Загрязнение окружающей среды и заболеваемость населения

Введение

В настоящее время имеется тенденция считать главной причиной множества заболеваний уровень радиации и неблагоприятную экологическую обстановку в стране. Исследования в этой области показывают, что воздействие экологии на здоровье населения на данный момент времени составляет в различных территориальных объектах в районе 25–50% от объема всех факторов. По экспертной оценке, доля экологических фактор возрастет до 50-70% примерно через 30-40 лет.
Уровень вредного воздействия экологических факторов, действующих на местности, на здоровье населения определяет масштаб загрязнения. Различают следующие виды экологических загрязнений:
- глобальное — важное значение имеет для страны в целом, однако индивидуально для каждого человека не несет особой опасности для здоровья;
- региональное — имеет значение для жителей региона или области, но не очень опасно для здоровья отдельного человека;
- локальное — представляет собой серьёзную опасность для жизни и здоровья каждого человека.
Исходя из вышесказанного следует, что самое сильное воздействие на здоровье населения определенной территории оказывает экологическая обстановка его места жительства и рабочего помещения. Это связано с тем, что в этих местах мы проводим более 80 % времени. Воздух в помещениях чаще сухой с высокой концентрацией химических загрязняющих соединений.
Наиболее подвержены таким воздействиям дети. В состав пыли электростанций города входит такое вещество, как окислы кремния, оно провоцирует возникновение тяжелого легочного заболевания у детей - силикоз. Продолжительное воздействие дыма и копоти в воздухе на легкие человека может привести к отравлению, в ряде случаев, с летальным исходом. Такое явление опасно при застое воздуха над городом.
Загрязняющие вещества из атмосферы проявляют свое воздействие при возникновении их прямого контакта с поверхностью кожи или, так как они в воздухе, со слизистой оболочкой. Кроме органов дыхания, являющимся главным органом, страдающим от загрязнений, загрязнители, воздействуя на весь организм, поражают органы зрения и обоняния, попадая, например, на слизистую оболочку гортани такие вещества могут привести к спазмам голосовых связок. Твердые и жидкие частицы, попадающие с загрязненным воздухом, могут накапливаться при длительном воздействии в лимфатических узлах. Также, к заболеваниям от загрязнения атмосферного воздуха можно отнести бронхит и астму.
Воздействия загрязняющих веществ на здоровье населения проявляется в ухудшении общего физического состояния человека, которое выражается симптомами, начиная от головной боли или тошноты, приводя к возникновению чувства слабости организма и потери физической работоспособности. Воздух является главным фактором, определяющим уровень здоровья жителей нашей страны, а также состояние живой природы. В этом заключается актуальность данной работы.
Цель данной работы - определить зависимость здоровья человека от загрязняющих веществ окружающей среды.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- определить уровень загрязнения окружающей среды на современном этапе;
- изучить наиболее распространенные загрязняющие вещества, оказывающие влияние на здоровье людей;
- изучить современное состояние окружающей среды и заболеваемости населения в крупных промышленных городах, таких как Челябинск и Череповец;
- рассмотреть влияние загрязнений окружающей среды на здоровье человека в указанных городах.

