Пивоваров Ю.П. Гигиена и экология человека (курс лекций)

Подождите немного. Документ загружается.

рабочих как живых микроорганизмов, так и конечных продуктов

биотехнологии.

В настоящее время перед гигиенической наукой остро возникла

необходимость разработки теории взаимодействия биологических агентов и

организма человека, с одной стороны, и влияния этих агентов на экологию

региона, с другой стороны.

Серьезного внимания заслуживает радиационная ситуация на планете. В

течение почти 40 лет ядерных испытаний на Земле происходило накопление

радиоактивности. В биосферу было выброшено 12,5 тонн продуктов деления.

Взрывы изменили равновесное содержание в атмосфере углерода —14 (на

2,6%) и трития (почти в 100 раз). К концу испытания ядерного оружия в

атмосфере радиоактивное загрязнение на поверхности земли достигло 2% сверх

естественного фона. Еще больше нарастает уровень радиации за счет аварий,

производства и удаления радиоактивных отходов. Так, авария на

Чернобыльской АЭС привела к выбросу в биосферу от 8 до 15 тонн

радиоактивных веществ, что равно или даже превышает таковой за все годы

испытаний атомного оружия в атмосфере. В результате этой аварии произошло

загрязнение территорий Белгородской, Брянской, Воронежской, Калужской,

Курской, Орловской, Липецкой, Тамбовской, Тульской и других областей, на

которых проживает около 2,5 млн. человек.

В результате аварий на атомных подводных лодках сегодня на дне

Мирового океана находится 6АПЛ, 9 атомных реакторов и 50 ядерных

боеголовок. С целью захоронения радиоактивных отходов только США в

период с 1946 по 1970 гг. сбросили в море более 86 тыс. контейнеров

суммарной радиоактивностью около 95 кКи. Захоронение в морях

осуществляли Бельгия, Великобритания, Нидерланды, Швейцария, Франция,

Италия, Германия, Швеция, СССР. Все это представляет огромную

экологическую опасность.

Серьезную тревогу вызывают структура и безопасность питания

населения. В последние годы в нашей стране снизилось потребление ряда

продуктов животного происхождения, а также фруктов и овощей. Дефицит

полноценных белков в рационах питания в среднем по России составил 25%,

витамина С — 50%, витаминов группы В и витамина А — 20-30%, пищевых

волокон — более 40%.

При этом отмечено существенное снижение качества продуктов. Так, за

период с 1988 по 1993 гг. в целом по России от 0,8 до 3,82% изученных проб

пищевых продуктов превышали установленные гигиенические регламенты по

свинцу, 1,1-1,8% — по кадмию, 0,6-4,7% — по ртути, 6,5-15,9% — по нитратам,

1,7-3,3% — по пестицидам, 0,9-1,4% — по афлотоксину В, 6-1 1,4% — по

антибиотикам.

Проблему избыточного содержания нитратов следует рассматривать и с

точки зрения возможного оразования из них канцерогенов-нитрозаминов. По

данным Института питания РАМН, в 1992-93 гг. все изученные образцы

мясной, молочной и рыбной продукции содержали нитрозоамины, при этом

36% мясных и 51% рыбных продуктов содержали его в концентрациях,

превышающих установленные гигиенические регламенты.

Неблагоприятное состояние природной среды вызывает большую

озабоченность у медиков в силу возможного влияния на здоровье человека.

Исследования в этом направлении проводятся в большинстве развитых стран

мира.

Одним из наиболее точных индикаторов экологического неблагополучия

в местах проживания населения является репродуктивное здоровье.

Воздействие загрязненной окружающей среды вызывает у беременных женщин

и новорожденных нарушение функции эндокринной, иммунной, кроветворной

и других систем. С 1981 по 1989 гг. количество гестозов в России выросло на

41%. При этом тяжелые формы гестозов в виде преэклампсий выросли в 4,8

раза. У беременных женщин в 2,6 раза увеличилась частота анемий, в2 раза—

патология почек, на 21,9% выросла частота сердечно-сосудистых заболеваний.

Еще более существенные изменения течения беременности отмечены в городах

с развитой нефтехимической (Уфа), металлургической (Каменск-Уральский,

Кировоград), целлюлозно-бумажной промышленностью (Братск, Байкальск,

Краснокаменск), вблизи алюминиевых заводов (Новокузнецк, Шелехов).

Имеются данные влияния загрязнения окружающей среды на детскую

смертность, хотя в силу сложности установления такой корреляции

исследования в этом направлении немногочисленны. Несомненно, однако, что

показатели младенческой смертности в таких индустриальных территориях, как

Московская, Курская, Липецкая, Ростовская, Оренбургская, Новосибирская

области, существенно выше в городах, чем в сельской местности.

