Санитарно-эпидемиологическая оценка качества атмосферного воздуха г. Москвы

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) воздействию загрязненной воздушной среды подвергается более 80 % населения, проживающего в городах [14]. Загрязнение воздуха является одной из важнейших причин заболеваемости и смертности населения. Риск развития инсульта, болезней сердца, рака легких, острых и хронических респираторных заболеваний, включая астму, повышается по мере снижения качества воздуха [16–20].

Особую актуальность эта проблема представляет для Москвы – крупнейшего города Российской Федерации, где качество воздуха оказывает влияние на состояние здоровья более

12 млн жителей (около 8,4 % от общей численности населения страны). Так, по оценкам специалистов ВОЗ [4], в атмосферном воздухе Москвы содержание частиц PM 2.5 , в составе которых присутствуют сульфаты, нитраты, сажа и другие химические соединения, примерно в 2–2,5 раза выше среднегодовой пороговой концентрации (10 μg/m³), установленной ВОЗ. По ожидаемой продолжительности жизни населения (по данным The Economist Intelligence Unit) в 2015 г. город Москва занимает только 13-е место из 20 включенных в рейтинг городов мира с населением свыше 10 млн человек.

По данным эпидемиологических и гигиенических исследований [1–3,8,9,11–13,15] в Москве наблюдаются риски формирования дополнительных случаев смертности и заболеваемости населения, связанных с воздействием факторов среды обитания, прежде всего атмосферного воздуха и питьевой воды. Ведущей средой, обусловливающей формирование рисков здоровью, является атмосферный воздух.

Для снижения заболеваемости и смертности населения, ассоциированных с загрязнением атмосферного воздуха, необходимы действия как муниципальных и региональных, так и федеральных органов власти.

Требования к качеству атмосферного воздуха и гигиеническим критериям его безопасности для здоровья населения установлены федеральными нормативными документами – законами «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» и «Об охране атмосферного воздуха», а также санитарными правилами и нормами «Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест».

Целью настоящей работы являлась сравнительная гигиеническая оценка качества атмосферного воздуха Москвы и РФ, а также оценка качества атмосферного воздуха по административным округам Москвы.

Материалы и методы. В качестве источников информации для сравнительной гигиенической оценки качества атмосферного воздуха Москвы и РФ использовали данные формы № 18 «Сведения о санитарном состоянии субъекта Российской Федерации», утвержденной приказом Росстата № 673 от 20.11.2014 г.

Для оценки качества атмосферного воздуха по административным округам Москвы использовали данные о содержании загрязняющих веществ в атмосферном воздухе за 2012–2014 гг., полученные ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Москве» в рамках социально-гигиенического мониторинга, а также данные ГПБУ «Мосэкомониторинг» и ФГБУ «Московский ЦГМС».

Оценку качества атмосферного воздуха в сравнительном аспекте с РФ и по административным округам осуществляли по доле превышения предельно допустимой концентрации (ПДК) в местах отбора проб на стационарных постах, автомагистралях в зоне жилой застройки, в зонах влияния промышленных предприятий (129 288 проб по 25 показателям).

Для получения сведений об уровне среднегодовых концентраций на электронную карту города нанесли систему расчетных точек в виде регулярной сетки общей площадью 3240 км2, размером 54×60 км и шагом узлов сетки 200×200 м. Аппроксимацию выполняли по методу «обратных расстояний» [10].

После проведения процедуры аппроксимации рассчитывали средние значения показателей во всех расчетных точках, расположенных в границах каждого административного округа.

Сравнительный анализ концентраций (максимальных из разовых и среднесуточных) химических веществ в атмосферном воздухе Москвы и РФ выполняли с учетом требований СанПин 2.1.6.1032-01, ГН 2.1.6.1338-03 и ГН 2.1.6.2309-07.

Результаты и их обсуждение. По данным Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителя и благополучия человека [6] качество атмосферного воздуха городских поселений на территории Российской Федерации улучшилось. Так, в 2014 г. в городах РФ доля проб атмосферного воздуха с превышением ПДК мр составила 1,06 ± 0,02 %, что на 0,3 % меньше, чем в 2012 г. (1,37 ± 0,02 %). Аналогичная динамика наблюдается и в Москве. Удельный вес проб атмосферного воздуха, не соответствующих гигиеническим нормативам, снизился в 2 раза: с 0,43 ± 0,06 % в 2012 г. до 0,22 ± 0,04 % в 2014 г. Стоит отметить, что уровень загрязнения атмосферного воздуха в Москве (при кратковременных подъемах концентраций) примерно в 3–5 раз ниже, чем в целом в городах РФ.