1. Влияние загрязнения окружающей среды на здоровье человека
Основная масса населения нашей страны проживает на территориях, признанных экологически неблагополучными. Так, 74% жителей проживают в промышленных городах, 40 % - на территориях, где питьевая вода не соответствует общепризнанным гигиеническим нормам. На территории России насчитывают 340 объектов, где накопленное вредное воздействие стало потенциальной угрозой для жизни и здоровья населения. На таких объектах проживает около 17 млн. человек.
Данные показатели были официально озвучены в Стратегии экологической безопасности РФ до 2025 года. Стратегия содержит оценку состоянию окружающей среды в настоящее время, причины такого состояние и меры, применяемые государством для снижения уровня загрязнения окружающей среды.
В нашей стране загрязнены и вода, и воздух, и почва. На окружающую среду крупных городов большое влияние оказывают промышленные, энергетические и транспортные предприятия, находящиеся на территории. В таких городах живет 74% населения страны.
Ухудшение состояния почв и земель обусловлено тем, что их не рекультивируют должным образом после строительства промышленных или других объектов, или разработки месторождений полезных ископаемых. Общая площадь загрязненных земель, находящихся в обороте, составляет 75 млн. га. Из них более 1 млн. га - это земли, которые утратили хозяйственную ценность.
Ухудшение качества воды связано с осуществлением сбросов промышленных и бытовых сточных вод, а также стоков вод с сельскохозяйственных угодий. Такие воды подлежат определенной очистке, но только 11% сточных вод считаются очищенными до допустимого состояния. В результате этого вода, которая поступает в пользование населению некоторых территорий, не соответствует гигиеническим нормам [1].
Большая часть, а именно 60%, опасных производственных объектов РФ изношены, а 5%– признаны аварийными.
В настоящий момент на территории России образовалось более 30 млрд. тонн отходов производства и потребления, кроме того, каждый год это число увеличивается на 4 млрд. тонн, в том числе 60 млн. тонн – твердые коммунальные отходы. Мало распространен опыт вторичного хозяйственного оборота отходов, это приводит к росту числа свалок.Сохраняется повышенное радиоактивное загрязнение территорий в результате аварий на Чернобыльской АЭС и ПО «Маяк» Челябинской области.
Глобальным загрязняющим фактором также являются нефтеразливы. Как следствие, негативное воздействие на окружающую среду продолжается долгое время в районах нефтедобычи, ее транспортировки, перевалки и хранения[2].
Рассмотрим причины сложившейся экологической ситуации в стране.
1. Густонаселенные города, в которых признана неблагоприятная экологическая обстановка, а также загрязнение воздуха и воды из-за трансграничного переноса загрязняющих веществ из других стран.
2. Недостаточность государственного финансирования мероприятий по охране окружающей среды, а также неэффективное и нецелевое использование имеющихся средств.
3. Низкий уровень экологического образования и культуры населения страны.
Рассмотрим цели государственной политики в области охраны окружающей среды:
сохранение и восстановление состояния природной окружающей среды; обеспечение ее качества, достаточного для благоприятной жизни населения страны и развития экономики; ликвидация накопленного или снижение имеющегося экологического ущерба.
Для реализации целей требуется решение следующих задач: повысить качество атмосферного воздуха и водных бассейнов в крупных городах промышленного значения, достичь высокойстепени утилизации отходов производственных предприятий и потребления, осуществлять меры по ликвидации накопленного ущерба окружающей среде и сохранению биологического разнообразия.
Для решения данных задачнамечено внесение изменений в законодательные и нормативно-правовые акты в данной области; вводить в производство предприятий экологически чистые современные технологии. Планируется развивать систему эффективного обращения с отходами, создать индустрию утилизации бытовых отходов, строить очистные сооружения и снижать объемы выбросов и сбросов загрязняющих веществ в воздух и водные объекты, реабилитировать загрязненные территории и т.д.
Для этого планируется проводить стратегические экологические оценки программ и проектов, лицензировать деятельность, потенциально опасную для здоровья населения, внедрять комплексные решения в отношении экологически опасных производств, повышать эффективность государственного экологического надзора, общественного экологического контроля, создавать системы экологического аудита, и другие меры.
Уровень загрязнения окружающей среды оказывает существенное воздействие на здоровье людей. Практически все загрязняющие вещества и соединения оказывают негативное воздействие на организм человека, степень такого воздействия определяется их концентрацией в воздухе, воде, продуктах питания и др.
Наиболее сильно проявляются канцерогенные и мутагенные свойства данных веществ. В основном, воздействие таких веществ проявляется на метаболическую, иммунную и другие защитные функции организма человека.
Загрязнение окружающей среды даже в небольших концентрациях способствуют накоплению в организме вредных веществ, провоцируя возникновение различных заболеваний. Наиболее подвержены таким воздействия дети, пожилые люди, беременные женщины и больные хроническими заболеваниями.
Первое место по степени опасности для здоровья населения занимают тяжелые металлы (кадмий, ртуть и свинец), хлорированные углеводороды, нитраты, нитриты, пестициды. На втором месте такие вещества, как радионуклиды, не меньшее воздействие оказывают токсины микроорганизмов и наиболее распространены лекарственные средства (например, антибиотики). Эта позиция включает ещё биологических загрязнителей, такого рода как бактерии, вирусы, грибковые, простейшие и паразиты.
Экологи определяют зависимость между загрязняющими веществами в водных и земельных объектах (свинец, мышьяк, кадмий) и наличием онкозаболеваний разной степени у жителей экологически опасных регионов. В продукты питания кадмий поступает через загрязнение почв и водоемов сточными водами [1].
Загрязнения воздуха таким тяжелым металлом, как свинец, происходит в результате использования этилированного бензина. Максимальные его концентрации находятся вблизи крупных городов и автомагистралей. Исследования показали, что свинец способствует увеличению числа заболеваний сердечно-сосудистой системы.
Применение антибиотиков в животноводстве связано с увеличением количества проявлений аллергических реакций у потребителей продукции на лекарственные препараты. В сельском хозяйстве сегодня применяется 60 видов антибиотиков, 66 видов пестицидов. Все они оказывают вредное воздействие, которое может быть канцерогенным эмбриотоксическим или тератогенным. [2].
Воздействие загрязняющих веществ атмосферноговоздуха приводит к ослаблению иммунитета, а в последствии повышению заболеваемости населения страны. В городах, где уровень загрязнения атмосферного воздуха высокий число заболевших в период эпидемии гриппа возрастает на 200%, тогда как в незагрязненных - на 20%.
От 45 до 85% выбросов в атмосферный воздух дают загрязнения от автотранспорта. Суммарное их количество возрастает с каждым годом
Последствия развитых промышленных городов выражаются в заболеваниях органов кровообращения (в 1,5 раза) и органов пищеварения (в 1,7 раз) у взрослого населения, органов пищеварения, кожи и слизистых оболочек глаз - у детей. Развитие нефтехимической промышленности провоцирует рост числа заболеваний бронхиальной астмой и заболеваниями кожи при контакте с загрязнениями и слизистых оболочек (в 2 раза).[13].
Уровень загрязнения водоемов в РФ также высокий

