Виды воздействия экологических факторов на организмы

1) раздражители ― способствуют появлению приспособительных физиологических и биохимических изменений;

2) ограничители ― изменяют географическое распространение организмов из-за невозможности существования в данных условиях;

3) модификаторы ― вызывают морфологические и анатомические изменения организмов;

4) сигналы ― свидетельствуют об изменении других факторов среды.

Общие закономерности действия экологических факторов:

1. Закон оптимума (закон толерантности В. Шелфорда) ― любой экологический фактор имеет пределы положительного влияния на живые организмы. Расстояние между минимальным и максимальным значениями фактора называют экологической валентностью или толерантностью организма.

2. Закон экологической индивидуальности видов был сформулирован в 1924 г. русским ботаником Л.Г. Раменским: экологические спектры разных видов не совпадают, каждый вид специфичен по своим экологическим возможностям.

3. Закон лимитирующего (ограничивающего) фактора Ю. Либиха ― наиболее значим для организма тот фактор, который более всего отклоняется от оптимального его значения.

4. Закон неоднозначного действия ― действие каждого экологического фактора неоднозначно на разных стадиях развития организма.

5. Закон прямого и косвенного воздействия факторов на организмы.

6. З акон взаимодействия экологических факторов: оптимальная зона и пределы выносливости организмов по отношению к какому-либо фактору могут смещаться в зависимости от того, в сочетании с какими другими факторами осуществляется воздействие (таблица 1.1).

Таблица 1.1 ― Влияние антропогенных факторов на биосферу, здоровье и благосостояние населения (по Ю.А. Израэлю)

Факторы антропогенного воздействия	Влияние на биосферу	Влияние на здоровье и благосостояние населения
Изменение свойств основных элементов биосферы	Геофизические и геохимические последствия и эффекты	Экологические и биологические последствия, нарушения экосистем	Влияние на здоровье и благосостояние человека, человеческой популяции	Социальные последствия
Выброс в биосферу химически и физически активных веществ	Изменение состава и свойств атмосферы (загрязнение, электропроводность, радиационные свойства)	Крупномасштабные изменения циркуляции в атмосфере и океане	Изменение земных и водных экосистем, нарушение их устойчивости	Понижение работоспособности, болезни	Изменение производства продуктов продовольствия, недоедание, голод
Выброс в биосферу инертного материала (аэрозольных частиц и т.п.)	Изменение состава и свойств вод, суши (загрязнение, минерализация)	Изменение погоды и климата	Изменение экосистем океана (структурные упрощения и др.)	Эстетический ущерб, ухудшение настроения	Изменение структуры энергопотребления
Прямой нагрев биосферы	Изменение состава и свойств вод Мирового океана (загрязнение и др.)	Перераспределение и изменение возобновимых небиологических ресурсов – водных, климатических	Генетические эффекты, перерождение	Болезни, возникновение стрессового состояния	Изменение экономики
Физическое (механическое) воздействие, ведущее к изменению поверхности суши и растительного покрова (эрозия, вспашка, урбанизация, пожары)	Изменение состояния биоты, как биогеофизической среды	Нарушение озонового слоя, ионосферы (изменение прохождения УФ-излучения, радиоволн)	Исчезновение существующих видов, появление новых	Генетические эффекты	Социальные последствия различных масштабов: (ущерб благосостоянию, возможность нарушения развития общества)
Биологическое воздействие (развитие агроценозов, интродукция биологических видов и т.д.)	Изменение литосферы (механические нарушения, накопление отходов и др.)	Изменение прозрачности атмосферы, прохождения солнечного излучения	Падение биопродуктивности, уменьшение коэффициента размножения и численности популяций, деградация лесов, опустынивание (биологический аспект)	Изменение продолжительности жизни
Изъятие и уничтожение ресурсов (невозобновимых и возобновимых)	Изменение криосферы	Эрозия земной поверхности, изменение альбедо земной поверхности	Деградация почв, опустынивание	Уменьшение темпа роста населения
Антропогенные упорядоченные потоки веществ (транспортные)	Изменение свойств поверхности суши и почвы (целостности, кислотности, радиационных характеристик)	Нарушение естественных геохимических циклов, круговорота различных элементов	Изменение способности биосферы к воспроизводству возобновимых ресурсов; невозобновимых ресурсов	Уменьшение численности населения в различных масштабах

Под экопатологическими состояниями многие авторы понимают изменения, происходящие в организме (от нерезко выраженных и не имеющих отчетливой клинической симптоматики до тяжелых заболеваний), вызываемые влиянием неблагоприятных факторов окружающей среды (табл. 1.2).

Таблица 1.2 — Экологически обусловленные заболевания, причины которых сегодня очевидны

Патология	Этиологические факторы
Природно-обусловленные болезни
Эндемический зоб	Недостаток в окружающей среде йода необходимого для синтеза тиреоидных гормонов
Кариес	Дефицит фтора
Эндемический молибденоз	Избыток молибдена
Гиперселеноз	Избыток селена
Гемосидероз	Избыток железа
Метгемоглобинемия	Избыток нитратов
Болезнь Кашина-Бека	Избыток стронция на фоне недостатка кальция
Болезнь Прасада (гипоцинкоз)	Дефицит цинка
Болезнь Кешана	Дефицит селена
Эндемический флюороз	Избыток фтора
Антропогенные болезни
Техногенные остеопатии, в т.ч. флюороз	Избыток техногенного фтора
Болезнь Минамата	Поражения, связанные с поступлением в организм метилртути
Молибденовая подагра	Избыток техногенного молибдена
Свинцовая энцефалопатия и нефропатия	Избыток техногенного свинца
Болезнь итай-итай	Поражения, связанные с поступлением в организм кадмия
Кобальтовая миокардиопатия	Избыток в окружающей среде техногенного кобальта
Болезнь Юшо	Поступление в организм полихлорбифенилов и диоксинов

Сегодня различают экологически зависимые болезни ― которые связаны с воздействием экологических факторов иповышают риск возникновения заболевания и влияют на течение уже имеющейся патологии.

Болезни системы кровообращения:

1. загрязнение атмосферного воздуха оксидами серы, углерода, сернистыми соединениями, жирными кислотами, этиленом, пропиленом, сероводородом, азотом, бутиленом, нитросоединениями, ртутью, свинцом, железом, кобальтом, марганцем и др.;

2. жилищные условия;

3. шум;

4. электромагнитные поля;

5. состав питьевой воды (наличие нитратов, хлоридов, нитритов, литий), жесткость воды;

6. биогеохимические особенности местности (недостаток или избыток Ca, Mg, V, Cd, Zn, Li, Cr, Mn, Co, Ba, Cu, Sr, Fe в окружающей среде);

7. загрязнение пищевых продуктов пестицидами, тяжелыми металлами, производными азота, микотоксинами;

8. природно-климатические условия (быстрота смены погоды, влажность, давление, сила и направление ветра, уровень инсоляции, температурная инверсия, туманы).

Болезни нервной системы и органов чувств. Психические расстройства:

1. природно-климатические условия (быстрота смены погоды, влажность, давление, сила и направление ветра, уровень инсоляции, температурная инверсия);

2. биогеохимические особенности местности (высокая минерализация почвы и воды, хром, свинец, ртуть, алюминий);

3. жилищные условия (в т.ч. бытовые электроприборы, компьютеры);

4. загрязнение атмосферы оксидами серы, углерода, азота, хрома, сернистыми соединениями, ртутью, двуокисью кремния и др.;

5. шум, инфразвук, вибрация;

6. электромагнитные поля;

7. загрязнение пищевых продуктов хлор-, фосфорорганическими и другими пестицидами, тяжелыми металлами, микотоксинами.

Болезни органов дыхания:

1. природно-климатические условия (быстрая смена погоды, влажность воздуха, сила и направление ветра, уровень инсоляции, температурная инверсия, туманы);

2. жилищные условия (в т.ч. бытовые аллергены, моющие средства, растворители, лаки, лосьоны, табачный дым и др.);

3. загрязнение атмосферы пылью, оксидами серы, азота, углеродом, фенолом, сернистым ангидридом, аммиаком, углеводородами, двуокисью кремния, хлором, ртутью, асбестом, цементом, пыльцой, бактериями, грибками и др.;

4. загрязнение хлор- и фосфорорганическими пестицидами.

Болезни органов пищеварения:

1. загрязнение окружающей среды пестицидами и ядохимикатами;

2. биогеохимические особенности местности (недостаток или избыток микроэлементов в окружающей среде);

3. жилищные условия, характер питания (в т.ч. недостаток пищевых волокон в продуктах питания) и образ жизни;

4. загрязнение атмосферы фенолом, сернистым ангидридом, хромом, пылью, сероуглеводородом, фтором, оксидами азота, двуокисью кремния и др.;

5. шум, вибрация;

6. состав питьевой воды, ее жесткость.

Болезни крови и кроветворных органов:

1. биогеохимические особенности местности (недостаток или избыток хрома, кобальта и ряда других редкоземельных металлов);

2. загрязнение атмосферного воздуха пропиленом, окислами серы, углерода, азота, азотистоводородной кислотой, сернистым ангидридом, углеводородами, этиленом, бензолом, тяжелыми металлами, органическими кислотами (азотная, серная, соляная, фосфорная и др.), летучая зола ТЭЦ, ГРЭС, местных котельных и др.;

3. электромагнитные поля, ионизирующая радиация;

4. факторы жилых и общественных зданий (в т.ч. бытовые электроприборы, печи СВЧ, компьютеры);

5. состав питьевой воды (нитраты и нитриты);

6. загрязнение окружающей среды ядохимикатами, хлорированными бифенилами.

Болезни кожи и подкожно-жировой клетчатки:

1. природно-климатические условия (уровень инсоляции);

2. биогеохимические особенности местности (недостаток или избыток микроэлементов в окружающей среде);

3. авитаминоз и гипервитаминоз, в том числе витамина А;

4. загрязнение атмосферного воздуха (в т.ч. нефть и нефтепродукты);

5. жилищные условия (в т.ч. использование синтетических моющих средств).

Болезни эндокринной системы, расстройства питания, нарушение обмена веществ:

1. природно-климатические условия (уровень инсоляции);

2. биогеохимические особенности местности (недостаток или избыток Pb, I, B, Ca, V, Br, Cr, Mn, Co, Zn, Cu, Li, Ba, Sr, Fe, Mo в окружающей среде);

3. загрязнение атмосферного воздуха;

4. шум;

5. электромагнитные поля;

6. жесткость питьевой воды.

Болезни мочеполовых органов:

1. биогеохимические особенности местности (недостаток или избыток Zn, Pb, I, Ca, Mn, Co, Cu, Fe и др. в окружающей среде);

2. загрязнение атмосферного воздуха сероуглеродом, двуокисью углерода, бутиленом, этиленом, углеводородами, сероводородом, окисью серы, окисью углерода и др.);

3. жесткость питьевой воды (в т.ч. повышение концентрации кадмия, ртути и кремния).

Врожденные аномалии:

1. загрязнение атмосферного воздуха оксидами серы, углерода, сернистыми соединениями, жирными кислотами, этиленом, пропиленом, сероводородом, азотом, бутиленом, нитросоединениями, ртутью, свинцом, железом, кобальтом, марганцем;

2. загрязнение окружающей среды пестицидами и ядохимикатами;

3. шум;

4. электромагнитные поля;

5. радионуклиды.

Патология беременности:

1. загрязнение атмосферного воздуха оксидами серы, углерода, сернистыми соединениями, жирными кислотами, этиленом, пропиленом, сероводородом, азотом, бутиленом, нитросоединениями, ртутью, свинцом, железом, кобальтом, марганцем;

2. загрязнение питьевой воды нитросоединениями, органическими спиртами, сточными водами предприятий синтетического каучука;

3. электромагнитные поля;

4. загрязнение окружающей среды пестицидами и ядохимикатами;

5. биогеохимические особенности местности (недостаток или избыток микроэлементов).

Новообразования рта, носоглотки, верхних дыхательных путей, трахеи, бронхов, легких и др.:

1. загрязнение атмосферного воздуха оксидами серы, углерода, сернистыми соединениями, жирными кислотами, этиленом, пропиленом, сероводородом, азотом, бутиленом, нитросоединениями, ртутью, свинцом, железом, кобальтом, марганцем, никелем, хромом;

2. загрязнение окружающей среды ядохимикатами, пестицидами, радионуклидами;

3. электромагнитные поля;

4. жилищные условия (в т.ч. радон, асбест, табак);

5. природно-климатические условия (влажность воздуха, уровень инсоляции, температурный фактор, суховеи, пыльные бури, атмосферное давление).

Новообразования органов пищеварения:

1. загрязнение окружающей среды пестицидами и ядохимикатами, хлорированными бифенилами;

2. загрязнение атмосферного воздуха канцерогенами, полициклическими ароматическими углеводородами, акролеином и другими фотооксидантами (окислами азота, озоном, формальдегидом, органическими перекисями);

3. биогеохимические особенности местности (недостаток или избыток Ca, F, Se, V, Li, Cr, Ni, Pb, Mo, I, Fe, Mg, Mn, Zn, Co, Cu и др. в окружающей среде);

4. состав питьевой воды (нитраты, нитриты, сульфаты, хлорсодержащие вещества, литий, кальций), жесткость воды;

5. загрязнение пищевых продуктов пестицидами, металлами, производными азота, микотоксинами и др.).

Новообразования мочеполовых органов:

1. загрязнение атмосферного воздуха этиленом, бутиленом, сероуглеродом, углеводородами, окислами серы, двуокисью углерода, сероводородом, окисью углерода, фенолом, формальдегидом, свинцом и др.);

2. загрязнение окружающей среды пестицидами и ядохимикатами;

3. биогеохимические особенности местности (недостаток или избыток Mg, Mn, Zn, Co, Mo, Cu в окружающей среде;

4. состав питьевой воды (хлориды).

Аллергические заболевания и аллергозы:

1. загрязнение атмосферного воздуха растворителями, органическими соединениями, никелем, фенолом, крезолом, сероводородом, сероуглеродом, органической пылью и др.;

2. компоненты продуктов питания (в т.ч. витамины, красители, ядохимикаты, антибиотики, гормоны, хлорированные бифенилы);

3. факторы жилых и общественных зданий (в т.ч. органические соединения, выделяющиеся из полимерных материалов, стиральные порошки, органическая пыль, перхоть. Шерсть животных, пылевые клещи, комнатные растения;

4. питьевая вода (повышение концентрации железа, высокая жесткость, продукты цветения воды.