Влияние неблагоприятной окружающей среды на здоровье человека

Влияние неблагоприятной окружающей среды

на здоровье человека

От состояния окружающей среды зависит нормальное протекание жизни человека.

Загрязнение атмосферы, вод и почв составляет серьёзную проблему для здоровья и жизнедеятельности человека.

Чистая вода, свежий воздух и плодородная почва – всё это необходимо людям для полноценного и здорового существования.

Загрязнённый воздух может стать источником проникновения вредных веществ в организм через органы дыхания. Вода может содержать патогенные микроорганизмы или токсичные соединения. Загрязнение почвы и грунтовых вод уменьшает продуктивность сельскохозяйственных угодий, приводит к снижению качества пищи. Всё это представляет угрозу для здоровья человека.

Чистая вода, свежий воздух и плодородная почва – всё это необходимо людям для полноценного и здорового существования.

Загрязнённый воздух может стать источником проникновения вредных веществ в организм через органы дыхания. Вода может содержать патогенные микроорганизмы или токсичные соединения. Загрязнение почвы и грунтовых вод уменьшает продуктивность сельскохозяйственных угодий, приводит к снижению качества пищи. Всё это представляет угрозу для здоровья человека.

Термином природная среда (природа) чаще всего обозначают совокупность объектов и систем материального мира в их естественном состоянии, не являющемся продуктом трудовой деятельности человека. Популяции растений и животных обитают в среде, состоящей из неживых компонентов (вода, воздух, почва). Оболочка Земли, состав, строение и энергетика которой определяются совокупной деятельностью живых организмов, называется биосферой.

Необходимо отметить, что всё на планете Земля взаимосвязано и взаимозависимо. Человек тоже является частью природы, а не её полновластным хозяином. Многие ресурсы, которыми располагает Земля, ограничены, и мы обязаны заботиться о всех живущих на Земле существах.

Однако человек издавна рассматривал окружающую среду в основном как источник ресурсов. При этом большую часть взятых природных ресурсов он возвращает в виде отходов, что поставило под угрозу существование как биосферы, так и человека.

В результате такой деятельности происходит постоянное загрязнение атмосферы, почв, природных вод, а это отрицательно сказывается и на здоровье человека.

Постоянно возрастающее воздействие человека на природную среду породило необходимость ввести определённые ограничения. Так, были разработаны предельно допустимые нормы концентрации (ПДК) вредных веществ в атмосфере, в почве и в воде. При разработке ПДК учитывались требования по обеспечению безопасности населения и развития производственной деятельности, т. е. учитывались неизбежность выбросов вредных веществ в природную среду при производственной деятельности, но были определены и максимально допустимые их концентрации, которые при ежедневном воздействии в течение неограниченного времени не вызывают каких-либо болезненных изменений в организме человека.

ПДК является гигиеническим критерием при оценке санитарного состояния окружающей среды (атмосферного воздуха, водоёмов, почвы). В Российской Федерации ПДК устанавливается для каждого вредного вещества.

Загрязнение атмосферы

Под загрязнением понимается процесс привнесения в воздух или образование в нем физических агентов, химических веществ или организмов, неблагоприятно воздействующих на среду жизни или наносящих урон материальным ценностям. В определенном смысле загрязнением можно считать и изъятие из воздуха отдельных газовых ингредиентов (в частности, кислорода) крупными технологическими объектами. И дело не только в том, что попадающие в атмосферу газы, пыль, сера, свинец и другие вещества опасны для человеческого организма — они неблагоприятно влияют на круговороты многих компонентов на земле. Загрязняющие и ядовитые вещества переносятся на большие расстояния, попадают с осадками в почву, поверхностные и подземные воды, в океаны, отравляют окружающую среду, отрицательно сказываются на получении растительной массы. Загрязнение атмосферы сказывается и на климате планеты. На этот счет существуют три точки зрения.

1. Наблюдающееся в текущем столетии глобальное потепление климата обусловлено возрастанием концентрации СОг в атмосфере, а к середине будущего столетия произойдет катастрофическое потепление климата, сопровождающееся сильным возрастанием высоты уровня Мирового океана.

