Вплив забрудненого атмосферного повітря на живі організми

Відтоді як існує людина, її здоров'я формувалось і продовжує формуватись під впливом природних факторів на організм. Життєдіяльність організму перебуває у безперервному динамічному взаємозв'язку з факторами навколишнього середовища. Ця взаємодія не повинна порушувати адаптаційних механізмів організму людини. Під дією різних подразників внутрішнього і зовнішнього середовищ людини в її організмі створюються безумовні та умовні рефлекси, що зумовлюють підтримання динамічної рівноваги, в основі якої лежить обмін речовин та енергії між організмом і навколишнім середовищем. (16, 17)

Здоров'я людини можна назвати одним з основних екологічних критеріїв якості навколишнього середовища. В основі всіх адаптаційних зв'язків у системі „людина - навколишнє середовище" знаходиться пристосування. Воно може здійснюватися за рахунок біологічних механізмів, які включають зміну морфологічних, фізіологічних і поведінкових реакцій людини і закінчується або станом повної адаптованості до умов середовища (тобто станом норми), або хворобою (15).

Фактори навколишнього середовища мають ефективно впливати на здоров'я і забезпечувати нормальний перебіг усіх процесів життєдіяльності людини. Сучасні екологічні проблеми, які особливо гостро постали перед людством, знаходяться в безпосередньому зв'язку з порушенням адаптивного ефекту його діяльності (13).

Найбільшу загрозу для людства становить антропогенне забруднення природного середовища. Хімічне, радіоактивне та бактеріологічне забруднення повітря, води, ґрунту й продуктів харчування, а також шуми, вібрації, електромагнітні поля та інші фізичні забруднення середовища спричинюють в організмі людей генетичні зміни та тяжкі патологічні явища. Це призводить до збільшення захворювань, народження неповноцінних дітей, передчасного старіння й смерті (17).

До екологічних факторів можуть бути віднесені лише ті фактори, які спричиняють специфічний вплив на здоров'я людини, і результат цього впливу можна простежити за відповідними реакціями організму і змінами в стані здоров'я. Так до характеристики здоров'я входять: 1) ряд демографічних показників - народжуваність, мертвонароджуваність, смертність (загальна, дитяча, вікова), середня тривалість життя; 2) захворюваність - загальна, окремих вікових груп, інфекційні, неінфекційні, хронічні неспецифічні захворювання, окремі види захворювань, захворювання з тимчасовою втратою працездатності, госпіталізована захворюваність; 3) фізичний розвиток; 4) інвалідизація (18).

Захворюваність - явище не випадкове. Приблизно на 50 % вона зумовлюється способом життя окремої людини. Шкідливі звички, неправильне харчування, недостатнє фізичне навантаження, самотність, стреси, порушення режимів праці і відпочинку сприяють розвиткові хвороб. Захворюваність на 40 % залежить від спадковості та екологічних умов - клімату, стану геосфер, рівня забрудненості довкілля й приблизно на 10 % визначається сучасним рівнем медичної допомоги (14).

Забруднення атмосферного повітря є частою причиною запальних захворювань органів дихання і очей, захворювань серцево-судинної системи, інфекційних захворювань, раку легенів.

Забрудненістю атмосфери називають не спрямовані зміни стану атмосферного повітря, цілком або частково зумовлені діяльністю людини, які безпосередньо чи опосередковано впливають на розподіл енергії, що надходить, рівні радіації, фізико-хімічні властивості атмосфери та умови існування живих організмів (17).

Хвороби органів дихання відносять до найпоширеніших екозалежних хвороб людини. Нами була проаналізована залежність між первинною захворюваністю населення України на хвороби органів дихання та забрудненістю атмосферного повітря, починаючи з 1990 по 2008 роки. Так, у 1990 році спостерігалась найбільша кількість уперше зареєстрованих випадків захворювань на органи дихання (1702,1 тис.), що відповідає найбільшій кількості викидів шкідливих речовин в атмосферне повітря (15549,4 тис. т.). У 2000 році ситуація покращилась - 14639 тис. випадків захворювань на органи дихання. Кількість шкідливих викидів дорівнювала 5908,6 тис. т. У 2008 році спостерігалась тенденція до зниження кількості випадків захворювань на органи дихання (13671 тис.), не зважаючи на підвищення кількості викидів шкідливих речовин в атмосферне повітря (7210,3 тис. т.). Можливо це пов'язано з своєчасним проведенням профілактичних заходів, підвищенням свідомості населення щодо збереження власного здоров'я та покращенням рівня медичної допомоги.

Отже, зміни, які відбуваються в атмосфері внаслідок антропогенної діяльності, негативно впливають на здоров'я самої людини. Тому головним завданням науковців усіх спеціальностей є розробка відповідних рекомендацій і технологічних схем щодо покращення стану атмосферного повітря.

Шкідливий вплив забрудненого атмосферного повітря на здоров'я населення було доведено вже після відомих токсичних туманів у містах Європи та Америки. Протягом одного тижня в грудні 1952 р. під час токсичного туману в Лондоні померло 4000 осіб, а ще декілька тисяч людей загинуло в наступні 3 міс. 1971 р. під час фотохімічного смогу в Токіо до лікарні потрапило близько 8000 отруєних людей. Безпосередньою причиною смерті була серцево-судинна недостатність. Підвищена захворюваність і смертність населення у зв'язку з токсичними туманами помічена в багатьох містах, зокрема Лос-Анджелесі, Сан-Франциско, Сіднеї, Донорі, Йокогамі, Нью-Йорку тощо. Випадки токсичних туманів стали першим сигналом, що свідчив про шкідливий вплив атмосферних забруднень на організм людини.

Постійні атмосферні забруднення несприятливо впливають на загальну захворюваність населення. Доведено прямий зв'язок між інтенсивністю забруднення повітря і станом здоров'я, а також ростом хронічних неспецифічних захворювань, зокрема таких, як атеросклероз, хвороби серця, рак легенів тощо. Забруднене повітря значно знижує імунітет. Забруднення впливають на органи дихання, сприяючи виникненню респіраторних захворювань, катарів верхніх дихальних шляхів, ларингіту, ларинготрахеїту, фарингіту, бронхіту, пневмонії. Вони спричиняють серцево-судинні та інші захворювання, зумовлюють виникнення віддалених наслідків, тобто мутагенну, канцерогенну, гонадотоксичну, тератогенну, алергенну, ембріотоксичну і атеросклеротичну дію.(1)

Першочерговими наслідками атмосферних забруднень є розвиток специфічних захворювань і отруєнь.

Дедалі більший вплив на організм людини справляє смог. Фотохімічний туман, що утворюється в повітрі міст, спричиняє сльозотечу, різання в очах, сухий кашель, нудоту, головний біль, стискання в грудях, задишку, загальну слабкість. Він є причиною розладів функцій органів дихання, що нерідко завершуються утворенням злоякісних пухлин. Систематичне вдихання фотооксидантів стає причиною зменшення маси тіла, зниження активності ферментів у крові і зниження потреби в кисні, зменшення вітамінного балансу, а також патологічних змін у внутрішніх органах і ЦНС.

Забруднення атмосферного повітря діоксидом сірки частіше призводить до виникнення таких захворювань, як хронічний і астматичний бронхіт, бронхіальна астма, емфізема легенів. Такі явища особливо характерні для дітей, у яких відсутній чинник професійних шкідливостей і паління, а також відсутні несприятливі чинники, пов'язані з попередніми роками життя.

Дуже несприятливо діє на організм оксид вуглецю. Він міститься в атмосферному повітрі в кількостях, здатних підвищити вміст карбоксигемоглобіну, що погіршує стан тканинного дихання, негативно впливає на функцію ЦНС і серцево-судинної системи. Наявність оксиду вуглецю в організмі стає причиною скарг, особливо у регулювальників руху, на головний біль, запаморочення, порушення сну, зниження пам'яті і уваги, задишку, біль у ділянці серця тощо.

Наростаюче забруднення повітря свинцем сприяє нагромадженню його в печінці, селезінці, нирках та інших органах. Свинець, що міститься у відпрацьованих газах автомобільного транспорту, прискорюючи розпад еритроцитів, діє як протоплазматична отрута. Свинцеве отруєння викликає також функціональні зміни вищої нервової діяльності. Основними скаргами внаслідок свинцевого отруєння є головний біль, запаморочення, підвищена роздратованість, швидка втомлюваність, порушення сну.

Дуже небезпечними для людини є сполуки азоту — нітрити і нітрати, що потрапляють у повітря з відпрацьованими газами автомобілів і під час унесення мінеральних добрив. Деякі з них є вихідними продуктами для синтезу канцерогенних речовин. Вдихання оксидів азоту є причиною розвитку емфіземи легенів, звуження дихальних шляхів, набряку легенів.

Численні також дані щодо небезпечної дії вуглеводнів, що потрапляють в організм людини під час дихання. Ароматичні вуглеводні, особливо 3,4-бензпірен, що містяться в недопалених фракціях диму, відрізняються своєю канцерогенною дією.

Викиди нафтохімічного комбінату стали причиною захворювань органів дихання, і тому бронхіальну астму названо «астмою йоккаїті» — від назви міста, де виникло захворювання.

Довготривале забруднення повітря відбивається також на генетичному апараті людини. Це призводить до зниження народжуваності, народження недоношених або ослаблених дітей, до їх розумової та фізичної відсталості тощо.(2)

В Україні негативного впливу атмосферних забруднень зазнає близько 17 млн. осіб, або 34% всього населення. Вади розвитку дітей у містах із забрудненням навколишнього середовища зустрічаються в 3—4 рази частіше, ніж у відносно чистих, хвороби органів дихання реєструються удвічі частіше, загальний рівень захворюваності населення на 25—40% вищий, вищий також рівень алергічних, онкологічних, серцево-судинних та інших захворювань. Генетичні наслідки забруднення будуть проявлятися ще багато десятиліть.

Проведені у Львові дослідження показали, що у водіїв автомобілів, регулювальників руху спостерігаються наявність карбоксигемоглобіну в крові, зниження рефлекторних реакцій, зрушення з боку активності деяких ферментів.

Отже, практично майже все міське населення, особливо діти, які дуже чутливі до токсичних речовин, вимушені дихати повітрям, що здатне отруювати організм.

Вплив атмосферних забруднень поширюється і на рослинний, і на тваринний світ. Викиди заводів зумовлюють ураження всіх видів рослинності — декоративні і фруктові дерева, чагарники і ліси, сільськогосподарські культури і навіть трав'яний покрив. Токсичні речовини порушують структуру листя і погіршують обмін речовин.(16)