Химическое загрязнение среды и здоровье человека

Свинец оказывает  негативное влияние на здоровье, особенно мужчин, имеющих производственный контакт с его соединениями. У мужского населения выявлены нарушения сперматогенеза, снижение либидо, уровня тестостерона и других показателей сексуальной функции, обнаруживается бесплодие. Для женщин воздействие свинца проявляется в виде увеличения частоты самопроизвольных абортов, преждевременных родов, снижения массы тела новорожденных, возникновения врожденных пороков у детей и т.д.

Влияет свинец и на психоневрологический статус человека. Поражение центральной нервной  системы рабочих при воздействии  свинца, впервые описанное более 150 лет тому назад, характеризуется  астеническим синдромом (резкая слабость, нарушения сна, головные боли, медлительность, снижение памяти и внимания), формированием  чувства страха, депрессии, сопровождается двигательными расстройствами (вплоть до параличей), поражением зрительного  анализатора. Неврологические отклонения выявлены у маленьких детей.

Изменения психомоторных  реакций у них связывают с  повышенным поступлением свинца в организм при облизывании пальцев рук  и игрушек, соприкасавшихся с  загрязненной землей. Для детей школьного  возраста характерно изменение показателя умственного развития (IQ), а также  двигательной активности, координации  движений, времени зрительной и слухомоторной  реакции, слухового восприятия и  памяти. Повышение содержания свинца в 100 мл крови детей дошкольного  возраста на 1 мкг ведет к снижению интеллектуального развития ребенка  на 1/4–1/2 балла, причем негативные последствия  обнаруживаются и через 10 лет после  воздействия свинца.  Нарушения  функции почек при воздействии  свинца было замечено еще в XIX веке при  анализе состояния здоровья художников, работающих со свинцовыми красками.

При длительном поступлении свинца в организм сначала  возникают обратимые изменения  в почечных канальцах. В дальнейшем наступают более тяжелые осложнения, которые могут вызвать развитие хронической необратимой нефропатии, переходящей в почечную недостаточность. У людей, контактирующих со свинцом  более 10 лет, возрастает степень риска  развития хронической нефропатии. Отмечено и увеличение смертности от заболеваний  почек. От воздействия свинца страдает также мочевыделительная система, особенно у детей, проживающих в  загрязненных районах.

Проведенное М. В. Неждановой в 1995 г. сравнение 42 различных  факторов риска развития болезней мочевой  системы у детей показало, что  в экологически неблагополучном  районе большое значение имеет близость проживания к заводу или к автомобильной  магистрали. Определенные нарушения  функций почек выявлены также  у детей, проживающих вблизи аккумуляторного  завода в Санкт-Петербурге. У них  отмечено увеличение содержания оксалатов  в моче и изменение ее физико-химических свойств.

Воздействие свинца на сердечно-сосудистую систему  вызывает биохимические нарушения  в миокарде. У детей с повышенным содержанием свинца в крови (более 20 мкг в 100 мл крови), выявлены некоторые  функциональные изменения сердечно-сосудистой системы, в частности, снижение сократительной функции сердца. 

Длительное  воздействие осаждённого в костях свинца может способствовать развитию остеопороза, которым чаще страдают женщины в возрасте старше 50 лет.  Один из основных показателей степени  поражения свинцом – содержание его в крови. При содержании свинца в 100 мл крови беременных женщин более 15 мкг возрастает риск увеличения числа  спонтанных абортов, поэтому этот уровень  считают допустимым для беременных.

В России рекомендуется  проводить более детальное обследование работающих в контакте со свинцом, если содержание свинца в 100 мл их крови превышает 50 мкг.  Достоверные данные о содержании свинца в крови детей в России получили только в последние годы, после того как была осуществлена унификация методов его определения в соответствии с рекомендациями Центра по контролю за заболеваниями. Концентрация свинца в 100 мл крови детей, проживающих в городах с повышенным уровнем загрязнения окружающей среды этим элементом, составляет 7,7 мкг – в Саратове, 9,9 мкг – в Белово и 13,1 мкг – в Красноуральске, что значительно выше регистрируемого в настоящее время содержания свинца у детей в других стран. 

Комплекс  специальных мероприятий, проведенных  в городах, где расположены крупные  источники выбросов свинца, привел к значительному снижению его  содержания в крови детей. Как  показала О.Л. Малых (2002), в Красноуральске в результате осуществления работ  по благоустройству города (замены загрязненного песка на игровых  детских площадках, систематической  уборки улиц с использованием воды и др.) и обучения населения мерам  профилактики данный показатель уменьшился почти в 2 раза. 

