Оценка влияния выбросов от передвижных источников на заболеваемость органов дыхания населения Пермского края

Уменьшение загрязнения атмосферного воздуха токсичными веществами, содержащимися в выбросах промышленных предприятий и автомобильного транспорта, в современном мире является одной из важнейших задач, стоящих перед человечеством. При интенсивном развитии городов автомобильный транспорт считается неблагоприятным экологическим фактором в охране здоровья человека и природной среды. С каждым годом количество автотранспорта растет, увеличивается концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе и снижается содержание в нем кислорода.

В зависимости от воздействия на организм человека компоненты отработавших газов делятся на токсичные – оксид углерода, оксиды азота и серы, углеводороды, альдегиды, свинцовые соединения; канцерогенные – бенз(а)пирен, трихлорметан, ди-хлорметан, ацетальдегид, бензол, формальдегид, сажа; раздражающего действия – оксиды серы, углеводороды. Всего отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания содержат около 280 компонентов [Марков, Баширов, Габитов, 2002; Сексен-баева и др., 2014; Астафьева, Безсолицин, Щетникова, 2016]. Влияние на человека зависит от их концентрации в атмосферном воздухе и продолжительности воздействия. Исследованиями доказано

негативное действие выбросов автотранспорта на человеческий организм [Денисов, Рогалев, 2003; Айдинов и др., 2006; Лим, 2010; Май, Клейн, 2011; Лежнин, Коньшина, Сергеева, 2014; Serian et al., 2014; Рахманин, Русаков, Самутин, 2015; Никифорова и др., 2017; Маснавиева, Кудаева, 2018; Чанчаева, Гвоздарева, Гвоздарев, 2019]. Зафиксирован высокий уровень заболеваемости детского населения в пределах территорий педиатрических участков, расположенных вблизи крупных перекрестков автодорог (г. Ижевск) [Малькова, Сема-кина, 2017].

Отмечено влияние компонентов отработавших газов автотранспорта, особенно повышенное их содержание, приводящее к ухудшению работы сердечно-сосудистой системы, снижению физической работоспособности (от CO), к нарушению функций легких, увеличению частоты респираторных заболеваний (от выбросов твердых частиц и NO 2 ) [Баринова, Забалканская, 2017; Иваненко и др., 2017], к нарушению деятельности иммунной системы (у подростков от воздействия формальдегида) [Маснавиева, Кудаева, 2018].

При изучении экологического состояния абиотических компонентов ООПТ «Черняевский лесопарк» (г. Пермь) авторами установлено, что максимальный уровень загрязнения атмосферного воздуха создается по NO 2 и СО (соответственно составляет 10.24 ПДК и 3.15 ПДК). Он формируется вдоль транспортных магистралей в районе участков с интенсивным движением. По мере удаления от дорог уровень загрязнения существенно уменьшается и достигает нормативных значений [Двинских и др., 2013].

Повышенное содержание оксидов азота в атмосфере крупных городов может служить причиной образования фотохимического смога. В результате происходит накопление «приземного» озона (в противоположность стратосферному). Он является сильнейшим окислителем, оказывает канцерогенное, мутагенное, генотоксическое действие. Токсичность его увеличивается при наличии оксидов азота (совместное воздействие в 20 раз сильнее) [Баринова, Забалканская, 2017].

Значимую роль в формировании выбросов загрязняющих веществ в атмосферу играют и виды моторного топлива, которые используются транспортными средствами (О состоянии… Российской Федерации, 2020). Кроме химического загрязнения, отрицательное действие оказывают и физические факторы передвижных источников – тепловое, акустическое воздействие, электромагнитное поле [Баринова, Забалканская, 2017].

Различные неблагоприятные факторы воздействия передвижных источников на окружающую среду влияют на состояние атмосферного воздуха и в Пермском крае.

В течение последних лет в атмосфере территорий населенных мест Пермского края регистрировались пробы по приоритетным веществам, превышающие ПДК (3,4-бенз(а)пирен, этилбензол, гидроксибензол, формальдегид, диметилбензол, взвешенные вещества, гидрохлорид, диоксид азота). С каждым годом в крае увеличивается число единиц автотранспорта [О состоянии санитарно-…, 2016, 2020]. Выбросы отработавших газов автотранспорта происходят на небольшой высоте, то есть в зоне дыхания человека [Баринова, Забал-канская, 2017].

Одним из основных факторов риска возникновения заболеваний у населения городов принято считать уровень загрязнения атмосферы [Рахманин, Русаков, Самутин, 2015]. Анализ экологического состояния атмосферного воздуха, важного компонента окружающей среды – часть исследовательской деятельности, направленной на сбережение здоровья и улучшение качества жизни.

В Пермском крае ежегодно в структуре впервые выявленной заболеваемости показатель по болезням органов дыхания превышает средний уровень по Приволжскому федеральному округу и Российской Федерации [О состоянии санитарно- …, 2020]. Первичная заболеваемость взрослого населения астмой и астматическим статусом за 2009– 2019 гг. имеет неблагоприятную тенденцию к росту. На продолжении многих лет приоритетное место в структуре первичной заболеваемости детского населения занимают болезни органов дыхания [О состоянии и…, 2016, 2018, 2019, 2020а].

Цель настоящего исследования – изучение влияния выбросов от передвижных источников на заболеваемость органов дыхания населения Пермского края.

Материалы и методы

Данные о загрязнении атмосферного воздуха выбросами от передвижных источников взяты из ежегодных докладов о состоянии и об охране окружающей среды Пермского края (2006–2019 гг.). Показатели впервые выявленной заболеваемости органов дыхания детского (дети до 14 лет, 2006–2018 гг.) и взрослого населения (2006–2018 гг.) использованы из материалов докладов о состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Пермском крае. Проведен корреляционный анализ заболеваемости органов дыхания детского, взрослого населения и величин выбросов от передвижных источников в атмосферный воздух.

