CC BY
59УДК 502.34
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ АНТРОПОГЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА
АТМОСФЕРУ
Аскарова А.Ж., Аятхан М.А.
Кокшетауский университет им. Абая Мырзахметова (г. Кокшетау, Республика Казахстан)
Аннотация. Вопросы охраны воздушного бассейна. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на заболеваемость среди населения. Особенности проведения экологического мониторинга. Изучены вопросы зависимости повышения загрязненности атмосферного воздуха и роста некоторых заболеваний. Также рассмотрены особенности распространения сверхмелкодисперсных частиц в воздухе и их воздействие на организм человека.
Ключевые слова: загрязнение воздуха, атмосфера, заболеваемость, антропогенная деятельность, охрана воздушного бассейна.
Экологический мониторинг выполняется для наблюдения за источниками и уровнем загрязнений природных объектов: почвы, водного и воздушного бассейнов вредными веществами в результате сбросов или выбросов этих веществ промышленными и транспортными объектами, а также вследствие естественного их образования. Основными задачами экологического мониторинга являются: - наблюдение за источниками и результатами антропогенного воздействия; - наблюдение за состоянием окружающей среды и происходящими в ней изменениями вследствие антропогенного воздействия; - прогноз изменения состояния окружающей среды вследствие антропогенного воздействия.
В последнее время некоторые новые исследования позволили получить представление о загрязнении воздуха в национальном масштабе с использованием методов пространственной интерполяции, основанных на данных, собранных в доступных местах отбора проб, или интерпретации оптической глубины аэрозолей (АОБ) с помощью дистанционного зондирования. Однако на точность оценок концентраций загрязняющих веществ с использованием этих методов влияет множество факторов, включая размер выборки, плотность наземных станций мониторинга, пространственное разрешение изображений дистанционного зондирования загрязняющих веществ в воздухе.
Данные, собранные наземными станциями мониторинга, могут дать гораздо более точные сообщаемые значения загрязнения воздуха. Однако в нескольких исследованиях использовались эти данные из-за общего отсутствия или скудного охвата данных этого типа. В качестве альтернативы, для повышения точности оценок концентрации загрязняющих веществ, модели регрессии землепользования (МРЗ) использовались для оценки уровней загрязнения воздуха в мелком пространственном масштабе с несколькими вспомогательными переменными, такими как растительный покров, тип дороги, объем движения и расстояние до загрязнения. источники [1].
Аналогичным образом, модели МРЗ также ограничены в своей способности предсказывать уровень загрязнения воздуха в национальном масштабе. С другой стороны, хотя об эпизодах непрерывного загрязнения воздуха часто сообщали местные и зарубежные СМИ, и было обнаружено, что они связаны с повышенным риском амбулаторных посещений или госпитализаций в больницу по сравнению с периодом неконцентрированного загрязнения воздуха, прошлые исследования в основном рассматривали загрязнение воздуха как статический процесс, игнорируя устойчивость загрязнения воздуха с динамической точки зрения.
Чтобы лучше понять движущие факторы загрязнения воздуха, многие исследования с точки зрения микроуровня были сосредоточены на распределении источников и химическом составе загрязнения атмосферного воздуха. Это направление исследований выявило вклад различных
источников выбросов или регионов в локальное загрязнение воздуха, но не смогло объяснить пространственные различия в уровнях загрязнения воздуха в разных городах. Таким образом, он не может служить источником информации для региональных и национальных планов смягчения последствий загрязнения воздуха. С макроэкономической точки зрения большое количество исследований выявило связи между уровнями загрязнения воздуха и различными человеческими факторами, включая уровень урбанизации, численность населения, плотность населения, ВВП, ВВП на душу населения, структуру промышленности, потребление энергии и количество автомобили.
Воздействие загрязнения атмосферного воздуха - это установленный детерминант здоровья и болезней. Ученые пришли к выводу, что загрязнение воздуха является основной экологической причиной глобальных заболеваний и преждевременной смерти. Действительно, появляется все больше доказательств того, что загрязнение воздуха связывают не только с неблагоприятными кардиореспираторными эффектами, но и с повышенным риском цереброваскулярных и нервно-психических расстройств. Несмотря на то, что это относительно новая область исследований, в последнее время появляется все больше данных, свидетельствующих о том, что воздействие различных загрязнителей воздуха, в частности мелких частиц, может влиять на центральную нервную систему (ЦНС) и здоровье мозга, тем самым повышая риск инсульта, деменция, болезнь Паркинсона, когнитивная дисфункция, нарушения развития нервной системы, депрессия и другие связанные состояния.