Чаще всего превышения гигиенических нормативов качества атмосферного воздуха на территориях городов Российской Федерации регистрируются на стационарных постах наблюдения и вблизи автомагистралей, расположенных в зонах жилой застройки, а в Москве – в зонах влияния промышленных предприятий. Однако тенденция снижения негативного влияния промышленных предприятий на загрязнение атмосферного воздуха отмечается как в целом по Российской Федерации, так и в Москве в частности.

По данным ФГБУ «Центральное УГМС» за 2014 г. уровень загрязнения воздуха вблизи промышленных зон и автомагистралей можно охарактеризовать как «повышенный», в жилых районах города – как «низкий».

К приоритетным химическим веществам, загрязняющим атмосферный воздух РФ, относятся фенол, взвешенные вещества, формальдегид, бенз(а)пирен, углерода оксид [6]. К веще- ствам, определяющим санитарную ситуацию в городе Москве [5, 7], – сероводород, азота диоксид, аммиак и алифатические предельные углеводороды.

В 2014 г. в целом по Российской Федерации среднесуточные концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе в 99,18 % проб соответствовали гигиеническим нормативам. Только в 0,82 % проб, отобранных на территории Российской Федерации в 2014 г., концентрации химических примесей превышали ПДК сс (как и в 2013 г.). Превышение от 1,1 до 2,0 ПДК_сс наблюдалось в 0,71 % проб, от 2,1 до 5,0 ПДК сс – в 0,08 % проб, а более 5,1 ПДК сс – в 0,02 % проб атмосферного воздуха.

Превышения гигиенических среднесуточных нормативов в Российской Федерации в 2014 г. в 5 раз и более наблюдались по содержанию в атмосферном воздухе бенз(а)пирена, взвешенных веществ, серы диоксида, бензола, формальдегида, азота диоксида, сероводорода и других загрязняющих веществ.

Для сравнительной оценки качества атмосферного воздуха во всех административных округах Москвы в единый массив были сведены среднегодовые данные натурных замеров за 2012–2014 гг., выполненные ФГБУ «Московский ЦГМС-Р», филиалами ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Москве» и ГПБУ «Мосэкомониторинг».

Контроль качества атмосферного воздуха в Москве осуществляется ФГБУ «Московский ЦГМС-Р» на 16 стационарных станциях, расположенных во всех административных округах города, кроме ЮЗАО и ТиНАО, филиалами ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Москве» на маршрутных и ведомственных постах наблюдения (рис. 1) и ГПБУ «Мосэкомо-ниторинг» на 52 автоматических станциях контроля загрязнения атмосферы (АСКЗА) [5].

В 2014 г. число маршрутных постов наблюдения увеличилось до 45 (в 2012 г. – 39 постов), а ведомственных – сократилось до 4 (в 2012 г. – 5) [5].

На стационарных станциях ФГБУ «Московский ЦГМС-Р» наблюдения ведутся ежедневно, 2–4 раза в сутки, в сроки, установленные ГОСТ 17.2.3.01–86. В программу наблюдений стационарных станций включены 25 загрязняющих веществ: взвешенные вещества, диоксид серы, оксид углерода, оксид и диоксид азота, сероводород, фенол, хлорид водорода, аммиак, формальдегид, углеводороды бензиновой фракции, бензол, ксилол, толуол, ацетон,

Рис. 1. Расположение постов наблюдения за качеством атмосферного воздуха на территории города Москвы в 2012–2014 гг.

бенз(а)пирен, железо, кадмий, кобальт, марганец, медь, никель, свинец, хром, цинк.

На автоматических станциях контроля загрязнения атмосферы (АСКЗА) мониторинг состояния атмосферного воздуха ведется круглосуточно, в режиме реального времени, измеряют содержание в атмосферном воздухе 26 веществ, характерных для выбросов антропогенных источников Москвы, включая взвешенные частицы (PM 10 и PM 2.5 ), органические соединения, углекислый газ и кислород. В программу исследований также включены оксид углерода, диоксид и оксид азота, сумма углеводородов, озон, диоксид серы, сероводород, аммиак, формальдегид, фенол, бензол, толуол, стирол, этилбензол и другие вещества.

У химических веществ, по которым информация была предоставлена менее чем по 7 постам наблюдения, либо все значения равны нулю, либо исключались из анализа.