Формулы и уравнения

При анализе данных о загрязненности воздушного бассейна выбросами автомобильного транс- порта на территории региона выявлено, что в период с 2014 по 2019 гг. Пермский край входил в ТОП–15 регионов с максимальным объемом выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспорта. По значению удельных выбросов на человека в 2019 г., которое составило 40.5 кг/чел., Пермский край занимал 6-е место среди 15 других регионов Российской Федерации [Бюллетень..., 2020]. Выбранные из докладов о состоянии и об охране окружающей среды Пермского края сведения о характере загрязнения атмосферного воздуха выбросами от передвижных источников за 2006– 2019 гг. [О состоянии..., 2016, 2018, 2019, 2020а] представлены на рис. 1.

Рис. 1 . Динамика выбросов загрязняющих веществ от передвижных источников по Пермскому краю за 2006-2019 гг., тыс. т/год [О состоянии..., 2016, 2018, 2019, 2020а]

Из данных, представленных на рис. 1, видно, что в целом величина выбросов загрязняющих веществ от передвижных источников имеет тенденцию к повышению до 2018 г., относительное снижение наблюдалось в 2009–2011 гг. За 12 лет масса выбросов увеличилась в 2018 г. по сравнению с 2006 г. на 26.8%.

По материалам Западно-Уральского межрегионального управления Федеральной службы по надзору в сфере природопользования [О состоянии и…, 2020б], в 2019 г. величина выбросов снизилась вследствие внесения изменений распоряжением Минприроды от 13.12.2019 № 37-р в Методические рекомендации по оценке выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от передвижных источников (автомобильный и железнодорожный транспорт), утвержденные распоряжениями Федеральной службы по надзору в сфере природопользования от 01.11.2013 № 6-р [О внесении..., 2019], в результате чего изменилась система подсчета массы выбросов.

Показатели впервые выявленной заболеваемости органов дыхания взрослого и детского населения представлены в виде гистограмм на рис. 2 и 3.

По гистограмме, изображенной на рис. 2, видно, что показатели заболеваемости органов дыха- ния взрослого населения нестабильны, в общем прослеживается возрастающая тенденция числа заболевших (на 1000 взрослого населения) к 2018 г. По сравнению с 2006 г. в 2018 г. заболеваемость органов дыхания увеличилась на 18.4%.

Изучение динамики впервые выявленной заболеваемости органов дыхания детского населения Пермского края выявило тенденцию к приросту численности заболевших к 2018 г. По сравнению с 2006 г. показатели заболеваемости органов дыхания детского населения увеличились к 2018 г. на 10.13%, а в 2017 г. возрастание заболеваемости наблюдалось почти на 14% (рис. 3).

Можно предположить, что одной из причин увеличения количества заболеваний органов дыхания населения является рост выбросов загрязняющих веществ от передвижных источников в атмосферном воздухе Пермского края (рис. 1).

В результате проведенного корреляционного анализа установлено, что прослеживается корреляция между увеличением заболеваемости органов дыхания детского и взрослого населения и ростом выбросов от передвижных источников. Получены значимые коэффициенты корреляции (r) между величинами выбросов от передвижных источников и показателями заболеваемости органов дыхания взрослого (r = 0.70 – высокая корреляция) и детского населения (r = 0.61 – средняя корреляция). Выявлена зависимость возникновения болезней органов дыхания человека от загрязнения воздуха

Показано, что за многолетний период (2006–2018 гг.) на фоне увеличения массы выбросов от передвижных источников наблюдается рост впервые выявленной заболеваемости органов дыхания дет- передвижными источниками в Пермском крае.

ского и взрослого населения региона.

Рис. 2 . Динамика впервые выявленной заболеваемости органов дыхания взрослого населения, чел. на 1000 взрослого населения [О санитарно- …, 2011, 2012; О состоянии санитарно- …, 2016, 2020]

Рис. 3 . Динамика впервые выявленной заболеваемости органов дыхания детского населения, чел. на 1000 детского населения [О санитарно- …, 2011, 2012; О состоянии санитарно- …, 2016, 2020]

Нельзя исключать и другие причины заболеваний органов дыхания населения Пермского края. Наличие корреляционной связи между величинами массы выбросов от передвижных источников и показателями по болезням органов дыхания взрослых и детей подтверждает, что вредные вещества отработавших газов оказывают существенное влияние на возникновение заболеваемости дыхательной системы у населения Пермского края. В настоящее время ведущую роль в загрязнении атмосферы региона играет автотранспорт.

Заключение

Проведенное исследование показало, что высокий уровень загрязнения воздушного пространства компонентами выбросов от передвижных источников негативно влияет на здоровье населения и обусловливает повышение заболеваемости органов дыхания. Выявлена корреляционная связь между величинами выбросов от передвижных источников и показателями заболеваемости органов дыхания детского и взрослого населения. Доказательство связи ухудшения состояния здоровья населения, в том числе детского, с неблагоприятным воздействием загрязнений окружающей среды (в частности, атмосферы) имеет практическое значение для принятия решений по реализации мероприятий по уменьшению влияния передвижных источников на здоровье населения Пермского края. Необходимо расширять внедрение экологически чистого транспорта, перевод автомобилей на сжиженный газ, создавать объездные, кольцевые дороги для автотранспорта, целесообразно вводить специальные приемы застройки и озеленение автомагистралей, использовать подземное пространство для размещения гаражей и автостоянок.