Влияние загрязнения атмосферного воздуха на животных

Флюороз у животных

Хотя вдыхание фтористых соединений обычно не является непосредственной причиной токсикоза, химический агент содержится в атмосферном воздухе. Флюороз у животных довольно хорошо изучен за последние 10 лет. Хроническое отравление может возникнуть и в результате загрязнения воздуха фтористыми соединениями, которые широко распространены также в почве, воде и продуктах питания животных. Исследования показали, что трудно составить какой бы то ни было рацион для животных, который содержал бы фтористые соединения Б количестве, меньшем чем 2-3 части на 1 000 000 (Phillips, 1952).

Источниками загрязнений пастбищ фтористыми соединениями являются: а) естественная почвенная пыль в некоторых местностях. В Айдахо, например, некоторые верхние слои почвы содержат не меньше 1640 частей фтористых соединений на миллион; б) пылевидные и газообразные отходы некоторых предприятий; в) сжигание угля, приводящее к рассеиванию веществ, содержащих фтористые соединения (Largent, 1952). Газообразные отходы предприятий, выпускающих эмаль, цемент, алюминий, а также криолит или фосфорную кислоту, содержат фтористый водород или другие газообразные фтористые соединения.

Появление и распространение флюороза среди скота в США происходило одновременно с развитием упомянутых видов промышленности. Фторсодержащие отходы этих предприятий могут загрязнять кормовые культуры, которые затем поедаются животными. Загрязненность воздуха наиболее велика в районах, примыкающих к таким индустриальным источникам, и уменьшается по мере отдаления от них благодаря рассеиванию выбросов в атмосфере (Huffman, 1952). Загрязнение кормов в такой степени, которая вызывает признаки интоксикации фтором, может встречаться на расстоянии 11 км или более от источника в направлении господствующих ветров. Некоторые промышленные предприятия используют все возможности для предупреждения выпуска в атмосферу этого вида загрязнений, но для других это продолжает оставаться нерешенной проблемой.

Фтор представляет собой протоплазматический яд. Он родственен кальцию и препятствует нормальной кальцификации (Madsen, 19412). Ранним признаком интоксикации фтором является появление кариотических пятен на зубах. Показано, что животные более резистентны к влиянию фтора на зубы, чем человек.

Среди животных чаще всего поражается крупный рогатый скот и овцы (Largent, I952). Экспериментально было показано, что максимально безопасными количествами фтористых соединений в ежедневном рационе являются 3 мг на 1 кг веса тела для коров и овец и 10 мг на 1 кг для цыплят. В США сообщалось лишь об одном клиническом случае отравления фтором у лошади (Largent, 1952).

Патогенез интоксикации фтором заключается в гипоплазии зубной эмали и повышенном потреблении фтора ненормально растущей костной тканью.

Патологическими проявлениями интоксикации служат: пятнистость зубной эмали, изменение окраски и кариес резцов. Как правило, поражаются только постоянные зубы. При попадании в организм больших количеств фтора резцы и коренные зубы легко стачиваются, поражаются десны. Поражения костей могут возникать в любом возрасте. Появление их свидетельствует о поступлении в организм больших количеств фтора в течение длительного периода. При этом патологические изменения выражаются либо изолированными экзостозами, либо диффузным утолщением трубчатых костей. Если в процесс вовлекается (поверхность суставов, возникает хромота. Признаками, тяжелого флюороза являются анорексия, диарея, потеря веса, снижение производительности и удоев молока. Диагноз флюороза устанавливается на основании химического определения количества фтористых соединений в костях или зубах. Нормальное содержание фтористых соединении в костной золе интактных животных колеблется от 200 до 000 частей на 1 000 000. Ежедневное введение коровам около 2 мг фтора на 1 кг веса тела в течение 4-5 лет приводит к появлению пятен на зубах. Большей токсичностью обладает, по-видимому, корм, загрязненный газообразными отходами, чем твердой фосфатной пылью. Показано, что при попадании в организм коров даже больших количеств фтора содержание его в жидких средах и мягких тканях незначительно. Поэтому ни мясо, ни молоко таких животных не представляют опасности для человека. В перспективе предупреждение отравления скота промышленными отходами вполне осуществимо. Однако фтор настолько широко распространен в природе, что даже полное исключение возможности загрязнения среды промышленными отходами не решит проблемы (Huffman, 1952).

В опытах (Machle и др., 1934) воздействие высоких концентраций фтористого водорода на кроликов и морских свинок вызывало раздражение дыхательных путей. При низких концентрациях наблюдалось замедление частоты дыхания. Более длительное воздействие приводило к изъязвлению роговицы, мекротизированию носовых раковин и появлению конъюнктивального и носового отделяемого. Гибель этих лабораторных животных вследствие воздействия на них фтористого водорода обычно являлась результатом бронхопневмонии.

Воздействие ионизирующей радиации

Радиоактивные осадки в результате испытательных взрывов ядерного оружия являются совершенно своеобразным видом атмосферных загрязнений, поскольку их биологическое действие определяется в большей степени радиоактивностью, чем токсичностью данного химического вещества. Влияние радиации на животных качественно аналогично ее влиянию на человека (Holla-end, 1954; National Academy of Sciences, 1956a). Возникающие эффекты можно условно подразделить на непосредственные и отдаленные.

Признаки острого облучения развиваются в период от нескольких часов до нескольких недель после воздействия. Только те радиоактивные осадки, которые выпадают поблизости от места взрыва ядерного оружия, могут вызвать появление таких признаков (Cronkite, Bond a. Dunham, I956; National Academy od Sciences, ]956b; US Department of (he Army, 1957).

