Тема 6: экологическая безопасность

1. Влияние опасных факторов среды обитания на здоровье населения

В последние десятилетия наблюдается все возрастающий интерес к различ­ным аспектам охраны окружающей среды от истощения, загрязнения и деграда­ции. Основной причиной чрезвычайной актуальности этой проблемы является интенсивное изменение окружающей среды под влиянием антропогенной (связанной с человеком) деятельности: быстрого развития промышленности, энергетики и транспорта, химизации сельского хозяйства и быта, урбанизации, роста городов, что приводит к увеличению промышленных, сельскохозяйствен­ных, транспортных, бытовых и других отходов, интенсивно загрязняющих окружающую среду. Это оказывает как прямое, так и опосредованное влияние на здоровье и заболеваемость населения, условия его труда, быта и отдыха.

Подавляющая часть антропогенных воздействий носит целенаправленный характер, то есть осуществляется человеком сознательно, во имя достижения конкретных целей. Анализ экологических последствий антропогенной деятель­ности позволяет разделить их на положительные и отрицательные. К положи­тельным относятся воспроизводство природных ресурсов, рекультивация земель на месте разработок полезных ископаемых, лесонасаждения, восстановление нарушенных биогеоценозов и другие мероприятия. Наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является физическое, химическое, биологическое и другие виды загрязнений. Таким образом, антро­погенное воздействие оказывает существенное влияние на функционирование системы «человек — природа» и предполагает рассмотрение мер по обеспече­нию экологической безопасности.

Экологическая безопасность — состояние защищенности биосферы, жиз­ненно важных интересов личности, общества, государства от реальных и потенциальных угроз, возникающих в результате антропогенных и природных воздействий на окружающую среду. Экологическая безопасность может быть количественно оценена степенью экологического риска и достигаться совокуп­ностью мероприятий, направленных на снижение отрицательного антропогенно­го воздействия на окружающую среду.

Экологический риск — это вероятность деградации окружающей среды или перехода ее в неустойчивое состояние. Экологический риск характеризуется вероятностью возникновения неблагоприятного события, величиной возможно­го ущерба, неопределенностью момента возникновения, интенсивности и последствий возможного события. Экологический риск может быть количест­венно оценен произведением вероятности негативного воздействия источника опасности и величины ущерба в результате этого воздействия.

Примерная последовательность оценки экологического риска заключается в следующих действиях: первичной идентификации опасности; описании источ­ников опасности и связанного с ними ущерба; оценки риска в условиях нор­мальной работы, вероятностных аварий и возможных сценариев развития аварии; статистической оценки и вероятностного анализа риска. Экологический риск может быть вынужденным (ситуации, в которых отдельный человек мало что может сделать, чтобы уменьшить степень риска) и добровольным (ситуации, которые могут контролироваться каждым отдельным человеком).

На человека повседневно воздействует сложный комплекс многих факторов окружающей среды, причем одни из них оказывают влияние постоянно, другие

• периодически и практически никогда не действует ни один из них изолиро­ванно. Поэтому оценивать важно весь комплекс факторов с целью решения практических задач по профилактике заболеваний населения, по оздоровлению окружающей среды. Опасные факторы окружающей среды обычно делят на химические, биологические и физические.

Химические опасные факторы среды могут быть природного и антропо­генного происхождения. Значительную роль в химическом загрязнении среды играет транспорт: сухопутный, водный, воздушный, использующий в качестве источника энергии нефтепродукты. Количество химических веществ очень велико. Так, уже сегодня в банке данных Chemical Abstract Services (США) имеются сведения о почти 8 млн различных химических соединений, причем несколько десятков тысяч из этого количества находят широкое применение в многообразных сферах жизни и постоянно используются людьми.

К наиболее опасным химическим загрязнителям относят тяжелые металлы, пестициды, канцерогенные и радиоактивные вещества, оксид углерода II, оксид углерода IV, оксид серы IV, оксиды азота, фураны и др. В зависимости от степени токсического воздействия, химические вещества подразделяют на три класса опасности:

1. Мышьяк, ртуть, кадмий, селен, свинец, цинк, фтор, бензапирен.

