Статья посвящена анализу проблемы мелкодисперсных частиц, находящихся в воздухе во взвешенном состоянии, которые в комбинации с другими загрязнителями представляют угрозу для здоровья человека.
Автор считает, что на территории Российской Федерации необходимо ужесточить критерии оценки качества атмосферного воздуха и видит целесообразным нормирование ультратонких частиц и изучение их дисперсного состава для определения оценки влияния выбросов пыли на здоровье человека.
На сегодняшний день одной из главных и нерешенных, связанной с загрязнением атмосферы крупных городов, является проблема мелкодисперсных частиц, находящихся в воздухе во взвешенном состоянии. Одним из существенных факторов загрязнения атмосферного воздуха урбанизированных территорий являются взвешенные частицы различных фракций. Мелкодисперсные взвешенные вещества сами по себе и в комбинации с другими загрязнителями представляют угрозу для здоровья человека.
Содержание мелких частиц вредных веществ в атмосферном воздухе оказывает губительное влияние на здоровье людей. Эти частицы попадают в атмосферу в результате работы автомобильных двигателей, при сжигании угля и древесины, отходов, и, конечно, от промышленности, и с каждым годом отмечается повышение смертности от загрязненного воздуха.
Группа ученых из Германии, Саудовской Аравии, Кипра и США провела исследование, которое показало, что к 2050 году общемировая ежегодная смертность от последствий загрязнения воздуха может составить 6,6 млн человек, что в два раза выше, чем на настоящий момент. Наибольшие потери несет Китай — 1,4 млн смертей ежегодно, далее следует Индия с 645 тыс. смертей и Пакистан, где 100 тыс. человек умирает каждый год от последствий загрязнения воздуха [1].
Согласно новым оценкам Всемирной Организации Здоровья, в 2012 году примерно 12,6 миллиона человек умерли, т. к. проживали или работали в нездоровых условиях — это почти каждый четвертый из общего числа умерших в мире. Возникновению более 100 заболеваний и травм способствуют такие факторы экологических рисков, как загрязнение воздуха, воды и почвы, воздействие химических веществ, изменение климата и ультрафиолетовое излучение.
«Здоровая окружающая среда является основой здоровья населения, — говорит Генеральный директор всемирно организации здоровья Маргарет Чен. — Если страны не примут мер к оздоровлению среды, в которой люди живут и работают, миллионы людей будут и дальше заболевать и умирать слишком молодыми.
В докладе ВОЗ сделан вывод о том, что экологические риски причиняют наибольший урон детям раннего возраста до пяти лет и пожилым в возрасте 50–75 лет. Благодаря улучшению природопользования можно было бы предотвратить 1,7 миллиона случаев смерти детей в возрасте до пяти лет и 4,9 миллиона случаев смерти взрослых в возрасте 50–75 лет. Детей в возрасте до пяти лет в основном поражают инфекции нижних дыхательных путей и диарейные болезни, а пожилые страдают главным образом от неинфекционных заболеваний.
Так же в докладе говорится о том, что на региональном уровне в 2012 году, наибольшее бремя болезней, связанных с окружающей средой, приходилось на страны с низким и средним уровнем дохода в Регионах ВОЗ Юго-Восточной Азии и Западной части Тихого океана: там умерли 7,3 миллиона человек, главным образом, от загрязнения воздуха внутри и вне помещений.
3,8 млн. случаев смерти в год в Регионе Юго-Восточной Азии;
3,5 млн. случаев смерти в год в Регионе Западной части Тихого океана;
2,2 млн. случаев смерти в год в Африканском регионе;
1,4 млн. случаев смерти в год в Европейском регионе;
854 000 случаев смерти в год в Регионе Восточного Средиземноморья;
847 000 случаев смерти в год в Американском регионе.
На страны с низким и средним уровнем дохода приходится наибольшее экологическое бремя, связанное со всеми видами болезней и травм, однако в случае некоторых НИЗ, например сердечно-сосудистых заболеваний и рака, подушевое бремя болезней может быть относительно высоким и в странах с высоким уровнем доходов [2].
Стоит отметить, что загрязнения в воздухе вызывают задержку дыхания, уменьшение глубины дыхания, ухудшение вентиляции легких, тошноту, головную боль. Помимо прочего, пыль так же может служить источником возникновения глазного травматизма, оказывать воздействие на слизистую оболочку дыхательных путей, снижать ее барьерные свойства, угнетать функцию мерцательного эпителия, вызывать воспалительные свойства.
В ряде городов атмосферные выбросы столь значительны, что при неблагоприятной для самоочищения погоде (безветрие, температурная инверсия, при которой дым стелется к земле, антициклональная погода с туманом) концентрация загрязнений в приземном воздухе достигает критической величины, при которой наблюдается острая, выраженная реакция организма.
Имея представление об опасности загрязненного атмосферного воздуха, возникает целесообразность нормирования мелкодисперсных частиц, которые находятся во взвешенном состоянии. Опасность заключается в том, что в процессе взаимодействия частиц пыли с другими веществами (оксид углерода, углеводороды, альдегиды, оксид серы, сажа, бензопирен, оксиды азота) образуются более устойчивые соединения. Вследствие такого взаимодействия увеличивается вред качеству воздуха и, соответственно, состоянию здоровья людей.
Как известно, пыль по своему происхождению имеет различия по форме, по физическим и химическим свойствам, по дисперсности, но особое внимание должно акцентироваться именно на дисперсности пыли, которая представляет собой особый фактор, влияющий на атмосферный воздух вблизи жилых зон. Размер пыли может представлять собой не только доли микрона, но и крупные частицы, которые каждый из нас может увидеть невооруженным глазом.
Наиболее часто обнаруживаются следующие размерные фракции таких частиц: РМ10 — используется для частиц с аэродинамическим диаметром менее 10 мкм; РМ2,5 — используется для частиц с аэродинамическим диаметром менее 2,5 мкм; РМ1 — используется для частиц с аэродинамическим диаметром менее 1 мкм.
В России в качестве критерия оценки качества атмосферного воздуха используется санитарно-гигиенические нормы — предельно-допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в воздухе населенных мест.
Зачастую, при нормировании выбросов загрязняющих веществ от конкретного промышленного предприятия (в случае превышения максимальной приземной концентрации по ЗВ на границе ближайшей жилой зоны величины 0,1 ПДК) требуется учет фонового загрязнения атмосферного воздуха, т. е. загрязнения, создаваемого выбросами всех других источников не относящихся к рассматриваемому объекту. Данные о фоновом загрязнении выдаются местными органами Росгидромета. Однако, согласно пояснению п.2.1 «Методического пособия по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух» [3] сообщаемые значения фоновых концентраций «взвешенных частиц» («пыли») относятся к сумме всех твердых частиц, а не к конкретному веществу с кодом 2902 и ПДК = 0,5 мг/м3 [4].
В связи с этим, можно затрагивать тему целесообразности нормирования выбросов по каждому отдельно взятому компоненту. Согласно принятому дополнению № 8 к ГН 2.1.6.1338–03, введенному в действие еще в 2010 году, в России установлены соответствующие «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест» [5] (таблица 1).
Таблица 1
Предельно-допустимые концентрации ЗВ
|
Код ЗВ |
Наименование ЗВ |
ПДКм.р., мг/м3 |
|
8 |
Взвешенные частицы РМ10 |
0,30 |
|
10 |
Взвешенные частицы РМ2,5 |
0,16 |
Из таблицы 1 видно, что для частиц размером менее 1 мкм (РМ1) норматив вообще не установлен.
Для двух других типов частиц нормативы установлены, но на практике нигде не применяются.
В странах Европейского Союза ситуация с нормированием обстоит иначе: нормирование по этим частицам ведется более 20 лет и нормы становятся год от года все более жесткими (таблица 2).
Таблица 2
Предельные уровни (концентрации) воздуха стран ЕС на 01.01.2015 [3]
|
Наименование ЗВ |
ПДК, мг/м3 |
|
Взвешенные частицы РМ10 |
≤ 0,0500 |
|
Взвешенные частицы РМ2,5 |
0,0085–0,0180* |
*Значения предельного уровня по частицам РМ2,5 зависят от качества воздуха того или иного района ЕС.
Проведенные исследования показали, что содержание частиц РМ10 в воздушной среде города составляет от 15 до 80 %. Причем, большая их часть поступает в атмосферный воздух в районах, на территории которых расположены крупные промышленные предприятия. А ультратонкие частицы РМ1 (наночастицы) могут составлять до 40 % выбросов мелкодисперсных фракций (в зависимости от рода промышленного объекта) [6].
Изучение распределения пылевых частиц показало, что относительно крупные частицы пыли оседали из воздуха вблизи источника образования, доля более мелких частиц увеличивалась с расстоянием (таб. 3).
Таблица 3
Распределение пылевых частиц ватмосферном воздухе врайоне исследований
|
Расстояние от источника выбросов, м |
Содержание частиц пыли разных фракций,% |
||
|
>10 мкм |
2,5–10 мкм |
<2,5 мкм |
|
|
500 |
56 |
26 |
18 |
|
1000 |
39 |
38 |
23 |
|
2000 |
28 |
43 |
29 |
|
3000 |
21 |
45 |
34 |
При этом выявлена достоверная связь содержания пылевых частиц в атмосферном воздухе и показателей заболеваемости населения (особенно заболеваниями органов дыхания). Полученные данные подтверждают актуальность определения дисперсного состава пылегазовых выбросов как для задач оценки влияния выбросов пылей (в том числе мелкодисперсных частиц) на здоровье населения, так и для задач нормирования выбросов.
При этом возникают следующие задачи нормирования загрязнения атмосферного воздуха: инвентаризация источников выделения взвешенных веществ с различным содержанием мелкодисперсных взвешенных частиц с определением величины валового выброса вышеуказанных мелкодисперсных частиц, а также выполнение расчётов загрязнения атмосферы от выбросов мелкодисперсных взвешенных частиц [7].
Поскольку система контроля и оценки дисперсного состава и концентрации частиц именно малых размеров в воздухе жилых зон в настоящее время отстутствует, то это не позволяет объективно оценить степень воздействия пыли на качество окружающей среды, а так же здоровье человека.
Анализ литературных источников позволяет утверждать, что проблема загрязненности атмосферного воздуха одна из самых злободневных, которая ежегодно становится причиной смерти для нескольких миллионов людей. Для урбанизированных территорий особое значение приобретает недостаточно изученный фактор как распространенности, так и негативного воздействия на организм человека наночастиц. Можно с уверенностью утверждать, что в случае нормирования указанных частиц при проведении расчетов рассеивания загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы, необходимых для установления (корректировки) границ санитарно-защитных зон для вновь проектируемых (действующих) предприятий, радиусы зон влияния таких частиц увеличатся в несколько раз, поскольку создающиеся опасные концентрации загрязняющих веществ прямо пропорциональны мощности выброса, а также коэффициенту, учитывающему скорость оседания указанных частиц в атмосферном воздухе на подстилающую поверхность.
Литература:
- Смертность, связанная с загрязнением воздуха, может удвоиться к 2050 году. — 17.09.2015. — Портал «Научная Россия». — [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://scientificrussia.ru/articles/sviazannaia-s-zagriazneniem-vozduha-smertnostj
- Более 12 миллионов ежегодных случаев смерти вызваны воздействием нездоровой окружающей среды. — 15.03.2016. — Официальный сайт ВОЗ. — [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.who.int/mediacentre/news/releases/2016/deaths-attributable-to-unhealthy-environments/ru/
- Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух. СПб., ОАО «НИИ Атмосфера», 2012.
- Актуальные проблемы морской энергетики: материалы пятой Всероссийской межотраслевой научно-технической конференции. — СПб.: Изд-во СПбГМТУ, 2016. — 363 с.
- Гигиенические нормативы ГН 2.1.6.2604–10. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Опубл. Роспотребнадзор № 2010, рег. В Минюсте РФ 19.05.2010 г. Регистрационный № 17280. Дата регистрации: 19.04.2010.
- Орлов Р. В. Оценка взвешенных частиц РМ10 и РМ2,5 в атмосферном воздухе жилых зон / Р. В. Орлов, А. Б. Стреляева, Н. С. Барикаева // Альтернативная энергетика и экология. — 2013. — № 12. — С 39–41.
- Ермаченко А. Б. Гигиеническое обоснование целесообразности нормирования влияния взвешенных частиц в атмосферном воздухе с учетом их фракционного состава / Ермаченко А. Б., Кротов В. С. // Гигиена населенных мест. — 2013. — № 62. — С. 46–49.
