Озоновый слой расположен над пограничным слоем нашей планеты.
Он выполняет функцию защиты всего живого от воздействия вредных ультрафиолетовых лучей, уменьшая радиацию от солнечных лучей в 6500 раз, обеспечивая жизнь планете.
В результате антропогенного воздействия на атмосферу озоновый слой начал разрушаться, что привело к изменениям физической среды, биоты, климата, а также к отрицательному воздействию на здоровье человека.
Содержание
Озоновые дыры и их влияние на человека
Истончение озоновой подушки в стратосфере вызывает образование озоновых дыр в атмосфере, через которые на поверхность нашей планеты попадает избыточное солнечное излучение. Переизбыток воздействия ультрафиолетового излучения способен привести к гибели всего живого на Земле.
Последствия разрушения слоя озона и формирования озоновых дыр могут стать катастрофой для животных, привести к замедлению фотосинтеза и, соответственно, к гибели некоторых представителей растительности, а также нанести ущерб здоровью человека.
Увеличение потока ультрафиолета может способствовать росту случаев:
- рака кожи;
- повреждений глаз;
- ухудшений иммунной системы человека.
В соответствии с научными данными, увеличение ультрафиолетовой дозы на 1% ведет к росту числа раковых заболеваний на 2%. Жесткий ультрафиолет относится к группе ионизирующих излучений, поэтому считается мутагенным фактором среды обитания.
Наибольшую опасность для биосферы несет эритемное излучение или средний ультрафиолет — УФ-В (290-320 нм). Воздействие УФ-излучения на разные клеточные структуры кожи зависит от длины излучаемой волны.
Так, в соответствии с силой ультрафиолетового излучения, действующего на организм человека, возможны следующие реакции:
- эритема (солнечный ожог);
- заболевание раком кожи (меланома, чешуйчато-клеточный, базально-клеточный рак);
- фотокератит (повреждение роговицы);
- фотоконъюнктивит;
- катаракта.
В результате изменений в иммунной системе человека подавляются защитные функции, что может привести к таким последствиям:
- усиление фотоканцерогенеза (фактор возникновения опухолей кожи);
- подавление развития контактной гиперчувствительности;
- уменьшение сопротивляемости к развитию инфекционных заболеваний, включая лишаи.
Спектр чувствительности, или спектр действия к ультрафиолетовому излучению зависит от свойств биосистемы человека. Наиболее опасным признано излучение с длинами волн в диапазоне 300-315 нм.
Чтобы оценить степень вредности излучения на того или иного человека, необходимо знать не только интенсивность УФ лучей, но и время воздействия облучения.
Механизм воздействия ультрафиолета на живой организм
Ультрафиолетовое излучение оказывает влияние на биосистему посредством химических реакций в клетках организма человека, вызываемых воздействием света. Для осуществления реакции световое излучение должно поглотиться биомолекулой.
После чего поглощенная электромагнитная энергия излучения преобразуется в химическую энергию. Если в наличии имеется переизбыток энергии, молекула возбуждается, что может привести к вероятным фотохимическим изменениям внутри этой возбужденной молекулы.
При ее воздействии с расположенными рядом молекулами избыток энергии передается окружающим молекулам, вызывая в них реакции фотосинтеза, что способствует образованию тех или иных продуктов.
То есть в результате ультрафиолетового излучения, вследствие фотохимических изменений, во многих молекулярных соединениях образуются новые биологические структуры:
- меланин и стероиды;
- липиды и протеины;
- нуклеиновые кислоты.
Наибольшей опасности воздействия излучения подвержены:
- мембраны;
- цитоплазмы;
- нуклеиновые кислоты.
В результате УФ-излучения в первую очередь в живых системах повреждаются ДНК — хранилища генетической клеточной информации. При их нарушении возникают препятствия к копированию данных и восстановлению биологических систем.
В ДНК происходит поглощение ультрафиолетового излучения с различными длинами волн. ДНК принимает ключевое участие в канцерогенезе и мутагенезе. При определенном пороге повреждения ДНК происходит гибель клеток.
В соответствии с научными данными, порядка 90% всех повреждений молекул ДНК возникают при ультрафиолетовом излучении световой волной 300 нм. При уменьшении или увеличении длины волны данный показатель снижается.
Это границы проникаемости озонового слоя нашей планеты. Американские исследователи установили, что в результате уменьшения озонового слоя на 50% существует вероятность увеличения повреждений ДНК в 2.5 раза. А это может привести к росту частоты заболеваний раком кожи в 7.5-8 раз. Потеря каждого 1% озона в масштабах Земли приводит к дополнительным 150 тысячам случаев слепоты из-за катаракт.
Заболевания
В научной среде последствия ультрафиолетового излучения вследствие разрушения стратосферного озона изучались как экспериментальными методами, так и фиксировались на основании данных медицинской статистики. Больше всего информации получено при рассмотрении материалов медицинской статистики.
Проводя научные исследования, ученые часто использовали термин «фактор радиационного усиления», указывающий на усиление ультрафиолетового излучения при уменьшении общего содержания озона. Даже при существующем состоянии стратосферного озона природное УФ-излучение является фактором риска.
Это могут быть:
- канцеро- и катарактогенез;
- старение кожи;
- ожоги глаз и кожи.
А при уменьшении содержания озона лишь на 1% существует вероятность увеличения канцерогенной активности УФ-излучения, что приведет к росту числа случаев заболеваний на почве этого излучения.