Отмечено неблагоприятное влияние загрязнений на физическое развитие

детей. Так, в Москве вес новорожденных, родившихся у матерей,

проживающих в зоне влияния выбросов автозавода им. Лихачева, в среднем на

400 г меньше, чем в Юго-Западной префектуре города. Аналогичные изменения

антропометрических данных отмечены в ряде регионов Урала, Оренбургской

области, Башкирии. Снижение уровня физического развития детей

дошкольного возраста отмечено в Уфе, Екатеринбурге, Нижнем Новгороде,

Самаре, некоторых районах Москвы. Чаще всего эти изменения отмечаются в

зонах выбросов предприятий меднорудной и медеплавильной

промышленности, алюминиевых заводов и предприятий производства

строительных материалов. При этом в "медных" городах Урала отмечено

замедление не только физического, но и нервно-психического развития детей.

Детский организм обладает повышенной чувствительностью к

воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды. Это обусловлено

рядом физиологических особенностей: повышенной проницаемостью кожи,

слизистых оболочек желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей,

гематоэнцефалогического барьера, низкой кислотностью желудочного сока,

незрелостью ферментных систем печени, низкой величиной клубочковой

фильтрации почек, незрелостью системного и местного иммунитета и др.

Исследования показывают, что по сравнению с контрольными районами

уровень заболеваемости верхних дыхательных путей у детей выше: в зоне

влияния химических производств — в 1,5-2 раза, около нефтехимических и

нефтеперерабатывающих заводов — в 2-3 раза, около металлургических

комбинатов — в 4-5 раз. Отмечен рост числа детей с хроническими

заболеваниями, состоящих на диспансерном учете. Количество таких детей с

1980 по 1990 гг. увеличилось в 2 раза, в том числе по хроническому фарингиту,

назофарингиту и синуситу — в 2,3 раза, железодефицитной анемии —в 1,5

раза, бронхиальной астме — в 1,3 раза. Так, в Москве распространенность

бронхиальной астмы среди детей в 1981 г. (по сравнению с 1949 г.) возросла в 7

раз.

В серии исследований, выполненных РГМУ в различных регионах России

при использовании единых критериев оценки состояния здоровья детей,

показано, что число детей, которых можно отнести к группе практически

здоровых, не превышает 5-8%, а в некоторых регионах равно 0%. В различных

регионах от 1/3 до 2/3 детей имеют осложненное течение внутриутробного

развития. При объективном обследовании в 38-61% случаев были

зарегистрированы реактивные изменения поджелудочной железы, в 17-50% —

патология желчевыводящих путей, в 5-20% — аномалии развития почек, в 17-

39% — выраженные отклонения на электрокардиограмме. Диагностирована

высокая частота ЛОР-патологии — от 30 до 75%, причем в одних регионах

доминировали хронические тонзиллиты, в других — аденоиды I-III степени.

Однако среди причин подобных различий в уровне ЛОР-патологии важное

место занимает качество специализированной медицинской помощи и

профилактических мероприятий в детских дошкольных учреждениях.

На значительные отклонения в состоянии здоровья детей также

указывают многочисленные исследования, проведенные в различных

экологически неблагоприятных регионах: Уфе, Челябинске, Астрахани, Омске,

Санкт-Петербурге, Москве, Новгороде, Алтайском крае, Саратове и т.д.

Описаны новые, не известные ранее, заболевания: сульфитная астма,

киришский синдром, респираторный дистресс-синдром взрослого типа,

синдром напряженной адаптации, болезнь Минимата, диоксиновый синдром и

др.

Загрязнение окружающей среды оказывает влияние и на здоровье

взрослого населения, причем это воздействие может усугубляться тем

обстоятельством, что в промышленных регионах существенная часть

трудоспособного населения подвергается воздействию факторов

профессиональной вредности. Отмечено, что в экологически неблагоприятных

регионах заболеваемость взрослого населения в 2,5-3 раза выше по

хроническим заболеваниям дыхательных путей и легких, в 2-2,5 раза выше по

сердечно-сосудистым заболеваниям, в 1,2-1,9 раза выше по заболеваниям

нервной системы.

Рост загрязнения окружающей среды химическими (прежде всего

канцерогенами) и радиоактивными веществами оказывает влияние на

онкологическую заболеваемость. За последние 20 лет количество таких

больных среди городского населения выросло в 1,7 раза и проявляет тенденцию

к дальнейшему росту.

