З кліматичними чинниками, а саме: температурою, вологістю, вітрами, погодою і т.п., тісно пов’язані функціональні стани та захисті реакції організму, а також мотивація поведінки, що в свою чергу, може призвести до виникнення низки захворювань, в тому числі і психічних розладів.
З’ясовано, що погода по–різному впливає на людей із однаковими захворюваннями, наприклад, деякі хворі на астму вважають, що на них повітря пустелі справляє дивовижний вплив, тоді як іншим воно не приносить полегшення, а причини таких розходжень до цього часу не знайдені. Інколи дуже важко визначити, яким чином погода впливає на поведінку та психологічний стан людини, проте такий вплив, безперечно, існує: наприклад, позитивні відчуття з настанням перших теплих сонячних днів навесні після довгої холодної зими. Водночас, найвищий показник смертності внаслідок захворювань реєструється взимку. Більша частина захворювань, особливо це стосується хвороб легень, припадає на зиму. Взимку збільшується кількість простудних захворювань і випадків грипу; в окремі роки грип набуває характеру епідемій. Метеочинники, що сприяють захворюванню на грип, точно не відомі. Деякі фахівці вважають, що розвиток цієї хвороби найбільш ймовірний за умови відносної вологості менше ніж 50% і слабких вітрів. Вони припускають, що низькі температури сприятливі для виживання і поширення вірусу.
Методика гігієнічної оцінки погоди заснована на визначенні та санітарній характеристиці основних чинників, які формують і характеризують погоду.
До чинників, які формують погоду, слід віднести природні (рівень сонячної радіації, характеристики ландшафту, особливості циркуляції повітряних мас) та антропогенні (забруднення атмосферного повітря, знищення лісів, утворення штучних водоймищ, меліорація, іригація) чинники. До чинників, які характеризують погоду, — геліофізичні елементи (інтенсивність сонячної радіації, сонячна активність), геофізичні елементи (напруга планетарного та аномального полів, геомагнітна активність), електричний стан атмосфери (напруга електричного поля, атмосферна іонізація, градієнт потенціалу, електропровідність повітря, електромагнітні коливання), метеорологічні елементи (температура та вологість повітря, швидкість та напрямок руху повітряних мас, атмосферний тиск тощо).
Для систематизації та оцінки різноманітності можливих поєднань погодоформуючих елементів у медицині застосовують спеціальні прикладні класифікації погоди. За класифікацією І.І. Григор’єва розрізняють 4 медичні типи погоди: дуже сприятливу, сприятливу, погоду, що потребує посиленого медичного контролю, та погоду, що потребує суворого медичного контролю.
Учені припускають, що реакція на зовнішні подразники, в тому числі й на погоду, залежить від конституції людини. Багато людей страждають від “фенної хвороби”, яка звичайно проявляється за день–два до початку вітрів і триває, доки вони не минуть. Прояви симптомів хвороби збігаються з аномальним підвищенням вмісту в крові і тканинах біологічно активної речовини серотоніну, який впливає на передачу сигналів від нервових клітин до ЦНС. Це може бути пов’язане зі змінами екологічних властивостей повітря, часто із високим вмістом позитивних іонів. Відомо, що атмосферні іони являють собою молекули або атоми, які мають дуже мало електронів. В атмосфері завжди є велика кількість іонів — близько 1000 негативних іонів і понад 1200 позитивних іонів на 1 см3 чистого зовнішнього повітря. Концентрації позитивних та негативних іонів дуже змінюються залежно від стану атмосфери і якраз є причинами захворювань. Одним із засобів уникнення фізичних та психологічних недуг, пов’язаних із погодою є спроба збільшення концентрації негативних іонів у навколишньому середовищі за рахунок різних типів генераторів негативних іонів.
Одними із найважливіших метеоелементів є температура і вологість. Для середньої здорової людини індекс комфорту чи дискомфорту в тиху погоду може бути виражений власне через температуру і відносну вологість повітря. В умовах низької відносної вологості більшості людей здається, що температура нижча, ніж насправді, і навпаки. Встановлено, що коли температура перевищує 38, більшості людей стає спекотно незалежно від рівня вологості. Коли відносна вологість перевищує за такої температури 30%, то умови можна назвати гнітючими. Температура 28оС стає гнітючою, якщо вологість перевищує 70%.
