3. Основными источниками загрязнения воды являются отходы промышленных предприятий, бытовые сточные воды, а также нефтепродукты и токсиканты. Основными загрязняющими веществами считают белки и продукты их гниения (индол, скатол), сахарозу (продукт целлюлозно-бумажной промышленности), синтетические детергенты, кислоты, щелочи, свинец, ртуть. Загрязняют водную среду и пестициды в результате утечки с производств и смыва с полей. Такое влияние на пресную воду приводит к эвтрофированию водоемов (цветению воды) и соответственно увеличению количества бактерий, общей деградации и непригодности воды для употребления. Поэтому в ряде стран уже ощущается недостаток в пресной воде.
4. Одной из наиболее острых проблем, особенно в индустриальных центрах, стало загрязнение воздушной среды. Так, ежегодно в атмосферу выбрасывается более 220 млн т загрязняющих веществ. В больших городах атмосфера загрязнена частичками пыли, песка, дыма, копоти. Среди наиболее вредных химических поллютантов указываются окислы серы (SО2, SО3), азота (NО3, NО2), окись углерода (СО), сероводород, озон, свинец, относящиеся к наиболее распространенным факторам риска на городских территориях, а также некоторые другие вещества – ароматические амины, органические спирты, соли тяжелых металлов, являющиеся экологически значимыми в формировании патологий городского населения. Источниками атмосферных загрязнений являются промышленные предприятия, коммунально-бытовой сектор, автомобильный транспорт.
Загрязнение воздуха, почвы и вод не может не сказаться на состоянии организма человека, взаимодействующего с этими средами.
Факторы окружающей среды, воздействующие на человека, можно рассматривать как стимулы, на действие которых организм отвечает реакцией. В большинстве случаев общие физиологические реакции организма человека на загрязнение окружающей среды рассматриваются либо с учетом комплексного воздействия различных факторов, либо как ответ организма на действие определенных химических веществ.
5. Влияние на организм вредных веществ. Начальные стадии воздействия чужеродных веществ (ксенобиотиков) довольно хорошо известны. Проникая в организм, ксенобиотики активно адсорбируются на поверхности клеток, транспортируются через клеточные мембраны, а затем аккумулируются в разных органах и тканях, оказывая воздействие на молекулярном, клеточном и тканевом уровнях. При непосредственном воздействии на организм токсичных веществ, содержащихся в воздухе, общую цепь событий можно представить следующим образом.
• Попадание веществ в организм приводит к мобилизации дыхательной системы, обеспечивающей активное выведение химических веществ.
Продукты сгорания и выбросы выделяются в атмосферу в виде частиц и суспензий. В момент вдоха загрязняющие вещества поступают в организм через рот и нос. Газы (SО2, NО2, О3, СО), чем менее растворимы, тем глубже проникают в организм. Некоторые газы (SО2) адсорбируются на пылевых частицах и с ними попадают в дыхательные пути. Глубина проникновения твердых частиц зависит от их размера. Так, частицы пыли (более 10 мкм) задерживаются в полости носа и верхних дыхательных путях, а частицы размером от 3 до 10 мкм осаждаются на уровне трахеи и бронхов, еще более мелкие частицы достигают легочных альвеол. Эти частицы приводят к нарушению респираторных функций, поскольку вызывают раздражение слизистых верхних дыхательных путей и бронхов. Раздражение может спровоцировать выброс гистаминов, что, в свою очередь, приводит к сужению бронхов.
Одним из основных факторов физиологических сдвигов и структурных изменений в легких считают серную кислоту (H2SО4). Полагают, что кислые аэрозоли осложняют функционирование дыхательных путей за счет ослабления буферных свойств слизи и абсорбции ею иона H+. Закисление слизи, содержащей большие концентрации белков (и гликопротеидов), приводит к повышению ее вязкости, что влияет на функции легких. После насыщения слизи ионы Н+ реагируют с эпителием, повышая его проницаемость, что делает эпителий более чувствительным к воздействию инфекции. Суспензии твердых частиц, попадающие в глубокие отделы легких, оказывают цитотоксический эффект в системе аэроэпителиального барьера, вызывают гипоксию из-за образования НbСО, к которой наиболее чувствительны сердце и головной мозг. Влияние H2SO4 усиливается присутствием в атмосферном воздухе таких веществ, как SО2, NО2, О3. Так, H2SO4 вместе с SO2 могут быстрее вызывать бронхоспазм и ухудшать проходимость дыхательных путей.