Таким образом, среди .факторов, формирующих здоровье населения,

экологические являются наиболее существенными. В отличие от "экологии

человека" гигиена не только фиксирует характер взаимодействия внешней

среды и человека и его возможное влияние на здоровье, но и разрабатывает

мероприятия, направленные на усиление положительного влияния и снижение

вредного воздействия. Именно эти вопросы вы будете изучать на нашей

кафедре. Оценкой уровня освоения этих профилактических знаний для вас

явится курсовой экзамен по гигиене и основам экологии человека и

комплексный государственный экзамен по "Профилактической медицине".

Лекция 2

Атмосферный воздух как внешняя среда. Комплексное влияние

метеорологических факторов на организм человека. Метеотропные

реакции

Атмосферный воздух является одним из важнейших компонентов

экологии человека. В процессе своей жизнедеятельности человек постоянно

соприкасается со многими факторами внешней среды, в которой он живет, и

эти факторы, естественно, оказывают на организм человека определенное

влияние. Одним из таких факторов, с которыми человек соприкасается

наиболее тесным образом, является воздушная среда. Воздух является самым

необходимым компонентом для существования организма человека. Без него

человек может просуществовать лишь в течение нескольких минут.

В процессе эволюции человек приспособился к существованию в

воздушной среде с определенными свойствами, и поэтому вполне понятно, что

изменение химического состава этой среды или ее физических свойств

сказывается на состоянии здоровья, самочувствии и работоспособности

человека.

Воздушная оболочка земного шара, называемая атмосферой,

прослеживается до высоты около 1000 км над поверхностью земли. Свойства

атмосферы на различных высотах неодинаковы, поэтому она условно

разделяется на несколько слоев: Строение атмосферы:

1. Тропосфера - до 12-14 км.

2. Стратосфера - до 80-100 км.

3. Ионосфера - до 600 км.

4. Вакуумсфера - до 1000 км.

Первый слой, наиболее близко прилегающий к поверхности земли,

называется тропосферой и простирается до высоты 12-14 км. В отличие от

других, более высоко расположенных слоев, он характеризуется следующими

свойствами:

1. В тропосфере постоянно происходят суточные и сезонные колебания

температуры.

2. Тропосфера характеризуется постоянным перемещением воздушных

потоков, происходящим в разнообразных направлениях: горизонтальном,

вертикальном, турбулентном, вихревом.

3. В тропосфере постоянно присутствует значительное количество

водяных паров, обусловливающих образование различного рода конденсатных

явлений (облака, туманы, атмосферные осадки).

4. Тропосфера характеризуется наличием довольно значительного

количества посторонних примесей (твердые, жидкие и газообразные

загрязнения).

Во всех вышележащих слоях атмосферы температура воздуха всегда

постоянна и не меняется в зависимости от времени суток или сезона года. В

воздухе этих слоев преобладают горизонтальные перемещения воздушных

масс, отсутствуют водяные пары, а поэтому и явления, связанные с ними

(облака, туманы). В них практически отсутствуют характерные для тропосферы

посторонние примеси, за исключением тех незначительных загрязнений,

которые поступают на землю из космоса (космическая пыль), а также

загрязнений, которые забрасываются в стратосферу с поверхности земли при

некоторых чрезвычайных обстоятельствах (при взрывах ядерного оружия и

крупных извержениях вулканов). За тропосферой следует слой, называемый

стратосферой, которая простирается до высоты около 100 км. В стратосфере в

основном происходят горизонтальные перемещения воздушных масс, в силу

чего попадающие в стратосферу загрязнения распространяются набольшие

расстояния и носят названия глобальных.

Загрязнения, попадающие в стратосферу, имеют ряд особенностей. В

силу значительной удаленности от поверхности земли они имеют весьма малый

вес, а поэтому скорость оседания их очень незначительна. Горизонтальными

потоками воздуха они разносятся на очень большие расстояния и практически

распространяются над всей земной поверхностью, что дало основание назвать

их "глобальными". Это обстоятельство сыграло существенную роль в процессе

заключения соглашения о запрещении испытаний ядерного оружия во внешней

среде.

Выше стратосферы расположен слой, называемый ионосферой, который

простирается до высоты около 600 км. Кроме тех свойств, которые характерны

для стратосферы, этот слой характеризуется значительной степенью ионизации

воздуха.

Вакуумсфера, простирающаяся до высоты около 1000 км,

характеризуется сильной степенью разрежения воздуха. Практически до этой

высоты удается обнаружить лишь отдельные элементы воздушной среды.

Таким образом, воздушная оболочка имеет наибольшую плотность у

поверхности земли и, постепенно разрежаясь, теряется на высоте около 1000

км.

