: захват больницы в Буденовске, взрывы жилых домов в Москве, Волгодонске и других городах, разрушение «Боингами» небоскребов в Нью-Йорке - далеко не полный кровавый перечень преступлений террористов. Воинствующие религии, религиозные течения и секты радикального толка также можно, хотя и условно, отнести к терроризму - терроризму сознания, поскольку они негативно воздействуют, прежде всего, на духовное, моральное, нравственное, а от терроризма сознания до физического терроризма - один шаг (например, газовая атака религиозной секты «Аум сенрикё» в японском метро).

Преступление - запрещенное уголовным законом общественно опасное, виновное и наказуемое деяние (действие или бездействие) против личности и общества, преступность в целом - социальные экологические факторы негативного воздействия, присущие всей истории развития человека, а в настоящее время имеющие в России значительно возросшее негативное влияние. Общественная опасность преступления: свойства деяния причинять или возможность причинить существенный вред общественным отношениям (интересам). Личность, ее права, свободы и интересы были объявлены высшей социальной ценностью и поставлены под усиленную правовую защиту, в том числе и средствами уголовного права. Охрана общественного порядка и общественной безопасности, окружающей среды, конституционного строя Российской Федерации от преступных посягательств, обеспечение мира и безопасности человечества, прав и свобод человека и гражданина, защита всех форм собственности - необходимое противодействие преступности как негативному социальному экологическому фактору.

За 35 лет расслоение общества между беднейшими и богатейшими выросло в мире в 2,5 раза. Резкое разделение населения России на бедных и богатых не могло не отразиться негативно на уровне жизни подавляющего большинства проживающих.

Основную трудовую деятельность можно рассматривать как экологический социальный фактор негативного воздействия на человека. Не останавливаясь на специфических аспектах, присущих той или иной профессии (вредное производство, риск для жизни и пр.), отметим следующее, общее для них. Увеличение усталости к концу недели (или к началу отпуска) требует полноценного отдыха. Однако, зачастую, восстановления работоспособности не происходит, а утомление переходит в переутомление или принимает хронический характер. Организм пытается адаптироваться, но адаптация к хроническому утомлению не устраняет этого состояния, которое может привести к истощению и другим патологиям или трансформироваться в «болезнь цивилизации» - хроническую депрессию. Возникает дисбаланс физиологических и психических функций, снижается работоспособность, ее эффективность и экономичность, падает иммунологическая резистентность, организм и психика неадекватно реагируют на внешние раздражители и т.д. Информационные перегрузки также вносят свою лепту. Физиологическая проблема утомления и восстановления уже вышла на уровень социальной проблемы соответствия этих процессов.

Другим негативным проявлением научно-технического прогресса и причиной возникновения еще одной «болезни цивилизации» - гиподинамии - является гипокинезия (гипокинезия - вынужденное уменьшение объема произвольных движений вследствие характера трудовой деятельности; гиподинамия - нарушение функций организма при ограничении двигательной активности). Если 100 лет назад доля физического труда в общественно-полезной деятельности человека составляла 96%, то сейчас - около 1%. Вследствие гипокинезии скелетные мышцы и сердце все больше детренируются. В результате любая перегрузка, которая в тренированном организме вызывала бы изменение деятельности миокарда лишь в пределах физиологической нормы, становится чрезвычайной и приводит к развитию патологических про-цессов. На фоне гипокинезии не только отрицательные, но и положительные эмоции способны вызывать значительные нарушения сердечной деятельности. У малоподвижных, страдающих ожирением городских жителей часто встречаются ортопедические заболевания (деформация скелета, искривление позвоночника, плоскостопие), которые еще больше ограничивают движение.

Один из специфических социальных факторов - физкультурная деятельность, которая отличается тем, что субъект этой деятельности одновременно является и ее объектом, т.е. такая деятельность индивида направлена непосредственно на самого себя. Физкультурная деятельность - интегрирующее понятие, включающее в себя все многообразие сознательно окультуренной двигательной деятельности человека, связанной с преобразованием его телесности. Именно она определяет формирование физической культуры человека (и ее видов - физкультурного образования, спорта, физкультурной рекреации, физкультурной реабилитации) в его телесно-духовном единстве, создавая гармонию его сущностных (духовных и физических) сил. Это обусловлено ее содержательной стороной, носящей творческий характер. В то же время она является интегративным фактором функционального, ценностного и результативного аспектов физической культуры. Физкультурную деятельность необходимо рассматривать как один из важнейших видов человеческой деятельности, носящий в целом социально-культурный характер, т.к. ее предметом, целью и главным результатом является развитие самого человека. Она составляет сущность физической культуры человека и служит основой (главным средством) ее формирования. В качестве негативного социального фактора воздействия следует рассматривать спорт высших достижений, его отрицательное влияние на здоровье спортсменов, особенно детей и подростков. Спорт стал вреден для здоровья и служит источником болезней и травм занимающихся, статистика травматизма это подтверждает. При этом физические упражнения спортсмена - по всем основным параметрам соответствуют производственным, с их длительностью, энергетическими затратами, психической напряженностью, а главное, присущему вредному воздействию виб-рации на организм человека. Согласно ГОСТ и санитарным нормам деятельность детей, связанная с вибрационными воздействиями на производстве, строго запрещена. Однако дети с раннего возраста включаются в изнуряющий производственный труд спортсмена, растрачи-вая свое здоровье. Отметим, что наиболее разрабатываемым направлением анализа взаимодействия, в частности, спортсменов с соци-альной средой является исследование влияния на них присутствия зрителей, общения с тренерами, соперниками, судьями, семьей, представителями СМИ.

