Анализ связи онкологической заболеваемости и загрязнения атмосферного воздуха

Введение

Основными критериями экологического благополучия территории являются качество жизни человека и уровень его здоровья. Именно категория здоровья рассматривается в настоящее время как индикатор соответствия экологических характеристик и научно-технического прогресса. Реакция человека на существенные изменения окружающей среды выражается в форме различных экологообусловленных заболеваний.

В настоящее время в связи с глубокими изменениями среды обитания человека возникла проблема экологической патологии как следствия воздействия физических, химических и биологических факторов. Большая часть неблагоприятных факторов антропогенного происхождения. Из них наиболее опасны вещества промышленного происхождения, в том числе органические и минеральные химические соединения различных классов.

Благополучие и здоровье нынешнего и будущего поколений является главной целью, на обеспечение которой должна быть направлена вся деятельность человечества. Одна из основных задач в достижении этой цели - обеспечение экологической безопасности, которая является непременным условием устойчивого развития человеческого общества. Под «устойчивым развитием» в настоящее время принято считать такое развитие цивилизации, которое происходит в рамках допустимых воздействий на биосферу. Соблюдать это ограничение - единственный для человечества способ выжить. [15]

Высокий уровень загрязнения территории города Перми ведет к ухудшению демографической обстановки и сохранению негативных тенденций по многим группам болезней и отдельным нозологиям, в том числе по тем, которые отнесены Всемирной Организацией Здравоохранения к индикаторным в отношении экологических факторов.

Анализ потерь, связанных со смертностью, в том числе от основных экологически обусловленных заболеваний в Пермском крае, свидетельствует о том, что основную долю причин смерти составляют болезни органов дыхания, крови и кроветворных органов, новообразования.

В целом, уровень заболеваемости по индикаторным, в отношении качества среды обитания, показателям формируется ежегодно из более 720 тыс. случаев заболеваний взрослых и 265 тыс. случаев заболеваний детей. На сегодняшний день число детей, нуждающихся в специализированной лечебно-диагностической помощи, составляет 25 тыс. человек. [37]

Цель работы:

· Провести пространственный анализ онкологической заболеваемости населения города Перми и выявить возможную территориальную связь с качеством атмосферного воздуха.

В соответствии с поставленной целью, решались следующие задачи:

· Составить карту загрязнения атмосферного воздуха города Перми (по индексу загрязнения атмосферы);

· Составить карту заболеваемости населения онкологическими новообразованиями;

· Провести сравнительный анализ полученных картографических результатов пространственного распределения онкологических заболеваний населения и загрязнения атмосферного воздуха города Перми.

1. Состояние атмосферного воздуха г. Перми

В последние годы все отчетливее проявляется зависимость состояния здоровья человека от экологической ситуации. В результате издержек научно-технического прогресса человечество оказалось заложником искусственно им же созданной биологической системы, которая в свою очередь отрицательно влияет на здоровье человека. В атмосферу попадают бензапирен, свинец, мышьяк, ртуть, бром, сурьма, ванадий, марганец, хром, никель, фтор, цинк от десятков до тысяч тонн ежегодно. Поступающие в атмосферу загрязнения распространяются на достаточно большие расстояния в концентрациях, значительно превышающих ПДК. В дальнейшем они частично рассеиваются, частично оседают на почвенный покров и водные пространства, в некоторых случаях образуются искусственные биогеохимические провинции. В настоящее время становится очевидным сближение эффекта производственных вредностей на работающих и людей, проживающих в непосредственной близости от производств. Помимо промышленных предприятий экологическая ситуация в городах обостряется автотранспортом. [21]

Все источники загрязнения атмосферы, определяющие качество воздуха в городе Перми, можно отнести к двум группам: промышленные предприятия (стационарные источники) и автотранспорт. [35]

Пермь - промышленный город с численностью населения около 1 млн. человек. Он тянется узкой, длинной полосой вдоль берега реки Камы, при этом расстояние между северной и южной границей города составляет около 70 км. Промышленные предприятия разбросаны по всему городу. Город Пермь относится к регионам с высокой антропогенной нагрузкой. Размещение в городе крупных объектов энергетики, предприятий химической, нефтехимической отраслей, машиностроения, металлургии и других крупных промышленных предприятий обуславливают характер и уровень загрязнения атмосферного воздуха. Не смотря на наметившуюся тенденцию к снижению валового выброса вредных веществ, обусловленную в основном спадом промышленного производства, уровень загрязнения атмосферного воздуха по ряду ингредиентов продолжает оставаться высоким. [34] Длительное функционирование на территории города крупных нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий привели к циркуляции в объектах окружающей среды загрязняющих веществ в количествах, угрожающих здоровью населения. [33]