. Результаты анализов качества питьевой воды, проведенных Институтом экологии человека и гигиены окружающей среды РАМН в нескольких городах, показали, что централизованное водоснабжение в 80-90% от всего объема не отвечает качеству воды, которое предусмотрено гигиеническими нормами. Почти 30% жителей страны пользуются водой из децентрализованных источников. Такая вода в 32% случаев из проверенных источников также не соответствует нормам.
Питьевая вода в 80% случаев идет из поверхностстных вод, которые загрязнены такими веществами, как фенолы, углеводорода, железо, тяжелые металлы (Кадмий, цинк, мышьяк и др.).
Отрицательное влияние на организм человека можно предотвратить, если вещества не превышают среднесуточных предельно допустимых концентраций (ПДКсс), а предотвратить появление раздражающих слизистую запахов можно только путем контроля за непревышением ПДК. На основании средних значений ПДК рассчитывается «Комплексный индекс загрязнения атмосферы». [5]
На современном этапе показатель загрязнения окружающей среды не применяют при прогнозировании заболеваний, а также связанных экономических убытков. Однако этот показатель оказывает большое влияние на здоровье населения. Рассмотрим зависимость между уровнем загрязнения окружающей среды и здоровьем населения в двух крупных промышленных городах: Челябинск и Череповец.

2. Анализ состояния окружающей среды и здоровья граждан в г. Челябинск
Челябинск – крупный город, имеющийбольшое промышленное значения для страны. Является крупнейшим производителем металла, его промышленные предприятия выпускают 43% ферросплавов. Металлургические предприятия занимают более 60% промышленного производства области.
На территории города действуют металлургические предприятия:
- Челябинский металлургический комбинат (Мечел) - производство кокса, чугуна, стальной прокат и пр.;
- ОАО «Челябинский электрометаллургический комбинат» – изготовление ферросплавов;
- ОАО «Челябинский цинковый завод» - лидерпо производству цинка.
В металлургии загрязняющими веществами являются: сернистые, доменные и коксовые газы, мельчайшие частицы пыли, различные масла, мартеновские шлаки.
Машиностроение в городе представлено предприятиями, представленными на рисунке 1.

