Существенная и во многом специфичная проблема городов - использование водных ресурсов для бытового и промышленного водоснабжения. При использовании воды для промышленного и хозяйственно-бытового водоснабжения в пределах городской территории образуются значительные количества сточных вод, обогащенных минеральными и органическими веществами, находящимися как в растворенном, так и во взвешенном состоянии.
По данным ВОЗ, во многих городах общий объем сточных вод достигает 600 л в сутки на одного жителя и продолжает расти. В результате этого суммарное содержание растворенных органических веществ в ряде рек увеличивается на 400% относительно естественного фона [20].
Загрязнение природных вод происходит в результате поверхностного стока с городской территории. Такие воды (они формируются в результате выпадения атмосферных осадков и поступления поливо-моечных вод) содержат большое количество органических и минеральных веществ. В связи с загрязнением воздушного бассейна выпадающие на городскую территорию атмосферные осадки представляют собой растворы солей, кислот, органических веществ с примесью мелких твердых частиц. Суммарное количество загрязняющих веществ, поступающих в водоприемники за счет поверхностного стока с урбанизированной территории, cоставляет 8 - 15% от объема загрязняющих веществ хозяйственно бытовых вод, формирующихся на этой же площадке. Имеются многочисленные данные, указывающие на значительное содержание в ливневых водах тяжелых металлов и нефтепродуктов, отмечается и их сильная бактериальная загрязненность.
Проблемой городов, непосредственно связанной с экологией человека, является загрязнение подземных вод. Острота проблемы заключается в том, что подземные воды - это один из основных источников бытового водоснабжения, и от их качества и степени загрязненности зависит прежде всего здоровье человека. Загрязнение подземных вод происходит за счет хозяйственно-бытовых и промышленных стоков, фильтрации из хранилищ твердых отходов и сбросов вод, из-за потерь в системах канализации и очистных сооружений, за счет ливневых, талых и поливо-моечных вод, а также в результате аварийных ситуаций, связанных с производством, складированием и транспортировкой различных видов химического сырья или отходов.
Существенной проблемой урбанизированных территорий является и проблема отходов, их уничтожения и обезвреживания. Количество бытовых и промышленных отходов непрерывно возрастает, представляя реальную угрозу загрязнения окружающей среды, в частности воздуха и природных вод в местах свалок. Серьезные проблемы возникают и в связи с очисткой городских стоков, так как очистные сооружения воспроизводят огромное количество концентрированного шлама или активного ила.
Наиболее распространенный в настоящее время способ захоронения твердых отходов - организация специально отведенных мест. Эти отходы могут быть очень опасны для здоровья человека, они неоднократно служили источником инфекционных болезней, а в отдельных случаях - эпидемий. В мусоре размножаются грызуны и их паразиты, а также различные виды мух. В последние годы на городских свалках обитают стаи одичавших собак, которые могут стать источником различных инфекционных заболеваний.
Установлено, что воды, стекающие со свалок, как правило, загрязнены химически и бактериально в 10 раз больше, чем городские бытовые стоки, а загрязняющие вещества в местах скопления отходов проникают в почвогрунты на глубину до 2,5 м. Среди них нередко встречается ртуть, содержание которой может быть в 50 раз больше, чем в почвогрунтах свободных от свалок городских территорий. Заслуживает внимание и термическое воздействие свалок на режим грунтовых вод, так как повышение температуры под свалкой и вблизи ее достигает значительных величин и в среднем составляет 10о [26].
Свалки являются существенным, но не единственным источником загрязнения почвенного покрова городов. К источникам загрязнения почв в городе относятся промышленные выбросы, строительная, дорожная и другая пыль, грунтовые воды, атмосферные осадки, опавшие листья, снег (который в последнее время во многих городах не вывозится), а в ряде случаев и грунты, используемые для подсыпки отдельных участков городской территории. Все это формирует геохимическую специфичность природных сред городских территорий.
В настоящее время в результате развития различных видов энергетики, промышленности в целом, физические факторы электромагнитной природы приобретают одно из ведущих мест в экологической значимости среди других факторов окружающей среды. Поэтому сейчас в полной мере можно говорить о так называемом электромагнитном «загрязнении», и эта проблема переходит в разряд глобальных в отличие от других факторов окружающей среды, электромагнитные поля, вследствие использования их физических свойств в производстве и в быту невозможно заменить на какие-либо другие, менее вредные.
