УМП ЭКОЛОГИЯ
.pdfа) рыбоядная птица; б) мелкая рыба; в) зоопланктон; г) фитопланктон.
14.Выберите правильный ответ.
Продукция экосистемы при переходе от низших трофических уровней к высшим …
а) |
стабилизируется; |
б) |
резко возрастает; |
в) |
резко убывает; |
г) |
остается на первоначальном уровне. |
15. Выберите правильный ответ. Экологическая система образуется из … а) биоценоз + популяция; б) биоценоз + биотоп; в) популяция + биотоп;
г) нет правильного ответа.
101
2.4 Тема Здоровье человека и среда обитания
2.4.1 Теоретические аспекты темы
1.Среда жизни человека. Качество жизни.
2.Влияние состояния окружающей среды на здоровье человека.
3.Вредное вещество и токсикант, их особенности. Классификация токсикантов. Токсичность и канцерогенность.
4.Устойчивость живого организма к загрязнению.
5.Влияние внешних факторов на здоровье человека: пыль, шум, ультразвук, вибрация, инфразвук, электромагнитные поля, лазерное излучение, химические вещества, биологические загрязнители.
1 Среда жизни человека. Качество жизни
Для обозначения совокупности экологических условий широко используются понятия «окружающая среда» и «среда обитания». При этом прежде всего подразумевается среда жизни человека.
Окружающая человека среда по Н. Ф. Реймерсу состоит из четырех взаимосвязанных компонентов-подсистем:
а) природная среда; б) квазиприродная среда;
в) артеприродная среда; г) социальная среда.
Природная среда – факторы чисто естественного или природноантропогенного системного происхождения, прямо или косвенно, осознанно или неосознанно воздействующие на отдельного человека или человеческие коллективы, включая и все человечество. К этим факторам относят энергетическое состояние среды (тепловое и волновое, включая магнитное и гравитационное поля); химический и динамический характер атмосферы; водный компонент (влажность воздуха, земной поверхности, химический состав вод, их физика, само их наличие и соотношение с населенной сушей); физический, химический и механический характер поверхности земли (включая геоморфологические структуры – равнинность, холмистость, гористость и т.д.); облик и состав биологической части экологических систем (растительности, животного и микробного населения) и их ландшафтных сочетаний, в том числе сочетаний «пахотных сельскохозяйственных и лесохозяйственных земель с естественными экосистемами; степень сбалансированности и стационарности компонентов, создающих климатические и пейзажные условия и обеспечивающих определенный ритм природных явлений, в том числе стихийно-разрушительного и иного характера, рассматриваемого как бедствие (землетрясения, наводнения, ураганы, природно-очаговые заболевания и т.д.); плотность населения и
102
взаимовлияние самих людей как биологический фактор; информационная составляющая всех перечисленных явлений.
Квазиприродная среда – все модификации природной среды, искусственно преобразованные людьми и характеризующиеся свойством отсутствия системного самосодержания, т. е. постепенно разрушающиеся без постоянного рейдирующего воздействия со стороны человека: пахотные земли, культурные ландшафты и т. д.; грунтовые дороги; внешнее пространство населенных мест с его природными физико-химическими характеристиками и внутренней структурой (разграничением заботами, различными постройками, изменяющими тепловой и ветровой режимы, зелеными полосами, прудами и т. п.); зеленые насаждения (бульвары, газоны, ландшафтные парки, лесопарки, сады, дающие имитацию природной среды). Все эти образования имеют природное происхождение, представляют собой видоизмененную природную среду и не являются чисто искусственными, не существующими в природе.
Артеприродная среда – весь искусственный мир, созданный человеком, вещественно-энергетически не имеющий аналогов в естественной природе, системно чуждый ей и без непрерывного обновления немедленно начинающий разрушаться. Сюда можно отнести асфальт и бетон современных городов, внутреннее пространство мест жизни и работы, транспорта и предприятий сферы обслуживания, технологическое оборудование, транспортные объекты, мебель и другие вещи, всю синтетику и т. д. Современного человека главным образом окружает артеприродная среда.
