ИНТЕГРАЛЬНАЯ ЭКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕРРИТОРИИ РЕГИОНА

ИНТЕГРАЛЬНАЯ ЭКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕРРИТОРИИ РЕГИОНА

Научная статья

Марцев А.А.*

ORCID: 0000-0002-3572-9163,

Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, Владимир, Россия

* Корреспондирующий автор (MartsevAA[at]yandex.ru)

Аннотация

Целью настоящего исследования было разработать методику интегральной оценки эколого-гигиенического состояния окружающей среды и ее отдельных показателей и апробировать ее на уровне отдельного региона Российской Федерации - Владимирской области, в первую очередь, применительно к качеству жизни человека. В основу работы положены данные официальных статистических источников Администрации Владимирской области, ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Владимирской области» за 2001 - 2015 гг., а также собственных исследований о состоянии окружающей среды (качество атмосферного воздуха, воды централизованного снабжения и почвы) региона. В результате исследования были выявлены территории с относительно благополучной и относительно неблагополучной экологической обстановкой. Анализ качества окружающей среды и применение методики интегральной ее оценки, позволили провести ранжирование территории региона по степени эколого-гигиенического благополучия.

Ключевые слова: заболеваемость населения, качество окружающей среды, интегральный показатель.

AN INTEGRAL ECOLOGICAL AND HYGIENIC ASSESSMENT OF A REGION

Research article

Martsev A.A.*

ORCID: 0000-0002-3572-9163,

Vladimir State University, Vladimir, Russia

* Corresponding author (MartsevAA[at]yandex.ru)

Abstract

The purpose of this study was to develop a methodology for the integrated assessment of the ecological and hygienic state of the environment and its individual indicators, primarily, the quality of life and to test it at the level of a single region of the Russian Federation, Vladimir Oblast. The study is based on the data of the official statistical sources of the Administration of Vladimir Oblast, the Federal Budgetary Institution Center of Hygiene and Epidemiology in Vladimir Oblast for the period from 2001 to 2015, as well as original research on the state of the environment in the region (the quality of air, centralized water supply, and soil). As a result, the research identifies territories with relatively favorable and relatively unfavorable ecological situations respectively. The analysis of the quality of the environment and the application of the integrated assessment methodology made it possible to rank the territory of the region according to the degree of ecological and hygienic condition.

Keywords: population morbidity, environmental quality, integral indicator.

В настоящее время загрязнение окружающей среды и влияние ее факторов на состояние здоровья населения является одной из самых актуальных проблем науки. Большое количество исследований, посвященных данной теме [3], обращают внимание на наличие болезней, инициированных вредным воздействием окружающей среды. Притом речь идет как об избытке поступления в организм биологически активных химических веществ, так и об их недостатке. Сохранение здоровья нации является главной задачей общественного развития, что и обусловливает значимость теоретических и практических разработок в области проблемы влияния факторов среды на состояние здоровья населения и определяет необходимость проведения научных исследований и выработку соответствующих рекомендаций.

Формирование патологий населения в связи с техногенным загрязнением окружающей среды в ряде регионов страны достигает критических значений. Приоритетными экологическими факторами риска для здоровья населения принято считать загрязнение атмосферного воздуха, питьевой воды и почвы [2], [3], [5].

В большинстве опубликованных исследований отражен анализ влияния отдельных факторов риска на патогенез нозологических форм. Однако, в последнее время, появляются исследования медико-экологического направления, стремящиеся использовать не отдельные показатели, а полные характеристики качества окружающей среды относительно ее влияния на состояние здоровья населения. В связи с этим, для определения эколого-гигиенического состояния среды и ее влияния на здоровье населения, нами поставлена задача разработки комплексной методики интегральной оценки состояния окружающей среды, в частности на региональном уровне.

Цель исследования - разработка и апробирование интегральной эколого-гигиенической характеристики состояния окружающей среды и ее отдельных компонентов применительно к качеству жизни человека на уровне отдельного региона Российской Федерации.

