Анализ связи загрязнения атмосферного воздуха и здоровья детского населения в системе социально-гигиенического мониторинга

В системе социально-гигиенического мониторинга особую роль занимает количественная оценка опасности воздействия факторов окружающей среды, осуществляемая с помощью методологии оценки и управления рисками влияния факторов окружающей среды на здоровье населения. Под оценкой риска для здоровья понимается процесс установления вероятности развития и степени выраженности неблагоприятных последствий для здоровья человека или здоровья будущих поколений, обусловленных воздействием факторов среды обитания.

Цель исследования: оценить риск для здоровья детей и время наступления токсического эффекта с учетом уровня загрязненности воздуха.

Методы исследования. Методика оценки риска для здоровья населения была применена в г. Ижевске в 2004 г.[3]. Были рассчитаны индексы неканцерогенного риска (ИНР) для детей младшего возраста (до 6 лет) и потенциальное время проявления общетоксических эффектов по данным 8 стационарных и маршрутных, 56 подфакельных пунктов наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха. Также в расчет были включены результаты анализов атмосферного воздуха на 10 перекрестках наиболее загруженных автодорог города. Учитывались среднегодовые концентрации 5 основных загрязняющих газообразных соединений за период 2001-2003 гг. Были выбраны вещества, не оказывающие канцерогенный эффект, то есть не вызывающие образование злокачественных опухолей – CO, SO 2 , NO 2 , фенол и формальдегид. В

Исхакова Марьям Камильевна, аспирантка

Малькова Ирина Леонидовна, кандидат географических наук, доцент кафедры природопользования и экологического картографирования итоге были созданы карты распределения уровней неканцерогенного риска отдельно по каждому из 5 загрязняющих веществ и карта суммарного индекса риска, который рассчитывался как сумма полученных значений по всем пяти веществам. Расчет ИНР производился по формуле:

ИНР=СДД*α/RfD, где RfD – референтная доза; измеряется как произведение предельно допустимой концентрации (ПДК) токсиканта на коэффициент запаса (К3), который характеризует степень токсичности загрязнителя и является величиной постоянной (для веществ 1 класса опасности – 7,5; 2 класса опасности – 6; 3 класса опасности – 4,5; 4 класса опасности – 3); α – константа, показывающая долю времени в течение жизни, когда наблюдается воздействие (α=время воздействия/время жизни); СДД – средняя дневная доза поглощения загрязнителя (мг/кг массы в сутки); рассчитывается по формуле:

СДД=C*V/W, где С – концентрация загрязняющего вещества, мг/м3; V – суточное потребление атмосферного воздуха, м3/сутки; W – средняя масса тела, кг.

Значения ИНР выражаются в долях единицы и показывают вероятность возникновения неканцерогенных эффектов, поэтому значения можно интерпретировать как количество шансов из 100. В соответствие с градацией Всемирной организации здравоохранения ИНР до 1% свидетельствует об отсутствии риска, в пределах от 1% до 3% – о невысоком риске, от 3% до 5% – о повышенном риске, свыше 5% – о высоком риске. Время проявления токсического эффекта (Т) рассчитывалось по следующей формуле:

Т=10[lg(To) – lg(C/ПДК)*в], где: Т0 – «опасное» время (1/3 средней продолжительности жизни человека, т.е. в среднем 25 лет); в – коэффициент изоэффективности, значение которого зависит от класса опасности загрязняющего вещества; С – концентрация загрязняющего вещества, мг/м3.

По величине потенциального времени проявления общетоксических эффектов принята следующая градация риска: 1) опасный – менее 25 лет, 2) вызывающий опасение – 25-45 лет, 3) вызывающий беспокойство – 45-70 лет, 4) допустимый (неопасный) – более 70 лет.