Распад семьи примерно в 10 раз увеличивает показатели заболеваемости супругов, а также их смертность после развода. При этом разводы связаны не только с межличностными отношениями, но и с состоянием экономики страны, со скоростью социальных перемен и темпом инфляции.

Многочисленные исследования свидетельствуют о том, что потеря работы также повышает заболеваемость.

Отрицательные эмоции у человека сопровождаются выделением в кровь большого количества адреналина. Он выбрасывается также при психическом напряжении, гневе и страхе, то есть тогда, когда необходима мобилизация всех сил организма. Адреналин вызывает усиление сердечной деятельности и повышение кровяного давления, ускоряет свертывание крови, увеличивает просвет бронхов, тормозит работу желудка и кишечника, стимулирует работу поперечно-полосатой мускулатуры, особенно при утомлении. Такое его действие обусловлено тем, что у животных и предков человека после отрицательных эмоций всегда следовала интенсивная физическая нагрузка - бег или борьба. Поэтому все выделившиеся катехоламины тут же реализовывались во время физического напряжения. У современного человека физические нагрузки далеко не всегда следуют за отрицательным эмоциональным возбуждением, и нереализованные катехоламины начинают оказывать гистотоксическое действие. Прежде всего, они влияют на сердечную мышцу и гладкую мускулатуру сосудистой стенки, вызывая развитие микронекрозов в миокарде и нарушения сердечного ритма. Невроз неотреагированных эмоций может лежать в основе возникновения некрозов сердечной мышцы, атеросклероза, гипертонической болезни, язвенной болезни, а также нарушения психического здоровья.

Причинная роль психических факторов (обусловленных, прежде всего, социальными факторами негативного воздействия) в возникновении болезней была известна врачам уже в глубокой древности. Пато-генными могут быть как отрицательные, так и чрезмерные положительные эмоции (среди болельщиков спорта, например, инфаркты миокарда случаются и при поражениях, и при победах своих лю-бимцев и т.д.), но главным образом отрицательные. Они лежат в основе неврозов, психических расстройств и ряда других заболеваний (гипертонической болезни, язвенной болезни желудочно-кишечного тракта, атеросклероза, стойких гормональных нарушений и т. д.). С учетом этого обстоятельства физическая культура в нашем обществе должна быть не только направлена на физическое совершенство человека, но и нести ему «мышечную радость» (И. П. Павлов), заряд положительных эмоций, необходимых для укрепления здоровья, всестороннего и гармоничного разви-тия личности.

Глава 2. Социогенные экологические факторы негативного воздействия.

Экологические факторы социогенного негативного воздействия условно можно подразделить на: 1) факторы, влияющие на человека опосредованно - через загрязнения атмосферы, гидросферы, литосферы; 2) факторы, влияющие на человека непосредственно (ионизирующее излучение, курение и др.); 3) факторы - «сквозные подсистемы», например, «вредные вещества», присутствующие во всех указанных системах факторов.

В крупных городах переплелись как положительные, так и отрицательные стороны научно-технического прогресса. Создана новая экологическая среда с высокой концентрацией социогенных факторов. Здоровье людей в значительной мере зависит от качества как природной, так и социогенной среды.

В условиях большого города влияние на человека природного компонента ослаблено, а действие социогенных факторов резко усилено. Города, в которых на сравнительно небольших территориях концентрируется большое количество людей, автотранспорта и различных предприятий, являются центрами техногенного воздействия на природу и человека. Газовые и пылевые выбросы промышленных предприятий, сброс ими в окружающие водоемы сточных вод, коммунальные и бытовые отходы крупного города загрязняют окружающую среду разнообразными химическими элементами и веществами, большинство из которых можно отнести к вредным.

