Опасность загрязнения воздуха для организма человека определяется во многом тем, что даже при незначительных концентрациях поллютантов благодаря круглосуточной фильтрации легкими загрязненного воздуха может происходить значительное по объему поступление вредных веществ в организм. Кроме того, в легких происходит непосредственный контакт поллютантов с кровью, которая затем поступает в большой круг кровообращения, минуя важный детоксикационный барьер - печень. Именно поэтому яды, поступающие в организм человека в процессе его дыхания, нередко действуют в 80 - 100 раз сильнее, чем в случая попадания их через желудочно-кишечный тракт. Степень воздействия загрязненной атмосферы на организм человека зависит от возраста людей. Наиболее чувствительны 3-6 летние дети и пожилые люди старше 60 лет.
Для городской среды типичным поллютантом являются оксиды азота. Они образуются при сгорании любых видов топлива, причем в городах на долю автотранспорта приходится до 75% их суммарного выброса. Важно подчеркнуть, что даже если в топливе отсутствует азот, при его сгорании за счет взаимодействия кислорода и атмосферного азота все равно образуются оксиды азота.
При вдыхании человеком воздуха, содержащего оксиды азота, происходит их взаимодействие с влажной поверхностью органов дыхания и образование азотной и азотистой кислот, поражающих альвеолярную ткань легких. Это приводит к их отеку и рефлекторным расстройствам. В дыхательных путях они соединяются со щелочами тканей и образуют нитраты и нитриты. Нарушение деятельности органов дыхания постепенно, но неуклонно приводит к увеличению нагрузки на сердце и кровеносные сосуды, что, в конечном счете, может стать причиной летального исхода. Этим обстоятельством объясняется отчетливо выраженная тенденция резкого роста смертельных случаев среди больных указанными нозологическими формами заболеваний в период резкого подъема концентрации токсических веществ в воздухе. Также на сердечно-сосудистую систему могут неблагоприятно влиять многие другие атмосферные загрязнители. В частности оксид углерода вызывает тканевую гипоксию, что, в свою очередь, способствует возникновению отрицательных сдвигов в сердечно-сосудистой системе.
Образующиеся в результате вдыхания воздуха, содержащего оксид азота, нитриты и нитраты отрицательно влияют на деятельность практически всех ферментов, гормонов и других белков, регулирующих обмен веществ, рост, развитие, размножение организма. При концентрации диоксида азота менее 205 мкг/м3 у человека наблюдаются изменения на клеточном уровне. При концентрации от 205 до 512 мкг/м3 нарушаются адаптационные механизмы сенсорных систем, а при концентрациях от 512 до 1025 мкг/м3 происходят изменения в биохимических процессах и структурной организации легких. Концентрации диоксида азота в диапазоне 1025-3075 мкг/м3 вызывают увеличение сопротивления дыхательных путей у больных с заболеваниями бронхов, а в диапазоне 3075-5125 мкг/м3 - такие же изменения, но у здоровых людей.
Двуокись серы раздражает дыхательные пути, приводит к спазмам бронхов, в результате её взаимодействия со слизистой оболочкой образуются сернистая и серная кислоты. Общее действие диоксида серы проявляется в нарушении углеводного и белкового обменов, угнетении окислительных процессов в головном мозге, печени, селезенке, мышцах. Он раздражает кроветворные органы, способствует образованию метгемоглобина, вызывает изменения в эндокринных органах, костной ткани, нарушает генеративную функцию организма, эмбриотоксическими и гонадотоксическими действиями.
Серьезные проблемы у городского населения возникает при повышении концентрации в приземном слое воздуха озона. Он является очень мощным окислителем, а его токсичность увеличивается при повышении температуры воздуха. К воздействию озона более чувствительны больные астмой и аллергическим ренитом (насморком) [20].
Велика роль продуктов сгорания автомобильного топлива как загрязнителей окружающей среды. В выхлопных газах автомобилей находится, причем в значительных количествах, окись углерода - угарный газ. Окись углерода, связываясь в крови ч гемоглобином эритроцитов, превращается в карбоксигемоглобин, который в отличии от гемоглобина, не обладает способностью переносить кислород к тканям организма.
