CC BY
21Бурматова О.П.
к.э.н., доцент Новосибирского национального исследовательского государственного университета, с.н.с.
Института экономики и организации промышленного производства (ИЭОПП СО РАН), г. Новосибирск
burmatova@ngs.ru
Сумская Т.В.
к.э.н., доцент, с.н.с. ИЭОПП СО РАН
stv@ieie.nsc.ru
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ПУТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БАЗЫ В РЕГИОНЕ
И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ ЛЮДЕЙ
Ключевые слова: здоровье населения, заболеваемость, промышленный узел, загрязнение атмосферного воздуха, климатические особенности территории, болезни органов дыхания, окружающая среда.
Keywords: health of the population, morbidity, industrial unit, air pollution, climatic features of the territory, diseases of the respiratory organs, environment
Игнорирование взаимосвязей «окружающая среда - здоровье» при решении задач прогнозирования социально-экономического развития регионов может создать неправильную картину о возможностях территории при формировании новых хозяйственных комплексов и увеличении антропогенной нагрузки в старопромышленных районах. Особенно остро подобные проблемы стоят в Сибири, где, с одной стороны, велик потенциал освоения новых территорий, а с другой, - снижены возможности восстановительных процессов в человеческом организме и различных природных системах.
Цель данного исследования состояла в разработке подхода к установлению взаимосвязей между загрязнением окружающей среды и здоровьем населения при прогнозировании формирования локальной производственной системы.
Для достижения поставленной цели требовалось:
1) выявить возможные факторные связи между заболеваемостью населения и загрязнением окружающей среды в районе размещения и функционирования крупных тепловых электростанций;
2) предложить подход к установлению количественных зависимостей между заболеваемостью населения, с одной стороны, и климатическими особенностями территории и загрязнением окружающей среды, - с другой;
3) осуществить реализацию предлагаемого подхода к определению взаимосвязей между заболеваемостью детей и выделенными факторами на материалах конкретной территории, в качестве которой рассматривается Лесосибир-ский промышленный узел;
4) выполнить прогноз заболеваемости детского населения на заданной территории (с учетом рассеивания вредных веществ в атмосфере и расчета количественных зависимостей между исследуемыми факторами);
5) выявить возможности размещения в районе Нижнего Приангарья объектов теплоэнергетики (на канско-ачинских углях) с точки зрения возможного влияния их выбросов на здоровье людей;
6) определить возможный вклад в загрязнение воздушного бассейна, а, следовательно, и в ухудшение здоровья людей, предполагаемой здесь к размещению крупной ТЭЦ.
Исходным пунктом анализа служит выбор производственных объектов и территории. В качестве производственных объектов рассматриваются объекты теплоэнергетики, работающие на угле, а в качестве территории исследования - Лесосибирский промышленный узел в западной части Нижнего Приангарья Красноярского края. Теплоэлектростанции имеют выбросы вредных веществ в атмосферу, среди которых преобладают зола, окислы азота и диоксид серы. Поступление данных веществ в атмосферу сопровождается риском ее загрязнения и, соответственно, ухудшением качества окружающей среды. Выбранная территория анализируется с точки зрения учета ее отдельных климатических особенностей, которые могут влиять на состояние здоровья. К ним относятся, в частности, атмосферное давление и температура воздуха, которые также влияют на адаптационные способности окружающей природной среды. Кроме того, Лесосибирский промузел имеет высокий потенциал загрязнения атмосферы, что создает неблагоприятные условия для рассеивания загрязнений в атмосферном воздухе.
Связи от окружающей природной среды к здоровью населения отражают следующие аспекты. Одной из важных категорий реакции состояния здоровья населения на загрязнение атмосферы является заболеваемость. Для анализа основное внимание концентрируется на заболеваемости только детского населения, а среди видов болезней рассматриваются болезни органов дыхания, которые сгруппированы в 11 нозологических форм заболеваемости дыхательных путей. Выбор для исследования зависимостей такого рода объясняется, во-первых, возросшими масштабами загрязнения воздушного бассейна, во-вторых, всеобщим характером влияния загрязненного воздуха на состояние здо-
ровья людей1 и, в-третьих, наибольшей изученностью этого вида зависимостей (главным образом его качественной стороны).
