Глобальные загрязнители объектов окружающей среды

Глобальными загрязнителями называют те, которые загрязняют практически все объекты окружающей среды: воздух, воду, почву, продукты питания. Их еще называют «супертоксикантами».

Пестициды - средства защиты растений (от лат. pestis - зараза, cide - убиваю). Обладают способностью прогрессивно накапливаться в звеньях пищевых цепей. Обладают токсическим, мутагенным и канцерогенным эффектом. Был обнаружен значительный рост раковых опухолей у женщин Средней Азии, занимавшихся сбором хлопка вручную, плантации которого обильно обрабатывались пестицидами.

Диоксины. Угрозу, которую они представляют для существования человечества, называют «медленно развивающаяся катастрофа». Опасность заражения биосферы диоксинами стоит в одном ряду с радиоактивным загрязнением, как по своим масштабам, так и по поражающему действию. Опасность диоксинов обусловлена следующими их свойствами: 1) высочайшей токсичностью даже в малых концентрациях (это супертоксиканты, являющиеся клеточными ядами, которые поражают все живое; 2) убиквитарностью (повсеместностью) их распространения в объектах окружающей среды (почва, воздух, вода, пищевые продукты); 3) чрезвычайно высокой устойчивостью к разложению, способностью сохраняться в среде десятки лет, мигрировать в пищевые цепи и, в конце концов, попадать в организм человека, вызывая целый ряд токсических эффектов. В окружающей среде циркулирует более 400 тысяч тонн диоксинов. В биосфере они быстро поглощаются растениями, сорбируются почвой и различными материалами, где практически не изменяются. Период полураспада диоксинов в природе превышает 10 лет. Источники диоксинов: производства хлорированных фенолов, синтеза гербицидов, выхлопные газы автомобилей, работающих на бензине со свинцовыми присадками, сжигание автомобильных масел, целлюлозно-бумажная промышленность, возгорание и поломка электрического оборудования, в котором применяются ПВХ; сжигание осадков сточных вод, изделий из ПВХ, сжигание мусора, хлори­рование питьевой воды. Источники сильного загрязнения: промышленные аварии, нарушения правил захоронения промышленных отходов, интенсивное использование химических веществ в военных целях. Диоксины называют «гормонами деградации» или «гормонами преждевременного старения».При этом для них не существует «порога действия», то есть даже одна молекула способна инициировать ненормальную клеточную деятельность и вызвать цепь реакций, нарушающих функции организма. Диоксин – тотальный яд, поскольку даже в относительно малых дозах он поражает практически все формы живой материи – от бактерий до теплокровных. Сводные данные о влиянии диоксинов на здоровье человека: злокачественные новообразования; токсическое влияние на репродуктивную систему мужчин и женщин; влияние на плод; кожные заболевания; метаболические и гормональные нарушения; повреждения центральной и периферической нервной системы; повреждение печени; нарушения иммунной системы и в системе органов дыхания. Пути предупреждения расстройств здоровья, связанных с воздействием диоксинов: инвентаризация и мониторинг промышленных зон; реальный запрет производственных циклов, связанных с выбросом или применением диоксинов; тщательный химико-аналитический контроль потенциально-опасных производств; корректная утилизация отходов.

Нитраты и нитриты.Загрязнение окружающей среды этими соединениями связано с широким применением их в качестве удобрений в сельском хозяйстве (селитры). Непосредственно для растений избыток нитратов значительной опасности не представляет, но при попадании в организм теплокровных с пищей они превращаются в значительно более токсичные нитриты, вступающие во взаимодействие с аминами и амидами (продуктами взаимодействия аммиака с радикалами или металлами). В результате возможно образование нитрозосоединений - нитрозаминов и нитрозамидов. Накопление в организме человека нитратов при длительном употреблении такой растительной пищи вызывает тяжелые нарушения обмена веществ, аллергию, нервные расстройства. В крови нитраты превращают двухвалентное железо гемоглобина в трехвалентное, что нарушает перенос кислорода от легких к тканям. Что касается нитрозосоединений, то в ряде случаев они способны вызывать злокачественные новообразования, рак желудка, лейкоз. Поступление нитратов в организм в дозе более 5 мг на 1 кг массы тела уже является опасным. Суточная доза поступающих в организм с пищей нитратов не должна превышать 320 мг, а нитритов - 9 мг.