Вредным - называется вещество, которое может вызвать отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые как в процессе работы, так и в отда-ленные сроки жизни настоящих и последующих поколений. Проникновение вредных веществ в организм человека про-исходит через дыхательные пути (основной путь), а также с пищей и через кожу. В результате воздействия этих веществ у человека возникает отравление - болезненное состояние, тяжесть которого зависит от продолжительности воздействия, концентрации и вида вредного вещества. Эти вещества можно рассматривать как опасные или вредные производственные факторы, оказывающие негативное (токсическое) действие на организм человека.

Существуют различные классификации вредных веществ, в основу которых положено их действие на человеческий организм. В соответствии с наиболее распространенной (по Е. Я. Юдину и С. В. Белову), вредные вещества делятся на шесть групп: общетоксические - вызывают отравление всего организма (оксид углерода, свинец, ртуть, мышьяк и его соединения, бензол и др.); раздражающие - вызывают раздражение дыхательного тракта и слизистых оболочек человеческого организма (хлор, аммиак, пары ацетона, оксиды азота, озон и ряд других веществ); сенсибилизирующие - действуют как аллергены, т.е. приводят к возникновению аллергии у человека (сенсибилизация - повышение реактивной чувствительности клеток и тканей человеческого организма); канцерогенные - приводят к возникновению и развитию злокачественных опухолей (оксиды хрома, 3,4-бензпирен, бериллий и его соединения, асбест и др.; мутагенные - при воздействии на организм вызывают изменение наследственной информации (радиоактивные вещества, марганец, свинец и т.д.; вещества, влияющие на репродуктивную функцию человеческого организма (ртуть, свинец, стирол, марганец, ряд радиоактивных веществ и др.).

В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 устанавливают предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ. ПДК выражаются в миллиграммах (мг) вредного вещества, приходящегося на I кубический метр воздуха, т.е. мг/м³. Установлены ПДК для более чем 1300 вредных веществ. Еще приблизительно для 500 вредных веществ установлены ориентировочно безопасные уровни воздействия. Все вредные вещества по степени воз-действия на организм человека подразделяются на следующие классы: 1 - чрезвычайно опасные, 2 - высокоопасные, 3 - умеренно опасные, 4 - малоопасные. Опасность устанавливается в зависимости от величины ПДК, средней смертельной дозы и зо-ны острого или хронического действия. Если в воздухе содержится вредное вещество, то его концентрация не должна превышать величины ПДК.

Вещества, загрязняющие природную среду, в зависимости от своей природы, концентрации, времени действия на организм человека могут вызвать различные неблагоприятные последствия. Кратковременное воздействие небольших концентраций таких веществ может вызвать головокружение, тошноту, першение в горле, кашель. Попадание в организм человека больших концентраций токсических веществ может привести к потере сознания, острому отравлению и даже смерти. Примером подобного действия могут являться смоги, образующиеся в крупных городах в безветренную погоду, или аварийные выбросы токсичных веществ промышленными предприятиями в атмосферу.

Реакции организма на загрязнения зависят от индивидуальных особенностей: возраста, пола, состояния здоровья. Как правило, более уязвимы дети, пожилые и престарелые, больные люди.

При систематическом или периодическом поступлении организм сравнительно небольших количеств токсичных веществ происходит хроническое отравление. Признаками хронического отравления являются нарушение нормального поведения, привычек, а также нейропсихического отклонения: быстрое утомление или чувство постоянной усталости, сонливость или, наоборот, бессонница, апатия, ослабление внимания, рассеянность, забывчивость, сильные колебания настроения. При хроническом отравлении одни и те же вещества у разных людей могут вызывать различные поражения почек, кроветворных органов, нервной системы, печени.

Загрязнением атмосферы обусловлено до 30% общих заболеваний населения промышленных центров. Более 1 млрд. городского населения мира проживают с угрожающими здоровью уровнями воздушных загрязнений. По данным, содержащимся в Государственном докладе о состоянии природы России (1991 г.), только 15% горожан проживает на территории с допустимым уровнем загрязнения воздуха. Атмосферный путь поступления токсичных веществ в организм человека является ведущим, так как в течение суток он потребляет около 15 кг воздуха, 2,5 кг воды и примерно 1,5 кг пищи, кроме того, при ингаляции химические элементы поглощаются организмом наиболее интенсивно. Так, свинец, поступающий с воздухом, абсорбируется кровью приблизительно на 60%, тогда как поступающий с водой - на 10%, а с пищей - лишь на 5%. В связи с развитием в городах различных видов промышленности, в особенности химической, в атмосферу выбрасывается все большее количество вредных веществ. Отметим некоторые из них.