2. Загрязнение атмосферы снижает уровень солнечной радиации, повышает количество ядер конденсации в облаках, в результате поверхность Земли охлаждается, что в свою очередь может вызвать новое оледенение в северных и южных широтах (сторонников этой точки зрения немного).

3. Оба эти процесса уравновесятся и климат Земли существенно не изменится. Главные источники загрязнения атмосферы — предприятия топливно энергетического комплекса, обрабатывающей промышленности и транспорт. Более 80% всех выбросов в атмосферу составляют выбросы оксидов углерода, двуокиси серы, азота, углеводородов, твердых веществ. Из газообразных загрязняющих веществ в наибольших количествах выбрасываются окислы углерода, углекислый газ, угарный газ, образующиеся преимущественно при сгорании топлива. В больших количествах в атмосферу выбрасываются и оксиды серы: сернистый газ, сернистый ангидрид, сероуглерод, сероводород и др. Самым многочисленным классом веществ, загрязняющих воздух крупных городов, являются углеводороды. К числу постоянных ингредиентов газового загрязнения атмосферы относятся также свободный хлор, его соединения и др.

Помимо газообразных загрязняющих веществ в атмосферу поступают десятки миллионов тонн твердых частиц. Это пыль, копоть, сажа, которые в виде мелких частиц свободно проникают в дыхательные пути и оседают в бронхах и легких. С загрязнением атмосферы ассоциируется и такое специфическое явление, как кислотные дожди.

Земная атмосфера сравнительно хорошо пропускает коротковолновую солнечную радиацию, которая почти полностью поглощается земной поверхностью. Нагреваясь за счет поглощения солнечной радиации, земная поверхность становится источником земного, в основном длинноволнового, излучения, часть которого уходит в космическое пространство. Ученые исследователи продолжают спорить о составе так называемых парниковых газов. Наибольший интерес в этой связи вызывает влияние увеличивающейся концентрации углекислого газа (СОг) на парниковый эффект атмосферы. Высказывается мнение, что известная схема: «рост концентрации углекислого газа усиливает парниковый эффект, что ведет к потеплению глобального климата» — предельно упрощена и очень далека от действительности, так как наиболее важным «парниковым газом» является вовсе не углекислый газ (и не закись азота, не метан или хлорфторуглеводороды), а водяной пар. При этом оговорки, что концентрация водяного пара в атмосфере определяется лишь параметрами самой климатической системы. В качестве научных гипотез укажем на следующие последствия грядущего парникового эффекта. Во-первых, согласно наиболее распространенным оценкам, к концу XXI в. содержание атмосферного СОг удвоится, что неизбежно приведет к повышению средней глобальной приземной температуры на 3—5 °С. При этом потепление ожидается более сильным в высоких широтах и соответственно станет более засушливым лето в умеренных широтах Северного полушария. Во-вторых, предполагается, что подобный рост средней глобальной приземной температуры приведет к повышению уровня Мирового океана на 20—165 см за счет термического расширения воды. (Что касается ледникового щита Антарктиды, то его разрушение не является неизбежным, так как для таяния необходимы более высокие температуры. В любом случае, процесс таяния антарктических льдов займет весьма продолжительное время.) В-третьих, концентрация атмосферного СОг может оказать весьма благоприятное воздействие на урожаи сельскохозяйственных культур. Результаты проведенных экспериментов позволяют предполагать, что в условиях прогрессирующего роста содержания СОг в воздухе природная и культурная растительность достигнут оптимального состояния: возрастет листовая поверхность растений, повысится удельный вес сухого вещества листьев, увеличатся средний размер плодов и число семян, ускорится созревание зерновых, а их урожайность повысится. В-четвертых, в высоких широтах естественные леса, особенно бореальные, могут оказаться весьма чувствительными к изменениям температуры. Потепление может привести к резкому сокращению площадей бореальных лесов, а также к перемещению их границ на север. Леса тропиков и субтропиков окажутся, вероятно, более чувствительными к изменению режима осадков, а не температуры. Однако прогнозы предстоящих изменений осадков очень неопределенны. В целом, парниковый эффект атмосферы — это уравнение со многими неизвестными. Большая часть ученых полагает, что потепление реально проявится. Более того, многие утверждают, что глобальное потепление (примерно на 1° в XX в.) уже произошло (по крайней мере, его первая фаза), но оно было как бы замаскировано естественными климатическими изменениями. Однако есть ученые, считающие, что, как это ни парадоксально, ускоряющееся накопление СОг может привести не к потеплению, а к похолоданию. Подобное мнение основывается на том, что прогноз «перегрева» Земли при удвоении концентрации СОг в воздухе сделан исходя из ошибочной оценки парникового эффекта этого газа.

