Введение 3
Глава 1. Физико-географическая характеристика объектов исследования 5
Глава 2. Материал и методы исследования 8
Глава 3. Результаты исследований 13
3.1. Общая характеристика качества атмосферного воздуха в городах Российской Федерации
13
3.2. Техногенная нагрузка и состояние атмосферного воздуха исследованных территорий .. 19
3.3. Заболеваемость населения исследуемых регионов 29
3.4. Оценка неканцерогенного риска для здоровья населения при загрязнении атмосферного
воздуха исследуемых территорий 39
3.5. Оценка канцерогенного риска для здоровья населения при загрязнении атмосферного
воздуха исследуемых территорий 52
3.6 Оценка элементного статуса населения исследованных территорий 62
Заключение 72
Список использованных источников 76
Приложение 1 82
Приложение 2 84
Приложение 3 86
Приложение 4 88
В 2012 г. президентом Российской Федерации Дмитрием Анатольевичем Медведевым были утверждены Основы государственной политики в области экологического развития России на период до 2030 года, где была подчеркнута необходимость создания научной, структурно-целостной и комплексной основы охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности населения [1]. Для достижения поставленных целей необходимы совершенствования и корректировка действующих экологических нормативов и показателей допустимого техногенного воздействия, процедур и методологии оценки воздействия на окружающую среду и здоровье населения.
Приоритетными задачами совершенствования нормативно-правового обеспечения охраны окружающей среды и экологической безопасности являются создание и аргументирование новых критериев экологической оценки состояния природнотерриториальных комплексов, адекватно показывающих экологическую ситуацию на конкретной территории и роль техногенеза в формировании уровня состояния здоровья местного населения. Урбанизированные территории Российской Федерации существенно различаются не только по уровню и видам антропогенного воздействии на окружающую среду, но и по природным факторам, которые могут оказывать влияния на здоровье населения.
Цель проведенных исследований — на основе собственных и литературных данных рассмотреть влияние природных и техногенных факторов на используемые в современных экологических исследованиях показатели здоровья населения.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Собрать и проанализировать литературные данные по загрязнению атмосферного воздуха исследуемых территорий, выявить приоритетные загрязняющие вещества, вносящие наибольший вклад в уровень загрязнения атмосферного воздуха.
2. Проанализировать уровни и структуру заболеваемости населения.
3. На основе расчетных методов определить канцерогенные и неканцерогенные риски здоровью населения от загрязнения атмосферного воздуха.
4. Рассмотреть и систематизировать литературные данные по элементному статусу населения исследуемых территорий.
Объект исследования: разные по физико-географическим характеристикам и техногенной нагрузке регионы: территории экстремальные по природным условиям - Мурманская область и север Красноярского края, а также территории с относительно благоприятным для населения климатом - Белгородская и Воронежская области, центральная часть и юг Красноярского края.
В Мурманской области рассмотрены города Мончегорск, Заполярный, Мурманск, Кандалакша и п.г.т. Никель. На севере Красноярского края - города Норильск и Лесосибирск, центральная часть Красноярского края - города Красноярск и Ачинск, на юге Красноярского края - город Минусинск. В Белгородской области рассмотрены города Белгород, Губкин и Старый Оскол. В Воронежской области рассматривался городской округ города Воронежа.
Предмет исследования: влияние природных и техногенных факторов на показатели здоровья населения разных по физико-географическим особенностям и аэротехногенной нагрузке территорий.
Проанализировав данные по загрязнению атмосферного воздуха на исследуемых территориях, были выявлены приоритетные загрязняющие вещества, вносящие наибольший вклад в уровень загрязнения атмосферного воздуха: взвешенные вещества, диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, формальдегид и бенз(а)пирен.