Материалы и методы

Объектом настоящего исследования является эколого-гигиеническое состояние окружающей среды (ОС) Владимирской области. В основу работы положены данные официальных статистических источников Администрации Владимирской области, ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Владимирской области» за 2001 - 2015 гг., а также собственных исследований, проведенных на базе кафедры биологии и экологии ВлГУ, о состоянии окружающей среды (качество атмосферного воздуха, воды централизованного снабжения и почвы) региона. Статистическую обработку массива данных проводили в программах Statistica и Microsoft Excel.

Методический подход к оценке качества ОС основывается на научных исследованиях Т.А. Трифоновой [6], В.С. Тикунова [7], [8], С.А, Куролапа [9], С.В. Ермолаевой [10] и др. и выглядит следующим образом:

1. Формирование базы данных за 15 летний период (2001-2015 гг.) по основным критериям качества ОС для каждого района области: загрязнение атмосферного воздуха автотранспортом и стационарными источниками (среднемноголетние коэффициенты эмиссионной нагрузки Саета на человека (тонн/чел.) и на площадь территории (тонн/км²)); удельный вес проб воды централизованного снабжения, не отвечающих гигиеническим требованиям по санитарно-химическим и по микробиологическим показателям; удельный вес проб почв селитебных зон, не отвечающих гигиеническим требованиям по микробиологическим показателям.
2. Расчет коэффициентов (индексов) критериев качества ОС для каждого района области:

‒ Индекс загрязнения атмосферного воздуха из перерасчета на одного человека I(A/p) по формуле:

 

где Epi - среднемноголетний коэффициент эмиссионной нагрузки при перерасчете на одного человека для i-района области;

Σp - среднеобластной коэффициент эмиссионной нагрузки при перерасчете на одного человека.

‒ Индекс загрязнения атмосферного воздуха из перерасчета на площадь территории I(A/s) по формуле:

где Esi - среднемноголетний коэффициент эмиссионной нагрузки при перерасчете на площадь территории для i-района области;

Σs - среднеобластной коэффициент эмиссионной нагрузки при перерасчете на одного человека.

‒ Индекс показателей удельного веса проб воды источников централизованного питьевого водоснабжения, не отвечающих гигиеническим требованиям по санитарно-химическим показателям, I (W)с‒х:

где Whi – среднегодовое значение удельного веса проб воды источников централизованного питьевого водоснабжения i-района, не отвечающих гигиеническим требованиям по санитарно-химическим показателям;

Σh – среднеобластной показатель среднегодовых значений удельного веса проб воды источников централизованного питьевого водоснабжения, не отвечающих гигиеническим требованиям по санитарно-химическим показателям;

‒ Индекс показателей удельного веса проб воды источников централизованного питьевого водоснабжения, не отвечающих гигиеническим требованиям по микробиологическим показателям, I(W)м‒б:

где Wmi – среднегодовое значение удельного веса проб воды источников централизованного питьевого водоснабжения i-района, не отвечающих гигиеническим требованиям по микробиологическим показателям;

Σm – среднеобластной показатель среднегодовых значений удельного веса проб воды источников централизованного питьевого водоснабжения, не отвечающих гигиеническим требованиям по микробиологическим показателям;

‒ Индекс показателей удельного веса проб почвы селитебных зон, не отвечающих гигиеническим требованиям по микробиологическим показателям, I(S)с-х:

где Si – среднегодовое значение удельного веса проб почвы i-района, не отвечающих гигиеническим требованиям по микробиологическим показателям;

Σ – среднеобластной показатель среднегодовых значений удельного веса проб почвы, не отвечающих гигиеническим требованиям по микробиологическим показателям.

В методику не был включен показатель удельного веса проб почвы селитебных зон, не отвечающих гигиеническим требованиям по санитарно-химическим показателям. Мы считаем, что он повторял бы показатель загрязнения атмосферного воздуха.

