Экология человека. Современная специфика среды обитания. Антропобиоэкосистема.Её характеристика.Экология сам. области.

Антропобиоэкосистема и ее характеристика.

Основной функциональной единицей в экологии является экосистема.

Экосистема – совокупность живых организмов и компонентов неживой среды взаимно влияющих друг на друга. Бывают естественными и искусственными. Искусственные ( антропогенные) экосистемы вынужден был создать человек в конкурентной борьбе за выживание. Человек перестал быть рядовым консументов, начал активно воздействовать на природу, сначала развивая растениеводство и животноводство, а затем строя города, дорогя, возводя заводы и фабрики, вырубая леса, распахивая целинные земли, осваивая космос. На современном этапе человек для удовлетворения своих потребностей вынужден изменять природные экосистемы. Экологическое благополучие современного общества базируется на функциональном внедрении современных технологий и тотальной химизации всех сфер жизни. Это сопряжено с поступлением в жизненное ядовитых веществ ( токсикантов, экотоксикантов), которые сам человек неосмотрительно включает в круговорот природы.В реальных условиях благополучие человека, а также состояние флоры и фауны. Подвержено смертельной опасности отравления химическими веществами. Поэтому, наибольшее внимание уделяется химическим загрязнителям окружающей среды.

Человек, выбрасывая в окружающую среду различные органические соединения, сам становится мишенью для воздействия экотоксикантов. Химические вещества, чуждые жизни, называются ксенобиотиками. Они в большом количестве поступают в жизненное пространство человека, трансформируясь в органические соединения, депонируя, аккумулируясь, повреждая функции систем жизнеобеспечения в различных звеньях биоценозов, оказывают биоразрушающее действие. В настоящее время известно 10млн. химических соединений ( без учета продуктов их взаимодействия и токсификации). При повреждении организма экотоксикантами главная роль принадлежит пищеварительному тракту, т.к. он является «входными воротами» для ксенобиотиков ( биоцидов). К ядам №1 относятся ароматические полихлорированные бифинилы ( ПХБВ ).

В мире ежегодно их производится около 1 млн. тонн. Они попадают в атмосферу при сжигании промышленных и городских процессов. В производственных процессах бифинилы применяются в системах теплопередачи, при производстве пестицидов, в качестве пластификаторов, при производстве красителей, клеев, замазок, пластмасс, при производстве копировальной бумаге. При утилизации перечисленных веществ они могут попадать в сырье для производства упаковочного материала. Из упаковочного материала могут попадать в пищу. От судов, покрытых лаками и красками, бифинилы попадают в воду, в планктон, и включаются в пищевые цепи. Способны аккумулироваться в организме. У человека обнаруживаются в составе всех жидких биосред и тканей. Способны проникать через гематоэнцефалический барьер, через плаценту, способны депонироваться в жировой ткани и печени. Бифинилы вызывают гипоплазию( уменьшение) костного мозга, обладуют гепатотоксическим ( на печень) воздействием, нарушают иммунитет, обладают тератогенным и канцерогенным действием. Бифинилы практически не разрушаются в окружающей среде.

Стабильными в окружающей среде являются такие загрязнители, как: инсектициды( против насекомых), пестициды, фунгициды ( продукты жизнедеятельности грибов). С использованием ядовитых веществ выращивать сх культуры гораздо дешевле. Наиболее широко применяются для изготовления фунгицидов соединения ртути. Ежегодно в мире производится 9 тыс. тонн ртути. Около 5тыс. тонн попадает в океаны и др. водные массивы. Ртуть очень хорошо аккумулируется водной растительностью, накапливается в организме морских и речных животных. Элементарная ртуть и ее нерастворимые органические соединения могут поступать в организм человека с продуктами питания, чаще всего с морепродуктами. Соединения ртути могут проникать через кожу человека ( ртуть очень часто применяется при изготовлении кремов и мыла для осветления кожи). Может попадать внутрь с лекарственными средствами ( гамма-глобулин, в котором в качестве консерванта используется этилртутьтиосалицилат ). Поступившая в организм ртуть обладает генотоксическим, эмбриотоксическим ( может вызывать аборты), эффектами. Обладает очень большой тропностью ( родством, избирательным свойством) к нервной системе. Обладает канцерогенным действием и мутагенным эффектом. Конкретно известен механизм воздействия на наследственный материал. Ртуть вызывает нарушения структуры ДНК. Следствием этого являются генные мутации. Другим опасным экотоксикантом является кадмий. Главный источник – атмосферные выбросы промышленных предприятий. Кадмий широко используется для получения пигментов в лако-красочной промышленности, при производстве эмалей и посуды. Содержится в мазуте, дизельном топливе и попадает в окружающую среду при его сгорании. Накапливаясь в природной среде, кадмий по пищевым цепям попадает в организм человека. Источники: продукты животного происхождения ( почки, свиные или говяжьи, яйца, морепродукты, овощи, ягоды, грибы, особенно луговые шампиньоны, ржаной хлеб). Много кадмия находится в сигаретном дыму. Одна выкуренная сигарета поставляет в организм курильщика 2мг кадмия. Мишенью служит нервная, репродуктивная системы. Обладает сильным мутагенным эффектом, способен накапливаться в почках, волосах, обладает очень сильным канцерогенным действием.

