Экологические факторы и здоровье человека.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха в индустриальных районах являются промышленные предприятия, транспортные средства, тепловые электростанции.

Выхлопные газы – смесь примерно 200 веществ. В них содержатся углеводороды – несгоревшие компоненты топлива, для которых резко возрастает, в случае если двигатель работает на малых оборотах или в момент увеличения скорости при старте, ᴛ.ᴇ. во время заторов и у сигналов светофора. В момент форсирования двигателя несгоревших частиц выбрасывается в 10 раз больше. К несгоревшим газам относят окись углерода. В выхлопных газах нормально работающего двигателя содержится в среднем 2,7% окиси углерода. При снижении скорости эта доля увеличивается до 3,9, а на малом ходу – до 6,9%.

Окись углерода и другие компоненты выхлопных газов, как правило, тяжелœее воздуха и скапливаются у земли, в зоне дыхания человека. Окись углерода, прежде всœего, кровяной яд. Соединяясь с гемоглобином крови, он мешает нести ему кислород в ткани организма. В выхлопных газах содержатся даже альдегиды, обладающие резким запахом и раздражающим действием. Особенно сильным действием отличается формальдегид, относящийся ко 2 классу опасности.

Из-за неполного сгорания топлива в двигателœе часть углеродов превращается в сажу, содержащую смолистые вещества и полициклические углеводороды, среди которых особенно опасен бенз-а-пирен, обладающий выраженным канцерогенным действием.

Весьма опасным компонентом выхлопных газов являются соединœения неорганического свинца, образующегося при сгорании антидетонаторной добавки бензина - тетраэтилсвинца.

Воздействие атмосферных загрязнений на человека во многом зависит от того, какие концентрации вредных веществ формируются в атмосфере и длительности воздействия вредного фактора.

Атмосферные загрязнения и природные примеси подвергаются сложным процессам превращения, взаимодействия, вымывания и т.д.

Время ʼʼжизниʼʼ взвешенных веществ в атмосфере зависит от их физико-химических свойств, а также от некоторых метеорологических параметров. Примерная скорость осаждения частиц зависит от из размера. Наличие ветра может изменить скорость осаждения частиц. Стоит сказать, что для населœенных мест основное значение имеют взвешенные вещества промышленного происхождения с радиусом частиц 0,1-10 мкм. Многочисленными исследованиями установлено, что в легкие попадают частицы размером 0,3 мкм, а фильтрующая роль носовых путей имеет значение для частиц 1-5 мкм в диаметре. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, промыш-ленные загрязнения атмосферы находятся в том диапазоне распреде-ления частиц по размерам, который является биологически активным.

Более сложен вопрос поведением и ʼʼвременем жизниʼʼ газообразных загрязнений. Срок ʼʼжизниʼʼ в атмосфере сернистого газа от нескольких часов дл 1,5 дней. Он может образовывать серную кислоту. Большую роль в данном процессе играет влажность воздуха. Большинство реакций газообразных загрязнений в атмосфере связано с термическим окислением. Основной причиной фотохимических превращений в приземном слое атмосферы современных городов является высокая степень загрязнения воздуха органическими веществами и окислами азота. В этих условиях пусковым моментом для начала реакции является действие ультрафиолетового спектра солнечной радиации с длиной волны более 290 нм.

Совместное окисление углеводородов и окислов азота приводит к образованию пероксиацилнитратов (ПАН) и пероксибензолнитратов (ПБН), обладающих сильным токсическим действием. В результате таких реакций происходит непрерывное образование озона. Условием, способствующим образованию фотохимического тумана при высоком уровне загрязнения воздуха, является обилие солнечной радиации, малая скорость ветра, температурная инверсия.

Температурная инверсия как метеорологический процесс играет существенную роль в накоплении вредных веществ в приземном слое при любых условиях. В обычных условиях температура воздуха снижается исходя из высоты строго закономерно. Этот процесс способствует более быстрому переходу загрязнений в более высокие слои атмосферы и последующему рассеиванию. Бывают случаи, когда за счёт быстрого охлаждения приземного слоя над поверхностью земли, на относительно небольших высотах образуются теплые слои воздуха, достаточно мощные, чтобы не выпускать загрязнения. Создается купол, который способствует накоплению загрязнений в приземном слое, создавая повышенную опасность для населœения. В Омской области повторяемость приземных инверсий в различные сезоны колеблется в среднем от 35 до 45%. Это достаточно неблагоприятный показатель в гигиенической оценке состояния атмосферного воздух города и его влияния на здоровье населœения.

Воздействие атмосферных загрязнений на здоровье людей должна быть острым и хроническим.

Первым сигналом возможного отрицательного действия атмосферных загрязнений на здоровье населœения явились так называ-емые токсические туманы – случаи острого влияния загрязнений, кон-центрации которых возрастали при неблагоприятных метеороло-гических условиях. Первый такой случай официально зарегистрирован в 1930 ᴦ., в долинœе р.
Размещено на реф.рф
Маас, Бельгия (погибло 63 человека); 1952 ᴦ., Лон-дон (3000). Аналогичные случаи наблюдались в Лондоне и в после-дующие годы, а также в городах США (Нью-Йорк, Детройт), Япония (Осака), Нидерландов (Роттердам). В СССР такой статистики не было.

Все случаи токсического тумана обладали общими чертами: они имели место в периоды неблагоприятных метеорологических условий (шторм, туман, инверсия), сопровождались резким подъемом сернистого газа и взвешенных веществ. Первые смертельные случаи наблюдались к 3-му дню тумана и продолжались неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ время после его прекращения, страдали, в основном, дети и лица старше 55 лет.

Причиной токсического действия явилась способность сернистого газа в присутствии взвешенных частиц глубоко проникать в легкие, создавая высокие местные концентрации. Следует показать, что концентрация сернистого газа (до 4) сами по себе не могли вызвать такой токсический эффект, поскольку данный газ легко нейтрализуется влагой слизистых оболочек и не проникает глубоко в легкие. Но взвешенные частицы, тем более влажные адсорбируют на себя сернистый газ и играет роль проводника. В легких происходит освобождение газа, проявляются его токсические свойства.

Массовые острые воздействия на населœение отмечаются и при втором виде смога – фотохимическом тумане. Фотохимический туман может возникать при более низких концентрациях загрязнителœей, чем лондонский смог, и для него характерна желто-зелœеная или синяя дымка, а не сплошной туман. При смоге появляется неприятный запах, резко ухудшается видимость. Погибают домашние животные, главным образом собаки и птицы. У людей появляется раздражение глаз, слизистых оболочек носа и горла, симптомы удушья, обострение легочных и других хронических заболеваний.

Учитывая, что в городе Омске уровень автомобилизации растет достаточно быстро, несовершенна транспортная сеть города, достаточно высокая солнечная активность, имеются условия для температурных инверсий, возможно возникновение фотохимических смоговых ситуаций классического типа и нечто подобное этому уже наблюдалось.

Большую тревогу вызывает действие на организм человека более низкий концентраций, но действующих долгое время.

В последние десятилетия во многих странах мира, особенно развитых в промышленном отношении, отмечены изменения в структуре заболеваемости населœения, в частности, фиксируется рост числа хронических неспецифических заболеваний. неспецифическая заболеваемость характеризуется тем, что является прямым следствием экологического фактора. Фактор действует опосредованно, снижая адаптационные возможности организма, его иммунитет. На этом фоне могут возникать или обостряться хорошо известные заболевания сердечнососудистой системы, желудочно-кишечного тракта͵ особенно системы дыхания.

Среди хронических неспецифических заболеваний существенно значение приобретает атеросклероз и связанные с ним заболевания сердца, а также онкологические заболевания легких, хронические бронхиты, эмфизема, бронхиальная астма. Существуют данные, свидетельствующие о наличие ʼʼгородского градиентаʼʼ в структуре заболеваемости населœения: при относительно низких показателях заболеваемости и смертности от некоторых хронических заболеваний сельского населœения имеет место возрастание этих показателœей в городе, при том, чем больше город, тем выше показатели заболеваемости и смертности. Совершенно естественно, что роль загрязнения воздуха в данном случае не единственный фактор и должна быть не ведущий, но то, что уровень загрязнения атмосферы коррелирует с величиной города – установленный факт.

