Экология

Лекция 1.doc

Предмет экологии человека. Цель, задачи и содержание дисциплины. Место в системе наук.

Впервые термин экология человека появился в1921 г. в работе американских исследователей Р. Е. Парка и Э. B. Берджеса, которые использовали его в социологических исследованиях.

Экология человека — это наука, изучающая закономерности взаимодействия человека как биосоциального существа со сложным многокомпонентным окружающим миром, с динамичной, постоянно усложняющейся средой обитания, проблемы сохранения и укрепления здоровья.

Не утратило актуальности и краткое, но емкое определение экологии человека, данное в первой половине века.

Экология человека — это наука, изучающая закономерности взаимодействия человека с человеком и с окружающей его средой, то есть, иначе говоря, — условия жизни человека и их влияние на человеческий организм .

Исследование биосферы, ее временных и пространственных составляющих, влияние на нее антропогенных факторов не может изучаться в отрыве от человека, человеческих популяций, человечества в целом.

Экология человека изучает антропосистемы различного уровня — от глобального до локального и микролокального. Вся планета Земля с ее воздушной оболочкой и ближним космосом может быть единым объектом изучения экологии человека. Глобальную антропоэкосистему можно рассматривать как антропоэкосферу, представляющую собой многомерное пространство, которое охватывает всю поверхность Земли и состоит из биосферы (в трактовке В. И. Вернадского), с включенными в нее всеми населяющими планету людьми (человеческим обществом), которые, используя природные ресурсы планеты с помощью технических средств, находятся с ней в сложных противоречивых отношениях. Антропоэкосфера состоит из антропоэкосистем более низкого уровня, вплоть до элементарной, в качестве которой может выступать ограниченное пространство с находящейся в его пределах небольшой группой людей. Но наиболее частым объектом антропоэкологических исследований бывают территориальные комплексы различного масштаба.

В рамках экологии человека выделяются такие разделы, как экология города (урбоэкология), техническая экология. экологическая этика. психологическая экология, этноэкология, палеоэкология, медицинская экология и т. п.

Экологию человека рассматривают как аналог аутэкологии в пределах экологии животных (воздействие на организм и его реакции) и с позиций взаимодействия антропосистемы со средой жизни. Многоаспектно понимание социальной экологии. С точки зрения Н. Ф. Реймерса, разделение этих дисциплин проще всего произвести по дуалистическим качествам самого человека. Когда речь идет об индивиде, репродуктивной группе – это экология человека; когда рассматривается социальный ряд – личность, семья и т. д. — это социальная экология; объединение научных отраслей, изучающих связь личности, семьи и других социальных групп с природой и социальной средой – это есть синэкология человека.

Для объединения экологии человека и социальной экологии может служить термин «социально-экономическая экология человека», или «антропоэкология». Глобальная экология человека исследует взаимосвязь «природа — человеческое общество» в планетарном масштабе. К социальной экологии тесно примыкаетэкология культуры. Она исследует влияние на человека культурной среды обитания, в которую включают материально-духовную среду жизни (от культурных ландшафтов и архитектуры до литературы). В последнее время возникло понятие «экология духа», включающее среду морали, воззрений, духовности человека. Здесь смыкается цикл естественно-научных и гуманитарных знаний на философском уровне. Экологию человека на всех стадиях исторического развития интересует следующее

численность отдельных общностей людей и всего человечества;

возрастная и половая структура общностей;

уровень здоровья людей, который может быть выражен через среднюю продолжительность жизни, наиболее характерные болезни и распространенные причины смерти;

специфика питания людей каждой эпохи, калорийность пищи, способы ее приготовления;

тип трудовой деятельности, механизмы и орудия труда, источники энергии, используемые в хозяйстве и быту;

система расселения;

культурные и гигиенические навыки.

Анализ указанных выше характеристик позволяет получить знание некоторых важных величин, которые в количественной форме отражают взаимодействие человека со средой его обитания.

