THE IMPACT OF PRIORITY AIR POLLUTANTS ON THE HEALTH OF THE POPULATION OF THE KUYBYSHEV DISTRICT IN THE CITY OF SAMARA, SAMARA OBLAST

ВЛИЯНИЕ ПРИОРИТЕТНЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ КУЙБЫШЕВСКОГО РАЙОНА ГОРОДА САМАРА САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ

Научная статья

Мякишева Ю.В.¹, Павлов А.Ф.^2, *, Родионова Г.Н.³, Михайлюк Н.А.⁴

¹ ORCID: 0000-0003-0947-511X;

² ORCID: 0000-0002-0614-7914;

³ ORCID: 0000-0001-9226-0384;

⁴ ORCID: 0000-0002-8234-6552;

^{1, 2} Самарский государственный медицинский университет, Самара, Россия;

³ Самарский государственный социально-педагогический университет, Самара, Россия;

⁴ ООО «Поволжский научно-технический центр «САМЭКО», Самара, Россия

* Корреспондирующий автор (andrey_f_pavlov[at]mail.ru)

Аннотация

Атмосфера – важный компонент, который необходим для всего живого. Загрязнение атмосферы одна из актуальных проблем современности. На территории города Самара расположено немало промышленных объектов. Население, проживающее вблизи этих объектов, подвергается патогенному воздействию загрязнителей на организм человека, что способствует формированию заболеваний различных систем органов; со стороны органов дыхания учащаются факты диагностики бронхитов, бронхиальной астмы, пневмоний, хронической обструктивной болезни легких, а также онкологических новообразований; со стороны центральной нервной системы – различной этиологии неврастений, патологии головного мозга, повышенной возбудимости медиаторов; со стороны сердечно-сосудистой системы – тахикардии, гипертонические болезни сердца, миокардиты и перикардиты; со стороны репродуктивной системы – нарушение гаметогенеза и эмбриогенеза, возникновение мутаций, выкидышей и иных патологий развития плода.

В данной статье приводится анализ уровней канцерогенного риска и риска развития не канцерогенных эффектов у населения, проживающего на территории Куйбышевского района города Самара, в зависимости от приоритетных загрязнителей атмосферного воздуха.

Ключевые слова: атмосфера, здоровье населения, ксенобиотики, формирование риска.

THE IMPACT OF PRIORITY AIR POLLUTANTS ON THE HEALTH OF THE POPULATION OF THE KUYBYSHEV DISTRICT IN THE CITY OF SAMARA, SAMARA OBLAST

Research article

Myakisheva Yu.V.¹, Pavlov A.F.^2, *, Rodionova G.N.³, Mikhaylyuk N.A.⁴

¹ ORCID: 0000-0003-0947-511X;

² ORCID: 0000-0002-0614-7914;

³ ORCID: 0000-0001-9226-0384;

⁴ ORCID: 0000-0002-8234-6552;

^{1, 2} Samara State Medical University, Samara, Russia;

³ Samara State University of Social Sciences and Education, Samara, Russia;

⁴ Volga Scientific and Technical Center SAMEKO LLC (OOO "Povolzhskiy nauchno-tekhnicheskiy tsentr "SAMEKO"), Samara, Russia

* Corresponding author (andrey_f_pavlov[at]mail.ru)

Abstract

The atmosphere is an important component necessary for all living things. Atmospheric pollution is one of the more urgent problems of our time. There are many industrial facilities located in the city of Samara. The population living near these objects is exposed to the pathogenic effects of pollutants on the human body, which contributes to the formation of diseases of various organ systems; in the respiratory system, the diagnosis of bronchitis, bronchial asthma, pneumonia, chronic obstructive pulmonary disease, as well as oncological neoplasms are becoming more frequent; the central nervous system is noted to have various etiologies of neurasthenia, brain pathology, increased excitability of mediators; the cardiovascular system is observed to have increased cases of tachycardia, hypertensive heart diseases, myocarditis, and pericarditis; the reproductive system is observed to have gametogenesis and embryogenesis disorders, the occurrence of mutations, miscarriages and other pathologies of fetal development.

This article analyzes the levels of carcinogenic risk and the risk of developing non-carcinogenic effects in the population living in the Kuibyshev district of the city of Samara, depending on the priority pollutants of atmospheric air.

Keywords: atmosphere, public health, xenobiotics, risk formation.

