Дипломная Влияние загрязнения атмосферного воздуха и почв на степень заболеваемости детского населения города Липецка

Актуальность проблемы. С момента возникновения биосферы главными факторами, влияющими на функционирование всех живых организмов на земле, являются природные или климатические факторы.  Однако с развитием человеческой деятельности сильное влияние на экологию стал оказывать антропогенный фактор, а в связи с интенсивным темпом развития научно-технического прогресса всё больше стало заметно его негативное воздействие – загрязнение окружающей среды.

Техногенное загрязнение, прежде всего, сказывается на составе атмосферного воздуха, почвы и воды, что характерно для промышленно развитых регионов. Источниками техногенного загрязнения биосферы являются промышленные предприятия электроэнергетики, металлургии, нефтехимии, стройиндустрии, автомобильный транспорт и другие [12, С.43-46].

Из окружающей среды извлекаются различные химические элементы и их соединения, которые оказывают влияние на неё. Всё это влечет за собой образование большого количества отходов, которые не перерабатываются в смешанных производствах, а выбрасываются в виде токсичных веществ в атмосферу, сброса сточных вод, накопления ядовитых отходов в литосфере.

Результатом загрязнения биосферы является нарушение адаптационных и резервных возможностей организма человека, из-за которых происходит развитие различных острых и хронических заболеваний [6, С. 611].

Неблагоприятные изменения в здоровье населения в значительной мере обусловлены уровнем промышленных загрязнений и начинают приобретать, в определённой степени, необратимый характер Всё это свидетельствует не столько о санитарно-эпидемиологическом неблагополучии, сколько о несоответствии экологической обстановки в городах потребностям организма в различные периоды его жизни. Здоровье населения в наше время считается критерием работы антропо-экологической системы, а болезни человека – индикатором здоровья экосистемы.

Дети являются самой уязвимой частью популяции и их здоровье ставится в прямую зависимость от интенсивности, продолжительности влияния загрязнений и степени адаптации индивида к среде обитания. Важнейшим принципом профилактики неблагоприятного действия загрязнения среды согласно [8, С. 93-94], является признание здоровья населения главной целью любых природоохранных мероприятий.

Таким образом, изучение загрязнения окружающей среды и ее влияния на состояние здоровья народонаселения является, бесспорно, актуальной проблемой, затрагивающей практически каждого человека, живущего на нашей планете.

Цель исследования – изучение влияния загрязнения атмосферного воздуха и почв на степень заболеваемости детского населения города Липецка.

Задачи исследования:

1. Изучить состояние воздушной среды и почв города Липецка;
2. Выявить основные источники техногенного загрязнения окружающей среды города Липецка;
3. Оценить состояние здоровья детей города Липецка и выявить зависимость заболеваемости детскою населения от степени загрязнения окружающей среды.

Объект исследования – заболеваемость детского населения города Липецка.

Предмет исследования – влияние комплексного загрязнения воздуха и почв на заболеваемость детей города Липецка.

Методы исследования:

1.Теоретические методы:

1.1. Анализ состояния комплексного загрязнения воздуха и почв в городе Липецке;

1.2 Анализ заболеваемости детского населения города Липецка.

2. Практические методы:

2.1. Математические методы:

При анализе полученных данных были использованы методы вариационной статистики с использованием вычислительной техники и программного пакета MicrosoftExcel 2010. Вычислялись средняя арифметическая величина, ошибка средней величины, стандартное отклонение, ошибка средней арифметической. Этот критерий применяется для оценки различий экспериментальных данных, полученных в двух разных условиях на одной и той же выборке испытуемых.

Расчет техногенного загрязнения по формуле К.А. Буштуевой.

Расчет коэффициента загрязнения на основе содержания химического вещества с установленным нормативом ПДК по Л. Хокансону.

Сравнительно-статистическое исследование состояния комплексного загрязнения воздуха и почв в городе Липецке за период с 2016 по 2021 г.г. и заболеваемости детского населения города Липецка за период с 2018 по 2020 годы.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ВЛИЯНИЯ КОМПЛЕКСНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА И ПОЧВ НА ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ ДЕТСКОГО НАСЕЛЕНИЯ Г. ЛИПЕЦКА

• Загрязнение окружающей среды и крупных промышленных городов

1.1.1. Загрязнение воздушной среды

В экологическом рейтинге субъектов России Липецкая область находится на 58 месте. Всего в списке 85 региона РФ, так что экологию Липецкой области можно назвать относительно неблагополучной. Город Липецк не входит в восьмерку городов, которые требуют кардинального улучшения чистоты воздуха [16].

Показателем загрязнения является индекс загрязнения атмосферы (ИЗА). Он показывает суммарное загрязнение воздуха в долях ПДК. Общий индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) в областном центре был катастрофическим 24,43 в 2000 году, но упал до 14 единиц в 2019 году. Это значения выше нормы (нормальные значения составляет 4-6 единиц), но меньше, чем в таких промышленных центрах как Норильск, Новокузнецк или Магнитогорск, где ИЗА до сих пор превышает 15 единиц. Таким образом, некоторые специалисты больше не считают Липецк катастрофически загазованным, хотя методы определения ИЗА без учета суммации самых опасных веществ, на определение которых «нет средств» вызывают сомнение. Липецк продолжает входить в пятерку «грязных» городов по валовым объемам выбросов [4, С.674].

В нашем городе присутствуют: промышленные предприятия, предприятия теплоэнергетики, автотранспорта, которые оказывают влияние на состояние здоровья населения. Главной определяющей качества атмосферного воздуха являются наличие большого количества выбросов – 274,8 тыс. тонн (данные за 2019 год). Основным загрязнителем считается ПАО «НЛМК», который осуществил выбросы на 266,086 тыс. тонн. Главные определяющие вещества загрязнения: фенол, формальдегид и диоксид азота [4, С.674].

Состояние загрязнения атмосферного воздуха города Липецка за январь 2020 года представлено в таблице 1:

Таблица 1 – Загрязнение поллютантами г. Липецка

(январь 2020 г)

Качество атмосферного воздуха в местах постоянного проживания населения области в течение последних лет имеет тенденцию к снижению. B городах Липецкой области процент нестандартных проб атмосферного воздуха в 2017 г. в сравнении c 2016 г. снизился c 0,47% до 0,25%, темп снижения составил 46,8%. [15].

Пo данным ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Липецкой oблacти» в 2017 г. пo сравнению c 2016 г. под факелом ПAO «HЛMK» на границе CЗЗ достигнуто снижение мaкcимaльнo-paзoвыx приземных концентраций диоксида азота в 2,4 раза, оксида углерода в 1,7 раза, формальдегида в 1,5 раза, бензола в 1,2 раза. Вместе c тем, зарегистрированы превышения пpeдeльнo-дoпycтимыx мaкcимaльнo-paзoвыx концентраций пo взвешенным веществам в 2,0 раза, пo фенолу в 1,2 раза [15].

B 2017 г. предприятия области начали выполнение мероприятий, направленных на снижение загрязнения атмосферного воздуха, которые предусмотрены областной целевой программой «Охрана окружающей среды, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов Липецкой o6лacти на 2014-2020 гг.». Состояние загрязнения атмосферного воздуха города Липецка за 2018-2019 года представлено в таблице 2.

Таблица 2 – Загрязнение поллютантами г. Липецка

(2018-2019 года)

<- меньше среднегодовой концентрации за данный период времени

В Липецке в часы пик на самых оживлённых магистралях отмечается превышение предельно допустимых концентраций оксида углерода в 1 – 2 раза. Хуже всего ситуация с загрязнением воздуха автомобилями на главных транспортных развязках города. Но содержание таких загрязняющих веществ, как сероводород, диоксид азота, оксид углерода, в воздухе г. Липецка в среднем за год намного меньше предельно допустимой концентрации. Среднегодовая концентрация фенола в атмосфере воздуха примерно равняется ПДК [7, С.18-19].

Среднегодовой объём взвешенных частиц в воздухе Липецка в 1,3 больше предельно допустимой нормы. Так, в 2018 г. доля содержания формальдегидов в атмосфере региона превысила ПДК в 2,7 раза. Единовременные превышения предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосфере были отмечены под факелами ПАО «Новолипецкого металлургического комбината». Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ в атмосферном воздухе представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Предельно допустимые концентрации

некоторых вредных веществ в атмосферном воздухе населенных мест

Глобальные рекомендации ВОЗ по качеству воздуха содержат рекомендованные предельные значения загрязнения воздуха, представляющие угрозу для здоровья населения.

Рекомендации могут применяться в любой точке мира, как в помещении, так и на открытом воздухе, и основаны на экспертных оценках последних научных данных о воздействии на здоровье следующих загрязнений:

• взвешенные частицы (PM);
• озон (O₃);
• двуокись азота (NO₂);
• двуокись серы (SO₂).

В документе также содержатся основанные на передовой практике рекомендации качественного характера, касающиеся содержания в воздухе сажи/атомарного углерода, сверхтонких взвешенных частиц (диаметром <=1мкм), а также частиц, попадающих в воздух в результате пыльных и песчаных бурь [15].

