Влияние воздушной среды на человека

С течением времени все больше увеличивается интенсивность окислительных процессов, сопровождающихся поглощением кислорода из воздуха и выделением в него промежуточных и конечных продуктов окисления. Главным образом это продукты горения топлива, поступающие в воздух из различного рода энергетических установок, среди которых значительную роль играют промышленные предприятия и автомобильный транспорт. Основными загрязняющими компонентами выбросов этих установок являются двуокись углерода, оксиды серы, азота, продукты неполного сгорания топлива (СО, сажа, углеводороды и т.д.). Кроме того в воздух могут поступать и другие, специфические продукты производственной деятельности - свинец, цемент, фреоны и др.

Рассмотрим влияние на организм различных газов. Углекислый газ (диоксид углерода -- СО2) -- является продуктом полного сгорания вещества. Это газ без цвета и запаха, с кисловатым вкусом. При температуре 0°С и давлении 101 кПа (760 мм рт. ст.) имеет плотность 1,977 кг/м3. В малых концентрациях углекислый газ не только безвреден, но и необходим, так как является возбудителем, действующим на дыхательный центр. Его высокие концентрации опасны для жизни человека. Следует отметить, что реакция человека на различные концентрации углекислого газа в воздухе субъективна. Очень многие лица совершенно не ощущают присутствия СО2 и незаметно для себя отравляются настолько сильно, что теряют сознание. Отравление, вызванное вдыханием небольшого количества углекислого газа, быстро и бесследно исчезает, если дать возможность пострадавшему дышать нормальным атмосферным воздухом. Однако тяжелые случаи отравления, сопровождающиеся потерей сознания, вызывают серьезные изменения в организме и требуют немедленного медицинского вмешательства.

Окись углерода (оксид углерода -- СО), или угарный газ, является продуктом неполного сгорания веществ. Оксид углерода -- газ легче воздуха, без цвета, запаха и вкуса. При температуре 0°С и давление 101 кПа (760 мм рт. ст.) имеет плотность 1,25 кг/м3. В воде окись углерода почти не растворяется. Токсическое действие окиси углерода на организм человека заключается в том, что под его влиянием кровь теряет возможность поглощать кислород. Окись углерода активно соединяется с гемоглобином крови, образуя стойкое соединение карбоксигемоглобин. Сродство окиси углерода с гемоглобином очень велико и примерно в 300 раз превосходит сродство кислорода с гемоглобином. Следовательно, если в воздухе будет в 300 раз меньше окиси углерода, чем кислорода, то с гемоглобином крови соединяется одинаковое количество кислорода и окиси углерода. Если в воздухе находится большее количество окиси углерода, то оно, соединяясь с гемоглобином, лишает кровь возможности обогащаться кислородом.

Следует иметь в виду, что отравление окисью углерода при содержании ее в воздухе в пределах 0,4... 1,0% происходит очень быстро.

Сернистый газ (SO2) -- бесцветен, имеет резкий вкус и запах, весьма ядовит, более чем в два раза тяжелее воздуха. Он раздражает слизистые оболочки дыхательных путей и глаз, образуя на их поверхности сернистую кислоту, в тяжелых случаях вызывает воспаление бронхов, отек гортани и легких. Объемная концентрация 0,05% опасна для жизни даже при кратковременном вдыхании. В промышленности сернистый газ используют главным образом для производства серной кислоты.

Оксиды азота (N2O; NO2 ; N2O3; NO) -- ядовитые газы с резким запахом. N2O -- "веселящий газ" со слабым приятным запахом и сладковатым вкусом. Вдыхание его вызывает состояние опьянения и потерю болевых ощущений. В достаточно больших количествах он служит наркотиком и применяется в хирургии в качестве анестезирующего средства. NO -- бесцветный, малорастворимый в воде газ, слабый окислитель, является исходным веществом для получения азотной кислоты. NO2 -- сильный окислитель, с водой образует азотистую кислоту. NO и NO2 раздражают слизистые оболочки дыхательных путей и глаз в результате образования на их поверхности азотной кислоты, в тяжелых случаях вызывают отек легких. Смертельная концентрация оксидов азота при кратковременном вдыхании -- 0,025%. Поражение наступает в результате непосредственного воздействия на кожу и слизистые оболочки -- оксиды азота оказывают сильное прижигающее действие (химический ожог), в тяжелых случаях вызывают ожоговый шок. Чрезвычайно опасен ожог глаз. Развитие токсического отека легких наступает при высоких концентрациях -- 0,2-0,4 мг/л и более. В высоких концентрациях возможна рефлекторная остановка дыхания, развитие токсического шока.

Тяжёлые металлы - это элементы периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, с относительной молекулярной массой больше 40. К тяжелым металлам относятся свинец, цинк, кадмий, ртуть, молибден, хром, марганец, никель, олово, кобальт, титан, медь, ванадий. Из них в атмосфере наиболее часто находят повышенное содержание свинца. А ртуть и кадмий в свою очередь чаще загрязняют гидросферу.

