Влияние ионизирующей радиации на человека

Влияние факторов загрязнения окружающей среды на здоровье человека

Согласно определению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), под здоровьем понимается состояние полного физического, духовного и социального благополучия человека, а не только отсутствие болезни.

Вклад факторов загрязнения окружающей среды

В здоровье населения составляет около 20%.

(остальное – социальные, наследственные и др.)

Факторы окружающей среды подразделяют прежде всего на

природные и антропогенные.

Природные - это естественные условия обитания, в которых развивается человек.

Антропогенные или факторы загрязнения окружающей среды - результат деятельности человека. Число их постоянно увеличивается.

По своей природе факторы загрязнения окружающей среды делятся на

1) химические, 2) физические и 3) биологические.

Самая многочисленная первая группа - химические факторы. По данным ВОЗ, человек контактирует с 70000 химических соединений, причем число это каждый год пополняется 200-1000 новыми. 50 веществ производится в количестве более 1 млн. тонн.

Химические факторы классифицируются:

1. По источнику поступления на:

- промышленные;

- транспортные;

- энергетические;

- сельскохозяйственные;

- бытовые.

2. По объекту распространения на:

- распространяющиеся в атмосферном воздухе;

- распространяющиеся в воде;

- распространяющиеся в почве;

- распространяющиеся в продуктах питания.

По степени опасности (1-4-й классы опасности)

Классификация по степени опасности основывается на следующих критериях: - степень токсичности; - способность к наиболее опасному воздействию на организм; - распространение в окружающей среде; - стабильность в условиях окружающей среды; - способность к накоплению (кумуляции) в организме человека и в животных и растениях, используемых человеком в пищу; - способность к трансформации в более вредные соединения.

4. По характеру действия на организм:

- общетоксические;

- канцерогенные;

- мутагенные;

- эмбриотоксические (тератогенные);

- аллергенные.

В аспекте экологической медицины и проблем общественного здоровья наибольший интерес вызывает классификация по характеру действия на человеческий организм.

Под общетоксическим понимается неспецифическое влияние на функционирование всех систем организма.

В качестве примера можно привести такие вещества, как свинец, ртуть, кадмий и ряд других тяжелых металлов. Свинец - политропный яд, действующий на кроветворение, нервную систему, печень, почки и т.д. Содержание его в атмосферном воздухе составляет 0,1-5 нг/м³, в тканях человека - 3 - 10 мг/кг в печени и почках, до 30 мг/кг в костях. При хроническом ингаляционном воздействии в легких адсорбируется приблизительно 50% свинца, а через желудочно-кишечный тракт - 55%. Основными симптомами (проявлениями) хронической свинцовой интоксикации являются нейрофункциональные расстройства, нарушения кровообращения и т.д. Среди других веществ общетоксического действия в последнее время все большее внимание привлекают кадмий, бериллий и ванадий. Последние два называют "проблемными металлами будущего", так как в ближайшее время они будут находить все более широкое применение в промышленности - самолетостроении, ядерной энергетике, компьютерной технике. Особенность бериллия - длительное выведение, при поступлении в организм он сохраняется в нем на протяжении 10-15 лет. Ванадий менее токсичен, но при длительном контакте также способен привести к развитию заболевания. В медицинской литературе уже описаны случаи хронического отравления этими металлами. Бензин - находит самое широкое распространение не только на транспорте, но и в различных отраслях промышленности. Способен вызывать развитие хронических интоксикаций, характеризующихся функциональными изменениями нервной системы в виде выраженной астении или истерических реакций; развивается анемия, хронический гепатит. Из субъективных расстройств характерны головная боль, слабость, вялость, головокружение, нарушение сна. При острых отравлениях вызывает общетоксическое поражение и наркотический эффект (развивается наркотическое состояние типа опьянения). Возможно развитие токсической бензиновой пневмонии при аспирации жидкого бензина. Бензин хорошо растворяет жиры и проникает через неповрежденные кожные покровы. Вызывает сухость кожи, образование трещин, возможно развитие дерматитов, экземы. ПДК в воздухе рабочей зоны - 0,3 мг/л.

Канцерогенное действие – стимуляция развития злокачественных опухолей различных тканей – считается самым опасным из всех видов токсического действия факторов окружающей среды.

Классическим примером канцерогенного действия являются хлорированные углеводы - полихлорбифенилы. Условно "историю" их распространения в окружающей среде делят на три этапа. Первый этап характеризуется широким применением в сельском хозяйстве стабильных пестицидов типа ДДТ. Отличительной способностью ДДТ и других хлорорганических пестицидов следует назвать их стойкость к воздействию различных факторов внешней среды (солнечная радиация, влажность, температура и др.). ДДТ выдерживает нагревание до 115-120°С в течение 15 ч, он почти не разрушается при кулинарной обработке. Обладая выраженными кумулятивными свойствами, он постепенно накапливается в почве, воде, пищевых продуктах, он обнаруживается в почве через 8-12 лет после применения. Еще одно характерное свойство хлорорганической группы пестицидов - это их способность накапливаться в организме животных.