Подібні відчуття можна пояснити наступним чином. В умовах впливу підвищеної температури і вологості повітря віддача тепла з організму в навколишнє середовище ускладнена і може відбуватися тільки при напружені механізмів фізичної терморегуляції (тобто посилення потовиділення, розширення периферійних судин). При підвищенні температури навколишнього середовища до 33 оС, що відповідає температурі шкіри, віддача тепла за рахунок проведення стає неефективною і здійснюється лише за рахунок випаровування. Якщо є вологість повітря збільшується ускладнюється і цей шлях тепловіддачі — внаслідок чого можливе перегрівання організму.
Вплив високої температури на організм супроводжується пониженням уваги, порушенням точності і координації рухів, змінами імунологічної реактивності організму (у крові утворюються особливі антитіла — теплові агглютини і гемолізини, які викликають склеювання і загибель власних еритроцитів). Розвивається анемія, а також гіпоавитамінози по групам С і В (вітаміни втрачаються з потом).
Вплив низької температури навколишнього середовища також приводить до напруження системи терморегуляції. При тривалій дії низьких температур спостерігається переохолодження (гіпотермія). У стані гіпотермії спостерігаються пригнічення ЦНС, що понижує чутливість нервових клітин до нестачі кисню і подальшого пониження температури; послаблюється обмін речовин, що зменшує потребу у кисню, організм при цьому стає менш чутливий до інфекції і інтоксикації, нормально не функціонує імунна система, що може призвести врешті до загибелі організму.
Адаптація людського організму до температурного фактору відбувається у 3–х напрямах:
1. За рахунок загальних пристосувальних фізіологічних реакції, які пов’язані з функцією системи терморегуляції, тобто з механізмами хімічної і фізичної терморегуляції, що забезпечують здатність організму працювати в самих різних температурних умовах середовища.
2. У результаті спеціалізованих фізіологічних та анатомічних адаптивних реакцій, в основі яких лежать особливості генотипу.
3. Внаслідок культурних і соціальних адаптації, які пов’язані із забезпеченням людини житлом, теплом, системою вентиляції тощо.
Водночас, не останню роль у розвитку психічних захворювань та психосоматичних розладів відіграють сезонні коливання температури. Особливо небезпечні для здоров’я населення несподівані підвищення температури. До них найбільш чутливі хворі на серцево–судинні захворювання та люди похилого віку, смертність яких за таких умов різко зростає.
Ще одним із проявів впливу навколишнього середовища на організм людини може бути так звана гірська хвороба. Вона розвивається в умовах високогір’я внаслідок падіння парціального тиску атмосферних газів, насамперед кисню. На висоті близько 3 тис. м н.р.м. насиченість гемоглобіну киснем забезпечується на 85%. В основі гірської хвороби лежить гіпоксія — нестача кисню у тканинах організму. При цьому виникає задишка, слабкість, запаморочення, головний біль, часто спостерігається і набряк легень, останнє може призвести до загибелі. На висоті 5 тис. м н.р.м. може настати коматозний стан: внаслідок гіпоксії мозку хворий непритомніє, порушується дихання та кровообіг, відбуваються глибокі зрушення в обміні речовин.
На людину впливає і зміна у атмосфері концентрації озону. Виснаження озонового шару призводить до підвищення рівня ультрафіолетового випромінювання і, як вже раніше вказувалось, може призвести до таких патологій, як рак шкіри, пригнічення імунної системи та катаракти. Великі концентрації озону в повітрі спричиняють отруєння людини (втома, роздратованість, задушливий кашель, запаморочення і т.п.).
Необхідно відмітити, що дія фізичних факторів навколишнього середовища не завжди є лише прямою, досить часто вони впливають на організм людини опосередковано. Наприклад, підвищення вмісту СО2 у повітрі змінює характер теплового випромінювання з атмосфери у космос, спричинюючи так званий парниковий ефект. Аналіз впливу процесу глобального потепління, яке відбувається на планеті, засвідчив вірогідний його зв’язок із поширеністю паразитів та збудників інших інфекційних захворювань. Підвищення температури у результаті потепління посилює біологічну активність і сприяє розмноженню переносників інфекційних хвороб — комарів, мух та ін.