Оксиды серы. Выделяются в атмосферу в основном в результате работы теплоэлектростанций (ТЭС) при сжигании бурого угля и мазута, а также серосодержащих нефтепродуктов и при получении многих металлов из серосодержащих руд - PbS, NiS, MnS и т.д. При растворении в воде оксиды серы образуют кислотные дожди. Россия входит в Конвенцию по SO и участвует в процессах, способствующих снижению выбросов окислов серы в атмосферу. В основном это строительство заводов по производству серной кислоты по схеме: диоксид серы - триоксид серы - серная кислота.

Доказано, что высокая концентрация окислов серы и мелких частиц усугубляет течение хронических респираторных и сердечнососудистых заболеваний. Отмечено, что заболевания дыхательных путей, например, бронхиты, учащаются при повышении уровня оксидов серы в воздухе.

В России диоксида серы выбрасывается в атмосферу больше всего в Норильске - 2,4 млн. т. в год, а мелких твердых частиц - в городе Асбест (240 тыс. т. в год). В Западной Европе объемы выбросов сернистого ангидрида увеличились более чем наполовину в течение 1980-1995 гг., при этом выделяют восемь стран с наибольшими удельными объемами его выбросов, семь из них расположены в Центральной Европе, одна - в Восточной Европе. Наиболее драматичные примеры загрязнения воздуха: в долине Мааса в Бельгии, 1930 г. - 6000 заболевших, 60 умерших; в Доноре, штат Пенсильвания, 1948 г. - 6000 заболевших, 20 умерших; в Лондоне, 1952 г. - 10000 заболевших, 4000 умерших.

В каждом из этих случаев смертность возрастала или снижалась в соответствии с изменениями загрязнения воздуха, независимо от климатических условий, и являлась результатом уже существовавших сердечно-сосудистых и респираторных заболеваний.

Оксиды азота. В природе оксиды азота образуются при лесных пожарах. Высокие концентрации оксидов азота в городах и окрестностях промышленных предприятий связаны с деятельностью человека. Ежегодно в атмосферу выбрасывается около 53 млн. т. окислов азота. В значительном количестве оксиды азота выделяют ТЭС и двигатели внутреннего сгорания. Выделяются оксиды азота и при травлении металлов азотной кислотой. Производство взрывчатых веществ и азотной кислоты - еще два источника выбросов оксидов азота в атмосферу.

Оксиды азота принимают участие в образовании фотохимического смога. К фотохимическим процессам относятся процессы образования пероксиацетилнитратов. При больших концентрациях пероксиацетилнитраты могут вызывать раздражение слизистой оболочки глаз и гибель растений, что характерно для южных солнечных городов.

Уровни фотохимического загрязнения воздуха тесно связаны с режимом движения автотранспорта. В период высокой интенсивности движения утром и вечером отмечается пик выбросов в атмосферу оксидов азота и углеводородов. Именно эти соединения, вступая в реакции, друг с другом, обусловливают фотохимическое загрязнение воздуха.

Наблюдается большое количество заболеваний верхних дыхательных путей у населения, подвергавшегося воздействию высоких уровней оксидов азота, по сравнению с группой людей, которые находились в условиях меньшей их концентрации, a концентрации других загрязнителей были такими же. Люди с хроническими заболеваниями дыхательных путей (эмфизема легких, астма), а также страдающие сердечнососудистыми заболеваниями, более чувствительны к прямым воздействиям оксидов азота.

Оксид углерода II (СО). Концентрация оксида углерода II в городском воздухе больше, чем любого другого загрязнителя. Однако поскольку этот газ не имеет ни цвета, ни запаха, ни вкуса, наши органы чувств не в состоянии обнаружить его.

Самый крупный источник оксида углерода в городах - автотранспорт. В большинстве городов свыше 90% СО попадает в воздух вследствие неполного сгорания углерода в моторном топливе по реакции: 2С + О₂ = 2СО. Полное сгорание дает в качестве конечного продукта диоксид углерода: С + О₂= СО₂.

Другой источник оксида углерода - табачный дым, с которым сталкиваются не только курильщики, но и их ближайшее окружение. Курильщик поглощает вдвое больше оксида углерода по сравнению с некурящим. Оксид углерода вдыхается вместе с воздухом или табачным дымом и поступает в кровь, где конкурирует с кислородом за гемоглобин. Оксид углерода соединяется с молекулами гемоглобина прочнее, чем кислород. Чем больше оксида углерода содержится в воздухе, тем больше гемоглобина связывается с ним и тем меньше кислорода достигает клеток. По этой причине оксид углерода при повышенных концентрациях пред-ставляет собой смертельно опасный яд.

