Влияние загрязнения атмосферы взвешенными веществами и тяжелыми металлами на заболеваемость органов дыхания у детей

февраль №2 (227) ЗНСО

21

ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ВЗВЕШЕННЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ И ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ НА ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ У ДЕТЕЙ

Е.С. Турбина

THE INFLUENCE OF AIR CONTAMINATION BY SUSPENDED SOLIDS AND HEAVY METALS ON RESPIRATORY DISEASES IN CHILDREN

E.S. Turbina

Дальневосточная государственная социально-гуманитарная академия, г. Биробиджан

Проведена оценка загрязнения атмосферного воздуха территорий 7 детских садов г. Биробиджан взвешенными веществами и тяжелыми металлами. Рассчитаны коэффициенты концентрации изучаемых элементов по отношению к фоновому району и подсчитаны суммарные показатели концентрации. Изучена заболеваемость детей, посещающих эти ДДУ, болезнями органов дыхания за один год. Методом корреляционного анализа подтверждена связь между загрязнением воздуха и заболеваемостью детей.

Ключевые слова: взвешенные вещества, тяжелые металлы, болезни органов дыхания.

The assessment of air pollution by suspended solids and heavy metals was carried out on the territories of 7 children pre-school establishments in Birobidjan. The concentration ratio of the substances studied as regards the background district was calculated, and the total indicators of concentration were counted. The respiratory diseases rate among children attending these establishments within one year was studied. As a result the connection between air contamination indicators and children's morbidity was established by correlation analysis method.

Keywords: child morbidity, suspended solids, respiratory diseases, heavy metals.

Одним из ведущих факторов риска для здоровья населения, и прежде всего детей, является загрязнение атмосферного воздуха. Многие химические вещества, загрязняющие атмосферу, при постоянном воздействии на человека снижают его иммунитет, что провоцирует развитие различных заболеваний. Статистически достоверная зависимость от загрязнения атмосферного воздуха установлена для заболеваний бронхитом, пневмонией, острыми респираторными заболеваниями. Снижение резистентности организма при загрязнении воздуха проявляется также в увеличении продолжительности этих болезней [3].

Одна из существенных характеристик состояния атмосферного воздуха — содержание в нем взвешенных веществ (ВВ), которые включают в себя пыль, золу, сажу, дым, сульфаты, нитраты, соединения тяжелых металлов и другие твердые компоненты. Биологическое воздействие ВВ на организм человека во многом определяется компонентами, входящими в их состав, в частности тяжелыми металлами (ТМ).

ТМ могут поступать в атмосферу городов как от естественных источников, так и от антропогенных. Цинк и медь присутствуют в атмосфере любого промышленного города. Транспорт — один из основных источников поступления в окружающую среду свинца, цинка и кадмия, а при работе на дизельном топливе еще и никеля. Огромное количество металлов рассеивается в воздухе вследствие коррозии, за счет истирания частей работающих механизмов, железнодорожных рельсов и колес вагонов. Вдыхание пыли, содержащей соли цинка, приводит к раздражению оболочек верхних дыхательных путей, никеля — к дистрофическим изменениям

в паренхиматозных органах, нарушению обмена веществ. ТЭЦ и котельные загрязняют атмосферу железом, марганцем, цинком и свинцом. Избыток марганца способствует развитию хронических очагов инфекции верхних дыхательных путей, железа — к его накоплению в организме и повышенной заболеваемости. Одним из наиболее токсичных металлов является свинец. При хроническом отравлении свинцом у человека поражается желудочно-кишечный тракт, почечная система, снижается иммунитет. Попадая в организм человека, ТМ способны накапливаться в нем, вызывая различные нарушения в органах и тканях. Особенно чувствительны к их воздействию дети, что связано с низкими защитными и адаптационными свойствами их организма [1].

Цель данной работы — выявить связи между загрязнением атмосферного воздуха (ВВ и ТМ) на территориях детских садов г. Биробиджан и заболеваемостью детей болезнями органов дыхания. Состояние атмосферы оценивалось методом индикации снежного покрова. Оценка заболеваемости детей 3—6 лет, посещающих ДДУ не менее года, проводилась путем анализа их карт развития (640 карт).

Административный центр Еврейской автономной области — г. Биробиджан — относится к полифункциональным образованиям. Среднегодовое количество поллютантов, приходящееся на 100 жителей Биробиджана, составляет 13,4 т [2].