Результаты исследования. Исходя из данных критериев анализ территориального распределения ИНР по г. Ижевску показал следующее. Весомость значений ИНР по диоксиду углерода в суммарной оценке риска оказалась наиболее значимой. Вся территория города оказалась в зоне повышенного риска. В жилых кварталах, прилегающих к центральной и северо-восточной промышленным зонам, потенциальное время проявления токсического эффекта составило менее 25 лет. Здесь же наиболее высокими оказались и значения суммарного ИНР. Для детей, проживающих на этой территории, вероятность появления какого-либо общетоксического симптома либо заболевания, связанного с техногенным загрязнением атмосферного воздуха составило более 5 шансов из 100. Территориальное сопоставление значений ИНР и уровня заболеваемости детского населения (по данным 120 педиатрических участков обслуживания 7 детских поликлиник) показало наиболее тесную корреляционную связь с ИНР по оксиду углерода и формальдегиду (табл. 1). Более тесная связь проявилась в пределах поликлиник, обслуживающих центральную часть г. Ижевска.

Таблица 1. Коэффициенты парной корреляции между показателями заболеваемости детского населения г.Ижевска и уровнями неканцерогенного риска, 2004 г.

ИНР по CO	ИНР по NO 2	ИНР по SO 2	ИНР по фенолу	ИНР по формальдегиду	ИНР суммарный
0,65	0,42	0,35	0,19	0,54	0,64

Методика оценки риска позволяет не только выявить неблагоприятные в эколого-гигиеническом отношении территории, но и спрогнозировать неблагоприятные последствия для здоровья населения. В методологическом отношении представляет интерес степень оправдания полученных прогнозов. С этой целью через 10 лет был повторно проведен расчет неканцерогенного риска для здоровья детского населения г. Ижевска. По данным Доклада об экологической обстановке в г. Ижевске [2] за период 2003-2012 гг. отмечается тенденция к снижению уровня загрязнения SO 2 , CO, NO 2 . Содержание в атмосферном воздухе взвешенных веществ, фенола, CO, бенз(а)пирена и формальдегида остается стабильным. Индекс загрязнения атмосферы, рассчитанный по 5 приоритетным примесям, за рассматриваемый период имеет тенденцию к стабилизации. Число автомобилей и объём выбросов в атмосферный воздух г. Ижевска представлен на рис. 1. Стабилизация и некоторое снижение уровня загрязнения воздушного бассейна г.Ижевска отмечается на фоне увеличения количества автотранспорта (в 1,5-2 раза). За период с 1990 по 2003 гг. число единиц транспорта выросло на 90,5%, а объемы выбросов в атмосферный воздух от передвижных источников – на 47,3%. Напротив, с 2003 по 2010 гг. зарегистрировано увеличение численности автотранспорта на 1,3%, тогда как объемы его загрязняющих выбросов в атмосферный воздух г. Ижевска сократились на 15,2%. Это определяется, прежде всего, изменением структуры автопарка (уменьшение парка грузовых автомобилей и автобусов) и введением стандартов на автомобильные выбросы. Автотранспорт остается основным источником загрязнения атмосферного воздуха в г. Ижевске, его доля в выбросах в общем валовом выбросе загрязняющих веществ возросла с 72,4% в 2005 г. до 85,5% в 2012 г.

Повторная оценка риска для здоровья детского населения г. Ижевска была произведена с учетом среднегодовых концентраций по 4 основным загрязняющим веществам (CO, SO 2 , NO 2 , формальдегид), зафиксированных за период с 2010 по 2012 гг. Были учтены данные постов наблюдения [2] за загрязнением атмосферного воздуха и результаты замеров концентраций загрязняющих веществ. Сравнительный анализ полученных значений за 2004 и 2012 гг. показал существенное снижение суммарного ИНР (табл. 2).