Неблагоприятный эффект на состояние здоровья человека оказывает и озон (О3), образующийся в нижних слоях атмосферы под влиянием солнечного излучения из оксидов азота и углеводородов, выбрасываемых автотранспортом и промышленностью. Есть данные о том, что озон в концентрациях 400–500 частиц на миллиард вызывает воспалительные процессы, поражает слизистые дыхательных путей, что также ослабляет дыхательную функцию легких.
Вредные воздействия оказывают и другие загрязнители воздуха. Так, полициклические ароматические углеводороды способствуют развитию астматических приступов, отека легких, связывают гемоглобин в крови. Помимо этого, они оказывают мутагенное и канцерогенное действие на организм. Свинец и его производные, проникая в кровь и костную ткань, включаются в процессы обмена и приводят к нарушению внутренней среды организма. Из-за сходства механизмов отложения и переноса они влияют на внутриклеточные процессы, опосредованные ионами кальция. Кроме того, свинец понижает активность альвеолярных макрофагов легких и таким образом снижает защитные функции; вызывает функциональные половые расстройства, нарушая синтез и транспорт половых гормонов.
• Если же концентрация воздействующих на организм химических веществ увеличивается, активация защитных механизмов происходит на фоне стресс-реализующей реакции адреналовой системы, а затем и без ее мобилизации. Следует отметить, что данные реакции организма на воздействие химических веществ изучались в условиях помещений, поэтому подобные изменения в организме людей, живущих на загрязненных территориях, выражены гораздо слабее, поскольку в атмосфере загрязняющие вещества рассеяны и их действие может зависеть от различных погодных условий и климатических факторов.
• Общее воздействие загрязненного атмосферного воздуха проявляется в снижении неспецифической (клеточной и гуморальной) резистентности организма, ослаблении структурной целостности барьерных эпителиальных тканей из-за нарушения межклеточных контактов. Такое снижение защитных свойств организма ввиду угнетения иммунной системы и дезорганизации пограничных эпителиев влечет за собой нарушение взаимоотношений с микроокружением (микроорганизмами), что, в свою очередь, усиливает биологические факторы риска. В связи с этим не вызывают удивления данные о росте заболеваемости на загрязненных территориях. Так, выявлена тесная зависимость между хроническим воспалением миндалин и загрязненностью воздуха (особенно в присутствии NО2 и СО); существует корреляция между врожденными аномалиями сосудов (и/или) сердца и содержанием пыли, SO2, фенола.
• Находящиеся в воздухе, растительном покрове и почвенном слое тяжелые металлы проникают в организм через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожу. При этом они могут накапливаться в тканях организма, например в фиброцитах. Это приводит к снижению эффективности защитных систем организма и нарушениям функций ферментных систем. Тяжелые металлы блокируют сульфо-гидрильные группы более 100 ферментов, наиболее существенно поражая ферменты, участвующие в энергетическом обмене. Такое блокирование сульфогидрильных групп приводит к деформации липопротеидного каркаса мембран клеток и как следствие – к нарушению гормональной регуляции из-за невозможности рецепции гормонов мембранами. Таким образом, развиваются различные аномальные и даже патологические состояния. Так, при очень высоком уровне поступления в организм железа, меди, цинка, кобальта, хрома кости становятся хрупкими, происходят болезненные изменения коронарных сосудов. Избыток никеля и кадмия способствует появлению кожных заболеваний и злокачественных новообразований. Помимо этого, кадмий, накапливаясь в почках, вызывает потерю организмом кальция, т. е. приводит к изменению обмена минеральных веществ. Наряду с этим имеются данные о наличии тесной связи между содержанием тяжелых металлов в объектах окружающей среды и частотой аллергических заболеваний, поскольку тяжелые металлы, например хром, поступая в организм человека даже в минимальных концентрациях, оказывают иммунотропное влияние, на фоне которого происходит перестройка иммунной системы и формирование условий для развития гиперчувствительности к другим аллергенам.