Содержание  свинца в волосах не является информативным  показателем его воздействия, но вместе с тем во многих странах  при проведении эколого-эпидемиологических исследований используют методы определения  концентраций свинца в волосах детского и взрослого населения. Так, для  производственного персонала содержание свинца в волосах не должно превышать 70 мкг/г (что соответствует концентрации свинца в 100 мл крови на уровне 40 мкг). Для детей в качестве допустимого  рекомендован показатель 8 – 9 мкг/г, но сейчас высказывается мнение о том, что ее следует снизить до 3 мкг/г  у детей и до 6 мкг/г у взрослых.

Проведенное в России за последние 20 лет обследование более шести тысяч образцов детских  волос позволило выявить, что  наиболее высокий уровень накопления свинца отмечается на территориях, расположенных  вблизи металлургических и аккумуляторных производств. Для расчета риска воздействия свинца на здоровье детей используют биокинетическую модель поступления свинца в организм, разработанную Агентством по защите окружающей среды США. Суть ее заключается в установлении взаимосвязи между содержанием свинца в крови детей и в окружающей среде (воздухе, воде, почве и пыли). Усовершенствованная А. А. Быковым с соавторами интегрированная модель включает в себя следующие этапы:

• модель воздействия, которая связывает концентрацию свинца в окружающей среде с количеством поступающего свинца и организм детей разных возрастов;
•   модель абсорбции, позволяющая по содержанию поступившего в организм свинца определять его дальнейшее всасывание в кровь;
•    модель, которой на основе содержания поступившего в кровь свинца определяют его концентрацию в органах и тканях;
•   модель оценки неопределенностей воздействия свинца на организм.

Модель поступления  свинца в организм детей позволяет  произвести оценку вероятностного распределения  концентрации свинца в крови. По этому  распределению рассчитывают вероятность  того, что концентрация свинца в  крови детей превышает выбранное  значение предельного или контрольного уровня.

Используя модель, можно рассмотреть различные  варианты действий или мероприятий, направленных на снижение количества поступившего в организм детей свинца и выбрать те из них, которые наиболее эффективно позволяют снизить его  содержание.  Для оценки риска  для здоровья детей повышенного  содержания свинца в крови, вызванного загрязнением окружающей среды, необходимо иметь исходную информацию поступлении  свинца с продуктами питания, концентрации свинца в почве и домашней пыли, питьевой воде и атмосферном воздухе.

Использование данной модели в России позволило  установить, что среднее содержание свинца в крови детей в городах  с невысоким содержанием этого  элемента в окружающей среде близко к нормативному уровню (10 мкг). В городах  с высоким содержанием свинца в окружающей среде этот норматив может быть превышен почти вдвое  и может составлять 18,9 мкг.

Главными  путями, определяющими содержание свинца в крови детей, являются в первую очередь продукты питания, далее  – почва и пыль. Существенно  меньшую роль играют загрязненный воздух и питьевая вода. Однако следует  учесть, что модель чувствительна  к используемым данным о продуктах  питания, которые, как отмечалось выше, не являются достаточно надежными. Эти  данные свидетельствуют о том, что  у 1,9 млн. детей в городах России могут возникать проблемы в поведении  и обучении, обусловленные воздействием свинца, почти 400 тыс. из них. 

В настоящее  время в России разрабатывается  специальная государственная программа  по снижению загрязнения окружающей среды свинцом. К сожалению, большинство  мероприятий по снижению загрязнения  окружающей среды свинцом требуют  значительных финансовых затрат и не будут осуществлены в ближайшие  годы. Неизвестно, к какому времени  может быть сокращен выброс свинца от металлургических заводов и заводов  по производству аккумуляторов. В связи  с продолжающимся загрязнением окружающей среды свинцом чрезвычайно важно  перейти к разработке и реализации конкретных планов действий, направленных на снижение вредного воздействия свинца на здоровье детей.

3.2 Ртуть

Ртуть –  один из наиболее токсичных металлов, широко распространен в окружающей среде, обладает способностью к движению по трофическим цепям. В упрощенном виде движение ртути по пищевым цепям  может быть представлено следующим  образом: вода – донные отложения  – биота (бентос, фито-, зоопланктон) – рыбы и птицы, питающиеся рыбой.

В окружающую среду ртуть поступает при добыче и выплавке ртутьсодержащей руды, выплавке цветных металлов из сульфидных руд, извлечении золота из руд, отбеливании целлюлозы, при производстве хлора, каустика, винилхлорида, электрического оборудования (ламп, различных источников тока), приборов измерения и контроля (термометров, манометров), ртутьсодержащих медицинских препаратов, цемента, при применении ртуть содержащих пестицидов, сжигании угля и мазута и т.д.

Существенное  количество ртути поступает в  окружающую среду при сжигании отходов. В России выброс ртути в атмосферный  воздух от промышленных предприятий  составляет примерно 10 т в год. Это  соответствует выбросам ртути промышленностью  в других индустриально развитых странах мира. Вблизи хлорщелочных производств образовались зоны интенсивного загрязнения ртутью окружающей среды.