Влияние природных факторов на показатели заболеваемости населения прослеживаются на северных территориях в сравнении их с регионами, расположенными южнее, поэтому природно-климатические условия являются фактором, который может усугублять неблагоприятное влияние окружающей среды на состояние здоровья населения. По проведенному анализу данных можно сказать, что северные территории не отличаются от южных, по имеющимся у населения специфическим заболеваниям. Однако в них наблюдается более высокий уровень заболеваемости и тенденция к ежегодному приросту числа случаев зафиксированных заболеваний.
Кроме природных факторов, на здоровье проживающего на исследуемых территориях населения оказывают влияние техногенные факторы. Следствием их воздействия является возникновение неблагоприятной экологической обстановки в данной местности, определяемое интенсивным техногенным загрязнением атмосферного воздуха. В промышленных центрах исследуемых регионов и других крупных городах наблюдаются повышенные показатели по заболеваемости органов дыхания человека, что подтверждает влияние загрязнения атмосферного воздуха (диоксидом серы, оксидами азота, взвешенными веществами и т.д.) на респираторную систему проживающего в них населения.
Большими возможностями обладает метод оценки риска здоровью населения при ингаляционном поступлении в организм приоритетных для изучаемой территории загрязняющих веществ. Он позволяет определить вероятность развития угрозы жизни или здоровью населения под воздействием химических факторов среды обитания , исключая другие этиологические факторы.
Воздействие техногенных факторов на показатели здоровья населения обусловлено степенью техногенной нагрузки с учетом условий рассеивания (ПЗА). Сравнивая северные и южные территории, выявлено, что наибольшие уровни неканцерогенных рисков наблюдаются в южных и центральных частях Красноярского края. Южные территории Белгородской области и Воронежской области отличаются значениями показателей рисков в 2-3 раза, это связано с более развитой промышленностью на территории Воронежской области, а также с более благоприятными условиями рассеивания на территории Белгородской области.
Канцерогенные риски вызваны загрязнением атмосферного воздуха бен(а)пиреном и формальдегидом. В южной части Красноярского края полученные значения канцерогенного риска превышают значения аналогичного показателя на северных территориях. Это связано с тем, что на северных территориях при существенной техногенной нагрузке наблюдаются более благоприятные условия для рассеивания. Сравнительно небольшие уровни индивидуального канцерогенного риска в г. Мончегорске и отсутствие превышений нормативов в других городах Мурманской области также объясняются благоприятными для рассеивания примесей климатическими условиями. Воронеж занимает одну из лидирующих позиций по показателям канцерогенного риска за счет развитой в городе и городском округе промышленной деятельности (предприятия теплоэнергетики, ТЭЦ, химической и нефтехимической отраслей промышленности, строительной индустрии, машиностроения).
А при анализе элементного статуса в добавлении к подходу анализа рисков рассматриваются и природные геохимические особенности среды обитания. Например, для северных территорий доказана взаимосвязь появления анемии (снижение гемоглобина) вследствие воздействия низких температур и дефицита железа у населения северных территорий Красноярского края и Мурманской области .
Значительное присутствие алюминия в водах Мурманской области, употребляемых населением, отражается и на концентрации этого элемента в организме в городах области людей, что может приводить к рахиту у детей, нарушениям функционирования почек у взрослых. Повышенная жесткость воды так же влияет на элементный статус потребляющего ее населения. На территориях, где она отмечается (в исследуемых районах это города Мончегорск, Белгород, Воронеж), в биопробах волос их жителей наблюдаются повышенные содержания таких элементов как Cu, Ni, Cd, Fe, Mn. Сильная минерализация вод Белгородской области приводит к повышенному содержанию кальция в организме всех категорий населения области, что так же может негативно сказываться на их здоровье.
Влияние техногенных факторов прослеживается на примере распространения избытка олова у населения Белгородской области и Красноярского края и, как следствия, возникновения болезней органов пищеварения у населения регионов с развитой металлургической промышленностью. Перегрузки организма лиц рабочих профессий железом и марганцем и часто встречающихся дефицитов многих микроэлементов (селен, цинк, медь, хром, магний) оказывает отрицательное влияние на состояние иммунной системы, опорно-двигательного аппарата, кроветворение, функции печени, поджелудочной железы и предстательной железы.