Загрязнение гидросферы

Загрязнителей гидросферы много и они мало чем отличаются от загрязнителей атмосферы. Однако и здесь есть свои особенности, связанные с физикохимическими процессами и реакциями. В мировом масштабе в качестве основного загрязнителя гидросферы сегодня выступают нефть и нефтепродукты, попадающие в водную среду в результате добычи нефти, ее транспортировки, переработки и использования в качестве топлива и промышленного сырья. Среди других продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду занимают детергенты — очень токсичные синтетические моющие вещества. Они плохо поддаются очистке, а между тем в водоемы их попадает не менее половины от начального количества. Детергенты часто образуют в водоемах слои пены, толщина которых на шлюзах и порогах достигает 1 м и более. «Коварными» промышленными отходами, загрязняющими воду, являются тяжелые металлы: ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово и др., а также радиоактивные элементы. Особую опасность для водной среды представляет ртуть (метилртутные фракции). Одним из наиболее значительных источников загрязнения водных ресурсов становится сельское хозяйство. Это проявляется прежде всего в смыве удобрений и попадании их в водоемы. В науке широко известен эффект эвтрофикации (или доступ к чистой воде городского и сельского населения в отдельных регионах эфтрофирования) водоемов вследствие загрязнения их азотными и фосфорными удобрениями. Нитраты и фосфаты служат своеобразными удобрениями для водных растений. В результате водоемы пышно «цветут», резко увеличиваются кормовые ресурсы (фитопланктон, микроводоросли поверхностного слоя), затем возрастает количество рыбы, ракообразных и других организмов. Однако со временем огромные толщи фитомассы отмирают, расходуя при этом все запасы кислорода. В водоеме интенсивно накапливается сероводород, а сам он, агонизируя, постепенно «умирает». Все чаще водные ресурсы загрязняются гербицидами и пестицидами. При этом степень их накопления и проявления токсичности в значительной степени зависит от гидродинамических и термических характеристик водного объекта. Например, в непроточном водоеме ядохимикат аккумулируется в донных отложениях, которые становятся источником хронического загрязнения. С повышением температуры токсическое воздействие практически всех ядохимикатов усиливается. Специфическим видом загрязнения гидросферы является термическое. Когда электростанции употребляют воду для конденсации отработанного пара, они возвращают ее в водоем подогретой на 10—30 °С. Это приводит к уменьшению содержания кислорода в водной среде, увеличению токсичности имеющихся в ней загрязнителей, уменьшению доступа света к водной растительности, стимулированию роста вредных синезеленых водорослей и т. п. Остановимся несколько подробнее на загрязнении водной среды нефтяными углеводородами. Согласно многим источникам, ежегодно в Мировой океан поступает около 25—30 млн т этих веществ. Пути их попадания разные: 23% общих загрязнений нефтью и нефтепродуктами приходится на преступный сброс с судов промывочных и балластных вод; 28% — на приток с речными водами; 17% — на потери при переливе нефти с танкеров при загрузке; 16% — на береговые промышленные сточные воды; 10% — на атмосферные осадки; 5% — на катастрофы танкеров и 1% — на шельфовое бурение. Попавшая в морскую среду нефть начинает растекаться, стремясь попасть в мономолекулярный слой. Однако практически всегда образуются пятна (слитки) с чистой нефтью в центре, тогда как на периферии пятен появляется нефтеводная эмульсия. Легкие фракции нефти быстро испаряются. Таким образом, испарение играет огромную роль в перераспределении углеводородов между океаном и атмосферой. Часто случающиеся катастрофы танкеров служат причиной серьезного загрязнения не только моря, но и атмосферы! Оставшиеся после испарения высококипящие фракции нефти образуют смолистые «комки», способные погружаться на дно. Раньше этот эффект широко использовался с помощью диспергирующих агентов, погружающих нефть на дно. Однако впоследствии такой способ отвергли, так как диспергирующий агент (т. е. химикат) оказывался токсичнее самой нефти. Помимо растворения и испарения нефть, оказавшись в водной среде, подвергается интенсивному фотохимическому и биологическому окислению (при этом для окисления 1 л нефти требуется столько кислорода, сколько его содержится в 400 ООО л воды). Нетрудно сделать вывод, что это приводит к обеднению морской фауны прибрежной зоны (главным образом из-за потери кислорода). Наиболее легко растворимой в водной среде частью нефти являются ароматические углеводороды, которые, кстати, считаются и наиболее токсичными. Именно они представляют смертельную опасность для рыб, особенно мальков. Чрезвычайно токсично также дизельное топливо, загрязняющее в первую очередь портовые акватории вследствие халатности (а нередко — и преступных действий) команд судов. Особенно чувствительны к нефтяному загрязнению пернатые. Попытки их спасти, как правило, безуспешны, поскольку оперение птиц хотя и гидрофобно, но лишено защиты от нефти и нефтепродуктов. Иногда птице достаточно нефтяного пятна в 2—3 см , чтобы она погибла. При попытке птицы очиститься клювом, эти продукты попадают к ней в желудок и летальный исход неизбежен. Гибнут также иглокожие, лангусты, креветки и многие другие моллюски. Долговременные экологические последствия загрязнения Океана и вообще всей гидросферы нефтью и нефтепродуктами изучены пока недостаточно. Есть аспекты, которые еще ждут своего исследования. Так, известно, что нефть и нефтепродукты всегда содержат полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), отличающиеся канцерогенной активностью. До сих пор считалось, что главным источником таких особо опасных веществ является отработанное машинное масло, попадающее в водную среду с судов. Однако в последние годы в науке сформировалась точка зрения, согласно которой некоторые морские организмы могут не только аккумулировать ПАУ, но и синтезировать их из сырой нефти. Если в дальнейшем это подтвердится, то проблем только прибавится.

