Основными воздушными поллютантами в городах являются оксид углерода (СО), оксид серы (S02), углеводороды и оксиды азота, образующиеся при сгорании угля и его продуктов, а также масел, топлива и их продуктов. Фотохимическое загрязнение (смог) содержит углеводороды, оксиды азота и фотохимические окислители. Частицы в воздухе составляют до 10% всего загрязнения атмосферы.
Воздушные частицы диаметром > 5 мкм обычно оседают в верхних дыхательных путях, диаметром 1-5 мкм могут достигать мелких дыхательных путей и альвеол. Слизистый слой, движимый сочетанным движением ресничек (мукоцилиарный транспорт), переносит крупные нерастворимые частицы вверх в глотку, где они могут быть откашляны или проглочены. Частицы кремния диаметром > 1 мкм достигают альвеол, где фагоцитируются или всасываются в лимфатическую систему. Вдыхание мелких частиц пыли с последующим фагоцитированием вызывает пневмокониоз. Фагоцитированные частицы в дальнейшем образуют в легких фиброевые силикатные узелки. Обычно симптомы пневмокониоза развиваются в течение нескольких лет. Это заболевание увеличивает подверженность легких инфекциям.
Асбест (волокнистые гидрированные силикаты) широко применяли в промышленности, пока не было обнаружено, что 20-30-летний контакт с асбестом вызывает рак бронхов. Сопутствующее курение ускоряет развитие рака. Мезоэпителиома (в плевре или брюшине) — злокачественная опухоль, быстро приводящая к смерти больного, — связана с воздействием хризолитовых асбестовых волокон и развивается через 25-40 лет после начала воздействия. Волна судебных процессов после опубликования данных о канцерогенности асбеста послужила причиной банкротства многих предприятий и их страховых компаний. Это привело к изъятию асбеста из промышленного производства. В этих условиях правильный расчет токсического риска для популяции затруднен и иногда заметно переоценивается.
Токсичность оксида углерода
Оксид углерода (СО) — это газ без цвета, запаха и вкуса, не вызывающий раздражения, образующийся при неполном сгорании углеродных веществ, например автомобильного топлива. Он является основной причиной случайных и суицидальных случаев смерти. При пожаре в замкнутом пространстве большинство жертв погибает от острого отравления СО, а не от ожогов. СО связывает гемоглобин (Нb), образуя карбоксигемоглобин (СОНb) с низким сродством к кислороду. Высокое сродство СО к гемоглобину (в 220 раз больше кислорода) означает, что даже низкие концентрации СО «запирают» Нb и вызывают угрожающую жизни гипоксию. Транспортная активность крови обратно пропорциональна количеству СОНЬ, поэтому эффекты отравления СО полностью связаны с гипоксией.
Помимо уменьшения транспортной активности крови (гемическая анемия) СО также нарушает способность Нb доставлять кислород в ткани, что связано со сдвигом кривой диссоциации кислорода влево. У здоровых людей умеренные концентрации СОНb мало влияют на жизненные функции (артериальное давление, частоту сердечных сокращений) благодаря значительному резерву способности крови переносить кислород и возможностей сердечно-сосудистой системы.
СОНb полностью отделяется от Нb, и свободный СО легко выводится легкими, поэтому лечение отравлений СО состоит из быстрого обеспечения притока свежего воздуха и при необходимости — искусственной вентиляции легких. Часто единственным методом лечения является назначение 100% кислорода. Важно помнить, что транскутанные оксиметры не разделяют карбокси- и оксигемоглобин и поэтому не позволяют оценить степень отравления СО. Сердечно-сосудистая система, особенно сердце, чувствительна к низким концентрациям СО, т.к. сердце в норме поглощает большое количество кислорода из притока крови.
На основе экспериментальных и клинических данных установлено, что длительное воздействие СО ускоряет развитие артериосклероза. Больше всего к СО чувствителен плод, поэтому постоянный низкий уровень СОНb вследствие курения может негативно повлиять на развитие плода.
Помимо СО, при горении материалов из пластика образуются галогенированные соединения, токсичные для легких, вызывающие тотальное поражение тканей и капилляров и, как следствие, смерть от острого респираторного дистресс-синдрома. Наиболее опасны пожары в самолетах и на фабриках из-за большого количества горючих пластмасс. Смертельные поражения легких происходят у людей, спасенных на пожаре, даже без тяжелых ожогов.
К другим воздушным поллютантам воздуха относят оксиды серы, оксиды азота и альдегиды:
• вдыхание диоксида серы вызывает умеренную парасимпатическую бронхоконстрикцию у здоровых людей, но у больных астмой она протекает намного тяжелее (чувствительность таких больных к диоксиду серы составляет 0,25 части на миллион);
• диоксид азота вызывает раздражение и отек легких. К группе риска относят сельхозработников, поскольку диоксид азота образуется в силосе и может вызвать повреждения легких (силосное легкое);
• альдегиды образуются при действии солнечного света на продукты неполного сгорания или выделяются альдегидсодержащими смолами. Формальдегид раздражает слизистую оболочку дыхательных путей и может вызывать кожные реакции;
• акролеин токсичнее формальдегида. Он является основной причиной раздражающего действия табачного дыма и фотохимического смога.