Особенностью стационарных источников является то, что их выбросы в атмосферу, в отличие от мобильных источников, происходят, как правило, на большой высоте, что приводит к тому, что производимые ими загрязнения распространяются на большой территории (в зависимости от высоты труб). Эти зоны, накладываясь друг на друга, образуют области устойчивых загрязнений в промышленных районах города, распространяющихся на высоту до 150 м и более. Как уже указывалось, доля стационарных источников загрязнения атмосферы городов имеет тенденцию к неуклонному сокращению, и это объясняется не столько ростом автомобильного парка, сколько тем, что уменьшить объем выбросов у стационарных источников значительно проще, чем у автомобилей. Оно производится одновременным проведением ряда мероприятий: введением центрального отопления, ликвидацией мелких котельных, газификацией промышленного производства и топливно-энергетического комплекса, установкой газоочистных систем. [9]

1.1 Выбросы загрязняющих веществ от передвижных источников

Город Пермь по масштабам транспортного комплекса сопоставим с крупнейшими городами России, при этом его качественное состояние неудовлетворительно. Анализ качественного состояния автомобильных дорог показывает, что средняя плотность дорог на площади города составляет 1,3 км на км², но если не учитывать городские леса и водные объекты, то этот показатель составит 2,57 км на км². Данный показатель несколько выше оптимального (2,2-2,4 км на км²), из этого можно заключить, что транспортная сеть города должна удовлетворять потребностям города в транспортном сообщении.

В последние годы движение автотранспорта в г. Перми затруднилось. Город оказался не готов к ежегодному приросту автопарка на 10-15 тысяч автомобилей, так как сегодняшняя организация дорожного движения на транспортной сети города не способна обеспечить необходимые условия для эффективного, безопасного, достаточно интенсивного движения, потоков автомобилей.

Это, безусловно, сказывается на состоянии дорожного движения, особенно в летнее время и в часы пик. Заторы, возникающие на центральных улицах, не только замедляют движение, но и серьезно усугубляют и без того не благоприятную экологическую обстановку города. [31]

В целом выбросы автотранспорта значительно более токсичны, чем выбросы, производимые стационарными источниками. Наряду с угарным газом, окислами азота и сажей (у дизельных автомашин) работающий автомобиль выделяет в окружающую среду более 200 веществ и соединений, обладающих токсическим действием. Среди них следует выделить соединения тяжелых металлов и некоторые углеводороды, особенно бензапирен, обладающий выраженным канцерогенным эффектом. [3]

С каждым годом количество автотранспорта на дорогах города Перми увеличивается. Несомненно, что в ближайшем будущем загрязнение воздушного бассейна городов автомобильным транспортом будет представлять наибольшую опасность. [34]

1.2 Показатель ИЗА в г. Перми

Для оценки степени суммарного загрязнения атмосферы рядом веществ в городе используется комплексный показатель - индекс загрязнения атмосферы (ИЗА). [1] Показатель ИЗА формируется по пяти веществам: бензапирен, фенол, формальдегид, фторид водорода, аммиак (в 2005 году); бензапирен, фенол, формальдегид, пыль, диоксид азота (в 2006 году); бензапирен, формальдегид, фторид водорода, аммиак, диоксид азота (в 2007 году).

Уровень загрязнения считается низким, если ИЗА ниже 5, повышенным при ИЗА от 5 до 7, высоким при ИЗА от 7 до 13 и очень высоким при ИЗА равном или больше 14. [33]

На протяжении последних лет город Пермь относится к числу городов с высоким уровнем загрязнения атмосферы (рис. 1). Показатель качества воздуха менялся незначительно. Увеличение показателя связано с повышенным содержанием формальдегида и бензапирена, фторида водорода, аммиака и взвешенных веществ. [36]

Рис. 1. Изменение значений ИЗА г. Перми за период 1998-2007 гг.

ИЗА ниже 5 (уровень загрязнения низкий)

ИЗА от 5 до 7 (уровень загрязнения повышенный)

ИЗА от 7 до 14 (уровень загрязнения высокий)

ИЗА выше 14 (уровень загрязнения очень высокий) [24-33]

ИЗА, как показатель качества атмосферного воздуха, зависит от климатических условий: распределения температуры с высотой, скорости и направления ветра, влажности воздуха, количества и продолжительности атмосферных осадков. Кроме этого на рассеивание примесей в условиях города существенно влияют планировка улиц, их ширина, направление, высота зданий. Благоприятные условия для накопления в приземном слое атмосферы вредных веществ создаются при приземных инверсиях, застоях воздуха, низкой скорости ветра (0-1 м/с), что приводит к ослабеванию рассеивания примесей в атмосфере. С 2005 по 2007 год доля превышений, которые отмечались в штилевую погоду, составила 50,2%. [33]

На рассеивание примесей от автотранспорта и промышленных предприятий в условиях города во многом влияет инверсионное (по вертикали) распределение температуры, характеризующееся возрастанием температуры с высотой. В зимний период нередко формируется «остров тепла» над городом, в результате все вредные примеси сосредотачиваются в обширной области «острова тепла», в центральной части города. В летние месяцы наблюдаются инверсии мощностью от 200 до 800 метров, что характеризуется ослабеванием рассеивания примесей в приземном слое атмосферы, поэтому так называемые низкие неорганизованные выбросы (от автотранспорта) вносят существенный вклад в загрязнение атмосферного воздуха. [9]