Рисунок 1 - Предприятия г. Челябинск машиностроительного комплекса
В работе машиностроительных предприятий применяются загрязняющие воздух, воду и почву вещества: опилки, стружка и пыль. Сварочные работы загрязняют атмосферу через вредные пары сварочной аэрозоли, марганец, медь и кремний, пары оксидов цинка и железа, фториды, оксиды азота и наиболее опасный шестивалентный хром, рабочие растворы (электролиты), ртуть, свинец, кадмий, висмут, никель. Лаки и краски содержат более 40 наименований вреднейших веществ —свинец, дихлорэтан, гексаметилендиамин, эпихлоргидрин, трикрезилфосфат и мн. др.
Химическая промышленность представлена ОАО «Челябинским химико-фармацевтическим заводом», который занимается изготовлением фармацевтических препаратов[10].
Перечисленные выше стационарные источники загрязнений имеют большую зону распространения, это связано с тем, что выбросы осуществляются на большой высоте (до 150 м и более). Так формируются области устойчивых загрязнений.
В г. Челябинск постоянно осуществляется мониторинг состояния атмосферного воздуха. В 2017 г. его осуществляли на 8 стационарных постах, которые располагаются в наиболее опасных районах города, представленных на рисунке 2.

Рисунок 2 - Стационарные посты наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха
Карта расположения таких постов показана в Приложении 1.
Уровень загрязнения атмосферного воздуха в г. Челябинск в 2017 году признан высоким. Наибольший удельный вес среди всех загрязнителей имеют бенз(а)пирен, фторид водорода, этилбензол, формальдегид, диоксида азота.
Рассмотрим основные показатели загрязнений воздуха.
Средняя за год концентрация взвешенных веществ в целом по Челябинску составила 0,7ПДКс.с. Максимальная из разовых концентрация взвешенных веществ 1,8ПДКсс была отмечена в Металлургическом районе (ПНЗ №17) в августе 2017 [8,9]. Более высокие концентрации взвешенных веществ в воздухе прослеживаются в районах, находящихся вблизи автомагистралей с высокой интенсивностью движения.
Диоксид серы за 2017 г. содержался в концентрации 0,1 ПДКсс. Оксид углерода по средней ПДК составил 0,3 ПДКсс., что означает, что превышений не наблюдалось. Максимальное разовое превышение в 6,1 раза произошло в феврале в Металлургическом районе (ПНЗ №22).
Это распространенные вещества, а еще есть менее известные вещества, которые составляют выбросы специфических производств. Объемы выбрасываемых веществ варьируются в зависимости от технологии, режима работы компании, её сезонности.
Концентрация диоксида азота в воздухе определялась на уровне 0,8ПДКсс, максимальное превышение в 4,4 раза наблюдали в районе ул. Румянцева в январе. Концентрация оксида азота составила – 0,6ПДКсс, максимальная разовая – 1,5ПДКмр в апреле на ул. Румянцева.
Что касается максимальных разовых концентраций, то они набирают обороты и показывают большее значение, как правило, в дни с НМУ. В такие дни неблагоприятные метеорологические условия усугубляются скоплением автотранспорта, в результате вредные вещества накапливаются в воздухе, не успевая рассеяться.
Одним из наиболее опасных вредных веществ является бенз(а)пирен. Его средняя концентрация по городу составила 3,1ПДКсс. Максимальная среднемесячная концентрация составила 9,5ПДКсс в октябре в районе ул. Трудовой. Динамика среднемесячных показателей за 2017 год показана на рисунке 3.

Рисунок 3 - Годовой ход среднемесячных концентраций бенз(а)пирена (в долях ПДКсс) в целом по городу в 2017г.
Также большую долю имеет формальдегид. Среднегодовая концентрация  составляет 0,9 ПДК. Максимальная из разовых концентраций 4,4 ПДК зарегистрирована на посту 23 в феврале.
Установленных ПДК за 2017 г. не превысили лишь замеры по фенолу, аммиаку.
Среднегодовая концентрация фторида водорода на уровне ПДКсс. Изменения среднемесячных показателей по данному веществу показаны на рисунке 4 [3].