2. Бор, кобальт, никель, медь, сурьма, хром.

3. Вольфрам, марганец, стронций, ванадий.

Промышленные предприятия загрязняют воздух оксидами серы, азота, взвешенными пылевыми частицами, многими органическими соединениями, асбестом, солями тяжелых металлов, включая свинец, кадмий, ртуть, бериллий, и другими веществами, представляющими собой исходное сырье, промежуточ­ные или конечные продукты производства, промышленные отходы.

В результате аварий на химически опасных объектах (ХОО) тысячи людей оказываются пораженными АХОВ. Самая крупная авария XX в. произошла в 1984 г. в Бхопал (Индия). В результате утечки метилизоцианата на заводе американской транснациональной компании «Юнион Карбайд» 3000 человек погибли и 200 тыс. получили отравления различной степени тяжести.

Основными причинами загрязнения водоемов химичес ими веществами яв­ляется сброс в них неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод, содержащих множество разнообразных химичес их соединений; значительное оличество удобрений и пестицидов может поступать в источни и воды с поверхностным сто ом с сельс охозяйственных полей; ливневые воды с город- с их территорий содержат большое оличество взвешенных веществ, нефтепро- ду ты и другие загрязнители. Загрязнение почвы может происходить в результа­те внесения в нее удобрений, пестицидов, орошения полей сточными водами, содержащими различные химические соединения, устройства свалок промыш­ленных и бытовых отходов.

В продукты питания химические вещества могут попадать в результате об­работки полей минеральными удобрениями, пестицидами, при транспортировке, использовании химических добавок с целью улучшения внешнего вида, товар­ных и других свойств продуктов. Известны случаи загрязнения продуктов питания соединениями металлов и других элементов — свинца, мышьяка, ртути, кадмия, олова, марганца, а также нефтепродуктами, пестицидами, нитросоеди­нениями.

Однако условия для образования наиболее высоких концентраций химиче­ских веществ чаще всего создаются в производственной среде, где эти вещества непосредственно применяются или получаются в процессе производства. По характеру токсического действия химические соединения делят на вещества с преимущественным общетоксическим действием и на вещества, обладающие способностью к специфическим эффектам — канцерогенному, мутагенному, аллергенному, тератогенному, эмбриотоксическому и др. Вещества второй группы являются более опасными, чем вещества только общетоксического действия, в силу того, что они способны вызывать более тяжелые поражения организма или воздействовать на потомство.

Биологические опасные факторы — это совокупность биологических компонентов, воздействие которых на человека или окружающую среду связано с их способностью в естественных или искусственных условиях оказывать неблагоприятное влияние на здоровье людей. Они могут быть как природного, так и антропогенного происхождения, встречаться во всех средах — в воде, воздухе, почве, продуктах питания, на производстве, в быту. Биологические загрязнители окружающей среды весьма многочисленны и разнообразны. Основными компонентами биологического фактора являются: макроорганизмы (животные, птицы, рыбы); микроорганизмы (патогенные, условно-патогенные и др.); продукты микробиологического синтеза (ферменты, антибиотики, токсины, аминокислоты, белково-витаминные концентраты и т. д.).

По данным Всемирной организации здравоохранения, через пищу и воду человек может заражаться возбудителями многих инфекций, в том числе сальмонеллами, холерными вибрионами, стафилококками, стрептококками, риккетсиями, микробактериями туберкулеза, вирусами и т. д. По воздуху распространяется более 20% всех инфекционных болезней человека, в том числе грипп, корь, коклюш, натуральная и ветряная оспа, краснуха, цереброспиналь­ный менингит, пневмония, дифтерия, скарлатина, ангина и другие.

Другая группа биологических факторов загрязнения окружающей среды возникла в связи с развитием промышленности микробиологического синтеза — производством кормовых и пищевых добавок, дрожжей, аминокислот, антибио­тиков, что повлекло за собой появление качественно нового вида загрязнения микроорганизмами — продуцентами (ферменты, витамины, аминокислоты, белки) и продуктами их жизнедеятельности.

