Оценка влияния загрязнения атмосферного воздуха города Улан-Батора на заболеваемость населения

Значительный вклад в загрязнение атмосферного воз-духа Улан-Батора вносит передвижная одноэтажная (юрточная) застройка, которая окружает благоустроенную часть города со всех сторон и располагается на возвышенности. Несовершенная конструкция печей и низкое качество топлива приводит к неполному его сгоранию и необходимости увеличения расхода топлива, что увеличивает загрязнение атмосферного воздуха Улан-Батора. За одну топку в юрте расходуется в среднем 1-2 кг сухих дров и 12-15 кг каменного угля, для полного дожигания которых затрачивается 1,5-2 часа, при этом в атмосферу поступает 0,19 кг диоксида серы и 0,065 кг золы [2,4].

Цель работы: дать оценку риска здоровью населения Улан-Батора, связанную с аэровыбросами источников теплоснабжения.

Материалы и методы. По данным инвентаризации выбросов проведены расчеты рассеивания диоксида серы, оксидов азота, оксида углерода, взвешенных веществ (ВВ) в атмосферном воздухе Улан-Батора с помощью программного средства «УПРЗА-Эколог». Опре-делены максимально разовые концентрации указанных веществ в приземном слое воздушного бассейна отдельных районов города, обозначенных на карте согласно номерам постов гидрометслужбы (УБ1-УБ 11) (рис. 1).

Анализ обращаемости за медицинской помощью в лечебные учреждения проведен по данным информационной базы департамента здравоохранения Улан-Батора. Так как основной мишенью воздействия примесей, образующихся при сгорании топлива, являются респираторные пути, была рассмотрена заболеваемость по клас- су болезней органов дыхания (J00-99 по МКБ-10) с оценкой суточной обращаемости в течение года. Всего учтено более 110 тысяч случаев за- болеваний за 2010-2012 гг., которые сгруппированы по отдельным возрастным группами и рай- онам проживания пациентов. Заболеваемость рассчитывали на 1000 населения: «всего» и со- ответствующего возраста. Для статистической обработки использован пакет «Statistica» 6.0.

Корреляционные связи между показателями оценивались с помощью коэффициента Пирсона (rxy). Характеристика содержания примесей в воздушном бассейне по районам представлено в виде пределов арифметического среднего (с 95% вероятностью). Сравнение средних величин про- водили по t-критерию Стьюдента, различия считали статистически значимыми при р<0,05.

УБ-7

«™к

Юрточные застройки Ф-ТЭЦ

Рис. 1. Посту гидрометеослужбы в г. Улан-Баторе

Результаты и их обсуждение. Среднее количество вредных веществ, поступающих, как из крупных стационарных источников (ТЭЦ), так и из огромного количества низких (топки юрт), составляло 1020,0 т/сут. Годовая динамика выбросов точно повторяет ход среднемесячных температур в Улан-Баторе. В результате работы ТЭЦ в воздушный бассейн города поступает 1461,05 тыс. т. примесей в год. По расчетам установлено, что в среднем по районам концентрации диоксидов серы, азота, оксидов азота и углерода не превышали установленных гигиенических нормативов. Расчетные концентрации SO2 и NO2 составляли 0,5-0,6 ПДКм.р, NO – 0,05-0,08 ПДКм.р., СО – 0,05-0,06 ПДКм.р. Концентрации ВВ в среднем по городу составляли 6,1-7,4 мг/м3, что выше ПДКм.р. в 12-14 раз. Наибольшее содержание ВВ отмечено в районах Улан-Батора (УБ 3, УБ 4 и УБ 7), приближенных к источникам выбросов (среднее 7,1-7,4 мг/м3), где максимальная концентрация превышала ПДКм.р. в 19 раз. В указанных районах концентрации прочих веществ также выше, чем на других территориях города, однако статисти- ческой значимости эти различия не имели. Минимальное содержание ВВ (3,7-5,5 мг/м3) отмечено в районах УБ 1, УБ 2, УБ11.

По данным расчета рассеивания примесей, поступающих в атмосферный воздух в результате сгорания топлива в топках юрт, содержание поллютантов (ВВ, SO 2 , NO 2 ) в районах, где сосредоточено большое количество юрт (УБ-6, УБ-2, УБ-3), превышает гигиенические нормативы. Особенно опасным представляется поступление в воздушный бассейн твердых частиц. Концентрации веществ, поступающих от низких источников малой мощности (топок юрт) выше, чем от высоких источников по NO 2 и SO 2 , а поступление ВВ в большей степени связано с деятельностью ТЭЦ. Сравнивая количество валовых выбросов по основным группам источников: ТЭЦ, котельные и топки юрт, отметим, что их роль в формировании контаминации воздушного бассейна сильно различается. Эмиссия от ТЭЦ превышала суммарный выброс котельных в 12,5 раза, юрт – в 22,1 раза.