Свинец. В настоящее время свинец занимает первое место среди причин промышленных отравлений. Это вызвано широким применением его в различных отраслях промышленности. Воздействию свинца подвергаются рабочие, добывающие свинцовую руду, на свинцово-плавильных заводах, в производстве аккумуляторов, при пайке, в типографиях, при изготовлении хрустального стекла или керамических изделий, этилированного бензина, свинцовых красок и др. Отравление свинцом (сатурнизм) - представляет собой пример наиболее частого заболевания, обусловленного воздействием окружающей среды. В большинстве случаев речь идет о поглощении малых доз и накопление их в организме, пока его концентрация не достигнет критического уровня необходимого для токсического проявления. Острые свинцовые отравления встречаются редко. Их симптомы - слюнотечение, рвота, кишечные колики, острая почеченая недостаточность, поражение мозга. В тяжёлых случаях - смерть через несколько дней. Ранние симптомы отравления свинцом проявляются в виде повышенной возбудимости, депрессии и раздражительности. При отравлении органическими соединениями свинца его повышенное содержание обнаруживают в крови.

Существует острая и хроническая форма болезни. Острая форма возникает при попадании значительных его доз через желудочно-кишечный тракт или при вдыхании паров свинца, или при распылении свинцовых красок. Хроническое отравление наиболее часто возникает у детей, лижущих поверхность предметов, окрашенных свинцовой краской. Дети в отличие от взрослых гораздо легче абсорбируют свинец. Хроническое отравление может развиваться при использовании плохо обожженной керамической посуды, покрытой эмалью, содержащей свинец, при употреблении зараженной воды, особенно в старых домах, где канализационные трубы содержат свинец, при злоупотреблении алкоголем, изготовленным в перегонном аппарате, содержащим свинец. Проблема хронической интоксикации связана также с наличием паров свинца при применении тетраэтилсвинца при ожогах в качестве антишокового препарата.

Органами - мишенями при отравлении свинцом являются кроветворная и нервная системы, почки. Менее значительный ущерб сатурнизм наносит желудочно-кишечному тракту. Один из основных признаков болезни - анемия, возникающая в результате усиленного гемолиза. Эта анемия характеризуется “точечным крапом” эритроцитов в виде базофильных гранул, хорошо выявляемых при окраске метиленовым синим. На уровне нервной системы отмечается поражение головного мозга и периферических нервов. Сатурнизм-обусловленная энцефалопатия чаще наблюдается у детей, реже - у взрослых. В головном мозге выражен диффузный отек серого и белого вещества в сочетании с дистрофическими изменениями кортикальных и ганглионарных нейронов, демиелинизация белого вещества. В капиллярах и артериолах отмечается пролиферация эндотелиоцитов. Мозговые поражения клинически сопровождаются конвульсиями и бредом, иногда приводят к сонливости и коме. Из периферических нервов чаще всего поражаются наиболее “активные” двигательные нервы мышц. Морфологически наблюдается их демиелинизация с последующим повреждением осевых цилиндров. Тяжелее всего страдают мышцы - разгибатели кисти.

При хроническом сатурнизме характерно появление кислотоустойчивых внутриядерных включений в эпителиальных клетках проксимальных канальцах нефрона. Эти включения содержат магний, кальций, свинец и протеины. Каково бы ни было их происхождение, выявление этих включений является важным морфологическим признаком сатурнизма. У некоторых больных может наблюдаться развитие хронического тубуло-интерстициального нефрита и хронической почечной недостаточности. Свинец является металлом, оказывающим хорошо известное нейротоксическое воздействие. Нарушение процесса развития нервной системы детей является наиболее важным воздействием свинца. Эти нарушения могут объясняться его воздействием на эмбрионы, а также в период грудного вскармливания и в раннем детском возрасте.

Свинец накапливается в скелете, и его поступление из костей в период беременности и грудного кормления вызывает воздействие на эмбрионы и детей, вскармливаемых грудью. В этой связи важное значение имеет воздействие свинца на организм женщин до беременности. Одним из наиболее коварных последствий действия неорганических соединений свинца считается его способность заменять кальций в костях и быть постоянным источником отравления в течение длительного времени. Биологический период полураспада свинца в костях - около 10 лет. Количество свинца, накопленного в костях, с возрастом увеличивается, и в 30-40 лет у лиц, по роду занятий не связанных с загрязнением свинца, составляет 80-200 мг. Органические соединение свинца считаются ещё более токсичными, чем неорганические.

Вдыхаемая пыль примерно на 30-35 % задерживается в легких, значительная доля её всасывается потоком крови. Всасывания в желудочно-кишечном тракте составляют в целом 5-10 %, у детей - 50 %. Дефицит кальция и витамина Д усиливает всасывание свинца.