Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (г.Томск)

ВВЕДЕНИЕ
Цели.
 Изучение экологических факторов и их воздействий на здоровье человека в крупных городах.  Выявление  причинно-следственных связей между экологическими проблемами. Выявление наиболее актуальных и значимых причин экологических проблем, оказывающих негативное прямое влияние на здоровье человека.
Задачи:
-изучение литературных источников на тему экологических факторов крупных городов;
-изучение литературных источников на тему воздействий экологии города на здоровье человека;
-выявление причинно-следственных связей между экологическими факторами, их причинами и их схематическое изображение.

РАЗДЕЛ 1

На установочном этапе проекта  нами были выявлены основные экологические факторы, действующие на людей в крупных городах:
1.    Загрязнение водных объектов.
2.    Загрязнение почв.
3.    Шумовое загрязнение.
4.    Загрязнение атмосферного воздуха.
5.    Увеличение уровня вибрации
6.    Геопатогенные зоны.
7.    Геохимические барьеры.
          Эти факторы оказывают прямое воздействие на здоровье и эмоциональное состояние людей.
          Установив причинно-следственные связи между экологическими проблемами, получили схематическое изображение :

SO2 может воздействовать на дыхательную систему и функции легких и вызывать раздражение глаз. Воспаление дыхательных путей приводит к появлению кашля, секреции слизи, обострению астмы и развитию хронического бронхита, а также делает людей более уязвимыми перед инфекциями дыхательных путей. В дни с повышенными уровнями концентрации SO2 возрастает число случаев госпитализации с болезнями сердца и смертность. При соединении SO2 с водой образуется серная кислота, которая является основным компонентом кислотных дождей[4].
Оценка и тем более прогноз состояния приземной атмосферы являются очень сложной проблемой. В настоящее время ее состояние оценивается главным образом по нормативному подходу.
Две трети населения нашей Федерации проживает на территориях, где уровень загрязнения атмосферного воздуха не соответствует гигиеническим нормам.
     Загрязнение воды в зоне водопотребления также является серьезным фактором, ухудшающим экологическое состояние городов. Оно производится за счет сброса части неочищенных стоков го¬родов и предприятий, расположенных выше зоны водозабора дан¬ного города. По данным ВОЗ вода содержит 13 тысяч потенциально токсичных элементов.
 По данным Международной организации труда, 70% населения земного шара пользуется некачественной водой. Эта проблема особенно остро стоит в развивающихся странах. Приблизительно 90% всех сельских жителей постоянно пользуются для питья и купания загрязненной водой. По оценкам Всемирной организации здравоохранения 80% заболеваний в мире обусловлены недостаточным качеством и антисанитарным состоянием воды[1].
Тяжелые металлы, находящиеся в воде (свинец, ртуть, кадмий, цинк, никель, хром) вызывают атеросклероз, полиневрит, гипертонию, поражение костного мозга, потерю остроты зрения. Радиоактивные уран, плутоний, торий, стронций, цезий приводят к онкологическим заболеваниям, генетическим изменениям, ослаблению иммунитета, врожденным порокам. С питьевой водой в организм человека могут попасть болезнетворные микробы, возбудители многих инфекционных и паразитарных заболеваний: холера, брюшной тиф, сальмонеллезы, дизентерия, вирусный гепатит, полиомиелит, лямблиоз, дракункулез, шистосомозы и становятся причиной гастроэнтерита, гепатита, миокардита, полиомиелита и различного вида кишечных расстройств, которые связаны с загрязнением питьевой воды канализационными и сточными водами. Также в воду могут попадать фтор, хлор и его соединения, бром, хлороформ, вызывающие нефриты, гепатиты, токсикозы беременности и врожденные аномалии плода, мутагенные эффекты, ослабление иммунной системы, поражение детородных функций мужчин и женщин, онкологические заболевания внутренних органов. Кроме того, в воду могут поступать ядовитые вещества при экологических катастрофах или залповых сбросах промышленных сточных вод. [3].
Не меньшую важность представляют геохимические барьеры и геопатогенные зоны.
Участки биосферы (и даже земной коры), на которых в миграционном потоке на коротком (по сравнению с его протяжённостью) расстоянии резко уменьшается интенсивность миграции химических элементов и, как следствие этого процесса, повышается их концентрация, получили название геохимических барьеров. Этот термин был предложен в 1961 году А.И.Перельманом.