Поводя итог по проведенному исследованию, можно сказать, что на показатели здоровья населения оказывают влияние климатический природный фактор северных территорий, метеорологические условия регионов, а также геохимические показатели питьевой воды.
Влияние техногенных факторов на здоровье населения прослеживается на основе специфики промышленных производств регионов, структуры и концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе (с учетом рассеивания). Необходимо отметить, что ни один из факторов не влияет на население в отдельности. На здоровье население оказывает влияние целый комплекс факторов: природные, техногенные, социально -экономические, генетическая предрасположенность и образ жизни.
В связи с этим на основе проведенного анализа собственных и литературных данных можно сделать вывод о том, что при оценке экологического состояния урбанизированных территорий и выявлении причин нарушения здоровья населения необходимо применять комплексный подход, включающий в себя ряд дополнительных критериев. Для реализации комплексного подхода при оценке биогеохимических последствий техногенеза необходимо учитывать также два критерия - показатели риска (канцерогенного и неканцерогенного) для здоровья населения при воздействии загрязняющих веществ и элементный статус населения. На данный момент оценка элементного статуса, а именно содержание токсичных химических веществ в биосубстратах человека, применяется как один из критериев отнесения территорий к зонам чрезвычайной экологической ситуации и зонам экологического бедствия. Но для предупреждения возможных негативных последствий для окружающей среды и здоровья населения, необходимо проводить такие исследования не только в рамках чрезвычайной экологической ситуации, но и для мониторинга и оценки текущего состояния здоровья населения.
Первый критерий - показатели риска - отражает ожидаемый прирост частоты нарушений здоровья при воздействии загрязняющих веществ (исключая влияние образа жизни, социально-экономических условий и генетической предрасположенности). Второй показатель отражает техногенный дисбаланс химических элементов, содержащихся в организме людей, проживающих на урбанизированных территориях. Воздействие на человека повышенных концентраций опасных химических веществ, сопровождается, как правило, накоплением их в организме человека. Причем, это накопление происходит и при уровнях содержания токсичных металлов в природных средах гораздо ниже ПДК. Исследование элементного статуса позволяет выявить химические особенности условий среды обитания, вызванные влиянием на окружающую среду, учитывая не только влияющие в настоящий момент техногенные факторы, но и прошлый экологический ущерб.
На основе собственных и литературных данных рассмотрены санитарно-гигиенический, медико-демографический и биоиндикационный подходы к формированию критериев экологической оценки состояния территории. Показана малая эффективность применения санитарно-гигиенического направления экологического нормирования при оценке настоящих техногенных изменений в компонентах природной среды, а также при оценке влияния техногенных факторов на здоровье населения. Рассмотрены риск для здоровья и элементный статус населения как показатели влияния химического загрязнения на горожан. Проведена оценка риска для здоровья населения четырех разных по степени техногенной нагрузки и природно-климатическим условиям регионов: Белгородская область, Воронежская область, Красноярский край и Мурманская область. Выполнен сравнительный анализ данных по структуре заболеваемости и по элементному статусу населения.
Итоговые выводы:
1. Приоритетными загрязняющими веществами, вносящими наибольший вклад в уровень загрязнения атмосферного воздуха, являются взвешенные вещества, диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода, формальдегид и бенз(а)пирен.
2. Природно-климатические условия являются фактором, который может усугублять неблагоприятное влияние окружающей среды на состояние здоровья населения. Доли вкладов сочетанного действия загрязнений атмосферного воздуха и суровых природно-климатических условий в суммарные уровни впервые выявленной заболеваемости детей достигает 37,3%, взрослого населения - 30,6 %, в уровни болезней органов дыхания детей - 46,1 %, взрослого населения - 31,2 %.