Выбор Лесосибирского промышленного узла в качестве территориального объекта исследования обусловлен тем, что на уровне данного промузла как относительно небольшого населенного пункта можно достаточно детально рассмотреть различные аспекты жизнедеятельности населения на конкретной территории, включая его здоровье и загрязнение окружающей среды. Кроме того, для исследования выделенной проблемы именно на уровне промузла имеет место ряд благоприятных предпосылок, состоящих в том, что каждый промузел охватывает, как правило, ограниченное число предприятий, расположенных в достаточно однородных природных условиях и характеризующихся однородной ситуацией с загрязнением атмосферы, что облегчает выделение наиболее типичных загрязнений, установление конкретных виновников загрязнения и количественную оценку последствий их воздействия на здоровье населения.
Из всех городов и районов Нижнего Приангарья Лесосибирский промузел характеризуется самым высоким потенциалом загрязнения атмосферы. Это связано с неблагоприятными метеорологическими условиями для рассеивания вредных примесей в воздушной среде, что обусловливает весьма высокую предрасположенность атмосферы к загрязнению. В частности, можно отметить такие местные особенности Лесосибирского промузла2, как разнообразный рельеф местности, часто повторяющийся антициклональный тип погоды (особенно в зимний период), сопровождающийся слабыми ветрами и штилями (среднегодовая скорость ветра - 2,7 м/с) и формирующий предпосылки для возникновения температурных инверсий, а также частые туманы, неравномерное распределение осадков в течение года и другие неблагоприятные климатические условия, которые затрудняют рассеивание атмосферных загрязнений и создают возможность скопления в приземном слое атмосферы высоких концентраций вредных веществ.
Для решения поставленных задач предложен подход, суть которого состоит в поэтапном исследовании проблемы, включая, во-первых, установление количественных зависимостей между заболеваемостью детского населения и факторами, влияющими на нее, во-вторых, построение карт рассеивания вредных выбросов на отдельной территории в зависимости от климатических условий, размещения объектов и характеристик выбросов и, в-третьих, на основе объединения полученных результатов определение вариантов прогноза заболеваемости детского населения.
Исходные данные для анализа влияния факторов окружающей среды на здоровье населения были собраны в следующем виде:
а) индивидуальные карточки учета заболеваемости с указанием пола, возраста, места проживания (сильно загрязненный район, слабо загрязненный район), дат обращаемости в медицинские учреждения и поставленного диагноза;
б) тетради учета атмосферного давления, температуры воздуха и концентраций видов загрязнения с 6-часовой периодизацией (замеры производились 4 раза в сутки - в 01, 07, 13 и 19 часов.
На основе этого материала сформированы динамические ряды, характеризующие изменение климатических особенностей, загрязнения окружающей среды и здоровья населения во времени. Показатели отражают изучаемые явления по признаку состояния на определенные моменты времени, что характерно для моментных динамических рядов.
Для достижения однокачественности отдельных уровней динамических рядов была произведена типологическая группировка материала по заболеваемости. Выделены однородные половозрастные группы, проживающие в одном районе (например, мальчики в возрасте 3 лет, проживающие в сильно загрязненном районе), болевшие в течение рассматриваемого периода болезнями определенной нозологической формы. Связь между динамическими рядами, характеризующими климатические особенности и здоровье населения, и рядами заболеваемости была исследована методами корреляционного анализа.
