Геоэкология человека. 1. Предмет, структура и методы изучения геоэкологии человека
 Скачать 189.05 Kb.
|
21. Воздействие химических веществ на организм человека.В человеческом организме находятся практически все химические элементы, встречающиеся в природной среде. Но их влияние на физиологические процессы, рост и развитие организма неравнозначно. Азот– один из основных элементов атмосферы. Его источником в почве и воде являются нитраты и нитриты, которые поглощаются растениями. Кроме того, в 1 м3 воздуха содержится 0,02 – 0,04 мг аммиака, количество которого возрастает при грозовых разрядах и который также выпадает с осадками. Суммарное ежегодное поступление азота в почву этим путем составляет 10 – 15 кг/га. При сжигании топлива в атмосферу поступает дополнительное количество оксидов азота, которые участвуют в фотохимических реакциях. В мире ежегодно вносится 35 – 40 млн т азота в виде минеральных удобрений в форме нитратов и нитритов. По рекомендации Всемирной организации здравоохранения, суточное потребление нитратов человеком не должно превышать 5 мг на 1 кг массы, то есть для человека массой 70 кг допустимы 350 мг нитратов. Токсическое действие нитратов проявляется в том, что внутри организма они восстанавливаются до нитритов, которые преобразуются в нитрозоамины как промежуточное звено в образовании аминокислот и витаминов. Нитрозоамины являются сильнодействующими ядами, которые могут привести к изменениям функций внутренних органов и отравлению. Не преобразованные и не выведенные организмом, они оказываются в грудном молоке и молоке домашнего скота. В результате потребления растительной пищи и воды увеличивается нитратная нагрузка на организм человека. Наиболее чувствительны к нитратам дети, особенно раннего возраста. Здоровые люди, находящиеся на безовощной диете, выделяют до 47 мг/л нитратов с жидкими экскрементами. Содержание в моче до 100 мг/л нитратов свидетельствует о высоком поступлении последних в организм. По данным НИИ радиационной медицины, у обследованных в разных районах Беларуси детей в возрасте 6 – 12 месяцев средняя концентрация нитратов в моче составила 87,4 мг/л. Превышение допустимых уровней зарегистрировано у 76,1 % детей, а сверхвысокие концентрации (свыше 200 мг/л) отмечены у каждого 11-го ребенка. Некоторые дети в возрасте до 3 месяцев получают в 12 раз больше нитратов и нитритов, чем допустимо. Фосфор.Около 85% фосфора в организме найдено в костях и зубах, но он также присутствует в клетках и тканях по всему организму. Фосфор помогает отфильтровывать отходы в почках и играет важную роль в том, как организм использует энергию. Он также помогает снизить боль в мышцах после тяжелой тренировки. Фосфор необходим для роста, восстановления и «ремонта» всех тканей и клеток, а также для производства генетических строительных блоков, ДНК и РНК. Фосфор также необходим, чтобы помочь сбалансировать и использовать другие витамины и минеральные вещества, включая витамин D, йод, магний и цинк. В последние десятилетия круговорот фосфора оказался резко нарушенным. Основные причины этого – производство фосфорных удобрений и их широкое применение в сельском хозяйстве; получение в промышленных масштабах фосфорсодержащих препаратов, используемых в быту; производство продовольствия и кормов; развитие рыбного промысла, добыча морских моллюсков и водорослей. В результате произошло перераспределение содержания фосфатов. В зонах концентрации населения и ведения интенсивного сельского хозяйства наблюдается аномально высокая аккумуляция органических соединений фосфора. Серапоступает в атмосферу в результате антропогенного вмешательства в виде сернистого газа. Основные ее выбросы приходятся на ТЭЦ и котельные. В 1970-е гг. этим путем поступало 100 – 150 млн т сернистого газа. Экологическая опасность сернистого ангидрида заключается в том, что при его фотохимическом окислении в присутствии диоксида азота и углеводородов, даже если их концентрация в воздухе незначительна, вначале образуется серный ангидрид, который превращается в аэрозоли серной кислоты, соединяясь с водяными парами в атмосфере. Продолжительность этого процесса – около 5 – 14 дней. С воздушными потоками аэрозоли серной кислоты мигрируют на значительные расстояния и выпадают в виде кислых дождей с рН=4,0 – 5,0. Установлено, что водоемы Швеции, в которых исчезают рыба и растительность, подвержены загрязнению серными и азотистыми соединениями. За последние 30 лет около 1 млн га лесов в странах Центральной Европы погибло от кислотных дождей. Кроме того, подкисляется почва такими дождями в умеренных широтах, что способствует выносу их нее питательных веществ. Ртуть принадлежит к редким элементам. Она и ее соединения токсичны. Ртуть из естественного компонента природной среды превратилась в один