Помимо загрязнения атмосферного воздуха, загрязнение воздуха внутри помещений представляет серьезную угрозу для здоровья 2,6 миллиарда человек, которые отапливают свои дома за счет сжигания биомассы и угля. В 2016 году, примерно 3,8 миллиона случаев преждевременной смерти были связаны с загрязнением воздуха в помещениях. Почти все они зарегистрированы в странах с низким и средним уровнем дохода. Бытовое загрязнение, как в городских, так и в сельских районах является основным источником загрязнения воздуха, составляя до 50% от общего загрязнения воздуха в некоторых частях мира [15].

Существует множество примеров успешной политики в области транспорта, городского планирования, производства электроэнергии и промышленности, направленной на снижение уровня загрязнения воздуха [15]:

• промышленность: применение экологически чистых технологий для снижения выбросов в атмосферу на промышленных предприятиях; совершенствование методов извлечения бытовых и сельскохозяйственных отходов, в том числе улавливание метана со свалок, замена сжигания (при дополнительном использовании в качестве биогаза);
• энергия: обеспечение доступа к недорогим источникам энергии в доме для приготовления пищи, отопления и освещения;
• транспорт: развитие сетей скоростного городского транспорта, пешеходного и велосипедного транспорта, а также приоритет комбинированных перевозок грузов и пассажиров; переход на более чистые дизельные двигатели для тяжелых транспортных средств, автомобили с низким уровнем выбросов, а также более чистого топлива, включая топливо с низким содержанием серы;
• городское развитие: повышение энергетической эффективности зданий, озеленение и сокращение городских территорий, повышение их энергетической эффективности;
• производство электроэнергии: рост потребления топлива и систем производства негорючей энергии (таких как солнечная, ветровая или гидроэнергетическая); комбинированная генерация тепла и электричества; распределенная энергия (например, небольшие энергетические сети и установка солнечных панелей на крышах);
• удаление бытовых и сельскохозяйственных отходов: реализация мер по сокращению, сортировке, переработке отходов; улучшение методов биологической утилизации отходов, таких как анаэробная ферментация для получения биологического газа (недорогая и жизнеспособная альтернатива открытому сжиганию твердых отходов). Когда сжигание отходов является единственным возможным способом их утилизации, важно обеспечить использование технологии сжигания со строгим контролем выбросов.

Концентрация взвешенных частиц является часто используемым показателем уровня загрязнения воздуха. Однако наиболее негативное влияние на здоровье человека оказывают другие загрязнители. Основными компонентами взвешенных веществ являются сульфаты, нитраты, аммиак, хлорид натрия, сажа, минеральная пыль и вода. Они представляют собой сложную смесь твердых и природных жидкостей и неорганических веществ, находящихся в воздухе во взвешенном состоянии. Частицы диаметром менее 10 микрон (≤ PM 10) могут проникать глубоко в легкие и осаждаться в них; Частицы менее 2,5 микрон (≤ PM 2,5) также вредны для здоровья. Частицы PM 2,5 могут попадать в кровоток через аэрогематический барьер в лёгких. Продолжительное воздействие вещества увеличивает риск развития сердечнососудистых заболеваний, а также рака легких [15].

Обычно загрязнение воздуха твердыми частицами PM10 измеряется как среднесуточная или годовая концентрация на кубический метр объема воздуха (м³). Обычно единица измерения загрязнения воздуха твердыми частицами - микрограммы на кубический метр (мкг/м³). Если измерительное оборудование достаточно чувствительно, также измеряется концентрация более мелких взвешенных частиц (PM 2,5 и ниже).

Воздействие на здоровье

Существует тесная связь между воздействием высоких концентраций мелких взвешенных веществ (PM 10 и PM 2,5) и смертностью и заболеваемостью. Кроме того, когда концентрация мелкодисперсных веществ и взвешенных частиц уменьшается, в результате снижается уровень смертности, даже если другие факторы не меняются. Наличие такой взаимосвязи позволяет нам прогнозировать улучшения в области общественного здравоохранения, которых можно достичь за счет частичного снижения загрязнения воздуха твёрдыми частицами.

Загрязнение воздуха мелкими частицами отрицательно сказывается на здоровье человека даже в очень малых дозах: нет порогового значения этого вида загрязнения, не опасного для здоровья. Следовательно, ограниченные значения, используемые в международных рекомендациях ВОЗ, направлены на достижение минимально возможной концентраций взвешенных частиц – таблица 4.

Всего 19 источников