Таким образом ухудшается тканевое дыхание, оказывая отрицательное влияние на деятельность сердечно-сосудистой системы, функциональное состояние центральной нервной системы. Поэтому у людей находящихся в зонах высоких концентраций газов, нередко наблюдаются признаки хронического отравления угарным газом: быстрая утомляемость, головные боли, шум в ушах, боли в области сердца [6].
Широко распространены в окружающей горожан воздушной среде полиядерные ароматические углеводороды - вещества, обладающие токсическими свойствами. Воздействие этих веществ на организм человека часто связывают с появлением злокачественных новообразований. К этой группе относятся бенз(а)пирен, отличающийся наиболее выраженной мутагенной и канцерогенной активностью, хотя, по оценке экспертов Международного агентства изучения рака, прямые доказательства его канцерогенности по отношению к человеку отсутствуют. К этой же группе веществ относятся диоксины. Главным источником их выбросов являются автомашины, работающие на бензине с противонагарными присадками, агрегаты по сжиганию мусора и даже обычные печи. Источником диоксинов являются сталелитейные предприятия и целлюлозно-бумажные комбинаты, следы диоксинов обнаружены в продуктах, образующихся при участии хлора. Они переносятся в атмосфере на большие расстояния (в основном сорбированными на твердых частицах) и потому распространяются глобально. Считается, что многие хлорорганические соединения (в том числе диоксины) понижают эффективность функционирования иммунной системы. В результате этого повышается вероятность вирусных заболеваний и увеличивается тяжесть их течения, замедляются процессы регенерации (заживления) тканей, что является определяющим при старении самообновляющихся тканей.
В целом можно сказать, что различные химические вещества, загрязняющие атмосферу городов, характеризуются некоторой однотипичностью действия на организм человека. Так, многие из них раздражают слизистые оболочки, что приводит к увеличению числа воспалительных заболеваний органов дыхания, ЛОР-органов, глаз. Даже в небольших количествах они ослабляют защитные свойства организма человека, влияя на его иммунологическую реактивность, повышают уровень заболеваемости сердечно-сосудистой системы и бронхиальной астмой. Выявлена положительная связь между уровнем загрязнения ими атмосферного воздуха городов и ростом заболеваний генетической природы, повышением количества злокачественных новообразований, ростом аллергических заболеваний, увеличением случаев нарушения обмена веществ. На основании исследований, проведенных в японском городе Осако, показана зависимость между уровнем загрязнения атмосферного воздуха и уровнем смертности жителей города.
Особенно ярко проявляется эта связь с сердечно-сосудистыми, респираторными заболеваниями, хроническими ревматическими болезнями сердца.
Специфической проблемой для населения многих городов являются последствия хлорирования питьевой воды. При ее хлорировании наблюдается трансформирование хлор- и фосфорорганических пестицидов в вещества, которые оказываются в 2 раза более токсичными, чем исходные компоненты.
Химическое загрязнение питьевой воды вызывает прежде всего болезни органов пищеварения и выделительной системы. К ним относятся гастриты, язвы желудка, желчекаменная и мочекаменная болезни, нефриты. Так, при повышении в 3-5 раз содержания хлоридов и сульфатов в воде растет заболеваемость населения желче- и мочекаменной болезнями, при этом наблюдается увеличение и сосудистой патологии. Загрязнение воды органическими и неорганическими отходами промышленности приводит к поражению печени, кроветворного аппарата, к отложению солей кальция [20].
Проблема влияния загрязнения воды на здоровье человека приобретает все большую актуальность в связи с принципиальными изменениями самого характера сточных вод. Как промышленные, так и бытовые сточные воды содержат отходы синтетических моющих веществ, основой которых являются поверхностно-активные вещества - детергенты. Очистные сооружения, используемые на современных водопроводных станциях, не обеспечивают необходимую эффективность очистки воды от ПАВ, что является причиной их появления в питьевой воде. При попадании детергентов в желудочно-кишечный тракт повреждаются стенки пищевода и желудка, тем самым нарушается их проницаемость. Оказывая длительное хроническое воздействие на организм человека, эти вещества могут вызывать резкое ухудшение течения многих заболеваний внутренних органов.
