Химическое загрязнение природной среды.

По официальным данным, промышленные выбросы составляют более 1 млрд. тонн в год (пыли - 200 млн, окиси углерода - 700 млн, двуокиси серы - 210 млн, окислов азота - 55 млн тонн). Зна­чительно загрязнились водоемы, некоторые из них превратились в мер­твые водные пустыни.

Загрязнение воздушного бассейна городов имеет три основных ис­точни-ка: отопление помещений, промышленные предприятия и авто­мобильный транспорт. Источники этих выбросов значительно различа­ются по таким признакам, как общее количество и химический состав токсических компонентов, локализация и высота выбросов, физичес­кое состояние компонентов, влияющих на рассеи­вание при различных погодных условиях.

Загрязняющие вещества довольно разнообразны. В то же время та­кие ингредиенты, как окислы азота, окись углерода, окислы свинца и бензпирен, являются общими для выбросов промышленными пред­приятиями и автомобильным транспортом. Ветром, дождем эти загряз­нители рассеиваются на территориях, отдаленных от основного источника. Многие из этих химических соединений весьма устойчивы. Их активность изменяется в зависимости от климатических условии. В процессе производства накапливаются токсические вещества, которые периодически выбрасываются в атмосферу. Если это обуслов­лено технологическими процессами, то выбросы являются зап­ланированными. Однако они могут быть и неожиданными, связанными с авариями на производстве.

Что касается роли урбанизации в загрязнении вод, то здесь следует рассматривать два аспекта: во-первых, сброс сточных вод, во-вторых, снабжение питьевой водой. Обе проблемы находятся в прямой зависи­мости, так как снабжение питьевой водой осуществляется из рек, в которые сбрасываются сточные воды населенных пунктов, предприятий и сельского хозяйства. Помимо этого воз­растает загрязнение водоемов нефтепродуктами.

Основные источники загрязнения водоемов:

а) загрязнения вследствие циклических изменений ка­чества вод, вызванных природными факторами, наносящими вред вод­ной флоре и фауне;

б) основной и наиболее опасный источник загрязнения вод — сброс вредных веществ и сточных вод в водоемы.

Характеристики второго источника загрязнения водоемов:

а) химическое загрязнение в результате сброса значительного ко­личества вод, загрязненных отходами, содержащими кислоты, щелочи, фенолы, тяжелые металлы и другие токсические вещества;

б) неявное, медленно действующее загрязнение, где ос­новными категориями загрязнителей могут быть: нефтяные углеводо­роды, продукты производства фенолов, галогенпроизводные инсекти­циды, гербициды;

в) загрязнение органическими веществами (сбросы промышлен­ных предприятий целлюлозно-бумажной, пищевой, текстильной про­мышленности). Известно также биологическое загрязнение, вызывае­мое городским канализационным стоком в реки либо без очистки, либо при недостаточной очистке;

г) радиоактивное загрязнение;

д) механическое загрязнение в результате сброса твердых инертных веществ (глины, шлама, шлаков, песка, угольной пыли) предприяти­ями горнодобывающей промышленности;

е) тепловое загрязнение сбросами разогретых вод тепловых и атом­ных электростанций.

Различают пассивные и активные загрязнители воздуха. К числу пас­сивных загрязнителей относятся сажа, пыль и главным образом зола, которые при определенных метеорологических условиях (туман) спо­собствуют формированию смога. Активными загрязняющими вещества­ми, обладающими токсическими свойствами, являются тяжелые ме­таллы, производные углерода, азота, серы, хлора, фтора и др.

Основные пищевые цепи:

1. загрязненный воздух - почва - растения - живот­ные -продукты питания - человек;

2. загрязненный воздух - почва - растения - про­дукты питания - человек;

3. загрязненный воздух - водоемы - почва - расте­ния - животные - продукты питания - человек;

4. загрязненный воздух - водоемы - питьевая вода - человек;

5. загрязненный воздух - водоемы - фитопланктон - рыба - человек;

6. сточные воды - водоемы - фитопланктон - рыба - человек;

7. сточные воды - водоемы - питьевая вода - человек;

8. сточные воды - водоемы - почва - растения - продукты пита­ния - человек;

9. сточные воды - водоемы - почва - растения - животные - продукты питания - человек;

10. сточные воды - водоемы - почва - растения - животные - продукты питания - человек.