Во всех районах города уровень загрязнения атмосферы характеризуется как высокий (табл. 1)

Табл. 1. Значение индекса загрязнения атмосферы по районам г. Перми

Состояние атмосферного воздуха по районам г. Перми в 2007 году

В Мотовилихинском районе уровень загрязнения воздуха повысился по сравнению с 2006 годом. По значению ИЗА - 12,9, уровень загрязнения высокий. Средняя за год концентрация формальдегида составила 5,3 ПДК, что выше, чем в 2006 году - 4,6 ПДК. Среднегодовая концентрация по формальдегиду составила 5,3 ПДК, аммиака - 2,1 ПДК. Максимальные из разовых концентраций, превысившие ПДК, отмечены: оксиду углерода - 1,2 ПДК в марте, по диоксид азота - 2 ПДК в октябре, по аммиаку - 2,4 ПДК в августе, по формальдегиду - 4,6 ПДК в августе.

Состояние атмосферы Мотовилихинского района характеризуется в основном влиянием выбросов предприятий этого района и выбросами от автотранспорта.

Индустриальный район

Уровень загрязнения воздуха в этом районе остается высоким, ИЗА - 11 что выше, чем в 2006 году (ИЗА -9,3). Высокий уровень загрязнения атмосферы обусловлен повышенным содержанием формальдегида, средняя годовая концентрация которого составила 4,7 ПДК (в 2006 году - 5,7 ПДК).

Максимальные из разовых концентраций, превысившие ПДК в 2007 г., отмечены: по диоксиду азота - 1,6 ПДК в июне; по фенолу - 2 ПДК в июле; по сероводороду - 1,3 ПДК в мае; по ксилолам - 1,9 ПДК в июле; по формальдегиду - 2,5 ПДК в июле; по этилбензолу - 3 ПДК в мае; по железу - 1,6 ПДК в августе.

Состояние атмосферы Индустриального района характеризуется в основном влиянием выбросов предприятий «Осенцовского» промышленного узла и выбросами автотранспорта, проходящего по транзитным автомагистралям.

Свердловский район

В Свердловском районе уровень загрязнения воздуха понизился по сравнению с 2006 годом. По значению ИЗА - 9,5, уровень загрязнения высокий. Это связано с повышенным содержанием в атмосферном воздухе формальдегида, диоксида азота, пыли, оксида углерода, фторида водорода. Средняя годовая концентрация в 2007 году по формальдегиду составила 3,9 ПДК (в 2006 г. - 4 ПДК), фторид водорода - 1,1 ПДК.

Максимальные из разовых концентраций, превысившие ПДК, отмечены: по оксиду углерода - 6,4 ПДК в январе и феврале; по диоксиду азота - 3,1 ПДК в январе; по фенолу - 2 ПДК в марте; по фториду водорода - 1,7 ПДК августе; по хлориду водорода - 9,6 ПДК в январе и феврале; по формальдегиду - 3,9 ПДК в январе.

Состояние атмосферы Свердловского района характеризуется не только влиянием крупных промышленных предприятий (Велта, Пермские моторы, ТЭЦ_6), но и выбросами от автотранспорта, проходящего по транзитным автомагистралям.

Кировский район

Уровень загрязнения атмосферы в 2007 году (ИЗА - 10,6) характеризуется, как высокий. ИЗА выше, чем в 2006 году (ИЗА - 9,5). Высокий уровень загрязнения обусловлен повышенным содержанием в атмосферном воздухе формальдегида, фторида водорода, бензапирена.

Средние годовые концентрации в 2007 году составили: по формальдегиду - 4,7 ПДК (в 2006 г. - 4 ПДК), по фториду водорода - 1,5 ПДК.

Максимальные из разовых концентраций, превысившие ПДК, отмечены: по диоксиду азота - 2,1 ПДК в июле; по сероводороду - 1,9 ПДК в июле; по фториду водорода - 2,2 ПДК в мае; по хлориду водорода - 17,4 ПДК в апреле; по формальдегиду - 4,7 ПДК в мае; по ксилолам - 2,1 ПДК в сентябре; по толуолу - 1,1 ПДК в сентябре; по этилбензолу - 5,4 ПДК в сентябре.

Ленинский район

Уровень загрязнения атмосферы в 2007 году повышенный, ИЗА - 6,5 (в 2006 году ИЗА - 7,3). Наблюдается повышенный уровень загрязнения формальдегидом, средняя годовая концентрация по формальдегиду составила 2,8 ПДК (в 2006 г. - 2,7 ПДК), по пыли - 1,1 ПДК.