Основные молекулярные механизмы восприимчивости и болезней остаются в значительной степени неуловимыми. Тем не менее, новые данные свидетельствуют о том, что воспаление и окислительный стресс являются решающими факторами в патогенезе заболеваний, вызванных загрязнением воздуха, которые обусловлены усиленным продуцированием провоспалительных медиаторов и активных форм кислорода в ответ на воздействие различных загрязнителей воздуха.
С точки зрения общественного здравоохранения, меры по смягчению последствий являются неотложными для уменьшения бремени болезней и преждевременной смертности от загрязнения окружающего воздуха. обусловлено усиленным производством провоспалительных медиаторов и активных форм кислорода в ответ на воздействие различных загрязнителей воздуха. С точки зрения общественного здравоохранения, меры по смягчению последствий являются неотложными для снижения бремени болезней и преждевременной смертности от загрязнения атмосферного воздуха.
Все шире признается роль загрязнителей окружающей среды как важного детерминанта здоровья. Как недавно было отмечено, что загрязнение воздуха является ведущей экологической причиной болезней и преждевременной смерти [2]. В этих условиях на болезни, вызываемые всеми формами загрязнения, ежегодно приходится 16% смертей в мире, что в 15 раз больше, чем от всех войн и других форм насилия, а также в три раза больше, чем от СПИДа, туберкулеза и малярии вместе взятых. Аналогичным образом, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) пришла к выводу, что 12,6 миллиона преждевременных смертей в год связаны с нездоровой окружающей средой. 8,2 миллиона из них вызваны неинфекционными заболеваниями, при этом сердечно-сосудистые заболевания (включая инсульт) являются здесь самым большим источником бремени здоровья, на которое приходится почти 5 миллионов этих смертей.
Среди всех факторов экологического стресса загрязнение воздуха является наиболее важным фактором риска, а загрязнение атмосферного воздуха из-за воздействия твердых частиц <2,5 мкм (PM2,5) занимает пятое место среди всех глобальных факторов риска для здоровья в 2015 году, что привело к 4,2 миллионам смертей. ежегодно [3]. Это также подтверждается недавними данными ВОЗ, согласно которым 9 из 10 человек во всем мире дышат загрязненным воздухом.
Недавно мы использовали новую функцию соотношения рисков, оценку Глобальной модели воздействия-смертности (GEMM), чтобы рассчитать 8,79 миллиона случаев преждевременной смерти в мире в 2019 году, а также 790 000 дополнительных смертей в год в Европе только из-за воздействия загрязнения воздуха (в основном PM2.5), тем самым указывая на то, что оценки преждевременной смертности с годами растут [3]. Однако, помимо того, что они
являются ведущей причиной глобального бремени неинфекционных заболеваний, включая сердечно-сосудистые заболевания, респираторные заболевания, заболевания обмена веществ и рак, недавние исследования показали неблагоприятное воздействие загрязнителей воздуха, особенно ультратонкой фракции РМ2,5, на организм человека. центральная нервная система (ЦНС) и здоровье мозга.
В этом контексте сверхмелкозернистые частицы (<0,1 мкм) могут перемещаться из легочной системы в ЦНС, пересекая гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) и, в конечном итоге, достигать головного мозга, вызывая патофизиологические изменения в ЦНС из-за физических характеристик сама частица (относительно большая реактивная поверхность) или токсичные соединения, которые связаны с частицами. Эти механизмы могут способствовать развитию цереброваскулярных и неврологических расстройств, таких как инсульт, деменция и болезнь Паркинсона.
Все больше данных свидетельствует о том, что нейровоспаление и церебральный оксидативный стресс являются ключевыми факторами во взаимосвязи между загрязнением воздуха и цереброваскулярными и неврологическими расстройствами, что обусловлено усилением производства провоспалительных медиаторов и активных форм кислорода (АФК) в ответ на воздействие загрязнителей воздуха. Здесь мы предоставляем обновленный обзор воздействия загрязнителей воздуха на цереброваскулярные, неврологические и психические расстройства, а также патофизиологические данные исследований на людях и животных, посвященные путям воспалительного и окислительного стресса.
Загрязнение воздуха - это гетерогенная смесь различных компонентов, возникающая в результате сложного взаимодействия множества выбросов и химических реакций. Эта смесь включает твердые частицы и жидкие капли, взвешенные в воздухе, например РМ2,5, которые могут включать органический углерод (ОС), элементарный или черный углерод (ЕС), нитраты, сульфаты и металлы (например, железо, ванадий, никель, медь и марганец), а также газы (например, озон приземного уровня ^з), оксид углерода (CO), диоксид серы (SO2), оксиды азота (КОх) газообразные органические соединения (например, нелетучие органические соединения метана (ЛОС), полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и полихлорированные бифенилы (ПХБ)), бактериальные эндотоксины (в основном связанные с твердыми частицами или жидкими аэрозолями) [3].
В городской среде более 90% массы загрязняющих веществ составляют газы или парофазные соединения, в то время как частицы, образующиеся в результате антропогенного горения, вызывают особую озабоченность с точки зрения общественного здравоохранения из-за их потенциальной системной токсичности из-за таких особенностей, как высокое содержание частиц, высокое отношение площади поверхности к массе, потенциал воспалительного и окислительного стресса, а также нерастворимые компоненты, приводящие к легкому дистальному проникновению в дыхательные пути и системному проникновению.
Типы атмосферных частиц включают крупные частицы с аэродинамическим диаметром от 2,5 до 10 мкм (РМ10), мелкие частицы диаметром менее 2,5 мкм (РМ2,5) и сверхмелкозернистые частицы диаметром менее 0,1 мкм (РМ0,1), взаимосвязанное с общим представлением о том, что более мелкие частицы могут иметь более сильное воздействие на здоровье, чем более крупные частицы. Существует четыре основных типа источников загрязнения воздуха ископаемым топливом и сжиганием биомассы, а промышленность, сельское хозяйство и переносимая ветром пыль также являются преобладающими источниками мелких частиц в воздухе.
Кроме того, важно отметить, что, помимо интенсивности выбросов, связанных, например, с количеством сожженного топлива, количеством животных в животноводстве, уровнями промышленного производства, пройденными расстояниями или аналогичными данными о деятельности, на загрязнение воздуха сильно влияют климат и погодные условия. Например, такие факторы, как направление и скорость ветра, стабильность атмосферы и солнечная радиация, являются важными детерминантами пространственного (мелкие частицы могут перемещаться более чем на 100 км от места своего образования) и временных изменений в загрязнителях воздуха с некоторыми из наиболее агрессивных из них генерируются в жаркие периоды с высоким УФ-
индексом. Интересно отметить, что загрязнение воздуха и изменение климата влияют друг на друга посредством сложных взаимодействий в атмосфере, которые, в свою очередь, влияют на здоровье населения. При этом возрастающие уровни загрязнителей, таких как сульфат и O3, могут изменять энергетический баланс атмосферы и поверхности земли, что приводит к изменению климата, изменяющему физическое и химическое состояние атмосферы [ 14 ].
Библиографический список
1. Берлянд М.Е. Прогноз и регулирование загрязнения атмосферы. - М.: Beezix, Inc. 2011. -
307 c.
2. Браун И.А. Слово о главных переменах атмосферы и о предсказании их. - М.: Книга по Требованию, 2012. - 877 c.
3. Тулайкова Т.В., Амирова С. Р. Возможность эффективной очистки свободной атмосферы от CO2. - М.: Физматкнига, 2012. - 100 c.
Аскарова Аниза Жумабековна, магистрант, Кокшетауский университет им.Абая Мырзахметова (Республика Казахстан, г. Кокшетау).
Аятхан М.А., доктор биологических наук., профессор Кокшетауский университет им.Абая Мырзахметова (Республика Казахстан, г. Кокшетау).
e-mail: ivanov107@mail.ru
© А.Ж.Аскарова, М.А. Аятхан
Дата поступления статьи: 10.02.2021