Естественно, что для нашей обычной жизни наибольшее значение имеет

тропосфера — самый ближний к земле слой атмосферы. С воздухом

тропосферы мы наиболее тесно соприкасаемся, и его свойства оказывают на

нас самое непосредственное влияние. В настоящее время интенсивно

изучаются свойства воздушных масс и других слоев, но непосредственно для

человеческого организма они не могут иметь значения, поскольку

существование челвека в тех слоях вне аппаратов с искусственными условиями

невозможно.

Рассмотрим химический состав атмосферного воздуха и влияние его

составных частей на организм человека. Естественно, что мы будем

рассматривать состав чистого воздуха, так как вопросам загрязнения

воздушной среды и влияния этих загрязнений на человека будет посвящена

следующая специальная лекция.

Воздух представляет собой механическую смесь газов, состоящую из

кислорода (20,93 %), азота (78,1 %), углекислого газа (0,03-0,04 %) и группы

инертных газов (около 1 %). В атмосфере происходит постоянный кругооборот

газов: человек и животные при дыхании поглощают кислород и выделяют

углекислоту, такие же процессы происходят при любых окислительных

процессах (горение, тление, гниение и др.), растительный же покров земной

поверхности поглощает углекислоту и выделяет кислород. Длительное время

эти процессы друг друга уравновешивали, в результате чего сохранялось

постоянство состава воздушной среды, которому способствовало перемещение

воздушных масс, обеспечивающее равномерное перемешивание воздуха.

Следует отметить, что химический состав воздуха мало меняется в зависимости

от высоты воздушного слоя. Так, на высоте 28 км в воздухе содержится 20,39%

кислорода (на уровне моря — 20,93 %).

Кислород (О

). Переходя к рассмотрению отдельных составных частей

воздушной среды и их влияния на организм человека, следует отметить, что

наиболее важным компонентом в составе воздуха является кислород. Прежде

всего он необходим для поддержания процессов горения, тления и других

окислительных процессов, происходящих в природе, которые обеспечивают

существование жизни на земле. Кроме того, все окислительные процессы в

самом организме происходят при непосредственном участии кислорода.

Поэтому он является жизненно важным компонентом, и при его отсутствии

существование организма становится невозможным. При этом весьма важно

установить, до какой степени возможно снижение количества кислорода в

воздухе без нарушения физиологических функций организма. Естественно, что

какие-то колебания в содержании кислорода в воздухе организмом переносятся

довольно безболезненно, так как организм обладает довольно мощными

компенсаторными возможностями. Опытным путем установлено, что снижение

количества кислорода во вдыхаемом воздухе до 16 и даже 15 % (при

нормальном давлении) переносится организмом довольно безболезненно, хотя

компенсаторные механизмы при этом находятся в состоянии напряжения

(усиление легочной вентиляции, сердечной деятельности и др.).

Кратковременно человек может просуществовать даже в атмосфере с

содержанием кислорода около 10 %, а хорошо тренированные к кислородной

недостаточности люди (летчики) — до 8-7 %. Естественно, что при этом

компенсаторные механизмы организма находятся в крайней степени

напряжения. Дальнейшее снижение содержания кислорода во вдыхаемом

воздухе приводит к быстрому истощению компенсаторных механизмов

организма и его гибели. Особенно чувствительна к недостатку кислорода

центральная нервная система. Компенсация организмом кислородной

недостаточности происходит за счет: усиления легочной вентиляции (учащение

и углубление дыхательных движений); усиления циркуляции крови

(увеличение систолического объема сердечных сокращений и увеличение их

частоты); увеличения количества циркулирующей крови (за счет выхода ее из

депо); увеличения количества форменных элементов крови, обеспечивающих

функцию транспортировки кислорода (увеличение числа эритроцитов и

гемоглобина в крови) и т.д.

Вдыхание воздуха с повышенным содержанием кислорода переносится

организмом человека хорошо. Вдыхание даже чистого кислорода (при

нормальном давлении) не приводит к возникновению патологических

изменений в организме. Лишь при длительном дыхании чистым кислородом

отмечается некоторое высушивающее действие его на слизистые оболочки

дыхательных путей, что может привести к их раздражению и возникновению

воспалительных явлений. Вдыхание же чистого кислорода под повышенным

давлением (3-4 атмосферы и более) приводит к патологическим явлениям со

стороны центральной нервной системы, проявляющиеся в виде судорог

(кислородная интоксикация). При обычных условиях жизни такие явления не

встречаются, а могут возникнуть при использовании кислородной аппаратуры в

случае ее неисправности (подводные погружения).

Углекислый газ (СО

). Углекислого газа в воздухе весьма мало. В

атмосферном воздухе всего 0,03-0,04%, а в воздухе помещений — до десятых

долей процента. Однако он имеет очень большое гигиеническое значение.

Прежде всего следует отметить его роль в поддержании экологического