Основы экологии

      Все объекты окружающей среды: воздух, вода, почва, огонь, многообразие живых существ и т.д., - для человека представляют интерес не только как сочетание химических веществ, физические силы или биологические явления; они олицетворяют собой те самые воздействия, в которых оформилась человеческая жизнь и возникли глубокие человеческие потребности, которые не изменятся в историческом будущем. Так, для гармоничного развития личности, кроме благоприятных природных (физических) и социальных факторов, человеку требуется разнообразие окружающей среды - не только (и не столько) внешней, но и внутренней, духовной жизни. Это связано с тем, что скрытые потенциальные возможности людей могут проявиться, если существует разнообразие стимулирующего опыта, особенно для молодого поколения. Разнообразие условий жизни позволяет лучше использовать генетическое разнообразие человека. Более того, есть мнение, что бесконечные поиски новой среды (не обязательно физической) и рискованных предприятий, поиски себя как личности в различных областях являются одной из основных потребностей человека [12]. Возможно, поэтому в развитых странах социально поощряется смена человеком направления в профессиональной деятельности не реже чем один раз в 10 лет. В то же время именно монотонность факторов является необходимым условием для духовного развития. Именно в некоторой изолированности от окружающего мира созданы шедевры искусства и величайшие открытия науки. Не случайно святые подвижники достигли духовных высот именно в уединении, затворничестве.

      Загрязнение окружающей среды, особенно радиационное, опасно не только как физический фактор, способствующий возникновению заболеваний, но и как источник стрессовых состояний организма человека. Это часто служит психосоциальным фактором, который может явиться предшественником заболеваний в результате нарушения физиологических механизмов организма человека.

      Например, постоянная депрессия, беспокойство, боязнь и т.д. приводит к дисфункции одного или нескольких органов: сердечно-сосудистой системы, органов пищеварения и т.д.

      На  заре человеческой истории на возникновение опасной ситуации организм отвечал физической активностью - борьбой или бегством. Для адаптации современного человека к бесконечному ряду социально-экономических перемен, психологических конфликтов, явлений, угрожающих жизни, не всегда возможна компенсация эмоциональной перегрузки физической активностью. Более того, по социальным причинам человек вынужден подавлять моторную активность и не давать выхода своим эмоциям. Возникают ситуации, когда человек вынужден физически или вербально проявлять эмоции, не соответствующие его действительному нейроэндокринному и эмоциональному состоянию. Считается, что если этот «стрессовый» образец реакции на психосоциальные стимулы  или эта конфликтная ситуация действуют достаточно долго, они могут стать патогенными. Особенно сильно воздействие таких социальных ситуаций на патогенные механизмы организма проявляется при отсутствии достаточных защитных как естественных, так и приобретенных культурных факторов. Чем более развита внутренняя культура человека, тем легче он справляется со стрессовой ситуацией.

      Различные негативные факторы окружающей человека среды - и социально-экономические, и природные, и бытовые, и отсутствие возможности реализовать свой умственный и интеллектуальный потенциал, и т.д. - действуют как стрессоры, вызывающие стресс, увеличивая таким образом степень износа организма, и, соответственно, приводят к увеличению смертности [12]. 

6.3  Экологическая безопасность  пищевых продуктов  и здоровье населения 

      По  степени опасности для человека и окружающей среды первенство в настоящее время принадлежит следующим классам химических веществ: тяжелым металлам, хлорированным углеводородам, нитратам, нитритам, нитрозосоединениям, асбесту, пестицидам. В организм человека ксенобиотики поступают  по различным экологическим цепям: ксенобиотики - воздух - человек; ксенобиотики - почва - воздух - человек; ксенобиотики - почва -вода - пищевые продукты - человек и т.п. Считается, что из ядов, регулярно попадающих в организм человека, около 70% поступает с пищей, а из воздуха и воды - 20 и 10 процентов соответственно. В России осуществляется контроль за содержанием в пищевых продуктах 14 химических элементов.

      Почти все тяжелые металлы в определенной концентрации являются необходимыми для  жизнедеятельности микроэлементами. Обогащение ими компонентов биосферы происходит в результате естественных (вулканические извержения) и искусственных (различные виды антропогенной деятельности) причин. Имеются регионы, в которых фоновое содержание микроэлементов в почве, воде и выращенном растительном сырье ниже или выше допустимых уровней. Например, недостаток в почве йода способствует возникновению зобной болезни, более высокий уровень радиоактивного стронция -  заболеваниям костной системы. Ориентировочные данные по тяжелым металлам, другим биогенным химическим элементам, поступающим ежедневно с пищевыми продуктами в организм взрослого человека (в расчете на массу 70 кг) в норме, при выраженном дефиците или явном избытке приведены в таблице (табл. 5).