Более четко прослеживается зависимость уровня загрязнения атмосферного воздуха и легочных заболеваний. Убедительным свидетельством этому являются данные изучения заболеваемости детей, проведенные в различных регионах. На группе школьников, которые жили в разных областях с разным уровнем загрязнения воздуха, было отмечено повышение уровня заболеваемости дыхательной системы лиц, живущих в загрязненных районах.

Наряду с повышением уровня неспецифической заболеваемости среди населœения всœе больше факторов, свидетельствующих о наличии специфических изменений в организме, когда тот или иной загрязнитель действует напрямую, вызывая свойственные только ему изменения. Так, загрязнение воздуха фтором вызывает у населœения явления флюороза, свинцом – специфическую свинцовую, а ртутью – ртутную интоксикацию. На Украинœе, еще в 60-е гᴦ., ученые обнаруживали стойкие фиброзные изменения в легких школьников, проживающих в зоне предприятий черной металлургии. Такие изменения характерны для рабочих, долго работающих в шахтах, в цехах со значительными пылевыделœениями. Аналогичные изменения обнаруживались и у взрослых людей, никогда не работавших на цементном производстве, но живущих в населœенном пункте, загрязняемом его выбросами.

В конце 60-х – начале 70-х гᴦ., многие исследователи доказали возможное таратогенное, эмбриотоксическое и мутагенное действие многих загрязнителœей атмосферы.

Воздух, которым мы дышим, должна быть переносчиком живых и мертвых, твердых и жидких микроскопических частиц, которые могут действовать как аллергены. Аллергические заболевания можно разделить на две большие группы: реакции немедленного типа (к примеру, бронхиальная астма) и реакции замедленного типа (контактный дерматит).

В связи с развитием микробиологической промышленности следует сказать о том, что аллергенами являются также микроорганизмы, используемые в качестве биологически активных веществ. Большое количество спор грибков-продуцентов выделяется в воздух при изготовлении ферментных препаратов. При получении кормовых дрожжей в атмосферу могут выпадать жизнеспособные дрожжевые клетки. Особенно много их выделяется в производстве белково-витаминных концентратов (БВК) из углеводородов нефти.

Аллергенными свойствами обладают не только продукты природного происхождения. Известно много химических соединœений, синтезированных человеком. Среди них – ароматические амины, эпоксидные смолы, соединœения кобальта͵ никеля, анилин, антибиотики и др.
Размещено на реф.рф
Обладает аллергенными свойствами и столь распространенный сернистый газ.

Среди последствий загрязнения атмосферного воздуха следует отметить неблагоприятное влияние на санитарные условия жизни населœения. Известно, что находящиеся в воздухе частицы пыли поглощают солнечную радиацию, особенно в части ультрафиолетового спектра – наиболее биологически активного. Эти потери достигают 30% и более.

Загрязнение атмосферного воздуха оказывает влияние на изменение его электрических свойств, меняет ионный состав воздуха. Установлено, что в легких ионов меньше там, где имеются предприятия, загрязняющих атмосферный воздух. Тяжелых ионов, напротив - в 7-17 раз больше в атмосфере промышленных зон. Специалисты предложили так называемый ионный коэффициент загрязненности, который представляет собой отношение тяжелых ионов к легким. В случае если, к примеру, на территории металлургического комбината данный коэффициент равен 71, то на расстоянии 0,5км – 55, 3км - 36. таким образом, по характеру ионизации можно судить о том, в какой мере загрязнен атмосферный воздух.

Экологические факторы и здоровье человека. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Экологические факторы и здоровье человека." 2017, 2018.

К важнейшим биотических факторов, влияющих на здоровье человека, относятся те из них, которые определяют санитарно-эпидемиологической ситуации. Возбудители многих болезней сохраняются в окружающей среде путем развития в животных-хозяевах. Например, возбудитель туляремии (острое инфекционное заболевание) может бесконечно долго передаваться от поколения к поколению в популяциях норки и при благоприятных условиях заражать человека. Природные очаги инфекций связаны с определенными биогеоценозами, в которых возбудители, переносчики и животные-хозяева эволюционируют вместе, приспосабливаясь друг к другу. При этом возбудитель обычно не уничтожает хозяина. Именно такой характер имеют природные очаги чумы, туляремии, желтой лихорадки, малярии, вирусного гепатита, клещевого энцефалита. Переносчиками многих таких болезней являются насекомые-кровососы - москиты, комары, блохи, клещи. Возбудители некоторых инфекционных заболеваний (например, бешенства, холеры, лептоспироза, бруцеллеза) не имеют переносчиков.

В природе болезнетворные организмы играют очень важную роль ограничителей чрезмерного развития популяций. Только какая-то популяция начинает взрывообразно расти, на нее сразу же действуют многочисленные болезнетворные вирусы, бактерии, простейшие, грибы. Человек не был исключением: в древних и средневековых городах эпидемии происходили очень часто. Например, в VI в. н. е. Северную Африку, Сирию, Европу и Малую Азию охватила так называемая "черная смерть" - эпидемия чумы, которая унесла жизни около 100 млн человек (более трети тогдашнего населения планеты). Вторая большая эпидемия чумы была в Европе в XIV в. и уничтожил около 25 млн человек, то есть почти половину населения Европы, а на острове Кипр не осталось ни одного живого человека.

Главными факторами, способствовавшими возникновению эпидемий, были высокая плотность населения (прежде всего в городах), а также катастрофический санитарное состояние. Чума, естественными носителями которой являются грызуны, а переносчиками - блохи, передавалась человеку за "домашних" крыс. Среди людей болезнь распространялась уже не только блохами, но и воздушно-капельным путем или при непосредственном контакте. В те времена чума почти в 100% приводила к смерти. Когда плотность человеческой популяции уменьшалась, эпидемия утихала, и восстанавливалась относительное равновесие.

В XVII-XIX вв. благодаря развитию гигиены и медицины вероятность возникновения эпидемий снизилась. Однако плотность человеческих популяций, особенно в крупных городах, не только не уменьшилась, а наоборот возросла. Из-за этого до сих пор время от времени случаются вспышки туляремии, холеры, гепатита; полностью не ликвидированы очаги малярии, энцефалита, распространяются венерические заболевания, появляются новые заболевания, например, СПИД. Другой аспект косвенного воздействия на человека биотических факторов связан с продуктами питания, о чем уже было сказано выше.

Влияние антропогенных факторов на человека

Как это ни парадоксально, негативное влияние человека на свое собственное здоровье огромен. Поражает разнообразие средств, которыми человек разрушает свое здоровье и генофонд - это ядохимикаты и бытовая химия, тяжелые металлы и пластмассы, наркотики и табак, шум и электромагнитные поля, радиация и кислотные дожди, биологическое и химическое оружие, промышленные отходы, нефть и многое другое. Исследовано влияние лишь нескольких групп созданных человеком факторов и только условно выделены несколько их категорий, которые считаются ведущими. К ним относятся химические факторы -пестициды, минеральные удобрения, тяжелые металлы, сильнодействующие ядовитые промышленные вещества, дым (в том числе табачный), строительные материалы и бытовая химия; физические факторы - шум, электромагнитное излучение и радиация; биологические факторы - интродукция новых видов животных и растений.

Многие из указанных химических веществ не разлагаются в течение длительного времени и способны накапливаться в цепях питания. Некоторые вещества долго не выводятся из организма, аккумулируясь в тканях и органах, поэтому их негативное влияние на организм человека постоянно растет (так называемый кумулятивный эффект). По некоторым данным, промышленность сейчас выпускает более 11 тыс. Видов химикатов, из которых около 3 тыс. Составляют серьезную угрозу не только для здоровья человека, но и для самой жизни.

Основным методом контроля степени чистоты среды является оценка содержания в нем определенных вредных веществ относительно предельно допустимых концентраций (ПДК) и доз (ПДД) этих веществ как в биотопе, так и на определенных уровнях трофических цепей. Разработку этих ПДК и ПДД осуществляют специализированные научно-исследовательские организации. Обычно ПДК отражают критический диапазон какого фактора, за пределами которого человек из зоны оптимума попадает в зону пессимума. Превышение ПДК и ПДД всегда сопровождается ухудшением популяционного здоровья населения.