Природная и квазиприродная среды создают лишь фон и фундамент, на который накладывается весь комплекс антропогенных изменений. В одних случаях квазиприродная и артеприродная среды смягчают воздействие природной среды (улучшают микроклимат), в других – заменяют своими элементами природную среду (информативность архитектуры, воздействие кондиционеров и т. д.), в-третьих, артеприродная среда оказывается резко ухудшенной, в первую очередь, по физико-химическим и информационным показателям (загрязнение всех видов, однообразие архитектуры и т. д.). Сравнение «природного оптимума» с факторами воздействия с квазиприродной и артеприродной средой дает возможность определить направления управляющего воздействия, направленного на оптимизацию этих «природ».
Социальная среда – культурно-психологический климат, намеренно и/или непреднамеренно, сознательно и/или бессознательно создаваемый для личности, социальных групп и человечества в целом самими людьми и слагающийся из влияния людей как социально-биологических существ друг на друга в коллективах непосредственно и с помощью изобретенных ими средств материального, энергетического и информационного воздействия.
Социальная среда интегрируется с природной, квазиприродной и артеприродной средами в общую совокупность окружающей человека среды.
103
Все факторы каждой из рассматриваемых сред взаимосвязаны между собой и определяют качество среды жизни, субъективные и объективные ее стороны.
Качество жизни – удовлетворенность населения своей жизнью с точки зрения различных потребностей и интересов. Это понятие охватывает: характеристики и индикаторы уровня жизни как экономической категории, условия труда и отдыха, жилищные условия, социальную обеспеченность и гарантии, охрану правопорядка и соблюдение прав личности, природноклиматические условия, показатели сохранения окружающей среды, наличие свободного времени и возможности хорошо его использовать, наконец, субъективные, ощущения покоя, комфортности и стабильности.
Разноплановость понятия «качество» жизни обусловлена многообразием показателей. Последние могут характеризовать отдельный элемент качества жизни или всю совокупность. Соответствующие показатели включают:
1.Здоровье (возможность вести здоровый образ жизни на всех ступенях жизненного цикла; влияние нарушения здоровья на отдельных лиц).
2.Индивидуальное развитие путем обучения (усвоение детьми основных знаний и навыков, а так же ценностей, необходимых для их индивидуального развития и успешной деятельности как члена общества; возможность продолжения самообразования и умение использовать эти умения; использование и развитие индивидуумами своих знаний, навыков и мобильности, требующихся для реализации их экономического потенциала и при желании дающих возможность для их интеграции с экономическим процессом; сохранение и развитие культурного развития индивидуумом для того, чтобы внести свой вклад в благополучие членов различных социальных групп).
3.Занятость и качество трудовой жизни (наличие выгодной работы для тех, кто стремится ее получить; характер трудовой деятельности; удовлетворенность индивидуума своей трудовой жизнью).
4.Время и досуг (возможность выбора своего времяпрепровождения).
5.Возможность приобретения товаров и пользования услугами (личная возможность приобретения товаров и пользования услугами; количество людей, испытывающих материальные лишения; степень равенства в распределении товаров и услуг; качество, возможности выбора и доступность товаров и услуг, производимых в частном и общественных секторах; защита индивидуумов и их семей при возникновении экономических трудностей).
6.Личная безопасность и правовые органы (насилие, преследование, и беспокойства, причиненные индивидууму; справедливость
игуманность правовых органов; степень доверия, оказываемого индивидуумом правовым органам).
7.Социальные возможности и социальная активность.
104
Степень возможного участия в общественной жизни, в тех или иных общественных институтах и принятии решений Статистическая оценка уровня жизни населения предусматривает использование системы показателей, способных измерить уровень и степень удовлетворения потребностей людей в материальных благах (продуктах питания, одежде, обуви, предметах культуры и быта, в жилье), бытовых услугах в широком понимании (в том числе в услугах транспорта, связи, служб быта, а так же в медицинских услугах) и культурных услугах (в том числе предоставляемых учреждениями культуры, искус.
