А. Е. Аствацатуров. Инженерная экология 3 страница

Солнечная энергия, получаемая океаном, способствует активному испарению воды, которая затем перераспределяется в системе "атмосфера - гидросфера". Водяной пар, непрерывно поступающий в атмосферу, создает наряду с углекислым газом так называемый "парниковый эффект", который состоит в том, что некоторые газы, в основном углекислый (значительно в меньшей степени метан, закись азота и другие газы), и пары воды, находясь в атмосфере, затрудняют отдачу тепла с поверхности Земли в окружающую среду и действуют как стекло или пленка в теплице. Роль водяного пара в парниковом эффекте значительна, ибо эти пары перехватывают и поглощают инфракрасное (тепловое) излучение Земли, создавая как бы мощное покрывало планеты. Таким образом, связь гидросферы с атмосферой оказывает существенное влияние на изменение климата планеты, и в этих процессах важны тепловые свойства воды (определяющим здесь является аномальная удельная теплоемкость воды). Благодаря высокой удельной теплоемкости воды, на континентах нет резких перепадов температур зимой и летом. Вместе с тем, колебания теплозапасов в мировом океане, изменения интенсивных океанских течений и массы морских льдов неизбежно ведут к глобальным изменениям погоды. В этой связи изучение взаимодействия океана и атмосферы является одной из важнейших задач современной метеорологии и смежных с ней наук.

Круговорот воды, несмотря на постоянную зависимость от климатических условий, сам в значительной мере воздействует на формирование климатических условий на Земле.

Вода на планете находится в непрерывном движении и изменении своего состояния, постоянно происходит водообмен между различными составными частями гидросферы. Благодаря мировому круговороту, происходит неуклонное обновление запасов воды с различной скоростью. Так, воды мирового океана обновляются за 2 млн. лет, почвенная влага примерно за 1 год, вода в реках за 12 суток (т.е. 30 раз в год), а пары в атмосфере за 9 суток (т.е. 40 раз в год).

Круговорот воды между сушей и океаном через атмосферу состоит из несметного количества частных круговоротов и "фильтросистем", включая и биосферный фильтр. Пройдя циклы круговоротов и систем фильтров, вода в конечном счете снова оказывается в главном своем хранилище - Мировом океане. Огромную роль в процессе возобновления запасов воды играет сформировавшаяся в результате эволюции система очистки (природные фильтры), через которые воды гидросферы постоянно пропускаются с различной скоростью. Примером таких очистных природных массивов могут служить: земная кора, через которую проходит значительная часть воды гидросферы, обновляясь и снова включаясь в природные воды; атмосфера, в которую вода поступает в парообразном состоянии и в новом качестве возвращается обратно в гидросферу в виде осадков; наконец, биосфера, пропускающая огромное количество воды через систему всех живых организмов Земли.

Биосфера нашей планеты включает в себя биосферу суши и океана, основную массу которых составляют фотосинтезирующие организмы. Водные растения непрерывно очищают воду, проходящую через их поверхность, а на суше растения транспирируют воду, т.е., получая ее из почвы, отдают в атмосферу в виде пара при испарении с крон (рис.2.4). Системой транспирации на суше являются леса, поверхность листвы которых специалисты оценивают следующим образом: на каждый квадратный метр поверхности почвы лес создает 5,7 м листовой поверхности, зрелый еловый лес - 11 м, влажные тропические леса 22 м, саксауловый лес пустыни - 0,1 м, мхи и лишайники тундры - 2 м (при оценке следует также учесть, что почвенная влага от осадков проходит в основном через микроорганизмы и грибы, которые также очищают воду и значительно влияют на повышение интенсивности биосферной очистки). В океанской воде заросли водорослей всех видов и одноклеточные водоросли создают суммарную площадь поверхности очистки, равную 100 м2 в слое толщиной 100 м, по современным оценкам морские организмы (с учетом мельчайших планктонных организмов) пропускают через себя в течение одного года объем воды, равный двум Мировым океанам.

