Влияние загрязнения среды на здоровье людей

В гл. 5 экологические факторы здоровья обсуждались под углом зрения качеств человека и наиболее общих сторон качества жизни. В этом параграфе здоровье населения рассматривается как объект техногенных экологических поражений.

Связь общих показателей состояния здоровья с обшей загрязненностью окружающей среды. К общим показателям состояния здоровья населения относят общую и детскую заболеваемость, общую и детскую смертность, первичную инвалидность от всех причин, объем трудопотерь по, временной нетрудосЬособ- ности. В общей заболеваемости могут быть выделены крупные группы нозологий, например, инфекционно-паразитарные болезни, заболевания сердечно-сосудистой системы, злокачественные новообразования, репродуктивные нарушения и т.п. При изучении. динамики этих показателей их обычно стандартизуют в соответствии с половозрастным составом населения.

На величины заболеваемости влияет множество социально- экономических, гигиенических и экологических факторов. Они в свою очередь зависят от совокупности природных условий и социально-экономического статуса той или иной территории. В табл. 7.3 сравниваются некоторые показатели состояния здоровья

населения в двух группах республик СССР с низким и высоким уровнями индустриального развития и соответственно с разными уровнями культуры производства (данные 1988 г.). Видно, что в республиках с высоким уровнем индустриального развития наблюдались относительно низкая детская смертность и низкая смертность от инфекционных и паразитарных заболеваний, но большая общая смертность, большая онкологическая заболеваемость и большая инвалидность.

Таблица 7.3. Показатели состояния здоровья населения в республиках СССР с разным уровнем индустриального развития (1988 г.)

Республики с низким уровнем индустриального развития — Узбекистан, Киргизия, Туркмения, Таджикистан, Азербайджан; с высоким - Россия, Украина, Литва, Латвия, Эстония.

Из множества действующих факторов очень нелегко количественно выделить влияние техногенного загрязнения. Большинство значений имеет характер экспертных оценок. По данным экспертов ВОЗ, здоровье населения, или популяционное здоровье, в среднем на 50—52% зависит от экономической обеспеченности и образа жизни людей, на 20—22% — от наследственных факторов, на 7—12% — от уровня медицинского обслуживания и та 18-20% от состояния окружающей среда. Существуют и другие оценки, в которых влиянию качества среды отводится уже 40—50% причин заболеваний. На основании обработки большого статистического материала о потерях рабочего времени по болезни сделан вывод, что техногенное загрязнение воздуха на 43—45% повинно в ухудшении здоровья населения.

Наиболее надежные количественные оценки влияния качества среды на здоровье населения получены при сравнении заболеваемости жителей разных районов одного города, различающихся по уровню техногенного загрязнения. Так, общая заболеваемость детей и взрослых в Кировском районе Санкт- Петербурга (данные 1989 г.) в 2,3 раза больше, чем в Приморском районе, ще масса выбросов промышленности и транспорта в 9 раз меньше, чем в Кировском районе. В Центральном районе г. Тольятти, прилегающем к промышленной зоне крупных химических заводов, болезни легких, кожи и онкологические заболевания регистрируются на 55—125% чаще, чем в более чистом Автозаводском районе. В сильно загрязненном заводском районе г. Кемерово заболеваемость хроническими бронхитами в 2,7 раза, а рождение недоношенных детей в 2,1 раза больше, чем в менее загрязненном районе на другом берегу реки Томь.

Сравнение разных городов и регионов в этом отношении дает менее определенные результаты, так как влияние загрязнения маскируется другими различиями условий жизни. Ho и в этом случае различия выявляются достаточно отчетливо. В 66 городах России, где постоянно регистрировались значительные — в 10 и более раз - превышения ПДК вредных веществ воздухе, уровень общей заболеваемости среди 40 миллионов их жителей был выше среднего по городам страны в 1,6—2 раза. При общем уровне онкологической заболеваемости в России в 1989 г. — 196 случаев на 100 тысяч заболеваемость раком всего городского населения составляла 268, а в экологически неблагополучных городах намного больше: в Нижнем Новгороде — 405, Архангельске — 414, Новочеркасске — 463, Норильске — 485, Екатеринбурге — 502. Заболеваемость раком легкого в промышленных центрах с наличием предприятий черной и цветной металлургии на 75% больше, чем в среднем по городам страны.

Жизнь четверти городского населения России протекает в экологически неблагополучной обстановке, связанной с загрязнением воздушного бассейна городов, а 3% городских жителей живут в условиях чрезвычайно опасного уровня загрязнения.

