Во второй половине XX в. перед человечеством встала очень острая и важная проблема защиты окружающей среды от вредных отходов промышленности, сельского хозяйства, автотранспорта, поскольку загрязненные этими отходами вода, воздух и почва стали представлять собой прямую угрозу здоровью жителей Земли. Одной из первых стран, забивших тревогу по поводу «черного» и «дурно пахнущего» воздуха своих городов, была Франция.
Национальный центр здоровья в Париже провел специальные исследования по выявлению прямой связи между загрязнением воздуха и здоровьем населения. Прежде всего были выбраны показатели и параметры загрязненности воздуха: 1) черный смок (дым), содержащий частички твердых веществ размером менее 13 мкм; 2) диоксид серы (SO2); 3) диоксид азота (NO2); 4) озон (О3). Затем для оценки длительного, в течение 5 лет, воздействия этих параметров на здоровье горожан были выбраны такие показатели, как: 1) число госпитализированных больных; 2) количество больных, обращавшихся за консультациями в поликлинику; 3) невыходы на работу по болезни; 4) количество смертельных исходов и некоторые другие. В результате исследований была установлена убедительная и четкая связь между степенью загрязненности воздуха по указанным параметрам и здоровьем парижан.
Когда содержание диоксида серы (SO2) в воздухе превышало средний уровень (7 мкг/м3) в 3–15 раз (23–107 мкг/м3), увеличивались смертельные исходы от сердечно-сосудистых заболеваний на 4–10%; госпитализация больных детей с астмой – на 6–14% и ишемической болезнью сердца – на 5–11%; количество респираторных заболеваний – на 9–22%.
Увеличение содержания в воздухе черного смока выше среднего уровня (11 мкг/м3) в 2,5–10 раз (26–111 мкг/м3) приводило к учащению случаев обострений астмы на 4–30% и жалоб по поводу головной боли на 6–17%.
Превышение среднего содержания в воздухе диоксида азота (NO2; 22 мкг/м3) в 2–10 раз (43–122 мкг/м3) сопровождалось увеличением случаев госпитализации по поводу астмы на 3–17%, количества респираторных заболеваний – на 6–15%; обострений астмы – на 60%.
При повышении концентрации в воздухе озона (О3) выше среднего уровня (3 мкг/м3) в 7–35 раз (20–103 мкг/м3) увеличивалось число случаев госпитализации по поводу респираторных заболеваний на 3–20%; глазных заболеваний – на 10–20%.
По всем наблюдаемым медицинским показателям ухудшение здоровья наблюдалось через 1–3 дня после увеличения содержания загрязнителей в воздухе выше предельно допустимой нормы.
Подобные скачки в содержании основных индикаторных загрязнителей воздуха в шестимиллионном Париже бывают нечасто. Нужно отметить, что парижские службы здоровья уже в течение 35 последних лет ведут достаточно успешную борьбу за чистоту воздуха в своем городе. За это время удалось снизить содержание SO2 более чем на 85%, черного смока – на 70%, уменьшилось и содержание озона и диоксида азота. Так совместные усилия ученых-химиков, физиков, эпидемиологов, экологов привели к значительному улучшению экологии Парижа. Работы в этом направлении успешно продолжаются, хотя городская ситуация пока еще далека от идеала.
Долгое время человечество не замечало, что его хозяйственная деятельность нарушает экологическое равновесие в природе, и это привело к печальным последствиям в отношении все более ощущаемого недостатка чистой пресной воды.
Основными источниками загрязнения вод являются промышленные, сельскохозяйственные и коммунальные канализационные водные стоки. Среди загрязнителей воды особую опасность представляют соли тяжелых металлов (медь, кадмий, ртуть) и органические хлорпроизводные ароматические соединения, которые интенсивно используются в сельском хозяйстве для уничтожения вредителей. Каждый год промышленность и сельское хозяйство выбрасывают в окружающую среду тонны ртути. Давно известно, что ртуть является сильнейшим ядом. Даже при легких отравлениях ртутью у людей наблюдаются нарушения координации движений, ухудшение зрения, головные боли, депрессия. Но что самое неприятное – ртуть может накапливаться в организме и влиять на наследственность. Ртуть долго сохраняет свои токсические свойства. Например, попав в озеро много лет назад, она оседает в придонном слое и превращается бактериями в еще более ядовитое метилированное соединение ртути, а далее включается в пищевые цепи, попадая в рыбу или моллюсков. Ртуть очень плохо выводится из организма, в результате происходит ее биологическое накопление до уровней, во много раз превышающих содержание в воде. В водных отстойниках скапливаются ртуть, фенолы, трудно разлагающиеся ароматические соединения и другие загрязнители. Среди производных ароматики встречаются канцерогены – вещества, вызывающие рак. Поэтому очень актуальна проблема создания эффективных технологий очистки воды от загрязняющих веществ. Не так давно в Индии был разработан способ биологической очистки сточных вод одновременно от ртути и ароматических соединений. ученым удалось выделить новый штамм бактерий Bacillus pasteurii, которые могут расти при высоких концентрациях ртути. Оказалось, что эти бактерии не только могут удалять ртуть из водных растворов, но «работают» лучше и быстрее в присутствии тех самых вредных ароматических соединений, о которых мы говорили, потому что используют их как источник питания для своего роста и размножения (рис. 1).