Введение

Воздух является важным компонентом окружающей среды, представляющий собой смесь газов и аэрозолей нижних слоев атмосферы. Ежегодно выбрасывается около 1 км³ пылевых частиц искусственного происхождения [2], [10].

На территории Самарской области расположено немало промышленных предприятий, продукты распада выбросов которых загрязняют атмосферный воздух. Среди них: АО «Самаранефтегаз», АО «Куйбышевский нефтеперерабатывающий завод», АО «Самаранефтепродукт», АО «ЗТИ», ПАО «Куйбышев Азот», ПАО «Тольяттиазот», АО «Тольяттисинез», ЗАО «Мегапласт», ООО «ПластикС», АО «Новокуйбышевская нефтехимическая компания», Новокуйбышевский филиал ООО «БИАКСПЛЕН». При выбросах побочных продуктов этих веществ, можно встретить следы таких веществ как серная кислота, бензол, бенз(а)пирен, изопрен, аммиак, азотная кислота, ортофосфорная кислота, предельные углеводороды ряда С1-С16, диоксиды углерода и азота [1], [3], [5]. Эти соединения аккумулируются в атмосфере и оказывают токсичное воздействие на организм населения. В первую очередь страдают барьерные органы (органы дыхания и почки), центральная нервная система, так как она уязвима воздействию внешних раздражителей, видимые слизистые, например, глаза, кожа.

В качестве объекта исследования выбран атмосферный воздух Куйбышевского района крупного промышленного центра города Самара.

По данным клинических наблюдений, у населения, проживающего в близко расположенных районах к промышленным объектам (Куйбышевский район города Самары), наблюдаются такие заболевания как частые конъюнктивиты, бронхиты, которые переходят в бронхиальную астму, поражение ЦНС, а также проявление различных кожных и нефрологических заболеваний, нарушения в онтогенезе и развитие онкологических новообразований [3], [6], [7], [8].

В связи с этим, целью работы является проведение анализа влияния приоритетных загрязнителей атмосферного воздуха на здоровье населения города Самара на примере Куйбышевского района.

Задачи:

• оценить возможные потенциальные эффекты на здоровье населения с учетом прогнозируемых уровней загрязнения атмосферного воздуха от выявленных основных источников;
• определить уровни канцерогенного риска и риска развития не канцерогенных эффектов у населения, проживающего на территориях района с высокой степенью антропотехногенной нагрузки.

Материалы и методы исследования

На первом этапе исследования, проводилась идентификация опасности: выявление потенциально вредных факторов, достаточность и надежность имеющихся данных об уровнях загрязнения различных объектов окружающей среды; составление перечня приоритетных химических веществ, обладающих канцерогенными и не канцерогенными эффектами, подлежащих последующей характеристике риска.

Проведён отбор проб воздуха (в количестве 7858 штук) и анализ аккредитованными лабораториями и специализированными службами (ФГБУ «Приволжское УГМС», ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии по Самарской области») на аналитическом оборудовании методами хроматографического, электрохимического и фотометрического анализа. За основу при проведении идентификации опасности выбросов были приняты величины суммарных выбросов от ведущих предприятий, расположенных в промышленном узле г. Самара, в т/год.

На следующем этапе проведена оценка риска для здоровья населения, которая осуществлялась в соответствии с рекомендациями «Руководства по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» [10]. После проведения анализа риска здоровью были обобщены полученные результаты, сгруппированы уровни канцерогенного и неканцерогенного рисков по путям передачи органам-мишеням загрязняющих веществ.

Статистическую обработку полученных данных выполняли с использованием пакета специализированных программ. 

Результаты исследования и их обсуждение.

По результатам установления приоритетных загрязнителей, дающих наибольший вклад в загрязнение атмосферного воздуха района с высокой степенью антропотехногенной нагрузки, проводился анализ моделирования рассеяния выбросов и рассчитывались уровни острого и хронического не канцерогенного риска, канцерогенного риска и суммарный риск для здоровья населения [3], [2]. Полученные данные представлены на рисунках 1-4.