Проблема загрязнения воды и его последствий для человеческого организма самым тесным образом связана с санитарно-гигиеническим состоянием почвы. В настоящее время в сельском хозяйстве в огромных количествах применяются минеральные удобрения и химические средства защиты растений - пестициды. Относящиеся у группе пестицидов хлорорганические соединения, такие как ДДТ и гексохлоран, обладают относительной устойчивостью во внешней среде и способны кумулирвоаться в тканях и жире животных организмов. Высокие концентрации ДДТ и его метаболитов, поражая в основном паренхимозные органы и центральную нервную систему, способствуют развитию цирроза, злокачественных опухолей, гипертонии.
К числу факторов окружающей среды, неблагоприятно влияющих на здоровье городского населения, следует помимо химических и биологических веществ отнести также загрязнители физической природы: шум, вибрацию, электромагнитные колебания, радиоактивное излучение.
Одним из важнейших физических видов загрязнения окружающей природной среды является акустический шум. Исследованиями установлено, что по степени вредности воздействия шуму принадлежит второе место после химического загрязнения окружающей среды [5]. Ежедневное воздействие слабого шума ухудшает самочувствие, снижает остроту внимания, способствует возникновению неврозов, расстройств нервной системы и утрате остроты слуха. При действии шума происходят сдвиги обмена веществ в нервной ткани, развитие гипоксии, нейрогуморальные сдвиги в организме. Шум может вызвать активацию системы органов внутренней секреции в виде увеличения содержания в крови активирующих гормонов и усиления обменных процессов, угнетение естественного иммунитета, что может способствовать формированию патологических процессов. иммунитет геропрофилактика изопротеренол
По данным австралийских исследователей, шум в городах приводит к сокращению жизни на 8-12 лет. Считается, что при повышении уровня уличного шума до 50-60 дБ SL происходит увеличение числа сердечно-сосудистых заболеваний у населения. Городской шум вызывает ишемическую болезнь сердца, гипертоническую болезнь. У людей проживающих в шумном районе, повышенное содержание холестерина в крови встречается чаще, чем у жителей тихих кварталов [20]. Совокупность всех расстройств и нарушений функций, возникающих под воздействием промышленных шумов, получило по предложению Е.Ц. Андреевой-Галаниной и соавторов обобщающее наименование «шумовая болезнь» [3].
Много проблем возникает и в связи с воздействием на человека магнитных и электромагнитных полей техногенного характера. Они отрицательно влияют на нервную систему, а наиболее значительную роль в ответных реакциях на этот мощный антропогенный фактор играют сердечно-сосудистая и эндокринная системы. Ю.А. Думанский и соавторы (1975) обнаружили воздействие коротких волн на сердечно-сосудистую систему, характеризующееся урежением пульса, сосудистой гипотензией, ухудшением проводимости сердца.
Проведенные в конце 1980-х гг. исследования американских эпидемиологов выявили положительную связь между уровнем техногенных электромагнитных полей и ростом ряда заболеваний у населения: лейкемией, опухолями мозга, рассеянным склерозом, онкологическими болезнями. Наиболее чувствительна к воздействию полей нервная система. Существенно угнетается и иммунная система, а поэтому отягощается течение инфекционного процесса в организме, иммунная система начинает действовать против нормальных тканевых антигенов собственного организма.
Резюмируя анализ литературы о патофизиологических особенностях воздействия на организм различных антропогенных факторов окружающей среды, можно сделать вывод что, с одной стороны, каждый из них может избирательно влиять на функции отдельных органов и систем организма и, таким образом, оказывать специфическое действие. С другой стороны, эти факторы обладают также неспецифическим действием, поражая, прежде всего, центральную и вегетативную нервную систему, в связи с чем могут наблюдаться неблагоприятные сдвиги в различных органах и системах.
Как видно из представленного выше материала, к факторам, влияющим на здоровье населения урбанизированных территорий, относятся многие физические и химические особенности среды. Однако этот список будет неполным, если в него не включить социальные условия. Из последних наибольшее значение имеют насыщенность контактами и информационная избыточность среды. Стремительное развитие массовых коммуникаций, по мнению многих исследователей, стало причиной экопсихологического стресса. Перегрузка психики огромным потоком противоречий, как правило, негативной информации привела к развитию, в частности, информационных стрессов. Длительные стрессы вызывают нарушение иммунного и генетического аппарата, становятся причиной многих психических и соматических заболеваний, повышенной смертности [4].
Появление патологий в тех или иных органах и системах под влиянием негативных антропогенных факторов окружающей среды может стать непосредственной причиной преждевременного старения организма человека, и даже смерти.