§ 3. Поняття про забруднення та їх класифікація

Забруднення – фактичне перевищення встановлених значень для шкідливих факторів – речовин, випромінювань, наприклад радіоактивних, ультрафіолетових, дії яких добровільно піддають себе люди, засмагаючи на пляжі. Саме для цього встановлені певні цифрові значення для кожної небезпечної речовини, або неречовинного фактору – випромінювань, у тому числі звукових, світлових, радіоактивних.

Саме через надмірні забруднення (речовинні та неречовинні) якість життя різко погіршилася – знизилася народжуваність, зросли захворюваність, смертність як в міському, так і сільському середовищах. Екологічний стан тепер позначають як катастрофічний через прояви глобальних, тобто поширених повсюдно, проблем. Катастрофа (з грец. – загибель, руйнування) – результат дії певних чинників, сил, через які об'єкт руйнується так, що його відновлення неможливе. Сформувалися антропогенні катастрофи – це негативні природно-техногенні зміни природного середовища, довкілля – біосфери, викликані дією чинників якісного та кількісного характеру, породжених господарською діяльністю людей. Результати таких катастроф впливають на людей, тваринний і рослинний світ, навколишнє середовище в цілому.

Забруднення – це різноманітні фактори. По-перше – речовинні: хімічні, біологічні (віруси, бактерії, нижчі цвілеві гриби та їхні токсини – отрути). По-друге – неречовинні, або фізичні, на які на відміну від речовинних (хімічних, біологічних) не можна вплинути. Це звуки, шуми, вібрації; різноманітні випромінювання: світлові – випромінювання електричних полів біля ліній електропередач, електромагнітні – радіохвилі від теле- та радіостанцій, радіоактивні. А також психічні – нецензурна лайка, образи. Джерелами речовинного забруднення є викиди промисловості, сільського господарства, побутового сектору, автомобільного транспорту, які містять токсичні хімічні речовини. Тому всі види забруднень оцінені за ступенем їх дії на людину і розроблені нормативи, критерії оцінки їх впливу на здоров'я.

Важливою умовою нормування є необхідність враховувати вміст забруднюючих речовин в природному середовищі. Основні загальнодержавні екологічні нормативи – це гранично допустима концентрація (ГДК) та гранично допустимий викид (ГДВ) для речовин, які можуть потрапити в природне середовище з різноманітних джерел – промислових, сільськогосподарських, побутових.

Неречовинні шкідливі фактори теж мають певні максимальні значення, перевищення яких неприпустиме. Це гранично допустимий рівень (ГДР). Їх ще позначають як параметричні забруднювачі – різноманітні випромінювання: світлові, теплові, радіоактивні. Якщо природне значення вмісту або рівня небезпечних речовин перевищені, то довкілля – природне, промислове, міське, побутове вважається забрудненим. Отже, не можна, щоб в результаті будь-якої вказаної діяльності перевищувалися цифрові значення екологічних нормативів.

Важливим показником є гранично допустиме екологічне навантаження (ГДЕН), яке характеризує витривалість, стійкість середовища до забруднень, до руйнування екологічної системи. Окрім цього виділяють обмежуючі нормативи – допустима остаточна кількість (ДОК) шкідливої речовини в їжі або в урожаї під час його збору, в природному середовищі – атмосфері, воді, ґрунті.

Всі хімічні сполуки, забруднювачі природного середовища, за їх шкідливим впливом на здоров'я людини утворюють чотири класи небезпеки. Основу такої класифікації становлять значення гранично допустимої концентрації (ГДК) речовин. Одиниці виміру: у повітрі – міліграм на кубічний метр (мг/м³), у воді, будь-яких рідинах – міліграм на літр (мг/л), в ґрунтах і продуктах харчування – міліграм на кілограм речовини (мг/кг).