3. Техногенным фактором, оказывающим влияние на показатели здоровья населения, является возникновение неблагоприятной экологической обстановки на территориях, вследствие сочетанного действия загрязнения атмосферного воздуха и рассеивания/накопления загрязняющих веществ.
4. Фактическая картина заболеваемости и прогнозируемая по вычисленным рискам отличается и, вероятнее всего, связана с иными факторами, среди которых, согласно ВОЗ, могут быть образ жизни и социально-экономические условия.
5. Наибольшие показатели неканцерогенных рисков наблюдаются в центральной и южной частях Красноярского края, что объясняется повышенными, в сравнении с урбанизированными территориями севера, значениями превышений среднегодовых концентраций нормативов ПДК.
6. Наибольшие значения канцерогенных рисков наблюдаются в городах Ачинск, Мончегорск, Воронеж и Красноярск, вызванные загрязнениями атмосферного воздуха бенз(а)пиреном и формальдегидом.
7. Влияние техногенных факторов на элементный статус населения приводит к избытку в организме лиц рабочих профессий железа, марганца и дефициту многих микроэлементов (селен, цинк, медь, хром, магний), что оказывает отрицательное влияние на состояние иммунной системы, опорно-двигательного аппарата, кроветворных органов, печени, поджелудочной железы и предстательной железы.
1. Основы государственной политики в области экологического развития Российской Федерации на период до 2030 года : утв. Президентом Рос.Федерации от 30 апр. 2012 г.;
2. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае в 2017 году» : Министерство экологии и рационального природопользования Красноярского края от 29 июн. 2018 г;
3. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае в 2016 году» : Министерство экологии и рационального природопользования Красноярского края от 30 июн. 2017 г;
4. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае в 2015 году» : Министерство экологии и рационального природопользования Красноярского края от 30 июн. 2016 г;
5. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае в 2014 году» : Министерство экологии и рационального природопользования Красноярского края от 01 июл. 2015 г;
6. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае в 2013 году» : Министерство экологии и рационального природопользования Красноярского края от 01 июл. 2014 г;
7. Ежегодник «Состояние загрязнения атмосферы в городах на территории России за 2017 г.» : Федеральное государственное бюджетное учреждение «Главная геофизическая обсерватория им. А.И.Воейкова», Росгидромет - 2018;
8. Ежегодник «Состояние загрязнения атмосферы в городах на территории России за 2016 г.» : Федеральное государственное бюджетное учреждение «Главная геофизическая обсерватория им. А.И.Воейкова», Росгидромет - 2017;
9. Ежегодник «Состояние загрязнения атмосферы в городах на территории России за 2015 г.» : Федеральное государственное бюджетное учреждение «Главная геофизическая обсерватория им. А.И.Воейкова», Росгидромет - 2016;
10. Ежегодник «Состояние загрязнения атмосферы в городах на территории России за 201 4 г.» : Федеральное государственное бюджетное учреждение «Главная геофизическая обсерватория им. А.И.Воейкова», Росгидромет - 2015;
11. Ежегодник «Состояние загрязнения атмосферы в городах на территории России за 201 3 г.» : Федеральное государственное бюджетное учреждение «Главная геофизическая обсерватория им. А.И.Воейкова», Росгидромет - 2014;
12. Краткая характеристика Мурманской области // Издательский дом «Гелион». URL: https://helion-ltd.ru/short-mur- story/;
13. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Мурманской области в 2017 году» : Министерство природных ресурсов и экологии Мурманской области от 28 июн. 2018 г.;
14. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Мурманской области в 2016 году» : Министерство природных ресурсов и экологии Мурманской области от 28 июн. 2017 г.;
15. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Мурманской области в 2015 году» : Министерство природных ресурсов и экологии Мурманской области от 30 июн. 2016 г.;
16. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Мурманской области в 2014 году» : Министерство природных ресурсов и экологии Мурманской области от 30 июн. 2015 г.;
... Всего источников – 66.