Максимальные из разовых концентраций, превысившие ПДК, отмечены: по пыли - 1,2 ПДК в октябре и ноябре; по оксиду углерода - 1,1 ПДК в декабре; по формальдегиду - 3,2 ПДК в августе; по ксилолам - 1,3 ПДК в сентябре; по этилбензолу - 3,8 ПДК в сентябре.

Через территорию Ленинского района проходят крупные автомагистрали города Перми. Автотранспорт, движущийся по магистралям, выделяет в атмосферу вещества, оказывающие основное влияние на качество воздуха в Ленинском районе.

Орджоникидзевский район

Уровень загрязнения атмосферы высокий, ИЗА - 7,4. Среднегодовая концентрация по формальдегиду - 3 ПДК. Среднегодовые концентрации остальных определяемых веществ - в пределах 1 ПДК.

Максимальные из разовых концентраций, превысившие ПДК, отмечены: по фториду водорода - 1,8 ПДК в июне; по хлориду водорода - 2,9 ПДК в мае; по формальдегиду - 1,9 ПДК в июле; по ксилолам - 1,9 ПДК в сентябре; по этилбензолу - 4,9 ПДК в мае.

По итогам 2007 года самыми загрязненными районами г. Перми являются Мотовилихинский, Индустриальный, Свердловский и Кировский (как и в предыдущие годы). В этих районах уровень загрязнения воздуха высокий. [33]

Индустриальный район Перми является одним из наиболее промышленно развитых районов города, характеризуется комплексной, мультифакторной химической нагрузкой на население, по величине валового выброса занимает первое место по городу.

Район выделяется сосредоточием большого количества разнопрофильных предприятий (объединение «Пермьнефтеоргсинтез», ТЭЦ_9, АО «Морион», электротехнический завод, газоперерабатывающий завод и др.).

В атмосферный воздух района выбрасывается более 100 компонентов, наибольший вклад в валовый выброс вносят такие высокотоксичные органические и неорганические ингредиенты, как сернистый ангидрит, окись углерода, двуокись азота, сероводород, фенол, ароматические углеводороды (бензол, этилбензол, ксилол, толуол), аммиак, бензин-нефтяной, а также металлы и их соединения (ванадий, марганец, свинец, хром, медь, никель и др.). Перечисленные компоненты реальной аэрогенной нагрузки способны как при изолированном, так и при сочетанном поступлении оказывать значительное патологическое воздействие на организм.

Отличительными чертами комплекса химических специфических компонентов для Индустриального района являются их высокая проникающая способность в организм, реактогенность, химико-биологическая конкурентоспособность и возможность образовывать комплексные соединения с компонентами клеток. Вызывающие дисбаланс внутренней среды организма и, как следствие, развитие патологических процессов (окись углерода, бензапирен). Также необходимо отметить способность соединений к депонированию (жирорастворимые органические соединения, металлы) - это обуславливает увеличение остаточных концентраций соединений в организме, что. В свою очередь, ведет к усилению токсического эффекта.

При этом наибольший риск ухудшения состояния здоровья под влиянием экофакторов возможен для населения, проживающего в зоне преимущественного влияния ПО «Пермнефтеоргсинтез», ТЭЦ_9 и газоперерабатывающего завода. Эти микрорайоны являются зоной риска по воздействию на здоровье населения выбрасываемых в воздушный бассейн соединений металлов (марганец, никель, хром, цинк, свинец, медь, алюминий и др.), ароматических углеводородов, ацетона и других токсичных соединений. Высокая автотранспортная нагрузка на этой территории обуславливает возможность интоксикации населения окислами азота, соединениями свинца, бензапиреном.

Наибольший вклад в загрязнение атмосферного воздуха Мотовилихинского района вносят предприятия машиностроительного комплекса: ОАО «Мотовилихинские заводы» (старейший в России производитель артиллерийских орудий) выпускает также автокраны и экскаваторы; завод «Машиностроитель» производит материальную часть для ракетно-космических систем, нефте- и газопромысловое оборудование, газоперекачивающие агрегаты, микроволновые печи и др. Основными источниками загрязнения атмосферы на машиностроительных предприятиях являются литейное производство, цехи механической обработки, сварочные и покрасочные цехи и участки. Выбросы предприятий комплекса в атмосферу характеризуются присутствием в них оксида углерода, диоксида серы, различных видов пыли и взвешенных веществ, оксидов азота, а также таких вредных веществ, как ксилол, толуол, ацетон, бензин, бутилацетат, аммиак, этилацетат, серная кислота. Марганец, хром, свинец и др. Из наиболее опасных загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, значительна доля в выбросе шестивалентного хрома. Кроме них, в районе находится много более мелких предприятий с валовым выбросом более 100 тонн загрязняющих веществ.