За величинами ГДК хімічні забруднення розділяють на чотири класи. Перший клас небезпечних речовин – речовини, концентрації яких знаходяться в межах від 0,1 мг і менше – навіть мільярдні частки їх дуже токсичні. Це надзвичайно небезпечні речовини, наприклад, сполуки важких металів – ртуті, свинцю, кадмію, нікелю; радіоактивних елементів – торію, урану, радію, а також органічні речовини – бензопірен, діоксин, поліциклічні вуглеводні (нафталін, фенатрен), які є канцерогенами, і багато інших, у тому числі навіть деякі лікарські препарати.

Другий клас - дуже небезпечні речовини, ГДК яких знаходяться в межах від 0,1 до 1 мг. До них належать багато лікарських препаратів, наприклад більшість антибіотиків (алергени, деякі з них навіть канцерогени), кислоти, луги.

Третій клас – небезпечні речовини, ГДК яких знаходяться в межах від 1 до 10 мг. Наприклад, багато препаратів побутової хімії – розчинники фарб, емалі, синтетичні миючі засоби і навіть звичний пил на вулицях і шляхах, у побуті.

Четвертий клас – речовини відносно небезпечні для нашого здоров'я. Їх ГДК – від 10 мг і більше, але це не означає, що вони повністю нешкідливі. Це більшість харчових продуктів, які можуть негативно впливати на здоров'я людини – сприяти виникненню алергічних реакцій.

Всі речовини за результатом небезпечності їх впливу на організм людей, тварин, рослин у свою чергу об'єднують в класи – ксенобіотики, мутагени, канцерогени, тератогени.

Ксенобіотики (грец. ксенос – чужий, біо – життя) – речовини, які шкодять життю, руйнують його, порушують природні біохімічні реакції в організмі людини, викликають несумісні з життям процеси. Зараз у світі застосовують понад 300 тис. різноманітних речовин, які використовують в різних галузях діяльності людей – у промисловості, зокрема хімічній, сільському господарстві, медицині, побуті. Всього відомо близько 2 млн речовин – неорганічних, органічних.

Багато серед них канцерогенів (лат. канцер – рак, грец. генос – породжувати) – сприяють розвитку ракових захворювань; мутагенів (лат. мутаціо – змінювати); тератогенів (грец. тератос – чудовисько, потвора). Це спирт етиловий – алкоголь, дим цигарки, сигарети, який містить близько 5 тис. речовин, небезпечних для клітини, а отже і для життя, у тому числі і радіоактивних. Надзвичайно небезпечним у складі диму є органічна речовина – діоксин – надсильний канцероген.

Труднощі нормування вмісту ксенобіотиків в продуктах рослинного походження в тому, що різні види рослин по-різному стійкі до одних і тих же речовин. Стійкість залежить від місця збору, від багатьох екологічних факторів, які можуть бути лімітуючими. Одна і та ж рослина, тварина по-різному стійкі до тих або інших речовин – отрутохімікатів, добрив. Окрім цього, різні фізіологічні процеси у рослинах неоднаково чутливі до забруднюючих речовин.

Для багатьох речовин характерний синергічний ефект (грец. син – разом), коли токсичність однієї речовини різко підсилюється в присутності іншої. Це явище називають ефектом сумації шкідливої дії – синергізмом і його необхідно враховувати при нормуванні вмісту і надходженні забруднюючих речовин у довкілля. Ефект сумації проявляють фенол, ацетон, валеріанова, капронова та масляна кислоти, озон, діоксид азоту, формальдегід і багато інших.

