Классификация М.Э. по анатомо - физиологическим свойствам 1.Структурные, выполняющие в организме роль строительного, пластического материала: кальций, фосфор, углерод, водород, азот натрий, калий, магний, хлор, кислород,кремний,стронций 2. М.Э. принимающие участие в биохимических процессах обмена веществ: А. входящие в структуру ферментов, пигментов и витаминов (биокаталитические) медь, цинк,марганец,стронций, кремний, кобальт, селен. В. Входящие в структуру гормонов: йод, хром, фтор, бром (эндокринные) С.участвующие в кроветворении: железо, медь, мышьяк. С. Обезвреживание токсических веществ.

Пути поступление М.Э. в организм человека 1.Ж.К.Т. –(продукты питания, вода) 2. Ингаляционным путем с вдыхаемым воздухом 3.Поступление М.Э. через кожу и слизистые 1.Ж.К.Т. –(продукты питания, вода) 2. Ингаляционным путем с вдыхаемым воздухом 3.Поступление М.Э. через кожу и слизистые Депо М.Э. в организме человека Кости, мышцы, печень, кожа, жировая ткань

Всасывание М.Э. в организме человека Всасывание М.Э происходит главным образом в тонкой кишке, особенно активно в двенадцатиперстной кишке. Из организма М.Э выводятся с калом и мочой. Некоторая часть М.Э выделяется в составе секретов экзокринных желез, со слущенными клетками эпителия кожи и слизистых оболочек, с волосами и ногтями. Каждый микроэлемент характеризуется специфическими особенностями всасывания, транспорта, депонирования в органах и тканях и выделения из организма. Всасывание М.Э происходит главным образом в тонкой кишке, особенно активно в двенадцатиперстной кишке. Из организма М.Э выводятся с калом и мочой. Некоторая часть М.Э выделяется в составе секретов экзокринных желез, со слущенными клетками эпителия кожи и слизистых оболочек, с волосами и ногтями. Каждый микроэлемент характеризуется специфическими особенностями всасывания, транспорта, депонирования в органах и тканях и выделения из организма.

Функции М.Э. в организме человека 1.Активаторы многих ферментов 2.участвуют в обменных процессах, тканевом дыхании, росте, размножении организма. 3.Обезвреживают токсические вещества 4. Стимулируют функции кроветворных органов, нервной и сердечно-сосудистой системы 5. Мобилизуют защитные функции организма против вредных факторов 6. Участие в приспособлении организма к окружающей среде 1.Активаторы многих ферментов 2.участвуют в обменных процессах, тканевом дыхании, росте, размножении организма. 3.Обезвреживают токсические вещества 4. Стимулируют функции кроветворных органов, нервной и сердечно-сосудистой системы 5. Мобилизуют защитные функции организма против вредных факторов 6. Участие в приспособлении организма к окружающей среде

Оболочки земли Тропосфера км от земли Стратосфера км (высокая интенсивность У.Ф. излучения Мезосфера км Термосфера (ионосфера) до 1000 км (повышенная ионизация) Экзосфера км (большое количество протонов с энергией МэВ, свободных электронов) Тропосфера км от земли Стратосфера км (высокая интенсивность У.Ф. излучения Мезосфера км Термосфера (ионосфера) до 1000 км (повышенная ионизация) Экзосфера км (большое количество протонов с энергией МэВ, свободных электронов)

6

7

Физические свойства воздуха Температура, влажность,скорость движения Атмосферное давление Солнечная радиация Электрическое состояние (грозовые разряды, ионизация воздуха) радиоактивность

Антропогенное воздействие 1. Сжигание топлива 2. Аэрозоли 3. Цементная промышленность 4. Землепользование 5. Скотоводство 1. Сжигание топлива 2. Аэрозоли 3. Цементная промышленность 4. Землепользование 5. Скотоводство