из опасных для здоровья человека техногенных выбросов. Она широко применяется в металлургии, в химической, электротехнической, электронной, целлюлозно-бумажной и фармацевтической промышленности, а также используется в медицине и для производства взрывчатых веществ, лаков, красок. Промышленные стоки и атмосферные выбросы, ртутные рудники, ТЭЦ и котельные являются главными источниками загрязнения ртутью. Кроме того, ртуть входит в состав пестицидов, используемых в сельском хозяйстве для протравливания семян и защиты культур от вредителей. В организм человека она поступает с продуктами питания. Как и в случае с нитратами, ртуть представляет большую опасность для здоровья детей. Ее содержание в моче не должно превышать 0,035 мг/л. В частности, у большинства обследованных детей г. Минска этот показатель не превышен, но у некоторых отмечено содержание ртути в моче до 0,17 мг/л. Установлено, что концентрация ртути в организме человека в осенний период значительно выше, чем в другие. Свинец поступает в основном от бензиновых двигателей, выхлопные газы которых содержат тетраэтилсвинец. Для тушения реактора Чернобыльской АЭС использовался свинец, который затем поступил в воздушную среду и рассеялся. У жителей промышленно развитых стран содержание свинца в организме в несколько раз выше, чем у населения аграрных; у горожан выше, чем у сельских. При увеличении загрязнения окружающей среды свинцом возрастает его отложение в костях, волосах и печени. Свинец легко замещает в организме человека кальций. В силу своейканцерогенности он вызывает онкологические заболевания костей и внутренних органов. Выводится свинец из организма в основном через кишечник и почки. Выделение его с мочой до 0,05 мг/л считается нормальным. Средняя концентрация свинца в моче детей и подростков г. Минска составляет 0,02 мг/л, и только в некоторых случаях отмечено двукратное превышение его содержания по сравнению с допустимым. 22. Качество среды обитания человека. В последние годы в разных регионах планеты и на территории нашей республики стали складываться неблагоприятные экологические ситуации. В связи с этим одной из важнейших проблем стало улучшение качества окружающей человека природной среды. Ориентация только на достижение количественных результатов в использовании естественных ресурсов в ряде случаев уже привела к необратимой деградации природной среды. Наглядным примером служит увеличение площади мелиорированных земель для роста сельскохозяйственного производства. Качество природной среды в данном случае было принесено в жертву количественным результатам. За ухудшением качества среды последовало неизбежное снижение количественных показателей урожайности и валового сбора сельскохозяйственных культур. Это может наблюдаться до тех пор, пока полностью не разрушатся освоенные угодья, резко снизится и даже может прекратиться биопродуктивный процесс. Что же понимать под качеством окружающей среды? В частных случаях качество отдельных компонентов среды может быть соотнесено с предельно допустимыми концентрациями (ПДК). ПДК – это максимальное количество вредного вещества в единице объема или веса, которое при суточном или более коротком воздействии не вызывает в организме человека каких-либо патологических отклонений и неблагоприятных наследственных изменений у потомства в течение неограниченного времени. Уровни ПДК одного и того же вещества различны не только для разных компонентов окружающей среды (воздуха, воды, почв), но и в разных государствах они отличаются. Под экологически чистой средой понимается такое ее состояние, при котором содержание вредных веществ не превышает ПДК. Точно таким же критериям должны отвечать и пищевые продукты. Понятие экологической чистоты относительно, так как нет международной унификации в установлении уровней ПДК. На аграрных территориях критерием их качества может служить соответствие специализации и системы ведения сельского хозяйства природной основе этой территории. Там, где такого соответствия нет, необходимо предусматривать ограничения в сельскохозяйственном использовании земель. Например, на торфяниках Припятского Полесья, подстилаемых кварцевыми песками, которые способствуют быстройсработке торфа и загрязнению подземных вод продуктами его разрушения и пестицидами, нецелесообразно интенсивное ведение сельского хозяйства. Кварцевые пески быстро оказываются на поверхности, а грунтовые воды – загрязненными. Основными критериями качества среды должно быть состояние и функционирование живых организмов, присущих экосистеме. Пределы концентрации вредных веществ должны быть такими, чтобы при этом соблюдались следующие условия: 1) не нарушались газовые, концентрационные и окислительно-восстановительные функции живого вещества. Именно эти функции регулируют процессы геохимического самоочищения экосистем; 2) биохимический состав первичной и вторичной продукции не изменился настолько, чтобы вызвать нарушение жизненных функций в каком-либо из звеньев пищевой цепи не только данной экосистемы, но и за ее пределами; 3) не понижалась биологическая продуктивность; 4) сохранился необходимый для существования экосистемы генофонд. Важнейшим критерием качества среды с антропоцентристских позиций служит состояние здоровья человека. 