Атмосферне повітря: чим ми дихаємо. Офіційна статистика і реальний стан проблеми

atmosferaПовітря є джерелом кисню, постійне надходження якого в організм потрібне для окислювальних процесів та збереження життя.

Доросла людина протягом доби вдихає 15-30 м3 повітря, чистота (якість) якого має дуже велике значення для здоров’я. Навіть незначні домішки шкідливих речовин негативно діють на здоров’я людини.

У великих містах, на відміну від сіл і містечок, повітря може піддаватися забрудненню внаслідок діяльності людини. Науково-технічна революція призвела до того, що на початку ХХІ століття в промисловості використовували понад 100 природних елементів, тоді як на початку ХХ століття використовували лише 19. Багато з них є високотоксичними, мають гонадотоксичну (шкідливо діють на репродуктивні органи), ембріотоксичну й канцерогенну (здатні викликати ракові захворювання) дію. Інтенсифікація виробництва призвела до якісного і кількісного забруднення атмосферного повітря.

Основними токсичними речовинами, які постійно визначаються в атмосферному повітрі промислових міст, є оксиди сірки, азоту, вуглецю, пил різного походження. Також в атмосферному повітрі можуть утворюватися високотоксичні сполуки в результаті хімічної або фотохімічної трансформації токсичних речовин. Так, наприклад, діоксид сірки окисляється в триоксид сірки, який з вологою повітря утворює аерозоль сірчаної кислоти. Накопичення сірчаної кислоти в атмосфері призводить до випадання кислотних дощів.

Атмосферне повітря міст забруднюють викиди промислових підприємств та автомобільного транспорту. Ґрунт, житло і виділення людини займають останнє місце серед факторів, які впливають на забруднення повітря міста. Найбільшим забруднювачем повітряного середовища міст є промисловість, яка спалює велику кількість палива. Провідну роль в забрудненні атмосферного повітря відіграють великі теплоелектростанції та теплоцентралі, які працюють на пилоподібному паливі (кам’яне вугілля) низької якості. Їх викиди становлять 27 % усіх викидів в атмосферу. Потім ідуть підприємства чорної та кольорової металургії – 24 і 10 % викидів відповідно.

У результаті спалювання палива в повітря викидається летючий попіл, сажа і різноманітні газоподібні продукти. Летючий попіл містить кремній, кальцій, магній, алюміній, залізо, калій, титан, сірку. Дим, який утворюється внаслідок спалювання вугілля, містить, крім сажі, смолисті речовини, зокрема й канцерогенний бенз(а)пірен.

Частка автотранспорту в забрудненні атмосферного повітря становить близько 70 % від суми забруднювачів повітряного середовища міст. Вихлопні гази автотранспорту містять оксид вуглецю, оксиданти (продукти трансформації оксидів азоту), вуглеводні (бенз(а)пірен), свинець, сажу. Велике значення має тип двигуна, режим його роботи, технічний стан, швидкість та інтенсивність руху транспортного засобу. Крім цього, у великому місті концентрація названих вище токсичних речовин залежить ще й від інтенсивності транспортного потоку, ширини автомагістралі, озеленення вулиць, планування забудови мікрорайонів.

Найбільші викиди забруднюючих речовин реєструються при автомобільних заторах. На «тихих» вулицях викиди токсичних речовин менше у 5-10 разів, ніж на великих автомагістралях. Також атмосферне повітря забруднюється під час заправки автомобіля паливом при його розливі, стиранні шин автомобілів при контакті з дорожнім покриттям. За період експлуатації однієї автомобільної шини на асфальті залишається до 3 кг пилу та сажі, які мають канцерогенні властивості. Поряд з автомобільними магістралями концентрація канцерогенного бенз(а)перену перевищує в 10-12 разів гранично допустиму концентрацію, а в середині житлових кварталів – у 1,5-5 разів.

Сьогодні вже не можна не враховувати шкідливу дію канцерогенів оточуючого середовища на організм людини. Якщо в 1940 р. рак бронхолегеневої системи посідав 12 місце серед усіх форм раку, то в 1960 р. – вже 5-те, 1980 р. – 2-ге, а в 2000 р. – вийшов на перше місце.

Особливістю автомобільного транспорту як джерела забруднення міського повітря є те, що кількість автомобілів постійно збільшується. На відміну від промислових джерел, автомобіль є пересувним джерелом забруднення і його дія поширюється на житлові райони та місця відпочинку. Автомобільні викиди поширюються на рівні органів дихання людини і повільно перебігає їх процес розсіювання в міській забудові.