Как уже было отмечено, пестициды представляют большую группу различных веществ для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений. Многие из них имеют комбинированное действие, например, инсектицид ДДТ уничтожает и насекомых, и нематод, и грызунов. Основными характеристиками этих ядохимикатов является летучесть, способность проникать сквозь кожу, накапливаться, разлагаться и выводиться из организма. Промышленность производит преимущественно семь групп ядохимикатов: хлорорганические, фосфорорганические, ртутьорганические соединения, карбаматы, нитрофенолы, специфические гербициды и мидевмисни фунгициды.

Хлорорганические соединения (МОС). Самый известный пестицид этой группы - инсектицид ДДТ (дихлородифенилтрихлорометилметан). Инсектицидные свойства ДДТ открыл швейцарский химик П. Мюллер, за что ему была присуждена Нобелевская премия. В 1943 г.. Началось массовое производство ДДТ, одна миллионная доля грамма которого мгновенно парализовало насекомое. К середине 60-х годов в мире уже было произведено и распылено на полях около 1500000 т этого продукта. Применение ДДТ резко повысило сельскохозяйственное производство и позволило осуществить "зеленую революцию" в странах Латинской Америки и Юго-Восточной Азии.

Однако уже в 1950-х годах появились новые данные о том, что некоторые насекомые потеряли восприимчивость к ДДТ. Начали поступать сведения о гибели некоторых видов насекомоядных птиц, пчел и креветок, об уменьшении эффективности опыления цветковых растений. ДДТ в повышенных концентрациях стали проявлять в тканях промысловых рыб, в частности макрели, потребление которой приводило к тяжелым отравлениям людей. Повышенное содержание препарата обнаруживали в печени пингвинов и даже в женском молоке. Выяснилось, что ДДТ является химически стойкой соединением с периодом естественного полураспада в 49 лет, обладает способностью накапливаться в почве и воде, откуда и поступает в цепи питания. На каждом следующем трофическом уровне концентрация ДДТ увеличивалась в десятки, сотни и даже тысячи раз. Попадая в таких дозах до последнего консумента трофической цепи - человека, ДДТ накапливался в тканях и вызывал заболевания нервной системы, сердца, печени. Итак, ДДТ оказался токсичным пестицидом с длительным периодом существования и выраженной кумулятивным действием. Из-за опасности для здоровья человека этот пестицид был запрещен почти во всех странах мира, но даже теперь содержание его в тканях человека в среднем вдвое превышает ПДК.

Близкими по своему действию к ДДТ является гексахлорциклогексан, гептахлор, хлорбензол, в результате чего эти МОС почти везде запрещены или их применение очень ограничено.

Фосфорорганические соединения (ФОС), в отличие от МОС, сегодня достаточно интенсивно производятся и используются в сельском хозяйстве. Среди них есть вещества ядовитые (метафос, меркаптофос) и высокотоксичные (фосфамид), применение которых полностью запрещено; есть соединения средней токсичности (хлорофос, карбофос), которые пока используются ограниченно; является низко-токсичные препараты (метилацетофоса, авенин), которые применяются достаточно широко. Большинство ФОС, даже низкотоксичные, характеризуются кумулятивным эффектом и поэтому могут представлять опасность для здоровья человека. Отравляющее действие ФОС заключается в угнетении фермента, который участвует в процессе передачи нервных импульсов. При этом нарушаются функции всех внутренних органов. Отравление сопровождается головной болью, головокружением, слабостью. В тяжелых случаях наступает потеря сознания, поражаются почки, печень, сердце, возможен летальный исход.

По сравнению с МОС, фосфорорганические соединения действуют гораздо сильнее, но период полураспада их обычно меньше - от нескольких недель до нескольких месяцев.

Ртутьорганические соединения (РОС) являются мощными фунгицидами и бактерицидами. Они высокотоксичные, легко проникают в мозг, характеризуются кумулятивным эффектом. РОС, прежде всего, гранозан и Меркурий в некоторых хозяйствах используются для предпосевной протравливание семян. Поэтому чаще всего отравления связаны со случайным употреблением такой дезинфицировано сырья. Главным действующим веществом является ртуть. Попадая в кровь, она накапливается в различных органах, связывается с ферментами и нарушает их работу. В случае отравления появляются металлический привкус во рту, слабость, головная боль. Высокие дозы ртути приводят к тяжелым нарушениям сознания или смерти от острой сердечно-сосудистой недостаточности. Первая помощь при отравлении ртутью заключается в применении антидота - унитиола.

Отравление могут вызвать любые ртутьовмисни соединения. Ртуть сама по себе ни в организме, ни в биотопах НЕ дезактивируется. Она накапливается в почвах или водоемах и дальше мигрирует трофическими цепями, постепенно концентрируясь, как ДДТ. С биологического круговорота ртуть изымается только в результате их выноса в Мировой океан и захоронения в донных осадочных отложениях. Например, в балтийской треске содержание ртути иногда достигает 800 мг на 1 кг массы. То есть, съев пять-шесть таких рыб, человек получает столько ртути, сколько содержится в медицинском термометре. Известны многочисленные случаи отравления ртутью даже при концентрации ее в окружающей среде, ниже ПДК.

Карбаматы. Пестициды этой группы синтезированные на основе карбаминовой кислоты и ее производных. Наиболее распространенными отечественными препаратами являются Севим, тиурам, цирам, цинеб, а зарубежными - МАНЭБ, занеб, пропоксур, метомил. Карбаматы имеют широкий спектр действия и поэтому могут быть использованы и как инсектициды, и как фунгициды, и как бактерициды, и как гербициды. Общая их особенность заключается в отсутствии кумулятивного эффекта, быстрому распаде (в течение одного-нескольких недель), низкой токсичности для человека и малой летучести. Благодаря этим свойствам карбаматы являются основной группой коммерческих пестицидов, применяемых в развитых странах. Пока единственной отрицательным свойством этих препаратов считается их неизбирательного токсичность для насекомых, в частности для пчел. В последнее время появились данные об опасности карбаматов и для человека - доказано, что Севим и некоторые другие препараты вызывают мутагенные эффекты.

Нитрофенолы - это фенольные соединения, добываемые из каменного угля и применяются как инсектициды, фунгициды и гербициды. Нитрофенолы влияют на любые клетки организма, то есть имеют неспецифическую действие, нарушая регуляцию процессов окислительного Фосфоритование. В результате усиливается работа митохондрий, значительно активизируются процессы окисления и дыхания. Нитрофенолы токсичны для человека, обладают канцерогенными свойствами, поэтому в развитых странах их производство и использование запрещено.

Специфические гербициды. К ним относятся так называемые контактные гербициды (атразин, симазин, паракват) и системные (2,4-Д, диурон). Эти препараты нарушают фотосинтез у растений и поэтому применяются для борьбы с сорняками. Специфические гербициды неустойчивы, не проявляют кумулятивного эффекта, однако некоторые из них высокотоксичные. На основе таких гербицидов был разработан дефолиант "оранж". Он применялся армией США во время войны во Вьетнаме для демаскировка партизан, повлекшее многочисленные заболевания и мутации не только у вьетнамцев, которые попали под "оранжевую" пыль, но и в американских солдат. Последствия этой химической войны до сих пор дают о себе знать как во Вьетнаме, так и в Соединенных Штатах. Действующим веществом "оранжевые" является специфический гербицид из группы диоксинов.

Диоксины являются самыми опасными из загрязнителей окружающей среды, производятся человеком. их объединяют в две группы хлорсодержащих соединений на основе дибензодиоксинов и дибензофуранов. Диоксины - очень устойчивые вещества. Они активно накапливаются в окружающей среде, переносятся воздушными потоками на большие расстояния, представляют угрозу для водоемов планеты и всего человечества. Например, в Прибалтике (в воде, донных отложениях, рыбе) содержится около 10 г диоксинов, однако уже сейчас это является предельной нормой для населения Швеции на 50 лет. Для выявления диоксинов требуется применение чувствительной аналитической техники.