Некоторые из хлорорганических пестицидов, такие как алдрин, дилдрин, относятся к сильнодействующим и очень опасным по своей летучести веществам, большинство же препаратов этой группы – среднетоксичные соединения. Хлорорганические пестициды вызывают острые и хронические отравления с поражением печени, центральной и периферической нервной системы и других органов и систем организма. К концу 50-х годов стало ясным их значительное токсическое действие, высококумулятивные свойства – т.е. способность накапливаться в организме, и они были запрещены для применения в большинстве промышленно развитых стран.

На втором этапе в окружающей среде появились полихлорированные бифенилы, которые оказались более токсичными, чем ДДТ. Хотя и применялись они лишь в закрытых системах – трансформаторах, в качестве гидравлических жидкостей. В ряде стран в 80-е годы их производство было запрещено, но в пищевых цепочках они все еще обнаруживаются.

Третий этап, продолжающийся до сих пор, характеризуется загрязнениями окружающей среды диоксинами. Они еще более токсичны и стабильны в окружающей среде. Самый токсичный - ТХДД (2,3,7,8-тетрахлорбензо-пара-диоксин), входил в состав химического оружия, использовался во Вьетнамской войне, им уничтожено 100 тысяч га лесов, пострадало приблизительно 2 млн. человек. Токсичность этого соединения принята за единицу (диоксиновый эквивалент) при оценке токсичности смеси диоксинов. Относительно безопасными считают содержание диоксинов в среде до 10^-9 – 10^-11 г/кг; фоновые содержания - около 10^-15 г/кг. Основная опасность диоксинов заключается в их способности эффективно накапливаться в живых организмах и вызывать отдаленные последствия при хроническом отравлении малыми дозами. При остром отравлении он оказывает сильное общетоксическое действие, при хроническом – канцерогенное.

Кроме хлоруглеводородов, канцерогенное действие присуще ряду других веществ. Тревожны сообщения о возможном участии нитритов и нитратов в канцерогенезе. Эти соединения, метаболизируясь в организме, образуют нитрозамины, обладающие сильным канцерогенным действием.

Еще одним сильным канцерогеном является бенз(а)пирен. Источником его служат предприятия металлургии, коксохимии, нефтехимии, транспорт и мусоросжигание.

Природа канцерогенеза в медицине и в биологии до сих пор остается дискутабельной, однако большинство исследователей ее все же связывают с нарушениями в аппарате регуляции деления клеток. Поэтому канцерогенное действие у большинства веществ сочетается с мутагенным и тератогенным (эмбриотоксическим).

Мутагенное действие - нарушение в наследственном аппарате человека, не проявляющееся в самом организме, а лишь в его потомстве. Связано с нарушениями в хромосомном наборе. Из химических мутагенов прежде всего можно отметить опять же пестициды. Для структуры пестицидов, обладающих мутагенным действием, характерно наличие эпоксидной, фосфатной, диазогрупп. Способностью к мутагенному действию обладает большая часть фосфорорганических соединений.

Тератогенное (эмбриотоксическое) действие - оказывается на организм в период его наиболее интенсивного развития - эмбриональной стадии. В отличие от взрослого организма, у которого большая часть клеток или не делится вообще, или пролиферация идет очень медленно, на эмбриональной стадии активно делятся все клетки, идет формирование тканей и органов. Воздействие токсических веществ на этом этапе может привести к развитию грубых нарушений - неправильному формированию или отсутствию конечностей, внутренних органов и т.д.

Тератогенным действием обладают опять же хлорированные углеводороды, особенно диоксины. Такими свойствами обладают арсенат Na, хлорид кадмия, сульфат меди, тетрахлорфенол, тирам, хлорид метил ртути. Из бытовых тератогенов можно отметить CMC - синтетические моющие средства.

Аллергенное действие химических веществ – развитие аллергических реакций. В последние годы ему уделяют все большее внимание, этот термин можно считать весьма "модным".

Что же такое аллергия? Когда здоровый, нормально функционирующий организм контактирует с веществом, которое может оказать на него вредное воздействие, он защищает себя, включая механизмы иммунитета, клетки иммунной системы поглощают токсическое вещество и либо обезвреживают его, либо удаляют из организма. Такая реакция сопровождается повышением температуры, местным воспалением, что суть признаки активации защитных сил. Когда же в иммунной системе уже есть отклонения от нормы и/или она неоднократно и регулярно контактирует с сильнодействующим нефизиологичным аллергеном, реакция по его обезвреживанию приобретает излишне мощный характер. Обычное сужение бронхов при контакте с вредным веществом превращается в бронхоспазм и бронхиальную астму; местная воспалительная реакция – в генерализованный отек, т.е. в состояние, угрожающее жизни человека.