Следовательно, чужеродные вещества попадают с пищей в орга­низм человека различными пищевыми путями. Вместе с тем существуют и другие пути, к числу которых относят­ся:

1. при содержании вредных металлов в посуде, таре и аппаратуре, с которыми продукты питания входят в контакт;

2. при загрязнении этими металлами веществ, добавляемых к пище и пищевым продуктам (органические кислоты, патока и др.);

3. при недостаточном удалении с овощей, фруктов и ягод чужерод­ных веществ;

4. при ошибочном введении соединений вредных металлов вместо других безвредных веществ;

5. при неправильном хранении пищевые продукты могут быть заг­рязнены из разных источников (атмосферы, почвы, насекомых).

К великому сожалению, известны многочисленные случаи массо­вых отравлений людей. В большинстве случаев причиной являлось стрем­ление производить больше с наименьшими затратами, рассматривая окружающую среду как естественную и дешевую сточную яму.

Краткий обзор наиболее распространенных загрязнений внешней среды.

Окись углерода. Образуется при неполном сго­рании углерод-содержащих веществ. Возможности отравления достаточ­но распространены: горючие газы, применяемые в про­мышленности, в нагревательных и силовых установках, выхлопные газы при работе двигателей внутреннего сгорания (особенно в условиях плохо вентилируемых гаражей), неверное использование домашних печей. Окись углерода поражает гемоглобин крови, в резуль­тате развивается кислородное голодание организма. Наиболее уязвимы­ми органами являются головной мозг и сердечная мышца.

Сероуглерод. Возможность отравления встречается часто в связи с широким применением его в промышленности (хи­мической, резиновой и др.). Основной путь проникновения в организм — вдыхание паров. Большое значение имеет хроническое отравление. Поражаются верхние дыхательные пути, сердечно-сосудис­тая система, органы пищеварения и зрения. Преимущественно поража­ется головной мозг вплоть до нарушений психики.

Сероводород. Образуется в природе там, где животные и раститель­ные вещества подвергаются процессам гниения: в помойных ямах, убор­ных, сточных трубах и кожевенных заво­дов и т.п. Находит разностороннее применение в химической промыш­ленности. Поражения характеризуются местным раздражением слизис­тых оболочек глаз, носа, рта.

Помимо перечисленных выше химических веществ, вредное дей­ствие на организм оказывают и другие токсиканты, накапливающиеся в атмосферном воздухе. К ним следует отнести пылевые частицы, дву­окись серы, окислы азота, фтористый водород и др.

Фотохимические загрязнители. Возникают в результате значительных выбросов в атмосферу ряда химических веществ автомобилями и про­мышленными установками. По сути, это комплекс, состоящий из газов и аэрозольных частиц. Данный комплекс фотохимических загрязните­лей имеет выраженные окислительные свойства и образуется в ходе реакций, происходящих между летучими углеводородами (нефть), окис­лы азота (выбросы транспорта и других источников сжигания топлива) в присутствии солнечного света. В результате образуется фотохимичес­кий смог, для образования которого необходимы определенные усло­вия: наличие в атмосфере высокой концентрации окислов азота, угле­водородов и других загрязнителей, интенсивная солнечная радиация и безветрие.

«Кислотные дожди». Кислотные дожди представляют собой смесь растворов сер­ной и азотной кислоты. Серная кислота образуется из сернистого газа, являющегося продуктом сжигания топли­ва и обработки серосодержащих руд. Как считают исследователи, кислот­ность осадков возросла почти в 100 раз по сравнению с кислотностью 180 лет назад. И это неудивительно, так как предприятия, производя­щие полимерные материалы, выпускают сернистый газ в воздух тонна­ми. Следствием выпадения «кислотных дождей» является окисление почвы, грунтовых вод, озер и рек, оказывающее отрицательное влияние на леса, водоемы, посевы сельскохозяйственных культур. В результате гиб­нет растительный мир.