Оксид углерода IV (СО₂). Мировые выбросы двуокиси углерода достигли 23,9 млрд. тонн в год, что на 400 млн. тонн больше, чем в 1996г., и почти в 4 раза больше, чем в 1950г.; более 40% мирового диоксида углерода производят США, Япония и страны Европейского Союза, однако общая эмиссия углерода из Китая теперь превышает показатели Европейского Союза, при этом подушевая эмиссия в Китае значительно ниже, чем в странах Европейского Союза. Влияние углекислого газа (СО₂) связано с его способностью поглощать инфракрасное излучение (ИК) в диапазоне от 700 до 1400 нм. Земля, как известно, получает практически всю свою энергию от Солнца в лучах видимого участка спектра (от 400 до 700 нм), а отражает в виде длинноволнового ИК-излучения. С 1850 г. содержание СО₂ в атмосфере возросло с 0,027 до 0,033% в связи с техногенной деятельностью. Человечество сожгло в XX в. ископаемых видов топлива столько, сколько за весь период своего существования до XX в. Поглощая ИК-излучение, СО₂ действует как парниковая пленка.

Хлорфторуглеродные соединения (ХФУ), часто встречающиеся в быту и в промышленном производстве, - это пропелленты в аэрозольных упаковках, хладоагенты (фреон) в холодильниках и кондиционерах. Они применяются и при производстве вспененного полиуретана, и при чистке электронной техники. Постепенно ХФУ поднимаются в верхний слой атмосферы и разрушают озонный слой - щит атмосферы, спасающий от УФ-излучения. Время жизни двух самых опасных фреонов - Ф-11 и Ф-12 - от 70 до 100 лет. Этого вполне достаточно, чтобы в ближайшее время ощутить на себе последствия сегодняшней экологической неграмотности. Если сохранятся современные темпы выброса ХФУ в атмосферу, то в ближайшие 70 лет количество стратосферного озона уменьшится на 90%. При этом весьма вероятно, что: рак кожи примет эпидемический характер; резко сократится количество планктона в океане; исчезнут многие виды животных, например, ракообразные; УФ-излучение неблагоприятно скажется на сельскохозяйственных культурах. ХФУ - высокостабильные соединения и поскольку они не поглощают солнечное излучение с большой длиной волны, они не могут подвергнуться его воздействию в нижних слоях атмосферы, но, преодолев защитный слой, поднимаются вверх по атмосфере и коротковолновое излучение высвобождает из них атомы свободного хлора. Свободные атомы хлора затем вступают в реакцию с озоном. Таким образом, разложение ХФУ солнечным излучением создает каталитическую цепную реакцию, согласно которой один атом хлора способен разрушить до 100 000 молекул озона. Разрушение озонного защитного слоя привело к тому, что уровень ультрафиолетовой радиации удвоился на средних широтах северного полушария. Канцерогенным является УФ-излучение с длиной волны короче 320 нм. Ожидается, что каждый процент сокращения озонного слоя повлечет за собой увеличение числа случаев заболевания раком кожи на 5-6%.

Полихлорированные дифенилы - высокотоксичные соединения, специфически поражающие систему иммунитета, многие из которых обладают канцерогенной активностью, а также выраженным действием на репродуктивную функцию. Эти соединения легко включаются в пищевые цепи. По оценкам специалистов, в окружающей среде циркулирует более 400 тыс. тонн полихлорированных дифенилов, в т.ч. почти 250 тыс. тонн в океане.

Смог (от англ. smoke - дым и fog - туман), нарушающий нормальное состояние воздуха многих городов, возникает в результате реакции между содержащимися в воздухе углеводородами и оксидами азота, находящимися в выхлопных газах автомобилей. Термин «смог» был впервые применен к облаку, нависшему над Лос-Анджелесом. С увеличением числа автомашин подобное явление стало наблюдаться и над другими городами. В настоящее время автомобиль стоит на первом месте по абсолютному выбросу газов. Он источник почти половины загрязнителей воздуха. Главный вред причиняет угарный газ, однако негативно на организм человека влияют также углеводы, окислы азота, содержащиеся в выхлопных газах и фотохимические окислители. Окислы азота при контакте с влажной поверхностью легких образуют кислоты, а те, в свою очередь - нитраты и нитриты. Как сами кислоты, так и их производные оказывают раздражающее действие на слизистые оболочки, особенно глубоких отделов дыхательных путей, что может привести к рефлекторным расстройствам дыхания и даже отеку легких. Кроме того, нитраты и нитриты переводят оксигемоглобин в метгемоглобин, что вызывает кислородную недостаточность.