Постоянное трех-, четырехкратное превышение предела опасности, обусловленного ПДК важнейших поллюпгантов, приводит к переходу от эпизодической экопатологии к хронизации многих экогенных заболеваний и к проявлениям так называемых «эндоэкологических эпидемий», когда длительной экопатологией охватываются значительные контингенты людей.

Специфические техногенные экояатологии. В отличие от острых отравлений техногенные патологии развиваются в результате хронического воздействия малых, субкригических и обычно неощутимых доз техногенных загрязнителей. Вся биота экосферы, особенно той ее части, что преобразована человеком (микроорганизмы, растения, животные, люди), в какой-то степени отравлена промышленными ядами.

Однако все чаше возникают ситуации, когда обнаруживаются более или менее ясные симптомы специфических патологий, обусловленных хроническим действием малых концентраций техно-генных поллютантов. Это действие тесно связано с переносом вредных веществ из внешней среды во внутреннюю среду организма с последующей более или менее длительной задержкой части этих веществ и их постепенным накоплением. Такая биоаккумуляция какого-нибудь агента оценивается коэффициентом накопления:

Kab Сэрг/Ссрgt;              (7-1)

т.е. отношением стабилизированной концентрации вещества в организме Copr к концентрации его в окружающей его среде Ccp (табл. 7.4).

Коэффициенты накопления связаны с биофилъностью элементов или их соединений и сильно зависят от сходства или различий фазовых состояний внешней и внутренней среды.

Таблица 7.4. Коэффициенты накопления для некоторых опасных веществ

Тяжелые металлы — это в основном политропные яды, которые с относительно небольшой избирательностью накапливаются в разных органах и тканях и дают широкий спектр патологических симптомов.

Свинец при определенном уровне накопления способен поражать систему кроветворения, нервную систему, печень, почки. Хронические отравления свинцом известны с глубокой древности в форме «сатурнизма» — слабости, малокровия, кишечных колик, нервных расстройств. Широкое распространение свинца в современной техносфере (промышленные эмиссии, выхлопы автомобилей, краски, изделия и т.п.) и невозможность вторичного использования его значительной части создает многочисленные свинцовые аномалии на плотно заселенных территориях. Поступая в организм с водой, вдыхаемым воздухом или пищей, свинец образует соединения с органическими веществами. Многие из этих соединений нейротропны и способны вызывать энцефало- и нейропатии. Особенно опасны скрытые хронические отравления свинцом у детей, проявляющиеся в виде неврологических расстройств, нарушений психомоторики, деконцентрации внимания и т.п.

Ртуть из почвенных аномалий проходит по трофическим цепям и попадает в организм человека с пищей или другим путем. Она сильнее всего накапливается в печени и почках, приводя к нарушениям обмена веществ и выделительной функции. Ртуть легко метилируется и связывается с сульфгидрильными группами белков. Эти соединения также нейротропны. Найдено, что повышенное содержание метилртути в теле беременных женщин приводит к явлениям церебрального паралича и задержке психомоторной активности у родившихся детей.

В середине 50-х годов у жителей рыбачьих поселков на берегу бухты Минамата в Японии возникло заболевание, выражавшееся в нарушениях органов чувств и поведения («болезнь Минамата»). Более 60 человек умерли. Из деревень исчезли кошки. Позднее было установлено, что первичной причиной болезни была метил- ртуть, попадавшая в морскую воду со стоками химической фабрики. Соединение натапливалось в морских организмах и рыбе, потребляемых жителями.

Кадмий по механизму внедрения в организм сходен с ртутью, но задерживается в органах намного дольше. Он вытесняет кальций и замещает цинк в составе биомолекул, что прйводит к нарушению важных энзиматических реакций. Накапливаясь в печени и почках, кадмий вызывает почечную недостаточность и другие нарушения. В 40—60-х гг. сильное техногенное загрязнение кадмием воды и почвы рисовых полей в одном из районов Японии вызвало массовое заболевание местных жителей, выражавшееся в сочетании острого нефрита с размягчением и деформациями костей (болезнь «итай-итай»). У детей хроническое отравление кадмием вызывает нейропатии и энцефалопатии, сопровождающиеся, в частности, нарушениями речи.

Мышьяк является сильным ингибитором ряда ферментов в организме и способен вызывать острые отравления. Совокупность симптомов, обусловленных постепенным отравлением людей соединениями мышьяка в коксохимическом производстве Италии, получила в 60-х гг. название «болезни чизолла». Хроническое действие малых доз соединений мышьяка способствует возникновению рака легких и кожи, так как мышьяк сильно повышает чувствительность слизистых к другим канцерогенам, а кожных покровов — к ультрафиолетовым лучам. Тератогенные эффекты мышьяка проявляются в расщеплении нёба («волчья пасть»), микроофтальмии, недоразвитии мочеполовой системы.