Мидевмисни фунгициды. Самыми известными пестицидами этой группы является бордосская жидкость и медный купорос с действующим веществом - сульфатом меди. Мидевмисни препараты, как и ртуть, со временем не теряют своей токсичности, они накапливаются в почве, частично - в винограде и могут попасть в организм человека. Медь вызывает общее отравление, в случае которого появляются металлический привкус во рту, слюнотечение, рвота. При больших концентраций усиливается распад эритроцитов и возникают симптомы желтухи, вероятным становится летальный исход. Первая помощь при отравлении медью заключается в немедленном промывании желудка раствором перманганата калия. Затем пострадавшему надо дать молоко, активированный уголь.

В общем отравления пестицидами и продуктами их трансформации в экосистемах принадлежат к основным проявлениям обратного влияния антропогенных факторов на человека. В совокупности инсектициды и гербициды являются сильными "наркотиками" для экосистем, ведь они модифицируют функции жизненно важных звеньев цепей питания - консументов и продуцентов. То есть применение этих веществ может происходить только под руководством квалифицированных специалистов, имеющих официальные удостоверения, подобно тому, как это принято с лекарственными препаратами, используемыми для лечения людей.

Кроме пестицидов, в основных загрязнителей природной среды относятся также минеральные удобрения. Сегодня промышленность выпускает несколько сотен наименований азотных, фосфатных, калийных и комбинированных удобрений. Ежегодно в почвы вносятся десятки миллионов тонн удобрений. Растения усваивают лишь около 40% этой массы, остальные попадает в водоемы и загрязняет их. Питьевая вода, загрязненная минеральными удобрениями (прежде всего, азотными), стала обычным явлением во многих регионах мира. Кроме того, из-за чрезмерных концентрации удобрений в почве они в чрезмерных количествах накапливаются в растениях и попадают к нашему столу.

Действующими веществами многих азотных удобрений является нитратные и нитритные соединения, которые представляют реальную угрозу здоровью и жизни человека. Нитраты взаимодействуют с гемоглобином, переводя его в форму, не способную связывать кислород. Летальная доза нитратов для человека - около 2,5 г. Острое отравление, сопровождающееся тошнотой, поносом, синюшностью кожи, болью в груди, наступает при концентрации нитратов около 1 г на 1 л питьевой воды или на 1 кг пищи. Легкое отравление, проявляется в слабости и общей депрессии, наступает при концентрации от 300 мг / л у взрослых и от 100 мг / л - у детей.

Третье место после отравлений пестицидами и нитратами занимают тяжелые металлы - ртуть, свинец, цинк, марганец, хром, никель, которые используются человеком с давних времен. Например, в 1953 ртутью отравились более 200 жителей японского города Минамата, 52 из них умерли. Как выяснилось, причиной массового отравления стало употребление крабов в тканях которых содержалось много ртути. В крабах она накапливалась в результате сброса в залив загрязненных стоков химического завода, на котором хлорная ртуть применялась в качестве катализатора. При этом концентрация ртути в почках умерших людей была в 6 раз выше, чем в организмах крабов. Таким образом было обнаружено кумулятивные свойства тяжелых металлов.

Также в XX в. было открыто болезни, вызванные отравлением свинцом (так называемый сатурнизм). У больных сатурнизм появляются слабость, апатия, нарушается память, происходит прогрессирующая физическая и умственная деградация. Косвенные сведения об этом заболевании относятся ко времени, когда из свинца изготовляли водопроводные трубы. Такой водопровод действовал, например, в Древнем Риме, когда продолжительность жизни римских патрициев не превышала 25 лет.

И хотя сегодня почти нигде в мире нет свинцовых водопроводов, количество случаев заболеваний сатурнизм растет, ведь свинец выбрасывается в атмосферу при сгорании бензина в автомобильных двигателях. В стометровой полосе вокруг шоссе содержание свинца составляет 100-150 мкг на 1 кг почвы, тогда как нормальным считается его среднее содержание в литосфере до 10 мкг / кг. Свинец попадает в окружающую среду при добыче свинцовых руд. В Украине, например, большое количество свинца загрязнила почвы и водоемы, а затем поступила в цепи питания во время ликвидации аварии на Чернобыльской ИЛИ. Современное загрязнения биосферы свинцом подтверждает такой факт: содержание свинца в костях первобытного человека составил всего 2 мг, тогда как у современного человека - 100-200 мг. Именно свинец, поступающего в воздух в виде аэрозоля, является причиной возникновения протоплазматического яда, денатурирует белки, в свою очередь вызывает нарушение ферментативной активности. Он снижает количество гемоглобина и разрушает эритроциты.

Другие тяжелые металлы, подобно ртути и свинца, также имеют общее токсическое действие и поражают прежде всего нервную систему. Все они способны накапливаться в организме человека, имеют пролонгированное действие и изымаются из круговорота только после их вымывание в Мировой океан и захоронения в его донных отложениях.

Сегодня постоянными спутниками человека стали сильнодействующие ядовитые промышленные вещества (СДЯВ) и дымы. Отравление этими веществами многих людей возникает в результате повреждения хранилищ, пожаров, взрывов, аварийных выбросов предприятий, катастроф на морском и железнодорожном транспорте в различных регионах мира. По данным Всемирного центра лечения отравлений, чаще всего наблюдаются отравления хлором, аммиаком, парами различных кислот, сероводородом, смесью углеводородов и меркаптанов. В результате отравления хлором развиваются астматический бронхит, токсический отек легких, а при больших его концентраций происходят химический ожог легких, спазм голосовых связок, может наступить смерть. Отравление аммиаком вызывает ларингит, трахеит, трахеобронхит; в случае больших его концентраций последствия такие же, как и при сильном отравлении хлором. Легкие отравления парами кислот (серной, хлорной, азотной, уксусной и др.) Приводят к поражению дыхательных путей, вызывают ожоги кожи и способствуют развитию ее болезней; при высоких концентрациях возможен летальный исход.

Отравление кислотами могут вызывать смог. Например, NO3, что попадает в атмосферу с димогазовимы промышленными выбросами, взаимодействуя с водяным паром, углекислым газом и кислородом, образует азотную кислоту, альдегиды, специфические нитратные соединения, которые оседают на землю в виде смога. Всемирно-известные лондонские смоги, которые образовывались зимой результате сжигания угля с высоким содержанием серы. Сернистый газ после взаимодействия с водяным паром оседал вместе с пылевыми частицами на город, образуя серый туман. Следствием были многочисленные случаи хронических заболеваний дыхательных путей. Сейчас Лондон лишился этой характерного признака. Однако промышленные смоги можно часто наблюдать за индустриальными центрами Украины - Днепродзержинском, Кривым Рогом, Мариуполем, Донецком и др.

Еще одним опасным источником СДЯВ являются выбросы автомобильных газов. Набор ядовитых веществ в них очень разнообразен: угарный газ, тетраэтилсвинец, оксиды азота и серы, альдегиды, бензопирен и т.д. - всего около 200 наименований. Систематическое воздействие выхлопных газов на человека повышает частоту заболеваний бронхитом, острые респираторные инфекции, пневмонии, рак. Например, в Японии около 12% всех заболеваний связаны с загрязнением воздуха автомобилями.

Источником постоянного вредного воздействия на здоровье человека также строительные материалы и бытовая химия. Строительные материалы, лаки, краски, органические растворители, синтетические моющие средства, дезодоранты, увлажнители воздуха, аэрозоли, многочисленные полимеры - все это отражается на уровне заболеваемости человеческих популяций. Среди веществ, которые выделяются строительными материалами, наибольшую угрозу представляют формальдегид и асбестовые микрочастицы. Формальдегид попадает в воздух преимущественно из древесностружечных и древесноволокнистых плит, которые широко используются в производстве мебели и оформлении помещений. ПДК формальдегида в воздухе составляет ОД-0,12 мг / м8. Однако концентрация в воздухе современных квартир в среднем составляет около 0,5 мг / м3, а в отдельных случаях достигает 3 мг / м3. Формальдегид вызывает конъюнктивиты, воспаление кожи, заболевания органов дыхания, имеет определенные канцерогенными свойствами. Асбест применяется как изоляционный и противопожарный материал, входящий в состав асбоцементных труб. В виде микрочастиц (диаметром около 5 мкм) он попадает в воздух, а затем - в легкие, вызывая ряд заболеваний, в том числе онкологических.

