Раздел 4

БИОСФЕРА И ЧЕЛОВЕК

4.3. Место и роль человека в биосфере

Уровень воздействия человека на окружающую среда определяется сложностью ее положение в биосфере. С одной стороны, человек-биологический объект, неразрывно соединенный с круговоротом веществ системой трофических и энергетических связей между ним и другими участниками экосистемы. С другой стороны, человечество создает высокоразвитую социальную систему, которая ставит существенные требования относительно среды, обусловленные потребностями, которые возрастают по мере развития промышленности и роста численности населения.

Противоречие такого положения заключается в том, что человечество как социальная система функционирует гораздо шире, чем как биологическая система. Вследствие этого несоответствия нарушается биологический круговорот веществ, что ухудшает качество среды. К решению этой проблемы сейчас привлечены методы экологических исследований, которые проводятся на различных направлениях.

Среда, в которой существует современная человек, следует оценивать по несколько другим критериям, чем те, по которым оценивают качество существования других живых организмов. Человеческое общество в состоянии приспособить для собственных нужд условия, сложившиеся в большинстве биомов, поэтому для оценки качества природной среды согласно Уставу Всемирной организации здравоохранения, принятому в 1968 г., используют не параметры экологических факторов, а показатели состояния здоровья населения.

Жизни в конкретных условиях среды требует определенного уровня адаптации к его отдельных параметров. В первую очередь это касается абиотических факторов: температуры, освещенности (продолжительности дня), влажности воздуха и т.д. В отдельных случаях существуют определенные ограничения деятельности человека и сроки ее адаптации. В неадаптированных людей, как правило, значительно ниже работоспособность. Генетическая неоднородность популяций человека тоже определяет ее адаптивные возможности. Существуют конститутивные типы людей, обусловлены генетически, которые способны по-разному приспосабливаться к конкретным условиям.

Еще одна активная черта существования современного человеческого общества - урбанизация. Это явление берет свое начало, с тех пор началось активное развитие промышленности и произошло разделение производства на аграрное и промышленное. Современные города - это крупные населенные пункты, жители которых заняты преимущественно в сфере промышленного производства. По мере развития человеческого общества количество людей, занятых именно в промышленности, неуклонно растет. Урбанизация имеет как положительные, так и отрицательные черты. Положительным является то. что человек постепенно все полнее удовлетворяет собственные потребности. Отрицательные черты заключаются в постепенном углублении противоречия между человеком и окружающей средой, что проявляется в загрязнении воздуха, воды, продуктов питания, изменении видового состав экосистем, сокращении природных ресурсов.

Стабильность экосистем зависит от параметров абиотических факторов. Антропогенное влияние может существенно изменить эти параметры отношении природных значений. Для людей с ослабленным здоровьем такие изменения могут стать фатальными.

Всем известно целебное воздействие природного окружения на больного человека или такую, которая восстанавливает силы после тяжелой болезни. Не нарушен деятельностью человека ландшафт, природные растительные группировки (особенно такие, в которых растения выделяют фитонциды), способствуют приобретению психологического комфорта. В этом случае более эффективными становятся традиционные методы лечение, ведь многие экологические факторов в таких условиях окружающей среды имеют значения, близкие к оптимальным. Поэтому издавна лечебные и оздоровительные учреждения в мере возможности старались разместить именно в местах, где природные условия как можно менее затронутые деятельностью человека. Результативность такого подхода способствовала постепенному формированию целых отраслей медицины - бальнеологии, курортологии. Чрезвычайно популярными в последнее время стали "экологически чистые" продукты питания и лекарства природного происхождения, произведенные из сырья, полученной в условиях среды, не искаженного деятельностью человека.

Учитывая загрязнения экосистем веществами искусственного происхождения актуальными становятся методы защиты человека от проникновение в организм вредных веществ. Такое проникновение может произойти при вдыхании загрязненного воздуха, употреблении загрязненной пищи и воды, а также сквозь кожу при контакте с носителями загрязнений. Раньше люди могли рассчитывать на естественное очищение воздуха и питьевой воды от загрязнителей. Это спонтанный процесс, который в естественных экосистемах берут на себя в основном детритофаги. Но индустриальное общество на это полагаться не может. Загрязнения в отдельных экосистемах происходит постоянно, причем часть загрязнителей являются чрезвычайно устойчивой и не может быть ликвидирована естественным путем (некоторые детергенты, большинство пестицидов и инсектицидов). В такой ситуации постепенно параметры некоторых факторов приобретают лимитирующих значений для отдельных членов экосистемы, и они замещаются другими видами в ходе дигресивних сукцесій. После выхода параметров за пределы лимитирующих значений в экосистеме начинается накопление загрязнителей. Эти явления происходят в природных экосистемах очень давно. Особое значение они приобрели на урбане - циализированных территориях, в промышленных зонах и на территориях с интенсивным ведением сельского хозяйства.

Основными источниками загрязнения на суши являются промышленные и канализационные стоки, выбросы в атмосферу промышленных газов и газо-пылевых смесей, промышленные и бытовые отходы. Нерациональное использование ископаемого топлива приводит к катастрофическому загрязнению атмосферы. Воздух, которым мы дышим, часто содержит твердые частицы (копоть, асбест, бытовая пыль т.п.), микроскопические капли жидкостей (углеводы, кислоты) и газы, которые отсутствуют в естественной атмосфере.

