Текст книги "Общая и военная гигиена"

Общее заболевание организма с преимущественным поражением органа слуха, центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, развивающееся при длительном воздействии интенсивного шума, характеризуют как шумовая болезнь.

Формирование патологического процесса при шумовом воздействии происходит постепенно и начинается с неспецифических вегетососудистых проявлений. В дальнейшем развиваются сдвиги невротического характера, которые укладываются в картину астеновегетативного синдрома с отчетливыми проявлениями нейроциркуляторной дистонии.

Субъективно шумовая болезнь проявляется жалобами на раздражительность, головные боли, сонливость, повышенную утомляемость, плохой сон, головокружения, причем жалобы на снижение слуха присоединяются позднее.

К объективным симптомам шумовой болезни относят, прежде всего, снижение или повышение сухожильно-периостальных рефлексов на руках и ногах, тремор пальцев вытянутых рук, пошатывание в позе Ромберга, нарушение процессов терморегуляции, изменение топографии температуры кожи по типу «температурной мозаики», развитие дистального гипергидроза, стойкого дермографизма, отклонения от нормы ЧСС и АД.

Действие импульсного шума. Биологическое действие импульсного шума во многом сходно с действием постоянного шума. Импульсный шум, как и стабильный, оказывает специфическое действие на слуховую систему, однако потери слуха развиваются при этом быстрее и являются более глубокими. Значительные изменения появляются и со стороны центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, органов дыхания, вестибулярного аппарата, нарушается обмен веществ и регуляция физиологических функций организма в целом. При этом импульсное акустическое воздействие более агрессивно, к нему труднее адаптироваться.

Установлено, что импульсный шум в диапазоне от 80 до 100 дБ оказывает более выраженное влияние на орган слуха, чем высоко– и среднечастотный шум стабильного характера, вызывая более глубокие (в среднем на 10 дБ) потери слуха. Объясняется это тем, что длительность акустического рефлекса слишком велика для импульсного шума и не обеспечивает достаточной защиты от кратковременных звуков.

Ведущая роль в развитии патологических изменений со стороны слухового анализатора принадлежит, прежде всего, уровню звукового давления (амплитуде) импульса.

Неблагоприятные последствия импульсного воздействия акустической энергии для высшей нервной деятельности человека возрастают при увеличении длительности импульсов до 1 с, уменьшении частоты следования импульсов – менее 30 в 1 с, превышении уровня звукового давления импульса над фоновыми значениями более чем на 10 дБ, ускорении нарастания времени положительной фазы импульса (меньше 100 мс), а также неопределенности интервалов следования импульсов.

Воздействие импульсного шума приводит к повышению систолического и диастолического артериального давления, сужению кровеносных сосудов кистей рук. Известно, что у работников, подвергающихся воздействию производственного импульсного шума, отмечается большая, чем при постоянном шуме, частота жалоб на боли в области сердца. Действие этого фактора вызывает тахикардию, которую можно сравнить с реакцией организма на длительный изнуряющий труд.

Действие инфразвука. В отличие от шума, который оказывает влияние на организм человека преимущественно через слуховой анализатор, низкочастотные акустические шумы действуют как на сенсорные системы (слуховую, вестибулярную и механорецепторы), так и непосредственно на клетки, ткани и органы.

По аналогии со слышимым звуком наиболее часто патогенез влияния инфразвука на организм человека связывают с нервно-рефлекторным механизмом действия, причем важное место отводится слуховому пути восприятия.

Установлено, что акустические колебания на частотах от 100 до 2 Гц воспринимаются не как чистые тоны, а как сочетание слуховых и тактильных ощущений, что проявляется чувством пульсации, массажа в области барабанной перепонки и среднего уха. Отсюда восприятие инфразвука, по-видимому, происходит за счет гармоник, возникающих в результате деформаций в среднем и внутреннем ухе.

Путем моделирования в лабораторных условиях порог слышимости для звука частотой 100 Гц определен в диапазоне 40 дБ, а для 1 Гц – 140 дБ. Исследования лиц, длительно подвергавшихся воздействию низкочастотного шума и инфразвука, выявили изменения барабанной перепонки и увеличение постоянного смещения порога слышимости (на 10–15 дБ) преимущественно в диапазоне низких и средних частот. Учитывая, что максимум речевых частот находится в области 500—2500 Гц, данные нарушения являются прогностически неблагоприятными.