В районах размещения биопредприятий загрязняются атмосферный воздух, вода водоемов, почва, растительность. В середине 70-х гг. в Киришах (200 км от Сан т-Петербурга) на базе нефтеперерабатывающего производства было созда­но еще одно предприятие — Киришский биохимический завод (КБХЗ), который должен был производить бел ово-витаминный онцентрат (БВК), изготавливае­мый из парафинов нефти. Почти сразу с началом производства БВК в Киришах увеличилось число аллергических и хронических заболеваний. У БВК есть и другие опасные свойства: он влияет на иммунную систему, вызывает иммуно­дефицит и этим подобен СПИДу. Более того, БВК воздействует на генетический код человека: последствия его воздействия могут проявиться и через поколение.

Среди биологичес их фа торов следует назвать большую группу опасных для челове а паразитов, оторые вызывают ряд опасных заболеваний — гель- минтозов.

Приведенные примеры увеличения заболеваемости населения, связанного с биологическим загрязнением окружающей среды, показывают его большую санитарно-гигиеническую значимость, сохраняющуюся несмотря на успехи медицины в лечении ряда инфекционных заболеваний.

Физические опасные факторы окружающей среды, действующие на че­ловека, весьма разнообразны и довольно многочисленны. По происхождению они могут быть природными и антропогенными. Среди них могут быть факторы благоприятные, необходимые для здоровья человека, и вредные, что зависит как от вида, так и интенсивности их воздействия.

К природным факторам среды относятся температура, влажность, движение воздуха, солнечная радиация, включающая видимую и невидимую части спек­тра, атмосферное давление, гравитация, магнитное поле Земли, атмосферное электричество, космическое излучение и др. Антропогенными физическими факторами являются радиационное, тепловое, световое, электромагнитное, шумовое и другие загрязнения.

Загрязнение среды шумом возникает в результате недопустимого превыше­ния естественного уровня звуковых колебаний. Человек способен воспринимать звуковые частоты в диапазоне 16-20 000 Гц. Диапазон слышимых звуков для человека составляет от 0 до 170 дБ. Звуки очень большой силы, уровень которых превышает 120-130 дБ, вызывают болевое ощущение и повреждения в слуховом аппарате. Основные источники шума в городах — промышленные предприятия и транспорт. Например, на автомобильных дорогах крупных городов России уровень шума от транспорта в дневное время достигает 90-100 дБ.

В России примерно 30% городского населения подвержены существенному, превышающему нормативы воздействию уровня шума, который повышает утом­ляемость челове а, негативно воздействует на нервную систему, вызывает бес­сонницу, неспособность сосредоточиться, что ведет снижению производитель­ности труда.

Электромагнитные — космическое, рентгеновское и {-излучения, а также корпускулярные — а-, }-, протонное и нейтронное излучения являются ионизи­рующими. Неионизирующими электромагнитными излучениями являются излучение систем радиосвязи и радиовещания, микроволновое излучение, используемое в радарных установках, телевидении и промышленности, инфра­красное излучение нагревательных приборов, видимый свет некоторых лазеров, ультрафиолетовое излучение и др.

Влияние неблагоприятных факторов среды обитания на здоровье насе­ления. Изменения среды обитания человека в результате загрязнения окружаю­щей среды влекут за собой рост экологически обусловленной заболеваемости. Среди загрязнителей окружающей среды особое место занимают тяжелые металлы — свинец, ртуть, цинк, никель и др.

Свинец и его соединения относятся к классу высокоопасных веществ, спо­собных причинить ощутимый вред здоровью человека. Свинец влияет на нервную систему, что приводит к снижению интеллекта, а также вызывает изменение физической активности, координации, слуха. Свинец воздействует также на сердечно-сосудистую систему, приводя к заболеваниям сердца. Суще­ствуют доказательства того, что воздействие свинца нарушает женскую и мужскую репродуктивную систему, а это приводит к росту числа выкидышей и врожденных заболеваний. Расчет риска показывает, что при современном уровне загрязнения окружающей среды и продуктов питания у 44% детей в городах России могут возникать проблемы с обучением и в поведении, обуслов­ленные воздействием свинца, около 9% детей нуждаются в лечении и примерно

1. 01% детей — в неотложном медицинском вмешательстве.