Полихлорированные дифенилы и диоксины — очень опасные и весь­ма устойчивые загрязнители природной среды. Полихлордифенилы ис­поль-зуются главным образом в качестве диэлектриков в электротехни­ческой промышленности. Основные источники загрязнения: разруше­ние старых трансформаторов в местах их захоро­нения, упаковочные материалы, изготовленные из переработанной бу­маги, содержащей эти токсические вещества. Преимущественно пора­жается морская и пресноводная рыба. Интоксикация полихлорированными дифенилами характеризуется поражениями нервной системы, печени, дыхательных путей и развити­ем малокровия. Источником заражения диоксином является утечка химических со­единений с предприятий химической промышленности, в результате заражаются почва, водоемы и корма для животных.

Полимерные материалы. Полимеры находят все большее примене­ние в пищевой промышленности и в продовольственном машиностро­ении, широко используются в упаковочных материалах. Синтетические полимерные материалы со временем изменяются, стареют. Их физико-химические и механические свойства изменяются под влиянием повы­шенных температур, воздуха, ультрафиолетовых лучей и дру­гих факторов. В результате сложных процессов, протекающих при этом в полимерном материале, образуются различные вещества, обладающие хорошей растворимостью и поэтому способные проникать в пищевые продукты и, следовательно, оказывать токсическое воздействие на че­ловека. В основном полимерные материалы предназначены для изготов­ления посуды, которая используется для хранения сухих, сыпучих про­дуктов, а также холодных напитков.

Большую опасность для здоровья людей представляют соли тяжелых металлов и избыточные дозы некоторых микроэлементов.

Свинец. Опасность представляют металлический свинец, его окислы и соли. Главные источники свинца в продуктах питания связаны с миг­рацией его в продукты из оборудования, инвентаря и тары. Источника­ми поступления свинца в пищу являются:

1. керамическая посуда, покрытая свинцовой глазурью;

2. свинцовый припай, используемый для крышек металли­ческих банок;

3. олово для покрытий консерв­ной жести;

4. эмали и краски для покрытия поверхности посуды, тары;

5. аппаратура, если какие-то детали изготовле­ны с применением свинца.

Другими источниками загрязнения свинцом продуктов яв­ляются воздух и водоемы. Отсюда свинец попадает па по­верхность почвы и растений, а от растений — к животным. Загрязните­лями атмосферного воздуха служат промышленные предприятия (пла­вильные заводы, изготавливающие стекломассы, эмаль, фаянс и др.). Около двух третей всего поглощаемого количества свинца человек получает, потребляя растительные продукты, преиму­щественно листовые, стеблевые овощи и корнеплоды. Люди, живущие в городе около магистралей с интенсивным движе­нием транспорта, подвергаются риску аккумулировать в своем орга­низме значительные количества свинца. Отравления свинцом могут быть острые и хронические. Клиническая картина хронического отравления свинцом очень различна. У одних больных на первый план выступают расстройства со стороны желудка и кишечника (боли, запоры), у дру­гих — нервные симптомы вплоть до параличей, однако почти у всех больных отмечается малокровие.

Ртуть. Ввиду распространенности применения ртути и ее токсичес­ких свойств возможность отравления ею очень велика. Кроме производ­ственных возможны отравления людей в бытовых условиях, школе и т.п. Из всего количества ртути, которое человек получает с пищей, при­мерно половина приходится на продукты животного происхождения и одна треть — на растительную пищу. Наибольшую опас­ность для здоровья человека представляют некоторые виды океаничес­кой рыбы, рыба из загрязненных внутренних водоемов. Водная пище­вая цепь — является одной из основных. Преимущественно поражаются центральная нервная система и почки.

Мышьяк. Основные источники поступления его в пищевые продукты:

а) добавки к пище, содержащие мышьяк (пищевые красители, органические кислоты и др.);

б) тара и оборудование, в состав которых входит мышьяк;

в) многие моющие средства;

г) промышленные сточные воды, содержащие мышьяк.

Отравления мышьяком могут быть острые, хронические и характери-зуются поражениями кожи, дыхательных путей, печени и нервной системы.

Кадмий. В чистой природной среде он встречается лишь в очень ма­лых количествах. Поэтому его отравляющее действие было выявлено лишь недавно. Дело в том, что в последние десятилетия кадмий стал находить все большее техническое применение. В результате содержа­ние его в окружаю-щей среде возросло, что связано с развитием горнорудной, металлургической промышленности, а также с производством ракетной и атомной техники. В районах промышлен­ных выбросов кадмий депонируется в почве и растениях. Во всем мире в окружающую среду ежегодно выбрасывается примерно 5000 тонн кадмия. Больше всего человек по­лучает кадмия с растительной пищей. Особую опасность в этом отно­шении представляют грибы. Возможны острые и хронические отравления кадмием. Характерны поражения почек, нервной системы, малокро­вие, нарушения функций половых органов.

