Тема №9 ЕВОЛЮЦІЯ ВЗАЄМОВІДНОСИН ЛЮДИНИ І ПРИРОДИ. НЕГАТИВНИЙ ВПЛИВ ЗАБРУДНЕНЬ БІОСФЕРИ НА ЗДОРОВ’Я ЛЮДЕЙ
1. Основні аспекти взаємодії суспільства і природи.
2. Типи забруднень довкілля і особливості їх впливу на здоров’я людини. Медико-екологічні карти.
3. Класифікація забруднень повітря.
4. Ступінь біологічної агресії основних небезпечних здоров’ю людини забруднень довкілля.
5. Рухливість токсикантів та їх міграція по ланцюгу живлення.
6. Стан здоров’я населення України.
7. Основи медичної географії. Гігієнічне нормування.
Бурхливий розвиток органічного світу на Землі, освоєння рослинами і тваринами континентів відбулося лише 0,5 - 0,4 млрд років тому. Отже, географічна оболонка Землі тривалий час була абіотичною (неживою) геосистемою, в якій відбувався геологічний кругообіг речовин у вигляді взаємопов’язаних фізичних та хімічних процессів.
Розвиток земної рослинності зумовив збільшення кисню в атмосфері та поживних речовин в грунтах, а також появу великих тварин. Активно змінювався склад поверхні Землі, атмосфери, гідросфери, виникла біосфера. Величезне значення мав і біологічний обмін речовин, який включився, і геологічний, що суттєво його трансформував.
Життя на початковій стадії свого винекнення в глибинах океану розвивалося в умовах жорсткої ультрафіолетової радіації, оскільки озоновий світ Землі ще не був сформований.
Найпростіші клітини – прокаріоти (без ядер, одинокі або зібрані в ланцюжки) отримували їжу і енергію шляхом ферментації. Пізніше вони набули здатність до фотосинтезу. Знахідки відносно складних організмів-прокаріотів в породах системи Свазилент в Південній Африці, вік яких налічує 3,5 млрд років, показують, що фотосинтез почався в ту далеку епоху розвитку життя на Землі. Напевно, фотосинтезуючі організми в протерозої були досить поширені, що привело до початку утворення у верхніх шарах атмосфери озонового щита. Вчені вважають, що біля 1,5 млрд років тому вміст кисню в атмосфері становив лише 1% від нинішнього рівня. Та цієї кількості кисню було досить, щоб з’явилося кисневе середовище, яке обумовило виникнення евкаріотів – одноклітинних організмів, які вже мали ядро та були подібними до сучасної амеби. Подальше накопичення кисню привело до формування озонового щита, який захищав живі організми від ультрафіолетової радіації, що в свою чергу створило належні умови для їх розквіту на мілководді та виникнення більш різноманітного екологічного середовища. Перші сліди існування багатоклітинних організмів ( Маїагоа) виявлені й в пізньому протерозої (більш 700 млн років тому). На рубежі 570 млн років тому виникли тисячі нових видів морських тварин, а через 140 млн років після цього почали розповсюджуватися наземні рослини - нові форми життя, здатні існувати на суші. Це знову ж таки обумовлюється еволюційними змінами середовища – атмосфери та озонового щита, належними умовами для їх розквіту на мілководді та винекненням більш різноманітного екологічного середовища. Життя прогресувало, створюючи належні умови для свого розвитку і уже в ранньому девоні (380 млн років тому) густонаселений рослинний світ охопив всю поверхню суші, що в свою чергу було передумовою для винекнення земноводних організмів. У міру того, як екологічні ніші наземних організмів урізноманітнювались, почався бурхливий розвиток рептилій і невдовзі (250 млн років тому) на арену життя вийшли ссавці, які зайняли панівне місце на суші. Біля 270 млн. років тому вміст кисню в атмосфері досяг нинішнього рівня. Сформувався постійний склад атмосфери, обумовлений рівновагою в системі атмосфера – гідросфера – біосфера. Тиск природного відбору, який, згідно з теорією еволюції Дарвіна, є єдиним направляючим чинником еволюції, примушував життя постійно ускладнювати форми організмів та спеціалізувати їх. Але таке ускладнення і спеціалізація не випадкові, а обумовлені “вимогами” до них середовища, яке, постійно змінюючись, мов сито відбирало із спеціалізованих організмів найбільш досканалі і пристосовані. Біля 4 млн років тому на поверхню життя вийшла прямоходяча істота, яка змогла перейти від використання природних предметів (каменя, дерева) до цілеспрямованого виготовлення найпростішого знаряддя. Екологічною нішою цієї істоти служила печера, у якій вона знаходила притулок, рятувалася від дощу, спеки, звірів та середовища, що оточувало печеру, де вона добувала собі їжу, спілкувалася з іншими представниками гомінідів. Пізніше ця істота отримала назву австралопітека і мала значну перевагу над іншими видами приматів, бо користувалась найпростішим знаряддям, яке вміла сама виготовляти.
З розвитком органічного світу абіотична геосистема поступово перетворилася на глобальну екосистему – біосферу, що складається з двох взаємодіючих систем – неживої (абіотичної) і живої (біотичної).
Обмін речовин, енергетичні процеси в цій новій системі були значно видозмінені. Для утворення біосфери вирішальне значення мала поява на Землі рослинності, яка містить хлорофіл. Подальший процес еволюції живих організмів призвів до появи людини – найвищого біологічного виду, який, розвиваючись, дедалі більше впливав на природу.
З появою людей на Землі почався вплив їхньої діяльності на кругообіг речовин та енергетичний обмін у біосфері. На відміну від інших організмів людина - це особливий біологічний вид, який впливає на природу не лише своїми процесами обміну речовин у живій природі, тобто біологічним обміном речовин, а й трудовою діяльністю. Вплив її пов’язаний не тільки з зростанням народонаселення, а й з технічною оснащеністю та вмінням організовувати працю.
