Влияние окружающей среды на здоровье человека.

XII Научно-практическая конференция

«Юный исследователь»

Влияние окружающей среды

на здоровье человека

Исследовательская работа

Автор: Гусева Дарья

Руководитель: Сыровацкая О.В.

учитель географии

МБОУ «СОШ№13»

2015г

г. Братск

Актуальность:

Высокое загрязнение окружающей среды имеет опасные последствия, оно воздействует на человека, постепенно ослабляет его организм, который становится более уязвимым, более восприимчивым к разным болезням, вызывая дополнительные случаи различных заболеваний. У одних людей чаще возникают ангины, у других - грипп или воспаление легких, у третьих - злокачественные образования. Загрязнение атмосферы оказывает неблагоприятное влияние на весь организм человека, это влияние происходит через кожу, желудочно-кишечный тракт и особенно сильно - через органы дыхания. Для того, чтобы обратить внимание учащихся нашей школы на проблему загрязнения атмосферы и связанные с ней заболевания, я выполнила эту работу.

Изучив и проанализировав литературу, я выяснила, что сегодня на все живые существа биосферы негативно действует огромное количество химических веществ, производимых и используемых человеком. Большинство из них не перерабатывается природой, так как для синтетических веществ не существует редуцентов. Они накапливаются, отравляя окружающую среду. Наиболее распространенными и опасными загрязнителями воздуха, почвы и воды являются оксиды азота, бензол, угарный газ, оксиды серы, соединения хлора, пестициды и другие вещества. Особую опасность представляют тяжелые металлы (свинец, медь, ртуть, кобальт и другие), которые в большом количестве накапливаются в почве, воде, продуктах питания. Тяжелые металлы используются человеком давно. Об опасных свойствах некоторых из них было известно ещё в начале второго тысячелетия.

Цель исследований - оценить динамику риска здоровью населения г. Братска в связи с загрязнением окружающей среды промышленными предприятиями города.

Задачи: выяснить, насколько значительно влияние загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух городов, на состояние здоровья населения, какие болезни особенно часто возникают под влиянием веществ, попавших в окружающую среду, сколько случаев смертности среди населения связано с загрязнением.

1. Значение воздушной оболочки в жизни человека.

Наша планета окружена воздушной оболочкой - атмосферой, которая распространяется над Землей на 1500-2000 км вверх, что составляет около 1/3радиуса Земли. Однако эта граница условна, следы атмосферного воздуха обнаружены и на высоте 20000 км.

Наличие атмосферы является одним из необходимых условий существования жизни на Земле. Атмосфера регулирует климат Земли, суточные колебания температуры на планете (без нее они бы достигли 200^оС). В настоящее время средняя температура поверхности Земли равна 14^оС. Атмосфера пропускает тепловое излучение Солнца и сохраняет тепло, там образуются облака, дождь, снег, ветер. Она также играет роль переносчика влаги на Земле, является средой распространения звука (без воздуха на земле царила бы немая тишина). Атмосфера служит источником кислородного дыхания, воспринимает газообразные продукты обмена веществ, оказывает влияние на теплообмен и другие функции живых организмов. Основное значение для жизнедеятельности организма имеют кислород и азот, содержание которых в воздухе составляет соответственно 21% и 78%.

Кислород необходим для дыхания большинства живых существ (исключение

составляет лишь небольшое количество анаэробных микроорганизмов). Азот входит в состав белков и азотистых соединений, с ним связано происхождение жизни на земле. Углекислый газ является источником углерода органических веществ - второго важнейшего компонента этих соединений.

Один из основоположников аэроионологии, космической медицины и биологии Александр Леонидович Чижевский очень подробно изучал влияние солнечной деятельности на окружающую среду Земли. В книге «Земля в объятьях Солнца» [55] он показал последовательность процесса влияния образования солнечных пятен на изменение электрического поля Земли, на метеорологические и геофизические факторы и здоровье человека.