Серьезно ухудшает жизненную среду большого города шум. Шум представляет собой беспорядочное сочетание звуков - механических колебаний в области частот от 16 до 20000 Гц, воспринимаемых ухом человека [5]. В условиях производства он вызывается работой технологического оборудования и транспортных средств, на улицах города - транспортом и уличной толпой. На долю транспорта, и в первую очередь автомобильного, приходится подавляющая (до 70 - 90 %) часть шумового загрязнения окружающей среды. В Москве транспорт является основным источником шума. В зонах повышенного уровня шума, создаваемого этим источником, проживает более трех миллионов человек или 30 % населения Москвы. За последние годы уровень шума на основных магистралях города вырос на 5 дБА и составляет 78 - 82 дБА. Ширина зон акустического дискомфорта в некоторых случаях в дневные часы может достигать 700 - 900 м в зависимости от типа прилегающей застройки, а интенсивность шумового воздействия значительно превышает порог чувствителньости человека [20]. Организм часто реагирует на шум на бессознательном уровне, но вес равно такое воздействие вызывает у человека объективную реакцию: повышенную психическую напряженность, внутреннее напряжение.
Существенной проблемой городов является радиационное загрязнение, которое создается в результате работы тепловых электростанций и котельных (они выбрасывают в атмосферу с дымом значительное количество радиоактивных изотопов), деятельности предприятий и организаций, использующих радиоактивные вещества, глобального выпадения радионуклидов из атмосферы. На антропогенный радиационный фон накладывается излучение природных источников. К этим источникам относятся выходящие на дневную поверхность породы с повышенным содержанием естественных радиоактивных элементов, а также используемые в строительстве материалы с повышенным содержанием естественных радионуклидов. Установлено, что стены домов из кирпича и бетона содержат больше естественных радионуклидов, чем деревянные, поэтому горожане получают большую, чем сельские жители, дозу облучения в своих квартирах и рабочих помещениях.
Таким образом, в результате воздействия вышеперечисленных факторов сложилась крайне неблагоприятная экологическая обстановка в городах, негативно влияющая на здоровье населения. К таким последствиям можно отнести увеличение заболеваний, связанных с городским образом жизни (появление так называемых болезней цивилизации), срыв адаптационных механизмов, а также специфическая перестройка обменных процессов и формирование патологических.
2.2 Влияние негативных факторов окружающей среды на функциональные системы и процессы старения организма человека
В условиях современного города человек подвергается воздействию широкого комплекса средовых социальных и экологических факторов, во многом определяющих неблагоприятные изменения состояния его здоровья.
Возрастные, половые и индивидуальные особенности человека определяют границы его функциональных возможностей, степень приспособления организма к условиям окружающей среды, ее физическим и социальным воздействиям, а именно это характеризует уровень его здоровья. Болезнь с этой точки зрения является результатом истощения и поломки адаптационных механизмов, когда сопротивляемость неблагоприятным воздействиям резко снижается. Функциональные возможности организма, которые определяют степень реализации жизненно важных биологических и социальных потребностей, составляют так называемый адаптационный потенциал [15].
Загрязнение природной среды оказывает влияние на физическое и психическое здоровье человека, его жизненный тонус, производительность труда.
Приспособительные адаптивные возможности человека не всегда оказываются достаточными для нормального функционирования организма в новой экологической обстановке, что приводит к тяжелым последствиям. Реакцией человеческого организма на влияние новых отрицательных факторов окружающей среды следует рассматривать возникновение неизвестных ранее медицинских заболеваний, а также увеличение распространенности и тяжести многих форм патологии [6]. Особенно ярко это проявляется в условиях проживания в крупных городах с развитой промышленностью. Здесь зафиксированы:
* химическое загрязнение воздуха, воды, земли, пищевых продуктов;
* акустический дискомфорт;
* искусственное использование недоброкачественных строительных материалов и другие недостатки градостроительства;
* вредные энергетические излучения;
* геопатогенные зоны и др.