Для получения сопоставимых данных по качеству атмосферного воздуха в каждом из административных округов использовали метод «обратных расстояний».

Метод «обратных расстояний» основан на определении «центра тяжести» сети постов на- блюдений – точки, координаты которой представляют собой среднее арифметическое из соответствующих координат постов наблюдений и интерполяции данных внутри окружности радиусом 1,1R, гдe R – расстояние между «центром тяжести» и наиболее удаленным постом, по формуле

r 2 etk

Cx,'" 21 r ’ где Ck – установленные концентрации на k-м посту наблюдения и в рассматриваемой точке (узле регулярной сетки) для соответствующей градации скорости и направления ветра; rk – расстояние от рассматриваемой точки (x, y) до k-го поста.

Вне окружности проводится экстраполяция по формуле

2 cJr = 2 1 rk⁰

+ ^c [ 1 - 1,1— I ,

где r _k ⁰ – расстояние от k -го поста до точки пересечения окружности и прямой, соединяющей рассматриваемую точку с центром тяжести;

r – расстояние от рассматриваемой точки до центра тяжести; c – «загородный» фон.

Анализ данных пространственного распределения среднегодовых концентраций, полученных с учетом выполнения процедуры аппроксимации, позволил выделить административные округа Москвы, приоритетные по уровню загрязнений некоторыми веществами, в том числе азота диоксидом и формальдегидом (рис. 2).

Анализ средних за 2012–2014 гг. концентраций приоритетных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе административных округов Москвы показал, что гигиенические нормативы регулярно превышены по содержанию диоксида азота, аммиака, бензина, взвешенных веществ, озона и формальдегида.

а

Рис. 2. Концентрации некоторых загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, полученные с помощью аппроксимации данных со всех постов наблюдения: а – азота диоксида; б – формальдегида

б

Наиболее высокие концентрации диоксида азота наблюдаются в СЗАО, ЦАО и ЮВАО (от 1,46 до 1,52 ПДК сс ), самые низкие – в ЗелАО и СВАО (от 0,65 до 0,90 ПДК сс ). На территориях ВАО, ЗАО, САО, ЮЗАО и ЮАО регистрируются превышения гигиенических нормативов по азота диоксиду на уровне от 1,11 до 1,34 ПДК сс .

Выше всего средние концентрации аммиака на территории ЗелАО, САО и СЗАО (от 1,2 до 1,25 ПДК сс ), ниже – на территории ВАО, ЮВАО и ЦАО (0,52, 0,63 и 0,71 ПДК сс соответственно). Средние концентрации аммиака на уровне около 1 ПДК сс регистрируются в воздухе ЗАО, СВАО, ЮЗАО и ЮАО.

Наиболее загрязнен бензином атмосферный воздух в ЗАО (1,10 ПДК сс ), взвешенными веществами – в ЗелАО (1,07 ПДК сс ).

Концентрации озона на уровне ПДК или его превышающие для атмосферного воздуха регулярно регистрируются на территории Зе-лАО, САО, СЗАО, ЦАО, ЮВАО и ЮАО (от 1,00 до 1,36 ПДК сс ).

Формальдегида больше всего в атмосферном воздухе ВАО, СВАО, ЦАО и ЮВАО (от 1,03 до 1,34 ПДКсс). В остальных административ- ных округах Москвы средние за 2012–2014 гг. концентрации формальдегида наблюдались на уровне 0,61–0,84 ПДКсс.

Выводы. Таким образом, исследование показало, что:

• 1.    С учетом гигиенических критериев качество атмосферного воздуха Москвы улучшается. Удельный вес проб атмосферного воздуха, не соответствующих гигиеническим нормативам, снизился в 2 раза (с 0,43 ± 0,06 % в 2012 г. до 0,22 ± 0,04 % в 2014 г.).

• 2.    Качество атмосферного воздуха административных округов Москвы значительно различается и определяется уровнем транспортной нагрузки, объемом выбросов промышленных предприятий и розой ветров.

• 3.    Приоритетными загрязняющими веществами, влияющими на качество атмосферного воздуха, являются диоксид азота, аммиак, бензин, взвешенные вещества, озон и формальдегид.

• 4.    Вблизи автомагистралей наблюдаются превышения концентрации диоксида азота, формальдегида, фенола и окиси углерода.

• 5.    На территориях вблизи промышленных зон – диоксида азота, формальдегида фенола и бенз(а)пирена.