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.,

1.4.1. Модели экологической оценки влияния атмосферного загрязнения от стационарных источников на состояние здоровья населения городов Павлодар, Екибастуз и Аксу

Проблема оценки влияния загрязнения окружающей среды на состояние здоровья населения сохраняет свою актуальность в современных условиях. Стратегией «Казахстан-2030», а также Государственной Программой «Здоровье народа» улучшение окружающей среды определено в качестве одного из основных инструментов оздоровления населения.

Атмосферный воздух как основная среда обитания человека играет в этом процессе одну из ведущих ролей. От качества атмосферного воздуха во многом зависит стабильность взаимодействия человеческого организма с окружающей средой – процессы физического развития, заболеваемость, медико-демографические параметры. Атмосферный воздух не только воздействует на человека непосредственно, но и служит транспортирующей средой, обусловливая загрязнение почвенного покрова, водных источников, растительности и продуктов питания человека.

Для городских местностей Павлодарской области эти вопросы имеют исключительно важное значение. В среднем в течение последнего десятилетия в регионе на 1 км2 поверхности земли приходилось порядка 2551,28 кг выбрасываемых в атмосферу твердых загрязняющих веществ в год. Это в 222 раза выше, чем в Мангистауской области, 5 раз выше, чем в Восточно-Казахстанской области. Высока также нагрузка, производимая на состояние атмосферного воздуха за счет выбросов газообразных веществ (в этом отношении Павлодарская область также находится на одном из первых мест в стране). Все это обусловливает возникновение ряда существенных проблем для здоровья населения области, в первую очередь, на городских территориях.

В целом, по данным проведенных в регионе научных исследований, четыре основных экологических фактора могут считаться активно воздействующими на здоровье – это, в порядке убывания степени остроты проблемы:

– последствия влияния ядерных испытаний;

– загрязнение атмосферного воздуха;

– загрязнение растениеводческой продукции (в значительной мере также являющееся следствием атмосферного загрязнения);

– загрязнение водных ресурсов.

При этом важно понимать, что механизм влияния атмосферного загрязнения на человеческую популяцию гораздо сложнее, чем это может быть выражено в терминах любой из упрощенных однофакторных моделей.

На рис. 4 показана предложенная нами модельная интерпритация трех основных существующих подходов к проблеме.

Нельзя не учитывать тот факт, что концепция пороговой модели воздействия загрязнения окружающей среды на здоровье (предполагающая существование абсолютно безопасного уровня загрязнения) в свете современных научных представлений является лишь первым приближением реального процесса.

Как мы полагаем, более актуальной является беспороговая модель риска с существованием различных коэффициентов риска для уровней ниже и выше ПДК (разные углы наклона соответствующей прямой – рис. 4, б), либо беспороговая нелинейная модель риска, которая может быть представлена гладкой экспоненциальной кривой (рис. 4, в).

При оценке влияния атмосферного загрязнения на состояние здоровья людей следует базироваться на следующих основных тезисах:

– риск возникновения заболевания возрастает с ростом концентрации загрязнителя в воздухе, усредненной за некоторый период времени;

– риск нарушений здоровья может быть усилен за счет присутствия в атмосферном воздухе не одного, а нескольких загрязнителей;

– риск нарушений здоровья может быть усилен за счет существенных всплесков загрязнения, либо за счет постоянного изменения состояния окружающей среды, что затрудняет приспособление популяции к ее химическим характеристикам;

– риск является популяционной вероятностной характеристикой и может быть эффективно исследован на уровне показателей, характеризующих здоровье популяции в целом в большей степени, чем при исследовании индивидуальной реакции.

а

б

в

Рис. 4. Основные типы моделей влияния атмосферного загрязнения на здоровье популяции:
а – линейная пороговая модель; б – линейная беспороговая модель;
в – нелинейная беспороговая модель

В связи с этим нами придавалось большое значение сбору и анализу различных показателей, характеризующих состояние здоровья и медико-демографической ситуации для городских жителей Павлодарской области в сопоставлении с показателями загрязнения атмосферного воздуха.

Важно также видеть территориальный аспект проблемы, состоящий в том, что люди, проживающие в различных районах города, испытывают разную медико-экологическую нагрузку на организм.

На рис. 5 демонстрируется территориальное районирование города Павлодара, выполненное на основе математического моделирования рассеивания загрязняющих веществ (в единицах комплексного показателя Kсум).

Таким образом, западная часть территории города, где значения Kсум колеблются в пределах от 2,6 до 4,8, находится в более благоприятных условиях с точки зрения формирования здоровья населения, по сравнению с восточной, где значение Kсум достигают 13.

Рис. 5. Районирование селитебной территории города Павлодара по комплексному показателю загрязнения атмосферного воздуха (масштаб 1:50000)

Выполненные в рамках программы «Профилактика» исследования, показывают, что территориальная специфика состояния среды и здоровья в пределах городских территорий имеет место как для Павлодара (различный уровень заболеваемости в детских садах различных районов города, данные о различиях в состоянии здоровья двух выборочных групп населения в двух районах города и т.д.), так и для Аксу (различия в состоянии здоровья между жителями города и поселка ГРЭС) и Екибастуза (различия в уровне физического развития и заболеваемости детей в разных детских садах).

В настоящей работе впервые выполнена систематизация разнообразной информации о влиянии атмосферного воздуха на здоровье населения в городах Павлодарской области, а также проведено специальное исследование и моделирование возможной зависимости параметров здоровья от параметров состояния атмосферы. Исследовано порядка 62500 корреляционных связей, в числе которых отобраны статистически значимые. Проанализирована медико-демографическая ситуация в регионе. Сформирован банк данных о состоянии атмосферы и заболеваемости населения региона в период с 1989 по 1998 годы.

Все приводимые в работе корреляционные связи значимы при P < 0,05.

На рис. 6 показана динамика показателей общей смертности населения городов Павлодара, Екибастуза и Аксу в сопоставлении со среднереспубликанскими данными. Общая республиканская тенденция к росту смертности, как видно из графика, имеет существенную специфику для городов региона. Для Аксу и Павлодара направлением тенденции становится стабилизация на значимо более высоких уровнях по сравнению со среднереспубликанской ситуацией. Начиная с 1994 года, несколько снижается общая смертность в Екибастузе. В определенной степени в этой динамике участвует и влияние факторов загрязнения окружающей среды. Например, было установлено, что в городе Павлодаре смертность по причине инфекционных и паразитарных болезней в определенной степени связана с загрязнением атмосферного воздуха пылью, SO2, Cl2, NO2; по причине новообразований – с загрязнением пылью; болезней органов дыхания – щелочью, CO, SO2.

Рис. 6. Динамика показателей общей смертности населения городов Павлодарской области и Республики Казахстан (на 1000 населения, 1989–1998 годы)

В городе Екибастузе наблюдается прямая сильная корреляционная связь между объемом выбросов сернистого ангидрида в атмосферу и смертностью мальчиков на первом году жизни от врожденных аномалий, а также смертностью мужчин от болезней системы кровообращения в возрастных группах 55–59 лет. В связи с этим снижение показателей общей смертности в Екибастузе, начиная с 1994 года, может быть в определенной степени объяснено падением производства и снижением антропогенной нагрузки на атмосферный воздух.

В городе Аксу дисперсия показателя остаточной смертности (определяемого как разность между городским и республиканским показателями) на 16–22 % может быть объяснена рядом параметров, характеризующих загрязнение атмосферного воздуха суммарным («накопленным») объемом выбросов NOx, SO2, CO, V2O5, золы АТЭС, чистого хрома, CO АЗФ.

Павлодарская область на протяжении всего исследуемого периода характеризовалась сложной негативной динамикой младенческой смертности. По городу Екибастузу в 1993 году показатель превышал 40,0 на 1000 родившихся (в Японии в тот же период показатель был на порядок ниже – 4,2 на 1000 родов).

В определенной степени это может быть связано с совместным действием двух факторов – последствий деятельности Семипалатинского испытательного ядерного полигона и загрязнением атмосферного воздуха.

Следует обратить внимание на тот факт, что уровень рождаемости в городе Павлодаре обратно коррелирует с максимальными концентрациями CO на ПНЗ № 1 (r = –0,72, коэффициент детерминации 51,8 %). Эти данные смыкаются с ранее установленными фактами о существовании обратной зависимости показателей рождаемости по регионам страны и показателей заболеваемости новообразованиями, что свидетельствует не только о социально-экономической, но и об экологической обусловленности процессов рождаемости, являющихся функцией репродуктивного здоровья нации.