Рис.2.4. Схема круговорота воды

Круговорот воды, пронизывающий глобальный комплекс "суша - Мировой океан - атмосфера", представляет собой чрезвычайно сложную систему, в которую входят отдельные (составные) круговороты с природными очистными системами (см.рис.2.4). Непрерывный круговорот воды в природе весьма важен как процесс, обеспечивающий сушу пресной водой, от которой зависит жизнь и хозяйственная деятельность человека.

Пресными считают воды с минерализацией до 1 г/л, солоноватыми – до 1-3 г/л, солеными – до 3-36 г/л, рассолами - с минерализацией более 35 г/л. Основные запасы пресной воды сосредоточены в гигантских кладовых планеты: ледниках и различных снежно-ледниковых массивах, а также под землей - около 99,2% запасов пресной воды на Земле. В качестве главного источника пресной воды на протяжении длительного исторического периода человек использует речные воды, скорость возобновления которых около 12 дней.

Следующий крупный источник пресной воды - это подземные воды, использование которых по объему составляет не более 20% от количества воды, получаемой из рек, по причине, связанной с тем, что извлечение подземных вод сложнее и дороже, чем забор поверхностной речной воды. Почти не используются пресные воды болот. Специалисты считают неверным представление о болотах как о "гнилой" воде, эта вода стерильна из-за довольно высокого содержания фенолов. Благодаря этому качеству в прошлом болотную воду брали в виде запаса питьевой воды на корабли.

2.3.3. Круговорот углерода

Сложная система круговорота воды в гидросфере создала глобальный планетарный механизм непрерывного перемещения веществ за счет эрозии от наивысших уровней ландшафтов к уровню моря и далее в океан и другие водоемы. В этом разнородном процессе круговорота воды участвуют не только горные породы и органические элементы, но и различные растворенные и газообразные вещества, в том числе и углерод в форме углекислого газа (СО2).

Пожалуй, круговороты двуокиси углерода (СО2) и воды представляют собой самые важные для человечества глобальные биогеохимические процессы циркуляции веществ. Сейчас во всех системах экологического мониторинга развитых стран создана сеть измерительных станций для определения существенных изменений в круговоротах СО2 и N2О, от которых во многом зависит будущее Земной цивилизации. Важнейшей задачей специалистов нашего времени является решение проблемы полного контроля всех основных путей движения воды и СО2 в круговороте.

В процессе биохимического круговорота в доиндустриальный период в воде происходило поглощение СО2 первичными живыми организмами (бактериями, цианобактериями, сине-зелеными водорослями), в которых благодаря солнечной энергии обеспечивалась реакция соединения углекислого газа и воды с выделением кислорода: СО2+Н2О=СН2О+О2.

За последние сто лет содержание СО2 постоянно увеличивается за счет антропогенных загрязнений среды, связанных с развитием сельского хозяйства, промышленности, интенсивного сжигания горючих ископаемых, сведения лесов и т.д. (рис.2.5 - новые антропогенные, связанные с деятельностью человека, поступления показаны штриховой линией).

Рис.2.5. Круговорот двуокиси углерода (CO2)

Постоянно возрастающее потребление горючих ископаемых, с одной стороны, и уменьшение поглотительной способности - с другой, ведет к постепенному возрастанию содержания СО2 в атмосфере. Динамика увеличения содержания СО2 свидетельствует о возможных изменениях климата Земли.

Примерно в 1800 г. в атмосфере планеты содержалось около 290 частей СО2 на миллион (0,29%); после точных измерений, проведенных в 1958г, содержание СО2 составило 315, а в 1980 - 335 частей на миллион. В случае увеличения вдвое содержания СО2 по сравнению с доиндустриальным уровнем можно ожидать потепление климата Земли, температура в среднем повысится на 1,5-4,50С, и это, наряду с подъемом уровня моря (в прошлом веке он поднялся примерно на 12 см) и изменением распределения осадков, может погубить сельское хозяйство.

В круговороте необходимых для сохранения жизни элементов и неорганических соединений СО2 отличается летучестью и хорошей растворимостью. Благодаря этим качествам даже небольшая концентрация углерода в атмосфере не лимитирует развитие жизни. Но есть лимитирующие жизнь элементы: фосфор, азот, калий - на суше, а в воде, дополнительно, и кремний. Поэтому круговорот воды в биогеохимическом цикле, содержащем важные для жизни элементы, лимитирует развитие жизни. В случае резкого снижения оборотов указанных элементов в воде (или замедление этого процесса) по тем или иным причинам наступает биологическая катастрофа, влекущая за собой гибель огромного количества живых организмов от фитопланктона до крупных морских рыб, животных и птиц.

Помимо СО2, в атмосфере присутствует еще два углеродных соединения: окись углерода СО - около 0,1 части на миллион и метан CH4 - 1,6 части на миллион. Оба эти вещества, СО и СН4, образуются при неполном разложении органических веществ, а в атмосфере оба окисляются до СО2. Накопление смертельного яда СО2 для человека в атмосфере городов с интенсивным автомобильным движением становится все более угрожающим. Опасная для здоровья человека концентрация СО2, до 100 частей на миллион, становится частой в районах с большим движением автотранспорта.

Невредно напомнить, что курильщик, потребляющий пачку сигарет в день, получает до 400 частей на миллион, вследствие чего содержание оксигемоглобина в его крови уменьшается на 3%, а это приводит к болезням, связанным с нехваткой кислорода: анемии и тяжелым заболеваниям сердечно-сосудистой системы.

Углекислый газ СО2 обладает свойствами летучести и легкой растворимости, особенно в морской воде. Эти качества позволили СО2 так же, как и воде, иметь свой круговорот непосредственно между атмосферой и гидросферой. В таком глобальном круговороте СО2 атмосферная часть его незначительна в сравнении с количеством углерода, содержащегося в океанах, в ископаемом топливе и других хранилищах природы. По причине антропогенных выбросов (сжигание горючих ископаемых, поступление от сельского хозяйства и сведения лесов) в текущем столетии содержание СО2 постоянно растет.

Существует много различных мнений о причинах обогащения атмосферы углекислым газом. Сюда входят процессы фиксации СО2 сельскохозяйственными культурами, которые не возмещают количество высвобожденного углекислого газа, и сжигание горючих и другие явления антропогенного характера. Но с тем, что леса - важные накопители углерода, ибо в биомассе "зеленых легких" планеты содержится в 1,5 раза, а в гумусе в 4 раза больше углерода, согласны все. Полагают, что более 2 млрд. лет назад, когда на Земле появилась жизнь, в атмосфере было много СО2 и очень мало О2. За геологическое время в атмосфере постепенно увеличилось содержание кислорода и уменьшилось количество СО2, чему способствовали геологические и химические процессы.

Вечная космическая "солнечная энергия" непрерывно и бесконечно перекачивает воду из Мирового океана. В этом удивительно отлаженном природой процессе - круговороте воды в гидросфере - активным участником становится жизнь. В свою очередь, жизнь в биосфере, используя воду океана и солнечную энергию, создала свой круговорот: Великий цикл, включающий в себя построение и развитие живого органического вещества, которое в дальнейшем будет разложено на простые составляющие, участвующие в вечном круговороте.

После того как живые существа погибают, грибы и микробы разлагают их на простые вещества, в частности воду и углекислый газ. Так осуществляется круговорот углерода, при котором за несколько лет (6-7 лет) весь углерод, содержащийся в атмосфере, транспортируется сквозь биосферу. Таким образом, такое глобальное свойство гидросферы, как ее круговорот, необходимо для получения в природе углерода и других важных для жизни элементов.

Фундаментальный характер взаимосвязи живого вещества с геологическими процессами в биосфере (в соответствии с теорией биологического единства) В.И.Вернадский выразил в следующей чрезвычайно важной мысли: Земная оболочка, биосфера, обнимающая весь Земной шар, имеет резко обособленные размеры, в значительной мере они обуславливаются существованием в ней живого вещества - она им населена. Между ее косной "безжизненной" частью и живым веществом, ее населяющим, идет непрерывный материальный и энергетический обмен, материально выражающийся в движении атомов, вызванном живым веществом. Этот обмен в ходе времени выражается закономерно меняющимся, непрерывно стремящимся к устойчивости равновесием. Оно пронизывает всю биосферу, и этот биогенный ток атомов в значительной степени ее создает. Так неотделимо и неразрывно биосфера на всем протяжении геологического времени связана с живым, заселяющим ее веществом. В этом биогенном токе атомов и связанной с ним энергией проявляется планетарное, космическое значение живого вещества. Рассматривая единство биологических и геологических процессов, В.И.Вернадский ставит вопрос о путях появления живого вещества и дальнейшей эволюции планетарной среды в качестве атмосферы и литосферы.

Очевидно, что "живое вещество" в процессе эволюции "вжилось" в гидросферу, стало ее составляющей, активно участвующей в глобальном круговороте. Жидкая среда живого организма, в частности гидросфера человека, - одно из звеньев этой составляющей.

2.3.4. Круговорот азота

Атмосферный воздух на 78% состоящий из азота, представляет огромный объем планетарной системы, куда азот поступает благодаря денитрофицирующим бактериям и водорослям. Частично этому содействуют электрические разряды в атмосфере. Процессы, из которых складывается сложный круговорот азота - это ассимиляция, нитрификация, денитрификация, разложение, выщелачивание, вынос, выпадение с осадками и т.д. Организмы и большинство зеленых растений нуждаются в различных химических формах азота. Растениям требуется азот в форме нитрат-ионов(NO3-) и ионов аммония (NO4+). Животные удовлетворяют большую часть своих потребностей в азотных питательных веществах, поедая зеленые растения или травоядных животных. Газообразный азот (N2) ни растениями, ни людьми, ни большинством других организмов непосредственно не может быть использован. В природных условиях газообразный азот преобразовывается в растворимые в воде соединения, содержащие нитрат-ионы и ионы аммония, которые усваиваются в процессе круговорота корнями растений. Неорганические нитрат-ионы и ионы аммония преобразуются растениями в белки, ДНК и другие органические соединения.

Круговорот азота в биосферных процессах показан на рис.2.6 в виде упрощенной диаграммы.

Рис.2.6. Упрощенная диаграмма круговорота азота

Преобразование атмосферного газообразного азота в различные химические соединения в растениях называется фиксацией азота. Выброс соединений азота (нитриты, нитраты) в атмосферу и промышленная фиксация азота, поступающая в пахотные земли в виде удобрений, непосредственно связаны с деятельностью человека. Количество таких азотных соединений настолько велико, что его сравнивают с количеством природной фиксации азота в атмосфере. Цикличность перемещения и виды микроорганизмов, участвующих в процессах обмена азотом между организмами и средой показаны на рис.2.7. В процессе круговорота азот протоплазмы переводится из органической в неорганическую форму благодаря деятельности различных бактерий - редуцентов. Часть азота переводится на определенном этапе круговорота в аммиак и нитрат - соединение, наиболее пригодное для жизнедеятельности растений.

ис.2.7. Циркуляция азота в системе «организмы - окружающая среда»

В чем же состоит вмешательство человека в круговорот азота?

1. Сжигание ископаемого топлива и древесины, сопровождающееся выбросом в атмосферу оксида азота (NO). Соединяясь с кислородом атмосферы, оксид азота образует NO2 - диоксид, а при взаимодействии с водяным паром образуется азотная кислота (HNO3), которая становится частью кислотных осадков, отравляющих жизнь растений и организмов.

2. Выделение в атмосферу " парникового" газа - закиси азота (N2О) в результате действия бактерий на удобрения и отходы животноводства.

3. Сбросы нитратов и аммония в водоемы с животноводческих ферм, коммунально-бытовые стоки, что приводит к массовой гибели рыб.

4. Вынос из почвы нитратов и аммония при сборе урожая сельскохозяйственных культур, перенасыщенных азотом.

2.3.5. Круговорот фосфора

осфор встречается в значительно меньших химических формах, чем азот, поэтому круговорот фосфора, показанный на рис.2.8, по структуре проще циклов азота. Неотъемлемый элемент протоплазмы – фосфор - циркулирует, переходя из органических соединений в фосфаты, используемые растениями. В отличие от азота, сферой размещения для фосфора служит не атмосфера, а горные породы и другие отложения литосферы.

^ Рис.2.8. Схема круговорота фосфора

В своем круговороте фосфор постепенно перемещается из фосфатных месторождений на суше и мелководных осадков к живым организмам и обратно. Животные обогащают свой организм необходимым фосфором, поедая растения или животных. Большая часть фосфора возвращается в виде отходов или продуктов разложения в почву, в реки, на дно океана в качестве осадочных пород. С поверхности суши в океан смывается большое количество фосфатов в результате антропогенной деятельности. Часть фосфора возвращается на сушу в виде гуана (помета птиц), обогащенного фосфором экскрементов питающихся рыбой птиц. Важную роль играют и многолетние геологические процессы. Из диаграммы на рис.2.9 видим, что в данном случае бактерии играют меньшую роль, чем в рассмотренном ранее круговороте азота. Фосфор входит в состав молекул, в том числе ДНК, молекул жиров, а также в состав костей и зубов животных.

Геологический выброс (млн.лет)

Разработка Кости и зубы

недр

Разработка недр

Выщелачивание Отходы

Стоки и

эрозия

Выщела-

чивание

Птицы Речные разложения Отходы и разложения

питающиеся рыбой

Выпадения из

круговорота

Кости и зубы

Р

ис.2.9. Упрощенная диаграмма круговорота фосфора

(по Т.Миллеру, 1993г.)

^ 2.4. Экология человека

Систему, состоящую из определенной группы живых существ и среды, в которой эта группа обитает, часто называют экосистема.

Экосистема - одно из основных биологических понятий, характеризующих реально существующее сообщество, которое удовлетворяет свои нужды в динамической взаимосвязи со средой. Под экологией человека понимают экологию всей экосистемы в целом, рассматриваемой с позиции роли в ней "человеческой компоненты". Вид Homosapiens представляет собой глобальную систему популяций, существующих в самых разнообразных условиях нашей планеты.

Экология человека изучает процессы и закономерности возникновения и развития антропоэкологических систем, удовлетворяющих на этой основе свои потребности. Антропоэкологические системы это сообщество людей, состоящих в динамической взаимосвязи с окружающей средой - непрерывном обмене веществами и энергией. Для успешного существования в определенных условиях необходимы приспособления к среде обитания. Эти приспособления называются адаптациями и присущи не только человеку, каждому в отдельности, но и группе или сообществу людей.

Адаптация (от лат. adaptation - приспособляю) - одно из уникальных свойств живого: приспособление организмов к условиям среды. Способность к адаптации, к саморазвитию, совершенствованию в широко изменяющихся условиях окружающей среды при постоянном воздействии многообразных возмущающих факторов является существенным отличием всего живого от самых гениальных инженерных творений человека.

Среда - это совокупность окружающих условий, в которых обитает сообщество. В нее входят биотические и абиотические компоненты, в том числе растительный и животный мир, климат, особенности рельефа, средства сообщения и т.д. Приспособляемость к среде - процесс двусторонний: с одной стороны, это изменение физиологических и социальных функций, с помощью которых удовлетворяются требования среды, с другой - сама среда, ее биотические и абиотические составляющие, которые изменяются, чтобы удовлетворить требования организма. Среда обладает свойством пластичности и постоянно претерпевает определенные изменения. Например, естественная среда после расселения человеческих групп заменялась искусственным окружением, состоящим из жилищ, технических средств, парков и садов, сельскохозяйственных угодий, животноводческих и птицеводческих ферм, городских многосложных сооружений.

Приспособляемость - замечательное свойство всех представителей вида Homosapiens, обладающих способностью проявлять необходимую гибкость своих функций в ответ на изменение условий внешней среды. Это свойство адаптивной системы, которая может приспособляться к изменениям внутренних и внешних условий.

Значение и задача адаптации состоят в сохранении биологического гомеостаза, представляющего, по определению Кеннона, "совокупность устойчивых состояний, поддерживаемых в организме".

Гомеостаз (от греч "гомеос" - равный и "стазис" - состояние) - поддержание постоянства существенных переменных организма (температуры, давления крови, ее состава и т.д.) для обеспечения оптимального режима внутренней среды. Понятие гомеостаза было развито физиологами К. Бернаром и В. Кенноном. Гомеостаз образуется двумя взаимосвязанными процессами - достижением устойчивого равновесия и саморегулированием. Процессы саморегулирования направлены на ликвидацию последствий возмущений в тех или иных системах организма. Это связанно со стремлением организма сохранить основные переменные в физиологических пределах, например, сохранить постоянство внутриклеточных условий, которое необходимо для жизни организма. Устойчивое гомеостатическое состояние организма человека характеризуется определенным пределом изменения температуры человеческого тела, pH крови, уровня сахара, осмотического давления и других показателей. Таким образом, организм приспосабливается к изменениям окружающей среды. Естественно, эта приспособляемость имеет определенные границы, за пределами которых начинаются функциональные отклонения болезни.

В настоящее время на планете среда, в которой мы живем, представляет собой сложное сплетение и взаимопроникновение природных и антропогенных факторов. Этим определяется необходимость введения единого интегрального критерия качества среды с позиции ее пригодности для обитания человека. Таким критерием согласно Уставу ВОЗ (Всемирной организации здоровья), принятому в 1968 г., служит состояние здоровья населения. При изучении экологии человека термин "здоровье" характеризует показатель полного физического и душевного благополучия. Но состояние здоровья непосредственно связанно со средой нашего обитания, это прежде всего, воздух, вода, почва, растительный и животный мир, участвующий в глобальном обмене веществ.

Рассмотрим уже упомянутые антропоэкологические системы, в которых происходит обмен веществами и энергией, связанный с экологией питания.

Из пищи человек получает энергию, которая необходима ему для поддержания обмена веществ, состояния покоя, для нормальной деятельности мышц, для роста и размножения, нормальной температуры тела. Расход энергии, необходимой для удовлетворения этих биологических нужд, достаточно точно известен. Организм взрослого человека в состоянии "покоя" или сна расходует около 300 кДж/ч. В зависимости от характера нагрузки эквивалент работы в джоулях может изменяться примерно от 450 кДж/ч (при легкой работе без особых физических усилий) до 1600-2000кДж/ч при тяжелой работе. Исходя из этого, берется два средних уровня для энергетической характеристики легкой и тяжелой работы, а именно 5000 кДж и 8400 кДж за рабочий день (Дж. Харрисон и др., Биология человека, 1979).

Источники пищи и энергии для человека очень разнообразны. Широкий "ассортимент" источников питания, используемых человеком, обусловлен, прежде всего, способностью организма усваивать и перерабатывать три источника энергии - жиры, белки и углеводы, извлекая их из огромного количества пищевых продуктов. Общее свойство людей любой расы проявляется в высокой приспособляемости к окружающей среде. Человек, по-видимому, в отличие от других живых организмов, легко переносит (не столько психологически, сколько физически) значительные изменения в характере питания.

Пищевые вещества: жиры, белки и углеводы, будучи источниками энергии, выполняют важную функцию в процессах обмена веществ. Жиры, будучи формой хранения энергии в организме, обеспечивают теплоизоляцию тела. Белки содержат аминокислоты, необходимые для роста тканей и их восстановления, а также для синтеза белков, выполняющих в организме различные жизненно важные функции. Углеводы принимают участие практически во всех процессах превращения энергии.

Метаболизм (гр. metabole - перемена) - обмен веществ в организме, совокупность процессов, составляющих анаболизм и катаболизм (процессов, направленных соответственно на образование сложных органических веществ и их распад). Все организмы осуществляют постоянный метаболизм с окружающей средой. Этот обмен веществ выражается в поглощении жидких и твердых материалов (питание), газообмене (дыхание), перемещении соединений (циркуляция), их химическом преобразовании (промежуточный метаболизм), выделении из организма (экскреция).

Для обеспечения обмена веществ организмам необходимо примерно четверть существующих на нашей планете химических элементов. Доминирующее место занимают кислород и водород, которые составляют 88% всех атомов человеческого тела. Широкое распространение получили 2 группы элементов: входящие в состав биохимических соединений (C, N, H, O, P, S) и поддерживающие электролитический баланс тканей (Na, K, Ca, Cl. В) химический состав организмов входят также малые количества других элементов, прежде всего элементов металлов. Вместе с тем, в организм человека постоянно поступают посторонние химические соединения, представляющие опасность для жизнедеятельности организма. Такие вещества поступают в организм прежде всего с продуктами питания.

Пища, съедаемая нами, питает организм энергией и важными веществами, необходимыми для обеспечения нормальных жизненных процессов. Если в организм с пищей попадают токсичные, опасные вещества, то биологический механизм пытается их обезвредить и выбросить. Но ряд веществ организм может вывести только частично, а некоторые не может вывести совсем. После приема внутрь происходит постепенная аккумуляция, т.е. накопление вредных загрязнений, которые со временем достигают опасных для здоровья человека концентраций. Таким образом, вредное действие на организм зависит от дозы загрязнения пищи вредными веществами.

"Все - яд, и только доза делает вещество не ядовитым". Эти слова основателя современной фармакологии, врача, естествоиспытателя и философа Парацельса (1493-1541) свидетельствуют о том, что уже в средние века было известно, что любые вещества, принятые внутрь в большой дозе, могут повредить организму.

Какой же должна быть доза, не угрожающая здоровью, и как ее устанавливают?

В опытах на разных животных определяются дозы, опасные для них при продолжительном приеме внутрь испытуемых веществ. Учитывая, что человек в большинстве случаев чувствительнее к вредным веществам, чем животные, для большей надежности результаты, полученные при опытах, делят на сто. Полученное значение дозы, которую человек может без вредных остаточных явлений принимать ежедневно, принято называть предельно допустимой суточной дозой. Единица измерения этой дозы выражается в миллиграммах на килограмм веса человека.

К числу опасных загрязнений, ненамеренно попадающих в пищевые продукты, относятся микроорганизмы, тяжелые металлы и химические вещества, выбрасываемые промышленными и другими предприятиями, и т.д.

Микроорганизмы могут появляться и жить в потребляемых человеком продуктах, образуя свои токсины, отравляющие любой живой организм. Прекрасной средой для попадания микроорганизмов в пищу являются, например, богатые белком молочные и мясные продукты, если они не защищены от болезнетворных микробов (стерилизация, холодное хранение и другие меры). В продуктах, покрывающихся плесенью, могут содержаться афлотоксины - ядовитые вещества, которые незаметно распространяются по всему продукту (например, по хлебу, колбасе, сыру), и удаление заплесневевшей части путем срезания не защитит от отравления. Серьезную опасность представляют остатки средств защиты растений в пищевых продуктах. Болезни человека и животных, связанные с попаданием пестицидов в организм, часто обусловлены неправильным и бесконтрольным их применением, некоторые из них представляют опасность для здоровья живых организмов даже в незначительных дозах. Так, по результатам исследования ДДТ, в 60-х годах это опасное вещество, обладающее свойством кумуляции в организме, было изъято из употребления во всех цивилизованных странах.