Почему же в последнее время все больше людей страдают иммунными заболеваниями?

В организме человека две системы, связанные с активной пролиферацией (делением клеток), - кроветворная система и иммунная. А делящиеся клетки наиболее подвержены различным воздействиям, так как повреждение, нанесенное одной клетке, начинает "копироваться" при каждом делении. Если первая более-менее надежно защищена от внешней среды (расположена внутри трубчатых костей), то иммунная, напротив, первой взаимодействует со всеми факторами внешней среды, как бы проверяя их на вредность.

Биологические факторы

Кроме химических загрязнителей, в природной среде встречаются и биологические, вызывающие у человека раз­личные заболевания. Это болезнетворные микроорганизмы, вирусы, гельминты (черви), простейшие. Они могут находиться в атмосфере, воде, почве, в теле других живых организмов, в т.ч. и в самом человеке.

Наиболее опасны возбудители инфекционных заболева­ний. Они имеют разную устойчивость в окружающей среде. Одни могут жить вне организма человека всего несколько часов; находясь в воздухе, в воде, на разных предметах, они быстро погибают. Другие могут жить в окружающей среде от нескольких дней до нескольких лет. Для третьих окружаю­щая среда является естественным местом обитания. Для чет­вертых — другие организмы, например дикие животные, яв­ляются местом сохранения и размножения.

Пути заражения возбудителями инфекционных заболеваний:

- через почву; - через переносчиков (различные животные);

- через воду; - через контакт с другими людьми.

- через воздух (воздушно-капельный);

В почве постоянно обитают возбудители столбняка, ботулизма, га­зовой гангрены, некоторых грибковых заболеваний. В орга­низм человека они могут попасть при повреждении кож­ных покровов, с немытыми продуктами питания, при нарушении правил гигиены.

Открытые источники воды: реки, озера, пруды бывают особенно загрязненными. Известны многочисленные слу­чаи, когда загрязненные источники воды стали причиной эпидемий холеры, брюшного тифа, дизентерии. В жарких странах широко распространены такие болез­ни, как амебиаз, шистоматоз, эхинококкоз и другие, кото­рые вызываются различными паразитами, попадающими в организм человека с водой.

Болезнетворные микроорганизмы могут проникнуть в грунтовые воды и стать причинойинфекционных болезнейчеловека. Поэтому воду из артезианских скважин, колод­цев, родников необходимо перед питьем кипятить.

При воздушно-капельной инфекции заражение происхо­дит через дыхательные пути при вдыхании воздуха, содер­жащего болезнетворные микроорганизмы. К таким болез­ням относится грипп, коклюш, свинка, дифтерия, корь и другие. Возбудители этих болезней попадают в воздух при кашле, чихании и даже при разговоре больных людей.

Особую группу составляют инфекционные болезни, пере­дающиеся при тесном контакте с больным или при пользова­нии его вещами, например полотенцем, носовым платком, предметами личной гигиены и другими, бывшими в употреб­лении больного. К ним относятся венерические болезни (СПИД, сифилис, гонорея), трахома, сибирская язва, парша.

Особое место занимают природно-очаговые заболевания.

Люди или домашние животные могут заражаться природно-очаговыми болезнями, попадая на территорию при­родного очага. К таким болезням относят чуму, туляре­мию, сыпной тиф, клещевой энцефалит, малярию, сонную болезнь.

Особенностью природно-очаговых заболеваний являет­ся то, что их возбудители существуют в природе в преде­лах определенной территории вне связи с людьми или до­машними животными. Они паразитируют в организме диких животных-хозяев. Передача возбудителей от живот­ного к животному и от животного к человеку происходит преимущественно через переносчиков, чаще всего насеко­мых и клещей.

Возможны и другие пути заражения природно-очаговыми заболеваниями. Так, в некоторых жарких странах, а также в ряде районов нашей страны встречается инфекционное заболевание лептоспироз (или водяная лихорадка). В нашей стране возбудитель этой бо­лезни обитает в организмах полевок обыкновенных, широ­ко распространенных в лугах около рек. Заболевание лептоспирозом носит сезонный характер, чаще встречается в период сильных дождей и в жаркие месяцы (июль — ав­густ). Человек может заразиться при попадании в его организм воды, загрязненной выделениями грызунов.

Такие болезни, как чума, орнитоз, передаются воздуш­но-капельным путем. Находясь в районах природных оча­гов заболеваний, необходимо соблюдать специальные меры предосторожности.