2 Влияние состояния окружающей среды на здоровье человека
Человек в течение всей своей жизни находится под постоянным воздействием целого спектра факторов окружающей среды – от экологических до социальных. Помимо индивидуальных биологических особенностей все они непосредственно влияют на его жизнедеятельность, здоровье и, в конечном итоге, на продолжительность жизни. Ориентировочный вклад различных факторов в здоровье населения оценивается по четырем позициям: образ жизни, генетика (биология) человека, внешняя среда и здравоохранение.
Классификация болезней, связанных с загрязнением окружающей среды:
1.Наследственные болезни: главным мутагенным фактором среды являются ионизирующие излучения (радиация). Выявлен также ряд химических мутагенов, поступающих в окружающую природную среду от многих химических производств. Мутагенное действие оказывает и ряд вирусных заболеваний, делающих более изменчивой наследственность отдельного человека и вызывающих наследственные предрасположения к патологиям.
2.Экопатологии: это болезни, вызванные факторами среды. Прежде всего, это «болезни образа жизни», связанные преимущественно с недостаточностью или с избыточностью питания. При недостаточном питании содержание витаминов, микроэлементов, белков в пище ниже нормы, что приводит к тяжелым нарушениям здоровья. При избыточном питании развивается ожирение, которое ведет к таким тяжелым патологиям, как диабет, рак, сердечно-сосудистые болезни. Поэтому избыток или дисбаланс питания играет не менее губительную роль, чем его недостаток.
Важный патогенный фактор – избыток рафинированной пищи. Излишнее потребление животных жиров, сахара, различных консервов, колбас, копченостей – все это способствует возникновению ряда системных болезней как пищеварения, так и всего организма в целом.
Среда обитания человека также является источником «стрессорных» воздействий. Это, прежде всего факторы воздействия физического и
105
химического стрессов. Факторы физического стресса связаны с нарушениями светового, акустического или вибрационного режима, а также уровня электромагнитных излучений, химического: организм человека также не справляется с ксенобиотиками, ибо не имеет средств их детоксикации.
Помимо физических и химических стрессов, на человека в современном мире воздействуют стрессы перенаселения, характерные для больших городов.
Если возникает истощение организма, зачастую приводящее к болезни или даже к смерти, – это истощающий стресс (дистресс). Исход стресса зависит не только от характера и силы воздействия вызвавшего его фактора, но также и от исходного физиологического состояния организма. Чем более организм устойчив (здоров и адаптивен), чем лучше все его системы сохраняют гомеостатическое равновесие, тем больше шансов на благоприятный исход стресса.
3.Природно-очаговые заболевания (эндемические): вызваны тем, что человек живет либо в местности, где обитают возбудители какой-либо болезни (например, клещевого энцефалита), либо в районе земного шара, имеющем геохимические или геофизические особенности.
4.Болезни старения: ожирение, рак, диабет, гипертония – синдромы, связанные не только с возрастом, но и с экологическими факторами. Понятие биологического возраста отражает определенный комплекс морфофункциональных изменений организма, простым показателем которых являются работоспособность и адаптивность человека, его функциональная активность. Возрастные изменения наступают у каждого отдельного человека не только в соответствии с его астрономическим возрастом, но также в зависимости от факторов окружающей среды. Все экопатологии ведут к преждевременному старению, что особенно хорошо видно в местах экологических бедствий, экологических катастроф, в местах, где отмечены геопатологические явления.
3 Вредное вещество и токсикант, их особенности. Классификация токсикантов. Токсичность и канцерогенность
Токсикология (от греческого toxicon – яд, logos – учение) – наука о потенциальной опасности вредного воздействия веществ на живые организмы и экосистемы. Она изучает также механизмы токсического действия, диагностику, профилактику и лечение отравлений.
Одним из центральных понятий токсикологии является понятие о вредном веществе.
По этому поводу еще Парацельс говорил: «Все есть яд и ничто не лишено ядовитости.». То есть одно и то же вещество может быть вредным (ядом), лекарством и необходимым для жизни средством в зависимости от его количества и условий взаимодействия с организмом.