Различные органические растворители, лаки и краски, дезодоранты и аэрозоли имеют слабые и средние канцерогенными свойствами, способны вызвать аллергические реакции, раздражение слизистых оболочек, заболевания дыхательных путей, печени и почек, нервные расстройства (особенно это касается некоторых растворителей и увлажнителей воздуха). Даже с хлорированной горячей воды в небольших количествах выделяется канцероген хлороформ, а из пластмассовых изделий и искусственных ковровых покрытий - токсичные для внутренних органов стирени. Поэтому все популярнее становятся строительные материалы и бытовые вещества, изготовленные из природного сырья.

Шумовое загрязнение. О вредном влиянии шума на здоровье человека было известно давно. Еще в XVI в. немецкий врач Парацельс считал, что именно шум вызывает глухоту и головную боль у шахтеров, мельников и чеканщиков. За время существования войн, стало известно, что массовые боевые крики или барабанный бой подавляют противника. Сирены самолетов-штурмовиков и пикировочные бомбардировщиков вызывают страх. Этому найдено объяснение: громкие звуки возбуждают человека, способствуют поступлению в кровь большого количества гормонов, в частности адреналина, в результате чего возникает ощущение опасности, страха. Сегодня уровень шума в крупных городах вырос по сравнению с XIX в., В десятки, сотни и даже тысячи раз. К источникам шума относятся все виды транспорта, промышленные объекты, громкоговорящие устройства, лифты, телевизоры и радиоприемники, музыкальные инструменты, скопления людей и тому подобное.

Радиация, в течение всей своей истории человек, как и биосфера в целом, подвергалась воздействию радиоактивного излучения, поступало из космоса и от радиоактивных изотопов, рассеянных в литосфере, гидросфере и атмосфере. Это излучение составляло естественный радиационный фон и способствовало эволюционному процессу, ведь обеспечивало устойчивый незначительный фон мутаций, в свою очередь увеличивало генетическое разнообразие популяций и давало материал для естественного отбора. Однако с середины XX в. человек начал интенсивно осваивать атомную энергию. Появились атомное оружие, атомные электростанции, исследовательские и лечебные радиоактивные препараты и устройства. В результате испытаний и применения ядерного оружия, аварий на АЭС (только на момент аварии на Чернобыльской атомной станции в мире их уже произошло более 200), нарушений гигиенических требований обращения с радиоактивными веществами и т.п. дозы облучения на планете и в ее отдельных регионах начали стремительно расти.

Активное участие в процессах метаболизма среди радиоактивных веществ берут стронций-90 (908г), цезий-137 (1 * ТСВ), йод-131 (181И). Именно они стали главными загрязнителями окружающей среды после аварии на ЧАЭС. Эти элементы попадают в организм с пылью, водой, в определенной степени им присущи кумулятивные свойства и способность накапливаться в трофических цепях. У человека радиоактивный йод концентрируется в щитовидной железе, цезий - в печени, стронций - в костях. Йод-131 вызывает сильное, но кратковременное облучение (он имеет короткий период полураспада и относительно быстро выводится из организма). Стронций и цезий, период полураспада которых составляет тысячи лет, вызывают облучение в течение всей жизни человека.

Ионизирующее излучение обладает высокой биологической активностью. Оно негативно влияет на живое вещество биосферы, в том числе и на человека, а в случае больших доз приводит к смерти. Ионизирующее излучение может действовать двояко. Во-первых, оно поражает носителей наследственности - молекулы ДНК, вызывая хромосомные и генные мутации, последствия которых проявляются сразу или через несколько поколений. Во-вторых, ионизирующее излучение способно поражать клетки и ткани и вызвать соматические нарушения, проявляющиеся в ожогах, катаракте, снижении иммунитета, ненормальном течении беременности, развития злокачественных опухолей различных органов.

Теперь доказано, что не бывает безвредных доз радиации: вероятность заболеваний возрастает прямо пропорционально поглощенной дозе облучения. Радиация по своей природе вредна для жизни. Малые дозы облучения могут спровоцировать еще до конца не установлены изменения в клетках живого организма, которые приводят к раку или генетическим повреждениям. При больших доз радиация может разрушать клетки, повреждать ткани органов и вызывать скорую гибель организма.

Повреждения, вызванные большими дозами облучения, проявляются в течение нескольких часов или дней. Раковые же заболевания, вызванные радиацией, появляются через много лет после облучения, как правило, не ранее, чем через один-два десятилетия. А врожденные пороки и другие наследственные болезни, вызываемые повреждением генетического аппарата, ощутимы лишь в следующем поколении: это дети, внуки и более отдаленные потомки индивидуума, подвергшегося облучению. Человек, почувствовала влияние радиации, не обязательно должна заболеть раком или стать носителем наследственных болезней; однако вероятность или риск таких последствий у нее выше, чем у человека, который не получала облучения. И риск этот тем больше, чем выше была доза облучения. Если доза слишком велика, то человек может погибнуть.

В некоторых случаях очень большие дозы облучения - около 100 Гр (Грей) - вызывают столь серьезные поражения центральной нервной системы (ЦНС), что гибель, как правило, наступает в течение нескольких часов или дней. При дозах облучения от 10 до 50 Гр, когда радиация влияет на всю ЦНС, поражения может быть не столь серьезным, чтобы привести к смерти сразу, но человек скорее умрет через 1-2 недели от кровоизлияния в желудочно-кишечный тракт. При меньших дозах может не быть серьезных повреждений желудочно-кишечного тракта, так как организм их компенсирует, но смерть может наступить через 1-2 месяца после облучения и главным образом из-за разрушения клеток красного костного мозга - главного компонента кроветворной системы организма. От дозы в 3-5 Гр при облучении всего тела умирает примерно половина всех пострадавших. Итак, большие дозы облучения отличаются от малых тем, что смерть в первом случае наступает раньше, а во втором - позже. Чаще всего человек умирает в результате одновременного проявления всех указанных последствий облучения.

Наиболее уязвимыми к облучению является красный костный мозг и другие элементы кроветворной системы, теряют способность нормально функционировать уже при дозах облучения в 0,5-1 Гр. Репродуктивные органы и глаза также имеют повышенную чувствительность к облучению. Однократное облучение за дозы только в 0,1 декабрь приводит к временной стерильности мужчин, а дозы выше 2 декабря обусловливают постоянную стерильность: лишь много лет семенники могут вновь продуцировать полноценную сперму. Яичники менее чувствительны к действию радиации, по крайней мере, у взрослых женщин.

Дети еще более чувствительны к действию радиации. Относительно небольшие дозы облучения хрящевой ткани могут замедлять или вовсе останавливать в них рост костей, что приводит к аномалиям развития скелета. Чем меньше возраст ребенка, тем сильнее влияние облучения на рост ее костей. Суммарная доза около 10 Гр, полученная в течение нескольких недель при ежедневном облучении, вызывает некоторые аномалии развития скелета. Также оказалось, что облучение мозга ребенка при лучевой терапии может вызвать изменения в ее характере, потерю памяти, а в очень маленьких детей - слабоумие и идиотии. Кости и мозг взрослого человека способны выдерживать высокие дозы.

Опасными источниками поступления радионуклидов в организм человека является вода, молоко, овощи, фрукты, мясо, рыба. На уменьшение опасности радиации значительно влияет учета периода полураспада радиоактивных веществ. Почти все страны, которые используют атомную энергию, используют нормы и правила радиационной безопасности, основанные на рекомендациях Международной комиссии по радиационной защите. их целью является предупреждение неблагоприятных последствий облучения людей в процессе применения, хранения и транспортировки радиоактивных веществ и источников ионизирующего излучения.