Для оценки ингаляционного потенциального риска для здоровья населения по расчетным и фактическим (полученных при измерениях на постах наблюдения гидрометеослужбы (ГМС) Монголии) данным провели расчет индексов опасности по отдельным районам (табл. 1). Ранжирование территорий по уровню индекса опасности, связанного с хронической нагрузкой, рассчитанного по данным ГМС Монголии, можно представить следующим образом: УБ5>УБ2>УБ4>УБ7>УБ1>УБ8>Б3>УБ6. Ранговый ряд индекса опасности по острому воздействию, связанному с максимально возможным загрязнением атмосферного воздуха выглядит несколько иначе УБ5>УБ1>УБ2>УБ7>УБ8 >УБ4. Наиболее высокое хроническое ингаляционное воздействие наблюдается в центральной части города (УБ1, УБ2, УБ5, УБ4). Выявлена зависимость между уровнями индекса опасности кратковременного и хронического загрязнения (rxy=0,75 p<0,05). Максимальную долю в суммарный общетоксический риск вносят ВВ, сложный химический и структурный состав которых определяет риск развития неблагоприятных эффектов [5].

Таблица 1. Общетоксический риск для здоровья населения Улан-Батора (по данным мониторинга гидрометеослужбы)

Примечание: * - посты с неполной программой наблюдения за содержанием примесей; индексов опасности: HI_ac – острого, HI_chr – хронического воздействия

Самые высокие уровни суточной первичной обращаемости характерны для населения старших возрастных групп 60-64 года и более 65 лет, а также детей (табл. 2). Возрастная структура суточной обращаемости населения Улан-Батора отличается от таковой в России, Китае, странах Евросоюза [3, 6-8], где чаще всего обращаются за медицинской помощью дети и лица молодого, трудоспособного возраста. Среди районов Улан-Батора к территориям риска следует отнести УБ1 и УБ2, где в среднем регистрируется 37,5 и 18,2 случаев в сутки на 1000 населения, соответственно. Следовательно, суточная обращаемость ассоциирована с кратковременной ингаляционной экспозицией. Установлены зависимости между показателями суточной обращаемости по поводу болезней органов дыхания и HI во всех возрастных группах только с краткосрочным загрязнением. Наиболее статистически значимые связи характерны для старших возрастных групп трудоспособного возраста: 50-54 года (r xy =0,89), 55-59 лет (r xy =0,92), 60-65 лет (r xy =0,93). Возможно, это связано с несколькими причинами. Во-первых, с большей чувствительностью органов дыхания к химической ингаляционной нагрузке респираторной системы при сочетании инволютивных изменениях и накопленной коморбидной заболеваемостью лиц пожилого возраста [1, 6]. Во-вторых, социальный аспект формирования высокого уровня заболеваемости населения в группах старшего трудоспособного возраста (5060 лет) и раннего пенсионного возраста (60-65 лет, когда многие еще работают), объясняется обязательным обращением за медицинской помощью для оформления листа нетрудоспособности [3].

Таблица 2. Впервые выявленная суточная заболеваемость населения Улан-Батора по районам (на 1000 населения соответствующего возраста)

Выводы:

• 1.    В Улан-Баторе вследствие развития топливно-энергетической промышленности и транспорта, а также особенностей жилой застройки (юрточное расселение) существует опасность поступления в атмосферу значитель-

• ных количеств выбросов вредных веществ, прежде всего продуктов сгорания топ-лива, что приводит к высокому потенциальному риску.

• 2.    Сравнение расчетных и фактических данных свидетельствует о необходимости расширения программы наблюдения за загрязнением

• 3.    Установлены статистически значимые связи между показателями суточной обращае-мости и индексами опасности по краткосрочному загрязнению. Наиболее значимые связи характерны для старших возрастных групп трудоспособного возраста.

воздушного бассейна в удаленных районах города, размещающих большое количество юрт.

Исследования поддержаны грантом №1 СО РАН и Академии наук Монголии, «Математическое моделирование и информационные технологии в задачах оценки и прогнозирования здоровья населения города Улан-Батор в зависимости от социальных, экологических и экономических факторов»