Комплексная оценка содержания бенз (а) пирена в атмосферном воздухе города Казани
Автор: Рашитов Л.З., Галлямов А.Б., Шулаев А.В.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Ликвидация последствий антропогенного загрязнения
Статья в выпуске: 1-8 т.12, 2010 года.
Бесплатный доступ
В статье описана методика комплексной оценки с использованием трех параметров: содержания бенз(а)пиренп (БП) в воздухе территорий, соотношения показателей загрязненности воздуха БП, динамике показателя загрязненности за ряд лет. Данная методика может использоваться для оценки загрязненности окружающей среды и различными другими веществами.
Атмосферный воздух, бенз(а)пирен, ранжирование территории
Короткий адрес: https://sciup.org/148199207
IDR: 148199207
Текст научной статьи Комплексная оценка содержания бенз (а) пирена в атмосферном воздухе города Казани
Ежегодный рост промышленности и числа автотранспорта в городах приводит к увеличению количества выбросов в атмосферу. Наиболее сильно загрязнена окружающая среда в городах, где размещаются крупные промышленные предприятия. Масштабы роста выбросов отходов в единицу времени значительно превосходят то количество, которое может нейтрализовать окружающая среда. В результате происходит изменение качественной и количественной характеристики загрязнения окружающей среды. Бенз(а)пирен (БП) является, как известно, одним из основных канцерогенов, влияющих на орга- низм человека, поступая самым легкодоступным путем – через воздух [2, 4]. И поскольку на этом пути поставить барьеры проникновению вредоносного агента невозможно, следует обратить внимание на поиск ограничений для поступления БП в воздушную среду [1, 3, 5, 6]. В настоящем исследовании была сделана попытка проведение такого анализа в разрезе территории всех районов г. Казани (Вахитовском, Приволжском, Советском, Ново-Савиновском, Авиастроительном, Московском, Кировском) за 2002-2008 гг. Основная информация о содержании БП в воздухе районов г. Казани приведена в табл. 1.
Таблица 1. Содержание БП в воздухе в районах г. Казани за 2002-2008 гг. (в мкг/100 м3)
Район |
2002 г. |
2003 г. |
2004 г. |
2005 г. |
2006 г. |
2007 г. |
2008 г. |
Вахитовский |
0,08 |
0,12 |
0,18 |
0,21 |
0,24 |
0,27 |
0,308 |
Приволжский |
0,021 |
0,032 |
0,040 |
0,041 |
0,43 |
0,05 |
0,056 |
Советский |
0,096 |
0,118 |
0,121 |
0,123 |
0,134 |
0,137 |
0,145 |
Ново- Савиновский |
0,08 |
0,10 |
0,15 |
0,18 |
0,21 |
0,23 |
0,260 |
Авиастроительный |
0,055 |
0,076 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0,15 |
0,169 |
Московский |
0,16 |
0,18 |
0,19 |
0,21 |
0,21 |
0,22 |
0,232 |
Кировский |
0,18 |
0,19 |
0,22 |
0,23 |
0,23 |
0,24 |
0,252 |
В среднем по городу |
0,096 |
0,104 |
0,150 |
0,163 |
0,174 |
0,185 |
0,203 |
Исходя из полученных данных (табл. 1) были рассчитаны коэффициенты наглядности по содержанию БП в воздухе на территории каждого отдельного района в процентах от среднего уровня по городу в целом (табл. 2) и показатели
Шулаев Алексей Владимирович, кандидат медицинских наук, доцент, заместитель начальника роста концентрации БП по районам г. Казани за 2002-2008 гг. (табл. 3). Данные табл. 1 свидетельствуют, что практически по всем районам г. Казани наблюдается устойчивый рост концентрации БП в воздухе, в большинстве районов имеющий тенденцию к увеличению из года в год без особых колебаний или периодов стабильности (за исключением Авиастроительного района). При этом показатель содержания БП в среднем по г. Казани увеличивался в период с 2004 по 2008 гг.(рис. 1), что свидетельствует о стабильной тенденции к его росту и в ближайшей перспективе.