Непредсказуемые последствия может иметь также необоснованная интродукция новых видов. Например, 1966 в Бразилию с целью селекции новых перспективных гибридов было завезено диких африканских пчел, которые намного агрессивнее европейских. Случайно несколько пчелиных семей попали в природу. Африканские пчелы начали быстро расселяться, истребляя местных пчел или скрещиваясь с ними. От их нападений в Латинской Америке погибло несколько сотен человек, пчелы уничтожили десятки тысяч домашних животных. Сегодня африканские пчелы уже начали "осваивать" территорию Северной Америки.

Итак, экология человека как междисциплинарная наука, исследующая взаимовлияние природы и человеческой популяции с целью улучшения состояния здоровья, повышения социально-трудового потенциала человека, сформировалась почти одновременно с классической биологической экологией. Однако интерес человека к тому, что происходит в окружающем мире и как это влияет на здоровье, оказался значительно раньше - тогда, когда она сформировалась как мыслящее существо. Со временем знания о взаимосвязи в природе, влияние внешних факторов на самочувствие, здоровье и развитие человечества были систематизированы, осмыслены, обогащенные результатам различных экспериментов и синтезированные в научное направление, которое сочетает приобретенный естественных (астрономия, геология, география, физика, химия, биология, медицина и др.), социальных, философских и экономических отраслей научной деятельности.

Экологические факторы влияющие на здоровье человека

Все процессы в биосфере взаимосвязаны. Человечество - лишь незначительная часть биосферы, а человек является лишь одним из видов органической жизни - Homo sapiens (человек разумный). Разум выделил человека из животного мира и дал ему огромное могущество. Человек на протяжении веков стремился не приспособиться к природной среде, а сделать ее удобной для своего существования. Теперь мы осознали, что любая деятельность человека оказывает влияние на окружающую среду, а ухудшение состояния биосферы опасно для всех живых существ, в том числе и для человека. Всестороннее изучение человека, его взаимоотношений с окружающим миром привели к пониманию, что здоровье - это не только отсутствие болезней, но и физическое, психическое и социальное благополучие человека. Здоровье - это капитал, данный нам не только природой от рождения, но и теми условиями, в которых мы живем.

Химические загрязнения среды и здоровье человека

В настоящее время хозяйственная деятельность человека все чаще становится основным источником загрязнения биосферы. В природную среду во все больших количествах попадают газообразные, жидкие и твердые отходы производств. Различные химические вещества, находящиеся в отходах, попадая в почву, воздух или воду, переходят по экологическим звеньям из одной цепи в другую, попадая в конце концов в организм человека.

На земном шаре практически невозможно найти место, где бы не присутствовали в той или иной концентрации загрязняющие вещества. Даже во льдах Антарктиды, где нет никаких промышленных производств, а люди живут только на небольших научных станциях, ученые обнаружили различные токсичные (ядовитые) вещества современных производств. Они заносятся сюда потоками атмосферы с других континентов.

Вещества, загрязняющие природную среду, очень разнообразны. В зависимости от своей природы, концентрации, времени действия на организм человека они 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.

Сходные признаки наблюдаются и при радиоактивном загрязнении окружающей среды.

Так, в районах, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате Чернобыльской катастрофы, заболеваемость среди населения особенно детей, увеличилась во много раз.

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. В результате загрязнения появляются новые, неизвестные ранее болезни. Причины их бывает очень трудно установить.

Огромный вред здоровью человека наносит курение. Курильщик не только сам вдыхает вредные вещества, но и загрязняет атмосферу, подвергает опасности других людей. Установлено, что люди, находящиеся в одном помещении с курильщиком, вдыхают даже больше вредных веществ, чем он сам.

Экологический фактор - это любой нерасчленяемый далее элемент окружающей среды, способный оказывать прямое либо косвенное воздействие на живой организм хотя бы на протяжении одного из этапов его индивидуального развития, или, другими словами, то из условий среды, на воздействие которого организм отвечает приспособительными реакциями.

Экологические факторы весьма разнообразны как по своей природе, так и по воздействию на живые организмы. Их можно условно подразделить на три основные группы: абиотические, биотические и антропогенные.

Абиотические факторы - это факторы, связанные с воздействием на организмы неживой природы, то есть климатические факторы (температура, свет, влажность, давление и др.); физические свойства почвы и воды; орографические факторы (условия рельефа).

Абиотические факторы влияют на организм непосредственно, как, например, свет или тепло, или опосредованно - как рельеф, который обусловливает степень действия прямых факторов: освещенности, влажности, силы ветра и др.

Биотические взаимоотношения имеют чрезвычайно сложный характер. Они тоже могут оказывать и прямое, и косвенное влияние.

Антропогенные факторы - это все те формы деятельности человека, которые либо опосредованно воздействуют на организмы, изменяя естественную (природную) среда, а значит, и условия обитания живых организмов, либо непосредственно влияют на отдельные виды животных и растений.

Антропогенные факторы, по сути дела, тоже являются биотическими, так как своим происхождением они обязаны человеку - существу биологическому. Однако эти факторы стали выделять в особую группу по причине их многообразия и специфичности.

В зависимости от характера воздействий антропогенные факторы делят на две группы:

– факторы прямого влияния – это непосредственное (прямое) воздействие человека на организм (скашивание травы, вырубка леса, отстрел животных, отлов рыбы и т. д.);

– факторы косвенного влияния – это опосредованное (косвенное) воздействие на организм (загрязнение окружающей среды, разрушение местообитаний, беспокойство и т.д.).

В зависимости от последствий воздействия антропогенные факторы делят на следующие группы:

– положительные факторы – факторы, которые улучшают жизнь организмов или увеличивают их численность (разведение и охрана животных, посадка и подкормка растений, охрана окружающей среды и т. д.);

– отрицательные факторы – факторы, которые ухудшают жизнь организмов или снижают их численность (вырубка деревьев, отстрел животных, разрушение местообитаний и т.д.).

Наиболее опасные загрязнители окружающей среды. Большие объемы поступлений в окружающую среду разнообразных химических веществ, биологических агентов при низком уровне контроля промышленных, сельскохозяйственных, бытовых и прочих загрязнителей не позволяют установить достаточно четко меру опасности для здоровья техногенных загрязнителей, содержащихся в атмосферном воздухе или почве, питьевой воде или продуктах питания.

Наиболее опасными и токсичными из тяжелых металлов являются кадмий, ртуть и свинец. Установлена связь между количеством обнаруженных в воде и почве кадмия, свинца, мышьяка и уровнями заболеваемости злокачественными новообразованиями различных форм среди населения экологически неблагополучных районов.

Загрязнение кадмием пищевых продуктов, как правило, происходит из-за загрязнения почвы и питьевой воды сточными водами и другими отходами промышленных предприятий, а также при использовании фосфорных удобрений и пестицидов. В воздухе сельских местностей концентрация кадмия в 10 раз превышает уровни естественного фона, а в городской среде нормативы могут быть превышены до 100 раз. Больше всего кадмия человек получает с растительной пищей.

Общеизвестно, что далеко не безвредными для организма являются нитраты и нитриты. Нитраты, используемые в качестве минеральных удобрений, в самых высоких концентрациях встречаются в зеленых овощах, например, в шпинате, салате, щавеле, свекле, моркови, капусте. Особенно опасны высокие концентрации нитратов в питьевой воде, так как при их взаимодействии с гемоглобином нарушаются его функции переносчика кислорода. Возникают явления кислородного голодания с признаками одышки, асфиксии. В тяжелых случаях отравление может заканчиваться летальным исходом. Экспериментально доказано, что нитраты обладают также мутагенным и эмбриотоксическим действием.

Нитриты, представляющие собой соли азотистой кислоты, давно используются в качестве консерванта при изготовлении колбас, ветчины, мясных консервов. Другая опасность нахождения в продуктах питания нитритов заключается в том, что в желудочно-кишечном тракте под воздействием микрофлоры из нитритов образуются нитросоединения, обладающие канцерогенными свойствами.