А.Л.Чижевский указывал, что «подлинной стихией человека является воздушный океан, который благодаря дыханию находится в постоянном энергетическом общении с человеком». Воздействие на наш организм атмосферного воздуха не исчерпывается регуляцией теплообмена и влиянием на состав крови, кровяное давление и деятельность сердца. Оно более широко проявляется увеличением заболеваемости респираторными и кардиологическими болезнями.

Человек постоянно окружен безбрежным воздушным океаном. Он живет в нем, дышит и является как бы его составной частью. Все изменения, происходящие в атмосфере, отзываются в человеке.

Многочисленные выбросы вредных веществ, поступающие в атмосферу от антропогенных источников, перемешиваются, перемещаются. Постоянно в воздушном бассейне происходят фотохимические процессы, приводящие к появлению новых соединений, иногда более вредных, чем исходные.

Среди факторов внешней среды, оказывающих непосредственное и постепенное воздействие на организм человека, воздух играет наиболее важную роль. Без него немыслимо сколько-нибудь продолжительное сохранение жизненных функций организма. Воздух необходим для дыхания и принимает участие в тепловом обмене организма. Влияние воздуха на организм человека может быть не только положительным, но и отрицательным. Неблагоприятные климатические условия, значительные изменения в составе воздуха могут нарушить нормальное взаимоотношение между организмом и средой и привести к различным заболеваниям, а также осложнить их течение.

При гигиенической оценке воздуха учитывают:

- физические свойства - температуру, влажность, скорость движения воздуха, атмосферное давление, радиоактивность, напряженность солнечной радиации;

- химический состав - содержание нормальных составных частей и посторонних газов, механических примесей (пыли и дыма);

- микроорганизмы - число бактерий.

Ежегодно осуществляется сбор, анализ данных наблюдений и производится оценка состояния загрязнения атмосферного воздуха в городах России, в том числе в Братске. Оценка показывает удручающую картину: почти 70 % городов имеют высокую или очень высокую степень загрязнения, а город Братск входит в 5 самых грязных городов России.

2. Влияние температуры воздуха на организм человека.

Возможности терморегуляции не безграничны и нарушение теплового равновесия организма может стать причиной глубоких патологических сдвигов. При нарушении условий теплоотдачи наступает повышение температуры тела, учащение пульса, ослабление сердечнососудистой системы, понижение функциональной деятельности желудочно-кишечного тракта. Наблюдаются головная боль, плохое самочувствие, понижение внимания, нарушение координации движений, снижение работоспособности. Так, работоспособность при 24⁰С снижается на 15%, а при 28⁰С на 30%. для того, чтобы не наступило перегревание, температура воздуха должна быть на 5-10⁰С ниже температуры тела.

Оптимальная температура для жилых помещений 18-20⁰С.

Также на организм человека влияет и атмосферное давление. Так у лиц, страдающих ревматизмом, артритами, появляются боли в пораженных суставах, у больных ишемической болезнью сердца ухудшается самочувствие, наблюдаются приступы стенокардии. У людей с повышенной нервной возбудимостью нарушается сон, появляется чувство страха.

Воздух у поверхности земли представляет собой смесь газов. Содержание в атмосфере азота равняется 78%, кислорода-20,95%, двуокиси углерода - 0,04%, прочих газов - меньше 1%. Атмосферный воздух может загрязняться путем привнесения в него или образования в нем загрязняющих веществ в концентрациях, превышающих нормативы качества или уровня естественного содержания.

Загрязняющее вещество - примесь в атмосферном воздухе, оказывающая при определенных концентрациях неблагоприятное воздействие на здоровье человека.

В последнее время содержание в атмосферном воздухе российских городов и промышленных центров таких вредных примесей, как взвешенные вещества, диоксид серы, существенно уменьшилось, так как со значительным спадом производства сократилось число промышленных выбросов, а концентрация оксида углерода и диоксида азота возросли в связи с ростом парка автомобилей.

Наиболее значимое влияние на состав атмосферы оказывают предприятия черной и цветной металлургии, которое сопровождается выбросом в атмосферу пыли, сернистого газа, марганца. Вместе с газом в атмосферу в небольших количествах происходит выброс соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути, цианистого водорода и смолянистых веществ.

