Атмосферный воздух: чем мы дышим. Официальная статистика и реальное состояние проблемы

atmosferaВоздух является источником кислорода, постоянное поступление которого в организм необходимо для окислительных процессов и сохранения жизни.

Взрослый человек в течение суток вдыхает 15-30 м3 воздуха, чистота (качество) которого имеет очень большое значение для здоровья. Даже незначительные примеси вредных веществ негативно воздействуют на здоровье человека.

В крупных городах, в отличие от сел и городков, воздух может подвергаться загрязнению вследствие деятельности человека. Научно-техническая революция привела к тому, что в начале XXI века в промышленности использовали более 100 природных элементов, тогда как в начале ХХ века использовали только 19. Многие из них являются высокотоксичными, имеют гонадотоксическое (вредно действуют на репродуктивные органы), эмбриотоксическое и канцерогенное (способны вызывать раковые заболевания) действия. Интенсификация производства привела к качественному и количественному загрязнению атмосферного воздуха.

Основными токсичными веществами, которые постоянно обнаруживаются в атмосферном воздухе промышленных городов, являются оксиды серы, азота, углерода, пыль различного происхождения. Также в атмосферном воздухе могут образовываться высокотоксичные соединения в результате химической или фотохимической трансформации токсичных веществ. Так, например, диоксид серы окисляется в триоксид серы, который с влагой воздуха образует аэрозоль серной кислоты. Накопление серной кислоты в атмосфере приводит к выпадению кислотных дождей.

Атмосферный воздух городов загрязняют выбросы промышленных предприятий и автомобильного транспорта. Земля, жилье и выделения человека занимают последнее место среди факторов, влияющих на загрязнение воздуха города. Крупнейшим загрязнителем воздушной среды городов является промышленность, которая сжигает большое количество топлива. Ведущую роль в загрязнении атмосферного воздуха играют большие теплоэлектростанции и теплоцентрали, работающие на пылевидном топливе (каменный уголь) низкого качества. Их выбросы составляют 27% всех выбросов в атмосферу. Затем идут предприятия черной и цветной металлургии – 24 и 10% выбросов соответственно.

В результате сжигания топлива в атмосферу выбрасываются летучий пепел, сажа и различные газообразные продукты. Летучий пепел содержит кремний, кальций, магний, алюминий, железо, калий, титан, серу. Дым, который образуется в результате сжигания угля, содержит, кроме сажи, смолистые вещества, в том числе канцерогенный бензапирен.

Доля автотранспорта в загрязнении атмосферного воздуха составляет около 70% от суммы загрязнителей воздушной среды городов. Выхлопные газы автотранспорта содержат оксид углерода, оксиданты (продукты трансформации оксидов азота), углеводороды (бензапирен), свинец, сажу. Большое значение имеет тип двигателя, режим его работы, техническое состояние, скорость и интенсивность движения транспортного средства. Кроме этого, в большом городе концентрация названных выше токсичных веществ зависит еще и от интенсивности транспортного потока, ширины автомагистралей, озеленения улиц, планирования застройки микрорайонов.

Наибольшие выбросы загрязняющих веществ регистрируются при автомобильных пробках. На «тихих» улицах выбросы токсичных веществ меньше в 5-10 раз, чем на крупных автомагистралях. Также атмосферный воздух загрязняется во время заправки автомобиля топливом при его разливе, стирании шин автомобилей при контакте с дорожным покрытием. За период эксплуатации одной автомобильной шины на асфальте остается до 3 кг пыли и сажи, которые обладают канцерогенными свойствами. Рядом с автомобильными магистралями концентрация канцерогенного бензапирена превышает предельно допустимую концентрацию в 10-12 раз, а в середине жилых кварталов – в 1,5-5 раз.

Сегодня уже нельзя не учитывать вредное воздействие канцерогенов окружающей среды на организм человека. Если в 1940 г. рак бронхолегочной системы занимал 12 место среди всех форм рака, то в 1960 г. – уже 5-е, 1980 г. – 2-е, а в 2000 г. – вышел на первое место.

Особенностью автомобильного транспорта как источника загрязнения городского воздуха является то, что количество автомобилей постоянно увеличивается. В отличие от промышленных источников, автомобиль является передвижным источником загрязнения, и его действие распространяется на жилые районы и места отдыха.

