INFLUENCE OF ATMOSPHERIC AIR POLLUTION ON DISEASES OF THE RESPIRATORY SYSTEM AMONG THE POPULATION OF THE RYAZAN OBLAST

ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НА БОЛЕЗНИ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ НАСЕЛЕНИЯ РЯЗАНСКОЙ ОБЛАСТИ

Научная статья

Кострова Ю.С.^1, *, Ефремов Н.В.²

¹ ORCID: 0000-0001-6988-7437;

² ORCID: 0000-0003-1610-7374;

^{1, 2} Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина, Рязань, Россия

* Корреспондирующий автор (julia-alpha[at]rambler.ru)

Аннотация

Болезни органов дыхания занимают первое место в структуре общей заболеваемости населения Рязанской области, при этом количество заболевших ежегодно увеличивается. Одним из основных факторов развития болезней дыхательной системы является загрязнение атмосферного воздуха. В связи с чем, оценка воздействия выбросов, поступающих в атмосферу от промышленных предприятий и транспорта, на здоровье населения приобретает актуальное значение. Целью исследования было изучение наличия влияния загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу стационарными и передвижными источниками, на развитие болезней органов дыхания. Посредством корреляционного анализа было установлено, что выбросы вредных веществ в воздушный бассейн Рязанской области оказывают негативное влияние на здоровье органов дыхания населения региона.

 Ключевые слова: загрязнение, выбросы в атмосферу, промышленные выбросы, болезни органов дыхания, корреляционный анализ.

INFLUENCE OF ATMOSPHERIC AIR POLLUTION ON DISEASES OF THE RESPIRATORY SYSTEM AMONG THE POPULATION OF THE RYAZAN OBLAST

Research article

Kostrova Yu.S.^1, *, Efremov N.V.²

¹ ORCID: 0000-0001-6988-7437;

² ORCID: 0000-0003-1610-7374;

^{1, 2} Ryazan State Radio Engineering University named after V.F. Utkin, Ryazan, Russia

* Corresponding author (julia-alpha[at]rambler.ru)

Abstract

Respiratory diseases occupy the first place in the structure of the total morbidity of the population of Ryazan Oblast, while the number of cases increases annually. One of the main factors in the development of diseases of the respiratory system is air pollution. In light of this fact, the assessment of the impact of emissions entering the atmosphere from industrial enterprises and transport on the health of the population is becoming more relevant. The aim of the study was to examine the influence of pollutants released into the atmosphere by stationary and mobile sources on the development of respiratory diseases. By means of correlation analysis, the study found that emissions of harmful substances into the Ryazan Oblast air basin have a negative impact on the respiratory health of the population.

Keywords: pollution, air emissions, industrial emissions, respiratory diseases, correlation analysis.

Введение

В настоящее время экологическая обстановка в России, и, в частности, в Рязанской области, достаточно напряженная. В соответствии с отчетом Рязанского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды «уровень загрязнения атмосферы в целом по городу оценивается как повышенный» [1]. Ухудшение экологической ситуации ведет к росту количества заболеваний, обусловленных экологическими факторами, ввиду того, что загрязненная атмосфера оказывает прямое влияние на снижение резистентности организма и усиливает действие патогенных агентов. Данной точки зрения придерживаются как отечественные (Лещук С.И., Суркова И.В., Сенкевич Н.В. [2], Петров С.Б., Онучина Е.Н., Петров Б.А. [3], Юзбеков А.К., Юзбеков М.А. [4], Березин И.И., Сергеев А.К. [5]), так и зарубежные исследователи (Huss A, Kuchenhoff J, Bircher A [6],Slama A, Śliwczyński A, Woźnica J, Zdrolik M [7]), отмечая в своих работах негативное влияние загрязнения воздушного бассейна на состояние здоровья населения.

Негативное воздействие на окружающую среду связано с отходами, поступающими в атмосферу в результате деятельности промышленных предприятий и ростом концентрации транспортных потоков. Согласно данным Роспотребнадзора основными загрязнителями воздушного бассейна Рязанской области являются АО «Рязанская нефтеперерабатывающая компания», предприятия топливноэнергетического комплекса: ОАО «Рязанская ГРЭС», ГРЭС-24, Ново-Рязанская ТЭЦ, филиал ОАО «ТГК-4» Рязанская региональная генерация», предприятия по производству строительных материалов: ООО «Серебрянский цементный завод», ООО «Михайловский цементный завод», предприятия Корпорации «Технониколь» [8, С. 8].