106
Ксенобиотики (от греч. xenos – чужой и bios – жизнь) чужеродные для организмов соединения. К ним относятся промышленные загрязнения, пестициды, препараты бытовой химии, лекарственные средства и т. п., т. е. вещества не образующиеся в живом объекте, а синтезируемые искусственно человеком.
Для некоторых веществ может не быть зоны отрицательного воздействия при малых дозах веществ. Это так называемые заменяемые вещества, недостаток которых может быть компенсирован другими веществами.
Для большинства веществ существуют зоны отрицательных эффектов как при больших, так и при малых концентрациях. Например, соединения хрома, присутствующие в некоторых биогеохимических аномалиях и попадающие в окружающую среду также с промышленными и хозяйственнобытовыми сточными водами, представляют опасность для живых организмов.
Вто же время, хром – биологически активный элемент, он участвует в обмене нуклеиновых кислот, входит в состав ферментных систем. Среднесуточная физиологическая потребность взрослых людей в хроме составляет 150 – 200 мкг/сут. При недостатке хрома у животных наблюдались угнетение роста, сокращение продолжительности жизни, нарушение обмена глюкозы, белка, поражение роговицы.
Вредные вещества, образующиеся в организме, называются эндогенными, образующиеся вне организма экзогенными (чуждые живому организму).
Внастоящее время под токсикантами окружающей среды понимают такие вредные вещества, которые распространяются в окружающей нас среде далеко за пределы своего первоначального местонахождения и оказывают скрытое вредное воздействие на животных, растения и впоследствии на человека.
Классификация токсикантов:
1.По действию:
гематические яды – яды, затрагивающие кровь;
нейротоксичный яд – яды, поражающие нервную систему и мозг;
миотоксичные яды – яды, повреждающие мышцы;
гемотоксины – токсины, повреждающие кровеносные сосуды и вызывающие кровотечение;
гемолитические токсины – токсины, повреждающие красные кровяные тельца (эритроциты);
нефротоксины – токсины, повреждающие почки;
кардиотоксины – токсины, повреждающие сердце;
некротоксины – токсины, неспецифически разрушающие ткани;
протоплазматические яды – яды, действующие на уровне клеток;
другие токсины.
107
2. |
По происхождению: |
|
бактериотоксины (например, ботулотоксин (ботокс)); |
|
микотоксины (например, афлатоксин, Т-2); |
|
алкалоиды растительного происхождения; |
|
неорганические яды; |
|
радиоизотопы; |
|
экотоксиканты (Экотоксины). |
3. |
По назначению: |
биоциды (преимущественно для обеззараживания поверхностей от микроорганизмов, грибков, водорослей);
инсектициды (для уничтожения насекомых);
пестициды (общая группа в сельском хозяйстве);
фунгициды (противогрибковые средства);
гербициды (для уничтожения растительности);
родентициды (средства от грызунов);
бактерициды (антибактериальные средства);
акарициды (противоклещевые);
моллюскоциды;
амебоциды (средства против простейших);
боевые отравляющие вещества.
4.По картине острого отравления:
нервно-паралитические;
наркотические;
психомимитические;
с местным воспалительным действием;
поражающие органы дыхания;
общетоксические;
аллергические;
терратогенные;
мутагенные;
канцерогенные.
Токсичность – это свойство элементов и соединений, отрицательно влияющие на живые организмы и приводящие к уменьшению продолжительности их жизни.
Канцерогенность – опасное свойство вещества, которое вызывает группу заболеваний, известных под названием рак. Некоторые вещества могут представлять из себя косвенные канцерогены, то есть, они повышают чувствительность клеток тела к другим веществам, вызывающим рак. В различных комбинациях токсичные вещества вызывают разные виды раковых заболеваний.
108
4 Устойчивость живого организма к загрязнению
Резистентная устойчивость – способность экосистемы оставаться в устойчивом состоянии под нагрузкой, ее невосприимчивость к внешнему воздействию.