Таблица 2. Коэффициенты наглядности по содержанию БП в воздухе на территории отдельного района (в %) от среднего уровня по городу в целом
Район |
2002 г. |
2003 г. |
2004 г. |
2005 г. |
2006 г. |
2007 г. |
2008 г. |
Вахитовский |
83,3 |
115,4 |
120,0 |
128,8 |
137,9 |
145,9 |
151,7 |
Приволжский |
21,8 |
30,8 |
26,7 |
25,6 |
24,7 |
27,0 |
27,6 |
Советский |
100,0 |
113,5 |
80,7 |
75,5 |
77,0 |
74,1 |
71,4 |
Ново- Савиновский |
83,3 |
96,2 |
100,0 |
110,4 |
120,7 |
124,3 |
128,1 |
Авиастроительный |
52,3 |
73,1 |
100,5 |
92,0 |
86,2 |
81,1 |
83,3 |
Московский |
166,7 |
173,1 |
126,7 |
128,8 |
120,7 |
118,9 |
114,3 |
Кировский |
187,5 |
182,7 |
146,7 |
141,1 |
132,2 |
129,7 |
124,1 |
В среднем по городу |
100,0% |
100,0% |
100,0% |
100,0% |
100,0% |
100,0% |
100,0% |
Таблица 3. Показатели роста концентрации БП в воздухе районов г. Казани за 2002-2008 гг.
Район |
2002 г. |
2003 г. |
2004 г. |
2005 г. |
2006 г. |
2007 г. |
2008 г. |
Вахитовский |
1 |
1,5 |
2,25 |
2,63 |
3,0 |
3,4 |
3,9 |
Приволжский |
1 |
1,5 |
1,9 |
2,0 |
2,0 |
2,4 |
2,9 |
Советский |
1 |
1,2 |
1.3 |
1,3 |
1,4 |
1,4 |
1,5 |
Ново- Савиновский |
1 |
1,4 |
2,7 |
2.7 |
2,7 |
2,7 |
3,1 |
Авиастроительный |
1 |
1,1 |
1,1 |
1,3 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
Московский |
1 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,3 |
1,3 |
1,4 |
Кировский |
1 |
1,1 |
1,2 |
1,3 |
1,3 |
1,3 |
1,4 |
В среднем по городу |
1 |
1,1 |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
1,9 |
2,1 |

Рис. 1. Динамика роста концентрации БП в среднем по г. Казани, мкг/100 м3
Из таблицы 1 видно, что самый низкий уровень загрязненности БП на протяжении всего периода наблюдения отмечался в Приволжском районе. На территории других исследуемых районов г. Казани концентрации БП была в несколько раз выше. При этом, однако, показатель концентрации БП в Приволжском районе за годы наблюдения вырос более чем в два раза. Согласно данным табл. 1 в 2002 г. наивысшие показатели были в Кировском (0,18 мкг/100 м3) и Московском (0,16 мкг/100 м3) районах, в конце же изучаемого периода указанные районы сохранили свое место в начале списка (0,24 и 0,22 мкг/100 м3 соответственно), в последующие годы на первое место вышел Вахитовский район (0,27 мкг/100 м3) и Ново-Савиновский (0,23 мкг/100 м3). Стабильная ситуация сложилась в Авиастроительном районе, где в течение 4 лет (с 2004 по 2007 гг. включительно) показатель концентрации БП в воздухе стабилизировался в среднем на уровне 0,15 мкг/100 м3.
Сравнение показателей загрязненности БП в районах г. Казани со среднегородским уровнем (табл. 2) позволяет отметить также некоторые особенности. В Вахитовском районе уровень БП в воздухе лишь в 2002 г. был ниже среднегородского. Во все последующие годы загрязненность воздуха в районе была выше средней, причем превышение это с каждым годом нарастало. В Приволжском районе показатель концентрации БП имел по сравнению со среднегородским относительно небольшой уровень – в пределах от 21,8% до 30,8%. В Советском районе можно отметить улучшение ситуации по данному показателю в последние годы – на уровне примерно 75% от среднегородского. В Ново-Савиновском, наоборот, отмечается рост показателя концентрации БП по сравнению со средними по городу цифрами – если в 2002 г. концентрация БП в воздухе района составляла лишь 83,3% от среднегородского, то в 2004 г. эти уровни сравнялись, а в конце исследуемого периода районный показатель превысил среднегородской. Авиастроительный район достаточно стабильно имеет показатель загрязненности воздуха БП более низкий, чем по городу в среднем. В Московском и Кировском районах показатель загрязненности постоянно выше среднегородского, однако нужно отметить тенденцию этих соотношений к снижению, т.е. районные показатели постепенно приближаются к средним по городу. Первое, второе и третье место по данным таблицы 3 место занимают Вахитовский район (3,9), Ново-Савиновский (3,1) и Приволжский район (2,7).