С помощью физиолого-акустических и психоакустических исследований установлено, что инфразвуковые колебания даже при нормативных уровнях уменьшают разборчивость речи, причем маскирующий эффект распространяется до 4000 Гц.

Воздействие инфразвука на вестибулярный анализатор сопровождается появлением субъективных ощущений (головокружение, тошнота, нарушение равновесия) и объективных признаков (снижение статокинетической устойчивости, нистагм).

В восприятии инфразвука существенная доля отводится механорецепторам. Для этого диапазона колебаний установлены пороги вибротактильной чувствительности, которые находятся несколько выше порогов слышимости. Интересные исследования по поводу роли механорецепторов в механизме восприятия инфразвука проведены с использованием генетически глухих людей или животных, с разрушением ушного лабиринта, и обнаженных людей, у которых уши и голова были надежно защищены шлемом. Несмотря на это, характер биологической реакции в ответ на воздействие инфразвука сохранялся.

Воздействие инфразвука на слуховой и вестибулярный анализаторы, а также механорецепторы сопровождается возникновением нервной импульсации, которая поступает в различные отделы головного мозга, приводя к нарушению корково-подкорковых взаимоотношений и активации ретикулярной формации и таламических отделов головного мозга. Подтверждением нейрогуморального пути формирования реакций при действии инфразвука являются морфофункциональные нарушения в различных отделах эндокринной системы, изменение уровня гормонов (катехоламины, глюкокортикоиды и др.) в крови, надпочечниках и холинергической медиации. В результате гормональной перестройки в ответ на воздействие инфразвука в организме может происходить изменение белкового метаболизма и окислительно-восстановительных процессов. Общим и местным действием катехоламинов некоторые авторы объясняют гемодинамические реакции и микроциркуляторные нарушения в органах и тканях.

Широкое распространение имеет резонансная теория действия инфразвука. Она основана на учете совпадения частот инфразвука с собственной частотой колебаний того или иного органа, что вызывает сильное раздражение рецепторного аппарата. Поэтому ведущее место в ней отводится интеро– и проприорецепции. Инфразвук частотного диапазона от 1 до 3 Гц может вызвать нарушение дыхания, от 5 до 9 Гц – болезненные ощущения в грудной клетке и животе, от 8 до 12 Гц – боли в области поясницы. Центральная нервная система особенно чувствительна к инфразвуку 7 Гц (во время шторма в море генерируется инфразвук частотой в среднем 6–7 Гц), поскольку эта частота совпадает с альфа-ритмами головного мозга.

Таким образом, в результате длительного воздействия инфразвука у людей происходит снижение слуховой чувствительности, развивается астения, слабость, повышенная утомляемость, снижается работоспособность, появляется раздражительность, нарушается сон. В более выраженных случаях отмечаются вестибулярные нарушения, нервно-вегетативные изменения и даже изменения в психике.

У лиц, находящихся на близком расстоянии от мощных источников инфразвука, отмечаются беспричинный страх, беспокойство, колебание внутренних органов, повышение артериального давления, головокружение и тошнота, доходящие до обморочного состояния. Инфразвук с уровнем 150 дБ является пределом переносимости при кратковременном воздействии.

Характер и выраженность перечисленных изменений в организме зависят от диапазона частоты, уровня звукового давления и длительности воздействия.

Действие ультразвука. Ультразвук, в зависимости от частоты и способа передачи, может оказывать влияние как на общее состояние организма человека, так и локально.

К общим эффектам воздействия ультразвука при его воздушной передаче относятся нарушения в деятельности нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. Наиболее характерными проявлениями являются вегето-сосудистая дистония и астенический синдром. Характерны жалобы на головные боли во фронтоназоорбитальной и височной областях, усиливающиеся к концу рабочего дня, ощущение давления в ушах, головокружение.

Локальное действие ультразвук оказывает на участки тела, соприкасающиеся с обрабатываемыми деталями или с частями приборов, возбуждающих ультразвуковые колебания. Это так называемый контактный ультразвук. Чаще всего его воздействие проявляется развитием вегетативного полиневрита рук разной степени выраженности, вплоть до пареза кистей и предплечий, вегетомиофасцикулита и вегетативно-сосудистых дисфункций. Кроме того, в области воздействия выявляются остеопороз костной ткани, остеосклероз и разнообразные сенсорные нарушения.