Естественное загрязнение атмосферы 1 вулканическая деятельность 2.выветривание горных пор 3. ветровая эрозия 4.массовое цветение растений 5.дым от лесных пожаров 1 вулканическая деятельность 2.выветривание горных пор 3. ветровая эрозия 4.массовое цветение растений 5.дым от лесных пожаров

Естественные загрязнения атмосферы классификаци я Кантененталь ные морские классификация Органичесие (аэропланкто н бактерий, споры, пыльца) неорганическ ие

Масштаб загрязнения атмосферы 1.Местный (город, промышленный район) 2. Региональный 3.Глобальный (связано с атмосферой в целом) 1.Местный (город, промышленный район) 2. Региональный 3.Глобальный (связано с атмосферой в целом)

Классификация выброса веществ в атмосферу агрегатному состоянию 1.Газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода) 2. Жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей). 3. Твердые (канцерогенные вещества, свинец и его соединения, пыль, сажа, смолистые вещества 1.Газообразные (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода) 2. Жидкие (кислоты, щелочи, растворы солей). 3. Твердые (канцерогенные вещества, свинец и его соединения, пыль, сажа, смолистые вещества

14 ПДК ( предельно допустимая концентрация) - это максимальное количество вредного веществ в единице объема воздуха или воды, которое при длительном воздействии на организм не вызывает заболеваний или нарушений нормальной жизнедеятельности.

Интенсивность поступления различных химических элементов мг в день, приводящая к интоксикации, дефициту или нормальному содержанию в организме человека 15

Интенсивность поступления различных химических элементов мг в день, приводящая к интоксикации, дефициту или нормальному содержанию в организме человека 16

Изменение среднеглобальных температур приземного воздуха в XIX-XX веках Изменения среднеглобальной температуры приземного воздуха (относительно гг.) Данные метеостанций, судовых наблюдений и спутниковой информации. Синяя линия – годовая изменчивость. Красная линия – пятилетнее осреднение Глобальная температура приземного воздуха за период гг. повысилась на 1°С, а с 1970 по 2005 гг. – на 0.6°С Данные NASA, Goddard Institute for Space Studies 2010 г. и ВМО.NASAGoddard Institute for Space Studies Изменения среднеглобальной температуры приземного воздуха (относительно гг.) Данные метеостанций, судовых наблюдений и спутниковой информации. Синяя линия – годовая изменчивость. Красная линия – пятилетнее осреднение Глобальная температура приземного воздуха за период гг. повысилась на 1°С, а с 1970 по 2005 гг. – на 0.6°С Данные NASA, Goddard Institute for Space Studies 2010 г. и ВМО.NASAGoddard Institute for Space Studies

Радиоактивность воздушной среды Естественная радиоактивность Космические лучи Радиоактивные вещества (в воздухе, почве, горных породах и воде). Газы: радон, актинон, торон – продукты распада радия, актиния, тория. Искусственная радиоактивность Атомное оружие Аварии на АЭС Использование источников ионизирующего излучения НИИ, промышленность, сельское хозяйство, медицина)

Атмосферное загрязнение первичное Поступает непосредственно в атмосферу вторичное Результат химических превращений первичных

Аэрозольные загрязнения Аэрозоль – это дисперсная система, в которой дисперсионной средой служит газ, а дисперсионной фазой –твердые или жидкие частицы пыль дымы туманы

Механизм формирования морского аэрозоля 1.Лопание газовых пузырьков 2.Прямой ветровой срыв с волнующейся поверхности моря 3.Спонтанная эмиссия аэрозолей невозмущенной водной поверхностью 1.Химический состав (соотношение элементов) морского аэрозоля близок к составу ПМС Поверхностный микрослой (ПМС) 26

Прибрежные морские зоны – зоны риска для здоровья (отравление воздуха от поверхности моря, морепродуктов, купальных вод) Высоки й риск Умерен ный риск Низкий риск Макро- и мезомасштабное прогнозирование загрязнение атмосферы от водной поверхности Автоматизированный экспериментальный мониторинга загрязнение атмосферы от водной поверхности с передачей данных по удаленным каналам связи