Стойкими в экологических цепях оказываются радионуклиды, поступающие в организм человека также в основном с продуктами питания. Из продуктов расщепления урана стронций-90 и цезий-137 (имеющие период полураспада порядка 30 лет) представляют особую опасность: стронций вследствие своего сходства с кальцием очень легко проникает в костную ткань позвоночных, тогда как цезий накапливается в мускульных тканях, замещая калий. Они способны накапливаться в организме в количествах, достаточных для причинения ущерба здоровью, оставаясь в зараженном организме практически всю его жизнь и вызывая канцерогенные, мутагенные и другие заболевания.

История экологического знания насчитывает много веков. Уже первобытным людям необходимо было иметь определенные знания о растениях и животных, их образе жизни, взаимоотношениях друг с другом и с окружающей средой. В рамках общего развития естественных наук происходило и накопление знаний, ныне принадлежащих к области экологической науки. Как самостоятельная обособившаяся дисциплина экология выделилась в XIX в.

Термин Экология (от греч.экое - дом, логос - учение) в науку ввел немецкий биолог Эрнест Геккель.

В 1866 г. в работе «Всеобщая морфология организмов» он писал, что это «... сумма знаний, относящихся к экономике природы: изучению всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и прежде всего его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми оно прямо или косвенно вступает в контакт». Такое определение относит экологию к биологическим наукам. В начале XX в. формирование системного подхода и разработка учения о биосфере, которое является обширнейшей областью знания, включающей в себя множество научных направлений как естественного, так и гуманитарного цикла, в том числе и общую экологию, обусловили распространение экосистемных взглядов в экологии. Основным объектом для изучения в экологии стала экосистема.

Экосистемой называют совокупность живых организмов, взаимодействующих друге другом и с окружающей их средой посредством обмена веществом, энергией и информацией таким образом, что эта единая система сохраняет устойчивость в течение продолжительного времени.

Все возрастающее воздействие человека на окружающую среду потребовало вновь расширить границы экологического знания. Во второй половине XX в. научно-технический прогресс повлек за собой ряд проблем, получивших статус глобальных, таким образом, в поле зрения экологии явственно обозначились вопросы сравнительного анализа природных и техногенных систем и поиска путей их гармоничного сосуществования и развития.

Соответственно дифференцировалась и усложнялась структура экологической науки. Сейчас ее можно представить как четыре основные ветви, имеющие дальнейшее деление: Биоэкология, геоэкология, экология человека, прикладная экология.

Таким образом, мы можем дать определение экологии как науки об общих законах функционирования экосистем различного порядка, совокупности научных и практических вопросов взаимоотношений человека и природы.

2. Экологические факторы, их классификация, виды воздействия на организмы

Любой организм в природе испытывает на себе воздействие самых разнообразных компонентов внешней среды. Любые свойства или компоненты окружающей среды, оказывающие влияние на организмы, называют экологическими факторами.

Классификация экологических факторов. Факторы среды (экологические факторы) разнообразны, имеют разную природу и специфику действия. Выделяют следующие группы экологических факторов:

1. Абиотические (факторы неживой природы):

а) климатические - условия освещенности, температурный режим и т. п.;

б) эдафические (местные) - водоснабжение, тип почвы, рельеф местности;

в) орографические - воздушные (ветер) и водные течения.

2. Биотические факторы - это все формы воздействия живых организмов друг на друга:

Растения Растения. Растения Животные. Растения Грибы. Растения Микроорганизмы. Животные Животные. Животные Грибы. Животные Микроорганизмы. Грибы Грибы. Грибы Микроорганизмы. Микроорганизмы Микроорганизмы.

3. Антропогенные факторы - это все формы деятельности человеческого общества, приводящие к изменению среды обитания других видов или непосредственно сказывающиеся на их жизни. Воздействие этой группы экологических факторов стремительно возрастает из года в год.

Виды воздействия экологических факторов на организмы. Экологические факторы оказывают на живые организмы воздействия разного рода. Они могут являться:

Раздражителями, которые способствуют появлению приспособительных (адаптивных) физиологических и биохимических изменений (зимняя спячка, фотопериодизм);

Ограничителями, изменяющими географическое распространение организмов из-за невозможности существования в данных условиях;

Модификаторами, которые вызывают морфологические и анатомические изменения организмов;

Сигналами, свидетельствующими об изменениях других факторов среды.

Общие закономерности действия экологических факторов:

В связи с чрезвычайным разнообразием экологических факторов различные виды организмов, испытывая их влияние, отвечают на него по-разному, тем не менее, можно выявить ряд общих законов (закономерностей) действия экологических факторов. Остановимся на некоторых из них.

1. Закон оптимума

2. Закон экологической индивидуальности видов

3. Закон ограничивающего (лимитирующего) фактора

4. Закон неоднозначного действия

3. Закономерности действия факторов среды на организмы

1)Правило оптимума. Для экосистемы, организма или определенной стадии его

развития имеется диапазон наиболее благоприятного значения фактора. Там, где

факторы благоприятны плотность популяции максимальна. 2)Толерантность.

Эти характеристики зависят от среды, в которой обитают организмы. Если она

стабильна по своим

свой-ам, в ней больше шансов на выживание организмов.

3) Правило взаимодействия факторов. Одни факторы могут усиливать или

смягчать силу действия других факторов.

4) Правило лимитирующих факторов. Фактор, находящийся в недостатке или

избытке отрицательно влияет на организмы и ограничивает возможность прояв. силы

действия других факторов. 5)Фотопериодизм. Под фотопериодизмом

понимают реакцию организма на длину дня. Реакция на изменение света.

6) Адаптация к ритмичности природных явлений. Адаптация к суточной и

сезонной ритмике, приливно-отливным явлениям, ритмам солнечной активности,

лунным фазам и др. явлениям, повторяющимся со строгой периодичность.

Эк. валентность (пластичность) - способность орг. адаптироваться к отд. факторам окр. среды.

Закономерности действия экологических факторов на живые организмы.

Экологические факторы и их классификация. Все организмы потенциально способны к неограниченному размножению и расселению: даже виды, ведущие прикрепленный образ жизни, имеют хотя бы одну фазу развития, на которой способны к активному или пассивному распространения. Но вместе с тем видовой состав организмов, обитающих в различных климатических зонах, не смешивается: для каждой из них присущ определенный набор видов животных, растений, грибов. Это объясняется ограничением чрезмерного размножения и расселения организмов определенными географическими преградами (моря, горные хребты, пустыни и др.), климатическими факторами (температура, влажность и др.)., А также взаимосвязями между отдельными видами.

В зависимости от природы и особенностей действия экологические факторы разделяют на абиотические, биотические и антропогенные (антропичних).

Абиотические факторы - это компоненты и свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на отдельные организмы и их группировки (температура, освещенность, влажность, газовый состав воздуха, давление, солевой состав воды и др.).

К отдельной группе экологических факторов относятся различные формы хозяйственной деятельности человека, изменяющие состояние среды обитания различных видов живых существ, включая и самого человека (антропогенные факторы). За относительно короткий период существования человека как биологического вида, ее деятельность коренным образом изменила облик нашей планеты и ежегодно это влияние на природу возрастает. Интенсивность действия некоторых экологических факторов может оставаться относительно стабильной на протяжении длительных исторических периодов развития биосферы (например, солнечное излучение, сила тяжести, солевой состав морской воды, газовый состав атмосферы и т.д.). Большинство из них имеет переменную интенсивность (температура, влажность и т.д.). Степень изменчивости каждого из экологических факторов зависит от особенностей среды обитания организмов. Например, температура на поверхности почвы может варьировать в значительных пределах в зависимости от времени года или суток, погоды и т.д., тогда как в водоемах на глубинах свыше нескольких метрах перепады температуры почти отсутствуют.

Изменения экологических факторов могут быть:

Периодическими, в зависимости от времени суток, времени года, положение Луны относительно Земли и т.п.;

Непериодическими, например, извержения вулканов, землетрясения, ураганы и др..;

Направленными течение значительных исторических промежутков времени, например, изменения климата Земли, связанные с перераспределением соотношения площадей суши и Мирового океана.

Каждый из живых организмов постоянно приспосабливается ко всему комплексу экологических факторов, то есть к среде обитания, регулируя процессы жизнедеятельности в соответствии с изменениями этих факторов. Среда обитания - это совокупность условий, в которых живут определенные особи, популяции, группировка организмов.