3. Преобразование районных коэффициентов критериев качества ОС в ранги. В зависимости от значения коэффициента критерия качества ОС, району присваивался одни из следующих рангов: "-1", что соответствует значению коэффициента критерия ниже среднеобластного показателя (относительно удовлетворительное качество критерия ОС); "0", что соответствует значению коэффициента критерия равному среднеобластному показателю; "1", что соответствует значению коэффициента критерия выше среднеобластного показателя (относительно неудовлетворительное качество критерия ОС). В исключительных случаях, когда значение коэффициента критерия значительно превышал среднеобластное значение, району присваивался ранг "2" (критическое качество критерия ОС) или выше, в зависимости от степени превышения.

Т.к. коэффициент любого критерия среднеобластного значения всегда равен 1, то шаг для ранжирования (количество шагов равно количеству рангов) рассчитывался по следующей формуле:

 

Где  — это минимальное значение индекса в регионе.

Диапазоны значений, соответствующих ранговым показателям критериев ОС представлены в таблице 1.

4. Суммирование рангов всех критериев и получение интегрального показателя качества ОС. Диапазон значений интегрального показателя ОС конкретного района определяется количеством критериев. Районы, имеющие наиболее низкий интегральный показатель будут характеризоваться относительно благополучной эколого-гигиенической обстановкой и наоборот.

Результаты и обсуждение

Используя описанный выше методический подход, было проведено ранжирование административных районов области по эколого-гигиеническим показателям. По сумме рангов были получены интегральные показатели, отражающие эколого-гигиеническую обстановку в регионе. Результаты анализа представлены в таблице 2.

 

Таблица 1 – Диапазон значений и ранг коэффициентов критериев ОС

Индекс критерия ОС	"-1" ‒ относительно удовлетвори-тельное качество критерия ОС	"0" ‒ среднеобластное значение критерия ОС	"+1" ‒ относительно неудовлетво-рительное качество критерия ОС	от "+2" ‒ критическое качество критерия ОС
	0,761 - 0,92	0,921 - 1,081	1,082 - 1,242	> 1,242
	0,231 - 0,744	0,745 - 1,258	1,259 - 1,772	> 1,772
	0,12 - 0,71	0,72 - 1,31	1,32 - 1,91	> 1,91
	0,333 - 0,778	0,779 - 1,224	1,225 - 1,67	> 1,67
	0 - 0,703	0,704 - 1,299	1,3 - 1,895	> 1,895

 

Таблица 2 – Фактические значения частных коэффициентов критериев и интегрального показателя качества ОС

Районы						Σ рангов
Александровский	0,827	1,023	0,892	0,353	0,108	-3
Вязниковский	1,075	0,723	0,37	0,944	1	-2
Гороховецкий	1,682	0,539	2,049	1,252	1	4
Гусь-Хрустальный Хрустальный	1,208	0,562	1,256	0,641	0	-2
Камешковский	0,84	0,485	1,814	1,921	2,513	3
Киржачский	1,176	0,839	1,28	0,469	0	-1
Ковровский	0,761	1,451	0,719	1,354	1,443	2
Кольчугинский	0,991	0,878	1,757	0,752	0,846	0
Меленковский	1,016	0,324	1,179	0,468	0,471	-3
Муромский	1,137	2,874	0,657	0,333	0,345	0
Петушинский	0,873	0,692	0,157	0,567	0,207	-5
Селивановский	0,848	0,231	0,12	1,195	0,681	-4
Собинский	1,253	0,894	1,537	1,146	1,728	4
Судогодский	1,142	0,401	1	0,439	0	-3
Суздальский	1,01	0,789	1,622	1,348	1,202	2
Юрьев-Польский	1,129	0,438	1,377	2,148	0,915	3
г.Владимир	0,963	90,897	0,844	1,412	1,177	5

 

Согласно проведенному исследованию установлено, что наиболее благоприятные эколого-гигиенические условия, относительно остальных в регионе, для проживания населения наблюдаются в Петушинском районе, где значения всех пяти анализируемых критериев ОС являются относительно удовлетворительными (общий ранг "-5"). Наиболее неблагоприятным, с точки зрения эколого-гигиенических условий для проживания населения оказался областной центр, однако, это произошло из-за критического значения критерия I(A/s). За счет одновременно самого большого в регионе количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и относительно небольшой площади территории, данный критерий оказался в 90 раз выше среднеобластного значения.

Выше представленная методика не учитывает весовые значения критериев среды, применение которых видится разумным. Однако, стоит отметить, что на разных территориях вклад факторов среды может быть различным, поэтому данные коэффициенты должны определяться эмпирическим путем в частном порядке. Представленная методика может быть актуализирована под конкретную территорию.

Заключение

Анализ качества окружающей среды и применение методики интегральной ее оценки, позволили провести ранжирование территории Владимирской области по степени эколого-гигиенического благополучия. Данная типизация административных территорий с выявлением конкретных локальных экологических проблем может способствовать принятию актуальных административно-управленческих решений в области социально-гигиенического мониторинга на региональном уровне.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

Список литературы / References

1. Zakharov V.M. Role of assessment of the health of the environment for characterizing the impact of environmental factors on human health (assessment of health of humans and the environment: possible approaches) /M. Zakharov, B.A. Revich, I.E. Trofimov // Russian Journal of Developmental Biology. 2018. Vol. 49, № 1. P. 12-17.
2. Трифонова Т.А. Оценка влияния загрязнения атмосферного воздуха на заболеваемость населения Владимирской области / Т.А. Трифонова, А.А. Марцев // Гигиена и санитария. 2015. Т. 94, № 4. С.14-18.
3. Клейн С.В. Приоритетные факторы риска питьевой воды и связанный с этим экономический ущерб / С.В. Клейн, С.А. Вековшинина, А.С. Сбоев // Гигиена и санитария. 2016. Т. 95, № С. 10-14.
4. Трифонова Т.А. Газовоздушные выбросы стеклотарного производства как фактор риска здоровью населения / Т.А. Трифонова, А.А. Марцев, О.Г. Селиванов // Теоретическая и прикладная экология. - 2020. - №4. - С. 155-161.
5. Трифонова Т.А. Гигиеническая оценка содержания фтора в воде централизованного водоснабжения владимирской области / Т.А. Трифонова, А.А. Марцев, О.Г. Селиванов и др. // Гигиена и санитария. 2019. Т. 98. № 7. С. 701-706.
6. Селиванова Н.В. Медико-экологическое районирование территории владимирского региона / Н.В. Селиванова, Т.А. Трифонова, А.Н. Краснощеков и др. // Вестник международной академии наук (русская секция). 2011. № С. 80-81.
7. Тикунов В.С. Интегральная оценка и картографирование экологической ситуации в регионах Российской Федерации / В.С. Тикунов, О.Ю. Черешня // Геодезия и картография. 2017. Т. 78. № С. 6-16.
8. Тикунов В.С. Индекс загрязнения и индекс напряженности экологической ситуации в регионах Российской Федерации / В.С. Тикунов, О.Ю. Черешня // Теоретическая и прикладная экология. 2017. № 3. С. 34-38.
9. Куролап С.А. Интегральная оценка и типизация территории Воронежской области по уровням экологических рисков для населения / С.А. Куролап, О.В. Клепиков // В сборнике: Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и на сопредельных территориях. Материалы VII Международной научной конференции (памяти проф. Петина А.Н.). 2017. С. 173-175.
10. Ермолаева С.В. Интегральная оценка качества окружающей среды территории Ульяновской области / С.В. Ермолаева, В.В. Клочков, Е.О. Иванов // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2014. № 3 (29). С. 26-31.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Zakharov V.M. Role of assessment of the health of the environment for characterizing the impact of environmental factors on human health (assessment of health of humans and the environment: possible approaches) /M. Zakharov, B.A. Revich, I.E. Trofimov // Russian Journal of Developmental Biology. 2018. Vol. 49, № 1. P. 12-17.