Особливість еколого-гігієнічної оцінки забруднення атмосферного повітря зумовлена надзвичайною варіабельністю забруднюючих речовин у часі та просторі. Це пов’язано з багатьма причинами: нерівномірністю споживання палива автотранспортом, характером технологічних процесів, варіабельністю метеорологічних умов, які є визначальними для переносу й розсіювання забруднювачів у повітрі. При особливо несприятливих метеорологічних умовах (температурна інверсія і штиль) концентрації токсичних речовин збільшуються в 5-10-20 разів у порівнянні з максимальними концентраціями в цьому місті.

Протягом 2011 року в атмосферу міста Києва надійшло близько 254 тисяч тонн забруднюючих речовин. Основними забруднювачами атмосферного повітря міста були пересувні джерела (автотранспорт), викиди від яких становили 221 тисячу тонн, це 87 % від усього забруднення. Від стаціонарних джерел (підприємства, установи та організації) в атмосферне повітря міста Києва надійшло 33 тисячі тонн забруднюючих речовин, що становить 13 %. Найбільшими забруднювачами атмосфери міста Києва є підприємства енергетики ПрАТ «Екостандарт», ТЕЦ-5, ТЕЦ-6, теплові мережі ПАТ АК «Київенерго», філіал Житлотеплоенерго Київенерго, філія «Завод «Енергія» ПАТ «Київенерго».

Систематичні спостереження за вмістом шкідливих речовин в атмосферному повітрі міста проводяться Центральною геофізичною обсерваторією Міністерства надзвичайних ситуацій України на 16 стаціонарних постах, з яких 4 пости розташовані на лівому березі Києва. Оцінку стану забруднення атмосферного повітря проводять за 21 забруднювальною домішкою шляхом порівняння з відповідними гранично допустимими концентраціями речовин, наведеними в Державних санітарних правилах охорони атмосферного повітря населених місць (від забруднення хімічними та біологічними речовинами). Проте з 21 забруднювальної домішки у відкритий доступ для наукового аналізу Центральна геофізична обсерваторія надає лише 10 речовин: аміак, діоксид азоту, діоксид сірки, оксид азоту, оксид вуглецю, пил, фенол, формальдегід, фтористий водень, хлористий водень.

Результати аналізу перевищення норм ГДК забруднювальних речовин у відсотковому співвідношенні за 10 наведеними вище речовинами протягом 2011 року за порами року подано в таблиці.

Таблиця

Перевищення норм ГДК забруднювальних речовин у відсотковому співвідношенні за 10 наведеними вище речовинами протягом 2011 року за порами року

Зимові місяці Весняні місяці Літні місяці Осінні місяці
І місце діоксид азот діоксид азоту (березень, квітень), формальдегід (травень) формальдегід діоксид азоту
ІІ місце формальдегід формальдегід (березень, квітень), діоксид азоту (травень) діоксид азоту формальдегід
ІІІ місце пил пил фенол (червень), пил (липень, серпень) пил

Для людей, які не є фахівцями з екології та гігієни атмосферного повітря, ці місця хімічних речовин не несуть ніякої інформації. Тому наведемо коротку характеристику цих речовин.

Вплив діоксиду азоту на людину призводить передусім до розвитку гострих, а при тривалій дії і до хронічних захворювань органів дихальної системи та виникнення приступів задухи у хворих на бронхіальну астму. Навіть при незначних концентраціях діоксиду азоту в повітрі підвищується схильність до респіраторних інфекційних захворювань, що особливо актуальним є в зимовий період. Найбільша концентрація діоксиду азоту реєструється біля краю тротуару дороги. У центральних районах Києва спостерігаються його максимальні концентрації.

Формальдегід є одним з небезпечних повітряних забруднювачів і належить до канцерогенних речовин. Він здатний викликати у людей рак органів дихальної системи, лейкемію (рак крові), рак печінки. Також потрібно мати на увазі, що формальдегід може в значних концентраціях виділятися не тільки автомобільним транспортом, а й з меблів, виробів із пластмаси, під час виробництва яких були застосовані формальдегідні смоли.

Пил (зважені часточки діаметром до 2,5 мікрометрів органічної та неорганічної природи) здатний викликати захворювання органів дихальної системи, серцево-судинної системи і збільшувати показники смертності серед населення, яке проживає в зоні інтенсивного руху транспорту.

Фенол здатний викликати хвороби очей, органів дихальної системи, нирок, печінки та центральної нервової системи, швидку втомлюваність.