До основних шкідливих забруднювачів належить монооксид вуглецю – чадний газ (отруєння крові) – 70%, незгоріле пальне (вуглеводні – загальне отруєння) – 20%, оксиди азоту (отруєння крові, руйнівники озоносфери) – близько 10%. Дуже шкідливий етилований бензин, який містить високотоксичні сполуки свинцю, з яких 70% потрапляє у повітря, а з нього (близько 40%) в організм людини – легені, кров, сприяючи захворюванням, в тому числі і онкологічним. На поверхню землі їх випадає 30%, що призводить до забруднення поверхневих вод, рослин. Через це не можна розташовувати городи, сади, пасовища уздовж автомобільних шляхів. Один автомобіль для спалювання 1 л бензину використовує 200 л кисню, якого вистачило б для дихання однієї людини протягом двох з половиною діб. Окрім цього, кожна автомототранспортна одиниця за 1 км шляху виділяє в середньому 30 г чадного газу, який утилізується дуже повільно (головним чином грибами), 4 г оксидів азоту і 2 г отруйних вуглеводнів. Великої шкоди завдають літаки, космічні ракети, які викидають у великих кількостях крім вище названих речовин ще й аерозолі, які руйнують озоносферу, викликають появу смогу в повітрі.

Небезпеку становлять біологічні об'єкти, особливо генетично модифіковані (штучне введення генів інших організмів) і звичайні – мікроорганізми, отруйні рослини, тварини, деякі гриби.

Крім речовинної небезпеки, про яку нас попереджають органи чуттів, існує неречовинна, або польова, чи параметрична небезпека, яку створюють різноманітні випромінювання, що органи чуттів не сприймають (окрім світла). Наприклад, крім хімічного смогу (дими, аерозолі, які містять шкідливі речовини – канцерогени, алергени, ксенобіотики), існує також і невидимий електромагнітний смог (забруднення довкілля шкідливими випромінюваннями), який є не менш небезпечним, ніж хімічний – за рахунок електромагнітних випромінювань (мобільний зв'язок, теле-, радіостанцїї).

Неречовинні, або фізичні забруднювачі – це звуки, шуми, вібрації, електричний струм, різноманітні випромінювання – світлове, теплове, ультрафіолетове, радіоактивне та багато інших. Їх дію на організми людей, тварин, рослин визначають гранично допустимі рівні (ГДР), перевищення значень яких, як і ГДК – неприпустиме, бо шкодить всьому живому. Слід знати, що для кожного організму характерна своя певна межа витривалості до ГДК речовин, або ГДР до неречовинних факторів.

Вплив хімічних забруднень на здоров'я людини, стан довкілля

Хімічні речовини будь-якого походження, потрапляючи в організм людини, порушують природні біохімічні процеси в клітинах організму. Це сприяє формуванню хвороб, передчасному старінню, смерті. Тому важливо знати джерела небезпечних речовин, їх характеристики і механізми їх дії.

Це найпоширеніші забруднення, зумовлені речовинами, що використовують в різноманітних галузях промисловості, сільському господарстві. На території України діє потужний, а отже небезпечний, комплекс хімічних виробництв – Донецько-Придніп-ровський регіон (Лисичансько-Сіверськодонецько-Рубіжанський трикутник), Південний (Одеський припортовий завод), Західний (Стебник, Калуш).

Встановлено, що «подвійне навантаження» шкідливих факторів на робочих місцях, у навколишньому середовищі, а також погіршення соціально-побутових умов і медичного обслуговування є основною причиною катастрофічного погіршення здоров'я і скорочення тривалості життя. Частота патологічних пологів зросла за 5 років на 84%, однак 45% жінок продовжують працювати в шкідливих умовах. Щорічно на кожну 1 тис. дітей реєструється 1700-1800 випадків захворювання, 70% з них – це захворювання дихальної (бронхо-легеневої) системи.

Одним із небезпечних наслідків деяких інтоксикацій є різноманітні пороки розвитку і каліцтва, що виникають як від безпосереднього впливу отрути на статеві залози, так і від розладу внутрішньоутробного розвитку. До речовин, що діють в цьому напрямку (тератогени) токсикологи відносять бензол і його похідні, які широко застосовують у малярному виробництві та побуті, а також сірковуглець, сполуки ртуті (медичний термометр), свинцю (автомобільний акумулятор, мисливський дріб), марганцю (медичний препарат у побуті, зварочні аерозолі у виробництві). Отже, сучасне виробництво, побут насичені небезпечними речовинам. Майже 11 тис. промислових підприємств України щорічно викидають в атмосферу понад 10 млн т хімічних речовин, що сприяє погіршенню здоров'я населення, а отже хімічному травмуванню, підвищує рівень хімічної небезпеки.