Основным источником загрязнения атмосферного воздуха свинцом в Рос­сии является автотранспорт. Основной вклад в свинцовое загрязнение окру­жающей среды стационарными источниками вносят предприятия цветной металлургии (600 т/год, или около 87% регистрируемых свинцовых выбросов всех отраслей промышленности).

Другим высокотоксичным металлом является ртуть. Ее среднее содержание в атмосфере обычно ниже 50 нг/м , в земной коре — около 0,08 мг/кг. Выбросы ртути в окружающую среду в результате деятельности человека весьма значи­тельны. Общая (природная и антропогенная) эмиссия ртути в атмосферу состав­ляет свыше 6000 т ежегодно, причем менее половины — 2500 т — составляют поступления из естественных источников. Ртуть обладает широким спектром токсического воздействия на теплокровных. Она способна нарушать биосинтез белков, причем очевидно, что любые дозы ртути, которые кажутся безопасными для взрослого организма, могут повреждать мозг плода.

Структура заболеваемости в определенной местности зависит от качествен­ного состава выбросов и вида промышленности. Так, при воздействии выбросов предприятий цветной металлургии отмечается более высокий уровень заболева­ний сердечно-сосудистой системы, а на развитие легочной патологии в большей степени влияют выбросы предприятий черной металлургии и энергетики. В рай­онах размещения предприятий химической и нефтехимической промышленно­сти широко распространены аллергические заболевания и т. д.

Врожденные пороки у детей, живущих в крупных индустриальных центрах с развитой химической, нефтехимической и машиностроительной промышлен­ностью, встречаются значительно чаще, чем у детей из сельской местности. Так, на 10 тыс. детей, родившихся в таких городах, они отмечаются у 108-150 новорожденных, в то время как в сельской местности этот показатель составляет 20-50.

Достоверно доказано, что продолжительность течения респираторных забо­леваний у детей, проживающих в загрязненных районах, в 2-2,5 раза длительнее, чем у живущих в «чистых» районах. В городах и регионах с неблагоприятной экологической обстановкой у детей наблюдаются функциональные отклонения в системе иммунитета, кроветворения и внутриклеточных ферментов, выявляются нарушения компенсаторно-адаптационных механизмов к условиям внешней среды.

Влияние загрязнения атмосферы на состояние здоровья детей отмечено во всех возрастных группах. Наибольшее влияние оно оказывает на увеличение заболеваемости детей болезнями органов дыхания в возрастных группах 1-2 года и 3-6 лет. В городах, входящих в список городов с наибольшим уровнем загрязнения атмосферы, младенчес ая смертность достоверно выше, чем в остальных городах. Анализ взаимосвязи младенчес ой смертности с он рет- ными загрязняющими веществами показал, что концентрация диоксида азота более 60 мкг/м приводит к повышению относительного риска младенческой смертности на 128% по сравнению с городами, где уровень этого вещества ниже 20 мкг/м .

Повышение качества питьевой воды. Фактором риска заболеваемо­сти населения страны является также загрязнение питьевой воды химическими соединениями. По данным Госсанэпиднадзора России, в целом по РФ в 1996 г. 20% проб воды коммунальных и 23,6% ведомственных водопроводов не отвеча­ли гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям. Удель­ный вес нестандартных по санитарно-химическим показателям проб из источни­ков централизованного водоснабжения составил 29,0%, в том числе с превыше­нием содержания тяжелых металлов — 9,2%. Наличие в источниках централизо­ванного водоснабжения солей тяжелых металлов и хлорорганических соедине­ний при недостаточной «барьерной» способности водоочистных сооружений создает серьезную опасность для здоровья населения. Регионы и области России, характеризующиеся стойким ухудшением качества воды в водных объектах — источниках централизованного хозяйственно-питьевого водоснаб­жения, имеют тенденцию к повышению заболеваемости населения кишечными инфекциями бактериальной и вирусной природы.