Найгостріша проблема, з якою стикаються українські фахівці у ході дослідження токсичних речовин в атмосферному повітрі, – це низьке матеріальне забезпечення та відсутність якісного пробовідбірного й хіміко-аналітичного обладнання. Так, якщо проаналізувати щомісячні бюлетені про стан атмосферного повітря м. Києва за 2011 рік, то виявляється, що із 16 стаціонарних постів на двох постах (вул. Межигірська та Московська площа), які знаходяться на найбільш забруднених автомобільних автомагістралях міста, спостереження проводилися не в повному обсязі через відключення постів від електроенергії.

До речі, саме на Московській площі розміщений центральний автобусний вокзал м. Києва, на якому одночасно перебувають до 50 автобусів. Це означає, що дані про забруднення цих автомагістралей, на яких розміщені ці пости, не враховуються під час аналізу загальноміського забруднення атмосферного повітря.

Найбільшою проблемою міста Києва в плані моніторингу забруднення атмосферного повітря міста від забруднення автотранспортом є те, що вся мережа спостереження за вмістом шкідливих речовин в атмосферному повітрі, яку обслуговує Центральна геофізична обсерваторія, була спланована для контролю за забруднюючими речовинами від стаціонарних джерел забруднення (заводи, фабрики, підприємства), і ці пости були і є територіально розташовані біля них. У той же час викиди від стаціонарних джерел становлять лише 13 % від суми всіх викидів.

За останні 10-15 років у Києві майже всі промислові підприємства були закриті, за винятком підприємств теплоенергетики, а кількість одиниць автомобільного транспорту постійно збільшується. Станом на 2009 рік в м. Києві було зареєстровано 800 тисяч автомобілів. Щоденно на дороги м. Києва виїжджають біля 1,5 мільйонів автомобілів, така кількість автомобілів виникає і внаслідок автомобілів, які проїжджають місто транзитом.

Яких заходів необхідно вжити задля покращення стану атмосферного повітря? Потрібно змінити розташування постів спостереження за забрудненням атмосферного повітря з урахуванням автомагістралей і найбільших житлових кварталів м. Києва (наприклад, на Троєщині немає поста спостереження, але цей район Києва за кількістю населення, яке тут проживає, наближається до обласного центру).

Варто розширити спектр досліджуваних речовин в атмосферному повітрі з урахуванням викидів від автомобільного транспорту. Маємо на увазі пил із деталізацією за розмірами часточок від 2,5 мкм і менше і 10 мкм і менше. Часточки діаметром 10 мкм і менше здатні потрапляти в дихальні шляхи, оминаючи гортань, і таким чином система захисту дихальної системи є безсилою перед ними. Небезпека цих часточок полягає в тому, що вони містять токсичні та канцерогенні речовини (сірчана кислота, миш’як, берилій, нікель, бенз(а)пірен, бензантарацен, важкі метали). Тому потрібно не тільки визначати сумарну їх кількість, а й деталізувати їх хімічний вміст.

Варто також проводити дослідження вмісту бензолу в атмосферному повітрі, який проявляє канцерогенну дію на людину. Джерелом бензолу є бензоловмісне паливо для автомобілів, яке заборонене в Україні, хоча трапляються випадки його використання. Концентрація бензолу різко знижується зі збільшенням відстані від джерела забруднення, тому пости спостереження за бензолом потрібно розміщати якнайближче до автомагістралей (біля тротуарів).

Наявність поліциклічних ароматичних вуглеводнів (вони канцерогенні для людини) у повітрі міста, на жаль, на сьогодні є звичайним явищем, до того ж вони можуть переноситися на значні відстані. В європейських містах постійно реєструються підвищені концентрації бенз(а)пірену (індикатор поліциклічних ароматичних вуглеводнів) у діапазоні від 1-10 нг/м3, при гранично допустимій нормі 1 нг/м3. Пости для відбору проб повинні бути розташовані як поблизу автомагістралей, так і в житловій забудові для порівняння концентрацій із фоновим забрудненням.

Науково-сервісна фірма «Отава» проводить науковий хімічний аналіз атмосферного повітря на вміст основних токсикантів і канцерогенних речовин (діоксид азоту, формальдегід, фтористий водень, фенол, оксид вуглецю, діоксид сірки, оксид азоту, аміак, хлористий водень, пил з деталізацією за розміром діаметра часточок від 2,5 мкм і менше і 10 мкм і менше, важкі метали, бенз(а)пірен).

Ярослав Першегуба,
канд. мед. наук, ст. наук. співробітник 
лабораторії канцерогенних факторів ДУ «ІГМЕ ім. О.М. Марзєєва НАМНУ»,
науковий консультант Науково-сервісної фірми «ОТАВА»