В отличие от острых отравлений специфические техногенные экопатологии развиваются в результате хронического воздействия малых, субкритических и обычно неощутимых доз техногенных загрязнителей. Вся биота экосферы, особенно той ее части, что преобразована человеком – микроорганизмы, растения, животные, люди, – в той или иной степени отравлены промышленными ядами.
Установлено, например, что скелет современного американца содержит свинца в 1000 раз больше, чем содержали кости аборигенов Мексики в середине первого тысячелетия. В молоке женщин многих стран обнаруживаются следы ДДТ. Волосы, ногти и молочные зубы детей в промышленных районах содержат свинец, кадмий, а иногда и следы стронция 90. В большинстве случаев это, так называемое «досимптомное» отравление. Сегодня еще неясно, существует ли и насколько велик его вклад во многие дефекты здоровья современных человечески популяций.
Коэффициенты накопления связаны с биофильностью элементов или их соединений и сильно зависят от сходства или различий фазовых состояний внешней и внутренней среды. Обращает на себя внимание чрезвычайно высокая концентрирующая способность по отношению к ксенобиотикам водных организмов.
Тяжелые металлы – это в основном политропные яды, которые с относительно небольшой избирательностью накапливаются в разных органах и тканях и дают широкий спектр патологических симптомов. Их варианты обусловлены сочетанием с действием других патогенных агентов. Особенно опасно попадание тяжелых металлов в организм на ранних стадиях онтогенеза.
Свинец при определенном уровне накопления способен поражать систем кроветворения, нервную систему, печень, почки. Хронические отравления свинцом известны с глубокой древности в форме «сатурнизма» – слабости, малокровия, кишечных колик, нервных расстройств.
Свинец может накапливаться в скелете, замещая кальций. Широкое распространение свинца в современной техносфере (промышленные эмиссии, выхлопы автомобилей, краски) и невозможность вторичного использования его значительной части создает многочисленные свинцовые аномалии в селитебной среде. Поступая в организм с водой, вдыхаемым воздухом или пищей, свинец образует соединения с органическими веществами, в основном – тетраметилсвинец.
Эти соединения нейротропны и способны вызывать энцефало и нейропатологии. Особенно опасны скрытые хронические отравления свинцом у детей, проявляющиеся в виде неврологических расстройств, нарушений психомоторики и деконцентрации внимания.
Ртуть из почвенных аномалий проходит проходит по трофическим цепям и попадает в организм человека с пищей или другим путем. Она сильнее всего накапливается в печени и почках, приводя к нарушениям обмена веществ и выделительной функции. Ртуть легко метилируется и связывается с сульфгидрильными группами белков. Эти соединения также нейротропны. Найдено, что повышенное содержание метилртути в теле беременных женщин приводит к явлению церебрального паралича и задержки психомоторной активности у детей.
В середине 1950-х годов у жителей рыбачьих поселков на берегу бухты Минамата в Японии возникло заболевание, выражавшееся в нарушениях органов чувств и поведения (болезнь Минамата). Более 60 человек умерли. Из деревень исчезли кошки. Позднее было установлено, что первичной причиной болезни была метилртуть, попадавшая в морскую воду со стоками химической фабрики. Соединение накапливалось в морских организмах и рыбе, потребляемой жителями. Лишь в 1997 году был снят карантин с бухты Минамата.
Кадмий по механизму внедрения в организм сходен с ртутью, но задерживается в органах намного дольше. Он вытесняет кальций и замещает цинк в составе биомолекул, что приводит к нарушению важных энзиматических реакций.
Токсичность кадмия снижается в присутствии ионов цинка. Накапливаясь в печени и почках, кадмий вызывает почечную недостаточность и другие нарушения. Из организма кадмий выводится очень медленно.
В 1940 – 60-х годах сильное техногенное загрязнение кадмием воды и почвы рисовых полей в одном из районов Японии вызвало массовое заболевание местных жителей, выражавшееся в сочетании острого нефрита с размягчением и деформацией костей (болезнь «итай-итай») у детей хроническое отравление кадмием вызывает невропатии и энцефалопатии, сопровождающиеся, в частности, нарушениями речи.
Мышьяк является сильным ингибитором ряда ферментов в организме и способен вызвать острые отравления. Совокупность симптомов, обусловленных постепенным отравлением людей соединениями мышьяка в коксохимическом производстве Италии получила в 1960-х годах название болезни «чизолла».
Хроническое действие малых доз соединений мышьяка способствует возникновению рака легких и кожи, т.к. мышьяк сильно повышает чувствительность слизистых оболочек к другим канцерогенам, а кожных покровов – к ультрафиолетовым лучам. Терато- генные эффекты мышьяка проявляются в расщеплении неба (волчья пасть) микроофтальмии, недоразвитии мочеполовой системы и др.
Таллий, как и мышьяк, поражает дистальные отделы периферической нервной системы, что проявляется в нарушениях нервной трофики, мышечной слабости и изменения кожной чувствительности. Симптомы хронического отравления таллием выражаются в повышенной нервозности, нарушениях сна, быстрой утомляемости, суставных болях, выпадении волос.
Сходные патологические проявления наблюдаются при хроническом отравлении и другими тяжелыми металлами. Все они при определенном уровне накопления в организме обладают мутагенным и эмбриотоксическим действием, а некоторые соединения свинца, кадмия, мышьяка и хрома – канцерогенным эффектом.
Асбест – широко применяется в строительстве и технических изделиях материал – также вошел в число опасных канцерогенов, хотя связанные с его присутствием в воздухе заболевания раком легких регистрируются в основном в сфере профзаболеваний.