Геохимические барьеры биосферы разделяются на два основных типа – при родные  и  техногенные. Оба типа геохимических барьеров подразделяются А.И. Перельманом на три класса: физико-химические, биогеохимические и механические. Позже В.А. Алексеенко был выделен класс только техногенных (социальных) барьеров.
Самым опасным классом геохимических барьеров является социальный. Социальные геохимические барьеры относятся только к техногенным и представляют собой участки, в пределах которых вещества концентрируются в результате прекращения их социальной миграции. Этим термином целесообразно объединять зоны складирования и захоронения отходов, как промышленных, так и бытовых.
    Химические элементы (их соединения), накапливающиеся на социальных барьерах в повышенных концентрациях, не соответствуют ни одной природной ассоциации. Это значит, что совместно могут встретиться элементы, которые в повышенных содержаниях в биосфере до вмешательства человека в их распределение не встречались. Последствия их необычного для природы совместного влияния на безопасность жизнедеятельности не изучены.
Геопатогенные зоны несколько условно В.Т.Трофимов с соавторами разделяют на два типа (хотя вероятнее всего их гораздо больше):
1.    с токсичными, повышенными выделениями радона, распространением патогенных бактерий;
2.    с локальными  аномалиями геофизических полей.
Рядом исследователей установлено, что часть неоднородностей воспринимается организмами как геоактивные, стрессогенные зоны биологического дискомфорта. При этом предполагается, что  газ радон скапливается в приземном воздухе, даже в помещениях. В последнее время скопления радона чаще имеют техногенное происхождение и связаны с «мирным использованием атома». Основным источником радона в помещениях  являются строительные материалы, из которых сооружены здания, в частности бетон, радиоактивность которого меняется в зависимости от страны-изготовителя и способа изготовления. Следует отметить, что содержание радона в квартирах домов с подвалами выше, чем без них.
Установлено, что повышенная концентрация радона вызывает образование злокачественных опухолей органов дыхания. Радон является второй по значимости причиной развития рака легких во многих странах. По оценкам, радон вызывает от 3% до 14% всех случаев рака легких в зависимости от среднего уровня концентрации радона в воздухе в разных странах. С наибольшей вероятностью радон вызывает рак легких у курильщиков, а среди некурящих людей он является основной причиной развития рака легких.
 В США подсчитано, что ежегодно в стране по этой причине умирает 20 000 человек, а затраты на их лечение составляют около 1 млрд долларов. Средняя доза облучения радонов некоторых жителей США в помещениях в 100 раз превышает среднюю дозу облучения шахтёров в современных урановых рудниках. В настоящее время во всех развитых странах действуют ограничения содержания радона в зданиях. В нашей стране норма для существующих домов – 200 Бк/м3, во вновь проектируемых – не более 100 Бк/м3.
В.А.Рудник считает, что в аномальной зоне с повышенной онкозаболеваемостью важнейшим геопатогенным фактором является нарушение ионного равновесия  при общем уменьшении количества аэроинов, что резко снижает иммунитет у людей, работающих в пределах рассматриваемой геопатогенной зоны. По мнению многих исследователей, и в первую очередь А.Л.Чижевского, общее состояние, внимание, трудоспособность в значительной мере зависят от концентрации и полярности аэроионов. Считается, что отрицательные аэроионы (к ним относятся ионы кислорода) способствуют усилению жизнедеятельности людей. Существенное преобладание в среде нахождения положительных аэроинов часто оказывает отрицательное воздействие на организм. Воздух, лишённый аэроионов, может способствовать возникновению ряда серьёзных заболеваний.
Причиной нарушения ионного равновесия является загрязнённый воздух, в котором присутствует пыль, формальдегиды, частицы угарного газа и другие вредные вещества[5].
     Автомобильный парк, являющийся одним из основных источников загрязнения окружающей среды, сосредоточен, в основном, в городах. Автотранспорт является одним из крупнейших загрязнителей атмосферного воздуха.
На сегодняшний день российское автомобилестроение отстает в техническом отношении от мирового уровня. В серийном производстве находятся автомобили, которые проектировались 20-30 лет назад. Технологический уровень производства не позволяет достичь требуемой точности сборки и обработки деталей. Свой вклад в загрязнение ОС вносит низкое качество топлива: около 70% - этилированного бензина.