Набольший вклад в загрязнение атмосферного воздуха Свердловского района также вносят предприятия машиностроительного комплекса «Пермский моторостроительный комплекс», ОАО «Пермский велосипедный завод», а также ТЭЦ, расположенная в этом районе. Ситуация также усугубляется и тем, что через эти районы проходят крупные автомагистрали города.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха Кировского района являются предприятия оборонного комплекса и основной химии. ФКП «Пермский пороховой завод» помимо военной продукции занимается выпуском гражданской продукции: аэрозольные огнетушащие составы, лакокрасочные изделия, промышленные взрывчатые вещества и др. ОАО «Сорбент» производит активные угли и изделия из них, ОАО «Галоген» - фторполимеры, хладоны, неорганические продукты и др. Основными загрязняющими веществами, присутствующими в воздухе являются окись углерода, окислы азота, диоксид серы, окислы алюминия, кислоты и др.

Таким образом, экологическая ситуация в г. Перми характеризуется как весьма неблагополучная, что не может не отразиться на здоровье проживающего на этих территориях населения. [11]

Чтобы показать серьезность проблемы, в течение ряда лет проводилось исследование зависимости изменений в показателях заболеваемости населения от изменений загрязнения атмосферы - индекса загрязнения атмосферы (Безуглая Э.Ю., Смирнова И.В., Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова Росгидромета, 1994 г.). Замечена тесная зависимость между этими показателями. Иначе и быть не может. Воздушный бассейн окружает человека со всех сторон. Чем хуже качество воздуха, тем сильнее изменяется его энергетика, уменьшается число отрицательных ионов, воздействующих на дыхательные органы, на активную деятельность человека. Если люди вдыхают сильно загрязненный воздух, то у них ослабевает сопротивляемость организма и повышается частота заболеваний.

При увеличении ИЗА на 2 единицы количество случаев заболеваемости органов дыхания у взрослых возрастает на 14%, у детей - на 12%. При таком повышении ИЗА (в пересчете на диоксид серы на 100 мкг/м³) происходит увеличение случаев заболеваемости злокачественными новообразованиями на 20%. [1] В целом по городу в 2007 году средняя годовая концентрация фторида водорода - 1,4 ПДК (в 2006 г. - 1,2 ПДК), формальдегида на уровне 2006 года - 4 ПДК. Средняя за год концентрация бензапирена - 2,7 ПДК (в 2006 г. - 2 ПДК). Случаи высокого загрязнения (более 10 ПДК) в 2007 году зарегистрированы по хлориду водорода - 14,3 ПДК в марте и 17,4 ПДК в апреле. [33] Значительный вклад в высокий уровень городского загрязнения воздуха и заболеваемости создается концентрациями бензапирена. Это означает, что бензапирен и другие канцерогенные примеси, находящиеся в атмосфере в виде взвешенных частиц, определяют, в основном, заболеваемость злокачественными болезнями. [2]

Эпидемиологические данные предполагают, что высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха городов и близость места проживания к некоторым типам промышленных предприятий, таких как предприятия химической, нефтехимической промышленности, могут быть связаны с увеличением риска развития рака легкого. Загрязнение атмосферного воздуха может иметь значение в развитии других форм злокачественных опухолей. К основным канцерогенным веществам, загрязняющим воздух, относятся полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), а также асбест и некоторые металлы. В качестве индикатора загрязнения воздуха ПАУ принят бензапирен (БП). [4]

В целом по городу средняя за год концентрация бензапирена в 2007 году составила 2,7 ПДК, что выше предыдущего года (в 2006 году - 2 ПДК). Максимальная из среднемесячных концентрация - 5,5 ПДК обнаружена в Кировском районе в январе. [33]

2. Зонирование территории города Перми по степени экологического риска

Примером многофакторного метода оценки городской среды может служить работа, проведенная группой специалистов кафедры охраны окружающей среды ПГТУ под руководством доцента кафедры Н. Слюсарь. Выполненная Карта экологического риска территории жилой застройки города Перми (рис. 3), дает наглядное представление о зонах с низкой, средней, высокой и очень высокой (по авторской классификации) степенью экологического риска.

Для определения комплексного показателя экологического риска территории использовался экспертный метод (метод АВС), который позволил оценить значение выбранных факторов и определить степень их суммарного влияния на окружающую среду.

В ходе исследования были выделены следующие совокупности факторов:

1) Факторы, связанные с влиянием антропогенной деятельности на окружающую природную среду;

2) Факторы, связанные с аварийными ситуациями с экологическими последствиями.

Значимые факторы, которые использовались при оценке экологического риска территории Перми: загрязнение атмосферного воздуха, влияние автомобильного транспорта, влияние промышленных предприятий, наличие мест размещения опасных отходов, влияние железнодорожного транспорта, влияние авиационного транспорта, электромагнитное излучение, загрязнение поверхностных водоемов.

Согласно АВС-методу значение каждого фактора разделено на три категории по степени воздействия факторов на безопасность окружающей среды: воздействия факторов, отнесенных к А, указывают на необходимость принятия особо срочных мер, в то время как факторы, отнесенные к В, являются менее актуальными и предполагают менее значимое вредное воздействие на окружающую среду или требуют проведения мероприятий, направленных на получение эффекта в среднесрочной перспективе. Случаи С, напротив, - это факторы, которые при существующем уровне знаний и общественного сознания считаются не опасными и не вызывают тревоги.

