Здоровье и экологическая среда

Экологические факторы риска. Экологическая среда обитания — один из важнейших факторов обеспечения здоровья человека. Чистота воздуха, воды, почвы, степень радиоактивного загрязнения региона должны быть постоянно в поле зрения общества. Под влиянием воздуха, воды и почвы происходит рост и развитие ребенка, протекает жизнь взрослого человека. Они должны отвечать требованиям соответствующих санитарных правил и норм (см. разд. l.l).

Экологическая обстановка включает в себя природную среду, возникшую на Земле вне зависимости от человека, и техногенную среду (антропогенный фактор), созданную человеком. Положительное или отрицательное влияние экологических факторов на организм человека зависит прежде всего от силы и длительности их проявления. Как недостаточное, так и избыточное действие экологических факторов могут отрицательно сказываться на жизнедеятельности человека и повышать риск развития у него различных заболеваний. В этих случаях мы говорим об экологических факторах риска.

Влияние антропогенного фактора достигло огромной силы в текущем столетии, и особенно в последнее время. В результате жизнедеятельности человека, развития науки и техники количество и объем химических соединений, поступающих в атмосферу, загрязняющих водоемы, проникающих в почву и недра Земли, значительно увеличились.

В окружающую среду ежегодно выбрасывается химических веществ около 100 тыс. наименований и 60 млн. т неизвестных ранее новых синтетических материалов. В почву сельскохозяйственных угодий вносится огромное количество минеральных удобрений. Особую и едва ли не самую серьезную проблему представляет собой сброс отработанных промышленных вод. Около трети всего объема загрязнений выносится в водоисточники с поверхностным и ливневым стоком с неблагоустроенных населенных территорий, сельскохозяйственных объектов и угодий, что влияет на сезонное ухудшение качества питьевой воды.

Во многих районах нашей страны наблюдаются экологически обусловленные заболевания. Более 60 млн. россиян в 2005 г. проживали в условиях постоянного превышения (в 5—10 раз) предельно допустимых концентраций токсических веществ в атмосферном воздухе, главным источником загрязнения которого является автотранспорт. На выхлопные газы приходится 47 % общего выброса вредных веществ. Неблагоприятное воздействие загрязненного воздуха на здоровье усугубляют повышенные уровни шума и вибрации, электромагнитные поля. В подобных условиях живет почти треть населения страны. Противостоять этому можно только соблюдением здорового образа жизни.

Путем эпидемиологических исследований установлена причинно-следственная связь между качеством питьевой воды и токсикозами беременности, рождением мертвых детей, развитием врожденных аномалий, заболеваниями центральной нервной системы. Ежегодно в стране регистрируется около тысячи залповых аварийных сбросов канализационных стоков в поверхностные источники воды (эти источники обеспечивают 68 % потребностей). Одно из следствий этих экологических бедствий — катастрофический рост вспышек дизентерии, вирусного гепатита А.

Технический прогресс несет много опасностей для жизни современного человека, одна из которых — воздействие радиоактивных веществ и излучений. Испытания ядерного оружия, строительство атомных станций, использование ядерных реакторов в различных областях деятельности значительно увеличивают риск получения избыточных (а иногда, к сожалению, смертельных) доз облучения людьми, которые находятся в непосредственном или опосредованном контакте с радионуклидами. В нашу жизнь вошли такие понятия, как «радиоактивные осадки», «радиоактивные отходы». Такие отходы образуются в процессе работы и особенно ремонта энергетических ядерных реакторов на атомных электростанциях, судах и кораблях, исследовательских реакторов, при использовании радиоизотопных источников и препаратов в технике, науке и медицине.

Население многих стран убедилось на собственном горьком опыте, чем могут грозить человечеству атомные катастрофы (Хиросима, Чернобыль и др.) — радиоактивным заражением местности, которое убивает или изменяет до неузнаваемости все живое лучевым поражением, приводящим к тяжелым болезням и наследственным патологиям, гибели людей.