       Таблица 5. Поступление химических элементов в организм взрослого человека.

      При поступлении в организм минеральных  элементов выше ПДК они представляют серьезную опасность для здоровья человека. Содержание токсичных соединений в разных видах сельскохозяйственной продукции, используемой в пищу, различно. Так, в ряду культур - пшеница, рожь, кукуруза, овес, горох, фасоль, картофель, капуста, морковь, свекла - наиболее высокое содержание алюминия содержится в овсе, затем - ржи и пшенице (соответственно 19,7; 16,7; 14,45 мг/кг массы), бора - в горохе и фасоли (0,7 и 4,9 мг/кг), йода - в фасоли (0,12 мг/кг), кадмия - в моркови (0,13 мг/кг), кобальта - в горохе и фасоли (0,131 - 0,187 мг/кг), марганца - в овсе (52,5 мг/кг), молибдена - в горохе (0,842 мг/кг), свинца - в овсе (3,6 мг/кг) [10]. При выращивании сельскохозяйственных культур в районах техногенного загрязнения содержание тяжелых металлов в продукции резко возрастает. Так, содержание кадмия в моркови и свекле, выращенных в Подмосковье, превышало ПДК в 7,6 и 14 раз соответственно. Наибольшее количество кадмия обнаруживается в грибах - 0,1 - 5 мг/кг. В плодах яблонь, выращенных на участках вблизи г. Орла, обнаружено превышение ПДК никеля в 12-14 раз, свинца - в 5-6 раз и кадмия - в 1,5 раза [5]. К особенностям тяжелых металлов относится высокая сорбция и низкая выводимость из организма. К наиболее токсичным из тяжелых металлов относят кадмий, свинец и ртуть. Кадмий и свинец, попадая в организм, могут вызвать расстройства органов кровообращения, стимулировать образование злокачественных опухолей, вызвать инфаркт миокарда. Загрязнение кадмием пищевых продуктов и пищевого сырья, как правило, происходит вместе со сточными водами и другими отходами промышленных предприятий, связанных с производством и применением специальных сплавов, автоматики, антикоррозийных покрытий, полимеров, а также при использовании фосфорных удобрений и Cd-содержащих пестицидов. Как и все тяжелые металлы, кадмий плохо выводится из организма. Но доказано, что достаточное количество железа в организме тормозит аккумуляцию кадмия. В связи с тем, что кадмий в организме может заменять кальций, его накопление способствует также возникновению болезней скелета.

      Свинец  в пищевых продуктах может  появиться при хранении продуктов в металлической таре, откуда он мигрирует из внутренних швов посуды. Свинец поступает в организм человека и в результате загрязнения объектов окружающей среды выбросами автомобильного транспорта, содержащими метилртуть. Поступление и накопление свинца в организме очень опасно, т.к., кроме заболеваний, общих для тяжелых металлов, свинец поражает костную ткань и сердечно-сосудистую систему. Согласно одной из теорий, объясняющих упадок могущества Древнего Рима, использование свинцового водопровода, кухонной посуды и сосудов для питья привело к хронической интоксикации знати и интеллигенции, что подтверждается высоким уровнем свинца в скелетах захоронений того времени. Подсчитано, что у современных американцев свинца в организме примерно в 400 раз больше естественного, доиндустриального уровня.

      Ртуть применяется в производстве каустической соды, бумаги, синтезе пластмасс, в  электротехнической промышленности, до недавнего времени широко применялась при протравливании посевного материала. Наиболее опасна для живых организмов метилртуть, которая образуется при попадании неорганических соединений ртути в водную среду, где под влиянием деятельности микроорганизмов происходит ее метилирование. К симптомам отравления ртутью относят расстройство речи, походки, снижение слуха и зрения, поражение центральной нервной системы.

      Кроме тяжелых металлов к чужеродным веществам, присутствующим в продуктах питания  современного человека, относятся пестициды, нитраты, нитриты, радионуклиды, токсины  микроорганизмов и лекарственные средства. Кроме того, пища может быть загрязнена биологическими контаминантами (бактериями, вирусами, грибами и другими микроорганизмами ).

