Влияние техногенного загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Влияние техногенного загрязнЕния атмосферного воздуха на здоровье населения

(НА ПРИМЕРЕ Г. Иркутска)

 

 

 

 

 

 

 

Автореферат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Иркутск

2011

 

 

 

 

 

 

 

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

 

Актуальность темы исследования. Город Иркутск входит в число 30 наиболее загрязненных городов России..

По мнению экспертов Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), 23% всех заболеваний и 25% всех случаев рака обусловлены воздействием факторов окружающей среды, в том числе и загрязнения атмосферного воздуха. Особое внимание в структуре заболеваемости г. Иркутска обращает на себя рост экологически обусловленных заболеваний органов дыхания и онкологической патологии. Одной из причин, вызвавших высокий рост заболеваемости населения, особенно детского,  за последние годы, является высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха.

Для оценки и анализа возможного влияния загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения использовали  данные мониторинга атмосферного воздуха Свердловского района, г. Иркутска.

 

Цель работы заключалась в оценке влияния загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения г. Иркутска для контроля эффективности мероприятий по снижению риска здоровью населения.

Были поставлены и решены следующие задачи:

- сопоставить  установленные степени риска  для здоровья человека в результате  воздействия расчетных концентраций  атмосферных загрязненийи встречающихся  в реальных условиях города.

- изучить  качественные и количественные  характеристики загрязнения и  условия их формирования в  атмосферном воздухе Иркутска

- провести  анализ многолетних данных по  заболеваемости населения г. Иркутска  и выявить влияние загрязнения  атмосферного воздуха на здоровье  населения;

- разработать рекомендации  по снижению риска для здоровья  населения г. Иркутска 

 

Научную новизну характеризуют следующие полученные результаты:

 

1. Установлена причинно-следственная связь между состоянием здоровья населения и загрязнением атмосферного воздуха г. Иркутск.

 

2. Обоснован  выбор приоритетных загрязняющих  веществ и точек мониторинга  на основе расчетов канцерогенных  и неканцерогенных рисков для  здоровья населения от загрязнения  атмосферного воздуха г. Иркутск.

 

Практическая значимость работы состоит в том, что основные ее результаты были использованы при разработке мероприятий по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, а именно при создании комплексной программы мониторинга атмосферного воздуха г. Иркутск в составе Сводного проекта предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу г. Иркутск. Предлагаемые нами практические рекомендации по управлению риском для здоровья населения от воздействия загрязнения атмосферного воздуха позволят:

-  проводить контроль за соблюдением государственных и международных стандартов качества атмосферного воздуха;

- получать  объективные исходные данные  для разработки природоохранных  мероприятий, градостроительного планирования  и планирование транспортных  систем;

- информировать  общественность о качестве атмосферного  воздуха и его влиянии на  здоровье населения в различных  микрорайонах г. Иркутска.

- развертывать  системы предупреждения о резком  повышении уровня загрязнения;

- оценивать  эффективность природоохранных  мероприятий.

 

Материал и методы исследования. В работе использованы результаты многолетних лабораторных исследований атмосферного воздуха Федерального государственного учреждения здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в Иркутской Области» (ФГУЗ «ЦГиЭ») за  2000-2004 гг.

В работе были использованы методы математической статистики для обработки данных лабораторных исследований атмосферного воздуха, заболеваемости населения; методика оценки риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду.

 

 

 

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

 

Глава 1. ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА В АТМОСФЕРНОМ

 ВОЗДУХЕ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА  ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

 

В атмосферный воздух города поступает большое количество различных вредных веществ. Повсеместно выбрасываются такие вредные вещества, как пыль (взвешенные вещества), диоксид серы, диоксид азота, оксид углерода, которые принято называть основными, а также различные специфические вещества, выбрасываемые отдельными производствами, предприятиями, цехами (РД 52.04.186-89).

Данные медицинской статистики развитых стран показывают, что в связи с ростом воздействия вредных факторов промышленного производства и загрязнения воздушной среды возрастает частота многих хронических патологических процессов: заболеваний органов дыхания, почек, хронических отравлений, аллергических процессов, злокачественных опухолей и болезней крови (Гичев, 2007).

    Система медико-экологического регламентирования основана на предположении о том, что загрязнение окружающей среды создает опасность для здоровья человека. Основанием для этого служат, во-первых, многочисленные жалобы населения, проживающего в условиях загрязненной окружающей среды, на неприятные запахи, головные боли, общее плохое самочувствие и другие дискомфортные состояния; во-вторых, данные медицинской статистики, свидетельствующие о тенденции к росту заболеваемости на загрязненных территориях; в-третьих, данные специальных научных исследований, направленных на определение количественных характеристик связи между загрязнением окружающей среды и его влиянием на организм (см. выше).

В связи с этим оценка риска здоровью человека, обусловленного загрязнением окружающей среды, является в настоящее время одной из важнейших медико-экологических проблем. Однако существует значительная неопределенность в определении понятия риска здоровью и установлении факта воздействия загрязняющих веществ на человека и его количественных характеристик.

К сожалению, существующая практика оценки опасности загрязнения, основанная на сравнении количественных показателей содержания примесей (концентрации) с нормативными регламентами (ПДК, ОБУВ и т.д.), не отражает истинной картины риска ухудшения здоровья, который может быть связан с окружающей средой. Это обусловлено следующей причиной. Основой для установления безопасных уровней воздействия загрязнителей окружающей среды является концепция пороговости вредного действия, постулирующая, что для каждого агента, вызывающего те или иные неблагоприятные эффекты в организме, существуют и могут быть найдены дозы (концентрации), при которых изменения функций организма будут минимальными (пороговыми). Пороговость всех типов действия – ведущий принцип отечественной гигиены.

 

В целостном организме осуществляются процессы приспособления и восстановления биологических структур, и повреждение развивается только тогда, когда скорость процессов деструкции превышает скорость процессов восстановления и приспособления.

В действительности величина пороговой дозы зависит от следующих факторов:

- индивидуальной чувствительности  организма,

- выбора показателя для ее  определения,

- чувствительности использованных  методов.

Так, разные люди по-разному реагируют на одни и те же воздействия. Кроме того, индивидуальная чувствительность каждого человека также подвержена значительным колебаниям. Таким образом, одни и те же уровни загрязнения окружающей среды часто вызывают далеко не однозначную реакцию как у населения в целом, так и у одного и того же человека. С другой стороны, чем выше чувствительность методов, тем ниже порог. Теоретически даже незначительное количество биологически активных веществ будет вступать в реакцию с биосубстратами и, следовательно, будет действующим.

Любой фактор внешней среды может стать патогенным, но для этого необходимы соответствующие условия. К ним относятся: интенсивность или мощность фактора, скорость нарастания этой мощности, продолжительность действия, состояние организма, его сопротивляемость. Сопротивляемость организма, в свою очередь, является переменной величиной: она зависит от наследственности, возраста, пола, физиологического состояния организма в момент воздействия неблагоприятного фактора, ранее перенесенных заболеваний и т.д. Поэтому в одинаковых условиях внешней среды один человек заболевает, а другой остается здоров или один и тот же человек в одном случае заболевает, а в другом – нет.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что изучение заболеваемости населения помогает определить риск неблагоприятного влияния загрязнения окружающей среды, однако не в полной мере. Медико-экологическое регламентирование должно не только обеспечивать предупреждение появления заболеваний среди населения, но и способствовать созданию наиболее комфортных условий жизни.

 

               

 

                  

 Глава 2. АНАЛИЗ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

И СОСТОЯНИЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ Г. Иркутск

 

Природно-климатические особенности

 

 

 

Характеристика выбросов загрязняющих веществ

в приземном слое атмосферы города

Численность населения г. Иркутска                             Основными источниками загрязнения атмосферы по городу являются автотранспорт, котельные, эксплуатирующиеся в отопительном режиме (54,4%), а также стационарные источники выбросов промышленных предприятий. Суммарный валовый выброс загрязняющих веществ составляет 42711,85 т/год, из них 0,005% –  выброс веществ 1 класса опасности, 0,25% –  2, 60,9 % –  3, 36,14% –  4. Вклад автотранспорта в загрязнение атмосферного воздуха составляет 52%, что связано с ежегодным увеличением количества автотранспортных средств. За последние 20 лет объем выбросов загрязняющих веществ сократился в 1,71 раза, что связано с общим сокращением производства в 90-е гг. (рис.1). На каждый км2 территории города в 2006 г. было выброшено 205,99 т, из них только от стационарных источников 99,46 т загрязняющих веществ. На каждого жителя г. Иркутска в 2006 г. в среднем пришлось 181,7 кг вредных веществ (включая выбросы автотранспорта). Выбросы на одного жителя  от стационарных источников загрязнения составили 87,7 кг. Для территории г. Иркутск характерно неоднородное распределение загрязняющих веществ в атмосферном воздухе .

 

Оценка загрязнения атмосферного воздуха г. Иркутска

 по среднегодовым  концентрациям загрязняющих веществ

С целью оценки современного пространственного распределения загрязнения атмосферного воздуха были обобщены все результаты измерений и моделирования приземных концентраций загрязняющих веществ. Для сравнительного анализа нами рассчитаны комплексные показатели интегрального загрязнения атмосферного воздуха (Рсум) по осредненным за год концентрациям.

 

              Анализ заболеваемости населения  г. Иркутска

 

В качестве фоновых показателей для расчета относительных рисков использовались среднереспубликанские показатели по всем классам болезней. Проведенный нами расчет относительного риска показал, что практически по всем классам болезней (кроме болезней крови и кроветворных органов, болезней системы кровообращения, осложнений беременности, младенческой смертности) показатели заболеваемости населения г. Иркутске превышают среднеобластнные: травмы и отравления – в 1,68 раза; психические расстройства – в 1,27; болезни органов дыхания – в 1,24 раза и т.д. По уровню повышенного относительного риска заболеваемости (по обращаемости) выделяется детское население. Риск общей заболеваемости среди детей города в среднем за 5 лет достигает 1,4-кратного, психических расстройств – 2,22-кратного, болезней системы кровообращения – 2,06-кратного, врожденных аномалий (пороков развития) – 1,91-кратного. Особое внимание в структуре заболеваемости обращает на себя рост экологически обусловленных заболеваний, таких как заболевания органов дыхания и онкологической патологии. Болезни органов дыхания занимают первое место в структуре заболеваемости: их вклад в заболеваемость всего населения составляет 40,4%, детского населения – 56,9%. Проведенный анализ показал, что г. Иркутск характеризуется как высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха, так и высокими показателями заболеваемости взрослого и детского населения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3. СНИЖЕНИЕ РИСКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ

Г. ИРКУТСКА ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

 

С целью снижения уровней риска для здоровья населения от загрязнения атмосферного воздуха могут использоваться, по нашему мнению, следующие подходы:

- снижение  числа и мощности источников  опасности (выбросов в атмосферу) путем проведения природоохранных  мероприятий;

- снижение  вероятности развития или проявления  вредных эффектов;

 

 

Для принятия такого рода управленческих решений необходимо иметь данные мониторинга атмосферного воздуха.

 

 

Выбор приоритетных веществ  для мониторинга

 атмосферного воздуха

Всего в атмосферный воздух г. Иркутск поступает 214 вредных веществ (24 обладают канцерогенной активностью), из которых контролируется всего лишь 8 веществ (3,7%). Стало быть, необходимо расширить их перечень.

Выбор приоритетных веществ для мониторинга атмосферного воздуха г. Иркутска проводился нами по результатам анализа данных:

- по вкладу  загрязняющих веществ в суммарный  выброс г. Иркутска

- по степени  опасности для здоровья;

- по результатам мониторинга атмосферного воздуха;

- по результатам  моделирования рассеивания загрязняющих  веществ в атмосферном воздухе.

Для предварительного ранжирования химических веществ были использованы сведения об объемах поступлений загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников 148 промышленных предприятий и автотранспорта из сводного проекта предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу г. Иркутска.

Для составления предварительного списка приоритетных веществ, не обладающих канцерогенным действием, был использован метод ранжирования веществ по индексу сравнительной неканцерогенной опасности. Расчеты, проведенные по данному методу, позволили выделить вещества, составляющие более  90%  суммы индексов сравнительной неканцерогенной опасности: бенз(апирен), сумма взвешенных веществ, серы диоксид, керосин, азота диоксид, сажа. Для составления предварительного списка приоритетных веществ, обладающих канцерогенным действием, был использован метод ранжирования веществ по индексу сравнительной канцерогенной опасности. Расчеты, проведенные по данному методу, позволили выделить вещества, составляющие более  90%  суммы индексов сравнительной канцерогенной опасности: сажа, бенз(а)пирен, бензин нефтяной. Эти вещества должны быть включены в список приоритетных веществ для мониторинга атмосферного воздуха города.

По результатам анализа имеющихся данных мониторинга можно сделать вывод о том, что в перечень приоритетных веществ необходимо включить также формальдегид (канцерогенное вещество) и фенол. По результатам сводных расчетов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу г. Иркутск, учитывающих выбросы автотранспорта, был составлен список загрязняющих веществ с превышением ПДК в жилой зоне  (Проект предельно допустимых выбросов…, 2007). В соответствии с данным списком в перечень приоритетных веществ нами предлагается включить свинец, сероводород, бутилацетат, углеводороды С12-С19. На основе предварительного ранжирования, проведенного с использованием информации об объемах поступлений загрязняющих веществ в атмосферный воздух, результатов моделирования рассеивания загрязнений и имеющихся данных мониторинга содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе г. Иркутска нами впервые составлен перечень веществ, которые необходимо включить в программу мониторинга загрязнения атмосферного воздуха г. Иркутска: бенз(а)пирен, сажа, взвешенные вещества, серы диоксид, азота диоксид, фенол, формальдегид, свинец, сероводород, углерода оксид, бутилацетат, углеводороды С12-С19, бензин нефтяной, керосин.

 

 

Оценка риска здоровью населения для выбора точек

наблюдений за загрязнением атмосферы

В соответствии  с существующими нормативными документами число стационарных постов определяется в зависимости от численности населения: в г. Иркутске количество стационарных постов должно составлять 3-5. Количество постов может быть увеличено из-за сложного рельефа местности, а также наличия большого количества источников загрязнения. Для этого необходимо обосновать их количество и места размещения. С этой целью использовались уровни риска развития заболеваемости и смертности населения от воздействия загрязнения атмосферного воздуха, которые могут рассматриваться как интегральные показатели, основанные на данных пространственного распределения примесей загрязняющих веществ на территории города, степени их опасности для здоровья и плотности населения.

 

 

 

 

 

Расчет канцерогенного риска для здоровья населения

 от загрязнения атмосферного  воздуха

Характеристика канцерогенного риска осуществлена поэтапно, а именно путем расчета индивидуального канцерогенного риска для каждого вещества, поступающего в организм человека ингаляционным путем, суммарного канцерогенного риска для всех веществ и популяционных канцерогенных рисков. Конечным этапом являются обобщение и представление результатов характеристики риска. Канцерогенный риск был рассчитан для пяти канцерогенных веществ (бенз(а)пирен, сажа, бензин нефтяной, формальдегид, свинец) в 80 рецепторных точках города.  В результате проведенных работ была составлена карта распределения популяционного канцерогенного риска на территории г. Иркутск. Расчет индивидуального канцерогенного риска для здоровья населения от загрязнения атмосферного воздуха показал:

  - по  саже, что практически все рецепторные  точки характеризуются  вторым  диапазоном риска, т. е. уровень риска  находится в пределах от 1х10-6до 1х10-4. В пяти рецепторных точках индивидуальный канцерогенный риск неприемлем для населения в целом (приемлем для профессиональных групп)

- по свинцу, что практически все рецепторные  точки характеризуются  пренебрежимо  малым уровнем риска (менее 1x10-6). В трех рецепторных точках уровень канцерогенного риска превышает 1*10 -6 (в границах

приемлемого риска):

- по формальдегиду, что практически все рецепторные  точки характеризуются  вторым  диапазоном риска, т. е. уровень риска  находится в пределах от 1х10-6 до 1х10-4 . В двух рецепторных точках индивидуальный канцерогенный риск не приемлем для населения в целом (приемлем для профессиональных групп):

- по бензину, что во всех рецепторных точках  риск развития злокачественных  образований, обусловленный воздействием  этого канцерогена выше 1х10-4, т. е. неприемлем для населения в целом. В семи рецепторных точках индивидуальный канцерогенный риск неприемлем ни для населения в целом, ни для профессиональных групп (более 1х10-3):

После подсчета суммарного индивидуального канцерогенного риска оказалось, что во всех рецепторных точках риск выше приемлемого уровня (более 1*10-4). В 13 рецепторных точках суммарный индивидуальный канцерогенный риск выше 1*10-3 (неприемлем ни для населения в целом, ни для профессиональных групп). Основной вклад в суммарный канцерогенный  риск дают сажа и формальдегид. Вклад бензина нефтяного в общий канцерогенный риск от загрязнения атмосферного воздуха составил от 44,46 % до 94,14%   , сажи – от 2,29% до 51,83%, формальдегида – от 1,01% до 17,59%.  Расчет суммарного канцерогенного риска показал, что 28 % населения г. Иркутска  живет на территориях, где риск развития онкологических заболеваний вследствие воздействия канцерогенных веществ, содержащихся в атмосферном воздухе, выше допустимого (неприемлем ни для населения, ни для профессиональных групп). Число дополнительных случаев рака на 100 тыс. населения в год, связанных с поступлением в атмосферный воздух канцерогенных веществ,  в целом по городу составило 74,501. По данным социально-гигиенического мониторинга, заболеваемость населения г. Иркутска новообразованиями в 2004 г. составила 544,4 на 100 тыс. населения. 13,7 % новообразований связаны с выбросами в атмосферный воздух загрязняющих веществ, обладающих канцерогенными свойствами.

 

Сравнительный анализ расчетных показателей риска

здоровью и фактической  заболеваемости населения г. Иркутска

Для сопоставления рассчитанных рисков с фактической заболеваемостью проведено  ее пространственное распределение по выбранным рецепторным точкам. Был определен вклад заболеваемости, обусловленной загрязнением атмосферного воздуха, в общую заболеваемость населения, который составил 12% в целом по городу, в том числе в Свердловском районе – 15,5%, в Октябрьском – 10,8%, в Ленинском – 10,5 %.

 информировать  общественность о качестве атмосферного  воздуха и его влиянии на  здоровье населения в различных  микрорайонах г. Иркутска;

 развертывать  системы предупреждения о резком  повышении уровня загрязнения; оценивать  эффективность природоохранных  мероприятий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЫВОДЫ

 

1. Существующая в настоящее время система мониторинга атмосферного воздуха не дает относительно полной картины влияния загрязнения атмосферы на здоровье населения г. Иркутска в связи с разными программами, используемыми в организациях, осуществляющих контроль качества атмосферы. 
2. Высокий уровень загрязнения воздушной среды города негативно влияет на здоровье населения, обуславливая повышенную его заболеваемость и смертность, особенно в тех микрорайонах, где концентрации основных и специфических загрязняющих веществ, в том числе канцерогенных, превышает ПДК.  С высоким содержанием в атмосфере взвешенных и газообразных веществ связаны 12% всех заболеваний и 15,5% смертей населения г. Иркутска.

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

PAGE