Первым барьером на пути проникновения загрязнителей в организм становятся очистные фильтры промышленных предприятий и системы очистки выхлопных газов автомобилей. Каждый легковой автомобиль за год выделяет в атмосферу до 1 т СО₂, до 300 кг циклических углеводородов, соединений свинца и окислов азота. В местах высокой концентрации автомобилей, особенно в больших городах, из-за высокой температуры воздуха происходят фотохимические реакции с образованием озона. Этот газ придает выхлопным газам повышенной токсичности. Доказано, что в городах с высоким уровнем загрязнения атмосферы выхлопными газами повышается уровень заболеваемости раком легких. Предприятия, которые сжигают уголь, в условиях повышенной влажности воздуха могут привести к накоплению в приземном слое воздух сернистого ангидрида, что также приводит к распространению различных кожных и легочных болезней.

Вторым барьером на пути проникновения загрязнителей в человеческий организм является очистка и контроль питьевой воды. ее получают в основном из наземных водоемов (как природных, так и искусственных) или рек; нередко - из подземных водоносных горизонтов. Огромное значение имеет правильная организация очистки воды. Еще древнегреческий врач Гиппократ советовал фильтровать или кипятить воду перед употреблением. Безопасность использования питьевой воды определяется, в частности, наличием в ней примесей трех категорий: неорганических, органических и микроорганизмов. Среди неорганических растворенных примесей самыми вредными являются ионы фтора, хлора, мышьяка, нитраты. Среди органических - диоксины, некоторые пестициды, гербициды, детергенты. Среди микроорганизмов - возбудители холеры, тифа, реже паратифа и дизентерии. Контакт с зараженной водой может повлечь лептоспироз. Бактерия-возбудитель этой болезни попадает в воду с мочой диких или домашних животных, а в человеческий организм через микротрещины, раны на коже или слизистых оболочках.

Не стоит недооценивать инвазионные болезни, возбудители которых передаются с водой (например, ришта, шистосомы). Цикл их развития можно прервать только путем внедрения активных санитарно-гигиенических мероприятий. Одна из крупнейших эпидемий амебиаза была зафиксирована в г. Чикаго 1933 г., когда там проводилась Всемирная выставка. Причиной эпидемии стало протекания канализационных труб, через что загрязнялась питьевая вода. Иногда возбудители попадают в питьевую воду через испражнения больных людей. Большинство современных случаев заражения людей такими болезнями связана с тем, что в приготовлении пищи участвуют скрытые носители возбудителей болезней, которые не соблюдают правил личной гигиены.

Употребление воды из природных источников может привести к поражению лямблиозом. Лямблія часто не вызывает в зараженной человека или теплокровной твари никаких симптомов. Такой человек или животное становится паразитоносієм и может, в свою очередь, стать причиной заражения источников воды. Характерно, что для уничтожения этого возбудителя хлорирование воды недостаточно, поскольку цисты паразита выдерживают такую процедуру. В связи с тем, что дикие теплокровные животные могут заносить в природные водоемы цисты лямблий, не рекомендуется употреблять некипяченую воду, взятую даже с источников, удаленных от населенных пунктов.

Вирусные заболевания также могут распространяться через питьевую воду. Это касается распространения возбудителя гепатита. Чаще всего эпидемии вирусного гепатита связанные с небольшими местными источниками водоснабжения, где отсутствует надлежащий контроль качества питьевой воды. Крупнейшая эпидемия вирусного гепатита была зафиксирована в г. Нью-Дели (столица Индии) 1956 г. Тогда заболело около 50 000 человек, хотя вода, зараженная этим вирусом, была хлорированной.

Современные города оснащены системой станций очистки воды. В них питьевая вода должна проходить несколько этапов очистки: биологическую, механическую, химическую. Механическая очистка - это обычная фильтрация с целью улавливания твердых частиц. Впервые фильтрации питьевой воды было введен в 1872 г. в сша. Для этого использовались песчаные фильтры. Биологическая очистка предусматривает пропускание воды сначала через систему аэробных, а потом анаэробных редуцентів. Как правило, это бактерии и мелкие беспозвоночные. При этом нежелательные макромолекулы минерализуются и выводятся путем следующей химической очистки. При химической очистке осуществляют осаждения (коагуляции) коллоидов, пропускают воду через специальные фильтры, хлорируют или озонируют. При этом минерализованные соединения удаляются вместе с осадком, а нежелательные микроорганизмы уничтожаются. Хлорирование в современных условиях используют все реже, поскольку избыток хлора, который может попадать в организм человека, который регулярно употребляет хлорированную воду, влечет негативные изменения. Более современными (но существенно дороже) есть методы озонирования воды.

Анализ пригодности воды к употреблению в пищу выполняется по специальной методике, в основе которой лежит определение в воде содержания микроорганизмов. Непатогенные бактерии, оказываются в воде и входят в состав микрофлоры кишечника, называют кишечными палочками. Наличие их в воде в большом количестве свидетельствует о том, что неочищенная вода и употреблять ее нельзя. Число кишечных палочек на единицу объема воды является индексом пригодности воды к использованию. Так, питьевой считают воду, которая содержит не более 4 кишечные палочки на 100 мл. Вода, в которой содержится больше бактерий, требует предварительной очистки. Содержание более 2300 кишечных палочек на 100 мл есть пределом пригодности воды для купания. Проверка качества воды осуществляется различными методами. Один из самых распространенных методов заключается в пропускании воды сквозь специальный фильтр. Осадок переносят на питательную среду, необходимую для выращивание колоний микроорганизмов. После появления колоний их количество подсчитывают и делают выводы о пригодности употребления воды.

Проблема питьевой воды не является надуманной, ведь половина детей, которые умирают на планете за год, погибают от заболеваний, связанных с употреблением некачественной воды. Отсутствие надежного контроля за состоянием питьевой воды является причиной распространения через воду тех заболеваний, на которые приходится около 80 % летальных случаев. В таких странах, как Заир, Лаос, Алжир, Бангладеш и некоторых других, до 80 % населения не имеет возможности пользоваться безопасной питьевой водой.