Наше внимание в первую очередь привлекают отдаленные последствия радиоактивного облучения, которые могут быть связаны с глобальным загрязнением атмосферы. Наиболее заслуживают рассмотрения следующие из этих последствий: а) рак (включая лейкемию); б) сокращение продолжительности жизни (неспецифическое старение); в) генетические или мутационные последствия. Эти явления обычно наступают через несколько лет с момента облучения или, как в случае генетических изменений, через промежутки времени, равные длительности жизни нескольких поколений. Изучение этих эффектов облучения у животных важно не столько с точки зрения здоровья самих животных, сколько в интересах получения сведений, которые можно было бы применить к человеку. Национальная Академия наук США пишет:

Малочисленность лабораторных исследований отдаленных последствии облучения объясняется частично тем, что их значимость была оценена не сразу, а частично, и тем, что они требуют очень больших средств и времени в связи с необходимостью содержания значительного числа животных в течение всего срока (или большей части) их жизни. Вследствие этого сведения об отдаленных последствиях облучения животных весьма скудны. Уже имеющиеся результаты наблюдений над людьми совпадают с результатами экспериментов на других млекопитающих. Это позволяет считать, что и другие данные, полученные на низших млекопитающих, можно будет с достаточной точностью экстраполировать на человека" (National Academy of Sciences, 1956a). Академия (1956b) сообщает также: "Радиоактивные осадки неизбежно загрязняют продукты питании человека. Радиоактивные элементы из почвы попадают в растения и накапливаются в них. Растения потребляются в пищу человеком или животными. Последние же в свою очередь служат нишей человеку. В настоящее время загрязнение внешней среды незначительно. Однако неизвестен предельно допустимый уровень. Сведения об отдаленном биологическом действии на человека и животных в результате потребления пищи, загрязненной радиоактивными веществами, далеко не достаточны. Исследования в этом направлении крайне необходимы".

Нас интересуют количества радиоактивных продуктов деления, которые аккумулированы животными всего мира, потому что такие данные являются биологическим показателем уровня загрязнения окружающей среды и предостерегают от превышения потенциально опасных уровней.

Определить уровень загрязнений окружающей среды радиоактивными осадками и измерить количество продуктов деления, накопленное в организме животных, сравнительно легче, чем других загрязняющих воздух веществ. В последние годы появился ряд сообщений, в которых приводятся результаты измерения количества некоторых продуктов деления, встречающихся в естественных условиях в тканях животного организма, а также в продуктах животного происхождения в результате радиоактивных осадков (Anderson и др., 1054; Comar и др. 1957; Kulp, Eckelmann a. Schu-lert, 1957; Van Middlesworth, 1956).

Резюме

Сведения о влиянии атмосферных загрязнений на здоровье животных поступают главным образом из четырех источников: 1) сообщения о заболеваниях и гибели животных, наблюдавшихся в условиях катастрофического загрязнения атмосферы в Доноре, Лондоне и Поза-Рике; 2) интенсивные исследования содержащихся в воздухе фтористых соединений и их отношения к здоровью животных; 3) наблюдения за влиянием содержащихся в воздухе радиоактивных веществ на животных; 4) сообщения об экспериментальных воздействиях на лабораторных животных. Все эта позволяет глубже понять влияние различных атмосферных загрязнений на животный организм.

Необходимо признать, что сведения по этому вопросу, которыми мы располагаем в настоящее время, совершенно недостаточны. К сообщениям о заболеваемости и смертности животных в результате эксквизитных случаев загрязнений атмосферного воздуха следует относиться критически. Последствия этих внезапных и интенсивных воздействий загрязненного воздуха оценивались только ретроспективно. Показательно, что сведения, сообщенные владельцами пострадавших животных в Доноре, не совпадают с мнением специалистов. Высокий процент гибели животных, о котором сообщалось в Поза-Рикс, как правило, противоречит результатам экспериментальных исследований сравнительной чувствительности различных видов животных к атмосферным загрязнениям.

Тот факт, что реакции животных на воздействие загрязненного воздуха определяются влияниями как внешней, так и внутренней среды, свидетельствует о том, что для возникновения критических ситуаций необходимо взаимодействие многих факторов.

Индивидуальные, а также видовые генетические признаки могут специфически определять физиологические параметры и закономерности обмена веществ, присущие данному животному, а интенсивность воздействий определяется метеорологическими факторами и типом источника загрязнения атмосферного воздуха. Таким образом, специфические биологические эффекты определяются, в конце концов, взаимодействием внешней (атмосферы) и внутренней среды животных.

Весьма недостаточно изучено естественное влияние на животных тех атмосферных условий, которые преобладают над западным побережьем США. Такие исследования естественных влияний проводятся в настоящее время. Большинство сведений, которыми мы располагали и располагаем в настоящее время относительно окисляющего типа загрязнения атмосферного воздуха, получено при экспериментальных исследованиях лабораторных животных.

В отличие от скудности наших знаний о влиянии большинства атмосферных загрязнений в естественных условиях влияние фтористых соединений на животных изучено довольно хорошо. Описаны случаи и характер заболевания животных флюорозом. Методы предупреждения этой опасности, грозящей здоровью животных, известны и используются при возникающей угрозе флюороза.

Лабораторные 'Исследования дают важнейшую информацию о влиянии специфических видов атмосферных загрязнений на животных. Для выяснения токсических свойств таких загрязнений, как сернистый ангидрид, серная кислота, сероводород, озон, двуокись азота, органические соединения и некоторые пыли, были использованы мыши, кролики, морской свинки, крысы и обезьяны.

Информация, получаемая в результате экспериментов на животных, дает определенное представление о тех эффектах у человека и животных, появления которых можно ожидать и в естественных условиях. Для выяснения истинной картины биологического действия атмосферных загрязнений необходимо объединить, усилия в исследовании их влияния в естественных и лабораторных условиях.

E. J. CATCOTT