Таллий, как и мышьяк, поражает дистальные отделы периферической нервной системы, что проявляется в нарушениях нервной трофики, мышечной слабости и изменении кожной чувствительности. Симптомы хронического отравления таллием выражаются-в повышенной нервозности, нарушениях сна, быстрой утомляемости, суставных болях, выпадении волос.

Сходные патологические проявления наблюдаются при хроническом отравлении и другими тяжелыми металлами. Все они при определенном уровне накопления в организме обладают мутагенным и эмбриотоксическим действием, а некоторые соединения свинца, кадмия, мышьяка и хрома — канцерогенным эффектом.

Асбест, широко применяемый в строительстве и технических изделиях, также вошел в число опасных канцерогенов, хотя связанные с его присутствием в воздухе заболевания раком легких регистрируются в основном в сфере профзаболеваний.

Нитраты и нитриты, поступающие в организм в избыточных количествах с водой или пшцей, могут быть источником серьезных поражений. Часть нитратов также преобразуются в нитриты. Повышенная концентрация сильного окислителя ншрит-иона вызывает метгемоглобинемию, сопровождающуюся нарушением кислородотранспортной функции крови и особенно опасную в детском возрасте. Кроме этого соединение нитритов с некоторыми лекарственными аминами и производными мочевины может приводить к образованию N-нитрозаминов — сильных канцерогенов и мутагенов. Установлено, например, что однократное введение N- нитрозометилмочевины в концентрации 1:10000 в 24 раза увеличивает число хромосомных перестроек в эмбриональных фибробла- стах человека.

Техногенные органические ксенобиотики. В эту очень большую группу различных опасных веществ входят агенты, которые при локальном влиянии относительно высоких концентраций, связанном с авариями или военными действиями, мохуг вызывать острые отравления и гибель людей (диоксины, полихлорбифенилы, некоторые фосфороорганические соединения). Рассеянное присутствие их в среде в микроколичествах, как и других органических ксенобиотиков, вызывает при хроническом действии целый спектр экопатологий. Кроме указанных супертоксинов в эту группу входят пестициды, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), хлорированные фенолы и ПАУ, ароматические амины, некоторые мономеры пластмасс, полимерные материалы и другие синтетические органические вещества.

Большинство из них — это стабильные и высококумулятивные агенты. Обладая большим сродством к органическим компонентам живых организмов, они легко передаются по трофическим цепям со значительными коэффициентами накопления. Поскольку многие из них гидрофобны (плохо растворяются в воде), они накапливаются преимущественно в жировой ткани и фосфолипидах клеток, присоединяют активные радикалы, некоторые способны вторгаться в структуру ДНК. Этим обусловлены их кацерогенные, мутагенные и эмбриотоксические эффекты.

Пестициды настолько широко распространены в экосфере, что их следы постоянно присутствуют в среде и пище людей, но, как правило, не оказывают видимого негативного действия. Однако в районах особенно широкого применения пестицидов (зоны массированной обработки агроценозов, в частности, районы хлопкосеяния в Латинской Америке, Индии, Средней Азии) в 60—70-х гг. наблюдались эпидемические проявления. Гербициды и инсектициды, в структуру которых входят эпоксидные, фосфатные и диазорадикалы, вызывали многочисленные случаи эмбриотоксиче- ского действия — гибель эмбрионов на ранних стадиях, выкидыши, преждевременные роды, высокую смертность новорожденных и детей до I года, уродства. По данным экспериментов на животных, многие пестициды обладают высокими индексами мутагенности. На основании исследований ядер клеток человека с достаточной надежностью установлена мутагенность ряда пестицидов — линдана, хлортена, купрозана и др. Рост раковых заболеваний обычно не связывают с распространением и прямым действием пестицидов, но установлено, что некоторые пестициды в организме участвуют в образовании или способствуют образованию канцерогенных Ar-HirrposaMHHoB (Баренбойм, Маленков, 1986).

Полициклические (конденсированные) ароматические углеводороды (ПАУ) — группа веществ, среди которых есть сильные канцерогены прямого действия. В первую очередь это очень широко распространенный бенз(а)пирен, а также ряд дибензпи- ренов, некоторые бензфенантрены, фураны и другие вещества, являющиеся побочными продуктами нефтехимии, производства синтетического каучука. Во многих исследованиях показана высокая корреляция между присутствием в среде бенз(а)пирена и ряда сходных соединений с заболеваемостью различными формами рака, в особенности рака легких. Полихлорированные ароматические углеводороды — ПХБ, хлорированные бензофура- ны и др., попадавшие в следовых количествах в пищевое рисовое масло в Японии в 1968 г. и на Тайване в 1979 г., вызывали эндоэкологические эпидемии, сопровождавшиеся поражениями печени и почек («болезнь Юшо») и ростом злокачественных новообразований во внутренних органах.