Среди источников загрязнения, отрицательно влияющих на здоровье человека, автомобиль играет значительную, но не основную роль. Автомобили являются причиной 10-25% заболеваний, хотя вырабатывают почти половину всех загрязнителей воздуха. Продукты горения - окислы серы и разнообразные мелкие частицы (смеси сажи, пепла, пыли, капелек серной кислоты, асбестовых волокон и т.д.) вызывают больше болезней, чем выхлопные газы автомобилей. Они поступают в атмосферу от электростанций, заводов и жилых домов. Окислы серы и частицы пыли обычно концентрируются в местах наиболее интенсивного сжигания угля, они опасны, главным образом, зимой, когда сжигается больше топлива. Фотохимический смог, наоборот, бывает более плотным в летнее время.

В промышленных зонах города наблюдается постоянное нахождение воздуха пылевидных частиц или различных соединений, среди которых наибольшую опасность вызывают диоксины, образующие при сжигании твердых бытовых отходов, содержащих пластмассы и другие химические соединения. Диоксины обладают мутагенными и канцерогенными действиями, а предельно допустимая концентрация в воздухе для взрослого человека не должна превышать одной десятой никограмма на килограмм веса. Для младенцев поступление этих ядов с молоком матери или пищей вообще недопустимо.

В районах специализированных мусоросжигательных заводов, около крупных мусорных свалок, где сжигают мусор на открытых кострах, постоянно находятся в воздухе во взвешенном состоянии мельчайшие субмикронные частицы, беспрепятственно проникающие в организм человека. Например, частица размером 1 мкм, находящаяся на высоте одного километра достигает земли только через 5 лет, т.к. средняя скорость оседания составляет около 50 см в день, т.е. человек, находящийся в зоне загрязнения постоянно дышит этим воздухом. Высокоактивные в биологическом отношении химические соединения могут вызвать эффект отдаленного влияния на здоровье человека: хронические воспалительные заболевания различных органов, изменение нервной системы, действие на внутриутробное развитие плода, приводящее к различным отклонениям у новорожденных. Медики установили прямую связь между ростом числа людей, болеющих аллергией, бронхиальной астмой, раком, и ухудшением экологической обстановки в данном регионе. Достоверно установлено, что такие отходы производства, как хром, никель, бериллий, асбест, многие ядохимикаты, являются канцерогенами, то есть вызывающие раковые заболевания. Еще в прошлом веке рак у детей был почти неизвестен, а сейчас он встречается все чаще и чаще.

При проведении различных технологических процессов в воздух выделяются твердые и жидкие частицы, а также пары и газы. Пары и газы образуют с воздухом смеси, а твердые и жидкие частицы - аэродисперсные системы - аэрозоли. Аэрозолями называют воздух или газ, содержащие в себе взвешенные твердые или жидкие частицы. Аэрозоли принято делить на пыль, дым, туман. Пыли или дымы - это системы, состоящие из воздуха или газа и распределенных в них частиц твердого вещества, а туманы - системы, образованные воздухом или газом и частицами жидкости.

Пыль как социогенный фактор. Причины основных выбросов пыли в атмосферу - это пыльные бури, эрозия почв, вулканы (природные, абиотические негативные факторы). Однако, около 15-20% общего количества пыли в атмосфере имеет социогенное происхождение: производство стройматериалов, дробление пород в горнодобывающей промышленности, производство цемента, строительство. Например, во Франции приблизительно 3% общего объема производимого цемента выбрасывается в атмосферу (около 100 т в год). Пыль, осевшая в индустриальных городах, содержит 20% оксидов железа, 15% оксида кремния и 5% сажи. Промышленная пыль часто включает также оксиды различных металлов и неметаллов, многие из которых токсичны (оксиды марганца, свинца, молибдена, ванадия, сурьмы, теллура).

Размеры твердых частиц пылей превышают 1 мкм (1 мкм (1 микрометр) = 10^-5 м). Различают крупнодисперсную (размер твердых частиц более 50 мкм), среднедисперсную (от 10 до 50 мкм) и мелкодисперсную (размер частиц менее 10 мкм) пыль. Размер жидких частиц, образующих туманы, обычно лежит в пределах от 0,3 до 5 мкм, а размеры твердых частиц дыма меньше 1 мкм.

Пыль, попадая в организм человека, оказывает фиброгенное воздействие, заключающееся в раздражении слизистых оболочек дыхательных путей. Оседая в легких, пыль задерживается в них. При длительном вдыхании пыли возникают профессиональные заболевания легких - пневмокониозы. При вдыхании пыли, содержащей свободный диоксид кремния (SiO;), развивается наиболее известная форма пневмокониоза - силикоз. Если диоксид кремния находится в связанном с другими соединениями состоянии, возникает профессиональное заболевание - силикатоз. Среди силикатозов наиболее распространены асбестоз, цементоз, талькоз.

Пыль и аэрозоли не только затрудняют дыхание, но и приводят к климатическим изменениям, поскольку отражают солнечное излучение и затрудняют отвод тепла от Земли. Например, смоги в крупных южных городах (Мехико - 22 млн. жителей и др.) снижают прозрачность атмосферы в 2-5 раз.