Повреждающий фактор ультрафиолетового излучения зависит от дозы облучения и может оказаться роковым даже при незначительном увеличении дозы УФ-излучения. Для числовой оценки данной зависимости ученые ввели понятие «фактор биологического усиления».
Такое понятие помогает уяснить, что может произойти с людьми и биосистемами при уменьшении озонового слоя на 1%. Для каждого из заболеваний фактор биологического усиления различен.
Воздействие на кожу
Наибольшее внимание при воздействии усиленного ультрафиолетового излучения уделяется возникновению заболеваний кожи, особенно раковых. Чувствительность кожи к УФ-излучению зависит от пигментации меланина, который предохраняет кожу от воздействия ультрафиолета. С долговременными повреждениями кожа справиться не в состоянии.
В соответствии с результатами проведенных эпидемиологических исследований, при увеличении дозы ультрафиолетового излучения типа В в 2 раза, заболеваемость базально-клеточным раком кожи возрастает в 4 раза.
В этом случае фактор биологического усиления равен 2. Для спиноцеллюлярного рака кожи этот показатель равен 3. То есть, при увеличении дозы ультрафиолета вдвое заболеваемость возрастет в 8 раз.
Разрушение озонового слоя может вызывать увеличение частоты заболеваний 3-х разновидностей рака кожи:
- базальноклеточного;
- плоскоклеточного;
- саркомы.
Одним из видов злокачественных опухолей, подверженных метастазированию, является злокачественная меланома.
Образование меланомы
В соответствии с клиническими и эпидемиологическими исследованиями пациентов со злокачественной меланомой установлено, что частота случаев заболеваний зависит от географического положения. Так, заболеваемость выше в диапазоне меньшей географической широты местности. То есть, чем больше поток ультрафиолета, тем больше заболеваемость.
Наиболее часто меланоме подвержены люди:
- имеющие слабую пигментацию кожи;
- белые люди, переселившиеся в тропическую зону;
- лица с наличием генетического дефицита к защите повреждений ДНК от облучения ультрафиолетом.
При сопоставлении данных (измерений ультрафиолета, случаев заболеваний меланомой и смертельных исходов) ученые пришли к выводу, что при уменьшении общего содержания озона на 1% количество случаев злокачественной меланомы возрастает на 1-2%.
А изучение сопоставления смертельных случаев со спутниковыми данными потоков ультрафиолетового облучения привело к выводу об увеличении случаев смерти от меланомы на 0.8-1.5% при уменьшении на 1% общего содержания стратосферного озона.
В соответствии со статистикой смертность от злокачественной меланомы составляла с 1950 по 1967 гг. 1-2 случая в год на 100 тыс. населения. С 1935 года количество случаев заболеваний начало удваиваться каждые 10 лет.
В период 1994-2008 гг. изучалось воздействие содержания озона в Алтайском крае на заболеваемость меланомой кожи (МК). В качестве неблагоприятного уровня принималось атмосферное содержание озона ≤ 360 Добсонов.
Для сравнения выделялись территории с содержанием озона ≥ 380 Добсонов. По результатам проведенных исследований установлено, что на участках с содержанием озона ≤ 360 Добсонов зафиксировано 740 заболеваний меланомы кожи (46.7%), а на территориях с ≥ 380 Добсонов — 187 случаев МК (11.8%).
Низкое содержание атмосферного озона отмечалось преимущественно в восточных и юго-восточных районах Алтайского края и в Барнаульской промышленной зоне. Полученные результаты исследования указывают на повышение риска заболеваний меланомой кожи при снижении содержания озона в атмосфере.
Влияние на глаза
Воздействие ультрафиолетового излучения на глаза учеными изучалось на кроликах. Было установлено, что влияние УФ-излучения на глаза ограничивается роговой оболочкой.
Касательно глазных заболеваний, результаты исследований показали, что число случаев катаракты увеличивается на 0.26% при уменьшении озонового слоя на 1%.
В абсолютных единицах это означает, что в США существует возможность появления дополнительных 24 тысячи пациентов с заболеванием катарактой. Примерно такая же статистика может ожидать и другие государства. Некоторые исследователи прогнозируют вместо цифры 0.26% — 0.6%.
Учеными также установлен факт не способности глаза к адаптации в условиях УФ-излучения в диапазоне В.
В этой связи какое-либо снижение количества озона в стратосфере сопровождается серьезными заболеваниями глаз, к которым относятся:
- меланома сосудистой оболочки глаза;
- разрастание ткани конъюнктивы (птеригий);
- дегенерация сетчатки и роговицы;
- возникновение катаракты.
Основное следствие разрушения озоновой оболочки Земли по отношению к глазам — увеличение количества катаракт, снижающих остроту зрения и приводящих к слепоте. Если в случае катаракт и возникших новообразований оказать помощь может хирургическое вмешательство, то износ глазного дна и сетчатки является практически необратимым процессом.
Воздействие повышенного ультрафиолетового излучения при разрушении озонового слоя также оказывает негативное влияние на иммунную систему человека, увеличивая рост вирусных и инфекционных заболеваний.
Интересное видео
В видео сюжете рассказывается о механизме образования заболеваний кожи и других органов под действием ультрафиолета, которому подвергаются люди из-за разрушения озонового слоя Земли:
Заключение
Разрушение озонового слоя нашей планеты — серьезная глобальная проблема, требующая немедленного вмешательства человечества. Только совместные усилия помогут сохранить озоновый слой и жизнь на Земле. Пока не поздно, возможно нужно пожертвовать чем-нибудь, чтобы не пришлось жертвовать всем.