За сутки человек вдыхает около 12-15 м³ кислорода, а выделяет

приблизительно 580 л углекислого газа. Поэтому атмосферный воздух является одним из основных жизненно важных элементов окружающей нас среды.

Кислород - самая важная для жизни составная часть воздуха. Он необходим для окислительных процессов и находится в организме в связанном с гемоглобином состоянии, образуя оксигемоглобин, который переносится эритроцитами к клеткам организма.

Уменьшение кислорода во вдыхаемом воздухе оказывает неблагоприятное воздействие на организм. Выраженные симптомы гипоксии с ухудшением общего самочувствия и снижения работоспособности отмечаются уже при концентрации кислорода 13-14%, а при 7-8% наступает смерть. Допустимой границей снижения уровня кислорода в замкнутых пространствах считается 17-18%.

На Земле ежегодно сжигают 12 миллиардов тонн углеводородного топлива - газа, нефти, угля и продуктов их переработки. При этом в атмосферу выбрасывается огромное количество дыма, который, перемешиваясь и взаимодействуя с воздухом, образует 180 миллиардов тонн отравляющих газов. Содержащаяся в них зола не может долго находиться во взвешенном состоянии - она постепенно опускается на поверхность Земли. В результате ежегодно оседает около 360 тонн отравляющих веществ на каждом квадратном километре!

Путей проникновения загрязняющих веществ в тело человека множество, однако, главный из них - это дыхательная система. Иногда эти вещества попадают внутрь организма через пищеварительный тракт или поражают глаза и кожу. Во многих случаях загрязнение вызывает аллергические заболевания.

При ярко выраженных условиях застоя воздуха ( спокойная безветренная погода) происходит застой загрязняющих веществ часто с образованием туманов и смогов. Последствия: острые респираторные заболевания в тяжелой форме, часто со смертельным исходом. В большинстве случаев осталось невыясненным, какое именно загрязняющее вещество было непосредственным виновником столь серьезных последствий.

Загрязненный воздух раздражает большей частью дыхательные пути, вызывая бронхит, эмфизему, астму. К раздражителями, вызывающими эти болезни, относятся SO₂ и SO₃, азотистые пары, HCl, HNO₃, H₂SO₄, H₂S, фосфор и его соединения. Пыль, содержащая окислы кремния, вызывает тяжелое легочное заболевание - силикоз. Исследования, проведенные в Братске, показали очень тесную связь между атмосферным загрязнением и смертностью от бронхитов.

Признаки и последствия действий загрязнителей воздуха на организм человека проявляются большей частью в ухудшении общего состояния здоровья: появляются головные боли, тошнота, чувство слабости, снижается или теряется трудоспособность. Отдельные загрязняющие вещества вызывают специфические симптомы отравления. Например, хроническое отравление фосфором первоначально проявляется болями в желудочно-кишечном тракте и пожелтением кожаного покрова. Эти симптомы сопровождаются потерей аппетита и замедлением обмена веществ.

СО - бесцветный и не имеющий запаха газ. Воздействует на нервную и

сердечно-сосудистую систему, вызывает удушье. Первичные симптомы отравления оксидом углерода (появление головной боли) возникают у человека через 2-3 часа его пребывания в атмосфере содержащей 200-220 мг/м3 СО; при более высоких концентрациях СО появляется ощущение пульса в висках, головокружение.

Токсичность СО возрастает при наличии в воздухе азота, в этом случае

концентрацию СО в воздухе необходимо снижать в 1.5 раза.

Оксиды азота.

В атмосферу выбрасывается в основном диоксид азота NO₂ -

бесцветный не имеющий запаха ядовитый газ, раздражающе действующий на органы дыхания. Особенно опасны оксиды азота в городах, где они взаимодействуют с углеродами выхлопных газов и образуют фотохимический туман - смог. Отравленный оксидами азота воздух начинает действовать с легкого кашля. При повышении концентрации NO, возникает сильный кашель, рвота, иногда головная боль. При контакте с влажной поверхностью слизистой оболочки оксиды азота образуюткислоты HNO₃ и HNO₂ , которые приводят к отеку легких.