Закономерности влияния экологического факторов на живые организмы. Несмотря на то, что экологические факторы очень разнообразны и различны по природе, отмечают некоторые закономерности их влияния на живые организмы, а также реакций организмов на действие этих факторов. Приспособления организмов к условиям среды обитания называются адаптациями. Они производятся на всех уровнях организации живой материи: от молекулярного до биогеоценотичного. Адаптации непостоянны, поскольку изменяются в процессе исторического развития отдельных видов в зависимости от изменений интенсивности действия экологических факторов. Каждый вид организмов приспособлен к определенным условиям существования особым образом: не существует двух близких видов, сходных посвоим адаптациями (правило экологической индивидуальности). Так, крот (ряд Насекомоядные) и слепыш (ряд Грызуны) адаптированы к существованию в почве. Но крот роет ходы с помощью передних конечностей, а слепыш - резцов, выбрасывая наружу грунт головой.

Хорошая приспособленность организмов к определенному фактору не означает такого же адаптированности к другим (правило относительной независимости адаптации). Например, лишайники, которые могут поселяться на субстратах, бедных на органику (например, скальных породах) и выдерживать засушливые периоды, очень чувствительны к загрязнению воздуха.

Существует и закон оптимума: каждый фактор положительно влияет на организм лишь в определенных пределах. Благоприятная для организмов определенного вида интенсивность воздействия экологического фактора называется зоны оптимума. Чем больше интенсивность действия определенного экологического фактора отклоняться отоптимальной в ту или другую сторону, тем больше будет выражена его угнетающее действие на организмы (зона пессимума). Значение интенсивности воздействия экологического фактора, по которым существование организмов становится невозможным, называют верхней и нижней границей выносливости (критические точки максимума и минимума). Расстояние между границами выносливости определяет экологическую валентность определенного вида относительно того или иного фактора. Следовательно, экологическая валентность - это диапазон интенсивности воздействия экологического фактора, в котором возможно существование определенного вида.

Широкую экологическую валентность особей определенного вида относительно конкретного экологического фактора обозначают префиксом «евры-». Так, песцы относятся к евритермних животных, поскольку выдерживают значительные колебания температуры (в пределах 80ьС). Некоторые беспозвоночные (губки, кильчакив, иглокожие) относятся к еврибатних организмов, потому поселяются от прибрежной зоны до больших глубин, выдерживая значительные колебания давления. Виды, которые могут жить в широком диапазоне колебаний различных экологических факторов, называют еврибионтнимы Узкая экологическая валентность, то есть неспособность выдерживать значительные изменения определенного экологического фактора, обозначают приставкой «стено-» (например, стенотермные, стенобатни, стенобионтных т.д.).

Оптимум и пределы выносливости организма относительно определенного фактора зависят от интенсивности действия других. Например, в сухую безветренную погоду легче выдерживать низкие температуры. Итак, оптимум и пределы выносливости организмов в отношении любого фактора среды могут сдвигаться в определенную сторону в зависимости от того, с какой силой и в каком сочетании действуют другие факторы (явление взаимодействия экологических факторов).

Но взаемокомпенсация жизненно важных экологических факторов имеет определенные границы и ни один не может быть заменен другими: если интенсивность действия хотя бы одного фактора выходит за пределы выносливости, существование вида становится невозможным, несмотря на оптимальную интенсивность действия других. Так, недостаток влаги тормозить процесс фотосинтеза даже при оптимальной освещенности и концентрации CO2 в атмосфере.

Фактор, интенсивность действия которого выходит за пределы выносливости, называется ограничительным. Ограничивающие факторы определяют территорию расселения вида (ареал). Например, распространение многих видов животных на север сдерживается нехваткой тепла и света, на юг - дефицитом влаги подобное.

Таким образом, присутствие и процветания определенного вида в данной среде обитания обусловлено его взаимодействием с целым комплексом экологических факторов. Недостаточная или чрезмерная интенсивность действия любого из них невозможным процветание и само существование отдельных видов.

Экологические факторы - это любые компоненты окружающей среды, влияющие на живые организмы и их группировки; их делят на абиотические (составляющие неживой природы), биотические (различные формы взаимодействия между организмами) и антропогенные (различные формы хозяйственной деятельности человека).

Приспособления организмов к условиям окружающей среды называют адаптациями.

Любой экологический фактор имеет лишь определенные пределы положительного влияния на организмы (закон оптимума). Границы интенсивности действия фактора, по которым существование организмов становится невозможным, называют верхней и нижней границей выносливости.

Оптимум и пределы выносливости организмов по отношению любой яко-го фактора среды могут варьироваться в определенную сторону в зависимости от того, с какой интенсивностью и в каком сочетании действуют другие экологические факторы (явление взаимодействия экологических факторов). Но их взаимная компенсация ограничена: ни один жизненно необходимый фактор не может быть заменен другими. Экологический фактор, который выходит за пределы выносливости, называется ограничительного, он определяет ареал определенного вида.

кологическая пластичность организмов

Экологическая пластичность организмов (экологическая валентность) - степень приспособляемости вида к изменениям фактора среды. Выражается диапазоном значений факторов среды, в пределах которого данный вид сохраняет нормальную жизнедеятельность. Чем шире диапазон, тем больше экологическая пластичность.

Виды, способные существовать при небольших отклонениях фактора от оптимума, называются узкоспециализированными, а виды, выдерживающие значительные изменения фактора - широкоприспособленными.

Экологическая пластичность может рассматриваться как по отношению к отдельному фактору, так и по отношению к комплексу экологических факторов. Способность видов переносить значительные изменения определенных факторов оозначается соответствующим термином с приставкой "эври":

Эвритермные (пластичны к температуре)

Эвриголинные (соленость воды)

Эврифотные (пластичны к свету)

Эвригигрические (пластичны к влажности)

Эвриойкные (пластичны к месту обитания)

Эврифагные (пластичны к пище).

Виды, приспособленные к небольшим изменениям данного фактора, обозначаются термином с приставкой "стено". Эти приставки используются, чтобы выразить относительную степень толерантности (например, у стенотермного вида экологический температурный оптимум и пессимум сближены).

Виды, обладающие широкой экологической пластичностью по отношению к комплексу экологических факторов - эврибионты; виды с малой индивидуальной приспособляемостью - стенобионты. Эврибионтность и истенобионтность характеризуют различные типы приспособления организмов к выживанию. Если эврибионты долгое время развиваются в хороших условиях, то они могут утрачивать экологическую пластичность и вырабатывать черты стенобионтов. Виды, существующие при значительных колебаниях фактора, приобретают повышенную экологическую пластичность и становятся эврибионтами.

Например, в водной среде больше стенобионтов, так как она по своим свойствам относительно стабильна и амплитуды колебания отдельных факторов малы. В более динамичной воздушно-наземной среде преобладают эврибионты. У теплокровных животных экологическая валентность шире, чем у хладнокровных. Молодые и старые организмы, как правило, требуют более однородных условий среды.

Эврибионты широко распространены, а стенобионтность суживает ареалы; однако в некоторых случаях благодаря высокой специализированности стенобионтам принадлежат обширные территории. Например, рыбоядная птица скопа является типичным стенофагом, но по отношению к другим факторам среды - эврибионтом. В поисках необходимой пищи птица способна преодолевать в полете большие расстояния, поэтому занимает значительный ареал.

Пласти́чность - способность организма существовать в определённом диапазоне значений экологического фактора. Пластичность определяется нормой реакции.

По степени пластичности по отношению к отдельным факторам все виды подразделяются на три группы:

Стенотопы - виды, способные существовать в узком диапазоне значений экологического фактора. Например, большинство растений влажных экваториальных лесов.

Эвритопы - широкопластичные виды, способные осваивать различные местообитания, например, все виды-космополиты.

Мезотопы занимают промежуточное положение между стенотопами и эвритопами.

Следует помнить, что вид может быть, например, стенотопом по одному фактору и эвритопом - по другому и наоборот. Например, человек является эвритопом по отношению к температуре воздуха, но стенотопом по содержанию кислорода в нём.