Влияние загрязнения на человека

1.8 Влияние загрязнения на человека

Имеются многочисленные научные данные, свидетельствующие о связи легочной, онкологической, кожной и другой паталогии с характером и уровнем загрязнения воздуха. Многократно подтверждена, например, зависимость обострения хронического бронхита от уровня загрязнения воздуха сернистым газом, характеризуемая следующими данными:

при концентрации сернистого газа 0,13 мг/м³ процент обострения хронического бронхита (в человеко-днях) 13,0, при концентрации 0,78 мг/м³ — 26,5.

Статистически установлена связь детской заболеваемости (в первую очередь органов дыхания) с уровнем загрязнения атмосферного воздуха сернистым газом. Обстоятельное изучение большой группы детей (3866 человек) с момента их рождения и до 15-летнего возраста показало, что частота острых респираторных заболеваний среди них значительно увеличилось в те дни, когда уровни среднегодовых концентраций сернистого газа и дыма в атмосферном воздухе превышали 0,13 мг/м³. Аналогичная связь частоты обострений с опасным загрязнением атмосферы установлена для бронхиальной астмы.

Загрязнение воздуха сернистым газом при концентрации до 0,049 мг/м³ увеличивает показатель общей заболеваемости (в человеко-днях, США) до 8,1%: при концентрации от 0,150 до 0,349 и выше 0,350 мг/м³ — соответственно до 12 и 43,8%. Частота заболевания бронхиальной астмой пропорциональна концентрации сернистого газа в воздухе (Япония). Все возрастающее количество раковых заболеваний пропорционально числу труб, выбрасывающих загрязняющие вещества в атмосферу (Великобритания) и т. д. [31].

Канцерогенные вещества при контакте с клеткой организма человека оставляют на ней «клеймо». Последующее воздействие канцерогенов суммируется даже в том случае, если оно разделено значительным интервалом времени. Вероятность возникновения злокачественного образования повышается, хотя видимого воздействия на организм и качественной перестройки клетки не отмечено. Последняя отчетливо фиксируется при пороговой концентрации. Для многих вредных веществ биологических видов и экосистем эта концентрация в настоящее время не определена [16].

Опасное воздействие на человека оказывает окись углерода. Вдыхание воздуха, содержащего даже небольшие количества СО, вызывает глубокое отравление. Причина отравления в том, что окись углерода быстрее и легче, чем кислород, связывается с гемоглобином крови и образует довольно стойкое соединение, названное карбоксигемоглобин (НЬ — СО). Химическое сродство НЬ с СО в 200 раз больше, чем с кислородом. Это означает, что даже небольшого количества СО во вдыхаемом воздухе оказывается достаточно, чтобы превратить около 2/3 гемоглобина крови в карбоксигемоглобин. Процесс этот обратим, но НЬ — СО диссоциирует медленно. По этой причине образовавшийся НЬ — СО нарушает дыхательную функцию крови (кровь насыщается окисью углерода и человек погибает от кислородной недостаточности).

Повышенное содержание СО в воздухе при высоких уровнях загрязнения атмосферы (0,1%) нарушает сердечно-сосудистую функцию у работающих. Оно смертельно опасно для людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. Содержание СО в атмосфере при концентрации 0,1% в 35 раз увеличивает смертность больных острым инфарктом миокарда и т. д.

Диссоциацию НЬ — СО можно ускорить увеличением парциального давления кислорода в воздухе (вдыхание кислородно-углекислотной смеси с содержанием 95%О₂ и 5%СО₂ или воздуха с повышенным содержанием кислорода).

Одним из опасных загрязнителей атмосферы Земли, связанных также с нефтегазодобывающим производством, является сера. По удельной значимости вклада в загрязнение сера занимает в настоящее время одно из первых мест, особенно в составе очень распространенных сульфатных аэрозолей [31].

1.9 Влияние загрязнения на биоту

Нефтяная пленка сильно влияет и на динамику биологических процессов в поверхностном микрослое воды. Прежде всего, микробиологическая деструкция углеводородов нефти сопровождается потреблением больших количеств растворенного кислорода: для полного окисления 10 л сырой нефти требуется столько кислорода, сколько его содержится примерно в 3750 м³ воды поверхностного 30-сантиметрового слоя. Следовательно, загрязнение нефтепродуктами приводит к значительным изменениям условий жизнедеятельности организмов, обитающих в верхних горизонтах воды [15].

Влияние нефтяных загрязнений на жизнь океана изучено далеко не достаточно. Принято общее воздействие нефтепродуктов на состояние гидробионтов подразделять на пять основных категорий:

1) непосредственное отравление организмов с летальным исходом;

2)серьезные нарушения физиологической активности гидробионтов;

3)прямое обволакивание птиц и морских животных нефтепродуктами;

4)болезненные изменения в организме гидробионтов, вызванные внедрением углеводородов;

5)изменение химических, биологических и биохимических свойств среды обитания.