Рисунок 4 - Годовой ход среднемесячных концентраций фторида водорода (в долях ПДКсс) в целом по городу в 2017г.
Периодически посты отмечали появление сероводорода в воздухе (0,0005 мг/м3); максимальная разовая концентрация – 2,5ПДКмр зафиксирована в феврале на ПНЗ-22. 
Среднегодовая концентрация бензола составила 0,1ПДКсс, максимальная из среднесуточных концентрация – 1,8 ПДКсс (ПНЗ - 20) отмечена в марте. 
Одной из причины большого уровня загрязнений воздуха является Челябинская свалка. Данный объект является очень опасным. Его размеры сопоставимы с 70 футбольными полями, он имеет высоту около 40 метров. На свалке происходит постоянное гниение и подземные пожары. Это провоцирует выброс загрязняющих веществ. До 30% от общего числа выбросов метана, бензапирена и формальдегида. Такая свалка находится на территории города.
ПДК тяжелых металлов не превышало допустимых значений. В среднесуточных пробах были отмечены 2 случая превышений ПДКсс по свинцу, 1 случай по меди, 8 случаев по марганцу. Максимальные из среднесуточных концентраций составляли:
- меди 1,7ПДКсс отмечена на  ПНЗ №20 в апреле;
- свинца 1,6ПДКсс отмечена на ПНЗ №20 в марте;
- марганца 2,7ПДКсс отмечена на ПНЗ №27 в сентябре. 
На основании анализа экологической ситуации, можно определить, что причинами высокого уровня загрязнений воздуха является множество промышленных предприятий на территории города, неблагоприятные метеорологические условия, автотранспорт. Большой вклад в сложившуюся на сегодняшний момент времени экологическую ситуацию вносит Коркинский угольный разрез. Опасен он тем, что на нем постоянно возникают эндогенные пожары, как следствие, в воздух попадают загрязняющие вещества, в том числе и формальдегид. Часто фиксируются двойные превышения ПДК этого вещества.
Ежемесячно в 2017 году осуществлялось порядка 30 проб состояния поверхностных вод. В некоторых случаях концентрация загрязняющих веществ оценивалась как высокое загрязнение (ВЗ). Однако, экстремально высокого загрязнения (ЭВЗ) по средним значениям не выявлено [8,9].
Водные бассейны загрязнены и тяжелыми металлами, так например, Аргазинское водохранилище в районе г. Карабаш содержит цинк – 31,4 ПДК и марганец – 32,5 ПДК.
Высокая степень загрязнения водных объектов связана в большей мере со сбросом недостаточно очищенных сточных вод. Причинами такого обстоятельства являются: эксплуатация устаревших сооружений, не соответствующих по своей мощности объему фактически поступающих сточных вод; неудовлетворительное техническое состояние сооружений и низкая технологическая эффективность. [3]
Экологические факторы оказывают большое влияние на уровень заболеваемости и смертности населения страны.
В Челябинской области к группам факторов по их негативному воздействиюотносят ряд санитарно-гигиенических показателей, которые характеризуют состояние окружающей среды и здоровья населения, которые показаны в Приложении 2.
Население страны, проживающее в городах с развитым промышленным производством, терпит комплексное воздействие различных негативных факторов загрязнения окружающей среды[13].
Динамика за 2015-2017 годы показала, что возросла смертность от злокачественных новообразований на 0,01 %, в том числе по локализациям опухоли «другие новообразования кожи» на 26,7 %, «щитовидной железы» - на 12,5 %, «лейкемии» - на 8,3 %. По некоторым локализациям, например, опухоли желудка уровень смертностиснизился на 9,1 %, трахеи, бронхов, легкого - остался на прежнем уровне.
Наибольший удельный вес в структуре заболеваемости населения, как взрослых, так и детей, занимают болезни органов дыхания. Наиболее чувствительными к воздействию химических загрязняющих веществ являются дети. Около 94,0 % таких заболеванийсформировалось за счет острых респираторных инфекций верхних дыхательных путей[8,9].
У населения 18 лет и старше, частота случаев болезней органов дыхания, с диагнозом, установленным впервые в жизни, в динамике 3-х лет варьировала от 38879,7 до 40911,2 случаев на 100 тыс. взрослого населения. Большую долю этих заболеваний занимают острые респираторные инфекции верхних дыхательных путей. Таким образом, среди ведущих классов болезней населения г. Челябинска за 2015–2017 гг. приоритетным показателем являются болезни органов дыхания.
Рассмотрим влияние основных загрязняющих веществ на здоровье населения г. Челябинска.Наибольший вклад в загрязнение окружающей среды в 2015-2017 гг. вносили: бенз(а)пирен, формальдегид, диоксид азота, марганец.
Бенз(а)пирен – загрязняющее атмосферу вещество, имеющее канцерогенные свойства, относящееся к 1 классу опасности. Вещество, накапливаясь в организме,провоцирует возникновение раковых заболеваний населения.
Формальдегид – ядовитый раздражающий газ. Оказывает сильное токсическое действие. Вызывает поражение ЦНС, легких, печени, почек, органов зрения