Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

МОДЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ КОМПАНЕНТОВ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ С УЧЕТОМ АТМОСФЕРНЫХ ПРОЦЕССОВ

Айдосов А. , Айдосов Г. А., Заурбеков Н. С.,

1.4.2. Показатели состояния здоровья городского населения Павлодарской области и их обусловленность влиянием атмосферного загрязнения

Общепризнанно, что показатель первичной (впервые выявленной) заболеваемости населения (в расчете на 100 000 населения) является эффективной интегральной характеристикой риска возникновения заболевания в популяции.

Нам удалось установить целый ряд фактов, свидетельствующих об обусловленности риска заболеваемости населения города Аксу факторами загрязнения атмосферного воздуха.

Установлено, что на 0,001 мг/м3 сернистого ангидрида в города Павлодаре приходится 3494 дополнительных случаев заболеваемости детей в расчете на 100 000 человек, на 0,001 мг/м3 окислов азота – дополнительных 1601 случаев заболеваемости.

Зависимость первичной заболеваемости всего населения города Екибастуза от максимальных концентраций пыли и NO2 на ПНЗ № 3 имеет более сложную форму, однако также заболеваемость увеличивается при возрастании загрязнения атмосферы (рис. 7).

Установлено также, что первичная заболеваемость взрослого населения города Павлодара возрастает при увеличении средних концентраций окислов азота на 1 (r = 0,89), 2 (r = 0,74) и 3 (r = 0,86) постах наблюдения загрязнения атмосферы. Заболеваемость взрослого населения Екибастуза зависит от средних концентраций сернистого ангидрида на ПНЗ № 3.

Отметим, что по данным программы «Профилактика» имеет место значимая дифференциация первичной заболеваемости по территории города Павлодара. В районе, ограниченном улицами Свердлова-Калинина-Пахомова-Абая, процент «здоровых» семей был равен 18,59 ± 4,4, число диагнозов на 1 семью составляло 4,49 ± 0,52, тогда как в районе, ограниченном улицами Куйбышева и Айманова, здоровых семей было 4,48 ± 2,8, число диагнозов на семью было равно 9,23 ± 0,95.

Загрязнение атмосферного воздуха способно отражаться на тонких механизмах поддержания стабильности на межпопуляционном уровне, а также в существенной мере снижать иммунный статус человека, переориентируя защитные силы организмов с одних направлений на другие.

а б

Рис. 7. Моделирование зависимости первичной заболеваемости (ПЗ) населения городов Павлодарской области от загрязнения атмосферного воздуха:
а – линейная зависимость ПЗ детского населения в городе Павлодаре от средней концентрации SO2 на 2 посту и NO2 на ПНЗ № 3; б – зависимость ПЗ всего населения города Екибастуза
от максимальных концентраций пыли и NO2 на ПНЗ № 3

Обращает на себя внимание тенденция к росту показателей инфекционной заболеваемости по городу Павлодару (несмотря на относительно высокий социально-бытовой уровень в городе), а также наличие исключительно высоких всплесков заболеваемости в Екибастузе.

Отметим, что повсюду в городской местности региона заболеваемость инфекционными болезнями значительно выше, чем в Республике Казахстан в среднем (для города Павлодара в 1998 году превышение составляло 1,6 раза).

Окружающая среда напрямую определяет заболеваемость населения новообразованиями, однако, дозовые эффекты могут наблюдаться лишь на крупных выборках в течение длительного времени наблюдения. Тем не менее, нам удалось установить ряд закономерностей, которые могут свидетельствовать о влиянии загрязнения окружающей среды на этот показатель.

На рис. 8 иллюстрируются отдельные из полученных нами моделей зависимости заболеваемости новообразованиями от загрязнения атмосферы. На 1 мг/м3
окиси углерода приходится 8,4 дополнительных случаев новообразований, на 0,1 мг/м3 пыли – дополнительных 2 случая новообразований у детей города Павлодара в расчете на 100 000 жителей. На 0,01 мг/м3 сернистого ангидрида приходится дополнительных 17,7 случаев новообразований у взрослых города Екибастуза в расчете на 100 000 жителей.

а

б

Рис. 8. Зависимость заболеваемости новообразованиями от загрязнения атмосферного воздуха:
а – заболеваемость детей г. Павлодара зависит от максимальных концентра-ций CO на ПНЗ № 1 и пыли на ПНЗ № 2; б – заболеваемость взрослых города Екибастуза зависит от максимальных концентраций SO2 на ПНЗ № 3

Нельзя не отметить также, что на протяжении многолетних исследований в рамках программы «Профилактика» установлено множество фактов влияния атмосферного загрязнения на ранние стадии заболеваний нервной системы – общую астенизацию, утомляемость, хронические головные боли и т.д.

Работами Р. Ольсена, Дж. Расмусона, Б. Коула, Т. Слажневой, А. Корчевского (1996–1998 гг.) показано, что загрязнение атмосферы города Павлодара свинцом может оказывать определенное влияние на нарушение интеллектуального развития детей дошкольного возраста.

При этом, если общий высокий уровень врожденных аномалий в регионе может быть объяснен последствиями ядерных испытаний на близлежащем Семипалатинском полигоне, то всплеск заболеваемости в городе Аксу в период с 1990 по 1994 год требует регионального объяснения.

На рис. 9 в виде сложного пространственного соотношения иллюстрируется зависимость заболеваемости детей города Павлодара врожденными аномалиями от максимальных концентраций окиси углерода на ПНЗ № 1 и пыли на ПНЗ № 2. Эта заболеваемость прямо коррелирует с соответствующими показателями (соответственно, с коэффициентами корреляции 0,84 и 0,66), однако пространственная модель показывает, что реальное влияние загрязнения атмосферы на здоровье имеет сложный механизм, в том числе включая взаимное усиление и ослабление реакции.