23. Влияние антропогенных факторов среды на здоровье человека. Отношения человека с природой основаны по типу «потребитель – ресурсы». Полное уничтожение отдельных биологических видов и экосистем, возрастание темпов опустынивания делает человека неразумным потребителем. Биологически человек на предысторической фазе развития уже отличался от других видов млекопитающих исключительной подвижностью. Люди жили в условиях энергетической недостаточности, охраняли огромную кормовую территорию, в пределах которой кочевали. Переход к пастбищно-кочевому скотоводству и подсечно-огневому земледелию привел к удвоению энергозатрат и сокращению кочевого ареала людей. Это позволило снизить подвижность человека, что создало предпосылки для формирования общества с разделением функций и культурной специализацией. Одновременно произошли изменения в отношениях с природой. Уже на фазе примитивного охотничьего промысла выработались приемы выжигания угодий для более быстрого роста трав и привлечения животных. Следующий этап взаимоотношений человека с природой характеризуется резким снижением потребности в земле для прокормления одного человека, но новым удвоением энергозатрат и дальнейшим омоложением экосистем. Многовидовые биоценозы все в большей степени сменяются пастбищными культурами и земледельческими монокультурами. Агросистемы теряют свойство стабильности и устойчивости – природная среда все более вытесняется новыми образованиями. Историческим финалом является переход к эксплуатации предельно омоложенных экосистем и искусственное плодородие почв. Это привело к резкому скачку энергозатрат. Рост биологической продуктивности за счет омоложения природных систем закончился. Дальнейшее увеличение вложения энергии в земледелие ведет к разрушению природных структур, что вызывает необходимость перехода к закрытым системам земледелия и его индустриализации. Отсюда следует необходимость сокращения размеров эксплуатируемых территорий. В. Г. Горшков предлагает сократить сельскохозяйственные угодья в 10 раз и в перспективе довести до 1 % от площади суши. Ценой снижения подвижности человеческих популяций стало извлечение из недр для хозяйственных нужд накопленной органики: нефти, угля, газа и др. Поступление внешней энергии – тот предел, за которым следует разрушение экосистем даже в трансформированном в агросистемы виде. Человечество уже использовало практически все резервы для интенсификации жизни и получения дополнительной урожайности в открытом грунте. Ход исторических изменений между природой и человеком приводил к одновременным переменам в природе и в формах хозяйства. Они менялись вследствие тех затруднений, которые происходили от перемен в природе. В свою очередь перемены в хозяйстве вызывали цепные реакции в природе. Эта постоянная обратная связь получила название закона бумеранга (или закона обратной связи взаимодействия «человек – биосфера» П. Дансеро, 1957). Неизбежность платежей подчеркивается и законом незаменимости биосферы. Над этим законом работали В. И. Вернадский, Э. Реклю, суть выразил В. Г. Горшков. Закон обратимости биосферы Дансеро (1957) гласит, что биосфера стремится к восстановлению экологического равновесия тем сильнее, чем больше давление на нее. Это стремление продолжается до достижения экосистемами климаксовых фаз развития. Закон необратимости взаимодействия человек – биосфера подчеркивает, что возобновимые природные ресурсы делаются невозобновимыми в случае глубокого изменения среды, ее значительной эксплуатации, доходящей до поголовного уничтожения или крайнего истощения, а потому превышения возможностей их восстановления. Цивилизация и культура не обеспечивают стабильных условий существования на Земле ни жизни, ни человека как ее части. Правило меры преобразования природных систем: в ходе эксплуатации природных систем человеком нельзя переходить некоторые пределы, позволяющие этим системам сохранять свойство самоподдержания (саморегуляции). Правило старого автомобиля, или принцип естественности: со временем эффективность технических устройств, обеспечивающих управление природными системами и процессами, снижается, а экономические расходы на их поддержание возрастают. Старые технические устройства становятся нерентабельными и их необходимо заменять. А самовозобновляющиеся и развивающиеся природные системы