Методы и принципы исследования

С целью определения наличия зависимости между заболеваемостью населения Рязанской области болезнями органов дыхания и загрязнением атмосферы использовался корреляционный анализ. Данные по заболеваемости, количеству и структуре выбросов были получены из следующих источников: Государственный доклад «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения по Рязанской области в 2020 году» [8], статистические сборники «Здравоохранение в Рязанской области» [9], «Рязанская область в цифрах» [10], ежегодники «Состояние загрязнения атмосферы в городах на территории России» [11] за 2010-2019 года, Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2018 году» [12].

Основные результаты

Важным направлением политики в области экологии Рязанской области является снижение количества загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников. В течение 2010 – 2018 гг. структура (рис.1) и количество (табл.1) выбросов существенно изменились. В 2018 г. в воздушный бассейн Рязанской области было выброшено 85,7 тыс. тонн загрязняющих веществ, что на 48,1 тыс. тонн меньше, чем в 2010 г. Таким образом, общий объем выбросов от стационарных источников за период с 2010 по 2018 года сократился на 36%. В частности, сократились выбросы оксида азота (на 34%), оксида углерода (на 25%), летучих органических соединений (ЛОС) (на 78%), диоксида серы (на 38%); при этом увеличились выбросы углеводорода (без ЛОС) (на 44%).

Рис. 1 – Структура выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников Рязанской области

 

Таблица 1 – Основные виды выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников Рязанской области

Выбросы	2010, тыс. тонн	2011, тыс. тонн	2012, тыс. тонн	2013, тыс. тонн	2014, тыс. тонн	2015, тыс. тонн	2016, тыс. тонн	2017, тыс. тонн	2018, тыс. тонн
CO	14,1	13,1	11,6	13	11,5	9,6	10,5	9,2	10,6
NOX	20,6	20,4	19,3	20,6	19,8	20,1	20,1	17,1	13,5
ЛОС	35,6	31,4	30,4	21,7	8,5	8,3	8,1	7,3	7,8
SO2	26,5	25,3	24,5	21,3	28	21,8	26,8	21,2	16,6
твердые	20,9	13,6	14,1	10,8	17,7	16,8	14,6	15,7	15,7
углеводород (без ЛОС)	14,2	16,5	23,6	15,8	22,5	21,9	18,6	25	21,5

 

Несмотря на существенное снижение отходов от предприятий Рязанской области, общий объем выбросов загрязняющих веществ на протяжении последних лет остается неизменно высоким. Данная проблема связана с ежегодным увеличением эксплуатации всех видов транспорта. Выбросы от передвижных источников значительно превалируют над выбросами, отходящими от предприятий Рязанской области (рис.2). Опасность данного рода выбросов обусловлена сложностью мониторинга в зонах интенсивного движения, эпизодичность наблюдений, использование расчетных методов.

Рис. 2 – Распределение объемов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных и передвижных источников

 

Выбросы от передвижных источников всех типов содержат оксид углерода (его доля в общем объеме выбросов может составлять 60-70%), оксиды азота, летучие органические соединения (ЛОС), диоксид серы, углеводород (без ЛОС) (рис.3). Количество выбросов в течение периода наблюдений увеличилось на 9% (табл. 2).

Рис. 3 – Структура выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от передвижных источников Рязанской области

 

Таблица 2 – Основные виды выбросов загрязняющих веществ от передвижных источников Рязанской области

Выбросы	2010, тыс. тонн	2011, тыс. тонн	2012, тыс. тонн	2013, тыс. тонн	2014, тыс. тонн	2015, тыс. тонн	2016, тыс. тонн	2017, тыс. тонн	2018, тыс. тонн
CO	102,6	107,2	105,9	100,8	101	101,1	94	107	112,5
NOx	14,7	15,3	15,1	14,4	14,4	14,4	13,4	15,6	16,1
ЛОС	13,3	13,9	13,8	13,1	13,1	13,1	12,2	14,2	14,6
SO2	0,7	0,7	0,7	0,6	0,7	0,7	0,6	0,8	0,7
углеводород (без ЛОС)	0,5	0,6	0,6	0,5	0,5	0,5	0,5	0,6	0,6

 

Была проведена оценка заболеваемости населения болезнями органов дыхания.

Болезни органов дыхания у населения Рязанской области занимают первое место в общей структуре заболеваний (составляют 45%). Кроме того, анализ данных по заболеваемости населения Рязанской области болезнями органов дыхания показал, что количество пациентов с установленным впервые диагнозом увеличилось на 8% по сравнению с началом изучаемого периода (табл. 3).

 

Таблица 3 – Заболеваемость органов дыхания населения Рязанской области (зарегистрировано пациентов с диагнозом, установленным впервые в жизни)

год	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017	2018
тысяч человек	337,1	333,9	332,2	339,5	332,5	335,2	344,7	342,9	363,8

 

В качестве индикатора загрязнения атмосферы рассматривалось суммарное количество выбросов (тыс. тонн) от стационарных и передвижных источников (табл. 4) по каждому из вредных веществ.

Была выдвинута гипотеза о наличии линейной связи между суммарным количеством выбросов загрязняющих веществ и числом зафиксированных случаев заболевания органов дыхания.

 

Таблица 4 – Суммарное количество выбросов загрязняющих веществ от стационарных и передвижных источников Рязанской области

Выбросы	2010, тыс. тонн	2011, тыс. тонн	2012, тыс. тонн	2013, тыс. тонн	2014, тыс. тонн	2015, тыс. тонн	2016, тыс. тонн	2017, тыс. тонн	2018, тыс. тонн
CO	116,7	120,3	117,5	113,8	112,5	110,7	104,5	116,2	123,1
NOx	35,3	35,7	34,4	35,0	34,2	34,5	33,5	32,7	29,6
ЛОС	48,9	45,3	44,2	34,8	21,6	21,4	20,3	21,5	22,4
SO2	27,2	26,0	25,2	21,9	28,7	22,5	27,4	22,0	17,3
углеводород (без ЛОС)	14,7	17,1	24,2	16,3	23,0	22,4	19,1	25,6	22,1

 

В результате расчетов были установлены значения коэффициентов линейной корреляции для каждого из вредных веществ. В соответствии со шкалой Чеддока для качественной оценки тесноты связи, между выбросами оксидов азота NO_x и числом заболевших имеется весьма высокая связь (коэффициент корреляции r = 0,91), между выбросами диоксида серы SO₂ и числом заболевших связь высокая (r = 0,73). Для остальных веществ теснота связи – умеренная.

Полученные результаты позволяют сделать выводы о наличии прямой связи между выбросами загрязняющих веществ в атмосферу и болезными органов дыхания у населения Рязанской области. Согласно расчетам, наибольший вред оказывают выбросы оксидов азота и диоксида серы. Оксиды азота, вследствие агрессивного воздействия на слизистые оболочки, приводят к нарушению работы органов дыхания, способствуют развитию бронхитов, эмфиземы, бронхиальной астмы. Особую опасность представляют для детей. Диоксид серы разрушает витамин В₁ и дисульфидные мостики в белках, раздражает слизистые оболочки верхних дыхательных путей.

Заключение

Проведенное исследование позволяет сделать вывод о неблагоприятном воздействии веществ, поступающих в атмосферу от промышленных предприятий и транспорта, на здоровье органов дыхания населения Рязанской области. Основными загрязнителями, оказывающими наибольший вред здоровью, являются оксиды азота и диоксид серы.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

 

Список литературы / References

1. Отчет мониторинг [Электронный ресурс]. – URL: https://meteo62.ru/press-relizy/:otchet-monitoring--dekabr-_210118 (дата обращения 08.06.2021).
2. Лещук С.И. Взаимосвязь загрязнения окружающей среды и экологически обусловленной заболеваемости населения на территории техногенного загрязнения / С.И. Лещук, И.В. Суркова, Н.В. Сенкевич // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. – 2017. – № 2. – С. 110 – 117.
3. Петров С.Б. Эколого-эпидемическое исследование влияния атмосферных выбросов городского промышленно-энергетического комплекса на здоровье населения / С.Б. Петров, Е.Н. Онучина, Б.А. Петров // Экология человека. – 2012. – № 3. – С. 11 – 15.
4. Юзбеков А.К. Влияние техногенного загрязнения атмосферы на заболеваемость органов дыхания / А.К. Юзбеков, М.А. Юзбеков // Вестник Московского университета. Сер. 16. Биология. – 2015. – № 1. – С. 19 – 24.
5. Березин И.И. Загрязнение атмосферного воздуха как фактор развития болезней дыхательной системы / И.И. Березин, А.К. Сергеев // Здоровье населения и среда обитания. – 2018. – № 1. – С. 7 – 10.
6. Huss A. Symptoms attributed to the environment - a systematic, interdisciplinary assessment / A. Huss, J. Kuchenhoff, A. Bircher  // International Journal of Hygiene and Environmental Health. – 2004. – № 207. – pp. 245 – 254.
7. Slama A. Impact of air pollution on hospital admissions with a focus on respiratory diseases: a time-series multi-city analysis / Slama A, Śliwczyński A, Woźnica J, et al. // Environmental Science and Pollution Research. – 2019. – №26(17). – pp. 16998 – 17009. DOI: 10.1007/s11356-019-04781-3.
8. Государственный доклад «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения по Рязанской области в 2020 году». – Рязань, 2021. – 199 с.
9. Здравоохранение в Рязанской области. 2019: Стат. сб. / Рязаньстат. – Рязань, 2019. – 159 с.
10. Рязанская область в цифрах. 2019: Крат. стат. сб. / Рязаньстат. – Рязань, 2019. – 182 с.
11. Состояние загрязнения атмосферы в городах на территории России за 2019 г.: Ежегодник. – ФГБУ «ГГО» Росгидромета. – СПб, 2020. – 250 с.
12. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2018 году» [Электронный ресурс]. – URL: https://gosdoklad-ecology.ru/2018/subjects/cfo/ryazanskaya-oblast/ (дата обращения 08.06.2021).