Аналіз результатів різноманітних наук, зокрема археології, антропології, історії, географії дозволив проф. Бачинському Г. О. (1993 р.) стверджувати, що з впливом людської діяльності глобальна екосистема почала поступово перетворюватися у трикомпонентну глобальну екосистему, у функціонуванні якої все більшу роль відігравало людське суспільство. В історії взаємодії людського суспільства і природи він виділяє три стадії, які по суті є різними етапами розвитку на нашій планеті глобальної соціоекосистеми – незамкнена, частково замкнена, замкнена.
Перша стадія взаємодії суспільства та природи (а в цей час існувала незамкнена соціоекосистема) тривала близько 2-3 млн років від появи на Землі перших людей примітивного виду до виникнення близько 40 тисяч років тому сучасного людського виду. Ця стадія визначається органічним входженням людей і природи. Відбувається накопичення знань про природу, пристосування людини до природи. В цей час для людського суспільства природне довкілля було практично необмеженим, тому глобальна соціоекосистема виступала як функціонально незамкнена.
Подальша еволюція цієї істоти в боротьбі за виживання в шаленім океані життя привела, через довгий ряд проміжних форм, до появи в другій половині плейстоцену (70 - 35 тисяч років тому) ранньої сучасної людини – неоантропа.
Демографічний тиск змусив неоантропа вийти із природних печер, на стінах яких він залишив живописну історію свого життя і створив замість них штучні “печери” – споруди у вигляді наземного та заглибленого в землю житла. Неоантроп навчився виготовляти різноманітні знаряддя та скульптурні зображення тварин і собі подібних з кісток, кременю, обсидіану та інших природних мінералів. Опанував вогнем. Удосконалив технологічні засоби обробки знаряддя з каменю: наконечників стріл та спиць, дротиків, сокир. Неоантроп був суспільною істотою з достатньо складними соціально-психологічними взаєминами всередині колективу та поглибленим світобаченням: розумінням протиріч в житті і протилежностей в природі. Екологічна ніша неоантропів значно розширюється, про що свідчить широкий ареал їх розселення. Має право на існування і така гіпотеза, що палеоантропи були об’єктом полювання і живлення з боку неоантропів.
Друга стадія взаємодії суспільства та природи тривала близько 40 тисяч років від початку палеоліту і до кінця другої світової війни, тобто до середини XX століття.
З появою людини розумної відбувається різка зміна співвідношення природи і людського суспільства, що пояснюється напрочуд міцною сталістю людини як виду, здатністю її удосконалювати і розширяти виробництво продуктів вжитку. Виробнича діяльність людини відносно швидко змінювала біологічне та геологічне обличчя земної кулі. Сталість людини як виду пояснюється тим, що розвиток виробництва зменшує її залежність від змін оточуючого середовища. Якщо на початку четвертинного геологічного періоду, коли формувалося людське сус-пільство, клімат на Землі був теплим і вологим, а Європа була покрита субтропічними лісами, водилися тигри, слони та насороги, то в палеолітичну епоху, коли йшло встановлення неоантропа, потужний льодяний покрив охопив обширні простори Європи і Північної Америки. Та людина вижила завдяки колективно організованій праці, умінню користуватися вогнем і розумінню ситуації, в якій вона опинилася. Проблема виживання в льодовиковий період примусила людину до жорсткої боротьби за існування і до зміни своїх генетичних можливостей. Цей період ознаменувався значними зрушеннями в фізичній побудові людини, її розумових здібностях і, насамперед, в характері виробництва та його суспільної організації. В цей час винеикає первісна родова община та її соціальні інститути, звичаї, зароджується мистецтво. Перехід від палеоантропа до неоантропа був своєрідним якісним стрибком біологічного розвитку людини. Його причини слід шукати не у відносно високому рівні розвитку людини в кінці раннього палеоліту, а у зміні середовища – різкій зміні клімату на Землі. З переходом до пізнього палеоліту (40-12 тис.р. до н.е.) остаточно формується сучасний тип людини - HomoSapiens. В цю єпоху полювання на великих стадних тварин сягає небаченого розмаху, що призводить майже до повного знищення мамонтів та інших великих тварин і значного порушення рівноваги між природою і людиною. Зменшення масштабів полювання на великих тварин компенсується полюванням на дрібних звірів та рибальством, збиранням їстівних молюсків черепах і т. п., а пізніше, в епоху пізнього палеоліту – примітивним землеробством та скотарством.
