Чрезмерное использование в отдельных странах в сельском хозяйстве нитратов и фосфатов, кроме загрязнения почв и вод, ухудшает качество продуктов питания, вызывая заболевания крови. Кроме того, нитраты в организме человека могут переходить в очень токсичные вещества – нитриты. Сильным загрязнителем являются моющие синтетические вещества. Они препятствуют поступлению кислорода в водную среду, токсичны для живых организмов.
В связи с добычей, транспортировкой и использованием нефтепродуктов происходит углеводородное загрязнение вод суши и океана. Тяжелые углеводороды сохраняются на поверхности воды десятки лет, ухудшая газообмен атмосферы с водой, отрицательно влияя на органическую жизнь.
Отрицательное влияние на состояние природной среды оказывает и биологическое загрязнение. Проникновение болезнетворных бактерий, вирусов, вредителей сельского и лесного хозяйства в новые местности приводит к их быстрому размножению и возникновению неблагоприятных экологических ситуаций. Примерами отрицательных воздействий на окружающую природу могут служить переселения кроликов и собак в Австралию, воробьев – в США, колорадского жука и мелколепестника канадского – в Европу. Переселение того или иного вида в новые места должно быть обосновано предварительными исследованиями их влияния на местную флору и фауну и на человека, его хозяйственную деятельность. Очень важно, чтобы в эти новые места вместе с животными не были завезены вредные паразиты и возбудители заболеваний.
Окружающая человека среда неоднородна, и для нее характерна различная степень качества. Оценка качества окружающей среды с биологической точки зрения должна рассматриваться в плане обеспечения устойчивого существования всех живых существ, в том числе и человека. Оценка качества природной среды с точки зрения хозяйственной деятельности людей должна рассматриваться в плане сельскохозяйственного, промышленного, водохозяйственного, рекреационного, медико-биологического использования человеком как отдельных компонентов и элементов, так и природных комплексов в целом. При оценках необходимо выявлять лимитирующие факторы, исключающие возможность использования природного комплекса или отдельного его компонента для той или иной цели. Так, например, различные критерии предъявляются к качеству воды в зависимости от видов пользования. Различают водопользование двух категорий: 1) в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения и водоснабжения предприятий пищевой промышленности; 2) использование водного объекта для купания, спорта и отдыха населения. Критериями качества воды выступают наличие вредных веществ, показатели кислотности, температуры и т. д. Хозяйственно-питьевая вода должна быть без запахов и привкусов, кислотность ее не должна выходить за пределы 6,5–8,5, а содержание хлоридов и сульфатов не превышать более 350 и 500 мг/л соответственно. Кроме того, в ней должно быть кислорода не менее 4 мг/л, а также отсутствовать возбудители заболеваний и ядовитые вещества.
Очень важно давать комплексную оценку природно-территориальных комплексов (ПТК). Так, для целей их рекреационного использования первоначально дается оценка (в баллах) отдельных элементов ПТК: комфортность климата (температура, осадки, амплитуды температур, ветер); обеспеченность водными источниками; мозаичность и контрастность ландшафтов; санитарно-гигиенические условия; наличие достопримечательных природных объектов и т. д. Затем все показатели для каждого оцениваемого элемента (участка) суммируются и выводится средний балл. Высший балл означает наиболее благоприятные условия для отдыха, средний – малоблагоприятные, низший – наименее благоприятные. Однако если один из факторов, например санитарно-гигиенические условия, является неблагоприятным, то значимость остальных не учитывается, и территория не может быть использована для целей отдыха населения.
1.3 Окружающая среда и здоровье человека
Значительное влияние на здоровье человека оказывают пища, вода, которые отличаются в различных местах своим качеством, наличием или отсутствием тех или других химических элементов и их соединений. Болезни человека, которые наблюдаются в соответствующих географических регионах и связаны с недостатком или избытком тех или других химических элементов в природной среде, называют биогеохимическими эндемиями. Еще В. И. Вернадский и А. П. Виноградов создали учение, в соответствии с которым на территории бывшего СССР было выделено более 130 биохимических провинций, отличающихся между собой элементарным составом природных тел. Например, у людей, живущих на северо-западе России, в Прибалтике, Германии, Финляндии, из-за недостатка селена в сердечной мышце наблюдается довольно часто инфаркт миокарда. Оздоровляющий эффект природы Крыма связан не только с благоприятным климатом, ионизацией воздуха, шумом морских волн, но и с наличием в почве в 2–3 раза больше лития, чем в других местах. Литий используется в медицине для лечения психозов: он снимает психическую нагрузку у человека.