Особенность эколого-гигиенической оценки загрязнения атмосферного воздуха обусловлена ​​чрезвычайной вариабельностью загрязняющих веществ во времени и пространстве. Это связано со многими причинами: неравномерностью потребления топлива автотранспортом, характером технологических процессов, вариабельностью метеорологических условий, которые являются определяющими для переноса и рассеивания загрязнителей в воздухе. При особо неблагоприятных метеорологических условиях (температурная инверсия и ветер) концентрации токсичных веществ увеличиваются в 5-10-20 раз по сравнению с максимальными концентрациями в этом городе.

В течение 2011 года в атмосферу города Киева поступило около 254 тысяч тонн загрязняющих веществ. Основными загрязнителями атмосферного воздуха города были передвижные источники (автотранспорт), выбросы от которых составляли 221000 тонн, это 87% от всего загрязнения. От стационарных источников (предприятия, учреждения и организации) в атмосферный воздух города Киева поступило 33 000 тонны загрязняющих веществ, что составляет 13%. Крупнейшими загрязнителями атмосферы города Киева являются предприятия энергетики ЗАО «Экостандарт», ТЭЦ-5, ТЭЦ-6, тепловые сети ОАО АК «Киевэнерго», филиал Жилтеплоэнерго Киевэнерго, филиал «Завод «Энергия» ПАО« Киевэнерго ».

Систематические наблюдения за содержанием вредных веществ в атмосферном воздухе города проводятся Центральной геофизической обсерваторией МЧС Украины на 16 стационарных постах, из которых 4 поста расположены на левом берегу Киева. Оценка состояния загрязнения атмосферного воздуха проводится по 21 загрязняющей примеси путем сравнения с соответствующими предельно допустимыми концентрациями веществ, приведенными в Санитарных правилах охраны атмосферного воздуха населенных мест (от загрязнения химическими и биологическими веществами). Однако из 21 загрязняющей примеси Центральная геофизическая обсерватория предоставляет в открытый доступ для научного анализа только 10 веществ: аммиак, диоксид азота, диоксид серы, оксид азота, оксид углерода, пыль, фенол, формальдегид, фтористый водород, хлористый водород.

Результаты анализа превышения норм ПДК загрязняющих веществ в процентном соотношении по 10 приведенными выше веществами в течение 2011 года по временам года представлены в таблице.

Таблица

Превышение норм ПДК загрязняющих веществ в процентном соотношении по 10 приведенными выше веществами в течение 2011 года по временам года

Зимние месяцы Весенние месяцы Летние месяцы Осенние месяцы
І место диоксид азота диоксид азота (март, апрель), формальдегид (май) формальдегид диоксид азота
ІІ место формальдегид формальдегид (март, апрель), диоксид азота (май) диоксид азота формальдегид
ІІІ место пыль пыль фенол (июнь), пыль (июль, август) пыль

Для людей, которые не являются специалистами по экологии и гигиены атмосферного воздуха, эти места химических веществ не несут никакой информации. Поэтому приведем краткую характеристику этих веществ.

Влияние диоксида азота на человека приводит прежде всего к развитию острых, а при длительном воздействии и хронических заболеваний органов дыхательной системы и возникновению приступов удушья у больных бронхиальной астмой. Даже при незначительных концентрациях диоксида азота в воздухе повышается склонность к респираторным инфекционным заболеваниям, что особенно актуально в зимний период. Наибольшая концентрация диоксида азота регистрируется у края тротуара дороги. В центральных районах Киева наблюдаются его максимальные концентрации.

Формальдегид является одним из опасных воздушных загрязнителей и относится к канцерогенным веществам. Он способен вызвать у людей рак органов дыхательной системы, лейкемию (рак крови), рак печени. Также нужно иметь в виду, что формальдегид может в значительных концентрациях выделяться не только автомобильным транспортом, но и из мебели, изделий из пластмассы, при производстве которых были использованы формальдегидные смолы.

Пыль (взвешенные частицы диаметром до 2,5 мкм органической и неорганической природы) способна вызывать заболевания органов дыхательной системы, сердечно-сосудистой системы и увеличивать показатели смертности среди населения, проживающего в зоне интенсивного движения транспорта.

Фенол способен вызывать болезни глаз, органов дыхательной системы, почек, печени и центральной нервной системы, быструю утомляемость.