Загрязнение литосферы.

Литосфера загрязняется жидкими и твердыми загрязняющими веществами и отходами. Источники загрязнение почвы могут быть классифицированы следующим образом.

Жилые дома и коммунально-бытовые предприятия. В составе загрязняющих веществ этой категории источников преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода и т.п. Все это собирается и вывозится на свалки. Для крупных городов сбор и уничтожение бытового мусора на свалках превратили в трудноразрешимую проблему. Простое сжигание мусора на городских свалках сопровождается выделением ядовитых веществ.

Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и растения. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выбрасывает в окружающую природную среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия; при производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы, содержащие фенол, бензол, стирол; при производстве синтетических каучуков в почву попадают отходы катализаторов, некондиционные полимерные сгустки; при производстве резиновых изделий в окружающую среду поступают пылевидные ингредиенты, сажа, которые оседают на почву и растения.

Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды, оксид углерода, сажа и другие вещества, оседающие на поверхность земли или поглощаемые растениями.

Сельское хозяйство. Загрязнение почвы пестицидами Загрязнение почвы в сельском хозяйстве происходит вследствие внесения огромных количеств минеральных удобрений и ядохимикатов. Известно, что в составе некоторых ядохимикатов содержится ртуть. Почва загрязняется также при использовании в сельском хозяйстве пестицидов (химические средства, используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений, сорняками, вредителями зерна и зернопродуктов и тп). Известно, что нормальный рост растений определяется различными физическими, химическими и биологическими процессами, которые протекают в почве. При попадании в почву пестициды могут быть включены в эти процессы с их накоплением в растениях. Кроме того, они сохраняют устойчивость в почве длительное время, что также обуславливает их накопление в пищевых цепях.