Летальное отравление морских организмов наступает в результате прямого воздействия нефтяных углеводородов на внутриклеточные процессы и, особенно, на процессы обмена между клетками .

В этом отношении парафиновые углеводороды с относительно короткими (С₁₀ и менее) цепями менее опасны. Они проявляют наркотическое действие лишь в очень больших концентрациях, отсутствующих в нефтяных пятнах.

 Напротив, ароматические углеводороды, растворимые в воде, представляют большую опасность: смерть взрослых морских организмов может наступить после нескольких часов контакта с ними уже при концентрации 10^-4—10^-2 %. Смертельные концентрации ароматических углеводородов для икринок и мальков еще ниже.

Массовая гибель морских организмов отмечается, как правило, в прибрежных районах, где их обитает особенно много. При загрязнении морской воды вдали от берегов, на больших глубинах, токсичные нефтяные фракции успевают частично испариться, частично разбавиться водой до менее опасных концентраций. Однако и в сравнительно невысоких концентрациях ароматические углеводороды нефти оказывают негативное воздействие на морские биоценозы [10].

Эффекты покрытия нефтепродуктами и гибели находящихся в зоне прилива планктона, низкорастущих растений и птиц хорошо известны. Нефтепродукты нарушают изолирующие свойства оперения, а при попытке очистить перья птицы заглатывают загрязнения и погибают. Только в Северном море и Северной Атлантике нефтяные загрязнения являются причиной гибели 150—450 тыс. птиц в год. В акваториях с замедленным водообменом (заливы, бухты) наблюдается почти полное уничтожение морской флоры и фауны. Нефтяные разливы в реках создают в межсезонный период непроходимый барьер для некоторых видов рыб, чувствительных к углеводородному загрязнению[8].

Поражение морских организмов в результате накопления ароматических углеводородов в их тканях может происходить даже при очень низком содержании нефтепродуктов, если обитатели моря сравнительно долго пребывают в загрязненной ими среде.

Присутствие полициклических ароматических углеводородов не только ухудшает вкус съедобных организмов, но и опасно, так как эти вещества являются канцерогенным. Так, концентрация канцерогенных многоядерных углеводородов в ткани мидий, выловленных в районе порта Тулон (Франция), достигала 1,3—3,4 мг/кг сухого вещества .

Значение нижнего яруса растительного покрова как корма диких и домашних животных, тепло - и влагорегулятора почвы, основного средства против образования оврагов, оползней и эрозии трудно переоценить. Между тем основное воздействие нефти и нефтепродуктов на природно-растительный комплекс при отказах трубопроводов сводится именно к снижению биологической продуктивности почвы и фитомассы растительного покрова [9].

Характер и степень воздействия нефти и нефтепродуктов на почвенно-растительный комплекс определяется объемом ингредиента и его свойствами, видовым составом растительного покрова, временем года и другими факторами. Многие виды сосудистых растений оказываются устойчивыми против нефтяного загрязнения, тогда как большинство лишайников погибает при воздействии на них нефти и нефтепродуктов. Установлено, что наиболее токсичны углеводороды с температурой кипения в пределах от 150 до 270⁰ С, т. е. нафтеновые и керосиновые фракции. Углеводороды с более низкой температурой кипения менее токсичны либо вообще безвредны, особенно их летучие фракции, поскольку они испаряются, не успевая проникнуть через растительную ткань. Высококипящие тяжелые фракции нефти также менее токсичны, чем нафтеновые и керосиновые фракции[23].

Деградация нефти в грунтовой среде происходит путем биологического окисления микроорганизмами и химического окисления. Значительно ускоряют процесс очищения почвы от нефти дождевые осадки, которые вымывают ее и тем самым снижают концентрацию нефти в верхних слоях почвы.

Загрязнение почвы нефтью и нефтепродуктами в северных районах будет, очевидно, иметь гораздо большие отрицательные последствия, нежели в районах с относительно умеренным климатом.

Низкие температуры воздуха и грунтовой среды, сильные ветры, небольшая продолжительность летнего теплого периода (во время которого активизируются биологические процессы) создают чрезвычайно сложный режим функционирования растительного покрова. Поэтому всякое нарушение этого режима может привести к необратимым процессам. Одним из наиболее опасных в этом является загрязнение нефтью грунтовой среды в результате утечек из магистральных нефтепроводов, резервуаров [13].

Таким образом, на основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что наибольшей токсичностью для биоты обладают нефтепродукты с температурой кипения 150-270⁰С (нафтеновые и керосиновые фракции), поражение морских организмов в результате накопления ароматических углеводородов в их тканях происходит даже при очень низком содержании нефтепродуктов, характер и степень воздействия нефти и нефтепродуктов на почвенно-растительный комплекс определяется объемом ингредиента и его свойствами, видовым составом растительного покрова, временем года и другими факторами. Это воздействие сводится именно к снижению биологической продуктивности почвы и фитомассы растительного покрова [18].