В настоящее  время по экологическим требованиям  некоторые производства закрыты, но проблема остаточного, чрезвычайно  высокого уровня загрязнения окружающей среды остается нерешенной. До 20 т  ртути ежегодно поступает в окружающую среду при сжигании угля и мазута. Содержание ртути в углях различных  месторождений значительно отличается. В среднем оно составляет 17 мкг/т  топлива, но в углях Кузбасса доходит  до 28 мкг/т.

Высоко загрязнение  окружающей среды ртутью также в  окрестности золотоизвлекающих  фабриках, где содержание этого металла  превышает ПДК в атмосферном  воздухе в 13 раз, в воде – в 2 – 24 раза, в продуктах питания –  в 2 раза. ПДК ртути в атмосферном  воздухе составляет 0,3 мкг/м3, в питьевой воде – 0,5 мкг/л, в почве – 2,1 мг/кг. Поступление этого металла за счет сброса отходов в водоемы рыбохозяйственного назначения недопустимо. ПДК ртути в водоемах составляет 0,01 мкг/л. Так, для водных систем охраняемых территорий Великих озер норматив был снижен до 0,0018 мкг/л, и, возможно, поэтому были ужесточены требования относительно вод озера Байкал. Допустимое содержание ртути в продуктах питания дифференцировано по группам продуктов; согласно СанПиН 2.3.2.560–96 в продовольственном сырье и пищевых продуктах не допускается наличие ртутьорганических пестицидов. 

Ввиду того, что ртуть, широко распространенная в окружающей среде, обладает различными свойствами, установили предельное еженедельное поступление в организм ртути - на уровне 300 мкг.  Агентством по окружающей среды США на основании многолетнего изучения характера питания матерей во время беременности, результатов определения содержания ртути в крови пуповины, в волосах матерей во время рождения ребенка и в волосах детей разных возрастов, а также установления психоневрологического статуса детей рекомендована допустимая пороговая доза метилртути 0,1 мкг/кг массы тела.

 Ртуть  в атмосферном воздухе присутствует  преимущественно в газообразной  форме. Фоновое содержание ее  в воздухе в нашей стране  не превышает 0,05 мкг/м3, а в основном  – ниже 0,02 мкг/м3. В воздухе промышленных  районов концентрация ртути значительно  выше. Дальность распространения  ее в атмосферном воздухе от  источников загрязнения определяют  по содержанию ртути в осадках. 

Механизм  вымывания ее дождем из атмосферы  связан с растворением соединений ртути  и с вымыванием ее взвешенных частиц. В результате выпадения ртути  на поверхность земли формируются  антропогенные аномалии в почве  и снежном покрове. 

В почве накопление ртути определяется уровнем содержания органического углерода и серы. Естественное содержание ртути в почве, унаследованное от материнской породы, колеблется в пределах от 0,02 до 0,3 мг/кг, составляя  в среднем 0,06 мкг/кг, и зависит  от типа почв.

В городах  концентрация ртути в почве несколько  выше, что связано с наличием большого количества различных выбросов. 

В воде ртуть  может находиться в органическом и неорганическом состоянии. Основной источник ртути в питьевой воде –  водоисточники, загрязненные сточными водами, например, от хлорщелочного  производства, далее атмосфера и, наконец, реагенты, используемые при  водоподготовке. Не исключено также  прямое загрязнение колодцев из колодезных насосов. ПДК ртути в воде водоисточников по санитарно-токсикологическому показателю составляет 0,5 мкг/л.

Неорганическая  ртуть в окружающей среде может  превращаться в металлоорганические  соединения, в том числе в высокотоксичную  метилированную ртуть. Она образуется в результате биологических процессов  в водной среде и по трофической  цепи поступает и накапливается  в организмах хищных рыб (акул, тунцов, щук и др.) и морских млекопитающих (тюленей, китов). Потребление этих продуктов  является основным источником попадания  метилртути в организм человека. 

Трансграничный  перенос токсичных веществ привел к загрязнению ртутью даже вод  Арктического региона и других, отдаленных от индустриальных центров территорий. По данным Международной Программы  контроля и оценки состояния окружающей среды Арктики (АМАР) концентрация ртути  в этом регионе продолжает расти, что наносит ущерб психоневрологическому  развитию детей народов Севера. 

В незагрязненных морских и пресных водах концентрация ртути находится на уровне 0,0001–0,015 мкг/л, а метилртути – 0,01 – 0,5 нг/л, что  составляет, как правило, менее 10% общего содержания ртути. В загрязненных водах  на фоне высокого содержания органических веществ доля метилртути может достигать 50%. В России наиболее детально были обследованы бассейны рек Оби, Лены, Енисея, Томи, Катуни и Амура. Повышенный уровень загрязнения вод ртутью зафиксирован в зоне влияния Акташского горнометаллургического комбината  (республика Горный Алтай) и в районах золотодобывающих предприятий Забайкалья.