Захоронение радиоактивных отходов. В процессе ядерной реакции на атомных электростанциях лишь 0,5-1,5% ядерного топлива превращается в тепловую энергию, а остальная часть(98,5-99,5%) выгружается из атомных реакторов в виде отходов. Эти отходы представляют собой радиоактивные продукты расщепления урана - плутоний, цезий, стронций и другие.

Основные направления защиты

Наиболее рациональным способом защиты литосферы от отходов производства и быта является освоение специальных технологий по сбору и переработке отходов. В некоторых случаях производство отдельных видов товарной продукции из вторичного сырья (отходов) значительно проще и дешевле, чем из первичного природного сырья. Рациональной решение проблем защиты литосферы от промышленных отходов возможно при широком применении безотходных и малоотходных технологий и производств. Малоотходная и безотходная технология должны обеспечить:

комплексную переработку сырья с использованием всех его компонентов на базе создания новых безотходных производств;

создание и выпуск новых видов продукции с учетом требований повторного ее использования;

переработку отходов производства и потребления с получением товарной продукции или любое полезное их использование без нарушения экологического равновесия;

использование замкнутых систем промышленного водоснабжения;

создание безотходных территориально-производственных комплексов и

экономических регионов.

Загрязнение биосферы

Загрязнение биосферы. Под загрязнением понимается многочисленное воздействие различных факторов (физических, химических, биологических и др.), которые так или иначе разрушают естественную природную среду.

Загрязнение почв. Ежегодно на поверхность почвы поступает огромное количество различных веществ из атмосферы при внесении различного рода пестицидов и балластных веществ с удобрениями. Почвенный покров является приемником большинства химических веществ, вовлекаемых в биосферу. Благодаря своим свойствам почва также главный аккумулятор, сорбент и разрушитель токсикантов. Поскольку масштабы таких поступлений непрерывно возрастают, возникает проблема загрязнения почв.

Загрязнение отрицательно влияет на биосферу, оно не безразлично и для человека.

Загрязнение сельскохозяйственных экосистем радионуклидами при авариях атомных электростанций — еще один пример нежелательного побочного эффекта развития ядерной физики и внедрения научных достижений в производство (в энергетику). Долгоживущие радионуклиды, как и стойкие пестициды, распространились по всей биосфере. Поэтому заложниками радиоактивных загрязнений стали не только растительные и животные организмы, но и человек.

Защита биосферы от загрязнения различного рода выбросами представляет собой важнейшую проблему современности. Число химических веществ, загрязняющих биосферу, постоянно увеличивается. Они выбрасываются в атмосферу, сбрасываются в водоемы, вносятся в почву. Нерегулируемое воздействие человека на крупномасштабные процессы в атмосфере и океанах может привести к катастрофическому изменению биосферы в целом.

Тепловое загрязнение биосферы присуще в большей или меньшей степени всем видам производств и проявляется в виде конвективного или радиационного теплообмена между нагретыми выбросами или нагретыми технологическими установками и окружающей средой, что приводит к локальному повышению температуры атмосферы, воды или почвы. Особенно нежелательно воздействие тепловых выбросов на водоемы, поскольку это нарушает водный экологический режим.

Снижение загрязнения окружающей среды достигается путем разработки и внедрения различных методов, направленных на охрану окружающей среды. Под методами охраны окружающей среды от загрязнений понимается совокупность технических и организационных мероприятий, позволяющих свести к минимуму или совершенно исключить выбросы в биосферу загрязнений.