Наиболее высокие значения ИНР (до 8%) отмечены для оксида углерода. Поскольку это вещество 4-го класса опасности, то время наступления токсикологического эффекта составило 45 и более лет. Наименьшим (29-44 года) этот показатель оказался для формальдегида, вещества 2-го класса опасности. При этом в пределах наиболее загруженного автотранспортом перекрестка (14180 автомобилей в час) концентрации загрязняющих веществ и, соответственно, ИНР оказались не самыми высокими. На другом участке, где интенсивность транспортного потока в 1,5 раза ниже, фиксируются наиболее высокие значения. Транспортный поток на данном перекрестке увеличился за рассматриваемый период на 926 автомобилей. При этом по сравнению с 2004 г. ИНР по CO снизился более, чем в 3,5 раза, а ИНР по формальдегиду вырос в 1,5 раза. Это объясняется как геоморфологическими условиями, так и спецификой организации транспортного движения. Несмотря на интенсивный рост автотранспортных потоков в г. Ижевске, концентрации основных газообразных загрязняющих веществ уменьшаются и редко превышают предельно допустимые значения, за исключением формальдегида. Следовательно, ИНР тоже снижается, а время потенциального наступления общетоксических эффектов увеличивается.

^™ количество автотранспорта, тыс.

♦ объемы выбросов от передвижных источников, тыс.тонн

Рис. 1. Количество автомобилей и объемы выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух г. Ижевска

Таблица 2. ИНР по данным постов наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха г. Ижевска

№ поста набл.	ИНР по NO 2		ИНР по SO 2		ИНР CO		ИНР по формальдегиду		ИНР суммарный
	2004	2012	2004	2012	2004	2012	2004	2012	2004	2012
1м*	0,037	0,02	0,0002	0,0008	0,066	0,034	0,01	0,01	0,10	0,06
2	0,026	0,02	0,0002	-	0,045	0,017	-	-	0,07	0,04
3	0,026	0,02	0,0002	-	0,027	0,014	0,01	-	0,05	0,04
6	0,036	0,02	0,0006	0,0003	0,030	0,020	-	-	0,07	0,04
7м*	0,034	0,02	0,0005	0,0003	0,052	0,034	0,01	0,01	0,09	0,03
8	0,026	0,04	-	0,0004	0,058	0,017	-	0,02	0,09	0,08

Примечание: *- маршрутный пост наблюдения

Уровень заболеваемости детского населения существенно вырос за рассматриваемый период (рис. 2). Только в последние 2 года наметилась некоторая тенденция снижения уровня как общей, так и первичной заболеваемости. Связь уровня заболеваемости органов дыхания с ИНР ни в пределах отдельных детских поликлиник, ни в целом по городу не прослеживается (коэффициенты корреляции менее 0,23). Вероятно, фактор загрязнения атмосферного воздуха перекрывается во многом социально-экономическими факторами. Хотя подобного рода связь нужно рассматривать не в целом по городу, а в пределах наиболее экологически неблагополучных территорий. Так, в пределах территории детской поликлиники №2, обслуживающую центральную часть города, практически все педиатрические участки прилегают к крупным автодорогам. Здесь уровень общей заболеваемости детей составляет от 1755 до 2161‰. На участках, расположенных к менее загруженным автодорогам, фиксируется средний уровень заболеваемости (1610-1691‰). Внутри квартально расположенные участки имеют самый низкий по поликлинике уровень заболеваемости детей (1443-1450‰).

□ Общая заболеваемость ■ Первичная заболеваемость

Рис. 2. Уровень заболеваемости детского населения г. Ижевска, на 1000 детей до 17 лет [1, 4]

Выводы: расчет ИНР с учетом концентраций основных газообразных веществ-загрязнителей атмосферного воздуха г. Ижевска позволяет констатировать некоторое улучшение экологической ситуации в сравнении с началом 2000-х годов. За последние 10 лет отмечается тенденция к снижению либо стабилизации уровня загрязнения воздуха. Соответственно и риск возникновения токсических эффектов у детей снизился с 5% до 13% и оценивается как невысокий. Наибольшие объемы выбросов загрязняющих веществ приходятся на автотранспорт, поэтому более высокий риск и более высокий уровень заболеваемости детского населения фиксируется в пределах педиатрических участков, непосредственно примыкающих к крупным перекресткам автодорог. При выраженном росте автопарка в городе ситуация в ближайшие годы может существенно ухудшиться.