Таким образом, сопоставляя результаты анализа, вряд ли можно однозначно определить, какой район «более чистый», а какой «загрязненный». Россия, как и многие экономически развитые страны мира, перешла от индустриального этапа своего развития к этапу постиндустриальному. Это характеризуется в основном тем, что за счет сферы услуг формируется значительно более половины ВВП страны. Среди основополагающих характеристик постиндустриального общества с точки зрения подхода к решению обозначенной нами проблемы можно выделить 2 параметра: необходимость противодействия последствиям развития общества на индустриальном, предыдущем этапе и высокая потребность в креативности при решении возникающих проблем. С этих позиций нами предлагается методика многомерного анализа ситуации с загрязненностью воздуха районов г. Казани БП по 3 параметрам (табл. 1, 2, 3): фактическому показателю содержания БП в воздухе (первый признак), показателю коэффициента наглядности содержания БП в воздухе района по сравнению со среднегородским уровнем (второй признак), показателю роста концентрации БП в динамике за ряд лет (третий признак).
Следует учесть, что использовать указанные параметры надо не в соотношении 1:1:1, а с учетом веса каждого параметра в процессе формирования мотивации административновластных структур к борьбе с загрязнением воздуха БП. Веса могут определяться различными способами. Нами был использован экспертный путь, в результате чего:
-
- коэффициент наглядности по содержанию БП в воздухе районов по сравнению со среднегородским (признак 2, табл. 2) получил вес В=1;
-
- показатель содержания БП в воздухе (признак 1, табл. 1) получил вес В=2;
-
- показатель роста концентрации БП в воздухе (признак 3, табл. 3) получил вес В=3.
Кроме величины весов для комплексной оценки ситуации с БП необходимо иметь шкалу оценивания степени выраженности каждого из трех признаков. Единицей измерения в этой шкале мы решили (в целях упрощения техники расчетов) взять ранговое распределение районов с решающим правилом классификации «чем ниже концентрация БП – тем выше ранг», т.е. по каждому из трех показателей ранг 1 присваивался территории, имеющей лучшую характеристику по БП:
-
- показателю 1 – самому низкому уровню содержания БП в воздухе (Приволжскому району – 0,056 мкг/100 м 3 );
-
- по показателю 3 – самому медленно растущему показателю (Московский и Кировский районы – по 1,4).
По показателю 2 требуются дополнительные построения, т.к. однозначно определить по табл. 2 какой же район имеет лучшую динамику изменения показателя соотношения концентрации БП в районе к среднегородскому не представляется возможным. Мы предлагаем для выявления этой динамики использовать формулу расчета темпа прироста в динамических рядах (ТП), но с обратным знаком, т.к. нас интересует улучшение ситуации с БП – чтобы ранг 1 присваивался той территории, которая по данному показателю может считаться лучшей:
ТП = (аn - а1)/а1 % где: аn – данные за 2008 г.; а1 – данные за 2002 г.
Результаты преобразований по признаку 2 приведены в табл. 4. Далее все необходимые для принятия решений данные можно свести воедино в трехмерную матрицу (табл. 5). Таким образом, по данным графы 13 табл. 5 можно отметить, что по совокупности трех учитывавшихся параметров и с учетом весов этих параметров лучшая ситуация наблюдается в Московском районе, за которым по мере ухудшения комплексной оценки следуют Кировский, Советский, Авиастроительный, Приволжский, Ново-Савиновский, Вахитовский районы.
Выводы: предлагаемая методика многомерного анализа ситуации может использоваться, безусловно, в отношение не только воздуха и БП, но любой другой среды и иного загрязняющего среду агента. При этом перечень и количество включаемых в анализ параметров будет изменяться. Кроме того, следует добавить, что описанная методика в большой мере является схемой, т.к. и веса признаков, и шкалы их оценивания могут определяться различными способами.