Известно, что контактный ультразвук в зависимости от интенсивности может:

– оказывать стимулирующее действие при низких интенсивностях (именно данное свойство используется в физиотерапии);

– вызывать развитие обратимых функциональных изменений в органах и тканях при средних интенсивностях;

– приводить к необратимым морфофункциональным нарушениям (вплоть до разрушения тканей) при высоких интенсивностях (на этом основана технология применения ультразвукового ножа). Фокусированный мощный поток ультразвуковых волн разрушает опухолевые ткани, его используют при дистанционном камнедроблении (литотрипсии) – процедуре, применяемой для лечения мочекаменной и желчнокаменной болезней.

Для мышечной и нервной ткани, сред глаза интенсивность ультразвука 1 Вт/см² является порогом образования необратимых эффектов, а эритроциты, ДНК и печень еще более чувствительны к ультразвуковым колебаниям.

1. Дайте определение физическим и физиологическим понятиям «звук» и «шум».

2. Каковы основные физические характеристики звука?

3. Какие закономерности распространения во времени и пространстве присущи звуковым волнам?

4. Что такое громкость звука?

5. Укажите соответствие между физическими и физиологическими понятиями и характеристиками звука.

6. Какие особенности присущи инфразвуку?

7. Какие особенности присущи ультразвуку?

8. Перечислите основные источники шума, воздействующие на военнослужащих.

9. Как воздействует шум на человека?

10. Как воздействует на человека инфра– и ультразвук?

Глава 5
Гидросфера и почва

Вода относится к числу наиболее важных природных ресурсов планеты, не имеющих замены. От ее наличия и качества зависит состояние здоровья людей, уровень их санитарно-эпидемиологического благополучия, степень комфортности и, как следствие, социальная стабильность общества. Исключительная роль воды осознавалась людьми с древнейших времен. Причисленный к одному из семи великих мудрецов древности основоположник греческой науки, философ, математик и астроном Фалес Милетский (624–548 гг. до н. э.) считал, что «вода как жидкое, подвижное, всепроникающее явилась первоначалом и сущностью всего». Эта философская оценка роли воды не отрицается и в наше время: согласно теории известного российского ученого А. И. Опарина жизнь на планете зародилась в водной среде.

Совокупность всех источников воды называется гидросферой. Общее количество воды на Земле составляет примерно 1,5 млрд км³. Однако основная ее масса (около 94 %) представлена соленой водой океанов и морей. На долю пресной воды приходится менее 2 %, и сосредоточена она, в основном, в ледниках Гренландии и Антарктиды. Таким образом, для использования в хозяйственно-питьевых целях доступно менее 0,2 % общего количества воды – это вода рек, озер, водохранилищ, почвенная влага, пары атмосферы и верхние водоносные горизонты земной коры (табл. 5.1).

Таблица 5.1 Запасы воды на земном шаре (Львович М. И., 1969)

Земная вода находится в постоянном кругообороте. Под влиянием солнечной энергии с поверхности океанов, морей, рек, озер, почвы и растительности ежегодно испаряется 525 тыс. км³ воды. Большая часть этой влаги выпадает в виде атмосферных осадков непосредственно на поверхность океанов и морей, совершая так называемый малый круговорот. Большой круговорот представляет собой многообразный процесс перемещения, расходования и возобновления влаги на земной поверхности, в недрах земли и в атмосфере. Атмосферные осадки, орошая поверхность материков, частично просачиваются в почву, частично стекают по склонам и образуют ручьи, реки, озера, болота. Поглощенная почвой вода частью испаряется, частью просачивается вглубь и формирует подземные воды. Последние участвуют в питании рек, озер или достигают моря подземными путями. Упрощенная схема рассмотренного круговорота представлена на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Схема круговорота воды (Румянцев Г. И., 2000)

Роль воды неизмеримо высока. Без нее невозможно существование животного и растительного мира. Вода регулирует климат планеты; выступает в качестве одного из основных ландшафтообразующих факторов, в значительной мере определяющих тип почвы и вид растительного покрова; является важнейшим условием протекания геологических процессов, кругооборота веществ в природе. Великий русский ученый, основоположник учения о биосфере академик В. И. Вернадский писал: «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных, геологических процессов. Нет земного вещества… которое ее бы не заключало».