В процессе эволюции в организме человека сформировалась многоуровневая система защиты от вредных веществ ( детоксикация). Детоксикация заключается либо в инактивации вредных веществ, либо в уменьшении их токсичности. Однако, в процессе биотрансформации могут образовываться вещества, более токсичные чем исходные соединения ( токсификация).

Деградация водорастворимых ксенобиотиков происходит при участии ферментативных систем цитоплазмы. Ферменты детоксикации в основном находятся в лизосомах, пероксисомах и митохондриях. Обезвреживание токсичных веществ прежде всего происходит в клетках печени, кишечнике, легких, коже, почках и надпочечниках. Детоксикацоинные ферменты есть и в других клетках ( нервная система, клетки половых желез, клетки плаценты). Ферменты, обеспечивающие детоксикацию, называются микросомальными моноксигеназами. К ферментам детоксикации относятся: каталаза, пероксидаза, супероксиддисмутазы ( их несколько видов) и др.

Экология Самарской области.

Проблема сохранения жизнеспособной окружающей среды в современных условиях антропогенного прессинга является очень важной социальной и экономической задачей всей страны и в т.ч. Самарской области. Антропотехногенная нагрузка в г. Самара, который является крупным промышленным центром, значительно выше, чем в сельской местности. Ведущими источниками загрязнения являются предприятия нефтеперерабатывающей промышленности ( 56%). На втором месте – предприятия теплоэнергетики ( ТЭЦ – 18%). На третьем месте – приборостроение и машиностроение ( 16%). На четвертом – предприятия черной и цветной металлургии (7%) и предприятия по производству стройматериалов ( 3%).

Непосредственно по районам г. Самары преимущественными экотоксикантами являются оксиды азота, фенол, соли свинца, бензол, во всех районах выявлено повышенное содержание формальдегида и т.д. Основным источником формальдегида является автотранспорт, АЗС, и Куйбышевский нефтеперерабатывающий завод. Формальдегид содержится в выбросах предприятий химической, нефтехимической, строительной, металлургической промышленности, попадает в атмосферу при переаботке изделий из пластмасс и при неполном сгорании химических веществ. Наибольшая концентрация в Куйбышевском районе. Формальдегид относится к веществам второго класса опасности. Оказывает сильное, общетоксическое, раздражающее, наркотическое действие, является сильным канцерогенным фактором. В клетках формальдегид является цитоплазмотическим экотоксикантом, вызывает коагуляцию белков, нарушает обмен витамина С, угнетает синтез нуклеиновых кислот ( редупликация замедляется или не происходит). К наиболее загрязненным районам г, Самары относятся Промышленный и Кировский районы, а районы относительного экологического благополучия — Самарский и Красноглинский. Большое опасение вызывает вода. Основным источником хозяйственного питьевого водоснабжения Самары и пригорода является саратовское водохранилище. Современная эколого-гигиеническая ситуация саратовского водохранилища характеризуется:

• Многолетние ухудшение качества воды

• Образование и водозагрязнение химическими веществами. Фенолы, нефтепродукты, соли тяжелых металлов, свободные металлы ( медь, алюминий, железо, цинк). В последние годы х повсеместно отмечается загрязнение вод саратовского водохранилища металлами второго классами опасности ( кадмий, свинец, никель)

• Возрастание заиливания и загрязнения донных осложнений.

• Угнетение процессов самоочищения водохранилища, следствием чего является «цветение» воды, возрастание трофности ( фон загрязнения органическими веществами). К нарушениями процессов самоочищения так же ведут: малая проточность ( медленное течение) и большая прогреваемость воды.

• Насыщение за счет дождевых и талых вод нефтепродуктами, минеральными веществами, органическими веществами, высокая бактериальная обсеменённость.

В 2005 году сотрудники НИИ гигены и экологии человека провели экспедицию, в ходе которой было детально изучено состояние воды саратовского водохранилища на всем его протяжении. Вода забиралась с большой глубины и поверхности с помощью специального прибора ( батометр Молчанова). По данным этой экспедиции установлено, что в воде саратовского водохранилища обнаружены вещества различных классов опасности в концентрациях, близких к ПДК или превышающих их. Больше всего фенола, нефтепродуктов (4 класс опасности), формальдегид ( 2 класс опасности), кадмий, свинец, алюминий ( 2 класс опасности), ртуть ( 1 класс). Все эти вещества обладают высокотоксичным эффектом.