Таким чином, основою впливу навколишнього середовища на організм людини є геліофізична активність, яка проявляється на Землі як безпосередньо (радіовипромінювання, інфрачервоне випромінювання Сонця та видиме світло), так і опосередковано (зміна метеочинників). Зовнішнє середовище передусім впливає на нервову систему організму.
Біотичний компонент
Питання взаємовідносин людини з тваринним світом, у тому числі існування та поширення низки небезпечних заразних хвороб, які передаються від тварин до людей, також належать до медичних проблем екології.
Академік Павловський створив вчення про природні осередки низки інфекційних хвороб. Вчений показав, що в природі існують осередки багатьох заразних хвороб, в яких збудник зберігається завдяки переходу від однієї тварини до іншої. Багато природно–опосередкованих інфекцій передаються кровосисними комахами (кліщі, блохи, москіти, комарі), наприклад: чума, жовта лихоманка, малярія.
Природний осередок заразної хвороби являє собою ділянку території з певним географічним ландшафтом, на якому в процесі еволюції збудників інфекції, тварин і переносників склалися стійкі міжвидові взаємовідносини, які не залежать від існування людини.
Проте у процесі антропогенних змін у навколишньому середовищі можливе виникнення несподіваних епідеміологічних ситуацій та процесів внаслідок впливу людини на природу. Вчені виділяють наступні 3 типи цих наслідків:
1. Безпосередні, за типом “короткого замикання” (наприклад, захворювання серед осіб, які прибувають на території, що розташована в межах не виявлених ареалів хвороб, — завезені спалахи захворювань); мають, як правило, локальну пристосованість; виявляють їх досить швидко.
2. Опосередковані (наприклад, зміна ареалів зоонозів та їх структури внаслідок розвитку тваринництва і меліорації земель; зміна ролі водного чинника в епідеміологічному процесі внаслідок урбанізації); мають багато східцеві просторові причино–наслідкові зв’язки і “розлиту” територіальну пристосованість, виявляють їх повільніше.
3. Віддалені (пов’язані з антропогенними змінами ландшафтів та екосистем, шляхів циркуляції збудників і умов формування їх генофонду); часто мають планетарний та віковий характер.
Лекція №4. Тема: Вплив на людський організм антропогенних порушень біосфери
• Визначення поняття забруднення, типи класифікацій забруднюючих агентів.
• Антропогенне забруднення атмосферного повітря. Основні джерела забруднення атмосферного повітря.
• Глобальні екологічні проблеми (озонові діри, парниковий ефект, кислі дощі) та їх вплив на здоров’я людини
• Вплив антропогенних чинників (хімічних речовин) забруднення атмосфери на стан здоров’я людей.
Проблема забруднення атмосферного повітря виникла у зв’язку з розвитком промислового виробництва. Особливої гостроти вона набула у другій половині ХХ ст., в період науково–технічної революції, яка характеризується надзвичайно високими темпами росту промислового виробництва, споживання електроенергії та використання моторних транспортних засобів.
Науково–технічний прогрес у промисловому виробництві призвів до розширення використання природних ресурсів. Перелік хімічних елементів, які застосовує людина у промисловому виробництві, суттєво збільшився за останнє десятиліття. Якщо на початку ХХ ст. використовували 19 хімічних елементів, то в середині століття у промисловому виробництві було задіяно близько 50, а в 70–х роках — понад 100. Ці зміни у промисловому виробництві, зрозуміло, що відбилися на складі промислових викидів, що призвело до якісно нового забруднення атмосферного повітря, а саме, аерозолями важких металів і рідкісних металів.
Всесвітня організація охорони здоров’я дає таке визначення забруднення — це поява у довкіллі людини забруднюючих речовин чи будь–яких інших агентів (від вірусів до звукових хвиль надмірної інтенсивності), які безпосередньо чи опосередковано негативно впливають на людину і створене нею для власних потреб штучне середовище.