Рис. 9. Соотношение между заболеваемостью детей города Павлодара врожденными аномалиями и загрязнением атмосферы пылью и окисью углерода

Имеют место также иные свидетельства о влиянии атмосферного воздуха на состояние здоровья населения этих городов. Например, нельзя не отметить фактов влияния атмосферного загрязнения на физическое развитие детей дошкольного возраста в городе Екибастузе (пыль угля влияет на формирование дефицита массы, окислы азота – на отклонения роста от нормы).

У жителей города Екибастуза помимо высокого уровня аберраций хромосомного типа в лимфоцитах периферической крови (маркеров радиационного воздействия) выявлен также высокий уровень аберраций хроматидного типа (маркеров химического воздействия), что может свидетельствовать об активном влиянии химического загрязнения атмосферы на базовые подсистемы человеческого организма.

На основании изученного и обобщенного нами материала, выполненного статистического анализа и математического моделирования можно сделать следующие выводы:

– загрязнение атмосферного воздуха в городах Павлодар, Екибастуз и Аксу оказывает существенно влияние на состояние здоровья населения;

– неблагоприятное состояние окружающей среды в исследуемых районах отражается на демографических показателях, общей заболеваемости, физическом развитии детей, уровне риска возникновения патологий дыхательной, эндокринной, кроветворной и иных важных систем человеческого организма.

Основными популяционными маркерами неблагоприятного воздействия атмосферного воздуха на здоровье жителей городов Павлодар, Екибастуз, Аксу являются:

– наличие статистически-значимых территориальных различий в состоянии здоровья субпопуляций, проживающих на различающихся по степени загрязнения атмосферы территориях;

– регистрация статистически-значимой обусловленности динамики показателей здоровья изменениями в химическом составе атмосферного воздуха;

– обнаружение экзогенных изменений в отдельных организмах (например, хромосомные аберрации).

1. Удается обнаружить влияние на состояние здоровья всех основных поллютантов: сернистого ангидрида, окиси углерода, окислов азота, пыли, щелочи и др. На здоровье населения влияют как высокие средние концентрации загрязняющих веществ, так и резкие разовые всплески концентраций.

2. В наибольшей степени риску возникновения обусловленного загрязнением атмосферы заболевания подвержены подростки и дети, в особенности – дошкольного возраста.

Вышесказанное требует осуществления дальнейших действий по снижению неблагоприятного влияния загрязнения атмосферы на здоровье в рамках Стратегии «Казахстан-2030», где говорится о необходимости «нарастающих усилий» по улучшению окружающей среды.

При этом остается актуальным продолжение глубоких исследований механизмов воздействия атмосферных загрязнителей на состояние здоровья жителей области. Необходимо установление параллельного мониторингового слежения за загрязнением атмосферы и целевыми группами населения. Важные теоретические и практические результаты могли бы дать осуществление экспериментального воссоздания условий среды в городах области и тестирование ее токсичности (в том числе и с применением приборного моделирования по методике M. Drexler, Colorado University).

Сохраняет свою актуальность также разработка приемов и методов снижения риска атмосферного загрязнения для здоровья путем повышения иммунного статуса населения региона. Все это в целом может дать значимый социальный и экономический эффект.

Изучение и моделирование распространения газо-аэрозольных веществ требует знания трех метеорологических элементов, определяющих поведение введенных в атмосферу веществ: полей ветра, температуры и различных фаз воды. Наиболее существенным является поле ветра (скорость и направление), определяющие адвективный перенос загрязняющих веществ. Адвективный перенос определяет расстояние, на которые переносятся загрязняющие вещества, их ареал распространения, время пребывания этих веществ в атмосфере и уровни концентрации в отдельных районах. Горизонтальная диффузия в среднем в пять раз меньше адвекции и ее детальным описанием можно пренебречь, параметризовав через постоянный в пространстве и времени коэффициент горизонтальной диффузии.

Важной задачей науки в настоящее время является оценка загрязнения атмосферы и подстилающей поверхности пассивными и активными примесями и современного состояния изменений экосистем под влиянием естественных и антропогенных факторов, а также прогнозирование состояния данных экосистем в будущем. Исходным моментом является исследование процесса загрязнения окружающей среды выбросами отходов промышленных предприятий, следующий этап заключается в оценке воздействия вредных загрязнении на биологическую среду.

Ухудшение экологической обстановки явилось результатом искусственного нарушения количества и соотношения химических элементов и их комплексов в окружающей среде, которые вызывали нарушение нормального хода биохимических реакций в живых организмах, выработанных в них в течение геологического времени развития. Поэтому, в настоящее время во всех странах мира разрабатываются гео-эколого-экономические прогнозы, позволяющие научно определить взаимосвязи в системе Человек-Природа.

Для сохранения среды обитания требуется решать задачи ограничения выбросов действующих предприятий и оптимального размещения, вновь создаваемых промышленных объектов с учетом допустимых нагрузок на экологически значимые зоны. Решение этих и других, возникающих здесь, задач требует использования математических моделей, описывающих распространение примесей в атмосфере от различных типов источников. Сведения о таких моделях, разработанных в разное время, представлены в работах [10, 14, 15, 37].

Из рассмотренных в начале этого раздела промышленных регионов Павлодарской, Западно-Казахстанской и других областей видно, что степень загрязнения нижних слоев атмосферы вредными веществами зависит не только от технологических и конструктивных параметров, но и от ряда метеорологических факторов, которые определяют процесс распространения примесей в пограничном слое атмосферы.