1. Влияние на организм человека загрязненного воздуха

Загрязнение атмосферного воздуха - мощный, постоянно действующий фактор воздействия на человека и окружающую среду. Уровень загрязнения атмосферного воздуха связан с воздействием на него загрязняющих веществ, поступающих от источников выбросов вредных веществ промышленных предприятий, выбросов автотранспорта, а также процессов жизнедеятельности человека. (Подольская , 2007)

Появление в природной среде новых компонентов, вызванное деятельностью человека или какими-либо грандиозными природными явлениями характеризуют термином загрязненность. В общем виде загрязненность - это наличие в окружающей среде вредных веществ, нарушающих функционирование экологических систем или их отдельных элементов и снижающих качество среды с точки зрения проживания человека или ведения им хозяйственной деятельности.

Ведущий фактор антропогенного воздействия на здоровье человека является аэрогенное загрязнение. (Боев, Быстрых, 2001). Атмосферный воздух является приоритетным фактором окружающей среды по степени воздействия на здоровье населения, именно его загрязнение в наибольшей мере истощает адаптационные возможности человеческого организма и способствует, в первую очередь, формированию высоких уровней заболеваемости органов дыхания. (Грухинина, Никитинская, 2008) Содержащиеся в атмосфере вредные вещества воздействуют на человеческий организм при контакте с поверхностью кожи или слизистой оболочкой. Наряду с органами дыхания загрязнители поражают органы зрения и обоняния, а воздействуя на слизистую оболочку гортани, могут вызвать спазмы голосовых связок. Вдыхаемые твердые и жидкие частицы размерами 0,6-1,0 мкм достигают альвеол и абсорбируются в крови, некоторые накапливаются в лимфатических узлах.

Загрязненный воздух раздражает большей частью дыхательные пути, вызывая бронхит, эмфизему, астму. К раздражителям, вызывающим эти болезни, относятся SO₂ и SO₃, азотистые пары, HCl, HNO₃, H₂SO₄, H₂S, фосфор и его соединения. Пыль, содержащая окислы кремния, вызывает тяжелое легочное заболевание – силикоз.

Уличные глазные травмы, вызываемые летучей золой и другими

загрязнителями атмосферы, в промышленных центрах достигают 30-60% всех случаев глазных заболеваний, которые очень часто сопровождаются различными осложнениями, конъюнктивитами. (Макевнин, Вакулин, 1991)

Признаки и последствия действий загрязнителей воздуха на организм человека проявляются большей частью в ухудшении общего состояния здоровья: появляются головные боли, тошнота, чувство слабости, снижается или теряется трудоспособность. Отдельные загрязняющие вещества вызывают специфические симптомы отравления. При этом влияние на организм человека может проявляться, в основном, тремя типами патологических эффектов. (Боев, Быстрых, 2001).

1. Острая интоксикация возникает при одномоментном поступлении токсической ингаляционной дозы. Токсические проявления характеризуются острым началом и выраженными специфическими симптомами отравления.

2. Хроническая интоксикация обусловлена длительным, часто прерывистым, поступлением химических веществ в субтоксических дозах, начинается с появления малоспецифических симптомов.

3. Отдаленные эффекты воздействия токсикантов.

а) Гонадотропный эффект проявляется воздействием на сперматогенез у мужчин и овогенез у женщин, вследствие чего возникают нарушения репродуктивной функции биологического объекта.

б) Эмбриотропный эффект проявляется нарушениями во внутриутробном развитии плода:

• тератогенный эффект – возникновение нарушений органов и систем, проявляющиеся в постнатальном развитии;

• эмбриотоксический эффект – гибель плода, или снижение его размеров и массы при нормальной дифференцировке тканей.

в) Мутагенный эффект – изменение наследственных свойств организма, за счет нарушений ДНК.

г) Онкогенный эффект – развитие доброкачественных и злокачественных новообразований.

Результаты медико–экологических и гигиенических исследований убедительно свидетельствуют, что загрязнение атмосферного воздуха вызывает те или иные проявления токсических реакций у населения, начиная с ранних этапов онтогенеза. (Боев, Быстрых, 2001)