После этого территории сравниваются по показателю АВС. При этом используется следующая шкала показателей АВС:

100 - высокий риск возникновения неблагоприятной экологической ситуации (территории следует уделять особое внимание, она является опасной; требуется немедленное реагирование, принятие неотложных мер по снижению уровня риска);

От 99 до 26 - средний риск (следует обратить внимание на параметры, которым проставлен показатель В; требуется проведение корректировочных мероприятий в среднесрочной перспективе);

<25 - малый риск (территория пригодная для безопасного существования людей).

Те территории, у которых показатель АВС выше, являются более опасными. Особое внимание следует уделять тем территориям, у которых показатель АВС выше 100 (аспект хотя бы по одному критерию отнесен к показателю А).

Отдельно проводилась оценка риска возникновения аварийных ситуаций с последующим использованием полученных результатов для комплексного показателя экологического риска.

После определения значений, которые принимает каждый фактор, для селитебных территорий г. Перми составлена классификация по шкале АВС и рассчитан комплексный показатель АВС (табл. 2)

Табл. 2. Оценка экологического риска территории г. Перми

Проанализировав работу специалистов кафедры охрана окружающей среды ПГТУ, можно сделать вывод о том, что к территориям с высоким риском возникновения неблагоприятной экологической ситуации относятся Индустриальный и Свердловский районы, часть Орджоникидзевского и часть Ленинского районов (показатель АВС выше 100, территория является опасной, требует принятия неотложных мер по снижению уровня риска). К территориям среднего риска возникновения неблагоприятной экологической ситуацией относятся районы: Мотовилихинский, Кировский, Орджоникидзевский, Ленинский и Дзержинский (показатель АВС от 26 до 99 - следует обратить внимание на параметры, которым проставлен показатель В). К территориям с малым экологическим риском относятся часть Дзержинского района и часть Орджоникидзевского района - эти территории пригодны для безопасного существования людей.

Результаты оценки экологических рисков территорий жилой застройки Перми представлены на карте города. (Рис. 2)

Рис. 2. Зонирование территории г. Перми по степени экологического риска.

Жилищный комплекс рассматривается как единая территория, на которой действие факторов окружающей среды распределяется равномерно.

Для более детальной оценки на карту были нанесены зоны действия факторов, связанных с влияние антропогенной деятельности на окружающую природную среду. При нанесении зон влияния факторов учитывались значения показателей, которые использовались при их оценке. Это позволило провести более детальное зонирование территории города Перми по степени экологического риска. [14]

3. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на онкологическую заболеваемость населения

Качество атмосферного воздуха современных городов во многом определяет состояние здоровья населения и является ведущим,

активнодействующим этиологическим фактором в развитии заболеваний в первую очередь детей, лиц пожилого возраста, а также лиц, страдающих хроническими заболеваниями органов дыхания и сердечно сосудистых заболеваний.

По данным Всемирной организации здравоохранения, здоровье на 50% зависит от образа жизни и на 25% - от состояния окружающей среды, но при рассмотрении онкологических заболеваний, фактор состояния окружающей среды увеличивается до 60-80%. [6] В атмосферном воздухе современных городов присутствуют сотни веществ различных химических классов органической и неорганической природы, поступающих из многочисленных источников, как правило, антропогенного происхождения. [38] Около 30% всех онкологических заболеваний жителей промышленных районов обусловливает загрязнение атмосферы. [18] Экологическое отравление отличается от производственного своей глобальностью и вызывается не одиночными факторами, а сочетанием множества поступивших в организм различных химических или иных токсических веществ. Агрессивность каждого из них может быть минимальной, но повреждающее воздействие одного может многократно усиливаться вредным воздействием других. [20]

Основными источниками поступления вредных веществ в атмосферный воздух городов являются промышленные предприятия и автотранспорт, а наиболее распространенными загрязняющими веществами - пыль (взвешенные вещества различной природы), сернистый ангидрит, окислы азота, окись углерода и углеводороды (несколько сотен химических веществ). Именно они вносят наибольший вклад в формирование экологически зависимых заболеваний и состояний. [13]

Воздействие загрязнений на организм весьма многообразно и зависит от его вида, концентрации, длительности и периодичности воздействия. Все же многократно зарегистрированные и изученные явления повышенной смертности и заболеваемости в районах с высоким загрязнением атмосферы свидетельствуют об очевидности и массовости такого воздействия от загрязнения окружающей среды. [16]

По оценкам экспертов загрязнение атмосферного воздуха сокращает продолжительность жизни в среднем на 3-5 лет. [14]

В зависимости от дозы, времени и характера воздействия химических загрязнений в организме человека развиваются острые или хронические отравления, а также имеют место отдаленные болезнетворные патологические процессы. [19]

Наиболее чувствительны к воздействию атмосферного загрязнения органы дыхательной системы. Опасность для здоровья населения загрязнения атмосферного воздуха обусловлена объективным действием следующих факторов.