Без воды невозможно осуществление хозяйственной и промышленной деятельности людей. Вода необходима для большинства технологических процессов в промышленности, производства энергии, стали, чугуна, добычи полезных ископаемых. Нормами водопотребления в промышленности на производство 1 т продукции предусмотрен расход от 200 до 2000 м³ воды. Основными потребителями воды являются жилищно-коммунальное хозяйство, атомные и тепловые электростанции, сталеплавильные заводы и бумажные фабрики, сельскохозяйственные гидромелиоративные системы. Сельское хозяйство и животноводство также требуют значительных затрат воды: на производство 1 т зерна необходимо 1000 м³; картофеля – 500—1500 м³; говядины – 15 000—70 000 м³.

Вода имеет важное рекреационное значение. Наличие водоемов дает возможность для полноценного отдыха, занятия спортом, рыбалкой, что важно для поддержания физического и психического здоровья людей. Внутригородские декоративные водоемы и фонтаны, кроме того, имеют серьезное эстетическое и градообразующее значение, в определенной мере снижая моральный и экологический прессинг, оказываемый на человека современной городской средой.

Таким образом, современные представления о роли воды в создании благоприятных условий жизнедеятельности населения, обеспечении устойчивого развития экономики позволяют считать водный фактор одним из определяющих в жизни человеческого общества. Пресные воды в настоящее время становятся главным полезным ресурсом. Начиная с 70-х годов ХХ в., проблема обеспечения водой все более становится одной из главных мировых экологических и социальных проблем человечества. Несмотря на большие в целом запасы пресной воды, над ним нависает угроза водного голода. Потребность в воде с каждым годом возрастает. По данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодный прирост водопотребления составляет около 4 % и через каждые 20 лет удваивается. Между тем, средняя водообеспеченность населения Земли за последние 30 лет ХХ в. уменьшилась в 1,7 раза, главным образом – за счет увеличения его численности. По прогнозам ученых, к 30-м годам XXI в. более половины населения Земли будет испытывать недостаток пресной питьевой воды. Уже в настоящее время на планете такой дефицит ощущают более 2 млрд человек.

Проблема нехватки питьевой воды становится одной из глобальных проблем ХХI в. Водообеспечение напрямую связано с проблемой безопасности в условиях взаимозависимого мира. Возрастает вероятность военных конфликтов за право владеть источниками пресной воды. Вода превращается в один из решающих факторов геополитики.

С целью экономии воды в индустриально развитых странах Западной Европы, где особенно остро ощущается ее недостаток, развивается и законодательно поощряется водосберегающая технология в промышленности, разрабатываются более совершенные бытовые приборы, значительно сокращающие расход чистой воды. Если в середине 80-х гг. ХХ в. стиральные машины в Германии расходовали 100–120 л воды на одну стирку, то к 2000 г. – лишь 60–70 л. В 1960-х гг. в Японии для производства товаров на 1 млн долларов требовалось 50 млн л воды, в 1990-х гг. этот показатель сократился до 13 млн л.

Обеспокоенность мирового сообщества наличием и использованием воды демонстрируется тем, что на протяжении последней четверти ХХ и в начале ХХI в. обеспечение водой населения Земли неоднократно являлось предметом обсуждения на самых представительных международных форумах. На одном из последних, проходившем в 2003 г. в Душанбе, предстоящее десятилетие 2005–2015 гг. объявлено «десятилетием чистой природной воды». Решением конференции ООН по окружающей среде и развитию, состоявшейся в Рио-де-Жанейро в 1992 г., 22 марта ежегодно отмечается как Всемирный день воды.

Россия по запасам воды относится к высокообеспеченным странам, ее водный потенциал превышает 30 тыс. м³/год на одного человека. Для сравнения, на одного жителя в Европе приходится 4,6, в Азии – 5,2, в среднем на одного жителя Земли – 9,0 тыс. м³/год воды. В одном лишь озере Байкал сосредоточено около ¹/₅ части всех мировых запасов пресной воды планеты. Тем не менее, на рубеже 90-х гг. ХХ в. в стране все более стала проявляться напряженная обстановка с обеспечением населения доброкачественной водой.

Одной из причин такого положения является неравномерность распределения водных ресурсов: около 90 % речного стока приходится на зону Сибири, Дальнего Востока и севера европейской части России, тогда как 80 % производственного потенциала и 85 % населения сосредоточено в центральных и южных районах страны (табл. 5.2). В европейской части страны речной сток составляет менее 3 тыс. м³/год на человека, т. е. лишь десятую часть общероссийского уровня. Это ниже удельной водообеспеченности населения в Европе и намного ниже среднего мирового показателя. Вода в данном регионе расценивается как стратегический ресурс, составляющий предмет государственной безопасности и определяющий здоровье населения.