Известны подъемы заболеваемости населения, связанные с кратковременным увеличением концентраций токсических веществ в воздухе. Описаны вспышки бронхиальной астмы у лиц, ранее не болевших, связанные с отравлениями выбросами нефтеперерабатывающих заводов или продуктами сжигания мусора (Румянцев, 2008). Отмечены аллергические реакции у населения в зоне выбросов заводов микробиологической промышленности. Постоянные воздействия оксида углерода особенно сказывается на состоянии здоровья милиционеров-регулировщиков, находящихся на оживленных автомагистралях, в местах скопления автотранспорта. В результате длительного вдыхания воздуха с повышенным содержанием оксида углерода у регулировщиков уличного движения развивалось хроническое отравление с увеличением количества карбоксигемоглобина в крови, жалобами на головную боль, головокружение, расстройства сна, сердцебиение раздражительность. Накопление в крови до 7-9 % карбоксигемоглобина у водителей обуславливает замедление психомоторных реакций, снижение цветоощущения, что способствует дорожным авариям. Начальные изменения поведенческих реакций отмечаются у людей при 2,5% карбоксигемоглобина в крови, а увеличение концентрации до 5% провоцирует приступы стенокардии у больных (Румянцев, 2008).

Неблагоприятное действие на организм загрязнителей атмосферного воздуха проявляется также в накоплении некоторых веществ (свинец, кадмий) в костях и тканях организма, что может привести к развитию хронических отравлений у населения, проживающего вблизи источников выброса в атмосферу этих соединений (Румянцев, 2008).

Загрязнение атмосферного воздуха способствует снижению иммунобиологической резистентности организма, ухудшению показателей физического развития детей, повышению общей заболеваемости населения (Румянцев, 2008).

Наиболее частыми загрязнителями атмосферного воздуха являются: формальдегид, взвешенные вещества и бенз(а)пирен.

Формальдегид — бесцветный газ с резким запахом. Внесен в список канцерогенных веществ, обладает хронической токсичностью, негативно воздействует на генетический материал, репродуктивные органы, дыхательные пути, глаза, кожный покров. Оказывает сильное действие на центральную нервную систему. Предполагается, что основным путем поступления формальдегида в организм является ингаляционный. Поступление с вдыхаемым воздухом - около 1 мг/день, реже 2 мг/день. Симптомы кратковременного воздействия формальдегида - раздражение глаз, слизистых оболочек носа и гортани, слезотечение, кашель, одышка и тошнота. (Лисичкина, Чернова, 2003).

Бенз(а)пирен — химическое соединение, представитель семейства полициклических углеводородов, вещество первого класса опасности. Бенз(а)пирен является наиболее типичным химическим канцерогеном окружающей среды, он опасен для человека даже при малой концентрации, поскольку обладает свойством биоаккумуляции. (Киреев, Баленков, 2008)

Взвешенные вещества — Состоят из частиц глины, песка, ила, органических и неорганических веществ, планктона и других микроорганизмов. Концентрация взвешенных частиц связана с сезонными факторами и с режимом стока и зависит от таяния снега, пород, слагающих русло, а также от антропогенных факторов. Взвешенные частицы влияют на прозрачность воды и на проникновение в неё света, на температуру, растворённые компоненты поверхностных вод. Адсорбцию токсичных веществ, а также на состав и распределение отложений и на скорость осадкообразования. Вода, в которой много взвешенных частиц, не подходит для рекреационного использования по эстетическим соображениям.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются предприятия теплоэнергетической, химической, металлургической промышленности, производства строительных материалов, предприятия деревообрабатывающей промышленности. Так же, кроме промышленных предприятий, значительный вклад в загрязнение атмосферы вносит автомобильный транспорт. За последние десятилетия автомобильный транспорт становится основным источником загрязнения атмосферного воздуха городов, так как непрерывно растет численность автомашин и соответственно растет валовый выброс вредных веществ. Автомобиль является движущимся источником загрязнения атмосферы непосредственно в жилых районах и местах отдыха населения. (Грухинина, Никитинская, 2008).

Непрерывное изменение содержания вредных веществ в атмосферном воздухе приводит к тому, что концентрации, определяемые в одной и той же точке, но с различной степенью осреднения во времени отбора проб, имеют существенные различия. Поэтому уже при формулировании основных принципов нормирования атмосферного загрязнения В.И. Рязанов (1952) указал на необходимость использования понятия «концентрация» с указанием степени осреднения аналитических данных: мгновенные, среднесуточные, среднемесячные и т.д. (Сидоренко, 1975).

Для контроля содержания в воздухе загрязняющих веществ введены стандартизированные экологические нормативы, и понятие о предельно допустимой концентрации (ПДК). Величины ПДК для воздуха измеряются в мг/м³. Предельной концентрацией считают такую концентрацию вредного вещества, которая при ежедневном воздействии на человека в течение всей жизни не может вызвать заболевания или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Для каждого вещества установлено два норматива: максимальная разовая ПДК с целью предупреждения рефлекторной реакции у человека и среднесуточную ПДК с целью предупреждения резорбтивного (общетоксического, канцерогенного, эмбриотоксического и т.д.) действия.