Очень негативным фактором является повышенное содержание фенола в воде. Фенол является очень опасным веществом, т.к. под действием фенола гемоглобин переходит в мет-гемоглобин. Это нарушает защитный механизм клеток крови, усиливает процессы пероксидации ( образование свободных радикалов). Следствием этого является повреждение клеточных мембран, инакцивация и трансформация ферментов. Подавляется процесс деления клеток. Циркуляция агрессивных химических соединений, накопление их в организме человека, избыточное поступление с животной, растительной пищей и водой, вдыхание агрессивных химических соединений с воздухом, является причиной развития экологически зависимых заболеваний. Кроме того, воздействие экотоксикантов уменьшает продолжительность жизни, нарушает репродуктивную функцию человека. Приоритеным, в списке наиболее загрязненных городов Самарской области составлено ИЗА ( индекс загрязнения атмосферы) города располагаются в следующем порядке.

• Самара

• Сызрань

• Отрадный

• Тольятти

• Чапаевск

• Новокуйбышевск

• Жигулевск

Если посмотреть почву, то самая страшная ситуация в Чапаевске. Наглядным проявлением антропогенного загрязнения жизненного пространства является заболеваемость населения г. Самара и показатели рождаемости и смертности.

Г. Самара – это крупный мегаполис средней Волги. Антропотехнологическая нагрузка в крупных промышленных центрах очень велика В последние годы для нашего города особенно остро встала проблема а загрязнения атмосферного воздуха. Анализ данных по состоянию атм. Воздуха ( разовых,среднесуточных,среднегодовых) показал,что уровень загрязнения воздушной среды в изучаемых районах г. Самары не улучшается и большинство случаев по сравнению со средним уровнем по стране достаточно высок. Определенную роль в этом играют климатические и санитарно-топографические условия г. Самары. Частая повторяемость температурных инверсий в сочетании со штилевыми смоговыми ситуациями, неудовлетворительный вентиляционный режим города способствует накоплению вредных примесей в приземном слое атмосферы, формированию локальных застойных процессов в пониженных формах рельефа и создаёт очень высокий метеорологической потенциал загрязнения атмосферного воздуха. Источники загрязнения:

 -нефтеперерабатывающая промышленность 50%

 -черная и цветная металлургия 7%

 -теплоэнергетика

 -приборо- и машиностроение 3%

Более 250 крупных промышленных предприятий имеют выбросы 100 тонн в год вредных примесей первого и второго классов опасности и более. В то же время отмечается тенденция к уменьшению выбросов в атмосферу от стационарных источников загрязнения. Характерной особенностью г. Самары является расположения крупных промышленных предприятий среди жилых массивов.

Ксенобиотики атмосферного воздуха г. Самары и Самарской области.

Основными загрязняющими веществами от предприятий химической промышленности являются: оксиды азота,аммиак,формальдегид,пары серной кислоты,хлор,хлористый водород, сернистый газ, сероводород, углеводороды, а также в атмосферный воздух выбрасываются пары бензола, толуола, ацетона, гексахлорэтана, и другие, по данным лабораторных исследований, удельный вес проб атмосферного воздуха с превышением ПДК по отдельным компонентам в области составил : по взвешенным веществам- 18.1%, оксиды углерода-2,6%,хлористому водороду- 13,4%, оксиды аазота-8,8%,фенолу-2,3%,формальдегиду-2,2%,сероводороду-1,8%,и т.д.

 Г. Самара имеет муниципальные районы. В каждом районе свои ксенобиотики, самый чистый – это Октябрьский район.

 Экотоксиканты, приоритетные в Самаре:

 -соли тяжелых металлов (свинец, кадмий)

 -оксид ванадия 5, оксиды азота

 -формальдегид

 -бензол, толуол и другие ароматические углеводороды

 Основной источник формальдегида: автотранспорт, АЗС, НПЗ. Фенол содержится в выбросах предприятий химической, нефтехимической, металлургической промышленности. Наибольшее насыщение формальдегидом в Куйбышевском районе города Самары. Формальдегид – это вещество, оказывающее общетоксическое, раздражающее, наркотическое, канцерогенное вещество. На клеточном уровне экотоксиканты вызывают коагуляцию белков, витамина С, снижают синтез нуклеиновых кислот, обладают мутагенным действием. Наибольше их в Промышленном и Кировском районах.

 Заболевания. Ведущими формами заболевания являются: аллергия, ринит, астма, болезни органов дыхания, болезни крови и кроветворных органов, мочеполовой системы. Но самое распространенное заболевание – гипотиреоз.