В повседневной жизни изо дня в день случаются тысячи «тихих» технологических катастроф, порождаемых выбросами в атмосферу и водоемы, захоронением в землю различных вредных отходов. Их коварность состоит в том, что, подобно накоплению радиоактивности, токсическое воздействие на человека и живые организмы происходит постепенно и до определенного уровня незаметно.

О губительном воздействии на здоровье человека техногенных загрязнений неоднократно предупреждали ученые. В Российской Федерации есть города и промышленные центры, где уровни загрязнения превышают предельно допустимые концентрации (ПДК) в 10 раз. Так, в зоне производств йодорганического и фторорганического синтеза г. Перми наблюдаются массовые заболевания детей. В возрасте 12—17 лет у 57 % мальчиков и 82% девочек выявлены гиперплазия щитовидной железы, дисфункция надпочечников, которая обнаруживает себя дисгармоничным формированием вторичных половых признаков, расстройствами менструального цикла у девушек, нарушением нейроэндокринной системы, в наибольшей степени проявляющимся в период полового созревания.

В «алюминиевых» городах и других крупных индустриальных центрах наряду с патологией зубов отмечается изменение опорно-двигательного аппарата детей. Загрязнения окружающей среды оказывают воздействие на общее физическое развитие. Например, в Москве масса новорожденных, родившихся у матерей, проживающих в зоне выбросов Завода им. Лихачева, на 400 г меньше, чем в районе метро «Юго-Западная».

В Уфе, Екатеринбурге, Нижнем Новгороде, Самаре у детей первых трех лет жизни наблюдается четкая картина астенизации: узкая грудь, сниженная масса тела при сохранности минимальной нормы роста. Величина риска заболеваний нервной системы в зонах экологического неблагополучия превышает 60%.Ведущее место в структуре причин детской инвалидности занимают поражения центральной нервной системы, болезни мозга (умственная отсталость, психические болезни) — у 30%, болезни нервно-мышечной системы, в том числе церебральный паралич, — у 20% от общего числа детей-инвалидов. Особую опасность представляют выбросы свинца. Даже его малые дозы существенно влияют на развитие мозга у детей. Такое же воздействие оказывает ртуть. Сегодня под «свинцовым прессом» находится население Мончегорска, Норильска, Курска, Ярославля, Москвы, Санкт-Петербурга, а также Урала, Дальнего Востока, Северной Осетии и других городов и регионов.

Взрослое население страдает заболеваниями печени, почек, легких, широко распространены профессиональные заболевания. Загрязненная вода вызывает болезни мочевыводящей системы, органов пищеварения. Продукты питания, загрязненные тяжелыми металлами, ядохимикатами, приводят к бронхиальной астме, туберкулезу, острым респираторным инфекциям, болезням органов пищеварения, мозговым дисфункциям.

Международное агентство по изучению рака утверждает, что в настоящее время около 50 веществ, применяемых в промышленности, повышают риск заболевания раком, а эпидемиологические исследования показали, что около 100 веществ, с которыми человек соприкасается в условиях производства, также являются канцерогенными.

Негативное воздействие человека на окружающую природную среду, на мироздание в целом бумерангом бьет по самому человеку. В сильнозагрязненном г. Чапаевске в 2, 5 раза выше, чем в среднем по России, уровень заболеваемости населения хроническими бронхитами и раком, в 3, 7 раза — болезнями эндокринной системы и в 3, 5 раза — болезнями органов дыхания. По данным Госсанэпиднадзора 2003 г., качество питьевого водоснабжения по бактериологическим показателям за предыдущие 5 лет ухудшилось более чем в 5 раз, по химическим показателям — более чем в 4 раза. Примеры, демонстрирующие состояние здоровья детей и взрослых, наглядно подтверждают экологическую опасность для здоровья населения страны.