В зависимости от значения ПДК химические вещества в воздухе классифицируют по степени опасности. Для чрезвычайно опасных веществ (пары ртути, сероводород, хлор) ПДК в воздухе рабочей зоны не должна превышать 0,1 мг/м³. Если ПДК составляет более 10 мг/м³, то вещество считается малоопасным. К таким веществам относят, например, аммиак. (Лисичкина, Чернова, 2003)

Так же введено такое понятие как ИЗА. ИЗА - комплексный индекс загрязнения атмосферы, учитывающий несколько примесей, представляющий собой сумму концентраций выбранных загрязняющих веществ в долях ПДК. Уровень загрязнения низкий при ИЗА меньше 5, повышенный при ИЗА 5-7, высокий при ИЗА 7-14, очень высокий при ИЗА больше 14 (в соответствии с РД 52.04.186-89 Руководство по контролю загрязнения атмосферы).

Выявление тех или иных вредных воздействий техногенных токсикантов на организм затруднено огромным многообразием потенциально опасных веществ. Поэтому методика оценки риска для здоровья химического загрязнения атмосферного воздуха и других объектов окружающей среды является одним из основных элементов социально-гигиенического мониторинга — государственной системы наблюдения, анализа, оценки и прогноза состояния здоровья населения, а также определения причинно-следственных связей между состоянием здоровья населения и воздействием факторов среды обитания человека.

Риск для здоровья — это вероятность развития угрозы жизни или здоровью человека либо угрозы жизни или здоровью будущих поколений, обусловленная воздействием факторов среды обитания.

Анализ риска ставит своей целью выбор оптимальных в данной конкретной ситуации путей устранения или снижения риска. Он включает три взаимосвязанных элемента: оценку риска для здоровья, управление риском и информирование о риске.

Оценка риска - это количественная и/или качественная характеристика вредных эффектов, способных развиться в результате воздействия факторов среды обитания человека на конкретную группу людей при специфических условиях контакта организма с химическим агентом.

Результаты по оценке риска необходимы для гигиенического обоснования наиболее оптимальных управленческих решений устранению или снижению уровней риска, оптимизации контроля (регулирования и мониторинга) уровней воздействия вредных факторов окружающей среды и рисков.

Характеристика риска неканцерогенных эффектов осуществляется путем сравнения фактических уровней воздействия с безопасными. Для отдельных веществ это проводится на основе расчета коэффициента опасности по формуле

HQ = С_а/С_п

где HQ — коэффициент опасности; С_а — средняя концентрация, мг/м³; С_r — референтная (безопасная) концентрация, мг/м³.

Референтная концентрация — это суточное воздействие химического вещества в течение всей жизни человека, которое устанавливается с учетом всех имеющихся современных научных данных и, вероятно, не приводит к возникновению неприемлемого риска для здоровья чувствительных групп населения.

Коэффициент опасности (HQ) рассчитывается отдельно для каждого пути поступления в организм и условий кратковременных (острых) и длительных (хронических) воздействий химических веществ.

Если рассчитанный HQ вещества не превышает единицу, то вероятность развития у человека вредных эффектов при ежедневном поступлении вещества в течение жизни несущественна. Такое воздействие характеризуется как допустимое. Если коэффициент опасности превышает единицу, то вероятность возникновения вредных эффектов у человека возрастает, пропорциональна увеличению HQ, однако точно указать величину этой вероятности невозможно. Вещества, загрязняющие объекты окружающей среды, разделяют по величине коэффициента опасности для определения наиболее приоритетных загрязнителей.

Характеристика риска развития неканцерогенные эффектов в условиях одновременного поступления нескольких веществ одним и тем же путем (например, ингаляционным) проводится на основании расчета индекса опасности по формуле

HI = Hqi,

где HI - индекс опасности; HQ, — коэффициент опасности для отдельных компонентов смеси воздействующих веществ.

Рассчитывать индексы опасности целесообразно с учетом критических органов или систем, поражаемых исследуемыми веществами, так как при воздействии компонентов смеси на одни и те же органы и системы организма наиболее вероятным типом комбинированного действия является суммация (аддитивность). Поэтому при комбинированном поступлении нескольких веществ каким-либо путем суммарный индекс опасности определяется для веществ, влияющих на одну систему (орган). По этому индексу выделяют приоритетные органы и системы, в наибольшей степени, поражаемые при воздействии химических факторов окру­жающей среды. Суммарный индекс опасности, характеризующий допустимое поступление, также не должен превышать единицу (Р. 2.1.10.1920-04).