Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии
На правах рукописи
КОЛОМЕЙЦЕВА ОЛЕСЯ ЛЕОНИДОВНА
ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ ГОРОДОВ ПРИМОРСКОГО КРАЯ
УССУРИЙСКА И СПАССКА-ДАЛЬНЕГО
И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ НАСЕЛЕНИЯ
Специальность 03.02.08 Ц экология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Владивосток - 2012
Работа выполнена на кафедре экологии Школы естественных наук ФГАОУ ВПО Дальневосточный федеральный университет МОН РФ
Научный руководитель: Научный консультант: | доктор биологических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Христофорова Надежда Константиновна доктор биологических наук Сенотрусова Светлана Валентиновна |
Официальные оппоненты: | укьянова Ольга Николаевна доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории прикладной экологии и токсикологии ФГУП Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр (ТИНРО-Центр) Клинская Елена Олеговна кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии и экологии ФГБОУ ВПО Приамурский государственный университет им. Шолом-Алейхема |
Ведущая организация:
| Владивостокский филиал ФГБУ РАМН Дальневосточного научного центра физиологии и патологии дыхания СО РАМН - НИИ Медицинской климатологии и восстановительного лечения |
Защита состоится л3 ноября 2012 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.056.02 при ФГАОУ ВПО Дальневосточный федеральный университет
по адресу: 690091, г.аВладивосток, ул.аОктябрьская, 27, ауд.435.
С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке ФГАОУ ВПО Дальневосточный федеральный университет.
Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 690091, г.аВладивосток, ул.аОктябрьская, 27, ком. 417, кафедра экологии ШЕН ДВФУ.
Факс: (243) 245-94-09 E-mail: marineecology@rambler.ru, res-water@yandex.ru
Автореферат разослан л1 октября 2012 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
кандидат биологических наук Ю.А. Галышева
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Загрязнение атмосферного воздуха представляет собой реальную нарастающую экологическую угрозу для всего живого на планете. В Приморье, как и во многих регионах страны, растет заболеваемость детей и взрослых по подавляющему числу основных классов болезней, вызванных загрязнением окружающей среды (РОССТАТ, 2011).
Среди городов Приморского края Уссурийск и Спасск-Дальний (далее Спасск) имеют развитую промышленность, определяющую характер и объем антропогенных загрязнителей атмосферы. Уссурийск, с населением около 185 тыс. чел., неоднократно включался в Приоритетный список городов России с наибольшим уровнем загрязнения воздуха (индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) 14) (Государственный доклад "О состоянии и об охране окружающей среды Российской ФедерацииЕ, 1996, 2001, 2003, 2004, 2005, 2007, 2008, 2009, 2010). Состояние его воздушного бассейна в значительной степени усугубляют использование низкокачественного твердого топлива в 326 котельных, расположенных на территории города, и высокая концентрация автотранспорта на основных автомагистралях. Спасск, с населением чуть более 43,5 тыс. чел., является центром стройиндустрии Приморья и относится к тем небольшим городским территориям России, где наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы ограничены или не проводятся совсем и ИЗА не определяется.
Оценке состояния окружающей среды Уссурийска посвящено немало работ: изучалось загрязнение природных вод тяжелыми металлами и органическими веществами (Шишлова Т.М, 2001; Потенко, 2002); придорожных почв и растительности свинцом (Соболева, 2004); приземного воздуха пылью и тяжелыми металлами (Шишлова Н.А., 2009). Динамика загрязнения атмосферы городов Приморского края, в том числе Уссурийска и Спасска, изучалась С.В. Сенотрусовой (2004, 2005, 2010). Ею выявлены тренды длительного влияния загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения и дан прогноз развития событий. Однако анализ сделан на основе выбросов основных компонентов (твердых веществ, CO, NOx, SO2, углеводородов). В то же время, в системе регулярного контроля окружающей среды уже более 20 лет ведутся наблюдения за специфическими загрязняющими веществами атмосферного воздуха (твердыми, жидкими и газообразными), не менее опасными токсикантами, несмотря на их существенно меньшие объемы выбросов (Безуглая, 2008). В связи с этим предстояло оценить современное состояние загрязнения атмосферного воздуха двух промышленных городов края (крупного и малого), а также выявить зависимость заболеваемости населения этих городов от характера и специфики поступающих в их атмосферу веществ.
Цель работы: исследовать уровень и специфику загрязнения атмосферы промышленных городов Приморского края - Уссурийска и Спасска и оценить их влияние на заболеваемость населения.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
- Проанализировать динамику суммарных выбросов в атмосферу и определить вклад основных компонентов в загрязнение воздуха Уссурийска и Спасска за 1992 - 2010 гг.;
- Показать источники выбросов в атмосферу городов;
- Сравнить характер и степень загрязнения атмосферного воздуха Уссурийска и Спасска;
- Изучить заболеваемость взрослого и детского населения исследуемых городов;
- Выявить связь между компонентами загрязнения атмосферного воздуха и заболеваемостью населения городов по классам болезней.
Научная новизна работы. Впервые для Уссурийска и Спасска проведен комплексный анализ экологической ситуации, обусловленной выбросами в атмосферу специфических загрязняющих веществ. Установлены сильные связи между заболеваемостью взрослого и детского населения этих промышленных городов (болезнями системы кровообращения, органов дыхания, психическими расстройствами, болезнями нервной системы и др.) и выбросами основных и специфических твердых, газообразных и жидких поллютантов, летучих органических соединений.
Практическая значимость работы. Анализ ситуации и выявленные связи между загрязнением атмосферного воздуха антропогенными выбросами и заболеваемостью населения промышленных городов Приморья представляют интерес для санитарно-эпидемиологических и природоохранных служб, учреждений здравоохранения, администраций городов и районов края, лиц, принимающих решения в определении стратегии развития региона, условий проживания населения.
Полученные данные используются в лекционном курсе Региональная экология в Дальневосточном федеральном университете (ДВФУ).
Защищаемые положения:
1. Разница загрязнения атмосферного воздуха городов основными веществами состоит в преобладании выбросов окиси углерода в Уссурийске, твердых веществ - в Спасске. Среди специфических веществ в Уссурийске преобладают продукты сгорания минерального и органического топлива, в Спасске - полиэлементные компоненты пыли. Основные загрязнители, оказывающие значимое воздействие на заболеваемость населения в Уссурийске, - летучие органические соединения, в Спасске - твердые вещества.
2. Уровень заболеваемости населения в Спасске значительно выше, чем в Уссурийске почти по всем классам болезней по причине более высокой запыленности атмосферного воздуха. Хотя Уссурийск почти регулярно оказывается в Приоритетном списке городов России с наибольшим уровнем загрязнения воздуха, ситуация в нем не столь критична, как в Спасске.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на Научно-практической конференции лИнновационные методы в образовании и производстве в рамках перспектив развития Приморского края (Находка, 2010); III Международной научной конференции Современные проблемы регионального развития. Территориальные системы: оценка состояния и обеспечение сбалансированного развития (Биробиджан, 2010); VI Региональной школе-семинаре молодых ученых Территориальные исследования: цели, результаты и перспективы (Биробиджан, 2011); Научно-практической конференции Комплексное развитие юга Дальнего Востока России (Уссурийск, 2011); Международных научных чтениях Приморские зори - 2012 (Владивосток, 2012); на семинарах кафедры экологии ДВФУ (Владивосток, 2012).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, из них в ведущих рецензируемых научных журналах - 2.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы (353 источников, из которых 162 иностранных). Работа изложена на 161страницах, иллюстрирована 31 рисунками и 25 таблицами.
Благодарности. Автор глубоко благодарен научному руководителю Н.К. Христофоровой, д.б.н., профессору, заслуженному деятелю науки РФ за постановку задач, ценные советы, доброжелательное и внимательное отношение. Особую благодарность автор выражает В.П. Дмитренко и Л.Г. Симоненко за постоянную поддержку в процессе выполнения работы.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Глава 1. Источники и компоненты загрязнения атмосферного воздуха, их биологическое действие (обзор литературы)
В главе сообщается о структуре и функциях атмосферы, составе и свойствах атмосферного воздуха, об естественных и антропогенных источниках физических, химических и биологических агентов, приводящих к нарушению равновесия атмосферы. Приведены характеристики основных загрязняющих веществ воздушного бассейна Земли, источников их эмиссии и степени воздействия на живые организмы и здоровье человека.
Глава 2. Район работ. Материалы и методы
В главе подробно рассматриваются природные и климатические условия Приморья и двух исследуемых городов края - Уссурийска и Спасска.
Уссурийск (434800с.ш., 1315700в.д.; переходная территория между прибрежной и континентальной зонами Приморья) и Спасск (4435'8" с.ш., 13248'8" в.д.; континентальная часть края) расположены на Приханкайской низменности (рис.1). Уссурийск находится в месте слияния рек Раздольная, Комаровка и Раковка, в межгорной слабопроветриваемой впадине, окруженной сопками. Спасск - в пологоволнистом бассейне рек Кулешовка и Спасовка. Уссурийск по численности постоянного населения (в 2011 г. 183а933 чел.; 9,1% от общего количества жителей Приморья) уступает только столице края Владивостоку. Численность постоянного населения Спасска в 2011 г. составляла 43а666 чел. (Приморскстат, 2012).
| Рис.1. Район работ |
Материалом для исследования явились статистические данные выбросов загрязняющих веществ в атмосферу городов и регионов РФ НИИ Атмосфера (г. Санкт-Петербург); Приморскстата и ФГБУ УПриморское УГМС; годовые отчетные формы № 2-ТП (Воздух) Уссурийска и Спасска; статистические данные заболеваемости населения на основе годовых отчетных форм №12 Приморского краевого медицинского информационно- аналитического центра.
В работе использован сравнительный анализ, корреляционный анализ, описательный метод и метод инфографики. Для математической обработки данных применялись пакеты прикладных программ Microsoft Office/Excel 2010 и Statistica 2010.
Глава 3. Источники выбросов загрязняющих веществ и состояние окружающей среды в исследуемых городах
Города Приморья имеют в своем подчинении определенные территории, все они представляют собой развитые индустриальные центры с разнообразной промышленной структурой. Специализация каждого из них определяет их экологическое состояние (Кику, Гельцер, 2004; Сенотрусова, 2004; Сенотрусова, Коломейцева, 2010; Коломейцева, 2010в).
Более половины всех загрязняющих атмосферу веществ в ДВФО поступает от стационарных источников Приморского края (РОССТАТ, 2011). Особенности географического положения Приморья, геоморфологических и природно-климатических условий вызывают пониженную рассеивающую способность атмосферы, неустойчивость экосистем к антропогенному воздействию. Неблагополучное экологическое состояние воздушного бассейна в городах Приморья обусловлено устаревшими технологиями промышленного пропроизводства, неэффективными очистными сооружениями, использованием дешевого угля в энергетике (Сенотрусова, 2004; Христофорова, 2005). Еще одна из причин высоких уровней загрязнения воздуха - слишком быстрое увеличение количества и возраста личных транспортных средств, их слабое техническое обслуживание. Регулярные наблюдения за загрязнением воздуха ведутся на 12-ти станциях в 7-ми городах (Артем, Владивосток, Дальнегорск, Находка, Партизанск, Спасск-Дальний, Уссурийск), но из-за недостаточного количества наблюдений или отсутствия результатов измерений в ряде из них ИЗА не определяется.
Уссурийск - административный центр муниципального образования - Уссурийского городского округа. Основной сектор экономики - производство пищевых продуктов (доля в промышленности - ДВП - 60%; крупные предприятия отрасли - ЗАО УМЖК Приморская соя, АО Приморский сахар, АО Уссурийский бальзам). На втором месте находятся производство транспортных средств, машин и оборудования (ДВП 9%; основные предприятия - УЛРЗ - Уссурийский локомотиворемонтный завод, ООО Завод Океан, частично расформированные военные заводы л25 ЦАРЗ и л206 БТРЗ), а также целлюлозно-бумажное и мебельное производства (ДВП 9%; ОАО Уссурийский картонный комбинат, ОАО Уссурийскмебель). Доля текстильного, швейного и обувного производств невелика - ДВП 5% .
Транспорт представлен предприятиями, осуществляющими грузо- и пассажироперевозки, которые занимают важное место в экономике округа. К 2011 г. количество зарегистрированных автотранспортных средств превысило 150 тыс. ед., ежедневно оно дополняется десятками тысяч единиц транзитного автотранспорта (Приморскстат, 2011).
Состояние воздушного бассейна Уссурийска усугубляют отсутствие централизованной ТЭЦ, сотни труб котельных и частных домов, высокая концентрация автотранспорта на основных магистралях. В черте города проходят трассы, ведущие к таможенному переходу и границе с Китаем, а также соединяющие центральные и северные районы Приморья. Федеральная трасса Владивосток-Хабаровск до 2012 г. также проходила через город. Особенности рельефа способствуют застою загрязняющих веществ в атмосфере.
Спасск-Дальний - город краевого подчинения, административно-территориальный центр Спасского района и основной центр стройиндустрии Приморья. Наибольшее воздействие на городскую среду оказывает загрязнение атмосферного воздуха промышленными выбросами: цементных заводов (Спасского и Новоспасского - СЦЗ и НСЦЗ), Спасского комбината асбесто-цементных изделий (СКАЦИ) и объектов их инфраструктуры, в частности, прилегающих к ним автомобильных и железных дорог, а также предприятий теплоэнергетики. В связи с розой ветров влиянию заводов в той или иной степени подвержены все районы города.
Общий объем годовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в Спасске значительно уступает аналогичным показателям Уссурийска. В то же время удельные показатели - выбросы от стационарных источников на единицу площади территории города и на душу населения - в Спасске выше, чем в Уссурийске (рис.2). Особенно возросли удельные показатели в Спасске в последние годы, в связи с активизацией деятельности цементных заводов, обеспечивавших стройки саммита АТЭС во Владивостоке, состоявшегося в сентябре 2012 г.
Однако не только массой пыли на единицу площади и душу населения различаются эти города, но и ее качеством. Если в Уссурийске взвешенные вещества представляют собой преимущественно золу и сажу, то в Спасске - это частицы цементной пыли. Оба типа частиц имеют существенные морфологические отличия и специфическое биологическое действие на организм. Частицы сажи имеют сферическую или уплощенную форму, частицы цементной пыли - удлиненную и веретенообразную, что способствует их более легкому и глубокому проникновению во внутреннюю среду, вызывая необратимые процессы в системах и клетках (Seeker, 1994; Cohen et al., 2005; Шмитько и др., 2006; Pope, Dockery, 2006).
Уровень загрязнения воздуха в Уссурийске за последние годы существенно не изменился. Однако с 2006 г. выбросы от автотранспорта превысили выбросы от стационарных источников, с преобладанием среди основных загрязняющих веществ окиси углерода (рис.3). В Спасске среди основных загрязняющих веществ преобладают твердые вещества, что обусловлено наличием в городе крупных предприятий цементного и асбестного производства.
Рис.2. Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу городов: А - суммарных; Б - от стационарных источников на 1 кв.км территории и В - на душу населения | ||
.
Рис.3. Источники (А, Б) и основные компоненты (В, Г) выбросов загрязняющих веществ в атмосферу исследуемых городов (данные НИИ Атмосфера, г. Санкт-Петербург)
Специфические загрязняющие вещества. Среди выбросов твердых специфических веществ в Уссурийске до 2002 г. преобладали несгораемые остатки топлива, содержащиеся в дымовом газе во взвешенном состоянии и образующиеся при сжигании пылевидных углей: угольная зола ТЭС, мазутная зола ТЭС, пятиокись ванадия и сажа; неорганические пыли с содержанием двуокиси кремния > 20% и > 70%. Их доля с 2002 г. стала заметно меньше, но с 2005 г. объемы выбрасываемых пылей и сажи вновь возросли. В Спасске преобладают пыли (неорганическая и цементного производства), сажа и золы углей, доля которых сократилась в период 2004-2006 гг. и выросла в 2007 г. Центром эмиссии является промышленная зона СЦЗ, НСЦЗ и СКАЦИ. Во всех районах города концентрации пыли превышают ПДКмр от 1 до 4 раз и в десятки раз превышают фоновые значения (Технический отчетЕ, 2008).
В приоритетном порядке после ванадия, содержащегося в дымовых газах, входящего в состав зол ТЭС, в Уссурийске в последние годы среди выбросов твердых специфических веществ велика доля соединений меди, марганца, хрома и цинка. Активное рассеивание этих элементов связано со сжиганием минерального топлива, главным образом, угля. Велика доля свинца, поступающего в атмосферу преимущественно от передвижных источников. В меньшей степени воздух загрязнен соединениями никеля, основным источником которого являются ТЭС, работающие на мазуте и каменном угле, и оксидами кальция, характерными как для продуктов сгорания, так и выбросов целлюлозно-бумажной промышленности (городской источник - Уссурийский картонный комбинат). В Спасске в последние годы среди выбросов твердых специфических веществ также велика доля ванадия, полиэлементного загрязнения соединениями марганца, хрома и свинца. В юго-западной части города их концентрации превышают ПДК и ОДК в 1,5-4 раза. Максимальное загрязнение тяжелыми металлами пыли наблюдается на территориях, расположенных от 1 до 2 км от СЦЗ, НСЦЗ и СКАЦИ. С удалением от города содержание химических элементов в пыли уменьшается до фоновых значений. Источники поступления твердых специфических веществ - цементные заводы и объекты их инфраструктуры, а также котельные (Технический отчетЕ, 2008; Коломейцева, 2012а).
Динамика с тенденцией роста выбросов газообразных и жидких специфических веществ в Уссурийске неоднородна. Преобладает метан (резкий рост отмечен в 2009 г.), который помимо биогенных источников образуется также в ходе термохимических процессов. Аммиак, выделяющийся при очистке минеральных масел, при выделке кожи (в городе размещено кожевенно-обувное производство), вблизи мест содержания скота (агропромышленный комплекс является важнейшей составной частью экономики Уссурийского городского округа), применяющийся в холодильных установках (Завод Океан производит холодильное оборудование, бытовую технику). Сероводород - газ, тяжелее воздуха, скапливающийся в больших концентрациях в малопроветриваемых низинах. Одним из известных источников его являются предприятия по производству сахара (одно из старейших предприятий города - Приморский сахар). Присутствуют хлористый водород, хлор, серная кислота и фтористые соединения.
С 2003 г. в Уссурийске возросли объемы выбросов фактически всех летучих органических соединений (ЛОС). Преимущественно это ксилол и толуол, используемые в качестве высокооктанового компонента моторных топлив, уайт-спирит (или нефтяной растворитель), бензин. В меньших количествах в атмосферу поступают бутилацетат, ацетон, этиловый спирт, широко используемые в промышленности и быту как растворители. В воздухе присутствует также бензол, доля которого зависит, в основном, от интенсивности движения автотранспорта; акролеин, поступающий от двигателей внутреннего сгорания, особенно дизелей, электротехнической промышленности, мыловаренных, консервных заводов, хлебозаводов, где он образуется при сгорании смазочных масел.
В следовых количествах в воздухе находятся уксусная кислота, образующаяся при гниении иаброжении, присутствующая в выделениях животных; бутиловый спирт - высокооктановый компонент моторных топлив, компонент тормозных жидкостей и присадок к смазочным маслам. Формальдегид, высокие концентрации которого в городской среде наблюдаются в часы пик или в условиях фотохимического смога; этилацетат, широко применяемый в кожевенно-обувной и полиграфической промышленности, незаменимый компонент фруктовых эссенций для кондитерских изделий и ликeров в пищевой промышленности; фенол, поступающий в атмосферу с выбросами от каменноугольных и сланцевых смол, и стирол, присутствующий в выбросах автотранспорта, а также выделяющийся при сжигании отходов (Kessel, 2005; Gurjar et al., 2010; Коломейцева, 2010г).
Динамика выбросов газообразных и жидких специфических веществ в Спасске более однородна, чем в Уссурийске, тенденция роста наблюдается с 2008-2009 гг. Среди этих веществ в Спасске в приоритетном порядке преобладают бензин, ксилол, толуол, этиловый спирт, аммиак, сероводород и уксусная кислота. Статистические данные о выбросах ЛОС в Спасске ограничены, спектр регистрируемых веществ с полноценными динамическими рядами, необходимыми для проведения исследования, значительно уже, чем в Уссурийске (Коломейцева, Христофорова, 2012).
Глава 4. Анализ заболеваемости населения Уссурийска и Спасска-Дальнего и ее обусловленность загрязнением атмосферы
Приморский край - наиболее заселенная территория Дальнего Востока, доля городского населения - 76%. Демографическую ситуацию на протяжении последнего десятилетия определяет низкая рождаемость, высокая смертность, быстрое старение населения и более короткая, чем в среднем по России, предстоящая продолжительность жизни. Коэффициент рождаемости в крае в 2011 г. составил 11,4 на 1000 населения (12,7 в ДФО; 11,9 в РФ). Коэффициент смертности 14,7 на 1000 населения (13,7 в ДФО; 13,9 в РФ). Среди субъектов округа край находится на первом месте по смертности от новообразований, на втором - от болезней дыхания, на третьем - от болезней системы кровообращения и инфекционных заболеваний. Показатель младенческой смертности в 2011 г. составил 10,5 на 1000 родившихся (9,0 в ДФО; 7,1 в РФ). Ситуацию убыли населения в Приморье усугубляет миграционный процесс - каждый пятый житель ДВФО в период 1991- 2011 гг. сменил место жительства, уехав в западные регионы или за рубеж (РОССТАТ, 2012).
Демографическая и миграционная ситуация в Уссурийске и Спасске аналогична краевой - вследствие отрицательного естественного прироста и интенсивного миграционного оттока, начавшийся в 1992 г. процесс депопуляции продолжается, общая численность населения городов постепенно снижается.
В Уссурийске средняя продолжительность жизни мужчин в 2011 г. составила 60 лет (58 в 2010, 54 в 2008), женщин - 69 лет (68 в 2008). Смертность, особенно преждевременная (людей трудоспособного возраста), превышает рождаемость. Причины смертности неизменны: болезни системы кровообращения (удельный вес в общей совокупности причин смерти - более 55%); внешние причины (15,6%); новообразования (12%). В Спасске естественная убыль в 2011 г. в сравнении с 2010 г. возросла на 28,8%, число родившихся снизилось на 6,1%, число умерших увеличилось на 2,5%. Коэффициент рождаемости - 11,52, коэффициент смертности - 16,74 (Приморскстат, 2011).
Загрязнение воздуха в промышленных городах - одна из основных экологических проблем здравоохранения, затрагивающая интересы населения всей планеты. По оценкам ВОЗ, более половины ежегодных летальных исходов обусловлены краткосрочным и долгосрочным воздействием аэрополлютантов на здоровье человека, 24% глобального бремени болезней и 23% всех случаев смерти можно отнести на счет экологических факторов. Доля смертей среди детей в возрасте до 14 лет, отнесенная на счет окружающей среды, составляет 36%.
В Приморском крае на протяжении многих лет уровень заболеваемости во всех возрастных группах имеет положительную динамику роста (Сенотрусова, 2005, 2010; Сенотрусова, Коломейцева, 2010; Коломейцева, 2011; Коломейцева, 2012а). Эта тенденция характерна и для исследуемых городов - Уссурийска и Спасска.
На основе анализа статистических данных о заболеваемости населения установлено, что в обоих городах на первом месте среди общей заболеваемости взрослого населения находятся болезни кровообращения, далее следуют болезни органов дыхания и психические расстройства, среди детского населения - болезни органов дыхания, кожи и подкожной клетчатки, нервной системы, костно-мышечной системы, органов пищеварения. На первом месте среди первичной заболеваемости, как взрослого, так и детского населения стоят болезни органов дыхания. В Уссурийске среди взрослых высоки показатели болезней мочеполовой системы, кожи и подкожной клетчатки, системы кровообращения, новообразований. В Спасске высокие показатели первичной заболеваемости характерны практически для всех основных классов болезней - кожи и подкожной клетчатки, мочеполовой системы, системы кровообращения и других. Среди детей в Уссурийске высоки показатели болезней кожи и подкожной клетчатки, в Спасске - болезней костно-мышечной системы, кожи и подкожной клетчатки, органов пищеварения. В обоих городах количественные показатели как общей, так и первичной заболеваемости детей по подавляющему числу классов болезней значительно превосходят показатели заболеваемости взрослого населения.
Поскольку на первом месте среди заболеваемости взрослого населения стоят болезни системы кровообращения, а среди детей - болезни органов дыхания, рассмотрим их более детально.
Болезни системы кровообращения. Уровень общей и первичной заболеваемости населения по этому классу болезней на территории края на протяжении многих лет остается высоким. В структуре причин общей смертности на эту патологию, характерную для взрослого населения, приходится более 50% (54,8% - 2009 г.; 57% - 2010 г.).
Как видно на графиках линий тренда с высокими величинами достоверности аппроксимации, в Уссурийске и Спасске наблюдается неуклонный рост данной заболеваемости среди взрослых с резким подъемом в последние годы, в то время как среди детей она существенно ниже и заметно снижается. На графике динамики общей заболеваемости видна количественная разница в распространенности данной патологии в исследуемых городах - в Спасске она выше, чем в Уссурийске. При этом в самые последние годы эта разница среди взрослых составила 1,6 раза (рис.4).
В Уссурийске наблюдаются сильные связи между общей взрослой заболеваемостью по данному классу болезней и выбросами твердых веществ, окиси углерода (КК 0,69), оксидов азота (КК 0,90) и углеводородов (0,98). В Спасске - с окисью углерода (КК 0,77) (табл.1).
Связи между заболеваемостью населения Уссурийска и выбросами твердых специфических веществ, в приоритетном порядке, наиболее сильны с сажей, оксидами меди, свинцом и никелем и их соединениями, хромом, неорганической пылью, пятиокисью ванадия, марганцем и его соединениями, золами углей ТЭС; в Спасске - с пятиокисью ванадия, сажей, золами углей ТЭС, марганцем и его соединениями.
Наиболее высокие значения КК между заболеваемостью и выбросами газообразных и жидких специфических загрязняющих веществ в Уссурийске выявлены для аммиака, сероводорода, фтористых соединений, хлористого водорода, хлора (для всех этих веществ КК 0,99). Меньшие, но значимые величины КК характерны для азотной кислоты, масла минерального, метана и серной кислоты (табл.1).
Рис.4. Линии тренда, величины достоверности аппроксимации и динамика общей взрослой и детской заболеваемости на 100атыс. чел. болезнями системы кровообращения
Наиболее сильные и часто повторяющиеся связи в обоих городах наблюдаются между заболеваемостью болезнями системы кровообращения и углеводородами, в частности, летучими органическими соединениями (ЛОС). Все эти вещества являются ядами общего, нейро- и гемотоксического действия.
Таблица 1. Коэффициенты корреляции (КК) между заболеваемостью болезнями системы кровообращения и выбросами загрязняющих веществ в городах Уссурийск и Спасск (Коломейцева, Христофорова, 2012)
Болезни системы кровообращения | Общая заболеваемость населения | Первичная заболеваемость населения | ||||||
Уссурийск | Спасск | Уссурийск | Спасск | |||||
Взрослые | Дети | Взрослые | Дети | Взрослые | Дети | Взрослые | Дети | |
Основные загрязняющие вещества | ||||||||
Твердые вещества | 0,69 | |||||||
Диоксид серы | 0,67 | |||||||
Окись углерода | 0,69 | 0,77 | 0,73 | |||||
Оксиды азота | 0,90 | 0,70 | 0,70 | |||||
Углеводороды (без ЛОС) | 0,98 | 0,92 | ||||||
ОС | 0,89 | 0,90 | 0,89 | 0,71 | 0,90 | 0,79 | ||
(Продолжение таблицы 1) Болезни системы кровообращения | Общая заболеваемость населения | Первичная заболеваемость населения | ||||||
Уссурийск | Спасск | Уссурийск | Спасск | |||||
Взрослые | Дети | Взрослые | Дети | Взрослые | Дети | Взрослые | Дети | |
Твердые специфические вещества | ||||||||
Ванадия пятиокись | 0,87 | 0,93 | 0,85 | |||||
Золы углей ТЭС | 0,71 | 0,78 | ||||||
Марганец и его соединения | 0,65 | 0,77 | 0,72 | |||||
Меди оксид | 0,99 | |||||||
Никель и его соединения | 0,99 | |||||||
Пыль неорганическая (SiO2 Ы 70%) | 0,91 | 0,91 | 0,71 | 0,77 | ||||
Пыль неорганическая (SiO2 20-70%) | 0,84 | 0,93 | ||||||
Сажа | 0,99 | 0,85 | 0,87 | 0,98 | 0,90 | 0,92 | ||
Свинец и его соединения | 0,99 | 0,88 | ||||||
Хром шестивалентный | 0,95 | 0,99 | ||||||
Газообразные и жидкие специфические загрязняющие вещества | ||||||||
Азотная кислота | 0,76 | |||||||
Аммиак | 0,99 | 0,80 | ||||||
Водород хлористый | 0,99 | |||||||
Масло минеральное | 0,71 | |||||||
Метан | 0,71 | |||||||
Серная кислота | 0,71 | |||||||
Сероводород | 0,99 | 0,70 | ||||||
Фтористые соединения | 0,99 | |||||||
Хлор | 0,99 | 0,78 | ||||||
Наибольшая взаимосвязь между заболеваемостью взрослых по данному классу болезней в Уссурийске наблюдается для выбросов акролеина, ацетона, бутилацетата, ксилола, толуола, уайт-спирита, фенола, формальдегида, этилацетата и этилового спирта (КК 0,99) (табл.2).
Таблица 2. Коэффициенты корреляции (КК) между заболеваемостью болезнями системы кровообращения и выбросами летучих органических соединений в Уссурийске (Коломейцева, Христофорова, 2012)
Болезни системы кровообращения | Общая заболеваемость | Первичная заболеваемость | ||
Взрослые | Дети | Взрослые | Дети | |
Акролеин | 0,99 | 0,74 | ||
Ацетон | 0,99 | |||
Бензин | 0,85 | 0,73 | ||
Бутилацетат | 0,99 | |||
Кислота уксусная | 0,70 | |||
Ксилол | 0,99 | |||
Спирт этиловый | 0,99 | |||
Толуол | 0,99 | |||
Уайт-спирит | 0,99 | |||
Фенол | 0,99 | |||
Формальдегид | 0,99 | 0,90 | ||
Этилацетат | 0,99 | |||
Болезни органов дыхания. Общая и первичная заболеваемость болезнями органов дыхания взрослого и детского населения Приморья в последние годы неуклонно растет. Рост заболеваемости пневмониями у взрослых за период 2007-2009 гг. составил 32% (351,0 на 100 тыс. чел. в 2007 г. и 463,9 в 2009 г.), у детей - 4,4% (1721,7 в 2007 г. и 1804,1 в 2009 г.). Смертность по этому классу болезней на 21% превысила российский уровень в 2009 г. (62,3 на 100 тыс. чел.), несмотря на уменьшение в сравнении с 2007 г. (63,1) и 2008 г. (68,0). Существенное влияние на респираторную систему населения края оказывают также биоклиматические параметры среды обитания: нестабильность температурного режима, высокая влажность, скорость и направление перемещения воздушных масс (Кику, Горборукова, 2010).
В Уссурийске и Спасске болезни органов дыхания в структуре первичной заболеваемости, как взрослого, так и детского населения, находятся на первом месте. В структуре общей заболеваемости максимально высокие показатели данной патологии характерны для детей (рис.5).
Рис.5. Линии тренда, величины достоверности аппроксимации и динамика общей взрослой и детской заболеваемости на 100атыс. чел. болезнями органов дыхания
Среди взрослых в обоих городах преобладают бронхиты и эмфиземы - болезни, спровоцированные длительным раздражением слизистой оболочки бронхов вдыханием запыленного воздуха. В Уссурийске к ним добавляются риниты, назофарингиты, фарингиты и синуситы - заболевания верхних дыхательных путей, вызванные длительным вдыханием дыма и раздражающих веществ. Среди детей, у которых в отличие от взрослых, снижена барьерная функция лимфатических узлов, наиболее распространены хронические болезни миндалин и аденоидов, органов, негативно и сразу реагирующих на внешние раздражения. Как было отмечено ранее (Сенотрусова, Коломейцева, 2010), высокие показатели заболеваемости хроническими болезнями миндалин выявлена также для Артема и Партизанска - двух городов Приморья со сходной хозяйственной специализацией - теплоэнергетикой, основанной на буром угле.
Как видно на графиках линий трендов, в последние годы в обоих городах происходит рост данной патологии для обеих возрастных групп. График динамики общей заболеваемости показывает, что в Спасске, начиная с 1998 г., ситуация с каждым годом ухудшается, в то время, как в Уссурийске до 2005 г. наблюдалось постоянное снижение этой патологии у взрослых (рис.5).
В обоих городах сильные и часто повторяющиеся связи наблюдаются между заболеваемостью болезнями органов дыхания и некоторыми основными компонентами загрязнения (КК 0,51- 0,95) (табл.3).
Таблица 3. Значимые коэффициенты корреляции (КК) между заболеваемостью болезнями органов дыхания и выбросами загрязняющих веществ в городах Уссурийск и Спасск-Дальний (Коломейцева, Христофорова, 2012)
Болезни органов дыхания | Общая заболеваемость населения | Первичная заболеваемость населения | ||||||
Уссурийск | Спасск | Уссурийск | Спасск | |||||
Взрослые | Дети | Взрослые | Дети | Взрослые | Дети | Взрослые | Дети | |
Основные загрязняющие вещества | ||||||||
Твердые вещества | 0,90 | |||||||
Диоксид серы | 0,83 | |||||||
Окись углерода | 0,62 | 0,64 | 0,90 | 0,91 | 0,70 | 0,70 | 0,74 | 0,91 |
Оксиды азота | 0,57 | 0,95 | 0,71 | |||||
Углеводороды (без ЛОС) | 0,80 | 0,90 | 0,59 | 0,77 | 0,77 | |||
ОС | 0,68 | 0,94 | 0,51 | |||||
Твердые специфические вещества | ||||||||
Золы углей ТЭС | 0,61 | 0,74 | 0,68 | |||||
Марганец и его соединения | 0,54 | 0,71 | 0,71 | 0,76 | ||||
Меди оксид | 0,77 | 0,71 | 0,93 | 0,71 | ||||
Никель и его соединения | 0,77 | 0,71 | 0,93 | 0,71 | ||||
Пыль неорганическая (SiO2 Ы 70%) | 0,92 | 0,74 | ||||||
Пыль неорганическая (SiO2 20-70%) | 0,79 | 0,71 | 0,82 | 0,71 | ||||
Сажа | 0,77 | 0,98 | 0,60 | 0,68 | 0,95 | 0,83 | 0,60 | |
Свинец и его соединения | 0,79 | 0,71 | 0,93 | 0,71 | ||||
Хром шестивалентный | 0,85 | 0,68 | 0,71 | 0,71 | 0,93 | 0,71 | ||
Газообразные и жидкие специфические загрязняющие вещества | ||||||||
Аммиак | 0,92 | 0,90 | 0,75 | 0,94 | 0,71 | |||
Водород хлористый | 0,84 | 0,71 | 0,93 | 0,71 | ||||
Сероводород | 0,82 | 0,93 | 0,97 | 0,71 | ||||
Фтористые соединения | 0,76 | 0,70 | 0,93 | 0,71 | ||||
Хлор | 0,89 | 0,67 | 0,96 | 0,71 | ||||
Более сильный эффект вызывают специфические твердые вещества в структуре всей заболеваемости обоих городов. Максимальные КК характерны в них для сажи, хрома, неорганической пыли. В Уссурийске высокие КК выявлены для оксида меди, свинца, никеля и его соединений. Меньшие, но значимые величины КК характерны для зол углей ТЭС, марганца и его соединений, как в Уссурийске, так и в Спасске.
Среди газообразных и жидких специфических веществ значимые КК в Уссурийске получены для сероводорода, хлора, хлористого водорода и фтористых соединений, а также в обоих городах - для аммиака.
Абсолютно все исследуемые ЛОС имеют сильные связи с болезнями органов дыхания (табл.4).
Таблица 4. Коэффициенты корреляции между заболеваемостью болезнями органов дыхания и выбросами летучих органических соединений в Уссурийске (Коломейцева, Христофорова, 2012)
Болезни органов дыхания | Общая заболеваемость | Первичная заболеваемость | ||
Взрослые | Дети | Взрослые | Дети | |
Акролеин | 0,69 | 0,71 | 0,93 | 0,71 |
Ацетон | 0,79 | 0,93 | 0,93 | 0,93 |
Бензол | 0,87 | 0,97 | 0,93 | 0,97 |
Бутилацетат | 0,79 | 0,86 | 0,93 | 0,84 |
Ксилол | 0,77 | 0,91 | 0,93 | 0,80 |
Спирт этиловый | 0,80 | 0,71 | 0,93 | 0,71 |
Толуол | 0,80 | 0,86 | 0,93 | 0,85 |
Уайт-спирит | 0,80 | 0,71 | 0,93 | 0,71 |
Фенол | 0,77 | 0,99 | 0,93 | 0,97 |
Формальдегид | 0,84 | 0,71 | 0,93 | 0,71 |
Этилацетат | 0,68 | 0,94 | 0,93 | 0,93 |
Особенно высокие КК характерны для детской заболеваемости в Уссурийске с такими веществами, как фенол, бензол, этилацетат, ацетон и ксилол. Для первичной заболеваемости взрослых сильная связь выявлена с бензолом, формальдегидом, этиловым спиртом, толуолом, уайт-спиритом, ацетоном, бутилацетатом, фенолом, ксилолом, акролеином, этилацетатом. Следовательно, эти компоненты ЛОС сильнее сказываются на первичной заболеваемости. Высокие коэффициенты корреляции являются следствием того, что практически все ЛОС - токсиканты общего действия.
ВЫВОДЫ
1. Суммарные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу Уссурийска имеют тенденцию роста, особенно заметную в последние годы, что вызвано растущим количеством автотранспорта. В Спасске отмечается небольшое снижение суммарных выбросов по сравнению с 90-ми годами, зависящее от активности предприятий стройиндустрии.
2. Различия в загрязнении атмосферного воздуха городов основными веществами состоят в преобладании выбросов окиси углерода в Уссурийске, твердых веществ - в Спасске. Среди специфических веществ в Уссурийске преобладают продукты сгорания минерального и органического топлива, в Спасске - полиэлементные компоненты пыли.
3. Степень загрязнения городской среды в Спасске выше, чем в Уссурийске. Так, суммарное количество аэрополлютантов от стационарных источников, приходящееся на единицу площади в Спасске за период наблюдения в 1,5 - 4,5 раза больше, чем в Уссурийске; на душу населения - в 1,1 - 2,8 раза.
4. Источниками выбросов в атмосферу, как основных, так и специфических веществ, в Уссурийске являются многочисленные котельные, автотранспорт, вклад которого особенно возрос в последние годы (доля выбросов автотранспорта в 1999 г. - 22,57 %, в 2007 - 57,06 %) и технологические отходы промышленных предприятий. В Спасске источниками загрязнения воздушной среды являются предприятия по производству цемента, цементных изделий и других строительных материалов, а также котельные и автотранспорт.
5. Уровень заболеваемости населения Спасска значительно выше, чем в Уссурийске почти по всем классам болезней, что, очевидно, вызвано более высокой загрязненностью городской среды и характером пыли. Хотя ведущими заболеваниями среди взрослого населения в обоих городах являются болезни системы кровообращения, органов дыхания и психические расстройства, в Спасске психические расстройства преобладают над болезнями органов дыхания. Еще большие отличия между городами наблюдаются в структуре детской заболеваемости. Так, если в Уссурийске после болезней органов дыхания следуют болезни кожи и подкожной клетчатки, органов пищеварения и нервной системы, то в Спасске на втором месте после болезней органов дыхания стоят болезни нервной и костно-мышечной систем, затем - кожи и подкожной клетчатки.
6. Среди специфических веществ, оказывающих значимое воздействие на заболеваемость населения, в Уссурийске являются летучие органические соединения, в Спасске - твердые вещества. Так, в Уссурийске КК между ЛОС и болезнями системы кровообращения составляет преимущественно 0,99, болезнями дыхания - 0,93. В Спасске КК между специфическими твердыми веществами и болезнями системы кровообращения находится в пределах 0,77-0,93, болезнями органов дыхания - 0,60-0,76.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах
- Сенотрусова С.В., Коломейцева О.Л. Функциональная связь между загрязнением среды и хроническими заболеваниями населения // Проблемы региональной экологии. 2010. №6. С.159-165.
- Коломейцева О.Л., Христофорова Н.К. Сравнительная оценка загрязнения атмосферного воздуха двух промышленных городов Приморского края - Уссурийска и Спасска-Дальнего // Вестник РУДН. Серия УЭкология и безопасность жизнедеятельностиФ. 2012. № 3. С.77-84
Работы, опубликованные в материалах международных и всероссийских научных конференций
- Коломейцева О.Л. Загрязнение воздушного бассейна малого промышленного города угольной пылью на примере города Уссурийска Приморского края // Инновационные методы в образовании и производстве в рамках перспектив развития Приморского края: материалы науч.-практ. конф. Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2010 а. С.250-252.
- Коломейцева О.Л. Здоровье населения, как системообразующий фактор в системе человек - окружающая среда // Там же. 2010 б. С.264-266.
- Коломейцева О.Л. Взаимосвязь экологического и экономического развития в аспекте загрязнения окружающей среды промышленными предприятиями // Современные проблемы регионального развития: материалы III Международ. науч. конф. Биробиджан, 22-24 ноября 2010 г. / Под ред. Фрисмана Е.Я. Биробиджан: ИКАРП ДВО РАН - ГОУ ВПО ДВГСГА, 2010 в. С.18-19.
- Коломейцева О.Л. Антропогенные загрязнители атмосферы и их влияние на здоровье населения // Там же. 2010 г. С.19-20.
- Коломейцева О.Л. Загрязнение воздушного бассейна городов Приморского края наноаэрозолями и их влияние на здоровье человека // Территориальные исследования: цели, результаты и перспективы: Тезисы VI регион. школы-семинара молодых ученых, аспирантов и студентов. Биробиджан, 25Ц27 октября 2011 г. / Под ред. Фрисмана Е.Я. Биробиджан: ИКАРП ДВО РАН - ГОУВПО ДВГСГА, 2011. С.28-29.
- Коломейцева О.Л. Неблагоприятный эффект влияния тяжелых металлов техногенного происхождения в городах Приморья на живые организмы // Комплексное развитие юга Дальнего Востока России: материалы Межвуз. науч. - практич. конференции. Уссурийск, 17-18 ноября 2011 г. Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2012 а. С.68-72.
- Коломейцева О.Л. Влияние климатических факторов юга Дальнего Востока на здоровье населения // Там же. 2012 б. С.64-68.
10. Коломейцева О.Л., Христофорова Н.К. Заболеваемость населения городов Уссурийска и Спасска-Дальнего и ее связь с загрязнением атмосферы //Международные научные чтения Приморские зори - 2012, 18-20 октября 2012 г., Владивосток: материалы конференции. Владивосток: Изд-во ДВФУ, 2012. С.17-19
Коломейцева Олеся Леонидовна
ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ ГОРОДОВ ПРИМОРСКОГО КРАЯ
УССУРИЙСКА И СПАССКА-ДАЛЬНЕГО
И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ НАСЕЛЕНИЯ
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
03.02.08 - экология
Подписано в печать 20.09.2012.
Формат 60х84/16. Тираж 100 экз.
Отпечатано с авторского оригинал-макета
в типографии________
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по биологии