Саме такий підхід притаманний більшості людей, які знаходяться на антропоцентричних позиціях (людина є вінцем природи). У екологічному визначені поняття забруднення зроблено спробу відійти від антропоцентризму, при цьому екологи наголошують, що забруднення стосується не лише людей і створеного ними штучного середовища, а і сукупності всіх видів у біосфері та Землі з ближнім космосом. При такому підході забруднення трактується як внесення у довкілля, виникнення чи раптове підвищення у ньому значень чи концентрацій хімічних, фізичних, біологічних, інформаційних чи будь–яких інших традиційних чи новостворених агентів і факторів, що спричинює втрату рівноваги і завдає шкоди частині чи більшості видів екосистеми, де сталося це явище.
Забруднення поділяються на природні і антропогенні.
Прикладом перших є пил і гази під час виверження вулкана, вода у періодичних паводках, несподіваний заморозок чи навіть сніг для квітучих вишень, вірус грипу чи нашестя сарани тощо.
Більш серйозною небезпекою є антропогенні, створені чи спричинені людиною забруднення. Антропогені забруднюючі речовини або агенти за тривалістю дії на біосферу поділяється на стійкі і нестійкі.
Стійкі — це незруйновані біосферою за короткий час без негативних наслідків для неї. До них належать метали, пластмаси, поліетилени.
Нестійкі — ті, що зникають або модифікуються до безпечного стану під впливом біосфери чи фізичних умов на поверхні Землі (целюлоза).
Для потреб практики забруднюючі агенти найчастіше поділяють за походженням на промислові і непромислові (сільськогосподарські). У межах промислових забруднень виділяють окремо механічні (метали, вироби з пластмаси), хімічні (гази, рідкі сполуки і штучні речовини), фізичні (усі види полів, хвиль і випромінювань), біологічні (створені чи модифіковані впливом людини найпростіші, рослини, тварини (трансгенна картопля, тварини)).
Джерела антропогенного забруднення атмосфери.
Загальний сучасний рівень техногенного забруднення атмосфери досягає порядку 1 млрд. т. аерозолів та газових викидів і 300-500 млн. т. пилу. Вміст забруднювачів атмосфери над містом приблизно в 15 разів більший, ніж в сільській місцевості, і в 150 разів більший ніж над океаном.
В індустріально розвинених країнах у відсотковому відношенні джерела забруднення поділяються наступним чином:
1. Транспорт — 59%
2. Спалювання викопного пального і дерева — 28%
3. Чорна і кольорова металургія — 13%
4. Інші джерела — 10%.
Відомо, що понад 40% оксиду вуглецю, 46% вуглеводів і близько 30% оксидів азоту від загальної кількості цих речовин, які попадають в атмосферу припадає на транспорт. Автотранспорт є джерелом викидів в атмосферу і тетраетилсвинцю.
Паливно–енергетичний комплекс є основним джерелом постачання в атмосферу СО2 і сірчаного газу.
Підприємства енергетики і металургії викидають у атмосферу основну кількість оксидів азоту (72%), сірчистий ангідрид.
Глобальні екологічні проблеми та їх вплив на організм людини.
Висока концентрація забруднюючих речовин призвела до появи глобальних екологічних проблем якими є парниковий ефект, озонові діри, кислотні дощі.
Озонова діра — це зона стратосфери над Антарктидою з дуже зменшеною від нормального значення для цих висот концентрацією озону. Вона виникає під час антарктичної зими, досягаючи максимуму у самосу її закінченні. Потім поступово поповнюється, а влітку антарктична стратосфера повертається до норми. У момент найбільшого розміру “озонова діра” останніми роками подекуди навіть виходить за межі континенту Антарктиди, зумовлюючи помітне зменшення кількості озону над Південної Австралією і Новою Зеландією. Причиною зникнення озону є сполуки хлору і фтору. Вивчали озоносферу над Антарктидою з 1957 р. вчені Великобританії.
У процесах утворення і розпаду озону в незабрудненій атмосфері найактивнішу роль відіграють 2 з 3 ультрафіолетів А.В.С. Усі короткохвильові фотони у сонячному випромінюванні вчені поділяють на такі:
