CC BY
47
УДК 577
МЕДИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ КАК ОДИН ИЗ ЭЛЕМЕНТОВ УПРАВЛЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ НА МУНИЦИПАЛЬНОМ УРОВНЕ
© 2008 г И.Н. Нови
The issues of environmental ecological factors impact on medicolemographic indices of population health. The completion of medico-ecological monitoring is based on the optimization of urban territories.
Городская среда, резко отличающаяся по многим физико-географическим параметрам от природных экосистем, подвержена в большей степени воздействию различных типов загрязнения. Поэтому существует необходимость комплексного решения задач муниципального уровня, которые могут быть полезны для решения многих проблем среднего российского города [1].
Прогрессирующее ухудшение среды обитания населенных пунктов в конечном итоге приводит к снижению качества жизни населения. Здоровье населения города зависит от многих факторов, среди которых значительное место занимает состояние окружающей среды. Несмотря на то что биологические, наследственные и социальные факторы оказывают существенно большее воздействие на здоровье человека, исследования показали, что напряженная экологическая ситуация - статистически значимый фактор риска развития многих нозологических заболеваний [2]. Экологическое неблагополучие воздушной среды городов чревато и более отдаленными последствиями. Загрязнение атмосферы чуждыми ей химическим веществами - одна из причин накопления вредных мутаций в организме человека, которые будут наследоваться последующими поколениями. Именно возрастание в крупных городах заболеваемости населения онкологическими, аллергическими и сердечно-сосудистыми болезнями связано со значительным
загрязнением различными токсикантами атмосферного воздуха. Для крупных городов характерны общие признаки:
- измененный (нарушенный) климат - интенсивность солнечной радиации в городе на 20 % ниже, чем в пригороде, выше среднегодовая температура, больше на 10 % количество атмосферных осадков и др.;
- деформированная естественная среда обитания (загрязненный воздух, почвы, воды, не соответствуют гигиеническим требованиям показатели качества питьевой воды и пр.);
ускоренный ритм жизни и напряженная психоэмоциональная обстановка на работе, в транспорте и пр. [3].
В этой связи важнейшим научно-практическим механизмом реализации государственной экологической политики является формирующаяся система экологического мониторинга (мониторинг среда -здоровье). Мониторинг среда-здоровье определяется как система организационно-технических и профилактических мероприятий, обеспечивающих наблюдение за состоянием среды обитания, здоровья населения, их оценку и прогнозирование, а также действий, направленных на выявление, предупреждение и устранение влияния вредных факторов среды обитания (факторов риска) на здоровье населения [4].
Существующая система контроля за состоянием природной среды в больших промышленных городах относится к категории биоэкологического (санитарно-гигиенического) мониторинга, который рассматривается как долгосрочная программа непрерывного сбора информации о состоянии природных экосистем и аг-роландшафтов, находящихся в различных зонах очаговых или фоновых воздействий промышленных и сельскохозяйственных предприятий, селитебных и рекреационных систем. Эти воздействия проходят по «технологическим мостам» через основные компоненты экосистем (воздух, воды, почвы, растения и животных) и вызывают изменения направленности и темпов экологических процессов [5].
Городской биоэкологический мониторинг опирается обычно на данные по техногенным выбросам загрязняющих веществ в атмосферу и водоемы, а также на стандартную (как правило, весьма редкую) сеть точек стационарных и эпизодических наблюдений за концентрацией загрязнителей в окружающей среде. Однако следует признать, что в отношении городских ландшафтов основные задачи биоэкологического, а тем более геосистемного мониторинга решаются крайне недостаточно [6].
В данной статье в качестве объекта исследования принят г. Таганрог со значительным промышленным потенциалом, представленным предприятиями металлургической, приборостроительной, машиностроительной, химической, строительной, легкой и пищевой промышленности. Обобщенные данные свидетельствуют о его сложном экологическом состоянии.
Для экологической оценки состояния населенных пунктов необходима комплексная оценка влияния всех основных источников загрязнения (не исключая при этом изучения каждого из источников в отдельности) на все главные объекты окружающей среды в пределах населенного пункта. При этом следует учитывать все важнейшие факторы, влияющие на поведение химических элементов и их соединений, в том числе и загрязняющих веществ в пределах изучаемой территории.
Наиболее допустимым по исполнению и эффективным по результативности является локальный биоэкологический (социально-гигиенический) мониторинг в пределах города, в задачи которого входит комплексная эколого-социальная оценка территории города, установление приоритетных загрязнителей и определение степени их влияния на заболеваемость и смертность населения.
Методика, позволяющая дать такую оценку, основана на детальном комплексном учете всех наиболее важных факторов, влияющих на особенности поведения химических элементов и их соединений. Это отношение того или иного участка населенного пункта к особенностям техногенной нагрузки (источники загрязнения, объекты загрязнения, барьерные территории); этажность застройки, влияющая на особенности воздушной миграции соединений; комплекс элементов, накапливающийся в городской среде при строительстве; особенности утилизации отходов; комплекс элементов, выбрасываемый при отоплении домов; видовой состав растительности и плотность его посадки, влияющие на особенности
вовлечения элементов и их соединений в биологический круговорот, макрокомпонентный состав почв и окислительно-восстановительная обстановка в них, влияющие на процессы перераспределения соединений в почвах; характер городского рельефа, влияющий на направленность и интенсивность механической миграции; литоло-го-геохимические особенности почвоподстилающих пород, являющихся единственным природным источником поступления элементов в городскую среду.
В Таганроге всего выделено 49 геохимических ландшафтов, каждый из которых характеризуется только ему присущими особенностями поведения загрязняющих веществ. Особенность этих ландшафтов заключалась в том, что в недалеком прошлом все они были биогенными, т.е. в них преобладал биогенный тип миграции. В результате влияния возникшего города преобладающим типом миграции стал техногенный. В связи с этим целесообразно городскую территорию разделить на ландшафты - источники загрязнения и ландшафты - объекты загрязнения. К первым отнесены ландшафты промышленных предприятий и пустырей, ко вторым - жилых зон, детских, учебных и лечебно-оздоровительных заведений, зон отдыха.
Анализ результатов исследований проб, проводившийся центральной аналитической лабораторией ГП «Кольцовгеология» на территории Таганрога по 10 элементам (медь, цинк, свинец, кобальт, никель, марганец, ванадий, хром, олово и стронций), позволил выделить участки аномального накопления в почвах, большинство из которых концентрируются в промышленной и промышленно-транспортной зонах. В последнее время зона с высоким, опасным и чрезвычайно опасным уровнем загрязнения занимает около 13 % территории г. Таганрога. Такая неблагоприятная экологическая обстановка приводит к резкому увеличению различных заболеваний городских жителей.
Глубокие негативные изменения среды обитания человека в результате ее загрязнения различными антропогенными токсинами влекут за собой рост экологически обусловленных заболеваний населения. Вклад распространенных загрязняющих веществ в воздухе (пыль, оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота) приводит к увеличению заболеваемости населения хроническим бронхитом, аллергическими и другими заболеваниями органов дыхания. Особенно велика роль загрязнения атмосферного воздуха в возникновении легочной патологии у детей (от 28 до 45 %) в промышленных регионах страны. Значительная концентрация вредного канцерогена (бенз(а)пирен) приводит к резкому увеличению онкологических заболеваний среди городских жителей. По данным ВОЗ, воздействие химических веществ может являться ведущим фактором в развитии значительного числа болезней человека.
Аналогичная зависимость между загрязнением окружающей среды и заболеваемостью городского населения фиксируется в г. Таганроге. Так, выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников и автотранспорта в 2005 г. составили 45 тыс. т, в том числе от автотранспорта - 36,5 тыс. т (около 83 %). Структура выбросов загрязнителей от всех источников такова: оксид углерода (52 %), диоксид серы (15), твердые вещества (11), оксид азота (10,5 %) [7].
В некоторых городах Ростовской области проводились исследования физических факторов (шум, электромагнитное излучение), причем значительное повышение допустимых уровней шума отмечалось в домах, расположенных на магистралях с интенсивным движением транспорта (Ростов-на-Дону, Батайск, Таганрог). Плохое состояние водоснабжения и канализации привело к опасной санитарно-эпидемической ситуации в крупных городах области, в частности, в Таганроге установлена связь между показателями бактериального и вирусного загрязнения питьевой воды, заболеваемостью населения острыми кишечными заболеваниями и вирусным гепатитом. Также фиксируется прямая корреляционная зависимость (коэффициент корреляции 0,72) между степенью минерализации воды и заболеваемостью органов мочеполовой системы (нефрит, мочекаменная болезнь) среди взрослого населения [7].
На основе анализа имеющихся материалов удалось установить зависимость общей смертности и смертности от различных заболеваний городского населения с учетом экологических условий проживания (таблица). Показатели общей смертности (количество случаев на 100 тыс. чел.) в промышленно-транспортной зоне в 5 раз превышают параметры в чистой зоне, а в промышленной - соответственно в 2 раза. Показатели смертности от ишемической болезни сердца выше в 1,5-3 раза по сравнению с чистой, а в промышленно-транспортной - в 5-7 раз.
Проведено ранжирование территории г. Таганрога по состоянию атмосферного воздуха, питьевого водоснабжения, интенсивности шумового загрязнения, а также с учетом рекреационных ресурсов побережья. В результате выделены эколого-техногенные зоны: относительно удовлетворительная, неудовлетворительная, напряженная, критическая.
В 90-е гг. мониторинговый подход к охране окружающей среды развивался параллельно с созданием системы мониторинга здоровья населения, внедрением автоматизированных геоинформационных систем (ГИС) в практику природопользования, экологического контроля и природоохранной сферы деятельности. Именно в этот период ведущими отечественными и зарубежными научными учреждениями проведено обоснование организационных, информационных и технических аспектов реализации автоматизированных систем применительно к решению задач мониторинга окружающей среды.
В данных исследованиях использовалась подобная ГИС - «ArcView», являющаяся универсальным программным продуктом, предназначенным для использования в областях, связанных с совместной обработкой пространственной и табличной информации. Наиболее рациональной схемой организации баз данных эколого-географического назначения является многослойная структура. При этом базальным слоем является соответствующим образом организованная топогеографическая основа, координирующая любое множество информации, привязанной к отдельным точкам или объектам. Применение данной ГИС дает эффективные возможности хранения информации, доступа к ней, обобщений, анализа, прогнозов и, на-
конец, визуализации информации, т.е. наглядного графического ее представления, в том числе в картографическом виде. Для этой цели наиболее допустимым по исполнению и эффективным по результативности является локальный мониторинг среда-здоровье (медико-экологический мониторинг), в задачи которого входит создание единой базы данных по двум основным показателям: изменения среды обитания населения и состояния здоровья населения. Имея подобный банк данных, можно реализовать сбор, систематизацию, хранение, обработку, оценку, отображение, распространение данных и получение на их основе новой информации и знаний о пространственно-временных явлениях.
Показатели смертности населения от различных заболеваний по эколого-техногенным зонам Таганрога (1999-2005 гг.), количество случаев на 100 тыс. чел.
Эколого-техногенная зона Мужчины Женщины Всего
Общая смертность
Чистая (А) 1117 1071 2118
Транспортная (В) 1581 1440 3021
Промышленная (С) 2299 2107 4406
Промышленно-транспортная (Д) 6032 5357 11389
Ишемическая болезнь сердца
Чистая (А) 167 129 296
Транспортная (В) 269 201 470
Промышленная (С) 334 264 598
Промышленно-транспортная (Д) 1123 731 1854
Злокачественные новообразования
Чистая (А) 174 180 354
Транспортная (В) 232 169 401
Промышленная (С) 316 230 546
Промышленно-транспортная (Д) 1072 907 1979
Для формирования экологического мониторинга в условиях промышленного города, которым является Таганрог выделены три этапа (рисунок):
I. Формирование блока параметров состояния окружающей среды. Анализ фактического состояния среды обитания включал пофакторную и комплексную оценку уровня, структуры и тенденций антропогенной нагрузки. Комплексная антропогенная нагрузка количественно определялась по сумме пофактор-ных оценок, ориентированных на разработанные предельно допустимые концентрации (ПДК, ОДК) или уровни (ПДУ) оцениваемых факторов
II. Организация блока параметров состояния здоровья населения.
При проведении эколого-географического мониторинга, как правило, не удается выбрать абсолютно свободную от антропогенной нагрузки контрольную территорию. В связи с этим оценка реального риска может проводиться только в отношении населения, проживающего на территориях с разностепенной антропогенной нагрузкой и отличающимися природными факторами [8]. Среди геоэкологических факторов риска горожан обычно выделяют уровень атмосфер-
ного загрязнения, качество питьевой воды, почвы, также архитектурно-планировочные структуру городского пространства, определяющие комфорт жизнеобеспечения и являющиеся предметом контроля соответствующих мониторинговых природоохранных и гигиенических ведомств. Для этой цели на основе анализа вышеперечисленных факторов был произведен расчет комплексной антропогенной нагрузки по выделенным эколого-техногенным зонам. Это позволило усовершенствовать метод районирования селитебных территорий индустриально развитого города с одновременным использованием параметров антропогенной нагрузки и природных факторов, участвующих в формировании реального риска здоровью.
III. Организация параметров нормативно-справочной информации. Данный блок включает численность населения в выделенных эколого-техногенных районах, ПДК учитываемых ингредиентов, кадастр предприятий - загрязнителей среды.
К эколого-техногенным районам предлагается отнести выделенные сотрудниками центра Госсанэпиднадзора г. Таганрога следующие территории:
- за чистую зону принята жилая застройка, размещенная на расстоянии не менее 2 км от источников загрязнения атмосферного воздуха и 1 км от главных автомагистралей. К условно чистой зоне наблюдения отнесена значительная часть селитебной территории
Таганрога, где проживает 56,8 % от всего населения города;
- транспортная зона - территория с интенсивным транспортным потоком (более 20 единиц в минуту) и значительным шумовым загрязнением (20,3 % от населения города);
- промышленная зона - территория, размещенная в зоне влияния выбросов в атмосферу вредных веществ, где содержание диоксида серы, серной кислоты, аммиака превышают ПДК (до 4,5 раза 14,9 % населения города);
- промышленно-транспортная - зона влияния транспортных и промышленных выбросов в атмосферу, в которой кроме указанных токсикантов присутствует бенз(а)пирен (проживает 8 % населения Таганрога).
Таким образом, изложенная методика организации и проведения биоэкологического мониторинга (на примере г. Таганрога) может быть использована для разработки биоэкологического мониторинга и системы экологических ограничений хозяйственной деятельности в других крупных городах юга России. При объединении усилий экологов, управленцев и развития компьютерного мониторинга есть возможность создать взаимосвязан0ую и скоординированную систему оперативного, стратегического и тактического планирования оптимизационных мер и выбрать рациональную экологическую политику для улучшения качества городской среды.
Информационный блок (блок данных)
тг
Состояние окружающей среды
состояние атмосферы
качество питьевой воды
_загрязнение почвы
планировочная структура
ландшафтно-. экологические условия
Здоровье населения
"общая рождаемость, смертность, средняя продолжительность жизни в зависимости от места проживания
_ структура заболеваемости и смертности детей (новорожденных, от 1-3 лет, от 4-6 лет
Г
Нормативно-справочная информация
численность населения
- ПДК
кадастр загрязнителей
Програмно-аналитический блок
_ корреляционный анализ — регрессионный анализ
_ прогнозирование экологически зависимых заболеваний
I
Управленческий блок
анализ вариантов воздействия на ситуацию
_ разработка оптимизационных мер
Структурные блоки биоэкологического мониторинга промышленного города [4]
Литература
1. Вронский В.А. Экология: Словарь-справочник. Ростов н/Д, 1997.
2. Сороковикова Н.В. и др. // Изв. РАН. Сер. географ. 2001. № 5. С. 91-98.
3. Экология большого города / Под ред. Е.И. Пупырева. М., 1996.
4. Куролап С.А. // Соросовский образ. журн. 1998. № 6. С. 21-28.
Таганрогский институт управления и экономики
5. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М., 1979.
6. Коломыц Э.Г. и др. Природный комплекс большого города (ландшафтно-геохимический анализ). М., 2000.
7. Состояние окружающей среды г. Таганрога: Сб. ст. Таганрог, 2006.
8. Комплексное определение антропотехногенной нагрузки на водные объекты, почву, атмосферный воздух в районах селитебного освоения: Метод. рекомендации Госкомсан-эпиднадзора РФ от 26 февраля 1996 года № 01-19/17-17.
25 октября 2007 г.