Среди многочисленных показателей, отражающих социально-экономическое состояние страны или региона, важная роль принадлежит показателям качества здоровья населения. Общественное здоровье формируется и поддерживается всей совокупностью условий повседневной жизни. Условия, обстоятельства, конкретные причины, более других ответственные за возникновение и развитие болезней, получили название «факторов риска». На формирование популяционного здоровья влияют следующие факторы и их группы: 1) природные условия (климат, поверхностные и подземные воды, геологическое строение территории, почвенный покров, растительность и животный мир); 2) образ жизни и социально-экономические условия; 3) загрязнение и деградация окружающей среды; 4) производственные условия. Доля тех или иных факторов риска в формировании уровня здоровья представлена в табл.

Наука, техника, архитектура, транспортные средства, санитарная инфраструктура способствовали созданию «брони цивилизации». которая должна защитить человека от негативных воздействий природных условий. В наибольшей степени «броня цивилизации» развита в современных больших городах, но там наряду с «броней» широко распространены так называемые «болезни цивилизации » (гипертоническая болезнь, ишемическая болезнь сердца, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, диабет, бронхиальная астма, болезни обмена веществ, неврозы, психические расстройства и др.), которые связаны с гиподинамией, перееданием, эмоциональными стрессами, шумом и пр.

Здоровье населения в значительной мере зависит от техногенных факторов. В числе отрицательных последствий их воздействия на население: снижение работоспособности и социальной активности условно здоровых людей; появление генетических нарушений, приводящих к возникновению наследственных болезней (генотоксический эффект) и угрожающих не только ныне живущему, но и будущим поколениям; возникновение онкологических заболеваний (их число во всем мире постоянно нарастает); ухудшение здоровья детей, живущих в загрязненных районах; увеличение числа острых и хронических заболеваний у трудоспособного населения и повышение в этой связи числа случаев невыхода на работу по болезни; сокращение продолжительности жизни людей на территориях с высоким уровнем загрязнения среды обитания.

Среди факторов риска – выбросы промышленности и автотранспорта в атмосферный воздух, технические стоки в поверхностные и подземные воды, бытовые и производственные свалки, ядовитый дым и ядовитые стоки которых также поступают в среду обитания человека. Здоровье людей, занятых в сельском хозяйстве, зависит от факторов риска, связанных с природными условиями места жительства и видом деятельности.

^ Историческое единство окружающей среды и здоровья человека.

Существует устойчивое мнение, что экологическая ситуация в далеком прошлом значительно отличалась от современной в лучшую сторону. Однако многочисленные локальные исследования древних культурных слоев и погребенных почв это предположение подтверждают далеко не всегда [1]. Анализ микроэлементного состава культурных слоев выполнялся рентгенофлюоресцентным методом в Почвенном институте им. В. В. Докучаева РАН. Интерпретация данных химического состава проб из различных археологических объектов требует знаний как о среднем содержании каждого химического элемента (кларка) в земной коре, так и о его подвижности (миграции) в конкретных ландшафтно-геохимических условиях. Например, содержание марганца в культурных слоях во многом определяется застоем воды (марганец становится подвижным и легко выносится) или хорошей аэрацией (в этом случае он теряет подвижность и накапливается, но обычно в небольших количествах). Вместе с тем анализы вещества из древних печей часто показывают высокую концентрацию марганца. Это связано с тем, что в золе многих деревьев (особенно берез) среднее его содержание составляет 700 мг/кг, а если деревья росли во влажных условиях, концентрация этого элемента увеличивалась в десять раз. При сжигании растений накопившийся марганец частично улетал с дымом, а частично накапливался

в золе (табл.1).

Выявленные в горизонте XVII в. в районе пер. Большого Головина повышенные концентрации мышьяка, свинца и меди несомненно связаны с металлургическим производством, которое было расположено рядом. Об этом свидетельствует как совместное накопление этих элементов, так и появление циркония, поступающего с песком, обогащенным минералом цирконом. Такой песок особо ценится в формовочном литье.

В исследованном раскопе близ домов 17.19 по ул. Рождественка заметно высокое содержание цинка, меди и свинца. При этом содержание циркония низкое (табл.1).

Вероятно, такое распределение элементов также связано с металлургическим производством, но находившимся на значительном расстоянии. При выплавке меди цинк и свинец улетучиваются вместе с отработанными газами, однако затем конденсируются и осаждаются.

В других районах средневековой Москвы (например, в северо-западной части Китай-города) геохимическая ситуация была иной. Мы исследовали раскоп у церкви Живоначальной Троицы, что в Старых полях сейчас это район Кучкова Поля. Исходное содержание макро - и микроэлементов в почвах у храма довольно бедное. Об этом можно судить по составу исходной почвы (табл.1). Концентрация меди, цинка, свинца и других микроэлементов в почвах меньше их средней концентрации в земной коре. Это связано с промывным водным режимом (преобладанием выпадения осадков над испаряемостью) и слабокислой реакцией почвенных растворов. Содержание меди в природных почвах 10.20 мг/кг (при кларке 65 мг/кг). Именно такие низкие значения и следует считать природным фоном. В культурных слоях реакция меняется на слабощелочную. Медь и другие металлы в нейтральной среде малоподвижны и не могут поступать сверху. Увеличение концентрации меди в культурных слоях свидетельствует об активном ее использовании в древней Москве. В культурном слое у Троицкой церкви содержание меди колеблется от 39 до 83 мг/кг, что может быть связано со специфической хозяйственной деятельностью. Известно использование медного купороса для защиты стен зданий (в данном случае церкви) от плесени. В изученных культурных слоях отмечается совместное накопление меди, цинка и мышьяка (табл.1, 2). В прошлые века активно выплавлялась мышьяковистая бронза, сплав меди и мышьяка с добавлением свинца, цинка и других металлов [3]. Кроме того, мышьяк использовался как депилятор при выделке кож и для защиты жилищ (особенно подвалов) от мышей и крыс. Интересно, какая геохимическая ситуация в те далекие времена была на территории Кремля, где жили знатные люди? Результаты химических определений (табл.2) показывают незначительное повышение содержания микроэлементов в культурных слоях и других отложениях рядом с Архангельским собором.

В какой степени геохимическая среда, продукты питания, хозяйственная деятельность и особенности быта влияли на здоровье и поведение древних москвичей отчасти можно установить, изучая их костные останки. Костная система, участвуя в обмене веществ (особенно минеральном), способна быстро отдавать в кровь свои соединения и тем самым поддерживать гомеостаз внутренней среды.

Анализ микроэлементного состава костных останков также выполнялся в Почвенном институте рентгенофлюоресцентным методом, позволяющим полностью сохранить исследуемый объект. Сравним микроэлементный состав костной ткани простых и знатных москвичей средневековья (табл.3, 4). Для того чтобы выяснить влияние химического состава саркофагов, в которых были захоронены знатные женщины, был определен и химический состав саркофагов (табл.5). Люди, похороненные у Троицкой церкви, проживали и работали на всей территории Кучкова Поля. Поэтому при интерпретации полученных данных следует учитывать также данные геохимических исследований слоев из раскопов в пер. Большой Головин и на ул. Рождественка.

Почти во всех захоронениях отмечается повышенное содержание марганца. Он присутствует во всех органах и тканях живых людей. Наиболее богаты им печень, щитовидная железа и скелет. Суточная потребность в марганце составляет 3.8 мг. Если продукты питания и вода не обеспечивают такое его содержание, может развиться анемия и нарушение минерального обмена костной ткани [4]. При постоянном избыточном поступлении марганца в организм возможно изменение психической деятельности: снижение активности, памяти, сужение круга интересов, нарастание астении, возникновение насильственных эмоций (плача или смеха) [5].