Хімічне забруднення довкілля обумовлено речовинами, які використовують у промисловості, сільському господарстві, у побуті. Це добрива: органічні – гній, торф, солома, неорганічні – нітратні, сульфатні, фосфатні і пестициди, а також миючі засоби – мила, синтетичні поверхнево-активні речовини (порошки, пасти, шампуні).

Перевищення концентрацій добрив або безконтрольне їх застосування призводить до отруєння ґрунтів, вод, харчових продуктів, вони легко мігрують по харчових ланцюгах.

Пестициди – хімічні сполуки, які використовують у сільському господарстві для боротьби з шкідниками та хворобами рослин. Щорічно у світі виробляють 5 млн т пестицидів, з яких близько 1,5 млн т увійшло до складу наземних і водних екосистем. Проте, наявність лише 110 тис. т їх призводить до глобального забруднення всіх середовищ мешкання. От чому такі небезпечні пестициди як гексахлорциклогексан (ГХЦГ), ДДТ (у просторіччі – дуст), які знайдені навіть у льодах Арктики та Антарктики, в організмах тварин, які мешкають там.

Ці та інші пестициди – потенційні канцерогени, мутагени і тому в даний час вони повністю заборонені до використання в сільському господарстві. Офіційно дозволено використовувати 360 препаратів, із них – 117 гербіцидів, 75 інсектоакарицидів, 56 фунгіцидів. В Україні використовують майже 170 видів пестицидів, з яких 49 віднесені до високотоксичних, для яких характерні мутагенні, онкогенні властивості. Надмірне використання таких речовин в сільському господарстві призвело до глобального забруднення довкілля, особливо в сільській місцевості. За даними Українського науково-дослідного інституту токсикології, 150 видів продуктів харчування містять близько 70 видів пестицидів. Майже всі вони мають канцерогенні, мутагенні, тератогенні властивості. Більшість з них можуть перетворюватися у природі, в основному під дією кисню повітря, в ще більш токсичні сполуки – діоксини. Вони утворюються не тільки з пестицидів, але і з інших органічних, особливо ароматичних сполук бензольного ряду, які містять галогени. У великих кількостях вони утворюються при термічному розкладанні, горінні полімерів та органічних побутових відходів, рослинних залишків, у смітниках, вогнищах і отруюють повітря, а отже людей, тварин, сприяють виникненню ракових хвороб.

Миючі засоби – мила створюються на основі органічних жирних кислот і тому в природному середовищі вони легко розщеплюються на речовини, які засвоюються мікроорганізмами, рослинами. На відміну від них, синтетичні поверхнево-активні речовини (СПАР) – порошки, пасти майже не розкладаються і отруюють природне середовище, насамперед водні басейни, їхніх мешканців – гідробіонтів, зокрема аквабіонтів – мешканців прісних водойм і маребіонтів – мешканців морів, океанів.

