Задымление воздуха ведет к ухудшению микроклимата города, увеличению числа туманных дней, уменьшению прозрачности атмосферы и снижению освещенности, ультрафиолетовой радиации. Любые виды дыма содержат такие углеводороды, как бензопирен и гидразин. В последнее время наблюдается увеличение числа туманных дней, что связано как с влиянием атмосферных загрязнений, так и с потеплением городского климата (Хайруллин, Яковлев, Непилина, 1993). Сам по себе туман не опасен для человеческого организма. Он становится вредным, когда чрезвычайно загрязнен токсическими примесями. Токсические туманы наблюдаются в периоды неблагоприятных метеорологических условий, сопровождающихся резким увеличением концентрации в атмосферном воздухе сернистого газа и взвешенных веществ. Они являются причиной различных патологических изменений в организме и резкого обострения легочных и сердечно-сосудистых заболеваний (Савенко, 1991).
Загрязненная атмосфера снижает солнечную радиацию, что отрицательно влияет на физическое и эмоциональное состояние людей: появляется усталость, зрительное напряжение, раздражительность. Эти явления у мужчин наблюдаются чаще и проявляются ярче, чем у женщин. Световой голод способствует D-авитаминозу, что снижает сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям, ухудшает самочувствие и работоспособность. Выраженным проявлением D-авитаминоза является рахит.
Токсичные вещества, попадающие в атмосферу в процессе хозяйственной деятельности человека, разносятся воздушными течениями. Многие из них реагируют с другими загрязнителями, в результате чего образуются различные смеси загрязнителей. В некоторых случаях результат их воздействия на окружающую человека среду и его здоровье намного сильнее, чем действие каждого из загрязнителей в отдельности.
В последнее время в атмосфере значительно увеличилось содержание тяжелых металлов, попадающих в воздух с пылью из почвы и оказывающих особенно неблагоприятное действие на организм.
Ущерб здоровью населения является самым грозным последствием загрязнения воздуха городов. Организм взрослого человека ежесуточно потребляет в среднем 20 куб. м воздуха, а организм ребенка - в два раза больше. Загрязненный воздух, попадая в легкие, включается в процессы жизнеобеспечения. Характер и степень влияния загрязненного атмосферного воздуха на организм человека разнообразны. Это зависит от вида загрязнителя, его концентрации в воздухе, длительности и периодичности воздействия. Комплексное действие группы загрязнителей, комбинация загрязнений атмосферы и других сред, сочетание с неблагоприятными социальными, физическими и биологическими факторами отягощают вредное влияние на организм. Наиболее уязвимы дети, пожилые и престарелые люди, больные, работники вредных производств, курильщики и др.
В условиях загрязненного воздуха наблюдается повышенная заболеваемость и смертность от сердечно-сосудистых заболеваний по сравнению с местностями с чистым воздухом. Установлена статистически прямая зависимость между загрязненностью атмосферного воздуха и заболеваемостью населения бронхитами, бронхиальной астмой, эмфиземой легких, а также смертностью от заболевания органов дыхания (Carnow, Lepper, Shekella, 1969, Детри, 1973). Отмечается повышение заболеваемости детей респираторными заболеваниями под влиянием загрязненности атмосферного воздуха. Это обусловлено функциональными особенностями органов дыхания (Revich, 1992).
При содержании карбоксигемоглобина в крови 4% и более наблюдаются функциональные сдвиги в организме и повышенная опасность для людей, страдающих заболеваниями сердечно-сосудистой системы.
Оксид углерода активно взаимодействует с дыхательными ферментами, миоглобином, негемоглобиновым железом плазмы крови и нарушает углеводный и фосфорный обмен. Наблюдаются неблагоприятные последствия хронического влияния малых концентраций окиси углерода на световую и цветовую чувствительность зрительного анализатора, сдвиги биопотенциалов головного мозга, нарушение временных интервалов психомоторной реакции, сдвиги морфологических показателей состава крови - эритроцитоз, полиглобулия (Фельдман, 1975). Повышенные концентрации оксида углерода в атмосфере могут провоцировать сердечные приступы. Установлена прямая связь между частотой сердечных приступов и повышением концентрации оксида углерода.
При повышенном содержании в воздухе оксидов серы, азота, различных органических веществ поражается слизистая оболочка глаз, органов дыхания, возрастает число случаев бронхиальной астмы, злокачественных и наследственных заболеваний, мертворождаемости, нарушения репродуктивной функции и т.д. (Тезиева, Легостаева, Цаллагова и др., 1993).