Согласно классификации В.В. Худолея, С.В. Зубарева и О.Т. Дятлеченко к основным изменениям всех показателей здоровья, характерным для современного периода развития нашей страны, относятся:
1) ускорение темпа изменений всех показателей здоровья;
2) формирование нового, неэпидемического типа патологии;
3) ускорение демографических изменений, выражающихся в старении населения;
4) увеличение уровня заболеваемости болезнями системы кровообращения, хроническими неспецифическими болезнями органов дыхания;
5) резкое возрастание доли эндокринных, аллергических, врожденных пороков развития, болезней иммунной системы, а также некоторых инфекционных болезней;
6) формирование множественной патологии.
Значительная часть населения находится сейчас в том состоянии, когда болезнь ещё не проявила себя, но общее недомогание становится обычным фоновым состоянием. Наиболее тяжелые последствия для здоровья городских жителей приносит хроническое влияние дегенеративных изменений внешней среды городов. Химические вещества, циркулирующие в окружающей среде, поступают в организм человека в относительно небольших количествах, поэтому при малой интенсивности их воздействия, как правило, отсутствует быстрое возникновение отчетливо выраженных патологических изменений. Заболеваемость и тем более смертность в таких случаях оказывается последней стадией процесса интоксикации организма вредными веществами.
Связь между уровнем воздействия на человека лимитирующих факторов и состоянием здоровья (в частности, уровнем заболеваемости) имеет нелинейный характер. Так, например, при низком уровне химического загрязнения среды наблюдается активация защитных резервов организма - стимуляция обезвреживания. Эти происходящие в организме человека процессы слабо проявляются в показателях заболеваемости. Повышение уровня химического воздействия сопровождается торможением процессов выведения из организма и обезвреживания ксенобиотиков. Дальнейшее повышение уровня загрязнения среды приводит к резкому росту числа случаев проявления у населения патологий. По мере роста воздействия поллютантов включаются механизмы адаптации, стабилизирующие уровень заболеваемости. Далее происходит срыв механизмов адаптации, что приводит к очередному подъему уровня заболеваемости населения (рис. 1). Следует иметь в виду, что представленная схема зависимости заболеваемости от экологического состояния окружающей среды носит весьма упрощенный характер, так как причинные факторы заболевания людей чрезвычайно многочисленны и воздействуют на человека в разнообразных сочетаниях друг с другом.
Рис. 1. Упрощенная схема динамики заболеваемости населения (сплошная линия) при повышении дозовой нагрузки поллютантов (пунктирная линия) (по: Киселев, Фридман, 1997)
Патологический процесс представляет собой законченное проявление воздействия неблагоприятных факторов среды на организм человека, его функции. Признаками патологического процесса в организме наряду с наличием острого или хронического заболевания являются также изменения физиологических функций (например, легочной вентиляции, функций центральной нервной системы, окисление крови), субъективная симптоматология различного вида, изменение внутреннего комфорта. Поэтому хроническое воздействие загрязнителей внешней среды на здоровье населения на первых порах проявляется в виде функциональных нарушений, изменений иммунобиологической реактивности, замедлении физического развития, но в дальнейшем может привести к тяжелым отдаленным последствиям, в том числе и генетическим. Загрязнение внешней среды представляет собой не только этиологический фактор появления определенных патологических состояний организма, ему принадлежит известная провоцирующая роль в возникновении хронических неспецифических заболеваний, его влияние отягощает течение и прогноз этих патологических состояний организма.
Считается, что заболеваемость населения в крупных городах до 40% (а на территориях вблизи мощных источников выбросов - до 60%) связана с загрязнением среды, в то время как в небольших - не более чем на 10%.
С точки зрения здоровья горожан ведущую роль играет загрязнение атмосферного воздух, так как через него контакты человека с окружающей средой более интенсивны и продолжительны, чем через воду и продукты питания. Кроме того, многие химические вещества воздействуют на организм более активно, если поступают в него через органы дыхания. Атмосферные осадки, поглощая газообразные, жидкие и твердые компоненты загрязненного воздуха, приобретают новый химический состав и физико-химические свойства.
Большинство исследований посвящено изучению влияния на здоровье городского населения отдельных компонентов окружающей среды. Наиболее полно изучено атмосферное загрязнение. Статическая достоверная зависимость заболеваемости населения от загрязнения атмосферного воздуха установлена для бронхитов, пневмонии, эмфиземы легких (расширение легочных пузырьков - альвеол, приводящее к сдавливанию мелких кровеносных сосудов и ухудшение процессов газообмена), острых респираторных заболеваний. Установлено достоверное влияние загрязнение воздуха на продолжительность заболеваний.