Здоровье можно также рассматривать не только как отсутствие какой-либо патологии, но и как способность человека быстро адаптироваться к непрерывно меняющимся условиям окружающей среды для обеспечения оптимального выполнения его биологических и социальных функций. Здоровье индивида и отдельных групп населения зависит от совокупного воздействия на них разнообразных факторов природной и социальной среды, которое реализуется через физиологические, биохимические и биофизические механизмы регуляции и отражается на психофизиологическом статусе человека. Антропоэкологическое воздействие приводит к напряжению и следующему за ним утомлению организма вследствие нарушения нормального функционирования регуляторных и гомеостатических систем и исчерпания их ресурсов. В ответ на утомление происходит направленная компенсация – перераспределение резервных функций организма.

1. Бурное развитие промышленности, урбанизация и интенсивная хозяйственная деятельность человека привели к масштабному загрязнению окружающей среды. Потребляя из окружающей среды вещества и энергию для своей жизнедеятельности, человек возвращает их обратно в преобразованном виде, тем самым вмешиваясь и изменяя естественные биосферные круговороты веществ. Так, ежегодное количество промышленных, транспортных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых выбросов оценивается более чем в 600 млн т. С ними в окружающую среду попадает огромное количество химических соединений. В зависимости от свойств и условий среды химические вещества транспортируются в ней, трансформируются и разлагаются или аккумулируются, поскольку не могут быть утилизированы. Первичные токсичные элементы (ртуть, мышьяк, селен, хром), используемые в технологических процессах, и вторичные токсические соединения на основе азота, серы и некоторых других элементов, появляющиеся в результате сжигания и переработки отдельных видов промышленного сырья и отходов, загрязняют почвенно-растительный слой и, кроме того, могут аккумулироваться в растениях. Такое накопление вредных веществ в почве, тканях растений и животных, а соответственно и в пище людей является очень опасным, особенно с учетом того факта, что человек в большинстве случаев занимает высшее звено в пищевых цепях. Миграция антропогенных загрязнений по неразрывным природным цепям способствует быстрому распространению и проникновению загрязняющих веществ во все компоненты окружающей среды. Таким образом, загрязнению подвержены все основные среды жизни.

2. Загрязнению почвы способствовали рост крупного промышленного производства, металлургии, добычи и переработки полезных ископаемых, развитие топливной энергетики, транспорта, нефтехимической промышленности. Нерациональное ведение сельского хозяйства, вынуждающее применять чрезмерное количество пестицидов, удобрений и других химикатов, также внесло свой вклад в загрязнение, изменило концентрацию микроэлементов в почве. Среди основных загрязнителей почвенной среды указывают на тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды. Тяжелые металлы и радионуклиды представляют особой проблему, так как они характеризуются низкой миграционной способностью и могут образовывать комплексные и внутрикомплексные соединения с органическими веществами гумусовой и негумусовой природы. Поведение пестицидов в почве сложно и различно из-за их большого разнообразия. Для большинства из них почва служит накопительным резервуаром. Остатки пестицидов могут накапливаться в почвенных организмах, как и тяжелые металлы, далее по пищевым цепям попадать в растения, зерновые культуры, в организм животных и человека.

3. Основными источниками загрязнения воды являются отходы промышленных предприятий, бытовые сточные воды, а также нефтепродукты и токсиканты. Основными загрязняющими веществами считают белки и продукты их гниения (индол, скатол), сахарозу (продукт целлюлозно-бумажной промышленности), синтетические детергенты, кислоты, щелочи, свинец, ртуть. Загрязняют водную среду и пестициды в результате утечки с производств и смыва с полей. Такое влияние на пресную воду приводит к эвтрофированию водоемов (цветению воды) и соответственно увеличению количества бактерий, общей деградации и непригодности воды для употребления. Поэтому в ряде стран уже ощущается недостаток в пресной воде.

4. Одной из наиболее острых проблем, особенно в индустриальных центрах, стало загрязнение воздушной среды. Так, ежегодно в атмосферу выбрасывается более 220 млн т загрязняющих веществ. В больших городах атмосфера загрязнена частичками пыли, песка, дыма, копоти. Среди наиболее вредных химических поллютантов указываются окислы серы (SО₂, SО₃), азота (NО₃, NО₂), окись углерода (СО), сероводород, озон, свинец, относящиеся к наиболее распространенным факторам риска на городских территориях, а также некоторые другие вещества – ароматические амины, органические спирты, соли тяжелых металлов, являющиеся экологически значимыми в формировании патологий городского населения. Источниками атмосферных загрязнений являются промышленные предприятия, коммунально-бытовой сектор, автомобильный транспорт.

Загрязнение воздуха, почвы и вод не может не сказаться на состоянии организма человека, взаимодействующего с этими средами.

Факторы окружающей среды, воздействующие на человека, можно рассматривать как стимулы, на действие которых организм отвечает реакцией. В большинстве случаев общие физиологические реакции организма человека на загрязнение окружающей среды рассматриваются либо с учетом комплексного воздействия различных факторов, либо как ответ организма на действие определенных химических веществ.

5. Влияние на организм вредных веществ. Начальные стадии воздействия чужеродных веществ (ксенобиотиков) довольно хорошо известны. Проникая в организм, ксенобиотики активно адсорбируются на поверхности клеток, транспортируются через клеточные мембраны, а затем аккумулируются в разных органах и тканях, оказывая воздействие на молекулярном, клеточном и тканевом уровнях. При непосредственном воздействии на организм токсичных веществ, содержащихся в воздухе, общую цепь событий можно представить следующим образом.

• Попадание веществ в организм приводит к мобилизации дыхательной системы, обеспечивающей активное выведение химических веществ.

Продукты сгорания и выбросы выделяются в атмосферу в виде частиц и суспензий. В момент вдоха загрязняющие вещества поступают в организм через рот и нос. Газы (SО₂, NО₂, О₃, СО), чем менее растворимы, тем глубже проникают в организм. Некоторые газы (SО₂) адсорбируются на пылевых частицах и с ними попадают в дыхательные пути. Глубина проникновения твердых частиц зависит от их размера. Так, частицы пыли (более 10 мкм) задерживаются в полости носа и верхних дыхательных путях, а частицы размером от 3 до 10 мкм осаждаются на уровне трахеи и бронхов, еще более мелкие частицы достигают легочных альвеол. Эти частицы приводят к нарушению респираторных функций, поскольку вызывают раздражение слизистых верхних дыхательных путей и бронхов. Раздражение может спровоцировать выброс гистаминов, что, в свою очередь, приводит к сужению бронхов.

Одним из основных факторов физиологических сдвигов и структурных изменений в легких считают серную кислоту (H₂SО₄). Полагают, что кислые аэрозоли осложняют функционирование дыхательных путей за счет ослабления буферных свойств слизи и абсорбции ею иона H⁺. Закисление слизи, содержащей большие концентрации белков (и гликопротеидов), приводит к повышению ее вязкости, что влияет на функции легких. После насыщения слизи ионы Н⁺ реагируют с эпителием, повышая его проницаемость, что делает эпителий более чувствительным к воздействию инфекции. Суспензии твердых частиц, попадающие в глубокие отделы легких, оказывают цитотоксический эффект в системе аэроэпителиального барьера, вызывают гипоксию из-за образования НbСО, к которой наиболее чувствительны сердце и головной мозг. Влияние H₂SO₄ усиливается присутствием в атмосферном воздухе таких веществ, как SО₂, NО₂, О₃. Так, H₂SO₄ вместе с SO₂ могут быстрее вызывать бронхоспазм и ухудшать проходимость дыхательных путей.