Важкі метали – це елементи в різноманітних сполуках – від скандію і далі всі метали таблиці Д.І. Менделєєва. У незначних концентраціях (мікро-ультрамікрокількості) вони потрібні організмам – рослинам, тваринам, людям. Але при перевищенні певної межі вони стають отрутою – принцип Парацельса. Важкі метали містяться в незначних кількостях в добривах, промислових викидах – димах, стічних водах, відходах. Поступово вони акумулюються в ґрунтах, рослинах, організмах тварин, отруюючи природу, руйнуючи ДНК, гени, інші біоактивні молекули. Не можна викидати будь-де відпрацьовані автомобільні акумулятори (містять свинець), люмінесцентні лампи (містять ртуть). Щорічно в біосферу надходить 400 тис. т ртуті, із них 150 тис. т – з причини спалювання речовин, що її містять (в атмосферу її надходить 12 тис. т, в океан – 50 тис. т). З літосфери її випа-ровується від 25 до 150 тис. т. Через нехлюйство та недбалість шкідливі речовини довільно розповсюджуються по сферах природи, сприяючи забрудненню довкілля. Дуже небезпечним є свинець. Всі рослини, крім часнику, концентрують його в 2-10 разів більше, ніж його міститься в оточуючому середовищі. Отруйну дію важких елементів можна показати на ряді прикладів. Так, із збільшенням у довкіллі неорганічних сполук ртуті від 1 до 100 мкг/л повністю гинуть рослинні клітини. Токсична дія свинцю і кадмію в процесах фотосинтезу виявляється вже при концентрації 100 мкг/л, а при кількості 1 мг/л рослинні клітини повністю гинуть.

Слід пам'ятати, що джерелами шкідливих хімічних факторів є не тільки виробництво – промисловість, сільське господарство, автомобільний транспорт, але і побутова сфера. Наприклад, при спалюванні органічних речовин – опалого листя, полімерних матеріалів – пляшок, кульків у великих кількостях виділяються надотруйні речовини - бензопірен (ГДК дорівнює від 10^-6 до 10^-9) та діоксини (ГДК від 10^-9 до 10^-12), для яких притаманні чітко виражені канцерогенні, тератогенні та мутагенні властивості. В особливо великих кількостях такі речовини виникають у вогнищах, які утворюють багато диму при підвищеній вологості – це смог, який саме їх і містить.

Великою проблемою є деструкція (руйнування) полімерних матеріалів, яка відбу-вається в довкіллі, хай і повільно, але постійно, навіть при звичайній температурі. Проблемою для здоров'я людини, всього живого є ті полімерні пляшки, кульки, які розкидані по всіх усюдах.

Біологічні забруднювачі

У світі відомо понад 500 тис. видів рослин, з яких багато отруйних для людини. З вищих наземних рослин небезпечними є дурман, блекота чорна, вовчі ягоди. З нижчих, найчастіше водяних, небезпечні найдавніші синьо-зелені водорості, які можуть бути отруйними для людини. Серед наземних тварин – павуки, юшці, гадюки, з водяних – медузи, деякі риби – скати, акули. Небезпечні отруйні гриби – бліда поганка, мухомор (вищі гриби), з нижчих – цвілеві гриби, зокрема ті, що поселяються на варенні, хлібі. Цвілеві гриби виділяють біологічно активні сполуки, які викликають ураження різних тканин, що може спричинити виникнення злоякісних пухлин. Тому ні в якому разі не можна споживати такі продукти. Для окремих грибкових захворювань характерна сезонність масовості зараження.

Навіть відомі безпечні гриби, наприклад шампіньйони, якщо вони росли на місцях звалищ, що містять отруйні речовини, особливо сполуки важких металів – свинцю, хрому, нікелю, ванадію, радіоактивних ізотопів та деяких органічних речовин, – стають дуже небезпечними і тому їх не можна вживати.

Для грибів характерні дуже великі коефіцієнти накопичення шкідливих речовин – від сотень до десятків тисяч. Тому отруїтися можна навіть неотруйними грибами, якщо вони росли на отруйному субстраті – ґрунті, насиченому токсичними речовинами (на смітниках).

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
1. Що розуміють під забрудненням середовища?
2. Як класифікують забруднення? Охарактеризуйте їх відмінності, фактори.
3. Як класифікують хімічні забруднення?
4. Охарактеризуйте джерела речовинних та неречовинних факторів та основи нормування їх дії.
5. Охарактеризуйте основні класи небезпечних речовин.
6. Що таке фізичні фактори, у чому полягає їх небезпека?
7. Охарактеризуйте впливи хімічних забруднень на здоров'я людини, на довкілля.
8. Коли відомі їстівні гриби набувають отруйної дії?

Дивіться також: