Влияние загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения Байкальского региона

ДУХОВНОЕ И ФИЗИЧЕСКОЕ ЗДОРОВЬЕ НАЦИИ

УДК 614.71(571.5) ГРНТИ 87.25.27

ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ БАЙКАЛЬСКОГО РЕГИОНА

С.А. Новикова

Иркутский государственный университет Россия, 664003, Иркутск, ул. К. Маркса, 1

Цель работы - оценка воздействия выбросов загрязняющих веществ антропогенного происхождения на здоровье людей, проживающих в промышленно-транспортных городах Байкальского региона. Проведено исследование состояния атмосферного воздуха. Показана взаимосвязь выбросов с уровнем заболеваемости населения. В качестве единственно эффективного мероприятия в снижении заболеваемости автор видит снижение вредных выбросов в атмосферу.

Ключевые слова: атмосферное загрязнение, источники выбросов, вредные вещества, заболеваемость, риски здоровью.

POLLUTION EFFECT OF OUTSIDE AIR ON THE HEALTH OF POPULATION OF THE BAIKAL REGION

S.A. Novikova

Irkutsk State University

Russia, 664003, Irkutsk, ul. K. Marksa, 1

The aim of the research is to assess the impact of pollutant emissions of human origin on the health of people living in industrial transport cities of the Baikal region. The author carries out the study of the state of outside air in the region. She points out reducing harmful emissions into the atmosphere as the only effective measure in decreasing morbidity. Keywords: atmospheric pollution, emission sources, harmful substances, morbidity, health risks.

Введение

Непрерывное развитие промышленности, энергетики и автотранспорта приводит к загрязнению окружающей природной среды. Выбросы загрязняющих веществ оказывают негативное воздействие на состояние воздушного © Новикова С.А, 2018_

бассейна, почв, растительности, а также являются причиной ряда заболеваний. В организм человека вредные вещества могут поступать через дыхательные пути, пищеварительный тракт и кожные покровы. Проникновение их через органы дыхания представляет наибольшую опасность для здоровья. Систематическое

воздействие на организм таких веществ, как оксиды серы, азота, пары азотной, соляной и серной кислот, сероводород, бенз(а)пирен, пыль, может привести к болезням дыхательных путей: хроническому бронхиту, эмфиземе, астме. Загрязнения атмосферы часто раздражают слизистые оболочки глаз. В промышленно-транспортных районах с загрязнённой атмосферой в несколько раз увеличивается частота заболеваний конъюнктивитом.

Воздействие сернистого газа и его производных на человека и животных проявляется, прежде всего, в поражении верхних дыхательных путей, нарушении углеводного и белкового

обмена, снижении сопротивляемости организма к возбудителям инфекций. Опасность выбросов оксидов азота, серы, углеводорода) заключается в их токсичности и большом сроке жизни.

Как известно, приземная атмосфера является одной из наиболее важных жизнеобеспечивающих составляющих природной среды. Из графиков, представленных на рис. 1, видно, что наибольшее количество выбросов от автотранспорта в атмосферный воздух в городах Байкальского региона с разной численностью населения отмечается в Иркутске, за ним следуют города: Братск, Ангарск, Усть-Илимск, Саянск и Зима, Усолье-Сибирское, Шелехов, Байкальск.

Рис. 1. Динамика выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта в городах Байкальского региона в 2000-2016 гг. [1-17]

На рис. 2 представлен уровень загрязнения атмосферы в Иркутске, Ангарске, Ше-лехове за период 1992-2016 гг. Уровень загрязнения, который является интегральной характеристикой загрязнения атмосферы, в представленных городах «очень высокий» на протяжении практически всего периода, кроме 2011-2012 гг., когда в городах Ангарск и Шелехов отмечался «высокий» уровень загрязнения атмосферы. Проблема загрязнения атмосферного воздуха в городах Байкальского региона стоит остро.

Оценены риски для населения Байкальского региона от загрязнения атмосферного воздуха стационарными источниками промышленных предприятий и автомобильного транспорта. С помощью методов математической статистики обработаны данные из государственных докладов о состоянии и охране окружающей среды [1-17] о выбросах и заболеваемости населения разных возрастов болезнями эндокринной системы, новообразованиями, заболеваниями кожи, системы кровообращения и органов дыхания (табл. 1).

очень высокий уровень загрязнения Ч]

Рис. 2. Уровень загрязнения атмосферы городов Иркутской области

Таблица 1

Результаты расчётов характеристик разброса и положения по данным о выбросах загрязняющих веществ и заболеваемости населения в некоторых городах Байкальского региона за 2009-2013 гг.

Характеристики Выбросы, тыс. тонн Заболеваемость

Стационарные источники Автотранспорт Дети Подростки Взрослые

Иркутск

Среднее арифметическое 65,9 98,7 8371,0 5964,2 49573,8

Среднее геометрическое 65,8 98,7 8353,0 5952,2 49211,1

Среднее гармоническое 65,6 98,7 8334,7 5940,6 48865,7

Медиана 66,8 99,2 8296,0 5677,0 47387,0

Размах 13,3 4,1 1615,0 933,0 18026,0

Дисперсия 21,3 2,7 296 903,6 146 826,2 37 601 183,4

Среднее квадратическое отклонение 4,61 1,63 544,89 383,18 6131,98

Эксцесс 2,60 -2,47 0,25 -1,12 1,08

Коэффициент асимметрии -1,49 -0,11 -0,42 0,99 1,01

Коэффициент вариации 7,00 1,65 6,51 6,42 12,37

Коэффициент корреляции стационарные источники 0,746 -0,904 0,773

Коэффициент корреляции автотранспорт 0,766 -0,904 0,573

Ангарск

Среднее арифметическое 211,8 33,8 266,2 121,0 57624,8

Среднее геометрическое 209,6 33,8 259,6 119,6 57555,0

Среднее гармоническое 207,6 33,8 252,7 118,3 57483,9

Медиана 207,4 33,4 301,0 124,0 59489,0

Дисперсия 976,5 2,4 3203 342 790 3434

Среднее квадратическое отклонение 31,2 1,5 56,6 18,5 2811,3

Эксцесс 0,5 -0,5 -2,0 -0,4 -1,8

Коэффициент асимметрии 1,00 0,85 -0,65 0,57 -0,79

Коэффициент корреляции Стационарные источники -0,75 -0,80 -0,09

Автотранспорт 0,01 -0,28 -0,73

Ангарск

Среднее арифметическое 34 212 347 11045 2 9870,1

Среднее геометрическое 33,8 209,6 337,3 10790,2 1710,8

Окончание табл. 1

Характеристики Выбросы, тыс. тонн Заболеваемость

Стационарные источники Автотранспорт Дети Подростки Взрослые

Среднее гармоническое 33,7 207,5 327,7 10530,6 677,5

Медиана 33,4 207,4 345 11434 674,281

Размах 4,2 84,3 229 6112 14 6641,1

Дисперсия 2,4 976,4 6326,9 5,3-106 3,4-109

Среднее квадратическое отклонение 1,7 34,9 88,9 2589,8 65 492,6

Эксцесс -0,3 0,4 -0,8 -2,1 4,9

Коэффициент асимметрии 0,8 0,9 -0,002 -0,2 2,236041

Коэффициент вариации 26,6 214,7 427,1 2204,1 33 893,74

Коэффициент корреляции Стационарные источники -0,4 0,49 -0,14766

Шелехов

Среднее арифметическое 33,6 10,7 17988,4 1503,6 13 498,2

Среднее геометрическое 33,5 10,7 17970,3 1495,1 13 495,7

Среднее гармоническое 33,4 10,6 17952,7 1487,0 1 493,3

Медиана 34,8 10,5 17725,0 1508,0 13 605,0

Размах 6,4 2,4 2400,0 456,0 707,0

Дисперсия 5,4 0,8 671845,4 26920,2 6 5132,6

Среднее квадратическое отклонение 2,3 0,9 819,7 164,1 255,2

Эксцесс -0,2 -1,1 0,4 -0,1 0,7

Коэффициент асимметрии -1,2 -348,5 1,0 0,8 -1,3

Коэффициент вариации 6,9 8,3 4,6 10,9 1,9

Коэффициент корреляции Стационарные источники 0,4 0,1 -0,2

Автотранспорт 0,3 0,8 0,0

Кроме того, были рассчитаны коэффициенты корреляции между выбросами диоксида серы, оксида углерода, оксидов азота, взве-

шенных органических веществ, прочих газообразных веществ и заболеваемостью населения городов Байкальского региона (табл. 2).

Загрязняющие вещества Дети Подростки Взрослые

Иркутск

Диоксид серы ^02) 0,994 -0,972 0,977

Оксид углерода (СО) -0,956 0,985 -0,811

Оксиды азота (N0, N02) 0,675 -0,578 0,877

Взвешенные вещества -0,928 0,968 -0,760

Иркутск

Диоксид серы ^02) 0,20 -0,07 -0,23

Оксид углерода (СО) 0,23 -0,10 -0,20

Взвешенные вещества 0,16 -0,03 -0,27

Ангарск

Диоксид серы ^02) 0,82 -0,87 -0,73

Оксид углерода (СО) -1,00 0,37 1,00

Оксиды азота (N0, N02) -0,99 0,31 1,00

Взвешенные вещества -0,55 -0,51 0,67

Ангарск

Диоксид серы ^02) -0,91 0,15 0,26

Оксид углерода (СО) -0,92 0,14 0,27

Оксиды азота (N0, N02) -0,92 0,14 0,27

Взвешенные вещества -0,91 0,17 0,24

Усть-Илимск

Диоксид серы ^02) 1 1 1 1 1 1

Таблица 2

Коэффициенты корреляции между выбросами вредных веществ и заболеваемостью населения

некоторых городов Байкальского региона

Окончание таблицы 2

Загрязняющие вещества Дети Подростки Взрослые

Оксид углерода (СО) 1 1 1

Оксиды азота (N0, N02) 1 1 1

Взвешенные вещества 1 1 1

Усть-Илимск

Диоксид серы ^02) 0,72 0,65 0,41

Оксид углерода (СО) 0,70 0,64 0,39

Оксиды азота (N0, N02) 0,69 0,63 0,38

Взвешенные вещества 0,97 0,99 0,99

Зима

Диоксид серы ^02) 1 -1 -1

Оксид углерода (СО) 1 -1 -1

Оксиды азота (N0, N02) 1 -1 -1

Взвешенные вещества 1 -1 -1

Черемхово

Диоксид серы ^02) -1 -1 1

Оксид углерода (С0) -1 -1 1

Оксиды азота (N0, N02) -1 -1 1

Взвешенные вещества -1 -1 1

Черемхово

Диоксид серы ^02) 0,85 0,66 0,89

Оксид углерода (С0) 0,17 0,26 0,52

Оксиды азота (N0, N02) 0,47 0,70 0,40

Взвешенные вещества 0,66 0,85 0,60

Братск

Диоксид серы ^02) -0,53 0,69 0,99

Оксид углерода (С0) -1,00 0,95 0,98

Оксиды азота (N0, N02) 0,49 0,97 0,99

Взвешенные вещества 0,98 0,44 0,32

Шелехов

Диоксид серы ^02) -0,12 -0,25 1,00

Оксид углерода (С0) -0,78 0,60 1,00

Оксиды азота (N0, N02) 0,89 0,83 1,00

Взвешенные вещества -0,95 -0,90 0,48

Шелехов

Диоксид серы ^02) 0,91 -0,26 -0,11

Оксид углерода (С0) -0,73 -0,90 0,96

Оксиды азота (N0, N02) -0,08 -0,99 0,89

Взвешенные вещества 0,28 -0,78 0,67

Саянск

Диоксид серы ^02) 1,00 0,13 -1,00

Оксид углерода (С0) 1,00 0,06 0,99

Оксиды азота (N0, N02) 1,00 0,10 -0,54

Взвешенные вещества 0,53 -0,83 -0,88

Усолье-Сибирское

Диоксид серы ^02) -0,92 0,37 0,62

Оксид углерода (С0) 0,84 0,90 -0,87

Оксиды азота (N0, N02) -0,98 0,81 0,95

Взвешенные вещества -0,76 1,00 0,98

Результаты и обсуждение

Как показали результаты проведённых расчётов, значения коэффициентов вариации не превышают 17 %, значит, выборка является однородной (см. табл. 1). Наибольший коэффициент корреляции, равный 0,8, соответствует прямой линейной связи между выбросами

от стационарных источников и относительной заболеваемости эндокринной системы взрослого населения. Высоки коэффициенты корреляции между выбросами от стационарных источников и абсолютной заболеваемостью эндокринной системы детей г. Иркутска (0,746), а также между выбросами от автотранспортных средств и абсолютной заболеваемостью детей

(0,766). Коэффициенты корреляции между заболеваемостью эндокринной системы детей выбросами и оксида серы, и оксидов азота в г. Иркутске высоки, что свидетельствует о связи данных показателей. Заболеваемость подростков тесно связана с выбросами оксида углерода и взвешенных веществ. Прямая линейная связь прослеживается между заболеваемостью взрослого населения и выбросами оксидов азота и диоксида серы. Максимум заболеваемости детей болезнями эндокринной системы наблюдался в 2011 г. и составил 9108 чел., или 9,55 % от численности детского населения г. Иркутска. Максимум заболеваемости подростков с болезнями эндокринной системы отмечался в 2009 г. - 6593 чел., что составляло 26,7 % от численности подростков. Наибольшая доля подростков с таким заболеванием была в 2013 г. - 31,7 %. Максимум заболеваемости взрослого населения - 60 242 чел. (12,3 %) наблюдался в 2013 г. Прямая линейная связь прослеживается между новообразованиями у детей г. Иркутска и выбросами оксидов азота и углерода, диоксидов серы, взвешенных веществ (см. табл. 2).

Зависимость между заболеваниями системы кровообращения и выбросами диоксида серы у детей г. Ангарска имеет прямую линейную связь. Прямая линейная связь прослеживается между выбросами оксидов азота и углерода и заболеваниями системы кровообращения у подростков г. Ангарска; выбросами оксидов азота, углерода, диоксида серы и заболеваниями системы кровообращения у взрослого населения г. Ангарска. Заболеваниям системы кровообращения в наибольшей степени подвержены взрослые - около 20 % от общего числа. Наибольшее количество заболевших взрослых наблюдалось в 2010 г. и составило 60,5 тыс. чел. В 2011 г. наибольшая заболеваемость была отмечена у детей -329 чел., в 2009 г. у подростков - 151 чел. (см. табл. 2). В 2012 г. отмечается пик заболеваемости по новообразованиям в г. Ангарске среди детского населения и подростков. Прямая линейная связь прослеживается между выбросами оксидов азота и углерода, диоксида серы и новообразованиями у подростков и взрослых г. Ангарска.

По результатам проведённых расчётов зависимость между новообразованиями, а так-

же заболеваниям кожи у детей, подростков, взрослых г. Усть-Илимска, г. Черемхово и выбросами загрязняющих веществ имеет прямую линейную связь, которая прослеживается между выбросами оксидов азота, оксидов углерода, диоксида серы, взвешенных веществ и новообразованиями у детей г. Зима и взрослых г. Че-ремхово.

Зависимость между заболеваниями кожи и выбросами оксидов азота и углерода, диоксида серы, взвешенных веществ у подростков и взрослого населения г. Братска имеет прямую линейную связь. Она прослеживается между выбросами оксидов азота, взвешенных веществ и новообразованиями у детей Братска.

Коэффициенты корреляции между заболеваниями кожи у детей и выбросами оксидов азота в г. Шелехове высоки. Заболеваемость подростков тесно связана с выбросами оксидов азота и углерода, заболеваемость взрослого населения имеет прямую связь с выбросами оксидов азота и углерода, диоксидов серы и взвешенных веществ. Зависимость между заболеваниями органов дыхания у детей г. Ше-лехова и выбросами диоксида серы и взвешенных веществ, а также выбросами оксидов азота, углерода, диоксидов серы и заболеваемостью взрослого населения г. Шелехова имеет прямую линейную связь. Зависимость между заболеваниями кожи у детей и подростков г. Саянска, а также подростков и взрослых г. Усолье-Сибирское и выбросами загрязняющих веществ имеет прямую линейную связь.

Выводы

Результаты проведённого исследования позволяют сделать выводы о том, что в настоящее время очень высоки риски влияния атмосферного загрязнения для здоровья детей, подростков и взрослого населения городов Байкальского региона. Об этом свидетельствуют прогрессирующие эффекты, неблагоприятные для здоровья, коррелирующие с выбросами стационарных источников промышленных предприятий и автомобильного транспорта городов Байкальского региона. В связи с этим необходимо разрабатывать комплекс мероприятий, направленных на снижение выбросов вредных веществ в атмосферу.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИИ СПИСОК

REFERENCES

1. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2000 году. Иркутск, 2001. 288 с.

2. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2001 году. Иркутск, 2002. 443 с.

3. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2002 году. Иркутск, 2003. 470 с.

4. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2003 году. Иркутск, 2004. 487 с.

5. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2004 году. Иркутск, 2005. 480 с.

6. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2005 году. Иркутск, 2006. 493 с.

7. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2006 году. Иркутск, 2007. 479 с.

8. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2007 году. Иркутск, 2008. 497 с.

9. О состоянии и об охране окружающей среды в Иркутской области в 2008 году. Иркутск, 2009. 409 с. [Электронный ресурс]. - URL: http://irkobl.ru/sites/ecology/picture.

10. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2009 году. Иркутск, 2010. 582 с. [Электронный ресурс]. URL: http://irkobl.ru/sites/ecology/picture.

11. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2010 году. [Электронный ресурс]. URL: http://irkobl.ru/sites/ecology/picture.

12. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2011 году. Иркутск: ООО Форвард, 2012. 400 с. [Электронный ресурс]. URL: http://irkobl.ru/sites/ecology/picture.

13. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2012 году. Иркутск : Изд-во Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2013. 337 с. [Электронный ресурс]. URL: http://irkobl.ru/sites/ecology/picture.

14. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2013 году. Иркутск, 2014. URL: http://irkobl.ru/sites/ecology/picture.

15. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2014 году. Иркутск: Форвард, 2015. 328 с. [Электронный ресурс]. URL: http://irkobl.ru/sites/ecology/picture.

16. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2015 году. Иркутск : ООО Издательство «Время странствий», 2016. 316 с. [Электронный ресурс]. URL : http://irkobl.ru/sites/ecology/picture.

17. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2016 году. Иркутск : ООО «Мегапринт», 2017. 274 с. [Электронный ресурс]. URL: http://irkobl.ru/sites/ecology/picture.

Новикова Светлана Александровна - старший преподаватель кафедры гидрологии и природопользования Иркутского государственного университета; novikovasveta41@mail.ru.

1. State report «About condition and protection of environment in Irkutsk region in 2000». Irkutsk, 2001.288 p.

2. State report «About condition and protection of environment in Irkutsk region in 2001». Irkutsk, 2002. 443 p.

3. State report «About condition and protection of environment in Irkutsk region in 2002». Irkutsk, 2003. 470 p.

4. State report «About condition and protection of environment in Irkutsk region in 2003». Irkutsk, 2004. 487 p.

5. State report «About condition and protection of environment in Irkutsk region in 2004». Irkutsk, 2005. 480 p.

6. State report «About condition and protection of environment in Irkutsk region in 2005». Irkutsk, 2006. 493 p.

7. State report «About condition and protection of environment in Irkutsk region in 2006». Irkutsk, 2007. 479 p.

8. State report «About condition and protection of environment in Irkutsk region in 2007». Irkutsk, 2008. 497 p.

9. State report «About condition and protection of environment in Irkutsk region in 2008». Irkutsk, 2009. 409 p. Available at: http://irkobl.ru/sites/ecology/picture.

10. State report «About condition and protection of environment in Irkutsk region in 2009». Irkutsk, 2010. 582 p. Available at: http://irkobl.ru/sites/ecology/picture.

11. State report «About condition and protection of environment in Irkutsk region in 2010». Available at: http://irkobl.ru/sites/ecology/picture.

12. State report «About condition and protection of environment in Irkutsk region in 2011». Irkutsk: Forward Publ., 2012. 400 p. Available at: http://irkobl.ru/sites/ecology/picture.

13. State report «About condition and protection of environment in Irkutsk region in 2012». Irkutsk: Institute of Geography. V.B. Sochava Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences Publ., 2013. 337 p. Available at: http://irkobl.ru/sites/ecology/picture.

14. State report «About condition and protection of environment in Irkutsk region in 2013». Irkutsk, 2014. Available at: http://irkobl.ru/sites/ecology/picture.

15. State report «About condition and protection of environment in Irkutsk region in 2014». Irkutsk: Forward Publ., 2015. 328 p. Available at: http://irkobl.ru/sites/ecology/picture.

16. State report «About condition and protection of environment in Irkutsk region in 2015». Irkutsk: Time of Wanderings Publ., 2016. 316 p. Available at: http://irkobl.ru/sites/ecology/picture.

17. State report «About condition and protection of environment in Irkutsk region in 2016». Irkutsk: Mega-print Publ., 2017. 274 p. Available at: http://irkobl.ru/sites/ecology/picture.

Novikova Svetlana Aleksandrovna - Senior Lecturer of Hydrology and Nature Management at Irkutsk State University; novikovasveta41@mail.ru.

Статья поступила в редакцию 29.05.2018 г.