Рис. 1. Влияние концентрации бензола на размножение бактерий Bacillus pasteurii DR2 в стерильной речной воде. Первоначальное содержание бактериальных клеток – 1,7·107 клеток/мл; подсчет количества клеток проводился через 15 дней роста бактерий в пробе.
Следует отметить, что в водоемах, в том числе каскадах очистных сооружений, загрязненных промышленными и бытовыми отходами, размножаются не только микроорганизмы, участвующие в очистке воды, но и патогенные – опасные для человека. Причем за последние 20 лет зафиксировано около 30 новых инфекционных заболеваний, вызываемых микробами, развивающимися в пище и воде. Например, в 1992 г. в Юго-Восточной Азии, где очень остро стоит проблема качества воды, был обнаружен новый штамм возбудителя холеры Vibrio cholerae 0139, который сейчас распространился по всему миру. Эпидемии холеры были страшным бедствием во все времена. Как показали недавние события в Перу, масштабы последствий чудовищны: в 1991 г. там заболели более 300 тыс. человек и свыше 30 тыс. умерли. Недавно открыты ранее неизвестные микроорганизмы Cryptosporidium и новые вирулентные штаммы уже хорошо известной кишечной палочки Escherichia coli, которые вызывают тяжелые кишечные заболевания, широко распространенные во многих странах мира. Причиной возникающих эпидемий является употребление зараженной бактериями пищи и воды.
В тропических и субтропических странах большую опасность для человека представляют не только интенсивно размножающиеся в загрязненной воде патогенные микроорганизмы, но и многие виды паразитических червей. Так, например, очень опасен гельминт Schistosoma, вызывающий заболевание шистосомоз. По последним данным, только в Китае 1,3 млн человек инфицировано этим гельминтом и около 100 млн составляют группу риска, т.е. находятся под угрозой заболевания. Причиной этого является недостаточная очистка питьевой воды от бытовых отходов в большом числе китайских провинций. Всего в мире группа риска заболевания шистосомозом составляет огромную цифру – 600 млн человек, а в тропических и субтропических странах шистосомоз является вторым по распространенности инфекционным заболеванием после малярии. Широкое распространение шистосомоза наблюдается сейчас в Мали, что, по мнению экспертов, связано с развернувшимся строительством дамб и ирригационных сооружений, ведущим к увеличению водных площадей и, соответственно, контактов жителей с зараженной водой. Заражение этим паразитом происходит на той стадии его развития, когда из улитки – его промежуточного хозяина – выходят свободно плавающие церкарии, способные проникать в организм человека через кожу или слизистые оболочки. Причем церкарии в течение нескольких часов обязательно должны вселиться в нового хозяина. Чаще всего шистосомозом, как и рядом других гельминтозов, заболевают дети. У них появляется сильная физическая утомляемость, снижение умственных способностей, задержка роста. Иногда встречается и полипаразитизм, когда организм ребенка оккупируют сразу несколько видов червей.
Для лечения гельминтозов применяют, и довольно успешно, целый ряд лекарственных препаратов, таких как метрифонат и празиквантель. Однако даже самых эффективных лекарств недостаточно для искоренения этих заболеваний, т.к. выздоровевший человек не приобретает иммунитета, а курс лечения не способен предотвратить повторную инфекцию. В странах с широким распространением гельминтозов необходимо повышать уровень образования и санитарного просвещения, а также внедрять действенные способы очистки воды. Например, для удаления из воды микроскопического ракообразного, который является промежуточным хозяином для подкожного паразита – червя ришты (Dracunculus medinensis), возбудителя другого паразитарного заболевания, в ряде стран Нигерии, Индии и др. начали широко применять пластиковые фильтры со специальным волокнистым покрытием (рис. 2).
Рис. 2. Типичная воронка с филументным фильтром для очистки воды от носителей зародышевых форм червей-паразитов, вызывающих тяжелые эпидемии, особенно среди населения тропических и субтропических стран.