Аллергены. Выбросы в атмосферу многих техногенных загрязнителей, в том числе и некоторых из перечисленных выше, а также микроэмиссии рада полимерных и других материалов в быту могут вызывать массовые аллергические заболевания, часто переходящие в хронические формы астмы, бронхитов, ринитов, дерматитов. В этом отношении особенно опасны выбросы предприятий микробиологической промышленности, содержащие белки, глюкопротеиды и другие высокомолекулярные органические соединения. Некоторые выбросы химических предприятий, даже если они не превышают допустимых норм, при длительном действии могут приводить к обострению патологий другого происхождения. Так, слабые загрязнения воздуха аммиаком и ароматическими углеводородами усиливают полинозы и микозы — аллергические заболевания, вызываемые пыльцой растений или микроскопическими грибками.

Радиационные поражения вызываются внешним ионизирующим облучением и попаданием источников радиации внутрь организма. В зависимости от величины и состава поглощенной дозы облучения различают степени радиационного поражения, тяжести лучевой болезни и отдаленных последствий облучения. При больших дозах кратковременного облучения порядка 600—800 P и выше наблюдается крайне тяжелая форма острого лучевого поражения, приводящая, как правило, к летальному исходу (Хиросима и Нагасаки; случаи при испытании ядерного оружия с участием людей, находившихся в зоне поражения; группа персонала и пожарников в первые часы аварии на Чернобыльской АЭС).

Тяжелые формы лучевой болезни при сублетальных дозах у чег ловека и животных имеют следующие проявления: поражается кроветворная система костного мозга, в крови быстро снижается количество нейтрофильных лейкоцитов и тромбоцитов; развивается геморрагический синдром, обусловленный ломкостью, увеличением проницаемости капилляров и пониженной свертываемостью крови; нарушение процессов всасывания и кровоизлияния слизистой резко ухудшают работу кишечника; развивается радиационная геморрагическая пневмония, расстраивается дыхание и работа сердца; при попадании в организм радиоактивного иода нарушается работа щитовидной железы, особенно у детей. Чрезвычайно опасно респираторное или пероральное попадание в организм «горячих частиц», являющихся источником а-излучения.

Пострадиационные эффекты включают различные некротические явления, нарушения иммунитета, гормональных и репродуктивных функций. Возникают эндогенные радиотоксины, вызывающие развитие аутоаллергических реакций. Практически все эти симптомы в той или иной степени сопровождают и более легкие формы радиационного поражения, включая хронические. Их последствия часто выступают как медленно текущие вторичные патологии, связанные с развитием лейкозов, злокачественных опухолей, бесплодия, нервными и психическими расстройствами и повышенной смертностью от совокупности этих нарушений. Как раз все эти проявления характерны для тысяч «ликвидаторов» — людей, принимавших участие в ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС.

Наследование негативных генетических изменений, вызванных радиационными поражениями людей, потребовало пересмотра прежних представлений о порогах и предельно допустимых дозах облучения. В соответствии с рекомендациями Международной комиссии по радиационной защите принята линейная беспороговая зависимость между дозой и вероятностью возникновения пострадиационных генетических и онкогенных эффектов. В этой связи следует упомянуть важное высказывание А.Д.Сахарова (1990):

Непороговые биологические эффекты ставят нас перед нетривиальной моральной проблемой... Все произошедшие за последние десятилетия испытательные взрывы дают малую относительную добавку к смертности и болезням от Других причин. Ho так как людей на Земле очень много, а через некоторое время, в течение периода распада радиоактивных веществ, их станет еще больше, то абсолютные цифры ожидаемого числа поражений и гибели крайне велики, чудовищны...

Поражения, обусловленные физическими агентами - шумом, вибрацией, инфразвуком, электромагнитными полями — включают разнообразные симптомы: от чисто вегетативных нарушений до психических заболеваний. Постоянное длительное воздействие этих факторов приводит к неблагоприятным изменениям в сердечно-сосудистой системе (аритмии, гипертония), в обмене веществ, системе кроветворения, органах чувств. Головные боли, повышенная утомляемость, нарушения сна влекут за собой неврозы и другие нервные расстройства.

Повторим, что большая часть людей на Земле живет под постоянным и все более ощутимым прессом огромной совокупности техногенных воздействий, совместное влияние которых на здоровье человека изучено крайне недостаточно.