Список литературы на английском языке / References in English

1. Otchet monitoring [Monitoring report]. – [Electronic resource]. – URL: https://meteo62.ru/press-relizy/:otchet-monitoring--dekabr-_210118 (accessed: 08.06.2021) [in Russian]
2. Leshchuk S.I. Vzaimosvyaz' zagryazneniya okruzhayushchej sredy i ekologicheski obuslovlennoj zabolevaemosti naseleniya na territorii tekhnogennogo zagryazneniya [Interrelation of environmental pollution and environmentally caused morbidity in the territory of technogenic pollution] / S.I. Leshchuk, I.V. Surkova, N.V. Senkevich // Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Severo-Kavkazskij region. Estestvennye nauki. [News of higher educational institutions. Severo-Kavkazskij region. Natural Sciences]. – 2017. – № 2. – pp. 110 – 117. [in Russian]
3. Petrov S.B. Ekologo-epidemicheskoe issledovanie vliyaniya atmosfernykh vybrosov gorodskogo promyshlenno-energeticheskogo kompleksa na zdorov'e naseleniya [Ecological and epidemiological study of the influence of atmospheric emissions of urban in-dustrial-energy complex on public health] / S.B. Petrov, E.N. Onuchina, B.A. Petrov // Ekologiya cheloveka [Human Ecology]. – 2012. – № 3. – pp. 11 – 15. [in Russian]
4. Uzbekov A.K. Vliyanie tekhnogennogo zagryazneniya atmosfery na zabolevaemost' organov dyhaniya [Effects of industrial pollution on the respira-tory diseases] / A.K. Uzbekov, M.A. Uzbekov // Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya [Bulletin of the Moscow University. Series 16. Biology]. – 2015. – №1. – pp. 19 – 24. [in Russian]
5. Berezin I.I. Zagryaznenie atmosfernogo vozduha kak faktor razvitiya boleznej dyhatel'noj sistemy [Air pollution as a factor of development of respiratory system diseases] / I.I. Berezin, A.K. Sergeev // Zdorov'e naseleniya i sreda obitaniya [Public Health and Life Environment]. – 2018. – № 1. – pp. 7 – 10. [in Russian]
6. Huss A. Symptoms attributed to the environment - a systematic, interdisciplinary assessment / A. Huss, J. Kuchenhoff, A. Bircher  // International Journal of Hygiene and Environmental Health. – 2004. – № 207. – pp. 245 – 254.
7. Slama A. Impact of air pollution on hospital admissions with a focus on respiratory diseases: a time-series multi-city analysis / Slama A, Śliwczyński A, Woźnica J, et al. // Environmental Science and Pollution Research. – 2019. – №26(17). – pp. 16998 – 17009. DOI: 10.1007/s11356-019-04781-3.
8. Gosudarstvennyj doklad «O sostoyanii sanitarno-epidemiologicheskogo blagopoluchiya naseleniya po Ryazanskoj oblasti v 2020 godu» [State report "On the state of sanitary and epidemiological well-being of the population in the Ryazan region in 2020"]. – Ryazan, 2021. – 199 p. [in Russian]
9. Zdravoohranenie v Ryazanskoj oblasti. 2019: Stat. sb. [Healthcare in the Ryazan region. 2019: Stat. sat.]. – Ryazan, 2019 – 159 p. [in Russian]
10. Ryazanskaya oblast' v cifrah. 2019: Krat. stat. sb. [Ryazan region in numbers. 2019: Krat. stat. sat.]. – Ryazan, 2019. – 182 p. [in Russian]
11. Sostoyanie zagryazneniya atmosfery v gorodah na territorii Rossii za 2019 g.: Ezhegodnik [The state of atmospheric pollution in cities in Russia for 2019: Yearbook]. – St. Petersburg, 2020. - 250 p. [in Russian]
12. Gosudarstvennyj doklad «O sostoyanii i ob ohrane okruzhayushchej sredy Rossijskoj Federacii v 2018 godu» [State Report "On the State and Environmental Protection of the Russian Federation in 2018»] – [Electronic resource]. – URL: https://gosdoklad-ecology.ru/2018/subjects/cfo/ryazanskaya-oblast/ (accessed: 08.06.2021) [in Russian]