Резистентность (от лат. resistere – сопротивляться) – невосприимчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды (например, к загрязнению окружающей среды).
Живые организмы, образующие популяции различных биологических сообществ и экосистем, в определенной степени способны противостоять внешним изменениям и воздействиям или восстанавливаться до первоначального состояния, если эти внешние воздействия не слишком сильные. Другими словами, организмы имеют некоторую степень устойчивости.
Необходимо различать три вида устойчивости живых систем:
инертность или выносливость (живучесть) – это способность живых систем сопротивляться различным нарушениям или изменениям;
постоянство – это способность живых систем, например, популяций, сохранять свои размеры;
упругость – способность живых систем самовосстанавливаться после действия внешних нарушений, если они не были катастрофическими.
Последствия экологических стрессов:
1.На уровне организмов:
физиологические и биохимические изменения (пульс, температура);
психологические нарушения (нарушение сна);
поведенческие нарушения (неадекватное поведение, невроз);
сокращение или отсутствие воспроизводства;
мутации;
врожденные уродства;
заболевания;
гибель.
2.На уровне популяций:
понижение или повышение численности популяции;
изменения в возрастной структуре (старые или молодые особи
гибнут);
естественный отбор наследственных черт, способствующих выживанию в условиях экологического стресса;
потеря генетического разнообразия и приспособляемости;
вымирание.
3.На уровне сообществ, экосистем и экосферы:
нарушение энергетического потока (изменение теплоотдачи, изменение в трофических цепях);
109
нарушение химических циклов (понижение запасов питательных веществ, чрезмерное поступление питательных веществ);
сокращение видового разнообразия;
сокращение или исчезновение экологической ниши;
возможное понижение устойчивости экосистемы;
возможная гибель экосистемы.
5 Влияние внешних факторов на здоровье человека: пыль, шум, ультразвук, вибрация, инфразвук, электромагнитные поля, лазерное излучение, химические вещества, биологические загрязнители
Пыль. Наиболее опасны для наших легких частицы пыли с размером от 0,5 до 5 мкм, более крупные задерживаются в полости носа, более мелкие в дыхательных путях не оседают, мы их выдыхаем. Следствием накопления пыли в легких является развитие пневмокониозов (силикоз, силикатоз, металлокониозы, карбокониозы), пылевой (токсико-пылевой) бронхит, бронхиальная астма, также могут поражаться слизистые оболочки глаз (конъюнктивиты) и кожа (дерматиты, экзема).
Шум. Нормальный уровень шума жилого помещения находится в диапазоне 30 – 35 дБ, речь средней громкости – 60 – 65 дБ.
Звуки, уровень которых превышает 120 – 130 дБ, вызывают болевое ощущение и повреждения в слуховом аппарате человека (акустическая травма). Разрыв барабанных перепонок в органах слуха происходит под воздействием шума, уровень звукового давления которого составляет около 186 дБ. Воздействие на организм человека шума, уровень которого порядка 196 дБ, приводит к повреждению легочной ткани (порог легочного повреждения). Постоянное воздействии шума на организм человека может привести к патологическим изменениям, называемым шумовой болезнью (является профессиональным заболеванием).
Ультразвук. Вредное воздействие ультразвука на организм человека выражается в нарушении деятельности нервной системы, снижении болевой чувствительности, изменении сосудистого давления, а также состава и свойств крови.
Инфразвук. Инфразвук также оказывает негативное влияние на органы слуха, вызывая утомление, чувство страха, головные боли и головокружения, а также снижает остроту зрения. Особенно неблагоприятно воздействие на организм человека инфразвуковых колебаний с частотой 4 – 12 Гц.
Вибрация. Вибрационные воздействия разделяют, на общие, т. е. действующие на весь организм человека сразу, и локальные, которые воздействуют на конечности или отдельные части тела.
Наиболее тяжелые последствия длительного воздействия вибрации на человеческий организм проявляются в виде распространенного профессионального заболевания – вибрационной болезни. Характерными и
110