Для обследования было выбрано 7 ДДУ. Детский сад № 11 находится в районе, наименее подверженном загрязнению атмосферного воздуха от антропогенных источников. Остальные сады расположены с нарушением санитарных правил устройства ДДУ. Источниками загрязнения их территорий являются автомобильные и железная

22

ЗНиСО Февраль №2

Таблица 1. Содержание металлов и ВВ в снежном покрове на территориях дДу (мг/дм3) за зимний период 2009—2010 гг.

Показатель \ ДДУ 11 15 28 39 32 37 43 Среднее

ВВ 148,5 236,6 569,3 995,4 570,8 822,5 1233 653,7

Железо 82,3 248,2 306,24 339,48 231,4 264,96 438,8 273

Марганец 8,34 12,89 18,32 19,28 21,18 19,23 17,98 16,7

Цинк 7,41 13,17 18,5 21,46 14,06 15,54 19,2 15,62

Свинец 0,534 0,961 1,495 1,602 1,121 1,174 1,297 1,17

Медь 0,242 0,295 0,611 0,677 0,488 0,514 0,653 0,497

Никель 0,127 0,274 0,419 0,584 0,292 0,406 0,495 0,371

дороги, ТЭЦ, котельные, автотранспорт. Детские сады №№ 15, 28 и 39 находятся в центральной части города: ДДУ № 15 — в зоне воздействия автомобильной дороги с неинтенсивным движением и железной дороги; ДДУ № 28 — автодороги с интенсивным движением транспорта и ТЭЦ; основными источниками загрязнения территории ДДУ № 39 являются ТЭЦ и расположенная на расстоянии 50 м вдоль всего фасада здания автодорога с интенсивным движением легкового и грузового транспорта. Детские сады № 43 и № 37 находятся в районе, прилегающем к железной дороге. Кроме того, основными источниками загрязнения территории ДДУ № 43 является автодорога с интенсивным движением и стоянка фургонов, работающих на дизельном топливе, а у ДДУ № 37 — труба котельной, находящаяся в 40 м от его территории, и автодорога с достаточно интенсивным движением грузового транспорта. ДДУ № 32 находится в зоне воздействия котельных. Кроме того, вдоль заборов всех обследованных детских садов (за исключением ДДУ № 11) расположены автомобильные гаражи.

Оценка состояния атмосферного воздуха на территориях ДДУ была проведена методом индикации снежного покрова. Проба, взятая по всей его высоте, дает представление о загрязнении атмосферы за весь период: от момента установления снежного покрова до момента отбора пробы. Пробы снега на территориях обследованных ДДУ отбирались в конце зимнего сезона — в середине марта по всей высоте снега. Суммарное содержание металлов в жидкой и твердой фазах

(Мп, Zn, Си, N1, РЬ, Fe и ВВ) представлено в табл. 1.

Из данных таблицы видно, что концентрации всех металлов и ВВ ниже на территории ДДУ № 11, поэтому его характеристики были приняты как условно фоновые. Ряд металлов по степени убывания средних концентраций выглядит так: Fe > Мп > Zn > РЬ > Си > N1. В начале ряда стоят железо и марганец, которые могут попадать в атмосферный воздух как из терригенных, так и из техногенных источников. Однако достаточно высокая разница в концентрациях на территориях ДДУ, по сравнению с условно фоновыми значениями, свидетельствует о существенной роли техногенных источников в загрязнении территорий садов. Наибольшей запыленностью выделяются территории ДДУ №№ 37, 39 и 43.

Для количественной оценки содержания изучаемых компонентов на территориях ДДУ рассчитаны коэффициенты концентрации (КС) по отношению к фоновому району и подсчитаны суммарные показатели концентрации (СПК) для каждого ДДУ (таб. 2).

Из данных таблицы следует, что наибольшие отклонения от условно фоновых значений по содержанию Мп отмечаются на территории ДДУ № 32; по содержанию Zn, N1, Си и РЬ — на территории ДДУ№ 39; по содержанию Fe и ВВ — ДДУ № 43. Ранжированный ряд по значениям СПК выглядит следующим образом: ДДУ № 43 (21,3) > ДДУ № 39 (20,4) > ДДУ № 37 (14,5) > ДДУ № 28 (12,6) > ДДУ № 32 (11,4) > ДДУ № 15.