По оценкам специалистов ежегодные суммарные автомобильные выбросы в СНГ составляют 400 млн. тонн, среди которых:
- 27 млн.тонн окиси углерода;
- 2.5 млн.тонн углеводородов;
- 9 млн.тонн окислов азота;
- 200-230 млн.тонн углекислого газа.
    В Российской Федерации насчитывается более 150 городов с превалирующим вкладом выбросов автотранспорта в валовые выбросы (более 50%). К числу приоритетных загрязнителей атмосферы, поступающих в городскую атмосферу с отработавшими газами автомобилей, относятся свинец, бенз(а)пирен, летучие углеводороды, диоксид азота.
Угарный газ и окислы азота - вот одна из основных причин головных болей, усталости, немотивированного раздражения, низкой трудоспособности. Сернистый газ способен воздействовать на генетический аппарат, способствуя бесплодию и врожденным уродствам, а все вместе эти факторы ведут к стрессам, нервным проявлениям, стремлению к уединению, безразличию к самым близким людям. В больших городах также более широко распространены заболевания органов кровообращения и дыхания, инфаркты, гипертония и новообразования. По расчетам специалистов, «вклад» автомобильного транспорта в атмосферу составляет до 90% по окиси углерода и 70% по окиси азота. Автомобиль также добавляет в почву и воздух тяжелые металлы и другие вредные вещества [6].
Шумовое загрязнение  в  городах  практически  всегда  имеет  локальный характер и преимущественно вызывается средствами  транспорта  –  городского, железнодорожного и авиационного. Уже сейчас на главных  магистралях  крупных городов уровни шумов превышают 90 дБ и имеют тенденцию к  усилению  ежегодно на 0,5 дБ. Это вызывает увеличение порога слышимости (10 дБ для большинства людей с нормальным слухом) на 10-25 дБ. Шум затрудняет разборчивость речи, особенно при его уровне более 70 дБ[7].
Автомобильные средства по интенсивности шума различаются довольно резко. К самым шумным относятся грузовые автомобили с дизельным двигателем (90-95дБА), к самым «тихим» - легковые автомобили высоких классов (65-70 дБА)[6].
Ущерб, который причиняет слуху сильный шум, зависит от спектра звуковых колебаний и характера их изменения. Опасность возможной потери слуха из-за шума в значительной степени зависит от индивидуальных особенностей человека. Некоторые теряют слух даже после короткого воздействия шума сравнительно умеренной интенсивности, другие могут работать при сильном шуме почти всю жизнь без сколько-нибудь заметной утраты слуха. Постоянное воздействие сильного шума может не только отрицательно повлиять на слух, но и вызвать другие вредные последствия – звон в ушах, головокружение, головную боль, повышенную усталость[8].
Шум в больших городах сокращает продолжительность жизни человека. По данным австрийских исследователей, это сокращение колеблется в пределах 8-12 лет. Чрезмерный шум может стать причиной нервного истощения, психической угнетённости, вегетативного невроза, язвенной болезни, расстройства эндокринной и сердечно-сосудистой систем. Шум мешает людям работать и отдыхать, снижает производительность труда[7].
     Также автотранспорт является одним из основных источников увеличения вибрации. Данная  проблема  мало исследована, однако несомненно, что ее значение будет  возрастать.  Вибрация способствует более быстрому износу и  разрушению  зданий  и  сооружений [6].
Воздействие вибраций можно рассматривать по аналогии с шумом в двух аспектах: воздействие на водителя и пассажиров автомобиля и воздействие на окружающие объекты.
По способу передачи на человека различают общую и локальную вибрации. Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека и вызывает сотрясение всего организма; локальная вибрация передается через руки человека. Водитель автомобиля одновременно подвергается воздействию общей и локальной вибрации, а пассажир и пешеход, находящийся рядом с проезжей частью, - общей.
           Длительное воздействие на человека вибрации ведет к вибрационной болезни. Это заболевание является профессиональным. Вибрационная патология занимает 2-е место после пылевых, среди профессиональных заболеваний.
    Больные страдают головокружением, головными и загрудными болями. Изменения имеют стойкий характер, необратимы[7].
Строительство также приводит к увеличению уровня вибрации и шумовому загрязнению. Однако, степень воздействия строительства на здоровье человека значительно ниже по сравнению с воздействием транспорта.