Свинецв настоящее время является самым распространенным из токсичных тяжелых металлов, так как он входит в состав бензина. Другие источники свинца в ОС – этилированный бензин, припои при консервировании продуктов, свинцовые аккумуляторы, краски (свинцовые белила).

Ведущий синдром интоксикации - поражение крови (анемия). Изменения нервной системы (нейросатурнизм): астенический синдром, полиневропатия и энцефалопатия различной степени выраженности. ЖКТ: гастрит, свинцовая кишечная колика, нарушение функции печени, вплоть до токсического гепатита. Эндокринная система: нарушение менструальной функции и снижение половой потенции, повышение функции щитовидной железы. Примеры. 1. Адмирал сэр Джон Франклин и гибель его экспедиции. Продукты питания в банках из белой жести, упакованных в свинцовую фольгу, содержали свинец в высокой концентрации, который переходил в содержимое банок, а затем попадал вместе с пищей в организм. 2. Исследования, проведенные в Корякском национальном округе в 1992 году, выявили высокое содержание свинца в крови детей. Причина – значительный удельный вес употребления консервированных продуктов из банок, содержащих в припое свинец.

Ртутьпоступает в окружающую среду при неправильной утилизации изделий, изготовленных с применением ртути (лампы дневного света, измерительные приборы и др.), а также в составе некоторых ядохимикатов. Это жидкий металл, который испаряется не только при комнатной температуре, но даже нулевой. Легко переносится на большие расстояния и вновь превращается в жидкую субстанцию при снижении температуры. В помещениях накапливается в щелях, под полом, в пустотах стен, мебели, адсорбируется деревом, бумагой, тканью, штукатуркой и затем, испаряясь, накапливается в воздухе. Ртуть обладает способностью депонироваться в различных органах (печень, почки, селезенка, мозг, сердце). Острое отравление: металлический вкус во рту, головная боль, лихорадочное состояние, рвота, понос, геморрагический синдром, тяжелый стоматит, ртутная пневмония. Хроническое отравление: начальная стадия - вегетативно-сосудистая дистония, неврозоподобный синдром, расстройство сна, снижение памяти, тремор пальцев, гиперфункция щитовидной железы, нарушение менструального цикла, ранний климакс, патология десен; выраженная стадия – тяжелый психовегетативный синдром (выраженная астения, постоянная головная боль, стойкие нарушения сна, раздражительность агрессия и депрессия, неуверенность в себе), крупномаштабный тремор рук, боли в сердце, колебания АД, онемение конечностей, витальный страх, выраженная энцефалопатия, дискинезия кишечника, гастриты, явления раздражения почек, снижение гемоглобина крови. Примеры: 1. Острое отравление сотен рабочих при золочении сусальным золотом куполов Исаакиевского собора в СПб; 2. Хроническое отравление сотрудников банка, созданного в здании бывшего адмиралтейства, в котором ремонтировали навигационное оборудование.

Кадмий. Тяжелый металл кадмий вообще представляет собой один из самых опасных токсикантов среды (он значительно токсичнее свинца). Он содер­жится в мазуте и дизельном топливе (и освобождается при его сжигании!), его используют в качестве присадки к сплавам, при нанесении гальванических покрытий (кадмирование неблагородных металлов), для получения кадмиевых пигментов, нужных при производстве лаков, эмалей и керамики, в качестве стабилизаторов для пластмасс (например, поливинилхлорида), в электрических батареях и т.д. В результате всего этого, а также при сжигании кадмийсодержащих пластмассовых отходов кадмий попадает в воздух, воду и почву. Больше всего кадмия мы получаем с растительной пищей. Дело в том, что кадмий чрезвычайно легко переходит из почвы в растения: последние поглощают до 70% кадмия из почвы и лишь 30% - из воздуха. Особенно большую опасность представляют в этом отношении грибы, которые часто могут накапливать кадмий в исключительно высоких концентрациях. Кадмий опасен в любой форме - принятая внутрь доза в 30-40 мг уже может оказаться смертельной. Поэтому даже питье лимонада из сосудов, материал которых содержит кадмий, чревато опасностью. Из-за того, что однажды поглощенное количество кадмия выводится из человеческого организма очень медленно (0,1% в сутки), легко может происходитьхроничес­кое отравление. Самые ранние симптомы его - поражение почек (белок в моче), мышцы сердца, нервной системы, нарушение функций половых органов, легких. Позднее возникают острые костные боли в спине и ногах. Кроме того, предполагается канцерогенное действие кадмия.

Радионуклиды -это те изотопы элементов, которые испускают радиоактивное излучение, способное выбивать электроны из атомов и присоединять их к другим атомам с образованием пар положительных и отрицательных ионов. Такое излучение называют ионизирующим. Радионуклиды поступают в окружающую среду и с промышленными отходами или с радиоактивными выбросами атомной энергетики. Под радиоактивными отходами понимают непригодные к использованию жидкие и твердые материалы и предметы, содержащие радионуклиды, или побочные биологически и/или технически вредные вещества, содержащие образовавшиеся в результате технической деятельности радионуклиды. Большой вклад в радиационное загрязнение среды внесли испытания атомного оружия и аварии на объектах ядерной энергетики, которые привели к выпадению осадков, содержавших радионуклиды. К нестохастическим соматическим эффектам относят поражения, вероятность и степень тяжести которых растут по мере увеличения дозы облучения; существует дозовый порог, при котором они возникают. Например: локальное незлокачественное поражение кожи (лучевой ожог), катаракта глаз (помутнение хрусталика), повреждение половых клеток (кратковременная или постоянная стерилизация) и др. Стохастическими эффектами считаются такие, для которых от дозы зависит только вероятность возникновения, а не тяжесть и отсутствует порог. Основными стохастическими эффектами являются канцерогенные и генетические. Поскольку эти эффекты имеют вероятностную природу и длительный латентный (скрытый) период, измеряемый десятками лет после облучения, их сложно обнаружить. Общеизвестно, что наиболее серьезным последствием облучения человека является рак, который проявляется спустя много лет после облучения (10-20 лет).

Атмосферный воздух

Атмосферный воздух –это природная смесь газов приземного слоя атмосферы за пределами жилых, производственных и иных помещений, сложившаяся в ходе эволюции Земли. Вдыхая каждую минуту от 5 до 100 л воздуха, человек за сутки потребляет его до 12-15 кг, а это значительно превосходит среднесуточную потребность в пище и воде. Аэрогенный путь поступления токсических веществ в организм человека наиболее опасен, так как химические элементы в этом случае поглощаются организмом более интенсивно. Антропогенные выбросы в атмосферу. Атмосферный воздух загрязняется путем привнесения в него или образования в нем загрязняющих веществ в концентрациях, превышающих нормативы качества или уровни естественного содержания. В настоящее время суммарные выбросы в атмосферу составляют 360 тонн отравляющих веществ на 1 куб. км. Только 15% российских горожан проживает на территории с допустимым уровнем загрязнения воздуха. Пыль является постоянным компонентом загрязнения атмосферного воздуха. Содержащиеся в частицах пыли примеси органических и неорганических соединений определяют ее токсическое действие. Запыление атмосферы, нарушает глобальные круговороты воды, СО2 и О2. Пыль постоянно раздражает дыхательные органы и слизистые оболочки, вызывая острые и хронические заболевания. Наиболее значимое влияние на состав атмосферы оказывают предприятия черной и цветной металлургии, химическая и нефтехимическая промышленность, стройиндустрия, энергетические предприятия, целлюлозно-бумажная промышленность, автотранспорт, котельные. В результате сжигания топлива в атмосферу поступает более 20 миллиардов тонн двуокиси углерода и более 700 миллионов тонн других паро- и газообразных соединений и твердых частиц.

Мировой автопарк расходует ежегодно более 500 млн. тонн топлива и выбрасывает в атмосферу около 200 млн. тонн вредных веществ, обладающих канцерогенным, мутагенным, эмбриотоксическим действием. Среди них оксиды азота, углерода, свинец и канцерогенные вещества (бенз\а\пирен, акролеин и др.). В сельской местности объектами, загрязняющими окружающую среду, являются животноводческие и птицеводческие хозяйства, предприятия, обсуживающие технику. В атмосферный воздух выделяются аммиак, сероводород и другие дурно пахнущие газы.Нерационально применяемые в растениеводстве минеральные удобрения и пестициды также загрязняют окружающую среду.

Глобальными последствиями загрязнения атмосферного воздуха являются:

Парниковый эффект –следствие накопления углекислого газа в атмосфере. Еще семь лет назад называли верхний предел, на который к концу минувшего века повысится температура, - всего на 2-3 градуса. Но повышение произошло на 5,8 градуса! А если сопоставить темпы потепления, зафиксированные в первой половине ХХ века, с теми, что отмечены на его исходе, становится очевидным, что они катастрофически возросли. Последствия такого потепления, заявили члены комиссии ООН, могут погубить человечество.

Кислотные дожди.Более 50% S02 в атмосфере Земли имеет техногенное происхождение. При сжигании любого ископаемого топлива выделяется диокись серы и азота. Получение энергии, увы, сопровождается закислением окружающей среды. Миллионы тонн диоксидов серы и азота, выбрасываемые в атмосферу, превращают выпадающие дожди в слабый раствор кислот. Последствия: исчезает рыба в водоемах, гибнут леса, снижается продуктивность почв, падает урожайность, разрушаются памятники архитектуры (прочный мрамор, смесь окислов кальция, превращается в гипс CaSO4).

Смог(смесь дыма и тумана). Сам по себе туман не опасен. Губительным для организма он становится в случае чрезмерного загрязнения токсическими веществами. Главная опасность – сернистый газ в концентрации 5-10 г\м куб. и выше. Лондон стал известен своим густым туманом, который придал колорит детективным историям, но сократил жизнь многих горожан.

Озоновый экран Земли.Озон – трехатомные молекулы кислорода – рассеян над Землей на высоте от 15 до 50 км. Стратосферный озоновый слой защищает людей и живую природу от жестокого ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения в ультрафиолетовой части солнечного спектра. Каждый потерянный процент озона в масштабах планеты вызывает до 150 тыс. дополнительных случаев слепоты от катаракты, на 2,6% увеличивает число раковых заболеваний кожи. УФО подавляет иммунную систему организма.

Природные способы очистки атмосферного воздуха:вымывание аэрозолей из атмосферы осадками; оседание ионов под влиянием электрического поля Земли и вследствие гравитации; осаждение загрязнений на деревьях при встрече с потоками, переносящими их; разбавление загрязнителей вследствие турбулентного перемещения воздушных потоков. Эта способность природы долгое время эксплуатировалась человеком бездумно и хищнически. Однако процесс загрязнения резко прогрессирует, и природные системы самоочищения уже не выдерживают такой натиск. Вредные для человека и природы выбросы могут перемещаться в воздушных потоках на громадные расстояния. Например, установлено, что вредные выбросы промышленных предприятий ФРГ и Великобритании переносятся на расстояния более 1000 км и выпадают на территории скандинавских стран, а из северо-восточных штатов США – на территории Канады.

Атмосферный воздух и здоровье. Ученые считают, что ежегодно тысячи смертей в городах всего мира связаны с загрязнением воздуха. Загрязнением атмосферы обусловлено до 30% общих заболеваний населения промышленных центров.

Загрязненный воздух, прежде всего, поражает верхние дыхательные пути и легкие: катар верхних дыхательных путей, острый и хронический бронхит, бронхит с астматическим компонентом. Во всех странах на долю респираторных заболеваний приходится больше случаев, чем на все остальные болезни, вместе взятые. Катар верхних дыхательных путей до сих пор остается самой распространенной болезнью. Пыль,особенно ее респирабельная фракция (менее 10 микрон), которая проникает в альвеолы, вызывает хронические заболевания органов дыхания и развитие раннего пневмосклероза (замещение легочной ткани соединительной). Получены данные о влиянии загрязненного воздуха на смертность от коронарной болезни сердца. Обнаружена связь загрязнения атмосферного воздуха с ростом заболеваний генетической природы, при этом уровень врожденных пороков развития в промышленных городах зависит не только от интенсивности загрязнения, но и от характера атмосферных выбросов. В загрязненных районах чаще встречаются неблагоприятно протекающие беременности и роды. Загрязнение воздуха сказывается и на возникновении такого заболевания, как рак легких. Установлена связь между содержанием твердых частиц в воздухе и частотой рака желудка и предстательной железы.