Таблица 2. Частные и суммарные коэффициенты концентрации ТМ и Вв на территориях ДДУ

ДДУ Мп Zn Си N1 Fe РЬ ВВ СПК

№ 15 1,5 1,8 1,2 2,1 3 1,8 1,6 7

№ 28 2,1 2,5 2,5 3,3 3,7 2,8 1,7 12,6

№ 39 2,3 2,9 2,8 4,6 4,1 3,0 6,7 20,4

№ 32 2,5 1,9 2 2,3 2,8 2,1 3,8 11,4

№ 37 2,3 2,1 2,1 3,2 3,1 2,2 5,5 14,5

№ 43 2,1 2,6 2,7 3,9 5,3 2,4 8,3 21,3

февраль №2 (227) ЗНиСО

23

Таблица 3. Показатели заболеваемости детей 3—6 лет болезнями органов дыхания

Показатель \ № ДДУ 11 15 28 39 32 37 43

Среднее количество болезней системы органов дыхания (на одного ребенка в год) 2,0 2,1 2,1 2,6 2,4 2,7 2,8

Средняя продолжительность одного случая заболеваний органов дыхания (дни) 7,6 9,3 10,5 11 9,5 15 14

Таблица 4. Значимые коэффициенты корреляции и критерий t (в скобках) между атмосферными загрязнителями территорий ДДУ и заболеваемостью детей

Показатель \ Компоненты Ni Pb ВВ СПК

Среднее количество заболеваний системы органов дыхания

Средняя продолжительность одного случая заболевания системы органов дыхания

Для данного исследования были изучены показатели заболеваемости детей болезнями органов дыхания за 2008 г.: среднее количество заболеваний в пересчете на одного ребенка в год и средняя продолжительность одного случая заболевания (табл. 3).

Исходя из данных таблицы видно, что по всем показателям наименьшие значения отмечаются в контрольном детском саду, наибольшие отклонения от контроля — в ДДУ №№ 39, 37 и 43.

Для выявления связей между загрязнением территорий детских садов ВВ, ТМ, а также СПК и заболеваемостью детей методом рангов (Спирмена) были вычислены коэффициенты корреляции (К). Кроме того, в каждом случае был найден критерий 1, определяющий достоверность коэффициента К. Между содержанием Мп, Си, Zn и Fe в снежном покрове и показателями заболеваемости значимые корреляционные связи не выявлены. Коэффициенты корреляции между другими исследуемыми показателями и заболеваемостью отражены в табл. 4.

Значения коэффициентов корреляции, находящиеся в пределах от 0,7 до 1, говорят о сильной связи между признаками. Значение критерия 1 > 2,4 при данном количестве наблюдений указывает на вероятность безошибочного прогноза более чем в 95 %. Таким образом, между показателями заболеваемости и содержанием N1, РЬ, ВВ в снежном покрове, а также СПК прослеживается сильная прямая связь.

Выводы.

1. Атмосферный воздух на территориях обследованных ДДУ имеет разную степень загрязнения взвешенными веществами и тяжелыми металлами: наиболее низкий уровень загрязнения по всем показателям отмечается на терри-

тории ДДУ № 11 (условно фоновый), наиболее высокие — на территориях ДДУ №№ 39 и 43.

2. Нахождение детей на территориях ДДУ с повышенным содержанием пыли и тяжелых металлов в атмосферном воздухе способствует развитию у них болезней органов дыхания и увеличивает длительность этих заболеваний.

3. Между показателями заболеваемости детей болезнями органов дыхания и содержанием Ni, Pb, пыли в снежном покрове и суммарным показателем концентрации по всем исследуемым элементам прослеживается сильная прямая связь, при этом безошибочность прогноза составляет более 95 %.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Зайков Д.Б., Коган Р.М. Оценка влияния автотранспортного комплекса на атмосферный воздух на территории Еврейской автономной области //Современные материалы регионального развития: матер. II междунар. науч. конференции. Биробиджан: ИКАРП ДВО РАН, 2008. С. 14—15.

2. Зайцева Н.В., Аверьянова Н.И. Экология и здоровье детей Пермского региона. Пермь: «Звезда», 1997. 147 с.

3. Христофорова Н.К. Экологические проблемы региона: Дальний Восток — Приморье: Учебное пособие. Хабаровск: Хабаровское кн. изд-во, 2005. 304 с.

Контактная информация:

Турбина Елена Сергеевна, тел.: 8 (42622) 2-07-82, e-mail: turbinae@list.ru

Contact information:

TUrbina Elena Sergeevna, phone.: 8 (42622) 2-07-82, e-mail: turbinae@list.ru