Пожары (неконтролируемое горение), на промышленных предприятиях, на транспорте, в быту представляют большую опасность для людей, причиняют огромный материальный ущерб, загрязняют атмосферу продуктами горения. Поэтому вопросы обеспечения пожарной и взрывной безопасности имеют государственное значение. Пожарная и взрывная безопасность - это система организационных и технических средств, направ-ленная на профилактику и ликвидацию пожаров и взрывов, ограничение их последствий. Пожары, по происхождению (причинам), следует относить или к природным (молния, самовозгорание торфа и др.), или к социогенным (неосторожное обращение с огнем, замыкание в электропроводке и др.).

Различают полное и неполное горение. Процессы полного горения протекают при избытке кислорода, а продуктами реакции являются вода, диоксиды серы и углерода, т.е. вещества, не способные к дальнейшему окислению. Неполное горение происходит при недостатке кислорода, продуктами реакции в этом случае являются токсичные и горючие (т.е. способные к дальнейшему окислению) вещества, например, оксид углерода, спирты, альдегиды, кетоны и др. По скорости распространения пламени различают следующие виды горения: дефлаграционное (скорость распространения пламени - десятки м/с), взрывное (сотни м/с) и детонационное (тысячи м/с). Для пожаров характерно дефлаграционное горение. При пожаре на людей воздействуют следующие опасные факторы: повышенная температура воздуха или отдельных предметов, открытый огонь и искры, токсичные продукты сгорания (например, угарный газ), дым, пониженное содержание кислорода в воздухе, взрывы и др.

Взрыв - быстропротекающий процесс физических и химических превращений веществ, сопровождающийся освобождением большого количества энергии в ограниченном объеме, в результате которого в окружающем пространстве образуется и распространяется ударная волна, способная создать угрозу жизни и здоровью людей.

При осуществлении различных технологических процессов, проведении ремонтных работ, в быту и т.д. широко распространены различные системы повышенного давления, к которым относится следующее оборудование: трубопроводы, баллоны и емкости для хранения или перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов, паровые и водяные котлы, газгольдеры и др. Основной характеристикой этого оборудования является то, что давление газа или жидкости в нем превышает атмосферное. Это оборудование принято называть сосудами, работающими под давлением. Любые сосуды, работающие под давлением, всегда представляют собой потенциальную опасность, которая при определенных условиях может трансформироваться в явную форму и повлечь тяжелые последствия. Разгерметизация (потеря герметичности) сосудов, работающих под давлением, достаточно часто сопровождается возникновением двух групп опасностей.

Первая из них связана со взрывом сосуда или установки, работающей под давлением. При взрыве может произойти разрушение здания, в котором расположены сосуды, работающие под давлением, или его частей, а также травмирование персонала разлетающимися осколками оборудования.

Вторая группа опасностей зависит от свойств веществ, находящихся в оборудовании, работающем под давлением. Так, обслуживающий персонал может получить термические ожоги, если в разгерметизировавшейся установке находились вещества с высокой или низкой температурой. Если в сосуде находились агрессивные вещества, то работающие могут получить химические ожоги; кроме того, при этом возникает опасность отравления персонала. Радиационная опасность возникает при разгерметизации установок, содержащих различные радиоактивные вещества.

Основные виды загрязнения литосферы - твердые бытовые и промышленные отходы. Детальное изучение четырех индустриально развитых стран показало, что общее ко-личество естественных ресурсов или сырья, требующихся для поддержания их экономического уровня, составляет от 45 до 85 тонн на человека в год. При этом значительное количество этих ресурсов импортируется из развивающихся стран.

На одного жителя в городе в среднем приходится в год примерно по 1 т твердых отходов, причем эта цифра ежегодно увеличивается. В городах под складирование бытовых отходов отводятся большие территории. Во многих городах действуют заводы по переработке бытовых отходов, однако мусоросжигающие заводы сами могут загрязнять окружающую среду.

Основные виды промышленных отходов - шлаки тепловых электростанций и металлургических заводов; породные отвалы горнодобывающих предприятий и горно-обогатительных комбинатов, строительный мусор и т.д. В особую группу выделяют загрязнение почвы нефтепродуктами и други-ми химическими веществами (в авиационной и других техно-логиях - это твердые осадки гальванованн и продукты травления металлов), которые пагубно воздействуют на почвенные микроорганизмы и корневую систему растений.

