Институт промышленных исследований Меллона и Школа специальных производств
Robert Kennedy Duncan, Sc.D.
Director.
Raymond F. Bacon, Ph.D. Associate Director.
СОТРУДНИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОБЛЕМЫ ДЫМА
Raymond C. Benner, Ph.D.
Chief Fellow and Chemist. Joseph A. Beck, LL.B.
Attorney. A. B. Bellows, B.S.
Engineer. W. W. Blair, M.D.
Physician. J. E. Clevenger, M.S.
Botanist. B. A. Cohoe, A.B., M.D.
Physician. E. W. Day, A.M., M.D.
Physician. S. R. Haythorn, M.D.
Physician. W. L. Holman, A.B., M.D.
Architect. Richard Hooker B.S.
Architect. C. T. Ingham
Architect. Richard Kiehnel
Architect. H. H. Kimball, Ph.D.
Meteorologist. Oskar Klotz, M.D., C.M.
Physician. E. B. Lee
Architect. C. H. Marcy, A.B.
Bacteriologist. O. R. McBride, B.S.
Engineer. E. H. McClelland, Ph.B.
Bibliographer. R. T. Miller, Jr., A.B., M.D.
Surgeon. A. F. Nesbit, B.S., A.M.
Engineer. J. J. O’Connor, Jr., A.B.
Economist. K. K. Stevens, B.S.
Chemist. A. A. Straub, M.E.
Engineer. Carlton Strong
Architect. W. W. Strong, Ph.D.
Physicist. J. E. Wallace Wallin, Ph.D.
Psychologist. W. C. White, M.D.
Physician. Ruth E. Gilchrist
Secretary.
Институт промышленных исследований Меллона и Школа специальных производств
Исследование проблемы дыма. Бюллетень № 3
Психологические аспекты проблемы загрязнения атмосферы дымом
Дж. Э. Уоллес Уоллин, доктор философии, директор Психологической клиники Питтсбургского университета
Питтсбургский университет, Питтсбург, штат Пенсильвания, 1913 г.
Введение
Все, что можно разумно предпринять в статье, цель которой — лишь дать предварительный обзор психологических аспектов проблемы дыма, — это наметить границы исследования, кратко рассмотреть прямые и косвенные данные (будь то импрессионистские, наблюдательные, статистические или экспериментальные), которые относятся к данной проблеме и уже доступны в виде зафиксированных наблюдений или литературных и научных мемуаров, и, наконец, предложить некоторые проблемы, поддающиеся статистическому или экспериментальному изучению.
Дымовые завесы наших промышленных центров оказывают как прямое, так и косвенное влияние на человеческий организм. Прямое влияние обусловлено непосредственным контактом загрязненного дымом и насыщенного ядами воздуха с кожей, слизистыми оболочками и органами чувств. Косвенные эффекты прослеживаются в различных метеорологических состояниях, вызванных продуктами горения в атмосфере, которые, в свою очередь, непосредственно воздействуют на организм. Часто, а возможно и всегда, состояние дымового загрязнения и состояние атмосферы настолько неразрывно связаны, что биологические эффекты следует приписывать совместному действию обоих факторов. Только в контролируемом эксперименте можно было бы абсолютно изолировать и, таким образом, отдельно измерить влияние дыма и метеорологических факторов погодных условий. Этого до сих пор не было предпринято.
Психические эффекты, обусловленные атмосферным дымом и связанными с ним погодными условиями, также являются как прямыми, так и косвенными. Косвенные эффекты обусловлены влиянием, которое дымовые облака и вызванные дымом погодные условия оказывают на физиологический организм — на здоровье, самочувствие, энергию, бодрость, жизненный потенциал, сенсомоторную эффективность, — а также влиянием, которое измененные состояния организма непосредственно оказывают на психику: на психическое напряжение, равновесие, торможение, импульсы, склонности, чувства, эмоции, мышление и поведение. С другой стороны, прямые психические эффекты прослеживаются в непосредственном влиянии, сознательном или бессознательном, которое оказывают на психическую деятельность индивида его собственные переживания — мысли, чувства и импульсы, возбужденные в нем различными состояниями организма, ощущениями и восприятиями, порожденными облачностью и погодными условиями, — или которые были непосредственно вызваны процессами ассоциации и формирования привычек, причем последние сами были инициированы мыслями или реакциями, вызванными в первую очередь физиологическими эффектами внешних воздействий. Деятельность самого разума оказывает определяющее влияние на его последующие установки, убеждения, склонности и привычки. Важно признать эти прямые эффекты воздействия психики на собственное последующее поведение, поскольку значительная часть психической подавленности и депрессии, вызванных мрачными космическими влияниями, была лишь инициирована внешними стимулами. Их особая интенсивность во многом обусловлена интроспекцией самого субъекта, его собственным потоком мыслей. Психические влияния часто более выражены, чем телесные, независимо от того, возникают ли они из соматических изменений или из интроспективных сдвигов. Космические состояния, возможно, следует рассматривать не столько как причины психической деятельности, сколько как факторы, способные нарушить эмоциональное равновесие, ослабить торможение и изменить ход мыслей и поведения.
Также важно подчеркнуть тот факт, что невозможно провести четкую и жесткую границу между телесными и психическими эффектами дымовых облаков или вызванных дымом погодных условий. Человеческий организм представляет собой психобиологическое единство, и мы не можем, за исключением чисто искусственного и произвольного способа, разделить сому и психику на два независимых отсека. Телесные состояния обычно влияют на психические состояния, а психические состояния, в свою очередь, обычно влияют на телесные процессы, особенно на функции железистой, кровеносной, половой и нервной систем.
I. Патология дыма
Прямые и косвенные эффекты дыма на телесное и психическое благополучие.
А. Прямые эффекты дыма на здоровье и поведение.
Если вспомнить, что средний взрослый человек потребляет около 30 кубических дюймов воздуха при каждом вдохе или, возможно, 864 000 кубических дюймов каждый день, то не будет преувеличением сказать, что больше людей теряют жизненные силы, становятся инвалидами и отравляются примесями, содержащимися в загрязненном дымом воздухе, чем вредными ингредиентами в пище и воде. Твердые и парообразные ингредиенты задымленного воздуха — вредные соединения углерода, серы, азота, хлора и мышьяка — не только раздражают чувствительные оболочки глаз, носа, горла и легких, тем самым усугубляя или вызывая воспалительные заболевания этих органов, вызывая коллапс их чувствительных тканей или повышая их восприимчивость к таким специфическим заболеваниям, как бронхит, пневмония и подострые формы чахотки; но ядовитые соединения также попадают в желудочно-кишечный тракт, что вызывает тошноту, рвоту, диарею и системное отравление. То, что желудочно-кишечный тракт поражается вдыхаемыми твердыми частицами, было продемонстрировано экспериментами Сайто (19) на собаках и кроликах, которых заставляли вдыхать в течение периодов от 1 до 33 часов воздух, насыщенный пылью белого свинца. Только от 4 до 24% пыли было впоследствии обнаружено в дыхательных органах, в то время как остальная часть была найдена в пищеварительных органах. В случае с человеком, который вдыхал воздух от 10 до 15 минут в 20 случаях и избегал актов глотания, 95% пыли оставалось в организме, из которых 50% первично задерживалось в носовых ходах. Путем исключения было установлено, что 12% вероятно попало в легкие, так как от 60 до 80% было извлечено из пищеварительного тракта. Таким образом, основным путем проникновения растворимой вдыхаемой пыли, по-видимому, является пищеварительный тракт.
Пагубное воздействие на организм человека вдыхания загрязненного дымом воздуха, который содержит не только едкие и раздражающие твердые частицы, но и определенное количество смертельных ядов, должно быть очевидным, если принять во внимание сравнительно большую плотность примесей в атмосфере промышленных центров. Вес твердых веществ в насыщенном сажей воздухе в Лидсе, Англия, составил 1,2 мг на 100 куб. футов воздуха, или 200 фунтов на кв. милю (высотой 300 футов). Выпадение сажи на квадратную милю в год достигало 220 тонн в Лидсе, 820 тонн в Глазго и 259 тонн в Лондоне. Более того, с помощью счетчика пыли было установлено, что количество частиц пыли в воздухе в Лидсе варьируется от 530 000 до 3 736 000 на куб. дюйм. В промышленных городах количество частиц пыли часто превышает 300 000 на куб. см даже в хорошую погоду, по сравнению с несколькими сотнями в сельской местности (Эйткен, 4). Большой процент этих частиц состоит из сажи от фабричных, локомотивных и бытовых печей. Эти условия, и без того плохие, не только усугубляются в туманную погоду, но и в умеренно туманные дни количество твердых органических примесей может увеличиваться на 700% по сравнению с ясной погодой (Рассел). Во время грязных, непрозрачных туманов условия становятся еще хуже.
То, что постоянное вдыхание насыщенного ядами воздуха, в значительной степени состоящего из частиц сажи, которыми изобилуют промышленные города, снижает жизненный потенциал, производительную эффективность и телесное благополучие наших городских жителей, вызывая специфические заболевания, было в изобилии показано различными исследованиями. Смертность от острых легочных заболеваний, особенно у детей и пожилых людей, возросла, а течение легочного туберкулеза ускорилось в Германии по мере того, как страна становилась более промышленной. Увеличение смертности от нетуберкулезных заболеваний легких составило 30% в задымленном городе Вальденбург по сравнению с соседним текстильным городом Вустервальтерсдорф (Ашер, 16). Уровень смертности на 10 000 человек от тех же заболеваний составляет 30,6 в незадымленном городе Хамм по сравнению с 57,4 в задымленном городе Гельзенкирхен. Во всех немецких городах с населением более 15 000 человек уровень смертности составляет 24,0, в то время как в задымленных промышленных центрах аналогичного размера в Рейнской Вестфалии он составляет 34,0, а в промышленных районах Верхней Силезии — 36,0 (Ашер, 4); в сельских районах Англии он составляет 17,5 по сравнению с 26,5 в городских промышленных районах (4). Во время забастовки антрацитовых шахтеров в этой стране сообщалось об увеличении числа подозрений на туберкулез. В Рочестере наблюдалось увеличение легочных заболеваний вместе с ростом задымленности в период 1895–1904 гг. В Питтсбурге недавнее исследование доктора У. К. Уайта показывает, что пневмония увеличивается с плотностью атмосферного дыма, независимо от плотности населения или бедности. Увеличение одинаково заметно как в обеспеченных, так и в более бедных районах с относительно одинаковой плотностью дыма. В последние годы пневмония приобрела очень острую и смертельную форму в Питтсбурге.
То, что «значительная часть человеческой жизни, энергии и счастья растрачивается из-за воздействия паров, вредных именно потому, что они растрачиваются, теперь является установленной истиной» (Гиллеспи, 8). Было подсчитано, что ежегодный «дымовой налог» Лондона составляет 1 500 000 долларов только в виде смертей, болезней и снижения работоспособности. К сожалению, до настоящего времени не было предпринято никаких научных попыток напрямую измерить степень, в которой производительная способность, а также телесная и психическая эффективность городских жителей могут быть подорваны атмосферными примесями, равно как не было предпринято никаких усилий для измерения прямого или косвенного влияния дыма на сенсорные, моторные, интеллектуальные, аффективные и эмоциональные функции, а также на привычки и поведение людей. Часть человеческих потерь, вызванных загрязненным дымом воздухом, безусловно, обусловлена раздражением, вызываемым твердыми частицами дыма. Функциональная эффективность зрительных, носоглоточных, легочных, желудочно-кишечных и нервных механизмов может быть в той или иной степени нарушена постоянным раздражением твердыми частицами. Но также предположительно вероятно, что раздражающие, едкие частицы сажи и ядовитые соединения дыма могут стать факторами, вызывающими преждевременное старение, безвременную смерть, чрезмерную усталость, частые болезни, неустойчивость внимания, недовольство, раздражительность, снижение самоконтроля и, возможно, психическое неравновесие. Вероятно, в организме человека происходит постепенный процесс поглощения ядовитых продуктов неполного сгорания дыма. Это незаметное поступление может не приводить к каким-либо определенно распознаваемым острым расстройствам или специфическим нарушениям. Но процесс медленного отравления может коварно разъедать жизненно важные ткани, подобно мягкому раку, и тем самым со временем истощать наш жизненный потенциал, делая невозможным функционирование тела и мозга на пике их эффективности. С ослабленным мозгом разум не может достичь своих высших уровней творческого озарения и конструктивных достижений. Часто отмечалось, что люди, жившие в относительно свободных от дыма городах, после переезда в такой город, как Питтсбург, испытывали явное нежелание работать или своего рода хроническую скуку. Один питтсбургский бизнесмен пишет, что «люди, приезжающие жить в Питтсбург, замечают сильную депрессию; точно так же многие жители Питтсбурга во время визитов обнаруживают, что чувствуют себя бесконечно лучше, а деловые люди, работающие в течение некоторого времени в городах, где нет такого дыма, обнаруживают, что могут делать вдвое больше работы. Это не единичные случаи, а результат очень общего опроса, который я проводил в течение ряда лет. Люди очень часто отмечают подавленное выражение лиц не только у рабочих Питтсбурга, но и наблюдают его в клубах. Это очень часто связывают с влажностью, но это совершенно неверно, так как влажность в Нью-Йорке значительно выше, чем в Питтсбурге. Это, безусловно, условие, которое удерживает людей от приезда сюда и заставляет людей стремиться уехать при первой же возможности».
Автор этого эссе живет в Питтсбурге уже чуть больше года и за это время испытал заметное отвращение или нежелание заниматься продуктивным писательством. Ясное, острое, рефлексивное мышление, по-видимому, стало более трудным; а попытка писать кратко, четко и ясно казалась более трудоемкой. Возможно ли, что низкая оценка, в которой Питтсбург удерживается в мире продуктивной науки — предмет случайных замечаний среди врачей и других ученых, — связана с тем, что воздух, которым должны дышать его ученые, загрязнен и отравлен дымом? [Существуют и другие способствующие факторы, как мы увидим в следующих разделах, а именно: различные девитализирующие погодные состояния, вызванные дымом, и, возможно, частое использование конвекционного тепла от газовых плит в жилых комнатах. Конвекционное тепло от газовых плит, как утверждают шотландские исследователи, более вредно, чем тепло от излучения (21).] Возможно ли, что высочайшие духовные творения граждан задымленных городов приносятся в жертву на алтарь коммерческой жадности? Возможно ли, что в интересах псевдоэкономии мы подрываем сами мозги людей, позволяя нашему дыхательному воздуху быть насыщенным ядами предотвратимых испарений? Возможно ли, что промышленная энергия, которой прославился Питтсбург, в меньшей степени обязана превосходящему совершенству мозга и мускулов его рабочих, чем щедрым дарам его шахт? Мы, вероятно, не сможем дать удовлетворительный ответ на подобные вопросы до тех пор, пока не будет проведен ряд контролируемых психологических экспериментов по эффективности, утомляемости и выносливости (в той мере, в какой это касается различных моторных, сенсорных и интеллектуальных функций) при различных степенях плотности атмосферного дыма.
Б. Косвенное влияние дыма на психическое и физическое благополучие; метеорологические аспекты загрязнения атмосферы дымом.
Сначала я обсужу метеорологические изменения, вызванные дымом, а затем влияние вызванных дымом погодных состояний на благополучие.
Дымовые облака наших городов влияют на ряд погодных состояний, которые воздействуют на поведение человека. Метеорологические условия, на которые оказывается особое влияние: солнечный свет, облачность, влажность, туманы, температура, электрический потенциал и освещенность. То, что дым от фабричных и бытовых печей, наполняя атмосферу непрозрачными облаками дыма и вызывая мглу и туманы, лишает городских жителей светящихся, оживляющих, бодрящих, оздоравливающих, бактерицидных лучей солнца, было доказано многочисленными наблюдениями и тестами. Было подсчитано, что семь восьмых солнечной энергии блокируется дымом в промышленном центре Лондона и пять восьмых в Вестминстере. Процент солнечного света в этих двух местах по сравнению с сельскими станциями Оксфорда, Кембриджа, Мальборо и Гилдистона оказался следующим (12):
ТАБЛИЦА I.
Winter
Summer
From 1881-1885:
17%
83%
” 1906-1910:
38%
92%
Заметно, что количество солнечного света претерпевает огромное сокращение в зимнее время, но лишь очень незначительное уменьшение летом, и что за последние пять лет условия значительно улучшились, что, как нам говорят, связано со значительным сокращением лондонского дыма за последние десять-двадцать лет. В течение одного календарного года часы солнечного света в центре Лидса составили 1164, в то время как соответствующая цифра для Адела, который находится всего в 4 милях, составила 1402 (4). Таким образом, потеря солнечного света в Лидсе из-за дыма составила 17%. Уменьшение солнечного света в городах рядом с дымящими городами, опять же, показано в следующей таблице сравнительной среднемесячной продолжительности яркого солнечного света за период 20 лет (24):
ТАБЛИЦА II.
Station
Nov.
Dec.
Jan.
Feb.
Runhill Row
22.8%
7.5%
14.1%
30.5% Westminster
27.7%
13.1%
18.4%
32.8% Kew
50.8%
38.1%
40.3%
54.6% Cambridge
61.0%
40.6%
48.9%
72.8%
В Кью, в семи милях к западу от Лондона, сокращение солнечного света из-за лондонского дыма было оценено в 37% за целый год.
В Соединенных Штатах Америки за десятилетие 1901–1910 гг. совокупное количество часов солнечного света, процент возможного солнечного света, количество пасмурных дней, количество частично облачных дней и количество туманных дней были определены исследователями дыма в Питтсбурге на основе изучения записей, собранных Бюро погоды США в различных городах по всей стране, как показано в Таблице III.
ТАБЛИЦА III.
Статистика солнечного света в 18 городах Соединенных Штатов
Station.
1.
Aggregate hrs. of sunshine.
2.
Percentage of possible sunshine.
3.
No. of cloudy days.
4.
No. of partly cloudy days.
5.
No. of foggy days.