SO₂- бесцветный газ с острым запахом, уже в малых концентрациях

(20-30 мг/м3) создает неприятный вкус во рту, раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. Вдыхание SO₂ вызывает болезненные явления в легких и дыхательных путях, иногда возникают отек легких, глотки и паралич дыхания. Действие сероуглерода сопровождается тяжелыми нервными расстройствами, нарушением умственной деятельности.

Углеводороды (пары бензина, метана и т.д.) обладают наркотическим

действием, в малых концентрациях вызывает головную боль, головокружение. Так при вдыхании в течение 8 часов паров бензина в концентрации 600 мг/м³ возникают головные боли, кашель, неприятные ощущения в горле.

Альдегиды. При длительном воздействии на человека альдегиды вызывают раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей, а при повышении концентрации отмечается головная боль, слабость, потеря аппетита, бессонница.

Соединения свинца. В организм через органы дыхания поступает примерно 50% соединений свинца. Под действием свинца нарушается синтез гемоглобина, возникает заболевание дыхательных путей, мочеполовых органов, нервной системы.

Особенно опасны соединения свинца для детей дошкольного возраста. В крупных городах содержание свинца в атмосфере достигает 5-38 мг/м³, что

превышает естественный фон в 10 000 раз.

Признаки отравления сернистым ангидридом замечают по характерному

привкусу и запаху. В концентрации 6-20 см³/м он вызывает раздражение

слизистых оболочек носа, горла, глаз, раздражаются увлажненные участки кожи.

Особенно опасны полициклические ароматические углеводороды типа 3,4-бензопирена (C₂₀H₁₂), образующиеся при неполном сгорании топлива. По

данным ряда ученых, они обладают канцерогенными свойствами.

Дисперсный состав пыли и туманов определяет общую проникающую способность в организм человека вредных веществ. Особую опасность представляют токсичные тонкодисперсные пылинки с размером частиц 0,5-1,0 мкм, которые легко проникают в органы дыхания.

Причиной большинства самых трагических эпизодов, имевших место за последнее столетие, является серная кислота.

Приведем некоторые из загрязняющих веществ, наиболее часто встречающихся в воздухе промышленных городов, характерные уровни их концентрации и их предполагаемое влияние на здоровьеТаблица дает лишь самое общее представление о потенциально опасных примесях в атмосфере. В воздухе городов происходит бесчисленное множество химических реакций.

3. Влияние атмосферы города на организм человека

Промышленное освоение регионов Сибири привело к формированию крупнейших производственных комплексов, ярким примером является Иркутская область. Наиболее высокие уровни химического воздействия приходятся на южные и северо-западные районы области.

Климатогеографические условия Иркутской области , социальная инфраструктура, качество среды обитания все это оказывает влияние на здоровье населения.

Выбросы в атмосферу от предприятий в регионе достигают 3 % от выбросов в РФ и 10 % в Сибирском федеральном округе (третье место после Красноярского края и Кемеровской области).

В Братске в 2011 году выбросы составили 117,5 тыс. т (в Ангарске еще больше), более 70 % из них принадлежат «Русалу», 12-13 % - энергетикам (в основном ТЭЦ-6) и около 5 % - «Группе Илим». Основные загрязняющие вещества - бензапирен, метилмеркаптан, фтористый водород, формальдегид, соединения серы - систематически превышают ПДК. Важную роль в этом играют частые неблагоприятные метеоусловия, не способствующие рассеиванию выбросов, которые в Братске наблюдаются до 260 дней в году.

Например, в Братске формальдегидов в воздухе содержится в 7 раз больше, чем допускается, а взвешенных веществ, фторида водорода в 1,4 раза

По данным «Аиф Иркутск» в атмосферный воздух Братска ежедневно выбрасываются 109 химических элементов и соединений:

• Самые ядовитые из них: фтористый водород, твёрдые фториды, бензапирен, сбрасывает в окружающую среду ОАО «РУСАЛ-Братск».

• Сероводород, диметилсульфид, метилмеркаптан, фенол - это продукты деятельности Братского лесопромышленного комплекса.

• Сернистым ангидридом, окисями азота отравляют воздух города предприятия теплоэнергетики.