Антропогенные биологические факторы связаны либо с микробиологической промышленностью, либо с бытовыми отходами. Биологические факторы неинфекционной природы оказывают чаще всего аллергенное действие. Нередко таким действием обладают и природные факторы (пыльца, плесень).

Загрязнение водоемов может вести к гибели фитопланктона, что снижает их способность к самоочищению и делает воду токсичной для человека.

Физические факторы загрязнения окружающей среды.

Они также весьма разнообразны, но спектр их разнообразия гораздо уже. Среди них можно отметить шум, ультра- и инфразвуки, ионизирующая радиация, ультрафиолетовое излучение, электромагнитные поля (электромагнитное излучение ЭМИ), вибрация и др.

Влияние ионизирующей радиации на человека

Большую озабоченность как у специалистов, так и общественности вызывает ионизирующая радиация. За 100-летний период открытия явления радиоактивности в биосфере накопилось значительное количество радиоактивных отходов. Это и глобально распределенные долгоживущие изотопы - продукты испытания ядерного оружия во всех средах, аварии на четвертом блоке Чернобыльской АЭС в апреле 1986 года, плановых и аварийных выбросов и сбросов многочисленных АЭС и предприятий, связанных как с производством ядерного оружия, так и радиоактивных изотопов для «мирных целей». Необходимо отметить, что отсутствие должного контроля за использованием и утилизацией приборов и оборудования, содержащего радиоактивные изотопы, привело к тому, что источники опасного для человека излучения обнаруживаются подчас в самых неожиданных местах.

Эффекты воздействия на организм человека облучения в дозах свыше 1 Грэя приводят к развитию острой или хронической лучевой болезни (они подробно изучены и описаны в многочисленной литературе). В медицинской экологии сегодня наиболее актуальна проблема малых доз.

Оценка биологической опасности малых доз радиации имеет гигиеническое и социально-экономическое значение. Во внешнюю среду поступают не только отдельные радионуклиды, но и сложные смеси. Радиоактивные продукты могут быть источником длительного (дистанционного или контактного) внешнего облучения, а при поступлении в организм – внутреннего облучения. Категория "малых доз" - это те дозы, которые не вызывают острых поражений, их воздействие не оказывает влияния на организм в течение ряда лет. Однако при воздействии малых доз радиационного излучения в течение длительного времени (5-10 лет) начинает сказываться их патогенное влияние.

Дозу от 0,02-0,89 до 10 сГр оценивают как зону адаптивного ответа. В этой зоне (примерно 2 сГр) лежит точка равновесия, при которой внешние воздействия уравновешены с активностью репаративных систем, При превышении этого значения в организме начинают накапливаться повреждения генетического аппарата клеток.

Доза от 10 до (30-50) сГр - зона SOS-реакции. В названном интервале значений организм уже вынужден мобилизовать резервные возможности для того, чтобы нивелировать повреждения, нанесенные радиацией. Длительное воздействие излучения при этом может привести к истощению адаптационного резерва и срыву адаптации.

Доза от 50 сГр до 1 Гр - зона аварийного ответа. В этом интервале значений репарационные системы уже не справляются со своей задачей, и формируются патологические состояния.

В начальный период распада активность продуктов быстро снижается за счет короткоживущих радионуклидов. С увеличением возраста продуктов токсичность их возрастает за счет повышения в их составе уровня биологически опасных радионуклидов: стронция, цезия и др. Радионуклиды могут накапливаться в органах и тканях при поступлении в организм стабильных источников излучения.

Наиболее интенсивному облучению подвергаются органы, через которые радионуклиды поступают в организм (органы дыхания и пищеварения), и органы основного депонирования радионуклидов (щитовидная железа, печень, почки).

По величине поглощенных доз органы-мишени располагаются в следующем порядке: 1) щитовидная железа, 2) органы дыхания, 3) пищеварения, 4) печень, 5) почки, 6) скелет, 7) мышцы. Для облучения малой дозой характерно медленное развитие патологических процессов с широким индивидуальным разбросом.

Защитно-компенсаторные процессы, осуществляемые на всех уровнях интеграции организма (молекулярном, клеточном, органном, организменном), могут в течение длительного времени обеспечивать нормальную жизнедеятельность организма. Можно выделить следующие фазы развития патологических процессов:

- отсутствие видимых клинических проявлений;

- наличие функциональных нарушений;

- структурные изменения с нарушением компенсаторно-восстановительных процессов.

Облучение может стать пусковым механизмом обострения и прогрессирования имеющихся хронических заболеваний. Необходимо отметить, что в человеческой популяции всегда есть лица с более высокой радиочувствительностью, которые могут составить "группу риска".