2. Trifonova T. A. Ocenka vlijanija zagrjaznenija atmosfernogo vozduha na zabolevaemost' naselenija Vladimirskoj oblasti [Assessment of the influence of atmospheric air pollution on the morbidity of the population of the Vladimir region] / T. A. Trifonova, A. A. Martsev // Gigiena i sanitarija [Hygiene and Sanitation]. 2015. Vol. 94, no. 4. p. 14-18. [in Russian]
3. Klein S. V. Prioritetnye faktory riska pit'evoj vody i svjazannyj s jetim jekonomicheskij ushherb [Priority risk factors for drinking water and related economic damage] / S. V. Klein, S. A. Vekovshinina, A. S. Glushev // Gigiena i sanitarija [Hygiene and Sanitation]. 2016. Vol. 95, no. 1. pp. 10-14. [in Russian]
4. Trifonova T. A. Gazovozdushnye vybrosy steklotarnogo proizvodstva kak faktor riska zdorov'ju naselenija [Gas-air emissions of glass-container production as a risk factor for public health] / T. A. Trifonova, A. A. Martsev, O. G. Selivanov // Teoreticheskaja i prikladnaja jekologija [Theoretical and Applied Ecology]. - 2020. - No. 4. - pp. 155-161. [in Russian]
5. Trifonova T. A. Gigienicheskaja ocenka soderzhanija ftora v vode centralizovannogo vodosnabzhenija vladimirskoj oblasti [Hygienic assessment of the content of fluoride in the water of centralized water supply in the Vladimir region] / T. A. Trifonova, A. A. Martsev, O. G. Selivanov et al. // Gigiena i sanitarija [Hygiene and Sanitation]. 2019. Vol. 98. No. 7. pp. 701-706. [in Russian]
6. Selivanova N. V. Mediko-jekologicheskoe rajonirovanie territorii vladimirskogo regiona [Medico-ecological zoning of the territory of the Vladimir region] / N. V. Selivanova, T. A. Trifonova, A. N. Krasnoshchekov, et al. // Vestnik mezhdunarodnoj akademii nauk (russkaja sekcija) [Bulletin of the International Academy of Sciences (Russian section)]. 2011. No. 2. pp. 80-81. [in Russian]
7. Tikunov V. S. Integral'naja ocenka i kartografirovanie jekologicheskoj situacii v regionah Rossijskoj Federacii [Integral assessment and mapping of the ecological situation in the regions of the Russian Federation] / V. S. Tikunov, O. Yu. Chereshnya // Geodezija i kartografija [Geodesy and cartography]. 2017. Vol. 78. no. 6. pp. 6-16. [in Russian]
8. Tikunov V. S. Indeks zagrjaznenija i indeks naprjazhennosti jekologicheskoj situacii v regionah Rossijskoj Federacii [Index of pollution and index of tension of the ecological situation in the regions of the Russian Federation] / V. S. Tikunov, O. Yu. Chereshnya // Teoreticheskaja i prikladnaja jekologija [Theoretical and applied ecology]. 2017. No. 3. pp. 34-38. [in Russian]
9. Kurolap S. A. Integral'naja ocenka i tipizacija territorii Voronezhskoj oblasti po urovnjam jekologicheskih riskov dlja naselenija [Integral assessment and typification of the territory of the Voronezh region according to the levels of environmental risks for the population] / S. A. Kurolap, O. V. Klepikov // V sbornike: Problemy prirodopol'zovanija i jekologicheskaja situacija v Evropejskoj Rossii i na sopredel'nyh territorijah. Materialy VII Mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii (pamjati prof. Petina A.N.) [In the collection: Problems of nature management and the ecological situation in European Russia and in adjacent territories. Proceedings of the VII International Scientific Conference (in memory of Prof. Petina A. N.)]. 2017. pp. 173-175. [in Russian]
10. Ermolaeva S. V. Integral'naja ocenka kachestva okruzhajushhej sredy territorii Ul'janovskoj oblasti [Integral assessment of the environmental quality of the territory of the Ulyanovsk region] / S. V. Ermolaeva, V. V. Klochkov, E. O. Ivanov // Vektor nauki Tol'jattinskogo gosudarstvennogo universiteta [Vector of Science of Tolyatti State University]. 2014. No. 3 (29). pp. 26-31. [in Russian]