• Братский завод ферросплавов радует братчан выбросами кремниевой пыли.

4. Влияние лесных пожаров.

Известно, что в период лесных пожаров в городе Братске в сентябре-октябре 2011 года вследствие поступления в атмосферу города продуктов горения заметно участились случаи обращения к врачам людей с хроническими болезнями системы кровообращения, злокачественными новообразованиями, а у многих были отмечены приступы бронхиальной астмы.

5. Основные виды болезней, связанные с экологией города.

Ухудшение состояния здоровья и возросшая смертность населения обусловили снижение показателя средней ожидаемой продолжительности жизни, который составил в 2000 году 55,4 года для мужчин и 69,6 - для женщин. В 1990 году этот показатель был равен 61,8 и 72,8 годам соответственно.

Показатель общей заболеваемости населения в 2003 году составил 1427,1 случаев на 1000 человек. Причем, в промышленных центрах этот показатель в 1,5 раз выше среднеобластного, а в сельскохозяйственных районах не превышает 68-74 % от его уровня. Показатели заболеваемости, по классам болезней, различаются для детского и взрослого населения. Для детей высокие ранги значимости кроме болезней органов дыхания в последние годы приобрели болезни системы пищеварения, кожи и подписной клетчатки, особенно аллергического характера.

У взрослого населения увеличивается доля злокачественных новообразований. Риск развития многих из перечисленных заболеваний в определенной мере связан с воздействием техногенных изменений окружающей среды. В структуре общей заболеваемости взрослого населения области наибольший удельный вес имеют болезни органов дыхания (до 30 %).

Показатели заболеваемости по классам для детского и взрослого населения.

Структура заболеваемости взрослого населения отличается большим количеством заболеваний мочеполовой системы и новообразований.

Наиболее восприимчивы к антропогенному воздействию дети в возрасте 3-6 лет.

Согласно полученным данным, коэффициенты опасности по диоксиду азота, формальдегиду, бенз(а)пирену, твердым фторидам в 2012 г. превышали ПДК, что свидетельствует о вероятности развития у человека заболеваний верхних дыхательных путей.

Риск, связанный с нарушением развития организма увеличивается , в связи с увеличением концентрации бенз(а)пирена .

Риск нарушений иммунитета обусловлен наличием в атмосферном воздухе бенз(а)пирена и формальдегида.

Почти 90% населения города Братска имеют аллергические заболевания.

Рост числа аллергических заболеваний во всем мире достигает таких масштабов, что аллергию называют «эпидемией XXI века». Значительна распространенность аллергических заболеваний у детей. По данным Научного центра здоровья детей РАМН, аллергическими болезнями страдает четверть детского населения России. Вместе с тем, данные медицинской статистики о частоте аллергической заболеваемости, как правило, значительно занижены, поскольку основываются на результатах отчетов по обращаемости больных в медицинские учреждения и регистрируют в основном более тяжелые проявления заболевания. Легкие симптомы болезни остаются недиагностированными и являются основой для прогрессирования заболевания.

Таким образом риски здоровью населения г. Братска преимущественно обусловлены высокими концентрациями бенз(а)пирена и формальдегида в воздушном бассейне города. Несмотря на существенное снижение выбросов риск для населения г. Братска в 2013 г. имеет тенденцию к увеличению

«Общий показатель заболеваемости населения города превышает среднеобластной на 19%. Смертность от злокачественных новообразований также высока и имеет выраженную тенденцию к росту» - отмечают средства массовой информации.

Помимо Братска катастрофической ситуацию можно назвать в городах Ангарск, Железногорск-Илимский, Усолье-Сибирское, Черемхово и других населенных пунктах Иркутской области. Помимо этого в Иркутской области существует большое количество законсервированных и «забытых» свалок отходов экологически опасных производств.

Особенно много неприятностей жителям области создают промышленные свалки «Усольехимпрома», «Саянскхимпласта». Вредные вещества с этих производств, постепенно попадают в окружающую среду через родники и ручьи. В целом, ежегодно промышленные предприятия региона выбрасывают в атмосферу около полумиллиона тонн загрязняющих веществ.