Воздух. Воздушная среда, составляющая земную атмосферу, представляет собой смесь газов. Кроме постоянных составных частей (кислород, азот, углекислый газ, инертные газы, озон, закиси и водяные пары) в атмосфере содержатся некоторые примеси природного происхождения, а также разнообразные загрязнения, поступающие в результате производственной деятельности человека.

Действие воздушной среды на организм комплексное, связано с влиянием как физических, химических, бактериологических, так и механических составляющих, но наибольшее воздействие оказывают физические свойства воздуха (температура, влажность, подвижность, барометрическое давление, электрическое состояние), поскольку они определяют теплообмен организма с окружающей средой. Температура воздуха — постоянно действующий фактор. Человек подвергается действию колебаний температуры воздуха в различных климатических районах, при изменении погодных условий, при нарушении температурного режима в жилых и общественных зданиях, что также имеет большое значение. Для гигиенического нормирования физических факторов воздушной среды необходима объективная оценка теплового состояния человека.

Загрязнение атмосферного воздуха промышленных городов газами и пылью оказывает многообразное вредное воздействие. Малые концентрации токсических веществ атмосферного воздуха способствуют развитию у населения признаков отравлений. Часто хроническое воздействие токсического вещества приводит к снижению защитных сил организма, что проявляется в повышении общей заболеваемости либо в понижении работоспособности. В связи с загрязнением атмосферного воздуха растет частота хронических заболеваний бронхолегочной системы, становятся более тяжелыми сердечно-сосудистые заболевания.

Вода. Это один из самых важных элементов окружающей среды. Вода нужна организму человека больше, чем все остальное, за исключением кислорода. Без пищи человек может прожить более месяца, а без воды — лишь несколько дней. Обезвоживание ведет к необратимым последствиям и гибели организма. Все водные запасы на Земле объединены понятием гидросфера. Гидросфера имеет огромное значение для жизни и здоровья человечества. Она регулирует климат планеты, обеспечивает хозяйственную и промышленную деятельность людей, входит в состав всех живых организмов, в том числе и в состав тела человека, выполняя в нем роль структурного компонента, растворителя и переносчика питательных веществ; вода участвует в биохимических процессах, регулируя теплообмен с окружающей средой.

Вода имеет важное физиологическое, а также важнейшее гигиеническое значение для человека и рассматривается как ведущий показатель санитарного благополучия населения. Здоровый образ жизни связан с доброкачественной водой, необходимой для поддержания чистоты тела и закаливания, уборки жилища, приготовления пищи и мытья посуды, стирки белья, поливки улиц и т.д. Исключительно велика роль водного фактора в распространении различных инфекционных и неинфекционных болезней.

Источником загрязнения водоемов являются бытовые и промышленные стоки. Они негативно влияют на состояние природных вод и играют ведущую роль в ухудшении состояния водоемов. В промышленных сточных водах присутствуют самые разнообразные токсические вещества: фенолы, цианиды, соединения мышьяка, меди, свинца, ртути, кадмия, а также радионуклиды. Помимо токсического действия эти вещества могут вызывать отдаленные эффекты — канцерогенные, мутагенные, аллергенные, гонадотоксические и эмбриотропные.

Таким образом, в современных условиях идет массированное загрязнение как поверхностных, так и подземных вод от различных источников. Ученые считают состояние многих пресных водоемов критическим с точки зрения возможности хозяйственно-питьевого использования и экологии. Интенсивность и уровень современного загрязнения природных вод требуют законодательных и административных мер, охраны водных источников, а также строгих требований к обработке и сбросу в водоемы хозяйственных и промышленных сточных вод.

Почва. Это неотъемлемая часть экологической системы. Наряду с составом воздуха и воды она является важнейшим компонентом среды обитания человека. Почве принадлежит ведущая роль в круговороте веществ в природе. Она представляет огромную естественную лабораторию, в которой непрерывно протекают разнообразные и сложные процессы разрушения и синтеза неорганических и органических веществ, фотохимические реакции. В почве живут и гибнут патогенные бактерии, вирусы, простейшие и яйца гельминтов. Почва — один из основных путей передачи ряда инфекционных и неинфекционных заболеваний.

Для различных процессов жизнедеятельности признаны необходимыми 9 микроэлементов: железо, йод, медь, хром, кобальт, молибден, марганец, цинк, селен, при недостатке которых в питании возникают функциональные нарушения.

При формировании здорового образа жизни необходимо знать, что в значительных концентрациях большинство химических элементов становятся токсичными, причиняют вред, ведут к функциональным и морфологическим нарушениям и даже к смерти. Дефицит, избыток или дисбаланс содержания микроэлементов могут приводить к развитию специфических заболеваний — эндемий. В настоящее время хорошо изучены такие эндемические заболевания, как гипофтороз — кариес зубов, флюороз, связанный с избытком фтора, эндемический зоб, возникающий при недостатке йода, и др.

Климат. Климат — один из факторов, формирующих здоровье населения. Он характеризуется временами года, изменением атмосферного давления, температурой воздуха, радиационной составляющей. Для каждого сезона характерны свои изменения в организме и соответственно определенные функциональные состояния. Радиационный климат определяется излучением Солнца. Неполноценный радиационный климат, и в частности длительное отсутствие видимого и ультрафиолетового излучения, может стать причиной изменения не только функционального состояния отдельных органов и систем, но и развития ряда патологических нарушений. Сегодня существует понятие синдрома «сезонных расстройств», связанного с длительным пребыванием человека в условиях недостаточного по количеству и качеству солнечного света.

Свет. Видимое излучение (свет) — один из основных факторов внешней среды, обладающий значительным биологическим действием и сопутствующий человеку в течение всей жизни, ему принадлежит основная роль в регуляции жизненно важных функций организма. Видимое излучение (ВИ) — составная часть радиационного климата и адекватный раздражитель зрительного анализатора, через который поступает до 90% информации об окружающем нас мире. Видимая радиация является единственным фактором среды, для которого отсутствуют санитарные нормы и правила. К ВИ относят лучи с длиной волны 400 — 760 нм. В этом диапазоне волн излучение определенной длины (монохроматический свет) вызывает цветовое ощущение. Чувствительность глаза к различному монохроматическому свету неодинакова. Глаз человека наиболее чувствителен к ВИ с длиной волны 555 нм (желто-зеленый свет).

Известно, что ВИ создается естественным и искусственными источниками света. Световая солнечная постоянная составляет 137 тыс. лк. В естественных условиях ВИ меняется в широких пределах (табл. 1). Отсутствие или недостаток естественного света в помещениях, связанное со строительством безоконных и бесфонарных зданий или зданий соответствующих строительно-планировочных решений (одноэтажных, многопролетных или многоэтажных большой ширины), ведет к появлению «светового голодания». «Световое голодание» — состояние организма, проявляющееся в нарушении обмена веществ и снижении резистентности организма, что в значительной степени связано с отсутствием ультрафиолетовой составляющей.

Таблица 1. Освещенность горизонтальной поверхности в зависимости от высоты стояния Солнца

Биологическая роль зрительного анализатора (ЗА) заключается не только в реакции на излучение определенного диапазона длины волн (световосприятие), но и в восприятии объектов (предметов) окружающего мира, т. е. в выполнении зрительной работы, которая невозможна без видимого излучения.

Зрительный процесс осуществляется рецепторами сетчатки — палочками и колбочками. При действии светового потока на сетчатку в ней происходят сложные фотохимические, ретиномоторные и электрические изменения. Фотохимические процессы заключаются в том, что находящийся в наружных члениках палочек зрительный пурпур (родопсин) разрушается под действием света ивосстанавливается в темноте. Однако действие света не объясняется исключительно фотохимической реакцией.

Следует подчеркнуть, что ЗА работает в благоприятном режиме тогда, когда на сетчатку падает постоянное (биологическая константа) оптимальное количество света. Кроме световоспринимающей функции сетчатка исполняет роль рецептивного поля, где происходит различение и первичное кодирование воспринимаемой информации, поступающей в соответствующие отделы центральной нервной системы для конечного анализа.

Уменьшение размера зрачка способствует не только регуляции ВИ, поступающего на сетчатку (пупилломоторная адаптация), но и усилению оптической силы глаза. При суженном зрачке используется только центральная зона хрусталика, при этом увеличивается длина (глубина) фокусного расстояния, что облегчает рассматривание близких предметов без мобилизации аккомодации (феномен камеры обскура).

Изменение кривизны хрусталика (аккомодационный рефлекс) — это реакция, возникающая при низких уровнях яркости рабочей поверхности: как и малый размер зрачка, она содействует усилению оптической силы глаза, т.е. получению резкого изображения на сетчатке предметов, находящихся, как правило, на близком расстоянии.

Значимым, ведущим фактором, определяющим разрешающую способность глаза, является его входное отверстие, т.е. размер зрачка. Наиболее высокая острота зрения наблюдается, если диаметр зрачка составляет 2 — 4 мм при высоких уровнях яркости.

Диапазон адаптации ЗА настолько велик, что он может функционировать как при очень высоких, так и при очень низких уровнях яркости (свет лучины, свечи, луны). Однако в последнем случае поток информации из внешнего мира не полон, качество, скорость и продолжительность выполнения зрительной работы ограниченны. Особенно неблагоприятна для здоровья плохая световая обстановка в сочетании с высокой зрительной нагрузкой, что приводит не только к повышению утомления зрительного анализатора, ведущего к снижению работоспособности и производительности труда, но и к развитию аномалии рефракции — миопии (близорукости).

Зрачковый и аккомодационный рефлексы имеют единую рефлексогенную зону, которой является сетчатка. При высоких уровнях яркости зрачок, поддерживая постоянство силы раздражителя сетчатки, уменьшается и тем самым усиливает оптическую силу глаза. При этом ЗА может четко воспринимать предметы любого размера, как далеко, так и близко расположенные без напряжения аккомодации. Если наблюдается уменьшение яркости объекта различения, то зрачок для поддержания освещенности сетчатки на постоянном оптимальном уровне расширяется до определенных пределов, в усилении оптической силы глаза принимает участие и хрусталик. При дальнейшем уменьшении яркости поля адаптации и увеличении размера зрачка усиление оптической силы глаза осуществляется преимущественно одним хрусталиком

Сетчатка не только реагирует на свет, но и различает объект, т.е. выполняет как бы две функции, осуществляя единый процесс зрения. У каждой из этих функций есть свой «обслуживающий» аппарат. Регуляцию света в определенном диапазоне яркостей осуществляет зрачок (зрачковый рефлекс). Четкость изображения рассматриваемого предмета на сетчатке, т.е. его фокусировку, в зависимости от характера зрительной работы (ЗР), уровней яркости и возраста человека обеспечивают только зрачок, зрачок и хрусталик (аккомодационный рефлекс) или один хрусталик.

В широком диапазоне яркостей благодаря наиболее быстрым процессам пупилломоторной адаптации, т.е. в результате изменения диаметра зрачка с 8 до 2 мм и менее, уровень освещенности сетчатки при покое аккомодации остается постоянным. Уровни яркости этого диапазона (от 50 до 1 500 кд/м² и более) оцениваются как оптимальные. Зрительная работа при оптимальном уровне яркости может выполняться в течение длительного времени. При этом основные функции глаза остаются постоянными и наивысшими. При соблюдении здорового образа желательно создавать на рабочем месте оптимальные уровни яркости (500 кд/м²).

Яркость выше 500 кд/м², которая часто имеется при дневном свете, тоже оптимальна, но создавать такую высокую яркость искусственными источниками света экономически невыгодно.

Уровни яркости в зависимости от характера выполняемой зрительной работы могут быть снижены до допустимых. Чем больше угловой размер воспринимаемого объекта и чем дальше он находится, тем ниже требования к разрешающей способности ЗА и тем меньше по значению будет допустимый оптимальный уровень яркости поля адаптации. Выполнение зрительной работы при яркости ниже допустимых значений приводит к снижению продуктивности зрения.

Требования к освещению рабочих мест. Глаз человека реагирует на яркость и объект различения. Яркость тем больше, чем выше освещенность и отражательная способность рассматриваемого объекта. Яркость объекта не зависит от источника видимого излучения, т.е. от того, создается ли яркость искусственным или естественным источником света. У зрительного анализатора, как и у других анализаторных систем, нет чувствительных нервных окончаний, реагирующих отдельно на свет естественного или искусственного происхождения. Основное условие для продуктивной зрительной работы — достаточность света (яркости), т.е. оптимальный уровень яркости, при котором может выполняться любая по сложности зрительная работа, характеризуется постоянством силы раздражителя (освещенности) сетчатки, регулируемой зрачковым рефлексом, способствующим усилению оптической силы глаза. При этом изображение фокусируется в центре сетчатки. Предельно допустимые уровни яркости определяются характером зрительной работы. Если яркость ниже предельно допустимой, то зрительная работа осуществляется при непостоянстве освещенности сетчатки (сила раздражителя ниже оптимальной — ниже биологической константы) и мобилизации биохимических и ретиномоторных процессов адаптации, утомительных для глаз. Причем продуктивность (производительность) зрения снижается. При выполнении зрительных работ следует руководствоваться данными табл. 2.

Ультрафиолетовое облучение. В последние годы интерес к укреплению здоровья населения путем профилактического ультрафиолетового (УФ) облучения значительно возрос. Ультрафиолетовое голодание, наблюдаемое обычно в зимнее время года, особенно у жителей Севера, ведет к значительному снижению защитных сил организма и повышению уровня заболеваемости. В первую очередь страдают дети. С целью компенсации зимней ультрафиолетовой недостаточности у населения в нашей стране стали исполь­зовать искусственные источники ультрафиолетовой радиации, спектр которых приближается к естественному. Однако работа с такими источниками требует соответствующей коррекции дозы и методов использования. Территория России с юга на север простирается от 40 до 80° с. ш. и условно делится на пять климатических районов. Это, например, районы севера (70° с. ш. — Мурманск, Норильск, Дудинка и др.), средней полосы (55° с. ш. — Москва) и юга (40° с. ш. — Сочи и др.) нашей страны.

Таблица 2. Предельно-допустимые (не менее) уровни яркости поверхности рабочего места для выполнения зрительных работ различного разряда

По биологическому действию спектр ультрафиолетового излучения Солнца делится на две области: А — излучение с длиной волны 400—315 нм; В — излучение с длиной волны менее 315 нм (до 280 нм), однако практически лучи короче 290 нм земной поверхности не достигают. Ультрафиолетовое излучение с длиной волны менее 280 нм, которое имеется только в спектре искусственных источников (электросварка и др.), относится к области С ультрафиолетовой радиации. У человека отсутствуют рецепторы, которые срочно (быстро, т. е. с малым латентным периодом) реагируют на ультрафиолетовую радиацию. Особенностью естественного УФ-излучения является его способность вызывать (при относительно длинном латентном периоде) эритему (покраснение кожи), являющуюся специфической реакцией организма на действие УФ-радиации солнечного спектра. В наибольшей степени образовывать эритему способна УФ-радиация с длиной волны максимум 296, 7 нм (табл. 3).

Таблица 3.