Морская соль аэродисперсные частицы (, алюмосиликаты, бактерии, одноклеточные водоросли, простейших) Токсические соединения (природного и антропогенного происхождения): Тяжелые металлыТяжелые металлы Углеводороды (полиароматические и насыщенные)Углеводороды (полиароматические и насыщенные) Биотоксины (включая аллергенные пептиды, петптидогликаны etc)Биотоксины (включая аллергенные пептиды, петптидогликаны etc) Различные амфиильные соединенияРазличные амфиильные соединения ХОСХОС и многие другиеи многие другие Некоторые компоненты морского аэрозоля

Механизм формирования морского аэрозоля 1.Лопание газовых пузырьков 2.Прямой ветровой срыв с волнующейся поверхности моря 3.Спонтанная эмиссия аэрозолей невозмущенной водной поверхностью 1.Химический состав (соотношение элементов) морского аэрозоля близок к составу ПМС Поверхностный микрослой (ПМС) Поверхностный микрослой (ПМС) 1. ВВЕДЕНИЕ

СТРУКТУРА ПМС ПМС океана, в котором ламинарное течение преобладает над турбулентным, состоит из следующих подслоев: нанослой hн ~ 1 мкм нанослой hн ~ 1 мкм, в котором концентрируются поверхностно-активные вещества, диффузионный hd ~ 50 мкм диффузионный hd ~ 50 мкм термический hт ~ 300 мкм термический hт ~ 300 мкм ламинарно-вязкий hв ~ 1000 мкм ламинарно-вязкий hв ~ 1000 мкм hd ~ 50 мкм hт ~ 300 мкм hв ~ 1000 мкм hн ~ 1 мкм

1. ВВЕДЕНИЕ

Fig. 1. Тяжелые металлы в аэрозолях океанов и морей: Южная Атлантика (синие кружки), высокоширотные районы Северного Ледовитого океана (синие треугольники), Карское море (синие ромбы), Балтийское море (красные шестиугольники), Азовское море (красные пятиугольники), Средиземное море (красные кружки). 170 проб аэрозолей на фильтрах собраны Южной Аталантике на разрезе вдоль Патагонии при удалении от берега 500 миль в 2006 и 2008 годах осенью на судах НИС «Академик Иоффе» и НИС «Академик Сергей Вавилов». 30 проб в высокоширотных районах Северного Ледовитого океана собраны на ледовой станции «Барнео» в 2007 и 2009 годах в марте-апреле. 145 проб аэрозолей собраны на Финском заливе Балтийского моря в прибрежной зоне в 2001 (июнь) году и 2004 (октябрь) году и,в январе ежегодно в годах, – на НЭС «Аранда». На Азовском море 80 проб собраны в экспедициях 2007 года (июль и сентябрь) на катере ЮФУ при производстве сетке станций по всей акватории Азова. В северо-западной части Средиземного моря 42 пробы собраны в экспедициях на катере университета Хуама I – от Барселоны до Балеарских островов.

Fig. 2. Суммарное содержание кадмия и свинца в аэрозолях Южной Атлантики (Atl) высокоширотных районов Северного Ледовитого океана (NP), Белого (Wh), Баренцева (Bar), Карского (Kar), Балтийского (Balt), Черного Bl), Азовского (Az) и Средиземного (Med) морей. Районы сбора проб и объемы работ указаны в подписях к рис. 1

Рис. 3. Примеры корреляций между содержание свинца в аэрозолях и концентрацией взвешенного вещества в поверхностном микрослое (ПМС). Концентрация взвешенного вещества дана в процентах, концентрация металлов в аэрозолях - нг/м3 воздуха. А - пример нелинейной корреляции между свинцом и концентрацией взвешенного вещества в ПМС толщиной 0,2 мм В - пример линейной корреляции между содержанием меди в аэрозолях и концентрацией взвешенного вещества в ПМС толщиной 0,2 мм. С- пример линейной корреляции между цинком и концентрацией взвешенного вещества в ПМС толщиной 0,2 мм. D - пример отсутствия корреляции между содержанием меди в аэрозолях и концентрацией взвешенного вещества в ПМС толщиной 1 мм (черные точки) и подповерхностной воде (светлые точки).