Таблица 4. Ранжирование районов в соответствии с улучшением показателей наглядности по отношению районного показателя к среднегородскому
Район |
Коэфф. наглядности за |
Прирост (а n -а 1 ) |
ТП (а n -а 1 )/а 1 |
- ТП |
Ранг |
|
2002 г.(а 1 ) |
2008 г.(а n ) |
|||||
Вахитовский |
83,3 |
151,7 |
68,4 |
82,1 |
-82,1 |
7 |
Приволжский |
21,8 |
27,6 |
5,8 |
26,6 |
-26,6 |
5 |
Советский |
100,0 |
71,4 |
-28,6 |
-28,6 |
28,6 |
3 |
Ново- Савиновский |
83,3 |
128,1 |
44,8 |
53,4 |
-53,4 |
6 |
Авиастроительный |
52,3 |
83,3 |
31,0 |
5,9 |
-5,9 |
4 |
Московский |
166,7 |
114,3 |
-52,1 |
52,1 |
31,3 |
2 |
Кировский |
187,5 |
124,1 |
-63,4 |
-33,8 |
33,8 |
1 |
Таблица 5. Трехмерная матрица соотношения рангов исследуемых признаков и их весов с определением конечного результата комплексной оценки (КО)
Район |
П |
ризнак 1 |
Признак 2 |
Признак 3 |
Σ B B n P n |
Σ B n P n / Σ min |
Ранги (КО) |
|||||
B B 1 |
P 1 |
B B 1 P 1 |
B B 2 |
P 2 |
B B 2 P 2 |
B B 3 |
P 3 |
B B 3 P 3 |
||||
Вахитовов-ский |
2 |
7 |
14 |
1 |
7 |
7 |
3 |
7 |
21 |
42 |
2,9 |
7 |
Приволжский |
1 |
2 |
5 |
5 |
5 |
15 |
22 |
1,5 |
5 |
|||
Советский |
2 |
4 |
3 |
3 |
3,5 |
10,5 |
17,5 |
1,2 |
3 |
|||
Ново- Савиновский |
6 |
12 |
6 |
6 |
6 |
18 |
36 |
2,5 |
6 |
|||
Авиастроительный |
3 |
6 |
4 |
4 |
3,5 |
10,5 |
20,5 |
1,4 |
4 |
|||
Московский |
4 |
8 |
2 |
2 |
1,5 |
4,5 |
14,5 |
1,0 |
1 |
|||
Кировский |
5 |
10 |
1 |
1 |
1,5 |
4,5 |
15,5 |
1,1 |
2 |
Список литературы Комплексная оценка содержания бенз (а) пирена в атмосферном воздухе города Казани
- Киреев, Г.В. Содержание бензпирена в различных зонах мегаполиса/Г.В. Киреев, О.Ю. Баленков, Л. Н. Демина//Гигиена и санитария. 2008. № 3. С. 6-7.
- Мун, С.А. Бенз(а)пирен в атмосферном воздухе и онкологическая заболеваемость в РФ/С.А. Мун, С.А. Ларин//Гигиена и санитария. 2006. №4. С. 28-29.
- Мусийчук, Ю.И. Методология комплексной оценки состояния здоровья населения при проведении социально-гигиенического мониторинга/Ю.И. Мусийчук, О.П. Ломов, В.М. Кудрявцев//Гигиена и санитария. 2008. № 3. С. 89-92.
- Чиссов, В.И. О совершенствовании онкологической службы и улучшении онкологической помощи населению Российской Федерации/В.И. Чиссов и др.//Практическая медицина. 2009. № 4 (36). С. 97-105.
- Маймулов, В.Г. Основы системного анализа в эколого-гигиенических исследованиях/В.Г. Маймулов и др.//Вестник СПб. гос. мед. академии. 2000. №2. 342 с.
- Даутов, Ф.Ф. Оценка степени загрязнения атмосферного воздуха в районе размещения химических и нефтехимических предприятий/Ф.Ф. Даутов и др.//Каз. мед. журнал. 1990. № 2. С. 149-152.