Локальные загрязнения биосферы. Загрязнение окружающей среды происходит весьма неравномерно. Основные очаги антропогенного воздействия на природу расположены в регионах с развитой промышленностью, максимальной концентрацией населения и интенсивным сельскохозяйственным производством. Такие загрязнения, обычно наблюдающиеся вокруг какого-либо промышленного предприятия, крупного рудника, населенного пункта, называются локальными. Их химизм определяется, с одной стороны, отраслевой принадлежностью источника загрязнения, с другой — рельефом, климатическими особенностями и другими природными условиями места загрязнения. Так, почва вокруг рудников полиметаллических руд и комбинатов по выплавке цветных металлов всегда содержит повышенное количество тяжелых металлов — меди, цинка, свинца, кадмия. Такое же локальное загрязнение почвы свинцом наблюдается вдоль автострад с напряженным движением

Загрязнение почв

В роли основных загрязнителей почв выступают металлы и их соединения, радиоактивные элементы, а также удобрения и пестициды, применяемые в сельском хозяйстве¹. Большинство пестицидов – синтетические органические вещества. Они, как правило, обладают токсическими свойствами, многие из них могут накапливаться в почве и поступать в организм человека через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт, кожу и слизистые оболочки.

К наиболее опасным загрязнителям почв относятся ртуть, свинец и их соединения. Ртуть поступает в окружающую среду при применении ртутьсодержащих пестицидов, которые используются для повседневного обеззараживания семян, с отходами целлюлозно-бумажной промышленности, при производстве соды и хлора, когда в технологии применяются ртутные электроды. Отходы промышленных предприятий часто содержат металлическую ртуть, а также различные неорганические соединения ртути. Соединения ртути чрезвычайно ядовиты, некоторые из них не выводятся из организма и могут оказывать неблагоприятное воздействие на центральную нервную систему, почки, печень и ткани мозга.

Загрязнение почв свинцом и его соединениями носит наиболее массовый и опасный характер. Соединения свинца используются в качестве антидетонационных добавок к бензину, поэтому автотранспорт является едва ли не основным источником свинцового загрязнения природной среды. Содержание свинца в почках деревьев зависит от расположения автодорог и плотности автомобильного движения по ним.

Радиоактивные элементы могут попадать в почву и накапливаться в ней в результате выпадения осадков после атомных взрывов или при удалении жидких и твёрдых радиоактивных отходов промышленных предприятий или научно-исследовательских учреждений, связанных с изучением и использованием атомной энергии. Радиоактивные изотопы из почв попадают в растения и организмы животных и человека, накапливаясь в определённых тканях и органах: стронций-90 – в костях и зубах, цезий-137 – в мышцах, йод-131 – в щитовидной железе и т. п.

Загрязнение вод

Основными загрязнителями поверхностных вод являются нефть и нефтепродукты, которые поступают в них в результате естественных выходов нефти в районах залегания, нефтедобычи, при её транспортировке, переработке и использовании в качестве топлива и промышленного сырья.

Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду занимают детергенты – синтетические моющие средства, которые находят всё более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве.

Загрязнение водной среды также происходит в результате поступления в водоёмы воды, стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных и лесных земель, при сбросе в водоёмы отходов предприятий-изготовителей, в результате потерь при транспортировке и хранении пестицидов.

Наряду с пестицидами сельскохозяйственные стоки содержат значительное количество питательных (биогенных) веществ, вносимых на поля с удобрениями (азота, фосфора, калия).

Воды подвергаются также термическому загрязнению. Когда электростанции потребляют воду для конденсации отработанного пара, они возвращают её в водоём на 10-30 ⁰С подогретой, уменьшают содержание растворённого в воде кислорода, увеличивают токсичность загрязняющих воду примесей.

Возрастание тепловой нагрузки на водные объекты, повышение биогенных элементов и органических веществ, как правило, сопровождаются резким ухудшением санитарно-гигиенических показателей качества воды.

Из-за увеличения масштабов техногенной деятельности человека наметились глобальные изменения в биосфере, которые уже сказываются на здоровье человека и состоянии генетического фонда человечества. Эти изменения в дальнейшем могут привести к необратимым процессам и в конечном итоге к невыносимым условиям существования человека на Земле.

Чтобы понять и ответственно оценить все процессы, которые происходят на планете Земля, связанные с производственной деятельностью, необходимо воспитывать у каждого человека общую культуру в области экологической безопасности.

Необходимо определить и зафиксировать в таблице факторы влияния оболочек Земли на организм человека.

1^ Пестициды – химические препараты для борьбы с сорняками, вредителями, болезнями культурных растений.