Учитывая тот факт, что большая часть населения области живут в промышленных центрах, основная часть выбросов производства в первую очередь наносит вред их здоровью.

Заключение

Проблемы загрязнения окружающей среды связанны со специфическими природными особенностями города Братска. Климатические условия нашего региона характеризуются антициклональным режимом погоды, температурными инверсионными явлениями (большой повторяемостью и мощностью), особенно зимой, слабыми ветрами, застоями воздуха. Это все затрудняет перенос и рассеивание загрязняющих веществ в атмосфере, способствует образованию смогов над городам и промышленными предприятиями.

Возможность самоочищения воздуха в северных районах мала в связи с коротким вегетационным периодом и малой фитомассой.

Оценка состояния загрязнения атмосферного воздуха в городах Иркутской области свидетельствует о том, что качество атмосферного воздуха городов по-прежнему остается неудовлетворительным.

В семи промышленных городах области уровень загрязнения атмосферного воздуха оценивается как высокий и очень высокий.

Климатические условия нашего региона, характеризующиеся самыми неблагоприятными условиями для рассеивания вредных выбросов, способствуют созданию опасного для здоровья человека уровня загрязнения воздуха.

Для улучшения качества воздуха необходимы целенаправленные меры для снижения выбросов в атмосферный воздух приоритетных выбросов, определяющих высокие уровни загрязнения атмосферного воздуха во многих городах.

Решению проблемы снижения загрязнения атмосферного воздуха будет способствовать:

- совершенствование внутригородской автотранспортной инфраструктуры, усиление контроля за соблюдением нормативов токсичности автомобильных выбросов;

- эффективный инспекционный контроль над работой газоочистного оборудования, соблюдением нормативов допустимых выбросов, реализацией необходимых воздухоохранных мероприятий;

- выполнением предприятиями необходимых мероприятий по регулированию промышленных выбросов в периоды неблагоприятных метеорологических условий.

К сожалению, в настоящее время не все пути к преодолению данной проблемы решены и нам стоит самостоятельно заботиться об окружающей среде и поддерживать тот природный баланс, в котором человек способен нормально существовать.

Список литературы:

1. Онищенко Г.Г. Актуальные проблемы методологии оценки риска и ее роль в совершенствовании системы социально-гигиенического мониторинга // Гигиена и Санитария -2005. - №2. - с. 3 - 6.

2. Рахманин Ю.А. Основы оценки риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду / Рахманин Ю.А., Онищенко Г.Г. - М., 2002.

3. Ефимова Н. В. К обоснованию степени экологической ситуации в г. Братске/ Н.В. Ефимова, Н. И. Маторова, Н. Н. Юшков // «Современные проблемы и методические подходы к изучению влияния факторов производственной и окружающей среды на здоровье человека» - Ангарск. - 1993 г. - с. 64 - 65

4. Матвеев Л.Т. Физика атмосферы / Л.Т. Матвеев. - С-Пб.:Гидрометеоиздат, 2000.

5. Хромов С.П. Метеорология и климатология / С.П. Хромов, М.А. Петросянц - М.: КолосС, 2004.

6. Бобылев С.Н. Экономика природопользования / С.Н. Бобылев, А.Ш. Ходжаев. - М.: ИНФРА-М, 2004

7. Никитин Д.П. Окружающая среда и человек / Д.П. Никитин, Ю.В. Новиков. - М.: ВЫСШАЯ ШКОЛА, 1986.

8. Швер Ц.А. Климат Иркутска/ Ц.А. Швер, Н.П. Форманчук. - Л.: Гидрометеоиздат, 1981.

9. Ломоносов И.С. Экогеохимия городов Восточной Сибири / И.С. Ломоносов, В.Н. Макаров, А.П. Хаустов. - Якутск: Институт мерзлотоведения СО РАН, 1993.

10. Атмосфера / Справочник. - Л.: Гидрометеоиздат, 1991.

8. Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2003 году. - Иркутск: Облмашинформ, 2004.

9. Состояние загрязнения атмосферного воздуха городов на территории деятельности Иркутского УГМС в 2007 году / Ежегодник. - Иркутск, 2008.