Существуют ли меры защиты населения от натиска загрязнителей внешней среды? Да, существуют, причем речь идет о комплексе про­филактических мероприятий. К их числу следует отнести: внедрение безотходной технологии в процессе производства различной, в том числе химической, продук­ции, регламентированная эксплуатация техники, наличие очиститель­ных устройств, строгое соблюдение правил безопасности и личной ги­гиены, технические мероприятия по санации вредных производств.

В последнее время стало известно, что содержание в воздухе вредных веществ можно уменьшить почти в четыре раза, если по обочинам автострад высадить определенные виды деревьев и кустарников. Разуме­ется, плоды деревьев, растущих около дороги (в полосе до 50 метров от нее), не следует употреблять в пищу. Территории вокруг промышленных предприятий нельзя использо­вать в сельскохозяйственных целях — их следует использовать под лесо­посадки. Проблема охраны чистоты водоемов — это проблема возведения очистных сооружений.

В настоящее время заслуживают внимания две проблемы питания. Во-первых, проблема безвредности пищевых продуктов и, во-вторых, проблема защитной роли питания в условиях неблагоприятных воздей­ствий факторов внешней среды. Итак, мероприятия по обезвреживанию пищевых продуктов:

1. определение источников загрязнения и содержания загрязните­лей в пищевых продуктах, принятие предупредительных мер, ограни­чивающих поступление ксенобиотиков в организм человека, опреде­ление путей реализации пищевых продуктов, содержащих ксенобио­тики;

2. во всех странах разработан комплекс методов определения содержания токсических веществ в пищевых про­дуктах, которые отвечают требованиям комиссии по международной торговле;

3. в случаях превышения допустимых концентраций токсических ве­ществ, но не более чем в 2 раза, продукты могут быть использованы в условиях их максимального рассредоточения. Допускается их использо­вание в питании при изготовлении многокомпонентных блюд, где эти продукты составляют не более 50% сырьевого набора;

4. остаточное содержание токсических веществ в продуктах, ово­щах и фруктах, обусловленное их прямым контактом с данными хими­ческими соединениями, может быть значительно снижено при полно­ценной кулинарной обработке, в том числе при мытье продуктов;

5. продукты с содержанием токсических веществ, превышающим уровни более чем в 2 раза, но согласованные с органами гигиенического и ветеринарного надзора, могут быть пере­даны на корм животным.

Среди важнейших оздоровительных мероприятий, направленных на защиту от неблагоприятного воздействия факторов внешней сре­ды, большую роль играет лечебно-профилактическое питание. Осно­вой его является рациональное питание, которое способствует разви­тию приспособительных механизмов организма человека и повышает его устойчивость, сопротивляемость к агрессии извне. Основой лечеб­но-профилактического питания является выбор пищевых продуктов, точнее питательных веществ, в целях повышения устойчивости орга­низма в условиях интоксикации, а также в оказании целенаправлен­ного воздействия на обмен токсических веществ, их распад и выведе­ние из организма. Многочисленными исследованиями доказана высо­кая эффективность лечебно-профилактического питания людей в ус­ловиях неблагоприятной в экологическом отношении их производствен­ной деятельности. В зависимости от характера производственных вред­ностей для рабочих применяются различные рационы питания. Есть все основания рекомендовать эти рационы с некоторыми изменения­ми населению, которое подвергается хроническому воздействию эко­логически вредных химических факторов. Выбор пищевого рациона зависит от характера воздействующего физического или химического фактора.

Ионизирующая радиация.

Чем больше человечество проникало в глубь атома, чем больше овладевало энергией атомного ядра, тем грандиознее становились ре­альные плоды этого освоения для судеб цивилизации и тем зловеще вырисовывались контуры атомного джина. Энергия рас­щепленного атома открыла человечеству реальную перспективу нео­граниченного прогресса и поставила под вопрос само существование жизни на Земле. Широкие масштабы мирного использования атомной энергии в ряде областей — энергетике, медицине, промышленности, исследовании кос­моса, а также сохраняющаяся угроза военного конфликта с примене­нием ядерного оружия представляют потенциальную опасность для ны­нешнего и будущего поколений.

Ава­рия на Чернобыльской АЭС с небывалой остротой обнаружила опасно­сти, связанные с мирным использованием атомной энергии. Так, по состоянию на август 1986 г. в результате аварии на Чернобыльской АЭС радиоактивному загрязнению подверглась большая часть сельскохозяй­ственных угодий. Накопление радионуклидов в почве и лесной подстилке будет оказывать длительное и интенсивное воздействие на животных, а также активно подавлять прорастание семян и рост моло­дых растений. В связи с аварией на Чернобыльской АЭС произошло зна­чительное увеличение радионуклидов в продуктах питания.

Источники загрязнения окру­жающей среды радионуклидами:

1. испытания ядерного оружия;

2. выбросы радиоактивных веществ предприятиями ядерной энер­гетики в атмосферу (АЭС, радиохимические заводы);

3. предприятия ядерного топливного цикла (добыча, переработка уранового сырья, заводы по изготовлению твэлов);

4. сбросы отходов атомных заводов в водоемы;

5. хранение и захоронение радиоактивных отходов.

Причины загряз­нения: нарушения технологического процесса, ненадежность атомных установок, нарушения техники безопасности, пренебрежительное от­ношение к очистным сооружениям и правилам захоронения отходов и хранения радиоактивных веществ.

В сравнительно ранние сроки после ядерного взрыва или аварии на атомных реакторах наибольшую опасность для человека представляют:
Иод-131, стронций-89, рутений-106 и другие радионуклиды, отно­сительно быстро распадающиеся. В более отдаленные сроки активно воз­действуют долгоживущие и хорошо растворимые в жидкостях организ­ма стронций-90 и цезий-137. Именно комбинированное воздействие этих двух радионуклидов определяет характер поражения людей, находящихся на радиоактивно загрязненной территории. Радионуклиды реакторного происхождения характеризуются высокой биологической доступностью и токсичностью. Радиоактивные продукты, об­разующиеся при ядерных взрывах, и реакторные продукты, поступив­шие во внешнюю среду, становятся источниками длительного (дис­танционного, контактного) внешнего, а при поступлении в организм и внутреннего облучения.

В условиях пребывания на радиоактивно зараженной местности сле­дует ожидать длительного облучения. В таких ситуациях наряду с вне­шним облучением радионуклиды могут поступать в организм ингаляционно (в период выпадения и вторичного пылеобразованин) и перорально (при потреблении загрязненной воды и пищи). Основное значе­ние имеет пищевой путь поступления радионуклидов, особенно цезия и стронция.

Радионуклиды загрязняют атмосферный воздух, водоемы, почву, продукты растительного и животного происхождения. Эти продукты, а также дары природы, используемые в пищу (грибы, ягоды, лекарствен­ные растения, дичь), являются переносчиками радионуклидов в орга­низм человека.

Большую опасность представляет загрязнение моря радионуклида­ми. Морская среда служит мусорным ящиком не только потому, что туда сбрасываются отходы атомных заводов, но и потому, что реки несут в них загрязненные воды, использованные для охлаждения реак­торов и при производстве радиоактивных веществ. Жидкие отходы могут поступать в открытую гидрографи­ческую сеть, воды который применяются для технологического водо­снабжения, водопоя скота, рыборазведения, орошения и т.п. В резуль­тате радионуклиды попадают в продукты питания. Поведение радионук­лидов в водоеме зависит от физико-химических свойств воды и ее соста­ва. Так, слабая минерализация воды способствует более высокому на­коплению радионуклидов гидробионтами, поэтому рыбы пресновод­ных водоемов накаливают их в десятки и сотни раз больше.

При радиоактивном загрязнении сельскохозяйственное производ­ство не только является одной из наиболее уязвимых отраслей народ­ного хозяйства, но и оказывает большое влияние на формирование радиационной обстановки. Поэтому потребление сельскохозяйственной продукции надо учитывать при оценке суммарной поглощенной дозы облучения населения, проживающего на территориях, прилегающих к АЭС и другим предприятиям ядерного топливного цикла.