представляют собой «вечный» двигатель, не требующий экономических вложений до тех пор, пока степень давления на них не превышает возможностей к восстановлению. Закон убывающей отдачи Тюрго – Мальтуса: повышение удельного вложения энергии в агросистему не дает адекватного пропорционального увеличения ее продуктивности. Закон демографического насыщения: в глобальной или регионально изолированной совокупности количество народонаселения всегда соответствует максимальной возможности поддержания его жизнедеятельности, включая все аспекты сложившихся потребностей человека. Но человечество создает давление на среду не столько биологически, сколько техногенно. Вместо демографического насыщения как такового возникает насыщение техникой. Правило ускорения исторического развития: чем стремительнее под воздействием антропогенных причин изменяется среда обитания человека и условия ведения им хозяйства, тем скорее по принципу обратной связи происходит перемена в социально-экологических свойствах человека, экономическом и техническом развитии общества. Поскольку производительные силы общества опосредуют связь между природой и обществом, а антропогенные воздействия являются движущей силой в действии закона ускорения эволюции и быстро меняют среду развития самого общества, то система «природа – производительные силы – производственные отношения» развивается с тенденцией к самоускорению процессов. В ответ на ухудшающиеся показатели среды жизни возникают механизмы, стремящиеся ее улучшить. В ответ на изменение окружающей среды происходит обратное действие на человека, адаптационные механизмы которого несколько отстают от результатов его же деятельности. В результате неподготовленности организма человека к этим изменениям усиливается влияние антропогенных факторов на здоровье человека и социально-демографические показатели популяции людей. 24. Требования к окружающей среде, благоприятной для жизни человека. С точки зрения здоровья человека среда должна соответствовать 5 основным требованиям: 1 – чистый воздух; 2 – достаточное количество питьевой воды; 3 – сбалансированная и питательная пища; 4 – безопасные и спокойные места проживания; 5 – стабильная глобальная экосистема. 1. Воздух необходим для жизни, так как без него человек может прожить лишь несколько минут. Соответственно, загрязнение воздуха является одной из наиболее серьезных экологических проблем для общества, вне зависимости от уровня его экономического развития. Не менее 500 млн человек ежегодно подвергаются воздействию высоких уровней загрязнителей воздуха внутри своих домов в виде дыма (открытый огонь или плохо сложенная печь). Более 1,5 млрд людей живут в урбанизированных регионах с угрожающе высокими уровнями загрязнения воздушной среды. После внедрения технологии управления загрязнением воздуха посредством уменьшения выбросов твердых частиц оказалось, что выбросы газов все равно продолжаются и именно они являются причиной проблемы. Ряд стран успешно решает проблемы управления выбросами в атмосферу, однако доказано, что загрязнение воздуха представляет риск для здоровья даже при относительно благоприятных экологических условиях. Автомобильный транспорт ежегодно поставляет в атмосферу сотни млн т вредных веществ. Кроме того, автомобиль – один из главных факторов шумового загрязнения. Дорожная сеть, особенно вблизи городов, изымает сельскохозяйственные земли. Отработавшие газы, продукты износа механических частей и покрышек автомобиля, а также дорожного покрытия (пыль, битум и т. п.) составляют около 50 % атмосферных выбросов антропогенного происхождения. В состав выбросов двигателя входят такие вредные компоненты, как окись углерода, углеводороды, окислы азота и серы. К числу вредных компонентов относятся и твердые выбросы, содержащие свинец и сажу, на поверхности которой адсорбируются циклические углеводороды, обладающие канцерогенными свойствами. Особую опасность представляют выбросы машин, в которых используется этилированный бензин с содержанием свинца. Свинец оседает на дорожные покрытия, концентрируется в почве у дорог, с грязью смывается в водоемы. Растительность вдоль дорог накапливает значительные количества свинца. Мясо и молоко животных, питавшихся ею, растущие здесь лекарственные травы таят опасность для здоровья человека. Свинец, даже в очень малых концентрациях попадая в организм человека, накапливается в нем и вызывает малокровие, слабоумие, повреждает сердечную мышцу и ткань печени. Помимо химического загрязнения автотранспорт создает акустическое загрязнение. Интенсивность шума мотоциклов и тяжелых грузовиков достигает 120 децибел при допустимой норме шума 50 – 85. Особенно острая проблема загрязнения воздуха сложилась в больших урбанизированных регионах вследствие концентрации здесь промышленности, а это повлекло увеличение количества транспортных средств, повышение непромышленного энергопотребления и рост населения. Обогрев частных домов и приготовление пищи в печи служит причиной загрязнения воздуха внутри помещений, что может привести к болезням легких, проблемам со зрением (происходит раздражение слизистой оболочки глаз) и увеличению риска онкологических заболеваний. Качество воздуха внутри помещений остается острой проблемой для многих развитых стран, так как жилые и производственные здания герметичны и хорошо отапливаемы. Опасность попадания в воздух вредных химических соединений исходит также от курения и испарений строительных материалов. 