Для решения поставленных задач потребовалась информация относительно формирования возможной пространственной структуры Лесосибирского промузла в перспективе с учетом экологических требований. Подобная информация была получена в результате решения ряда оптимизационных задач на материалах Нижнего Приангарья с использованием разработанного нами модельного аппарата по анализу эколого-экономических взаимосвязей, возникающих при формировании региональных хозяйственных систем. Отдельные результаты решения данных задач применялись в качестве входной информации при проведении расчетов по анализу зависимостей между состоянием здоровья и загрязнением атмосферного воздуха3. В частности, среди используемой информации можно назвать следую-
1 Болезни органов дыхания занимают первое место в структуре общей заболеваемости в мире, а удельный вес данной патологии составляет у взрослых 27,6%, у подростков - 39,9% и у детей - 61%. На загрязнение окружающей среды в первую очередь реагируют люди с заболеваниями дыхательных путей, в том числе астматики и лица с повышенной аллергической реакцией. -http://www.km.ru/zdorove/2012/09/14/istochniki-vrednogo-vozdeistviya-na-zdorove/692272-kazhdoe-pyatoe-zabolevanie-svy/. По оценкам экспертов, загрязнение атмосферного воздуха сокращает продолжительность жизни в среднем на 3-5 лет.
2 Генеральный план г. Лесосибирска. Т. 1. Пояснительная записка. Архитектурно-планировочное решение. - Красноярск, 2008. - 185 с.; Обзор «Состояние загрязнения объектов окружающей среды на территории Красноярского края, Республик Хакасия и Тыва в 2009 г.». - Красноярск, 2010. - 98 с.
Бурматова О.П. Инструментарий оптимизации природоохранной деятельности при прогнозировании развития экономики региона. Препринт. - Новосибирск: ИЭОПП СО РАН, 2009. - 76 с.; Бурматова О.П. Реализация инвестиционных проектов в регионе с позиций экологического императива (на примере Нижнего Приангарья) // Проблемы управления социально-экономическим развитием регионов Сибири. / Под ред. А.С. Новоселова. - Новосибирск: ИЭОПП СО РАН, 2013.- С. 269-284; Бурматова О.П. Влияние хозяйственной деятельности на состояние водного бассейна: моделирование и анализ результатов // Вестник НГУЭУ. 2014. - № 2. - С. 213-232; Бурматова О.П. Модель выбора варианта хозяйственных решений в регионе с учетом их экологических последствий // Проблемы инновационного управления экономикой регионов Сибири. / Под ред. А.С. Новоселова, В.Е. Селиверстова. - Новосибирск: ИЭОПП СО РАН, 2015. - С. 270-282; Бурматова О.П. Инвестиционные проекты в Нижнем Приангарье в контексте устойчивого развития. - http://npriangarie.ru/event/ks2011/burmatova/
щую: уточненная производственная структура промузла с учетом ее экологической допустимости, выбор экологически приемлемых вариантов мощностей для основных объектов хозяйства, размещение возможных новых предприятий по промышленным площадкам узла, варианты природоохранных мероприятий и технологий, объемы и состав выбросов в атмосферный воздух и др. Данная информация учитывается косвенно в качестве экзогенных параметров. Непосредственное же использование данного экономико-математического аппарата для решения поставленных в статье задач представляется затруднительным прежде всего из-за невозможности адекватного отражения такого сложного фактора как здоровье населения в терминах экономико-математических моделей. Поэтому для исследования зависимостей между здоровьем и состоянием окружающей среды более применимы статистико-математические модели1.
Расчеты проводились в три этапа. На первом этапе с использованием статистико-математических моделей (методов регрессионного и факторного анализа) определялась количественная зависимость заболевания детского населения, представленной 11-ю нозологическими формами (в соответствии с методикой ВОЗ2 болезней органов дыхания) от таких факторов природной среды, как, во-первых, загрязнение атмосферного воздуха золой, окислами азота и серы и, во-вторых, особенности климатических условий рассматриваемого промузла, включая атмосферное давление и температуру воздуха.
Установление количественных зависимостей между заболеваемостью населения и факторами, характеризующими климатические особенности и загрязнение окружающей среды, осуществлялось на основе информации Новосибирского НИИ гигиены. В качестве исследуемой категории населения при учете заболеваемости рассматривались дети в возрасте от 3-х до 14-ти лет. При этом соблюдено требование достаточно большого объема не только всей совокупности (числа наблюдений), но и численности каждой из выделенных в ней групп (30-40 детей).
Выбор детского населения для решения поставленной задачи был обусловлен тем, что, во-первых, оно не подвержено действию производственных факторов, вредных привычек и т.п., что позволяет исключить их влияние. Во-вторых, дети, в силу известных анатомо-физиологических особенностей, более чувствительны к изменению качества окружающей среды. Поэтому сроки наступления неблагоприятных эффектов у них по сравнению со взрослым населением более короткие. Это повышает достоверность статистических наблюдений и позволяет на более ранних стадиях выявить наличие неблагоприятных влияний. В-третьих, фактическая заболеваемость детей практически совпадает с заболеваемостью по обращаемости в медицинские учреждения, что обеспечивает высокую презентабельность данных.
Среди видов заболеваемости в условиях загрязнения атмосферного воздуха преобладают болезни органов дыхания. Поэтому для анализа были выбраны болезни преимущественно верхних дыхательных путей, которые зависят не только от состояния воздушного бассейна, но и от особенностей климатических условий территории. Материалы первичного учета заболеваемости позволяют сгруппировать рассматриваемое детское население с учетом пола, возраста, места проживания (сильно загрязненный район, слабо загрязненный район) по рассматриваемым одиннадцати нозологическим формам заболеваемости. Динамические ряды этих данных с месячной периодизацией обрабатываются с помощью корреляционного анализа и при наличии связи между рядом заболеваемости и рядом, характеризующим климатические условия или загрязнение атмосферы, включаются в уравнение регрессии. В данных уравнениях в качестве результативного признака выступает заболеваемость болезнями определенной нозологической группы, а факторными признаками - климатические особенности территории и характеристики видов загрязнения атмосферного воздуха.
В качестве показателя, определяющего выделение факторов (качественных переменных, которые в дальнейшем анализе входят в уравнение регрессии и оцениваются статистическими критериями), в данной работе использовался коэффициент корреляции рангов р - коэффициент Спирмена.
Результатом первого этапа расчетов является получение количественных зависимостей между заболеваемостью детского населения и факторами, влияющими на нее.
Второй этап расчетов предусматривает определение концентрации различных вредных веществ (золы, окислов азота и сернистого ангидрида) в приземном слое атмосферы, создаваемой в результате выбросов с рассматриваемых объектов (ГРЭС и ТЭЦ), с учетом их размещения, характеристик выбросов и местных природных условий.
Для этих целей использовалась унифицированная программа расчета загрязнения атмосферы «Эколог»3 по автоматизированному расчету загрязнения атмосферы вредными выбросами промышленных предприятий. Данная программа позволяет строить карты рассеивания вредных веществ в приземном слое атмосферы (в виде систем точек, указывающих значение концентрации) на основе использования трех групп данных, характеризующих:
1) источники выбросов (их высоту, диаметр устья дымовой трубы, скорость выхода и температуру газовоздушной смеси);
2) виды загрязнения (объемы выброса, взаимодействие различных веществ, их предельно допустимые концентрации, скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе);
3) географические и климатические особенности территории (температура атмосферного воздуха, географическая широта местности, характер розы ветров, уровень фонового загрязнения и т.д.).
1 Сумская Т.В. Эконометрика: учебно-методический комплекс. - Новосибирск: НГУЭУ, 2007. - 138 с.
2 Острые заболевания верхних дыхательных путей. Научно-информационный материал. - М.: Медицинский ун-т им. Н.И. Пи-рогова, 2011. - 193 с.
3 Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. / ГГО им. А.И. Воейкова Госкомгидромета. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 93 с.; Унифицированная программа расчета загрязнения атмосферы «Эколог». Версия 3.0. Руководство пользователя. - Санкт-Петербург, 2003. - 61 с.
Результатом данного этапа расчетов являются варианты рассеивания вредных выбросов на территории рассматриваемого промузла в зависимости от климатических условий, размещения объектов и характеристик выбросов. Вариантные расчеты по определению концентраций вредных веществ на территории рассматриваемого промышленного узла осуществлялись с учетом различных вариантов степени очистки пылегазовых выбросов объектов теплоэнергетики (вариант 1 - до 95 %, вариант 2 - до 85 %).
Расчеты показали, что предусмотренный в соответствии с проектными данными уровень очистки на объектах теплоэнергетики, равный 95%, не обеспечивает полного рассеивания за пределами санитарно-защитной зоны, а возможное снижение степени очистки на 10% приводит к значительному расширению площади территории, подвергаемой загрязнению, и резкому росту концентрации рассматриваемых видов загрязнения в ее пределах.
Третий этап расчетов предусматривает на основе синтеза результатов первого и второго этапов определение вариантов прогноза заболеваемости детского населения Лесосибирского промузла. При этом варианты такого прогноза рассчитываются по полученным распределениям концентраций вредных веществ на территории узла и полученным количественным зависимостям между заболеваемостью и состоянием окружающей среды, включая ее климатические особенности и загрязнение атмосферы золой, окислами азота и серы (последние входят в регрессионные уравнения в качестве переменных).
Полученные результаты прогноза показали, в частности, что среднемесячная заболеваемость детей в возрасте 13 лет, проживающих в Лесосибирском промузле, при условии соблюдения технологии очистки вредных выбросов в радиусе до 35 км от источников выбросов будет в мае 14 человек на 1000 жителей, а в радиусе до 70 км - 13 человек на 1000 жителей. В декабре заболеваемость будет соответственно 30 и 29 человек на 1000 жителей.
При нарушении технологии очистки заболеваемость составит в мае соответственно 15 человек на 1000 жителей, а в декабре заболеваемость детей увеличится до 31 человека на 1000 жителей на территории в радиусе до 35 км от источников выбросов и до 30 человек - на территории в радиусе до 70 км.
Значительный рост загрязнения атмосферного воздуха в Лесосибирском узле в связи с возможным размещением и функционированием новых объектов теплоэнергетики (работающих на КАУ) приведет и к росту заболеваемости детского населения болезнями верхних дыхательных путей: до 15-30 случаев на 1 тыс. жителей в месяц или до 260280 случаев на 1 тыс. жителей в год1. Это дает основание считать размещение теплоэлектростанций рассматриваемой мощности в районе Нижнего Приангарья нецелесообразным.
Основные результаты проведенного исследования состоят в следующем:
1) осуществлена реализация предложенного подхода к прогнозированию заболеваемости населения в результате загрязнения окружающей среды и климатических особенностей;
2) выявлены возможные факторные связи между заболеваемостью детского населения и загрязнением окружающей среды;
3) предложен подход к установлению количественных зависимостей между заболеваемостью населения и определяющими ее факторами (климатические особенности территории, загрязнение окружающей среды) и осуществлена его реализация;
4) проведены вариантные расчеты по определению концентраций вредных веществ на территории рассматриваемого промышленного узла с учетом изменений условий очистки выбросов предприятий теплоэнергетики.
В целом, возможное строительство крупных ТЭС в Лесосибирском ПУ в сочетании с предполагаемым в перспективе созданием ряда предприятий лесохимии может привести к загрязнению воздушного бассейна, нанести непоправимый ущерб природной среде окружающего района и создать крайне неблагоприятные условия для проживания населения. Факторами, отрицательно действующими на здоровье населения, будут также выступать комбинированное действие на людей атмосферных выбросов объектов теплоэнергетики и лесохимии и изменение микроклиматических условий в регионе.
1 По данным зарубежных авторов, у исходно здоровых детей вполне объяснимо и допустимо возникновение 6-10 заболеваний органов дыхания на 1 тыс. человек в год (см., например, работу: Лапшин В.Ф., Уманец Т.Р. Профилактика острых респираторных заболеваний верхних дыхательных путей у детей. // Therapia. 2006. - № 2).