Таблица 5.2

Водообеспеченность экономических районов России (Государственный доклад «Вода питьевая», 1995)

В этой связи большое значение приобретает необходимость бережного отношения к воде. Следует признать, что в целом в России эта задача пока еще в полной мере не осознана. В городах Западной Европы удельное (в среднем на одного человека) водопотребление составляет около 150–170 л в сутки с учетом горячей воды. В России (на 2002 г.) эта величина составила в среднем 260 л, а в ряде регионов – от 300 до 500 л и выше. Непроизводительные потери воды в разводящих сетях (утечки, аварии) достигают 20–40 %. В стране в целом преобладает расточительное водопользование в промышленности и быту, увеличение водоемкости производства. Возврат воды в водоемы происходит не в полной мере. Годовой сток рек центральных и южных районов страны к 2000 г. снизился в целом на 30–50 %. Практически исчерпаны возможности допустимого водоотбора в бассейнах рек Кубань и Терек, где показатель количественного использования воды составил к 1999 г. соответственно 81,3 и 48 % от среднемноголетнего стока. К верхнему пределу использования водных ресурсов близки реки Урал (23,9 %) и Дон (22,4 %). В Нижнем Поволжье, Калмыкии, Ставропольском крае в настоящее время постоянно ощущается недостаток воды.

Второй, не менее важной, причиной является неудовлетворительное состояние водных объектов и их нерациональное использование. Как отмечается в Государственном докладе «Вода питьевая» (1995 г.), в результате антропогенного загрязнения около 70 % рек и озер и 30 % запасов подземных вод утратили свое значение как источники питьевого водоснабжения. Лишь 1 % воды поверхностных источников обеспечивает получение доброкачественной питьевой воды при существующих технологиях водоподготовки. Для России это особенно чувствительно, поскольку 68 % коммунальных водопроводов питаются водой именно из поверхностных источников. По данным Роспотребнадзора, в 2006 г. почти каждая третья проба из водоемов I категории (используемых для хозяйственно-питьевых целей) не отвечала гигиеническим нормам по санитарно-химическим показателям, почти каждая четвертая – по микробиологическим. В отдельных регионах доля неудовлетворительных проб воды источников водоснабжения превышала 50–80 %. В целом, более половины населения страны, а в некоторых регионах – до 70 % вынуждены пользоваться водой, не отвечающей требованиям гигиенических нормативов.

Таблица 5.3

Заболевания, связанные с неблагоприятным качеством питьевой воды (Рахманин Ю. А., 1995)

Прогрессирующее загрязнение поверхностных и подземных вод приводит к сокращению возможности использования водных ресурсов, изменяет их химический состав с нарушением экологии многих районов. В результате экологических изменений происходит повсеместное ухудшение условий жизни и здоровья людей, развивается общая заболеваемость, расширяются ареалы опасных инфекций. Из года в год регистрируется значительное число вспышек заболеваний населения острыми кишечными инфекциями, вирусным гепатитом А и другими инфекционными болезнями с водным путем передачи. Основные виды заболеваний, связанных с потреблением некачественной воды, представлены в табл. 5.3.

Помимо прямого влияния на здоровье и работоспособность населения загрязнение водоисточников наносит также ощутимый экономический ущерб. Рост уровня загрязненности водоемов в результате сброса неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод требует внедрения на станциях водоподготовки новых дорогостоящих методов очистки питьевой воды, совершенствования очистных сооружений. Увеличиваются расходы реагентов, электроэнергии, износ водопроводных сетей и сооружений. В целом, на загрязненных водоемах удельные затраты на водоподготовку в 1,5–2,5 раза выше по сравнению с относительно благополучными участками.

Для сохранения водных ресурсов, уменьшения последствий «водного голода» необходимо проведение ряда комплексных мероприятий. Наиболее важным из них следует признать сохранение качества природных вод путем уменьшения выпуска и более эффективной очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод, применения передовых технологий, снижающих количество вредных выбросов в водоемы. Второе направление предусматривает рациональное использование водных ресурсов, экономию воды для бытовых и производственных нужд, снижение водоемкости производства, борьбу с необоснованными ее потерями.