Во-первых, разнообразим загрязнений. Считается, что на человека, проживающего в промышленном районе, потенциально может воздействовать несколько сотен тысяч химических веществ. Реально, как правило, в конкретном районе в относительно высоких концентрациях присутствует ограниченное число химических веществ. Однако комбинированное действие атмосферных загрязнителей может приводить к усилению вызываемых ими токсических эффектов.

Во-вторых, возможностью массированного воздействия, так как акт дыхания является беспрерывным и человек за сутки вдыхает до 20 тыс. л воздуха. Даже незначительные концентрации химических веществ при таком объеме дыхания могут привести к значительному поступлению вредных веществ в организм.

В-третьих, непосредственным доступом загрязнителей во внутреннюю среду организма. Легкие имеют поверхность порядка 100 м², воздух при дыхании входит почти в непосредственный контакт с кровью, в которой растворяется почти все, что присутствует в воздухе. Из легких кровь поступает в большой круг кровообращения, минуя такой детоксикационный барьер, как печень. Установлено, что яд, поступивший ингаляционным путем, нередко действует в 80-100 раз сильнее, чем при поступлении через желудочно-кишечный тракт.

В-четвертых, трудностью защиты от ксенобиотика. Человек, отказавшись употреблять в пищу загрязненные продукты или недоброкачественную воду, не может не дышать загрязненным воздухом. При этом загрязнитель действует на все группы населения круглосуточно.

Поэтому атмосферный воздух является одним из основных жизненно важных элементов окружающей нас среды. [22] Его качество влияет на состояние всех форм жизни, формирует основу для их существования. Именно поэтому состояние атмосферного воздуха необходимо отслеживать в первую очередь. [5] В процессе газообмена токсиканты поступают в кровь. Твердые взвеси в виде частиц различных размеров оседают в различных участках дыхательных путей. Атмосферные аэрозоли также могут оказывать болезнетворное воздействие на человека, поскольку металлосодержащие и органические частицы обладают канцерогенными свойствами. [22]

Существенной особенностью крупных городов с населением более 500 тыс. человек является то, что с увеличением территории города и численности его жителей в них неуклонно возрастает дифференциация концентраций загрязнения в различных районах. Наряду с невысокими уровнями концентрации загрязнения в периферийных районах, она резко увеличивается в зонах крупных промышленных предприятий и, в особенности в центральных районах. В последних, несмотря на отсутствие в них крупных промышленных предприятий, как правило, всегда наблюдаются повышенные концентрации загрязнителей атмосферы. Это вызывается как тем, что в этих районах наблюдается интенсивное движение автотранспорта, так и тем, что в центральных районах атмосферный воздух обычно на несколько градусов выше, чем в периферийных, - это приводит к появлению над центрами городов восходящих воздушных потоков, засасывающих загрязненный воздух из промышленных районов, расположенных на ближней периферии. [9]

«Индикатором» благополучия экологической обстановки в городах обычно считают онкологическую заболеваемость и смертность населения.

Считается, что воздействием факторов-канцерогенов обусловлено возникновение от 20 до 60%, а по некоторым данным - до 80% всех случаев заболеваний злокачественными новообразованиями. Обычно большую часть этих воздействий связывают с химическим загрязнением тяжелыми металлами - мышьяком, хромом, ртутью, свинцом, никелем и углеводородами, бензапиреном. Некоторые формы рака, например, желудка, чаще увязывают с характером почвы, воды и особенности питания.

При определенном уровне техногенного давления на среду обитания связь между количеством заболевших этими болезнями и уровнем загрязнения природных сред становится статистически значимой. Можно сказать, что в «грязной» природной среде риск заболеть, при прочих равных условиях, значительно выше. И это касается почти всех болезней. [5]

Для анализа влияния среды обитания на здоровье населения наиболее часто в качестве основного параметра выбирают заболеваемость детского населения. Детский контингент - своеобразная индикаторная группа, отражающая реакцию коренного населения на вредные воздействия факторов среды. Целесообразность учета детской заболеваемости определяется тем, что дети в меньшей степени, чем взрослые, подвержены внутригородской миграции. Они теснее привязаны к территории, на которой живут и учатся, не испытывают непосредственного влияния профессиональных факторов, вредных привычек. Кроме того, из-за анатомо-физиологических особенностей дети более чувствительны к качеству среды обитания, а сроки проявления неблагоприятных эффектов у них короче. Это повышает достоверность медико-статистических исследований, позволяет делать более объективные выводы об экологической обусловленности заболеваний. [23]