Теперь давайте зададим себе вопрос: как часто опасность для здоровья человека исходит из экологической ситуации, созданной самим человеком вследствие его хозяйственной или социальной деятельности? Ведь в основе экологической ситуации лежат особенности природных условий каждого конкретного района. И часто та или иная особенность бывает неблагоприятна для здоровья жителей этой местности. Так, например, дефицит йода в питьевой воде и продуктах питания является причиной нарушений функционирования щитовидной железы и как следствие – обмена веществ. Дефицит йода представляет серьезную экологическую проблему в 118 странах мира, в которых 655 млн человек страдают базедовой болезнью, а более чем 20 млн человек стоят на грани этого заболевания. Крайне неблагоприятен недостаток йода для здоровья молодых женщин, у которых он может приводить к рождению детей с умственной отсталостью. Особенно много случаев базедовой болезни зафиксировано в странах африканского континента, где состав почвенных солей и климатические условия обуславливают дефицит йода. Поэтому в странах Африки были проведены специальные исследования по введению йодсодержащих солей в рацион больных. Для нормального обмена веществ человеку необходимо потреблять в сутки 150 мгк йода. Людям, привыкшим к нормальному содержанию йода, его передозировка не страшна, так как йод выводится через почки и удаляется с мочой. Однако у небольшого процента людей, которые в течение длительного времени жили в условиях дефицита йода, реакция была другой. У некоторых больных из двух стран Африки (Зимбабве и Заира) наблюдались случаи гипертиреоза при потреблении ими йодсодержащих солей. обычно гипертиреоз (повышенная функция щитовидной железы) сопровождается сердцебиением, общей слабостью, потерей веса, но это преходящее, временное явление, которое прекращается после корректировки норм приема йода. Введение йода в рацион населения не только способствовало излечению и профилактике заболевания взрослых, но и резко сократило случаи зоба у детей в этом регионе. Поэтому Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендует правительствам стран, особенно расположенных в тропическом поясе, обеспечивать регулярность введения йода в пищу населения. Правительство Индии начало принимать активные меры профилактики заболеваний, вызванных дефицитом йода, путем йодирования пищевой соли.
Другая медицинская проблема, также порожденная экологической ситуацией, связана с содержанием в питьевой воде фтора. Избыток его в естественных питьевых источниках является причиной очень неприятного заболевания – флюороза, симптомом которого является хроническая интоксикация (отравление) фтором. Наиболее распространен дентальный флюороз, т.е. флюороз зубов. Исследования, проведенные в Нигерии, показали, что частота этого заболевания резко увеличивается там, где содержание фтора в питьевой воде превышает 1 мг/мл. В тех районах страны, где сосредоточены промышленные предприятия по разработке фосфатных месторождений, содержащих большие примеси фтора, его концентрация в воде значительно больше и, соответственно, чаще наблюдаются заболевания флюорозом. Аналогичная закономерность прослеживается и в Марокко. С другой стороны, слишком малая концентрация фтора в питьевой воде также весьма неблагоприятно сказывается на здоровье, особенно маленьких детей, поскольку именно питьевая вода является единственным источником фтора в детском питании. Ученые установили, что оптимальная концентрация фтора в воде должна составлять 0,7–0,9 мг/мл. При этом оптимальная концентрация фтора в питьевой воде различна для различных регионов, в зависимости от солевого состава их почв, особенностей климата, природных условий, а также содержания фтора в воздухе. По данным ВОЗ, в среднем содержание фтора в воде не должно выходить из интервала 0,5–1 мг/мл.
Сейчас широко рекламируются эффективные зубные пасты, содержащие фториды, для предупреждения кариеса зубов. Однако в случае их постоянного применения не исключается вероятность передозировки фтора и, как следствие, возможность возникновения дентального флюороза. Вопрос о том, насколько сочетается перспективность защиты от кариеса с помощью этих паст с гарантией невозникновения флюороза от передозировки фтора, еще только обсуждается учеными, поэтому рекомендуется употреблять пасты, содержащие фтор, с перерывами.