Зависимость между содержанием Сd в воздухе и V1.5 - безразмерная величина, вычисляемая как отношение объемной концентрации частиц диаметром 1.5 мкм к суммарному объему всех частиц в м3 (Баренцево море). Уравнение линейной регрессии Y=4x-0.2 ( =0,95) Зависимость между содержанием Pb в V5.5 - безразмерная величина, вычисляемая как отношение объемной концентрации частиц диаметром 5.5 мкм к суммарному объему всех частиц в м3 (Белое море). Уравнение линейной регрессии Y=18.4x – 0.3 (r =0,95)

Прибрежные морские зоны – зоны риска для здоровья (отравление воздуха от поверхности моря, морепродуктов, купальных вод) Высокий риск Умеренный риск Низкий риск

ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА Это длительные (свыше 10 лет) направленные или ритмические изменения климатических условий на Земле ПРИЧИНЫ 1. динамические процессы на Земле 2. внешние воздействия (колебания интенсивности солнечного излучения) 3. деятельность человека Это длительные (свыше 10 лет) направленные или ритмические изменения климатических условий на Земле ПРИЧИНЫ 1. динамические процессы на Земле 2. внешние воздействия (колебания интенсивности солнечного излучения) 3. деятельность человека

Возможные факторы чувствительности биосистем к астрогеофизическим событиям Электромагнитное поле Температура Давление Влажность Солнечная радиация Корпускулярные потоки Электромагнитное поле Температура Давление Влажность Солнечная радиация Корпускулярные потоки

НЕКЛИМАТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ 1. Парниковые газы 2. Тектоника литосферных плит 3. Солнечное излучение 4. Изменения орбиты 5. Вулканизм

Взаимодействие космических лучей с атмосферой

43 кадмий Источники поступления Кадмиевые краски Курение Диализ Цветная металлургия Органы мишени Почки Кожа Простата Сизистые Центральная нервная система Индикатор моча Волосы а-2 микроглобулин Депо Почки печень

рабочая классификация микроэлементозов человека 44 МТОЗы Основные формы заболеваний Краткая характеристика Природные Эндогенные 1. Врожденные При врожденных микроэлементозах в основе заболевания может лежать микроэлементоз матери 2. Наследственные При наследственных микроэлементозах недостаточность, избыток или дисбаланс МЭ вызываются патологией хромосом или генов

рабочая классификация микроэлементозов человека Природные Экзогенные 1.Вызванные дефицитом МЭ 2.Вызванные избытком МЭ 3.Вызванные дисбалансом МЭ Природные, т. е. не связанные с деятельностью человека и приуроченные к определенным географическим локусам эндемические заболевания людей, нередко сопровождающиеся теми или иными патологическими признаками у животных и растений 45

рабочая классификация микроэлементозов человека Техногенные 1.Промышленные (профессиональные) Связанные с производственной деятельностью человека болезни и синдромы, вызванные избытком определенных МЭ и их соединений непосредственно в зоне самого производства; 2. Соседские по соседству с производством; 3. Трансгрессивные в значительном отдалении от производства за счет воздушного или водного переноса МЭ 46

рабочая классификация микроэлементозов человека Ятрогенные 1. Вызванные дефицитом МЭ 2. Вызванные избытком МЭ 3. Вызванные дисбалансом МЭ Быстро увеличивающееся число заболеваний и синдромов, связанных с интенсивным лечением разных болезней препаратами, содержащими МЭ а также с поддерживающей терапией (например, с полным парентеральным питанием) и с некоторыми лечебными процедурами диализом, не обеспечивающим организм необходимым уровнем жизненно важных МЭ 47