4.1 Исследования микроэлементного состава диагностических биосред организма

Для оценки экологической ситуации принято пользоваться данными государственной статистической отчетности о содержании химических соединений в выбросах промышленных предприятий, данными мониторинговых исследований качества атмосферного воздуха и другими расчетными и тестовыми методами. Наряду с этим, для оценки комплексной антропогенной нагрузки на территории, имеет место анализ данных по уровню содержания химических соединений в различных диагностических биосредах организма (кровь, волосы). [10]

Многие химические вещества, и прежде всего металлы, депонируются в тканях (волосы, кости, зубы, жировая ткань), а по уровню накопления их, например, в волосах, можно судить, с одной стороны, об уровне загрязнения окружающей среды, а с другой - о возможности отрицательного влияния ксенобиотиков на организм. По данным Б.А. Ревича, микроэлементный состав биосубстратов населения достаточно четко отражает техногенную геохимическую ситуацию в местах проживания людей, с увеличением расстояния от источника загрязнения концентрация химических веществ в биосредах резко снижается. [11]

Оценка риска негативного воздействия химических факторов окружающей среды на состояние здоровья детского населения в г. Перми проводится специалистами ГУЗ «Пермского краевого научно-исследовательского клиническиого института детской экопатологии» с учетом результатов биомониторинга загрязняющих веществ в организме. Определение химических соединений в биологических средах детей (всего 36 компонентов) выполнялось на территории г. Перми в 7 районах города.

Кроме того, была обследована контрольная группа детей, проживающих в считающемся экологически благополучным микрорайоне комплекса Пермского Государственного Технического Университета (Ленинский район), расположенном в значительной отдаленности от промышленных зон и автомагистралей.

При анализе содержания в биосредах органических загрязняющих веществ обращают на себя внимание повышенные по сравнению с фоновыми уровнями среднегрупповые концентрации формальдегида, фенола, метанола. Наиболее высокие значения содержания формальдегида в крови характерны для детей, проживающих в Свердловском районе (кратность превышения контрольных показателей - 4,35), Индустриальном (3,15).

Анализ средних концентраций металлов в организме детей показал, что достоверно регистрируется повышенное содержание марганца, хрома, свинца, никеля. Причем максимальная контаминация марганцем регистрировалась в биосредах детей Мотовилихинскго района (кратность превышения контрольных показателей - 2), Индустриального (2,09), Кировского (1,36); хромом - в Орджоникидзевском, Свердловском, Индустриальном; никелем - в Индустриальном, Мотовилихинском, Орджоникидзевском; свинцом - в Индустриальном и Свердловском. [11; 12; 33]

Можно сделать вывод, что повышенное содержание микроэлементов в биосредах детей, по сравнению с контролем, наблюдается в Индустриальном, Свердловском, Мотовилихинском и Кировском районах. И поэтому можно предположить, что в этих районах менее благоприятная экологическая обстановка.

Органические и неорганические компоненты, присутствующие в организме в избыточном количестве, металлы, в том числе тяжелые, оказывают токсическое воздействие, ведущее к нарушению функций важнейших органов и систем. Так, повышенное содержание в тканях человека марганца, хрома, никеля, цинка обуславливает сенсибилизацию организма, способствующую в дальнейшем развитию аллергических реакций со стороны кожи, верхних дыхательных путей. Соединения, обладающие раздражающим действием (формальдегид, ацетон, органические спирты), могут обострять заболевания дыхательных путей и органов чувств и способствовать переходу этих заболеваний в хронические, трудно поддающиеся коррекции. Кроме этого, большинство из перечисленных соединений обуславливают патологические сдвиги в иммунной системе; бенз(а) пирен и хром повышают риск развития онкопатологии. Бензол и свинец отрицательно действуют на кровь и создают риск развития патологии почек. [13]

Проведенное детям определение в биосредах ксенобиотиков свидетельствует о наличии у детей, проживающих на экологически неблагополучных территориях, микроэлементарного дисбаланса, который проявляется как со стороны жизненно необходимых для организма ребенка железа, меди, цинка и марганца, так и со стороны важных, но в меньших количествах необходимых организму кобальта, хрома и никеля; последние накапливаются в организме в силу недостаточно совершенных у ребенка гомеостатических механизмов регулирования этих элементов. [12]

Известно, что микроэлементы играют важную биологическую роль. Они входят в состав многих ферментов, стимулируют и нормализуют обмен веществ, участвуют в кроветворении, механизмах иммунного ответа и функционировании иммунной системы, оказывают положительное влияние на рост и размножение. Исследование содержания микроэлементов и тяжелых металлов в организме позволяет оценить уровень элементов в организме и степень влияния загрязнения окружающей среды.

Таким образом, большое число детей, проживающих в крупном городе, испытывают значительную геохимическую и экологическую нагрузку. Это является причиной развития микроэлементозов и ухудшения здоровья. [23]

Загрязнение воздушной среды канцерогенными веществами в первую очередь сказывается на заболеваемости органов дыхания. По данным Пермской статистической службы структура заболеваемости злокачественными новообразованиями выглядит следующим образом (рис 3). [8]