Выявлена корреляционная связь загрязнения атмосферного воздуха и болезней крови и кроветворных органов, глаз, верхних дыхательных путей, уха и сосцевидного отростка, кожи и подкожной клетчатки, а также общей заболеваемости (Иванов, Токаренко, Куликова, 1993).
Существует объективная зависимость между уровнем загрязнения атмосферного воздуха и показателями распространенности экологически значимых форм патологии у детей (Дермаков и др., 1993).
Загрязненный воздух является одной из причин возникновения аллергических реакций. Одним из проявлений таких реакций является бронхиальная астма. Описаны случаи сезонных вспышек бронхиальной астмы у лиц, ранее не страдавших этим заболеванием. Как оказалось, эти вспышки связаны с загрязнением городского воздуха продуктами сжигания мусорных свалок и опавшей листвы.
Установлено, что пыльца деревьев, растущих вблизи автодорог или улиц с интенсивным движением автотранспорта, обладает большей агрессивностью и вызывает большее число аллергических заболеваний, чем каждый из этих факторов (пыльца или автотранспорт) в отдельности. Длительный производственный контакт с вредными химическими веществами снижает порог чувствительности к пылевым аллергенам (Федосеева, Стомахина, Осипенко, Аристовская, 1993).
Вследствие поступления в воздух пахучих веществ у части населения возникают более или менее выраженные рефлекторные реакции, обусловленные восприятием таких запахов (неприятные ощущения, состояние беспокойства, головные боли, тошнота, аллергические реакции). Загрязненный городской воздух снижает общую резистентность организма и специфический иммунитет. Это, в свою очередь, способствует возникновению респираторных заболеваний, особенно распространенных среди детей. Частота респираторных заболеваний и ухудшение функций легких у детей тесно связана с уровнем загрязнения атмосферного воздуха (Медицина окружающей среды, 1981; Kilbum, Warshaw, Thornton, 1992). При наблюдении группы детей с момента рождения до 20 лет ученые обнаружили, что у детей, перенесших в течение первых двух лет жизни заболевания легких, к двадцатилетнему возрасту проявлялась более выраженная склонность к респираторным заболеваниям (Бухарин, Дерябин, 1993). Поэтому предотвращение острых респираторных заболеваний в детстве, оздоровление окружающей среды может способствовать снижению смертности от легочных заболеваний у взрослых. Для оперативного управления качеством городской среды и здоровьем населения, необходимы полные и достоверные сведения об экологической ситуации на основе материалов систематического контроля за содержанием вредных веществ в окружающей среде, уточнения данных о выбросах всех предприятий и автотранспорта, данных о состоянии здоровья людей и перспективах развития города (Гильденскиольд, Новиков, Винокур и др., 1993).
Роль почвы в процессах взаимодействия человека и биосферы очень велика. В первую очередь она проявляется в процессах производства продуктов питания, промышленной продукции, а также в сохранении устойчивости биосферы к загрязняющим веществам, процессах ее очистки от загрязнений. Почва представляет собой гигантскую экологическую систему со своей внутренней атмосферой, своеобразным водным режимом, определенной фауной и флорой, а также составом минеральных элементов (Городний, Мельник, Повхан и др., 1990). В то же время, являясь сложной, она еще и динамичная среда, так как приобретает свои свойства постепенно под совместным влиянием воздействующих на нее факторов.
Почва является основным регулятором обменных процессов в биосфере, основным резервуаром ее процессов самоочищения. Это значение почвы определяется обилием в ней различных организмов и в первую очередь микроорганизмов, которые играют важнейшую роль в минерализации остатков органических веществ, обеспечении круговорота их энергии в природе. Поэтому сохранение почвенного покрова является одним из условий обеспечения и поддержания экологического равновесия в биосфере, так как почва - важнейший биологический адсорбент и нейтрализатор загрязнения.
Почва является тем элементом городского жизнеобеспечения, в котором происходит депонирование, разрушение и превращение в нетоксичные соединения основной массы поступающих в нее органических и неорганических веществ (Мирка, 1990). Загрязнение почвы снижает ее качество и способность к самоочищению. К тому же почва городских улиц отличается низким содержанием гумуса, ослабленным выщелачиванием и рН не ниже 7,5 - 8,5 (Krieter, 1993).
Почвенный покров Калуги характеризуется сложными тектоническими условиями, которые нарушают газовую и гидрохимическую вертикальную зональность и стимулируют миграцию при благоприятных условиях газов и соленых вод вверх по разрезу. Из-за отсутствия мощных выдержанных водоупоров и проявления трещинной гидротектоники все водоносные горизонты верхней гидродинамической зоны взаимосвязаны.