Самая острая проблема, с которой сталкиваются украинские специалисты в ходе исследования токсических веществ в атмосферном воздухе, – это низкое материальное обеспечение и отсутствие качественного пробоотборного и химико-аналитического оборудования. Так, если проанализировать ежемесячные бюллетени о состоянии атмосферного воздуха г. Киева за 2011 год, то оказывается, что из 16 стационарных постов на двух постах (ул. Межигорская и Московская площадь), которые находятся на наиболее загрязненных автомобильных автомагистралях города, наблюдения проводились не в полном объеме из-за отключения постов от электроэнергии.

Кстати, именно на Московской площади расположен центральный автобусный вокзал г. Киева, на котором одновременно находятся до 50 автобусов. Это означает, что данные о загрязнении этих автомагистралей, на которых размещены эти посты, не учитываются при анализе общегородского загрязнения атмосферного воздуха.

Наибольшей проблемой Киева в плане мониторинга загрязнения атмосферного воздуха города от загрязнения автотранспортом является то, что вся сеть наблюдения за содержанием вредных веществ в атмосферном воздухе, которую обслуживает Центральная геофизическая обсерватория, была спланирована для контроля за загрязняющими веществами от стационарных источников загрязнения (заводы, фабрики, предприятия), и эти посты были и есть территориально расположены возле них. В то же время выбросы от стационарных источников составляют лишь 13% от суммы всех выбросов.

За последние 10-15 лет в Киеве почти все промышленные предприятия были закрыты, за исключением предприятий теплоэнергетики, а количество единиц автомобильного транспорта постоянно увеличивается. По состоянию на 2009 год в г. Киеве было зарегистрировано 800 000 автомобилей. Ежедневно на дороги г. Киева выезжает около 1500000 автомобилей, такое количество автомобилей возникает и вследствие автомобилей, проезжающих город транзитом.

Какие меры необходимо принять для улучшения состояния атмосферного воздуха? Нужно изменить расположение постов наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха с учетом автомагистралей и крупных жилых кварталов г. Киева (например, на Троещине нет поста наблюдения, но этот район Киева по численности населения, которое здесь проживает, приближается к областному центру).

Стоит расширить спектр исследуемых веществ в атмосферном воздухе с учетом выбросов от автомобильного транспорта. Имеем в виду пыль с детализацией по размерам частиц от 2,5 мкм и менее и 10 мкм и меньше. Частицы диаметром 10 мкм и менее способны попадать в дыхательные пути, минуя гортань, и таким образом система защиты дыхательной системы бессильна перед ними. Опасность этих частиц состоит в том, что они содержат токсичные и канцерогенные вещества (серная кислота, мышьяк, бериллий, никель, бензапирен, бензантарацен, тяжелые металлы). Поэтому нужно не только определять суммарное их количество, но и детализировать их химический состав.

Стоит также проводить исследования содержания бензола в атмосферном воздухе, который оказывает канцерогенное воздействие на человека. Источником бензола является бензолосодержащее топливо для автомобилей, которое запрещено в Украине, хотя попадаются случаи его использования. Концентрация бензола резко снижается с увеличением расстояния от источника загрязнения, поэтому посты наблюдения за бензолом нужно размещать как можно ближе к автомагистралям (около тротуаров).

Наличие полициклических ароматических углеводородов (они канцерогенные для человека) в воздухе города, к сожалению, на сегодня является обычным явлением, к тому же они могут переноситься на значительные расстояния. В европейских городах постоянно регистрируются повышенные концентрации бензапирена (индикатор полициклических ароматических углеводородов) в диапазоне от 1-10 нг/м3, при предельно допустимой норме 1 нг/м3. Посты для отбора проб должны быть расположены как вблизи автомагистралей, так и в жилой застройке для сравнения концентраций с фоновым загрязнением.

Научно-сервисная фирма «Отава» проводит научный химический анализ атмосферного воздуха на содержание основных токсикантов и канцерогенных веществ (диоксид азота, формальдегид, фтористый водород, фенол, оксид углерода, диоксид серы, оксид азота, аммиак, хлористый водород, пыль с детализацией по размеру диаметра частиц от 2,5 мкм и менее и 10 мкм и менее, тяжелые металлы, бензапирен).

Ярослав Першегуба,
канд. мед. наук, ст. науч. сотрудник
лаборатории канцерогенных факторов ГУ «ИГМЭ им. А.Н. Марзеева НАМНУ »,
научный консультант Научно-сервисной фирмы «ОТАВА»