У людей, живущих в местностях с избытком кадмия, происходят нарушения в деятельности почек, уменьшается количество белка, возникают злокачественные опухоли. Повышенное содержание в организме свинца и кадмия свидетельствует об отравлении мозга, а цинк активно участвует в делении клеток мозга, кобальт – в синтезе витамина В12, в процессах кровообразования. Было установлено, что в местностях с недостатком кобальта наблюдаются отрицательные процессы в организмах домашних животных (коровы худеют, выпадает шерсть, обезжиривается молоко и т. д.).
Одним из самых распространенных заболеваний на Земле является эндемический зоб, который связан с недостатком в природной среде йода, что приводит к нарушениям гормональной функции щитовидной железы. Распространен эндемический зоб в Центральной Азии, Северной Америке, Голландии, Белорусском Полесье. В настоящее время для профилактики этого заболевания в кухонную соль добавляют йодистый калий (7,5–10 г на тонну соли), употребляют в пишу морскую капусту. Широко известно эндемическое заболевание зубов – флюороз и кариес. Флюороз возникает от избытка фтора; кариес – при недостатках его в воде и пище. При этих заболеваниях разрушается костная ткань. При избытках селена у животных (более 2 мг в сутки) наблюдаются признаки селеновой интоксикации: нарушается координация движений, у овец происходит выпадение шерсти, у птиц – перьев. Когда селен находится в труднорастворимых минеральных формах, то он является опасным и для человека. Наибольшая концентрация селена наблюдается в прериях Северной Америки, на Южном Урале и в Забайкалье. При избытках никеля (Казахстан, Южный Урал, Новая Каледония и др.) наблюдается поражение роговицы глаз, раздражение эпителия. При недостатках молибдена (Австралия, Новая Зеландия, Флорида) в организме нарушается обмен азота.
Значительное влияние на физическое состояние и здоровье человека оказывает загрязнение окружающей среды. Это влияние может быть как прямое, так и опосредствованное.
Очень ядовитым газом является оксид углерода, или угарный газ, который образуется при неполном сгорании угля и нефти. Основные поставщики его – транспорт, металлургические и нефтеперерабатывающие заводы. Особая ядовитость угарного газа связана с тем, что он в 300 раз активнее кислорода и соединяется с гемоглобином крови, поэтому человек задыхается даже при достаточном количестве воздуха. Отрицательное влияние на организм человека оказывают сернистый ангидрид, оксид азота, которые также выделяются при сжигании угля и нефти.
Отрицательно воздействуют на здоровье людей тяжелые металлы, и особенно свинец, который в значительных дозах накапливается вдоль шоссейных дорог. Поступление свинца в организм человека приводит к нарушению синтеза гемоглобина, функций почек, мозга. Даже самое малое количество свинца в организме нарушает обмен веществ. Никель вызывает преимущественно рак ротовой полости и толстого кишечника. Особенно способствует возникновению раковых заболеваний концентрация в организме человека кадмия.
Нерациональное использование минеральных удобрений приводит к значительному накоплению их в природе и отрицательному воздействию на человека. Так, нитраты, соединяясь с гемоглобином крови, переводят его в метогемоглобин, который препятствует перенесению кислорода в организмах животных и человека. Развивается заболевание, которое получило название метнемоглобинемия. Установлено, что использование кормов с содержанием нитратов более 4 % сухого веса кормов приводит к гибели сельскохозяйственных животных. Нитриты, по сравнению с нитратами, отличаются намного большей токсичностью и вызывают серьезные патологические изменения в организме человека и животных.
Можно очистить воздух от ядовитых газов, воду от химических веществ, однако нельзя освободиться от радиации, радиоактивных элементов, которые находятся в почве, воде и воздухе. Явление радиоактивности заключается в самопроизвольном распаде одного химического элемента и преобразовании его в элемент с другим порядковым номером. Это преобразование сопровождается излучением. При разложении радиоактивного вещества его масса со временем уменьшается. Время, в течение которого масса вещества уменьшается в 2 раза, называется периодом полураспада (см. табл. 1).
Стронций-90, цезий-137 похожи по химическим свойствам на кальций и калий и являются наиболее вредными радиоактивными изотопами, которые могут на долгое время отравить окружающую среду. Стронций (вместо кальция) очень легко поступает в костную ткань, а цезий (вместо калия) – в мышечные ткани, вызывая патологические изменения в организме.
Опасность от радиации можно разделить на три группы: а) увеличивается риск возникновения раковых заболеваний; б) происходят генетические нарушения; в) возникает опасность для эмбриона, который развивается в организме матери. После аварии на Чернобыльской АЭС значительно увеличились заболевания крови (лейкемия) и щитовидной железы.