По данным ВОЗ около 80% всех инфекционных болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно­гигиенических норм водоснабжения. К заболеваниям, распространяющимся водным путем, относится холера, бактериальная дизентерия, брюшной тиф, сальмонеллезы, туляремия, вирусный энтерит, вирусный гепатит А, вирусы полиомиелита, различные адено- и энтеровирусы. Инфекционная заболевае­мость населения, связанная с водоснабжением, достигает 500 миллионов случаев в год. Это дает основание назвать проблему гигиены воды, т.е. снабжения доброкачественной водой в достаточном количестве, проблемой номер один.

Патогенные микробы попадают в водоисточники с выделениями людей и животных. Наиболее подвержены бактериальному загрязнению поверхностные водоемы, особенно в густонаселенных и урбанизированных районах. Крайне опасны в этом отношении необеззараженные стоки инфекционных и ветеринар­ных больниц, городские бытовые стоки и отходы предприятий по переработке животного сырья. Патогенные микробы проникают в открытые водоемы при сбросе нечистот в водоемы с речных судов, при загрязнении берегов и смывании загрязнений с поверхности почвы атмосферными осадками, при водопое скота, стирке белья и купании.

Вода может стать также источником заражения человека животными пара­зитами — гельминтами (глистами). С загрязненной фекалиями водой к человеку могут попасть их яйца, которые в кишечнике превращаются во взрослых парази­тов. К таким относятся аскариды, власоглав, острицы.

Основные правила предупреждения распространения инфекций вод­ным путем:

• купание в отведенных для этих целей местах;

• купание в участках рек ниже поступления сточных вод и расположения животноводческих ферм категорически запрещается;

• из открытых водоемов для питья можно использовать воду только после кипячения;

• благоустройство шахтных колодцев (наличие глиняного замка, крыши, навеса, общественного ведра);

• правильная эксплуатация водоочистных сооружений;

• лабораторный контроль за источниками питьевой воды.

Неудовлетворительное санитарно-техническое состояние водопроводных

сооружений и сетей в России является причиной вторичного микробного загрязнения питьевой воды при транспортировании по разводящей системе. Причинами этого являются износ водоразводящих сетей (50 и более процентов), Несвоевременное устранение аварий и утечек, отсутствие профилактического обеззараживания водопроводов.

На водопроводных станциях в нашей стране используется следующая тех­ническая схема водоочистки: водозабор, хлорирование, флокуляция (осаждение взвешенных примесей на осадке гидроокиси алюминия), фильтрация.

Основные причины неэффективности технологии очистки воды мето­дом хлорирования:

• образование хлорорганических соединений;

• образование комплексов хлорорганических соединений с ионами тяже­лых металлов;

• коррозия водопроводных труб и арматуры;

• образование сложных комплексов хлорпроизводных, тяжелых металлов с продуктами коррозии водопроводных труб;

• сохранение при хлорировании (и длительном кипячении!) и образование новых классов устойчивых микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности с мутагенными и иммунодепрессивными свойствами;

• загрязнение хлорированной водой природных источников воды.

Таким образом, при хлорировании водопроводной воды образуются еще более опасные для человека вещества, чем хлор и исходные органические загрязнения, так как они не задерживаются на фильтрах и попадают в питьевую воду. Из них идентифицировано более 600 токсичных соединений с канцероген­ными и мутагенными свойствами.

Возможные пути решения проблемы безвредности питьевой воды:

• замена железных труб и арматуры на нержавеющие;

• реконструкция канализационных систем с выводом всех стоков на очист­ные сооружения;

• замена метода очистки воды хлорированием на окислительные методы очистки с использованием активированного кислорода в сочетании с ультра­фиолетовым облучением, феррата натрия, озона, перекиси водорода;

• замена хлора гипохлоритом натрия или лития, которые в десятки раз эф­фективнее, чем хлор;

• замена песчаных фильтров на природные сорбенты (шунгит, природные цеолиты и др.), которые могут адсорбировать хлорорганические соединения и тяжелые металлы.

Человек в среднем потребляет в сутки около 400 л воды, из них только 1% уходит на приготовление пищи. Вот эту воду следует доочистить (фильтры, отстаивание, кипячение).

В настоящее время рынок предлагает большой выбор портативных очисти­телей. Однако, не все из них достаточно эффективны. Наиболее эффективными являются те, в которых в качестве сорбента используется активированный уголь.