Объем извлекаемой из недр горной массы, а нашей стране составляет свыше 15 млрд. т/год. В хозяйственный оборот вовлекается около трети всего минерального сырья, а на производство готовой продукции расходуется менее 7% добытых полезных ископаемых. Очевидно, что нельзя без конца наращивать и без того колоссальные потоки отходов и попутных продуктов. В железосодержащих шламах аглофабрик черной металлургии, например, содержится больше железа, чем в добываемой руде. Вместе с тем промышленность стройматериалов и стройиндустрия добывают и потребляют ежегодно 3,5 млрд. т. нерудного сырья, большая часть которого может быть заменена отходами.

Эрозия почв выступает комплексным экологическим фактором - в зависимости от причин ее возникновения, она может быть социогенной, порожденной деятельностью общества или природной, вызываемой абиотическими (а также, частично - биотическими) воздействиями, или и теми, и другими. Из 605 млн. га площади сельхозугодий 113 млн. га эрозированы, свыше 40% находятся под угрозой эрозии. Скорость эрозии сейчас превышает скорость естественного формирования и восстановления почвы. В России ежегодно теряется около 165 млрд. т. почвы в результате различных форм эрозии. Ежегодно из-за эрозии из сельскохозяйственного оборота выпадает 6-7 млн. га. Южный край Сахары смешается к югу со скоростью 5 км в год. Под угрозой распространения пустыни (6 млн. га в год) находится 19-20 % площадью 30 млн. км² (столько же, сколько занимают на земле существующие пустыни).

Здесь же следует упомянуть о таких факторах, как употребляемые удобрения и ядохимикаты, которые оказываются вторым после промышленности загрязнителем природной среды, а также засоление и закисление почв.

Быстрый рост промышленности привел к увеличению технических отходов, загрязняющих гидросферу. Многие из этих сложных синтетических химикатов, кислот и пестицидов не поддаются обычным методам очищения и длительное время сохраняют токсический эффект. Загрязнители, сбрасываемые в водоемы в настоящее время, можно классифицировать по следующим категориям: органические загрязнители, для расщепления которых требуется кислород (в первую очередь бытовые и промышленные отходы); возбудители инфекционных заболеваний, содержащиеся в бытовых отходах животного происхождения; искусственные удобрения; синтетические органические вещества (моющие средства, пестициды и другие промышленные химикаты); неорганические химические и минеральные вещества (соли металлов, кислоты и твердые частицы), попадающие в воду с шахт и заводов, нефтеочистительных предприятий и сельскохозяйственных угодий; радиоактивные вещества, которые попадают в воду при добыче радиоактивных руд, из атомных реакторов, сточных вод промышленных предприятий, научно-исследовательских институтов и больничных учреждений, в которых они используются. Большинство отходов, поступающих в реки крупных городов, представляют собой смесь перечисленных загрязнителей, что весьма затрудняет очистку воды и контроль ее чистоты. Ежегодно в Мировой океан попадает до 50 млн. т. нефти и нефтепродуктов (25 % водной поверхности покрыто нефтяной пленкой), 6 млн. т. фосфора, свыше 2 млн. т. свинца, 5 тыс. т. ртути. 50 тыс. т. пестицидов, огромное количество вредных для морской среды веществ и материалов. Повысилась заболеваемость населения в результате отравления токсическими веществами, поступающими в питьевую воду из загрязненных водоемов. Описаны болезни, связанные с загрязнением воды нитратами (тяжелая метагемоглобинемия у детей, гипертензия), свинцом (свинцовая интоксикация), урохромом (заболевания, по клинической картине напоминающие эндемический зоб), фтором (флюороз). Одной из наиболее серьезных форм речных загрязнений является высокая концентрация стоков минеральных удобрений. В 60% больших городов отмечается чрезмерное использование (истощение) подземных водных источников.

Шум - это смешение звуков различной частоты и интенсивности. С физиологической точки зрения шумом называют любой нежелательный звук, оказывающий вредное воздействие на организм человека.

Звуковые колебания, воспринимаемые органами слуха чело-века, являются механическими колебаниями, распространяю-щимися в упругой среде (твердой, жидкой или газообразной).

При расчетах уровня шума используют величину интенсивности звука, а для оценки воздействия шума на человека - уровень звукового давления.

Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления - децибелах. Это давление воспринимается не беспредельно. Уровень шума в 20-30 децибел (дБ) практически безвреден для человека, это естественный шумовой фон. Что же касается громких звуков, то здесь допустимая граница составляет примерно 80 децибел. Звук в 130 децибел уже вызывает у человека болевое ощущение и повреждения в слуховом аппарате (акустическая травма), а в 150 дБ становится для него непереносимым. Разрыв барабанных перепонок в органах слуха человека про-исходит под воздействием шума, уровень звукового давления которого составляет 186 дБ. Воздействие на организм человека шума, уровень которого около 196 дБ, приведет к повреждению легочной ткани (порог легочного повреждения).