В костной ткани простых москвичей часто устанавливалось повышенное количество цинка, что могло быть связано как со специфической диетой русских людей средневековья, часто употреблявших в пищу овес и горох, содержащие этот элемент (табл.6), так и с местом их обитания близ металлургических производств. Токсичность соединений цинка невелика. Он необходим для нормального роста и развития растений и животных. Пониженное же его содержание в московских почвах (30.40 мг/кг при норме 75 мг/кг) могло приводить к замедленному физическому развитию и некоторому снижению роста.

Свинец – элемент, поражающий печень, почки, периферическую и центральную нервную систему и, следовательно, влияющий на поведенческие реакции [4]. При небольших, но длительных поступлениях свинца в организмы подопытных мышей, у последних возрастало число вертикальных вставаний и горизонтальных перемещений [5]. У людей такие поступления могут вызывать беспокойство, «охоту к перемене мест». Если повышенное содержание свинца в костной ткани простых москвичей встречается лишь периодически, то у знатных, особенно дам, оно постоянно. Одна из причин попадания в их организм вредных веществ – использование токсичных косметических средств, широко распространенных в Европе в средние века. Кроме того, для оформления интерьера жилищ использовали свинцовые краски для оконных переплетов. Об этом писал в конце XVIII в. Российский исследователь К. Ф. Борн: «А окрашивание деревянных частей свинцовыми красками должно происходить задолго до вселения, так как они загрязняют воздух» [7].

Опасны для людей были и мышьяковистые краски, которыми красили стены: королевская желтая (измельченный аурипигмент), желтая (мышьяк с серой), браунгшвейгская зелень (100 частей медного купороса, 25 мышьяковистого ангидрида и 10 частей кальцинированного поташа), зелень Шееле (кислая медная соль мышьяковой кислоты). К тому же в сырых помещениях плесневый гриб Penicillum brevicaule перерабатывал мышьяковистые краски в ядовитый газ с чесночным запахом триметиларсин. Мышьяк, как и любой другой микроэлемент, необходим для нормального функционирования организма. Он в небольших количествах благотворно влияет на процессы кроветворения, обмен веществ, скорость роста тканей, толщину костей, но при его избытке поражается сердечная мышца, нервная система, нарушается обмен веществ. В картине хронического отравления соединениями мышьяка первое место занимают поражения кожи и слизистых оболочек верхних дыхательных путей, периферической нервной системы. Тем не менее в средневековье

мышьяковистые лекарства широко применялись для лечения ангин и возвратного тифа.

Лекарства (в основном мази), при изготовлении которых использовали свинец, ртуть и мышьяк, были постоянным источником накопления вредных для средневекового человека веществ. Это были дорогие лекарства, и использовать их могли только состоятельные люди.

Начало применения ртути с лечебной целью в Европе относится к X в. а сравнительно широко ее стали использовать с XV. XVI вв. Следует упомянуть об одной редкой находке в Кремле. В 1843 г. при строительстве ледников в склоне Боровицкого холма (на Подоле, недалеко от церкви Константина и Елены) были найдены два сосуда. В первом, металлическом, лежали грамоты времени правления Дмитрия Донского. Во втором, представлявшем собой сфероконус из закаленной глины, находилась ртуть [8]. Это говорит о том, что ртуть использовали на Руси, и в частности в Москве, уже в XIV в. В костной ткани знатных людей отмечается значительное количество ртути. Небольшие ее поступления усиливают фагоцитарную

активность лейкоцитов крови и повышают интенсивность теплообмена. Поэтому ртуть в средневековье применялась для лечения многих болезней. Однако накопление ее в организме чрезвычайно опасно. Она концентрируется в костном мозге, печени, селезенке, почках. При отравлении содержание ртути в мозге может увеличиваться в 20.30 раз!

Таким образом экологическая ситуация в Москве, как и в других городах средневековья, была непростой. Причем это связано не только с производствами, в которых отсутствовала какая-либо очистка, но и с бытом древних москвичей. Для определенных социальных групп свойственны избыточные поступления разных элементов, влиявших на здоровье и поведение людей.