2. Человек не способен прожить при отсутствии воды более 4 суток. Кроме того, вода необходима животным и растениям. Для того, чтобы не пострадать от ее дефицита, люди на протяжении всей своей истории селились возле рек и озер. Наличие водных бассейнов решает отчасти транспортные проблемы, вода очищает почву от отходов и играет важнейшую роль в развитии земледелия и рыболовства. Хотя свежая вода и является возобновляемым ресурсом, он все же ограничен. Более того, водные ресурсы распределены между странами и людьми неравномерно, что порой провоцирует даже конфликтные ситуации (Египет – Судан). Во многих регионах недостаток воды является главным препятствием для развития сельского хозяйства и промышленности, ведет к обнищанию населения и деградации почв. Качество и свежесть воды имеет огромное значение. Многие опасные для жизни и здоровья инфекции переносятся через загрязненную воду или пищу. Фактически более 80 % всех болезней в развивающихся странах связаны с нехваткой чистой воды и отсутствием мер по ее очистке. Около 50 % населения земного шара страдают от заболеваний, связанных с недостатком воды или ее загрязненностью. Ежегодно 200 млн чел. подвергаются риску заражения желудочно-кишечными заболеваниями, передающимися через пищу и воду. Эти же болезни являются причиной 4 млн детских смертей ежегодно. Периодически вспыхивают эпидемии холеры (июль 2001 г. – Казань). Основные болезни, связанные с неудовлетворительным качеством потребляемой воды, – малярия (около 300 млн чел.), тропические лихорадки (30 – 60 млн чел.) и др. 3. С продуктами питания мы получаем энергию. Для обеспечения своего существования, поддержания нормального веса тела и уровня физической активности человеку необходимо потреблять ежедневно от 1000 до 3000 калорий. Без пищи большинство людей неспособно про-жить более четырех недель. Пищевые продукты обеспечивают человека витаминами и питательными веществами, при недостатке которых развиваются авитаминозы. Недоедание и инфекции являются главными причинами нарушений здоровья и преждевременной смерти. Ежегодно миллионы людей заболевают дизентерией. Опасность для будущего производства продуктов питания представляет быстрая деградация почв и воды. Происходит увеличение объема экспорта пищевой промышленности, в результате чего лучшие земли используются при производстве продовольствия не для местного потребления. Нарушение здоровья часто связано с недостаточным и непропорциональным питанием. Сюда относятся последствия голодания, преждевременные роды, а также слишком ограниченное питание, которое ослабляет иммунитет. Опасность представляют продукты, содержащие токсины. Пища, подвергшаяся воздействию химикатов, также приводит к нарушению здоровья прямо или косвенно. 4. Неподходящее жилье, а также проблемы инфраструктуры неблагоприятно влияют на здоровье человека. Низкий уровень доходов, неопределенность с трудоустройством, незащищенные права собственности и неудовлетворительное состояние здоровья сопутствуют плохим жилищным условиям. Люди ежедневно подвергаются патогенным опасностям, травмам и насилию, воздействию различных загрязнителей, что приводит к стрессам, психическим расстройствам и психосоциальным дисфункциям. Существует взаимосвязь частоты случаев употребления наркотиков, распада семей, насилия и суицида с перенаселенностью, хотя исследования в Китае показывают, что перенаселенность не порождает автоматически социального насилия. Она способствует распространению инфекций острых респираторных заболеваний, туберкулеза, менингита и кишечных болезней. Подсчитано, что 30 – 50 % твердых отходов остаются неутилизированными и незахороненными в урбанизированных регионах развивающихся стран. Войны и различные формы гражданского насилия являются основными причинами разрушения домов и угрозы благосостоянию людей. 5. Существует сложная взаимосвязь между здоровьем человека и здоровьем экосистемы. Среди глобальных проблем, угрожающих здоровью, можно выделить следующие: загрязнение воздушной среды, разрушение озонового слоя, климатические изменения и утрата биологического разнообразия на Земле. |