Ситуация с профилактикой зубных заболеваний успешно решается во многих государствах Африканского континента, Азии, Восточного Средиземноморья и Южной Америки с учетом экологических особенностей и культурных традиций населения этих стран. Там широко пользуются своеобразной естественной имитацией зубной щетки – жевательной палочкой. Причем в отличие от зубной щетки она не только механически очищает поверхность зубов, но и оказывает терапевтическое воздействие, так как обладает противовоспалительным и болеутоляющим эффектом. Жевательные палочки использовались жителями Вавилона почти 7000 лет назад, позднее их употребляли повсюду на территориях древней Греции, Римской империи, иудеи. Чаще всего жевательные палочки изготавливали из растения Salvadora persica. Это небольшое деревце или кустарник с искривленным стволом, стебли и корни которого имеют губчатую структуру, поэтому их легко жевать. Если кусочки корня этого растения положить в воду, то они набухают и становятся мягкими. В Западной Африке жевательные палочки иногда делают из апельсинового дерева (Citrus sinensis). Американское чернокожее население использует для этой цели корни александрийского дерева (Cassia vinnea), а жители Сьерра-Леоне – корни африканского ракитника (Cassia sieberianba). Индусы часто изготавливают жевательные палочки из растения ним (Azadirachta indica).
Жевательная палочка представляет собой кусочек дерева около 15 см длиной и 1 см шириной. палочки употребляют свежесрезанными для того, чтобы они были мягкими, легко жевались и в них сохранились биологически активные вещества. Сухая жевательная палочка может повредить десны и другие ткани полости рта, поэтому если палочка высохла, то ее нужно на сутки опустить в питьевую воду тем концом, который предназначен для жевания. Но не нужно размачивать ее слишком долго, так как это приводит к потере содержащихся в ней активных компонентов и ослаблению ее терапевтического действия. Перед использованием палочку нужно обязательно сполоснуть питьевой водой и разжевывать ее до тех пор, пока волокна на конце не образуют примерно такую же щетинку, как на зубных щетках.
Терапевтическое действие жевательных палочек основано на содержании в них таких биологически активных химических соединений, как танины, смолы, эфирные масла, фтористые соединения, диоксиды кремния и серы, витамин С и т.д. Так, танины и смолы, обладающие дубящим эффектом, оказывают вяжущее и заживляющее действие на слизистые оболочки рта, образуют на зубах пленку, которая защищает зубы от кариеса. Присутствие эфирных масел, алкалоидов, серы и некоторых бактерицидных компонентов обеспечивает болеутоляющее действие палочек, а также их антимикробную активность против некоторых видов бактерий, вызывающих заболевания полости рта и зубов. Так, при обследовании детей в Эфиопии и Нигерии был сделан вывод, что жевательные палочки удаляют зубной камень не менее эффективно, чем зубные щетки, а у тех, кто пользовался палочками, вообще не обнаруживаются стрептококки в полости рта, тогда как у пользующихся зубными пастами, даже содержащими хлоргексидин, количество их было только пониженным. Кроме того, палочки позволяют тренировать челюсти, вызывают рефлекторное отделение слюны, что очень полезно как для гигиены полости рта, так и для общего здоровья. То есть жевательные палочки представляют собой своеобразный синтез зубной щетки и естественной зубной пасты с экологически чистой жевательной резинкой. Учитывая это, в настоящее время в промышленном производстве зубных паст в Египте, Индии, Пакистане, Швейцарии и Великобритании начали широко использовать корни и кору именно тех деревьев и кустарников, которые народы разных стран используют для изготовления жевательных палочек.
Таким образом, новые научные разработки, основанные на положительном вековом опыте понимания закономерностей природы и сотрудничества человека с природой, должны помочь людям не только сохранить свое здоровье, но и предотвратить экологические катастрофы, защитить нашу планету от нашей же потребительской жадности. По мнению великого российского ученого В.И. Вернадского, разум человека будет играть доминирующую роль в развитии системы человек–природа. Он считал, что по мере развития, усложнения и совершенствования человеческого общества на основе биосферы Земли неизбежно должна сформироваться «ноосфера». Это название происходит от греческого слова «ноос» – разум и означает появление сферы разума, охваченной целенаправленной деятельностью и контролем самого человека.
Многие ученые, признавая идеи Вернадского о ноосфере, выражают опасения, что человечество может оказаться неспособным разумно регулировать свое давление на природу. В случае глобальной катастрофы цивилизация может погибнуть. Достижения современной науки и техники дают реальные возможности остановить загрязнение окружающей нас среды. Но для этого, по мнению французского ученого Эрве Ле Браса, возглавляющего лабораторию исторической демографии в Школе специальных исследований в области общественных наук (Париж), необходимо, чтобы люди научились разумно управлять собой.
Поэтому полностью справедливо утверждение, что выход в будущую достойную жизнь – во всеобщей высокой образованности, о которой так пеклись еще наши предки. Причем эта всеобщая высокая образованность должна обязательно включать профессиональную экологическую подготовку граждан планеты, сознающих свою ответственность за будущее нашего Дома – Земли.