Виникають замість тимчасових стоянок – перші селища, житлом в яких були землянки, оселі із деревини, покриті комишом і соломою, виплетені із лози та обмазані глиною з гноєм хати. Це і була екологічна ніша осідлого населення, хоча в цілому для більш зростаючого людства екологічною нішою поступово ставала вся земна суша з її біологічним і продуктивним потенціалом, який люди в той час ще не навчилися використовувати. В епоху міді було досить розвинуте землеробство та скотарство. В долині Нілу і в Південному Дворіччі з IV тисячоліття до н. е., а в Східній та Західній Європі з III тисячоліття починається розвиток металургії – спочатку обробка самородної та виплавленої з руд міді (ножі, рибальські гачки, сокири), а трохи згодом – бронзи. Мідь, олово і свинець, необхідні для виплавки бронзи, досить рідкісні елементи природи, тому уже в II тисячолітті до н. е. руди цих елементів почали добувати в шахтах. Мідні та бронзові інструменти удсконалювали техніку обробки дерева, що привело до бурхливішого будівництва древніх поселень. З’явилися перші візки, колеса яких були із суцільного шматка деревини. Згодом (в II тисячолітті до н.е.) було винайдене колесо зі спицями що дозволило створити легкі колісниці, які тягли не бики, а швидкі коні. На початку першого тисячоліття до н.е. зявилася залізна металургія, яка поширювалася дуже швидко, відтіснивши на задній план камінь, мідь і бронзу. Це було обумовлено, з одного боку, великою поширеністю залізних руд, а з другого – тим, що знаряддя праці із заліза були тривкими та гострими. Виготовлення виробів із заліза не було масових масштабів. В залізному віці розповсюджується плужне землеробство, широко почали вживатися залізні сокири, мотиги, серпи, молоти, не кажучи вже про залізну зброю. Людина почала поширювати посівні ділянки, викорчовуючи ліси. Продовжувалося активне одомашнення диких тварин та птахів. У цей час людина вже не мала серйозних ворогів серед видів живого, окрім самої людини і різних хворобливих бактерій та вірусів, для яких людина сама по собі становила цілий світ з великою множиною екологічних ніш. У силу демографічного тиску – однієї з рушійних сил еволюції, люди продовжували ворогувати і вести безперервні війни за право користуватися лісовими та водними ресурсами, а також з метою пограбунку і використання собі подібних для рабської праці. Мотижне землеробство і садівництво на зрошувальних землях, велике табунне скотарство і особливо плужне землеробство значно підвищували продуктивність праці: людина отримувала більше продуктів, ніж могла вжити. Таким чином виникли умови для присвоєння залишків окремими людьми. Йшло і розшарування родового суспільства. Раб стає історичною фігурою, оскільки створює належні умови для розподілу праці. Беручи на себе найтяжчий тягар життя, він цим самим сприяв розвитку науки, філософії та мистецтва тими, хто був звільнений від цього тягара.
Рабство сприяло також винекненю держав та імперій, великих міст, шляхів, хоча і одночасно несло в собі ознаки смертельної хвороби, яка привела пізніше, уже в часи християнської ери, до падіння і розпаду найбільшої в світі імперії – Риму. Безперервні війни велись і в феодальні часи. Війни несли розорення містам і селам, змінювали політичну карту світу, змішували народи. Єдиним їх наслідком було зменшення демографічного тиску: населення світу зростало повільно в результаті його фізичного знищення, вимирання від голоду, епідемій та інших хвороб.
Але війни, в деякою мірою, стимолювали технічний прогрес, оскільки вимагали від народів великих зусиль у бородьбі за виживання.
Перехід від феодального суспільства до капіталістичного, а невдовзі і виникнення країн з соціалістичною орієнтацією, характеризується не тільки революціями та війнами, але і бурхливим розвитком промисловості та підвищенням продуктивності праці. Йшов процес урбанізації, швидко зростали міста і їх виробнича та соціально – економічна інфраструктура: фабрики і заводи, шахти, електростанції, автомобільні шляхи, залізні дороги.
Друга половина XIX - XX ст. є часом рішучого наступу людини на природу. Удосконалення екологічної ніші людини йшло за рахунок знищення та обмеження екологічних ніш мільйонів видів живого. Над тисячами видів виникла загроза зникнути назавжди з обличчя Землі. Науково-технічний прогрес з одного боку привів до покращення і продовження життя людей майже у всіх країнах світу, але одночасно і створив умови для швидкого зростання населення земної кулі, а у нинішньому столітті – до небувалого демографічного вибуху.
Якщо на початку нашої ери чисельність населення становила 200 млн осіб і темпи зростання його були повільними (на кінець першого тисячоліття населення Землі збільшилось лише на 50-100 млн, а з 1000 р. уже становило 400 млн), то на кінець 1900 року, тобто за 900 років, збільшилося в 4 рази і становило 1656 млн осіб. В наш час лише за 90 років, в умовах страшних війн і розорення, населення Землі збільшилося більш ніж у три рази і нині становить 6,0 млрд. Такий вибух був обумовлений швидким розвитком продуктивних сил людства, інтенсивним використанням біологічних резервів світового океану, екстенсифікацією у використанні земельних, лісових та мінеральних ресурсів.
Як бачимо, негативні дії людей почали викликати зворотну реакцію природи (уповільнену і не завжди адекватну), що створювало поволі напруження у взаємовідносинах між людським суспільством і довкіллям. Отже, можна вважати, що на даній стадії глобальна соці-екосистема стала частково функціонально замкненою.
Третя стадія взаємодії суспільства та природи почалася в середині XX ст. після закінчення другої світової війни, яка стимулювала різкий стрибок у розвитку науки і техніки. Це період активного розвитку локальних і регіональних екологічних криз, протистояння природи та людського суспільства, хижацької експлуатації всіх природних ресурсів. Він характеризується розвитком глобальної екологічної кризи, нарощуванням гонки озброєнь всіма розвиненими країнами світу. Це стадія широкої хімізації, максимального світового виробництва пластиків. Людина своєю діяльстю на планеті все більше впливає на природу, на жаль, переважно негативно.
Людина за одне тільки століття зуміла значно розширити екологічну нішу за рахунок освоєння нових земель, глибин океану, атмосферного простору і космосу. Чудово обладнані, розраховані на довгі роки існування космічні станції хіба не приклад штучної екологічної ніші уже за межами земної кулі, яка використовується людьми не тільки для наукових, але й для виробничих цілей, а у віддаленому майбутньому – для заселення навколосонячного простору. Людина не тільки розширила екологічну нішу, але і значно її поліпшила. Хіба можна порівняти життя їх нащадків у сучасних, добре обладнаних міських квартирах, з усіма зручностями і засобами інформації (телевізор, радіо, домашня бібліотека, свіжі періодичні видання).
Людство само по собі створило в процесі історичного розвитку небаченої складності систему, яка з одного боку раціонально взаємодіє із природою, а з іншого – її руйнує. Взаємодія людини і природи полягає у творчому відновленні та посиленні продуктивності природних екосистем. Збереження різноманітності фауни і флори шляхом створення заповідників та дбайливого відношення до всіх видів живого, боротьба з ворожими для людини формами життя з метою обмеження чи ліквідації їх негативного впливу на корисні форми, освоєння пустель та гірських масивів, меліорація земель без шкідливих наслідків у майбуиньому, зелені насадження, підвищення врожайності за рахунок селекції і використання законів генетики та генної інженерії, створення та впровадження безвідходних технологій, зменшення або повна ліквідація шкідливих викидів – все це приклади розумної взаємодії людини і природи. На жаль, “вінок творіння” природи не завжди в ладах зі своєю матір’ю. Будь-яке виробництво має відходи, які при необдуманих умовах їх захоронення забруднюють навколишнє середовище. Але крім відходів заводи і фабрики, транспорт, палаючі терикони, смітники та інші скопичення пальних залишків поступово збільшують викиди в атмосферу вуглекислого газу, інших шкідливих газів та продуктів згорання.
Можна зробити висновок, що в наш час речовинно-енергетичний обмін між суспільством та природою досяг величезних масштабів. Всі природні та соціально-економічні компоненти глобальної соціоекосистеми виявилися настільки взаємозв’язаними, що будь-який, порівняно незначний антропогенний вплив на той чи інший природний компонент охоплює всю соціоекосистему в цілому і викликає непередбачені, часто далекосяжні негативні наслідки. Отже, на третій сучасній стадії взаємодії суспільства та природи глобальна земна соціоекосистема стала функціонально замкненою.
Характерні звязки між природою навколо людини і природою в людині несе на своїй рідній землі кожен народ. Кожен етнос у своїй культурі намагається закріпити оптимальні взаємини людини зі своїм природним середовищем.
Зрозуміло, що суспільство необхідно віднести до так званих відкритих систем, які обмінюються з навколишнім середовищем не тільки енергією, але і речовиною. Суспільство черпає з природи продукти харчування, сировину для виготовлення засобів виробництва, знаходить в ній різноманітні джерела енергії та інформації.
Зараз відбувається перехід від спрощеної моделі в розумінні цієї проблеми, коли природні середовища розглядали як незмінне, а роль динамічного чинника відводили лише суспільству, до моделі більш складної і динамічної, де не тільки суспільство, а й природні середовища перебувають у стані взаємозміни й рухомої рівноваги.
Визначається реальний характер дії законів соціальної екології між практичними людськими взаємовідносинами та існуванням природи як початкового явища матерії. Ці тенденції життєдіяльності не існують у природі до людства і не діють у людському суспільстві поза сферою природокористування.
Зовнішній світ стає частиною внутрішнього світу людей, обумовлюючи своєрідність їхнього сприйняття реальності й орієнтації в ній. Цей внутрішній світ значною мірою набуває автономності; найбільш повно він фіксується і виражається в матеріально-ідеальному інобутті духу - в мові. Цей світ безперервно отримує імпульс від рідної землі, він постійно налаштований на неї.
Висновок: “кожна людина несе в пам’ять подвійного роду: з одного боку, це природні властивості організму, закодовані у генах, які проявляються за певних екологічних умов, а з іншого – це память національно-культурна, яка утверджує людину у світі цивілізації саме як індивіда, представника певного етносу, культури тощо. Вища гармонія – коли спадкоємність збережена, коли людина перебуває у злагоді зі своїм природним довкіллям, і з громадою, в якій мешкає, і з своїм власним світом душі”.
Всі процеси в біосфері взаємозалежні.
Людство – лише незначна частина біосфери, а людина є лише одним із видів органічного життя – Homo Sapiens (людина розумна). Розум виділив людину з тваринного світу і дав їй величезну могутність. Людина протягом століть прагнула не пристосуватися до природного середовища, а зробити його зручним для свого існування. Тепер ми усвідомили, що будь-яка діяльність людини впливає на навколишнє середовище, а погіршення стану біосфери небезпечне для всіх живих істот, у тому числі і для людини. Всебічне вивчення людини, її взаємовідносин із навколишнім світом призвели до розуміння, що здоров’я – це не тільки відсутність хвороб, але і фізичний, психічний і соціальний добробут людини. Здоров’я – це капітал, даний нам не тільки природою від народження, але і тими умовами, у яких ми живемо. Тому людству небхідно вирішити наступні задачі :
· дослідження процесів збереження та відновлення здоров’я і соціально-трудового потенціалу популяцій;
· аналіз глобальних та регіональних проблем екології людини;
· розробка нових методів екології людини (космічних, біохі-мічних тощо);
· розробка шляхів підвищення рівня здоров’я та соціально-трудового потенціалу населення;
· прогнозування можливих змін у характеристиках здоров’я людей під впливом змін зовнішнього середовища;
· розробка науково обгрунтованих нормативів корекції відповідних компонентів систем життєзабезпечення з урахуванням прогнозів та аналізу антропоекологічної напруги.
На сучасному етапі розвитку екології людини до названих завдань додаються наступні, більш конкретизовані:
· створення антропоекологічного моніторингу – системи спостережень за змінами процесів життєдіяльності людей у зв’язку з дією на них різних факторів навколишнього середовища, а також спостережень та оцінок умов середовища, які впливають на здоров’я населення, зумовлюють поширення захворювань;
· складання медико-географічних карт, що відображають територіальну диференціацію захворювань населення, пов’язаних з погіршенням якості навколишнього середовища;
· зіставлення медико-географічних карт з картами забруднення навколишнього середовища і встановлення кореляційної залежності між характером і ступенем забруднення різних природних компонентів соціоекосистем та відповідними захворюваннями населення;
· визначення науково обгрунтованих значень граничнодопусти-мих техногенних навантажень на людський організм. Існування людства завжди базувалось на безперервній взаємодії, постійному обміні речовин та енергії з навколишнім середовищем.
З самого початку існування людей на Землі їхня життєдіяльність проходила у навколишньому середовищі, а здоров’я формувалось залежно від впливу природних факторів на організм. Внутрішнє середовище людини, в якому функціонують елементарні частини організму, що беруть участь в обміні речовин та енергії, і яке забезпечує нервові, гуморальні механізми регуляції та гомеостаз організму, тісно пов’язане з навколишнім середовищем. До навколишнього середовища людина пристосувалась у процесі еволюції і без нього жити не може з огляду на те, що воно є одним цілим з її внутрішнім середовищем. Навколишнє середовище забезпечує нормальну життєдіяльність організму людини, яка з початку періоду ембріонального розвитку до кінця життя контактує з компонентами цього середовища. До цих компонентів належать повітря, вода, грунт, харчові продукти тощо. Життєдіяльність організму перебуває у безперервному динамічному взаємозв’язку з дією цих факторів навколишнього середовища. При цьому згадана взаємодія не може перевищувати адаптаційних механізмів людини.
На мозок людини безперервно діють різноманітні за кількістю і якістю численні подразники з внутрішнього і навколишнього середовища. Вони викликають утворення безумовних і умовних рефлексів в організмі людини, і все це зустрічається, стикається, взаємодіє і, зрештою, систематизується, урівноважується і закінчується утворенням динамічної рівноваги. Вироблення умовних рефлексів є біологічним актом, який створює основу для правильного обміну речовин та енергії між організмом і навколишнім середовищем. Розвиваючи вчення про взаємозв’язок організму з навколишнім середовищем, яке його підтримує, І. П. Павлов твердив, що умовні і безумовні рефлекси є органом для постійного здійснення все досконалішої рівноваги між організмом і навколишнім середовищем. Організм людини може існувати лише при постійній взаємодії з природою і самовідновлюватись у результаті такої взаємодії. Навколишнє середовище, в якому живе людина, характеризується умовами, які сприяють нормальним фізіологічним функціям. Фактори навколишнього природного середовища ефективно впливають на здоров’я при їхній комплексній дії. Комплекс оздоровчих факторів природного середовища забезпечує нормальний ріст і розвиток людини.
Існує кілька класифікацій типів забруднень і шкідливих дій на біосферу. Ф.Рамада (1981 р.) запропонував таку класифікацію :
· Фізичні забруднення – радіоактивне випромінювання, теплове забруднення, шуми і низькочастотна вібрація (інфразвук);
· Хімічні забруднення – газоподібні і рідинні похідні вуглецю, миючі засоби, пластмаси, пестициди та інші синтетичні органічні речовини, похідні сірки, похідні азоту, важкі метали, сполуки фтору, аерозолі, органічні речовини, що піддаються бродінню;
· Біологічні забруднення – мікробіологічні отруєння дихальних і харчових шляхів (бактерії, віруси), зміни біоценозів із-за невмілого впровадження рослинних чи тваринних видів (відноситься тільки до гідросфери і літосфери);
· Естетична шкода – порушення пейзажів грубою урбанізацією чи малоприємними будівлями, будівництво індустріальних центрів в незайманих куточках природи.
Як видно з цієї класифікації, для атмосфери основними типами забруднення є фізичні та хімічні.
Джерела надходження забруднення бувають різні: природні і антропогенні. Природними джерелами забруднення атмосфери є гази, пил та різноманітні продукти фіто-, зоо- і мікробіоценозів, тобто продукти сукупностей живих організмів.
Але основні джерела забруднення атмосфери антропогенного походження, тобто продукти діяльності людства, це:
· теплові електростанції і паливно-енергетичні комплекси – їх “внесок” становить 100-120 млн т попелу в рік; основна частина забруднюючих речовин паливно-енергетичних комплексів – це газо-димові викиди та розробка вугільних кар’єрів, серед них переважає сірка та її сполуки;
· промислові підприємства з значним обсягом газо-димових викидів (металургійні, коксохімічні, нафтопереробні, хімічні та інш.) – це різні оксиди, вуглеводні, пил, дим і багато інших токсичних, канцерогенних та мутагенних речовин;
· транспорт – 60% газо-димових викидів приходиться на автотранспорт – 300 млн автомашин щоденно викидають у повітря 800 тис. т СО, біля 1 тис. т свинцю (1 атмомобіль за 15 тис.км, спалюючи 2000-3000 кг топлива, споживає біля 4000 кг кисню і викидає в довкілля 3250 кг СО2 , 530 кг СО, 27 кг NO (оксиду азоту), 10 кг резинового пилу та ще біля 200 компонентів, більшість з яких негативно впливають на організм людини, сприяють утворенню “смогу” та кислотних дощів;
· населені пункти ( в основному – міста) – ступінь забрудненності атмосферного повітря міст в 15 разів більша, чим в сільській місцевості; вона викликана великою кількістю транспорту, більш інтенсивною дією опалювальних систем, гарячим водопостачанням, великою густотою населення, а значить і великою кількістю продуктів біоценозу. Забруднення атмосфери призводить до негативних наслідків в планетарному масштабі. Змінюється енергетичний баланс планети із-за змін її відбиваючої здатності ( альбедо), бо збільшується відбита сонячна радіація від частинок пилу в атмосфері і зменшується відбиття від забруднених льодовиків (це викликає їх танення).
Крім того, збільшення вмісту СО2 в атмосфері викликає розігрівання планети, бо вуглекислий газ діє як скло в парнику – пропускає сонячне світло і затримує тепло розігрітої Сонцем поверхні Землі, тобто викликає парниковий ефект. Президент Національного центру вивчення атмосфери в США У. Болдерс вважає, що зупинити це явище неможливо – він може бути більшим чи меншим, але він неминучий. Інші вчені-кліматологи настроєні не так категорично. Справа в тому, що клімат планети залежить від багатьох факторів, одні з яких зумовлюють потепління, а інші – похолодання. Останнім часом тривога щодо “парникового ефекту” зросла, бо виявилося, що його може викликати не тільки СО2 , а й малі домішки закису азоту (N2O), метану (СН4), водяної пари, фторхлорметанів (фреонів –- CFCl3 , CF2Cl2 тощо ). Підвищення середньорічної температури Землі на 2,5оС викличе значні зміни в кількості опадів, сили і напрямку вітру і океанських течій, розмірів полярних крижаних шапок. Внутрішні райони континентів стануть більш сухими, а узбережжя – вологішими, зими – коротшими і теплішими, а літо – тривалішим і жаркішим. Найнеприємнішими для людства є 2 наслідки парникового ефекту – значне збільшення посушливості в середніх широтах (клімат в основних зернових районах стане напівпустельним з відповідними наслідками) і підвищення рівня Світового океану на 2-3 м за рахунок танення полярних льодових шапок (це викличе затоплення багатьох прибережних густозаселених ділянок – Бангладеш, Венеція). Моделлю “парникового ефекту” є клімат на Венері. Її щільна атмосфера на 98% складається з СО2 , за рахунок цього вона розжарена до 500оС.
Крім того, людство ще безпосередньо підігріває атмосферу. В деяких промислових районах концентрація теплової енергії за рахунок промисловості збільшилася вже в сотні разів, з’явилися теплові ореоли над містами й промисловими центрами, де теплові аномалії вже на кілька градусів перевищують норму (ці плями добре помітні з космосу). Але з іншого боку, зростаюче населення африканських і латино-американських країн дуже активно вирубує тропічні ліси, а це зменщує кількість кисню в атмосфері і спонукає до похолодання на Землі.
Глобальною екологічною проблемою також є виявлена останнім часом пульсуюча “озонова діра” (вміст озону в цьому місці менший на 40-50%) над Антарктидою (з тенденцією до збільшення її площі) та над Шпіцбергеном (щоправда менших розмірів). Вчені пояснюють це тим, що, починаючи з 40-х років 20-го ст. людство все активніше використовує фреони як холодоагенти в рефрижераторах, для очищення мікросхем та для побутових потреб. Щорічно їх виробляється кілька мільйонів тонн і вони в дедалі зростаючих кількостях викидаються в атмосферу. Фреони надзвичайно стійкі – в атмосфері можуть зберігатися до 80 років, з висхідними течіями потрапляють у стратосферу, там під впливом УФ-випромінювання розпадаються, вивільняючи атоми хлору, який розкладає озон до кисню. Один атом хлору здатен розкласти 100 000 молекул озону.
Окиси сірки та азоту, що потрапляють в атмосферу внаслідок роботи ТЕЦ і двигунів, сполучаючись з атмосферною вологою, утворюють дрібні крапельки сірчаної та азотної кислот, які переносяться вітрами у вигляді туману і випадають на землю кислотними дощами. Кожної години випадає біля 2000 т кислотних дощів тільки в північній півкулі. На великих площах Північної Америки кислотних дощів випадає в 10 і більше разів більше норми.
Рівень забруднення повітря залежить не тільки від обсягу викидів промислових підприємств, автотранспорту тощо, а й від метеороло-гічних умов. Жаркі безвітряні літні дні або безвітряна погода взимку, коли майже немає циркуляції повітря, сприяє утворенню застійних явищ біля поверхні землі й різкому зростанню концентрацій шкідливих домішок, утворенню смогу в зонах транспортних розв’язок і на вулицях з напруженим автомобільним рухом.
Таким чином, для точного прогнозування майбутніх атмосферних змін із-за діяльності людини потрібен добре налагоджений моніторинг. Переможцем буде той, хто думає й планує заздалегідь. Значні втрати і витрати неминучі, якщо починають думати тоді, коли криза вже наступила.
Як же впливають забруднення атмосфери на біосферу?
В попередньому розділі ми коротко згадували про те, як ті чи інші види забруднення впливають на здоров’я людей чи розвиток фауни і флори. Слід відзначити, що атмосферне повітря є особливим середовищем для існування людей, а його склад – умовою їх життя. Адже без їжі людина може прожити до 2 місяців, без води – кілька діб, але без повітря – всього кілька хвилин. За добу людина споживає 500 л кисню, пропускаючи через легені до 10 000 л (12 кг) повітря, а за цей час йому потрібно всього 1,5 - 2,0 кг їжі та води. Тому стан повітряного середовища має особливо велике значення для нормального функціонування людського організму і підтримки його здоров’я.
Всі речовини, що забруднюють атмосферне повітря мають негативний вплив на здоров’я людей. Вони попадають в організм людини через органи дихання, біля 50% часточок розміром 0,02-0,2 мкм осідають в легенях, вражають верхні дихальні шляхи і призводять до таких захворювань як астма, емфізема легенів, фіброз легенів, рак; оксиди азоту шкідливо впливають на на зір, дихання; оксид вуглецю – отравлює організм людини і може викликати безпліддя.
Виникнення озонових дір спричиняє проникнення в атмосферу жорсткого високоенергетичного УФ-В і УФ-С випромінювання. А це зумовлює збільшення таких захворювань, як рак шкіри та катаракта очей, а також захворювання тварин, збільшення кількості негативних мутацій , зниження врожаїв сільськогосподарських рослин.
Кислотні дощі знижують врожайність сільськогосподарських рослин; спричинюють вимивання з грунту кальцію, калію і магнію – від цього деградують і гинуть рослини і тварини (особливо вразливі кедр, бук, тис); із-за отруєння вод озер і ставків гине риба ( лосось, форель), численні види комах, а також птахи і тварини, що живляться цими комахами; зникають ліси в гірських районах, що зумовлює гірські зсуви і селі; руйнуються житлові будинки і пам’ятники архітектури; підвищується захворюваність людей (дихальні шляхи, очі).
Речовини, що забруднюють атмосферу, негативно впливають на тваринний і рослинний світ, тобто на фіто- і зооценози. Вплив на тварин аналогічний впливу на людей. А в рослинних тканинах хімічні компоненти забруднюючих речовин змінюють обмін речовин, структуру листя та пагонів. Для рослин найбільш шкідливий сірчаний ангідрид (SO2), сполуки фтору. Найбільше шкодять атмосферні забруднення житу, пшениці, ячменю, яблуні, груші, сосні, березі. Більш стійкими виявляються вишня, бузок, дуб.
Україною від колишнього СРСР успадкована спотворена структура промисловості з переважанням брудних металургійних, хімічних і гірничорудних підприємств і тому стан її повітряного середовища знаходиться в критичному стані. Загрозливий стан повітря в таких містах як Дніпродзержинськ, Дніпропетровськ, Донецьк, Запоріжжя, Кривий Ріг, Лисичанськ, Макіївка, Маріуполь, Одеса, Сєверодонецьк.
Незадовільний стан повітряного середовища і в Києві. З 45 тис. промислових підприємств, які забруднюють повітря, лише 30% у 1988 р. були оснащені очисними спорудами й устаткуванням. Найбільшим забруднювачем є автотранспорт (40% всіх забруднень). В атмосфері Києва містяться такі шкідливі речовини, як пил, двоокис сірки, окис вуглецю, двоокис і окис азоту, сірководень, сірковуглець, фенол, фторид водню, хлор, аміак, формальдегід, сульфати, бензпірен, важкі метали тощо. За даними санепідемстанції найбільшими забруднювачами повітря міста Києва є об’єднання “Хімволокно”, завод “Більшовик”, завод художнього скла, м’ясокомбінати, ринки.
Внаслідок катастрофічного погіршення стану навколишнього середовища загальний рівень здоров’я населення України за останні роки різко знизився. Смертність перевищила народжуваність. Порушились генетичні процеси, народження дітей з різними спадковими хворобами збільшилось у 2-4 рази. Україна посіла перше місце в світі за рівнем дитячої смертності. Зменшилась тривалість життя людей на 6 років, виріс показник первинної інвалідизації.
Значно збільшилась кількість серцево-судинних захворювань, особливо інфаркту міокарда та ішемічної хвороби серця, судинних уражень мозку, захворювань на рак, бронхіальну астму, цукровий діабет, алергічних захворювань та захворювань травного каналу. У Черні-вецькій області спостерігаються у дітей випадання волосся і неврози. В місті Калуші майже вдвічі частіше, ніж у країні в цілому, народжуються важкохворі діти.
Харчові продукти, що їх споживає людина, є необхідною умовою життя людини, а одночасно з цим – причиною того, що 70-90 % забруднень надходить в організм з харчовими продуктами. Використання мінеральних добрив веде до нагромадження в продуктах харчування нітратів, нітритів і нітрозоамінів. Нітрити сприяють розвиткові диспепсії у дітей, вони небезпечні для людей, що хворіють на дизбактеріоз кишок, хвороби дихальної та серцево-судинної системи. Нітрити викликають утворення в організмі метгемоглобінемії, зменшують вміст вітамінів в організмі, знижують стійкість організму до онкогенних факторів. Надлишкові нітрити в організмі беруть участь в утворенні більш складних сполук, а саме нітрозоамінів з канцерогенними властивостями.
Взагалі всі в харчові отруєння поділяють на бактеріальні, небактеріальні і мікотоксикози. Бактеріальні отруєння – це токсикоінфекхції, тобто отруєння, які викликають мікроорганізми групи сальмонел. Ці захворювання виникають в умовах споживання заражених мікробами м’ясних і молочних продуктів, качиних та гусячих яєць, морозива, рибних та рослинних продуктів. До отруєнь бактеріального походження відносять інтоксикації, зокрема ботулізм, що виникає при споживанні зараженої риби, м’яса тощо. До цієї групи захворювань відносять також отруєння, що їх викликають стафілококи. Вони пов’язані з вживанням недоброякісних кремових виробів, морозива, молока, сиру, консервів.
Дуже численними є харчові отруєння небактеріальної природи. Вони виникають найчастіше за все внаслідок потрапляння в харчові продукти хімічних отрут та радіонуклідів. Сюди належать отруєння, що виникають при вживанні зерна, протравленого інсектицидами, внаслідок обприскування овочів інсектицидами тощо. Отруєння свинцем, міддю, цинком та іншими металами настає при переході цих елементів з посуду у їжу. Найбільш небезпечним є отруєння отрутохімікатами. Крім того, отруєння може наступати при вживанні отруйних рослин, деяких органів тварин тощо. До мікотоксикозів належать ерготизм, фузаріоз, аліментарно-токсична алейкія.
Сучасна соціоекологічна криза, що супроводжується катастрофічним погіршенням якості життєвого середовища і відповідно до цього зниженням рівня здоров’я народонаселення Земної кулі, поставила під загрозу не лише подальший розвиток людської цивілізації, а й існування людства взагалі. У зв’язку з цим медичні аспекти гармонізації взаємодії суспільства та природи набирають особливої ваги. Високий рівень здоров’я населення стає основним показником оптимізованої соціоекосистеми, а параметри навколишнього середовища, що забезпечують цей рівень, -визначальними критеріями при оптимізації соціоекосистем.
За цих умов різко зросла роль давньої медичної дисципліни – гігієни, назва якої походить з грецької мови і означає здоров’я. Адже безглуздо спочатку нераціональною господарського діяльністю спричиняти масові захворювання у людей, а потім намагатися лікувати їх, використовуючи найновіші досягнення фармакології. Доцільніше основні зусилля спрямувати на профілактику вказаних захворювань, визначити фактори, які викликають їх, і домагатися усунення їх. Саме гігієна є галуззю медицини, що вивчає вплив різноманітних факторів середовища на здоров’я людини, її працездатність та довголіття з метою розробки практичних заходів, спрямованих на оздоровлення умов життя людини і попередження захворювань. Отже, гігієна зосереджує увагу на оцінці умов навколишнього середовища, що впливають на здоров’я людей, на розробці критеріїв якості навколишнього середовища, на науковому обгрунтуванні оптимальних для людини параметрів навколишнього середовища, що є основою гігієнічного нормування.
Гігієнічне нормування стосується наукового обгрунтування гігієнічних нормативів для повітря населених пунктів і виробничих приміщень, для води і продуктів харчування, для будівельних матеріалів і предметів одягу тощо. На основі вивчення впливу факторів навколишнього середовища розробляють гігієнічні норми. Гігієнічним нормативом називають строго визначений діапазон параметрів фактора середовища, який є оптимальним або принаймні не є небезпечним з точки зору збереження нормальної життєдіяльності і здоров’я людини, людської популяції і майбутніх поколінь. При такому нормуванні фактори навколишнього середовища не повинні негативно впливати на фізичний і психічний розвиток людини, її самопочуття, працездатність, репродуктивну функцію та санітарні умови життя. Регламентуються також і соціальні фактори, які викликають втому людини, знижують функції організму і працездатність. Гігієнічне нормування забезпечує оптимальний стан організму в процесі навчання, виховання, трудової діяльності і всього життя.
До об’єктів гігієнічного нормування належать граничнодопустимі для людського організму концентрації (ГДК) шкідливих хімічних домішок у повітрі, воді, грунті, продуктах харчування, граничнодопустимі рівні (ГДР) і дози (ГДД) шкідливих фізичних факторів середовища антропогенного походження, зокрема шуму, вібрації тощо, оптимальні і допустимі параметри мікроклімату та оптимальний і допустимий склад добового харчового раціону і питної води.
У зв’язку з тим що в реальних умовах людина відчуває на собі комбіновану, комплексну і сполучену дію хімічних, фізичних та біологічних факторів навколишнього середовища і це реальне навантаження визначає можливі зміни у стані здоров’я, введено поняття максимально допустиме навантаження (МДН). Під цим поняттям слід розуміти таку максимальну інтенсивність дії всієї сукупності факторів навколишнього середовища, яка не виявляє прямого чи побічного шкідливого впливу на організм людини та її нащадків і не погіршує санітарних умов життя. Гігієнічні нормативи мають законодавчу силу і є юридичною основою для санітарного контролю. Гігієнічні вимоги втілюються в життя шляхом законодавчих актів і санітарного законодавства, запобіжного і поточного санітарного нагляду, санітарної просвіти і диспансеризації.
З метою підготовки гігієнічних нормативів і санітарних правил та контролю за проведенням санітарно-гігієнічних заходів у системі Міністерства охорони здоров’я України створено санітарно-епідеміологічну службу з установами, що носять назву санітарно-епідеміологічних станцій. СЕС здійснюють запобіжний і поточний нагляд, вивчають санітарний стан населених місць, проводять заходи в ділянці попередження і боротьби з інфекційними, професійними та іншими захворюваннями.
Запобіжний нагляд починається з перевірки збереження гігієнічних норм і санітарних правил у процесі проектування та будівництва різноманітних об’єктів і закінчується прийомом об’єкта в експлуатацію. Поточний державний санітарний нагляд полягає у систематичному нагляді за санітарним станом об’єктів в процесі їх експлуатації. Якщо встановлено порушення санітарних норм і правил, співробітники СЕС мають право притягати порушників до відповідальності. Отже, санітарія означає здоров’я, є проведення практичних заходів для здійснення вимог гігієни з метою охорони і зміцнення здоров’я населення.
Для здійснення перелічених завдань у гігієні та санітарії використовують спеціальні методи, до яких належать: санітарний опис, фізичні, хімічні, санітарно-статистичні, експериментальні, бактеріологічні, фізіологічні, клінічні та інші методи. В гігієні можуть також використовувати методи і дані суміжних дисциплін, зокрема фізіології, біохімії, токсикології тощо.
Інша наукова дисципліна, що знаходиться на стику медицини та географії, – медична географія здавна вивчала територіальну диференціацію захворювань і зв’язок їх з просторовою неоднорідністю географічної оболонки Землі. У другій половині XX ст., коли якість навколишнього середовища внаслідок нераціональної господарської діяльності почала різко погіршуватися, медична географія особливу увагу стала приділяти територіальній диференціації тих захворювань, які були зумовлені хімічним, біологічним, радіоактивним, електромагнітним, шумовим та іншими видами забруднення, а також іншими негативними змінами навколишнього середовища.