      Пестициды ( от слова pestis - зараза, cido - убивать ) - это различные виды ядов, применяемые для уничтожения сорняков, насекомых, возбудителей заболеваний растений и животных. Пестициды заключают в себе опасность не только непосредственно для  вредителей, для борьбы с которыми они созданы, но и человека. Многие из них обладают отдаленными последствиями, т.е. оказывают негативное влияние на здоровье потомства. Даже в количествах, не превышающих допустимые уровни, при хроническом воздействии они снижают иммунитет, устойчивость организма к различным заболеваниям, в том числе инфекционным.

      Нитраты и нитриты попадают в пищу в высоких концентрациях в результате перенасыщения почвы азотными удобрениями. Самые высокие уровни нитратов встречаются в зеленных культурах ( шпинат, салат, щавель) и овощах (свекла, морковь). Опасны высокие концентрации и в питьевой воде. Нитраты при попадании в организм вызывают кислородное голодание крови -метгемоглобинемию. Нитриты, соли азотистой кислоты, давно используются в качестве консерванта при изготовлении колбас, ветчины, мясных консервов. Нитраты в организме переходят в нитриты, которые под действием кишечнополостных бактерий превращаются в нитрозоамины, обладающие канцерогенными свойствами.

      Радионуклиды  поступают также в организм человека, в основном, с продуктами питания. Загрязнению территории долгоживущими радиоактивными элементами способствуют испытания ядерного оружия, плановые и аварийные выбросы радиоактивных веществ в окружающую среду от предприятий атомной промышленности, выбросы из четвертого блока Чернобыльской АЭС в апреле-мае 1986 года, привнесенная радиоактивность (радиоактивные отходы и источники). По прошествии двух лет после взрыва на Чернобыльской АЭС в основном  облучение населения происходило под воздействием всего нескольких радионуклидов: углерода - 14, цезия - 137, циркония - 95, стронция - 90 и др. Через 5 лет после катастрофы и поныне основным дозообразующим радионуклидом является цезий - 137 с периодом полураспада 30 лет. Его доля в общем загрязнении составила до 90%.

      Основная  часть радионуклидов выбрасывается  в стратосферу, выше 10 км над уровнем моря, где они задерживаются на длительное время, очень медленно выпадая на поверхность земли.

      Загрязнение сельскохозяйственной продукции радиоактивной  пылью имеет значение лишь в краткое  время после аварий и выбросов. Так, анализ урожая плодово-ягодных культур в сезон Чернобыльской аварии показал, что наивысшая загрязненность отмечена у черной смородины (740 бк/кг), наименьшая - у земляники (60 бк/кг). Уже через два года максимальное загрязнение плодов черной смородины составило всего лишь 2,0 бк/кг, земляники - 2,2 бк/кг [7]. После прекращения поступления радиоактивной пыли основным источником загрязнения становится почва. Многочисленными исследованиями показано, что основная доля радиоактивного цезия сосредоточена в верхнем, гумусовом горизонте  (0 - 20 см ), а более подвижного стронция-90 - в горизонте 20 - 40 см. По нашим данным, с увеличением времени после аварии на ЧАЭС радиационная нагрузка на почву в садах не снижается. Это может быть обусловлено не только прочным закреплением радионуклидов в почвенном гумусе, но и поступлением их из нижних горизонтов в верхние с опадом, из атмосферных осадков и др. Е. Балдини и др. [7] также полагают, что сравнительно высокое содержание радионуклидов в верхнем слое почвы связано с рециркуляцией этих элементов, накопленных в течение 1986 г. в корнях, стеблях и листьях плодовых растений. На почвах, занятых под полевые культуры, наблюдается снижение содержания Cs-137. Наши исследования показали, что содержание цезия-137 в плодово-ягодной продукции ниже предельно допустимого уровня. В то же время наиболее высокие показатели его значений отмечены в плодах яблони, смородины красной и земляники, а также в плодах культур, выращиваемых на почве, длительное время обрабатываемой химическими удобрениями [6].  В связи с этим существует опасность сочетанного действия различных токсикантов по потенцирующему типу. Кроме экологически безопасных условий выращивания, на качество пищевой продукции оказывают влияние различные факторы, в том числе и политические. Так, в результате демонополизации пищевой промышленности снизился контроль за производством и реализацией продуктов питания. В России от 12 до 15 % молочной продукции и рыбы, от 7 до 12 % мясопродуктов не соответствуют требованиям стандартов по бактериологическим показателям. Содержание металлических загрязнений в выпускаемой продукции зависит от качества и условий технологической обработки сырья. Так, определенное количество тяжелых металлов поступает в пищевые продукты из воздуха, загрязненной воды, металлических деталей и изделий, в которых проводятся обработка и хранение сырья [16].