Не менее масштабным и значительным  является  химическое   загрязнение  среды несвойственными  ей  веществами  химической   природы. Прежде всего это касается загрязнения почв и водных объектов удобрениями и ядохимикатами. Загрязнение водных объектов происходит за счёт попадания в водоемы части удобрений и ядохимикатов, вносимых на поля. Предотвратить загрязнение водного бассейна, производимое сельскохозяйственными мероприятиями, очень сложно. В зонах по¬вышенного увлажнения около 20% удобрений и ядохимикатов, вносимых в почву, попадает в водотоки. Это, в свою очередь, мо¬жет приводить к эвтрофикации водоемов, которая еще больше ухудшает качество воды[8].
В свою очередь, загрязнение почвы тяжёлыми металлами, пестицидами, радионуклидами, нефтью, минеральными удобрениями  может нанести непоправимый вред здоровью человека. Тяжёлые металлы, поступая по пищевым цепям из почвы в растения, а оттуда в организм животных и человека, вызывают у них серьезные заболевания. Способствуют росту заболеваемости населения и сокращению продолжительности жизни, а также к снижению количества и качества урожаев сельскохозяйственных растений и животноводческой продукции. Экологические последствия радиоактивного загрязнения почв заключаются в следующем. Включаясь в биологический круговорот, радионуклиды через растительную и животную пищу попадают в организм человека и, накапливаясь в нем, вызывают радиоактивное облучение. Радионуклиды, подобно многим другим загрязняющим веществам, постепенно концентрируются в пищевых цепях[9].
Также опасны последствия неправильного применения минеральных удобрений. Растения имеют свойство накапливать в своих организмах нитраты, содержащиеся в почве в избыточных количествах. Урожайность растений растет, но продукция оказывается отравленной. Особенно интенсивно аккумулируют нитраты овощные культуры, арбузы и дыни, которые направляются в города на продажу.
         Наиболее опасным является биологическое загрязнение почв. Болезнетворные микроорганизмы могут сохраняться в почвенной среде длительное время. Немаловажное значение имеет почва для последовательной передачи инфекций во внешней среде, так как попавшие в нее патогенные микроорганизмы в дальнейшем распространяются через воду, растительную продукцию, вызывая холеру, дизентерию, тиф и т.д. или посредством насекомых, грызунов, скота, провоцируя туляремию, чуму, сибирскую язву и т. д.
      Кроме того, болезнетворные микроорганизмы вместе с пылеватыми частицами могут попадать в дыхательные пути человека, вызывая пневмонию, скарлатину, туберкулез, микозы и др.
      Учитывая особое эпидемиологическое значение почвы, выявляется необходимость постоянного глубокого анализа ее санитарно-бактериологического состояния[8].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Изучив литературные источники на тему экологических факторов и их воздействий на здоровье человека, мы:

1.    Выявили причинно-следственных связи между экологическими факторами и их причинами.
2.    Схематически изобразили выявленные причинно-следственные связи и дали им полную характеристику.
3.    Изучили формы воздействий экологических факторов крупных городов на здоровье человека и их последствия.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1.    Тетиор А.Н. Городская экология. М.: Academia, 2008 – 336 с.
2.    Казначеев В.П. Проблемы экологии города и экологии человека // Урбоэкология. М., 1990- 132 c.
3.    Хомич В.А. «Экология городской среды» / Ассоциация строительных вузов / 2006. -240с
4.    Денисов В.В., Денисова И.А., Курбатова А.С., Бондаренко В.Л. Экология города. – М.: Март, 2008 – 832 с.
5.    Алексеенко В.А. Жизнедеятельность и биосфера. – Москва: «Логос», 2005 – 229 c.
6.    Голубев И.Р., Новиков Ю.В. Окружающая среда и транспорт. – М.: Транспорт, 2002 – 276 c.
7.    Белов С. В. Безопасность жизнедеятельности – наука о выживании в техносфере. – М.: МГТУ, 1996. – 143 с.
8.    Кучма В. Р., Гильденскиольд С. Р. Окружающая среда и здоровье жителей города с развитой химической промышленностью. М., 1995. – 123 с.
9.    Охрана окружающей среды: Учебник для техн. спец. вузов / Под ред. С. В. Белова. – М.: Высш. шк., 1991 – 319 с.