В настоящее время, имеются данные, что на территориях, примыкающих к нефтеперерабатывающим предприятиям, наиболее существенными являются только острые и хронические не канцерогенные риски для органов дыхания и центральной нервной системы [1], [2]. Как показали расчеты: острый и хронический не канцерогенный риск как для органов дыхания, так и для ЦНС имеет величины менее 1, поэтому его можно квалифицировать как приемлемое значение. С учетом того, что рассчитывался суммарный риск от вкладов нескольких загрязнителей, адекватным порогом приемлемости для этого считается риск, равный 3, который также оценивается, как приемлемый. Значения риска для органов дыхания и центральной нервной системы сопоставимы. Значительный вклад в риск развития заболеваний для органов дыхания вносит диоксид серы и серная кислота, для ЦНС – в основном предельные углеводороды С1-С5, предельные углеводороды С6-С10, предельные углеводороды С12-С19.

Рис. 1 – Уровни острого неканцерогенного риска здоровью населения по приоритетным загрязняющим веществам и суммарно для заболеваний ЦНС

Рис. 2 – Уровни острого неканцерогенного риска здоровью населения по приоритетным загрязняющим веществам и суммарно для заболеваний органов дыхания

Рис. 3 – Уровни хронического неканцерогенного риска здоровью населения по приоритетным загрязняющим веществам и суммарно для заболеваний ЦНС

Рис. 4 – Уровни хронического неканцерогенного риска здоровью населения по приоритетным загрязняющим веществам и суммарно для заболеваний органов дыхания

Рис. 5 – Уровни канцерогенного риска для здоровья населения по приоритетным загрязняющим веществам и суммарно

 

Рассчитанный индивидуальный канцерогенный риск для здоровья населения района с высокой степенью антропотехногенной нагрузки для отдельных загрязняющих веществ, а также суммарный канцерогенный риск представлены на рисунке 5. Основной вклад в его формирование вносят вещества: бензол, пропилен, хром, этилбензол, бенз(а)пирен.

Таким образом, по результатам проведенной оценки аэрогенного риска здоровью населения Куйбышевского района г.о. Самара полученные нами значения характеризуются как приемлемые. Однако, при одновременном присутствии в воздухе различных поллютантов создаётся неблагоприятный фон комбинированного воздействия на организм, который приводит к развитию экологически обусловленных заболеваний. Ориентирование на уровни по отдельным вредным примесям не отражает в полной мере реального их неблагоприятного воздействия с учётом возможной суммации или потенцирования. В связи с этим перспективным является проведение многосредовой оценки риска здоровью населения.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

 

Список литературы / References

1. Ляпкало А.А. Влияние скорости и направления ветра на уровень загрязнения атмосферного воздуха города продуктами сгорания топлива / А.А. Ляпкало, А.А. Дементьев, А.М. Цурган // Фундаментальные исследования №7-1. - Пенза: Издательский Дом "Академия Естествознания", 2013. – С. 125-129.
2. Ляпкало А.А. Мониторинг качества атмосферного воздуха областного центра / А.А. Ляпкало, А.А. Дементьев, А.М. Цурган // Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова Том 21, №4. - Рязань: Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова, 2013. – С. 83-89.
3. Ляпкало А.А. Сравнительная характеристика и экологическая опасность загрязнения атмосферного воздуха / А.А. Ляпкало, А.А. Дементьев, А.М. Цурган и др. // Материалы ежегодной научной конференции, посвященной 70-летию основания рязанского государственного медицинского университета имени академика И.П. Павлова / под общ. ред. заслуженного работника высшей школы российской федерации, проф. В.А.Кирюшина. – Рязань: Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова 2013. – С. 313-315.
4. Мякишева Ю. В. Оценка влияния отработавших газов автомобилей на качество атмосферного воздуха Куйбышевского района г. о. Самара / Ю. В. Мякишева, И. В. Федосейкина, Ю. А. Алешина и др. // OlymPlus. Гуманитарная версия. №2. – Самара: СГЭУ, 2020. – С. 98-103.
5. Мякишева Ю.В. Взаимосвязь распространенности нозологических форм заболеваний с антропогенными факторами внешней среды у населения г.о. Самара / Ю.В. Мякишева, Г.Н. Светлова, О.В. Фатенков и др. // Вопросы управления в развитии системы первичной медико-санитарной помощи: актуальные вопросы гематологии. – Самара СамГМУ, 2017. – С. 267-270.
6. Новиков С. М. Проблемы методологии и стратегии оценки риска для здоровья населения от воздействия химических веществ / С. М. Новиков, М.В. Фокин, Т.М. Унгуряну // Методологические проблемы изучения, оценки и регламентирования химического загрязнения окружающей среды и его влияние на здоровье населения. Материалы Пленума Научного совета Российской Федерации по экологии человека и гигиене окружающей среды. под редакцией академика РАН Ю.А. Рахманина. – М.: Таусс-Пресс, 2015. – С.311-314.
7. Павлов А. Ф. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на формирование риска здоровью населения Куйбышевского района г. о. Самара / А. Ф. Павлов, Г. Н. Родионова // Сборник тезисов XLVI Самарская областная студенческая научная конференция. 2020. С. 34-35
8. Павлов, А. Ф. Экологическая оценка влияния загрязнения атмосферы на состояние здоровья населения Куйбышевского района г. Самара / А. Ф. Павлов, Г. Н. Родионова // Исследования молодых учёных в биологии и экологии – 2021: Сборник научных статей. – Саратов: Общество с ограниченной ответственностью "Амирит", 2021. – С. 102-104.
9. Пашкевич М.А. Экологические проблемы мегаполисов и промышленных агломераций: учеб. Пособие / М.А. Пашкевич, М.Ш. Баркан, Ю.В. Шариков и др. – СПб., 2010. – 202 с.
10. Р 2.1.10.1920–04. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду HumanHealth Risk Assessment from Environmental Chemicals: издание официальное: утвержден и введен в действие Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г. Онищенко 5 марта 2004г., разработан федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека., 2004. – 144с.
11. Павлов А.Ф. Аналитическая система «АЭСОCВ» / А.Ф. Павлов, Д. А. Душин, Ю. А. Мякишева и др. Свидетельство № 2021614830 от 30 марта 2021г.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Lyapkalo A. A. Vlijanie skorosti i napravlenija vetra na uroven' zagrjaznenija atmosfernogo vozdukha goroda produktami sgoranija topliva [The influence of wind speed and direction on the level of atmospheric air pollution of the city by fuel combustion products] / A. A. Lyapkalo A. A. Dementiev, A. M. Tsurgan // Fundamental'nye issledovanija [Fundamental research] No. 7-1. - Penza: publishing house "Akademija Estestvoznanija", 2013. - pp. 125-129 [in Russan]
2. Lyapkalo A. A. Monitoring kachestva atmosfernogo vozdukha oblastnogo centra [Monitoring of atmospheric air quality of the regional center] / A. A. Lyapkalo, A. A. Dementiev, A. M. Tsurgan // Rossijjskijj mediko-biologicheskijj vestnik imeni akademika I.P. Pavlova [Russian Medico-Biological Bulletin named after Academician I. P. Pavlov] Volume 21, No. 4. - Ryazan: Ryazan State Medical University named after Academician I. P. Pavlov, 2013. - pp. 83-89 [in Russan]
3. Lyapkalo A. A. Sravnitel'naja kharakteristika i ehkologicheskaja opasnost' zagrjaznenija atmosfernogo vozdukha [Comparative characteristics and environmental danger of atmospheric air pollution] / A. A. Lyapkalo, A. M. Tsurgan, A. A. Dementiev et al. // Materialy ezhegodnojj nauchnojj konferencii, posvjashhennojj 70-letiju osnovanija rjazanskogo gosudarstvennogo medicinskogo universiteta imeni akademika I.P. Pavlova [Proceedings of the annual scientific conference dedicated to the 70th anniversary of the founding of the Ryazan State Medical University named after academician I. P. Pavlov] / Edited by the honored worker of the Higher School of the Russian Federation, prof. V. A. Kiryushin. - Ryazan: Ryazan State Medical University named after academician I. P. Pavlov, 2013. - pp. 313-315 [in Russan]
4. Myakisheva Yu. V. Ocenka vlijanija otrabotavshikh gazov avtomobilejj na kachestvo atmosfernogo vozdukha Kujjbyshevskogo rajjona g. o. Samara [Assessment of the influence of exhaust gases of cars on the quality of atmospheric air in the Kuibyshev district of Samara] / Yu. V. Myakisheva, I. V. Fedoseikina, Yu. A. Alyoshina et al. // OlymPlus. Humanitarian version. No. 2. - Samara: SGEU, 2020. - pp. 98-103 [in Russan]
5. Myakisheva Yu. V. Vzaimosvjaz' rasprostranennosti nozologicheskikh form zabolevanijj s antropogennymi faktorami vneshnejj sredy u naselenija g.o. Samara [The relationship of the prevalence of nosological forms of diseases with anthropogenic environmental factors in the population of the city of Samara] / Yu. V. Myakisheva, G. N. Svetlova, O. V. Fatenkov et al. // Voprosy upravlenija v razvitii sistemy pervichnojj mediko-sanitarnojj pomoshhi: aktual'nye voprosy gematologii [Management issues in the development of the primary health care system: topical issues of hematology]. - Samara SamSMU, 2017. - pp. 267-270 [in Russan]
6. Novikov S. M. Problemy metodologii i strategii ocenki riska dlja zdorov'ja naselenija ot vozdejjstvija khimicheskikh veshhestv [Problems of methodology and strategy for assessing the risk to public health from exposure to chemicals] / S. M. Novikov, M. V. Fokin, T. M. Ungureanu // Metodologicheskie problemy izuchenija, ocenki i reglamentirovanija khimicheskogo zagrjaznenija okruzhajushhejj sredy i ego vlijanie na zdorov'e naselenija. Materialy Plenuma Nauchnogo soveta Rossijjskojj Federacii po ehkologii cheloveka i gigiene okruzhajushhejj sredy. pod redakciejj akademika RAN Ju.A. Rakhmanina [Methodological problems of studying, evaluating and regulating chemical pollution of the environment and its impact on public health. Proceedings of the Plenum of the Scientific Council of the Russian Federation on Human Ecology and Environmental Hygiene. edited by Academician of the Russian Academy of Sciences Yu. A. Rakhmanin]. - M.: Tauss-Press, 2015. - pp. 311-314 [in Russan]
7. Pavlov A. F. Vlijanie zagrjaznenija atmosfernogo vozdukha na formirovanie riska zdorov'ju naselenija Kujjbyshevskogo rajjona g. o. Samara [The influence of atmospheric air pollution on the formation of a risk to the health of the population of the Kuibyshev district of Samara] / A. F. Pavlov, G. N. Rodionova // Sbornik tezisov XLVI Samarskaja oblastnaja studencheskaja nauchnaja konferencija [Collection of theses XLVI Samara regional Student Scientific Conference]. 2020, pp. 34-35 [in Russan]
8. Pavlov, A. F. Ehkologicheskaja ocenka vlijanija zagrjaznenija atmosfery na sostojanie zdorov'ja naselenija Kujjbyshevskogo rajjona g. Samara [Environmental assessment of the impact of atmospheric pollution on the health of the population of the Kuibyshev district of Samara] / A. F. Pavlov, G. N. Rodionova // Issledovanija molodykh uchjonykh v biologii i ehkologii – 2021: Sbornik nauchnykh statejj [Research of young scientists in biology and ecology-2021: Collection of research articles]. - Saratov: Limited Liability Company "Amirit", 2021. - pp. 102-104 [in Russan]
9. Pashkevich M. A. Ehkologicheskie problemy megapolisov i promyshlennykh aglomeracijj: ucheb. posobie [Ecological problems of megacities and industrial agglomerations: a textbook] / M. A. Pashkevich, M. Sh. Barkan, Yu. V. Sharikov - St. Petersburg, 2010 – 202 p. [in Russan]
10. P 2.1.10.1920-04. Rukovodstvo po ocenke riska dlja zdorov'ja naselenija pri vozdejjstvii khimicheskikh veshhestv, zagrjaznjajushhikh okruzhajushhuju sredu HumanHealth Risk Assessment from Environmental Chemicals: izdanie oficial'noe: utverzhden i vveden v dejjstvie Pervym zamestitelem Ministra zdravookhranenija Rossijjskojj Federacii, Glavnym gosudarstvennym sanitarnym vrachom Rossijjskojj Federacii G.G. Onishhenko 5 marta 2004g., razrabotan federal'nojj sluzhbojj po nadzoru v sfere zashhity prav potrebitelejj i blagopoluchija cheloveka [Guidelines for assessing the risk to public health when exposed to chemicals that pollute the environment HumanHealth Risk Assessment from Environmental Chemicals: official publication: approved and put into effect by the First Deputy Minister of Health of the Russian Federation, Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation G. G. Onishchenko, March 5, 2004, developed by the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare]., 2004 – 144 p. [in Russan]
11. Pavlov A. F. Analiticheskaja sistema «AEhSOCV» [Analytical system "AESOSV"] / A. F. Pavlol, D. A. Dushin, Yu. A. Myakisheva et al. Certificate No. 2021614830 dated March 30, 2021 [in Russan]