4.1 Постановка задачи

Многие годы А.Л.Чижевский очень подробно изучал влияние солнечной деятельности на окружающую среду Земли. В книге «Земля в объятьях Солнца» [55] он показал последовательность процесса влияния образования солнечных пятен на изменение электрического поля Земли, на метеорологические и геофизические факторы и здоровье человека.

А.Л.Чижевский указывал, что «подлинной стихией человека является воздушный океан, который благодаря дыханию находится в постоянном энергетическом общении с человеком». Воздействие на наш организм атмосферного воздуха не исчерпывается регуляцией теплообмена и влиянием на состав крови, кровяное давление и деятельность сердца. Оно более широко проявляется увеличением заболеваемости респираторными и кардиологическими болезнями.

Человек постоянно окружен безбрежным воздушным океаном. Он живет в нем, дышит и является как бы его составной частью. Все изменения, происходящие в атмосфере, отзываются в человеке.

Многочисленные выбросы вредных веществ, поступающие в атмосферу от антропогенных источников, перемешиваются, перемещаются и вымываются из нее. Постоянно в воздушном бассейне происходят фотохимические процессы, приводящие к появлению новых соединений, иногда более вредных, чем исходные.

Большинство веществ, находящихся в атмосферном воздухе, не видимы простым глазом. Поэтому сведения о загрязнении его спокойно воспринимаются до тех пор, пока не происходят заметные ухудшения здоровья у населения города. Но даже тогда наше нездоровье объясняют обычно любыми причинами, но не загрязнением. Невидимое не может повредить.

Ежегодно осуществляется сбор, анализ данных наблюдений и производится оценка состояния загрязнения атмосферного воздуха в городах России. Оценка показывает удручающую картину: почти 70 % городов имеют высокую или очень высокую степень загрязнения. Приводятся такие, казалось бы, настораживающие факты, что почти во всех городах страны средняя за год концентрация одной или нескольких примесей превышает установленный медиками норматив. Все привыкли к такой информации, она не вызывает особого волнения или опасения, она обычна. Следовательно, никакие действенные меры по охране атмосферы от загрязнения не будут эффективными в стране, где как бы нет проблемы загрязнения атмосферы. Много существует других более важных задач.

Поэтому, чтобы обратить внимание общественности и населения на проблему загрязнения, следует найти способы более яркого представления существующей ситуации, показать, что высокое загрязнение имеет опасные последствия, оно воздействует на человека, постепенно ослабляет его организм, который становится более уязвимым, более восприимчивым к разным болезням, вызывая дополнительные случаи различных заболеваний. У одних людей чаще возникают ангины, у других — грипп или воспаление легких, у третьих — злокачественные образования. Загрязнение атмосферы оказывает неблагоприятное влияние на весь организм человека, это влияние происходит через кожу, желудочно-кишечный тракт и особенно сильно — через органы дыхания.

Химические вещества, находящиеся в газообразном состоянии, а также в виде аэрозолей, интенсивно поглощаются в первую очередь органами дыхания и часто действуют незамедлительно. Но иногда действие загрязняющих веществ не заканчивается на этом. Они проникают в кожу, во внутренние органы и действуют на весь организм человека. Влияние загрязнения невидимо, не ощутимо, просто человек заболел, но никто не задает вопрос, что явилось основной причиной заболевания.

Поэтому в данном исследовании была сделана попытка связать уровень загрязнения, выраженный через значения суммарного индекса загрязнения атмосферы, через ИЗА, с числом случаев различных заболеваний. Это должно было показать, что загрязнение воздуха не пустой звук, не формальное превышение ПДК, оно имеет глубокие последствия, которые касаются каждого. В любом увеличении значения ИЗА скрыты случаи заболеваемости. Именно это позволило выделить градации значений ИЗА и сказать, что при одних значениях ИЗА уровень низкий, а при других - высокий. Не предполагалось проведение детального исследования процессов заболеваний, это относится к компетенции медиков. Наша задача состояла лишь в получении четких связей ИЗА с числом болезней населения.

В течение более десяти лет последовательно в ГГО выполнялись работы, направленные на решение данной задачи.

В последние годы во многих странах проводятся исследования, чтобы выяснить, насколько значительно влияние загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух городов, на состояние здоровья населения, какие болезни особенно часто возникают под влиянием веществ, попавших в окружающую среду, сколько случаев смертности среди населения связано с загрязнением. Желание узнать ответы на эти вопросы привело к возникновению большого числа работ, выполняемых во всем мире. В таких работах отмечается нарастание экологических проблем и острая необходимость исследований в области изучения влияния антропогенного загрязнения атмосферы на здоровье населения промышленных городов.

В большинстве стран Европы качество воздуха в последние десятилетия постоянно улучшается. Однако и сегодня отмечаются эффекты ухудшения здоровья под влиянием загрязнения, причем предпочтение отдается изучению влияния отдельно и в комплексе таких веществ, как озон и мелкие частицы, названные РМ10 и РМ2,5. В исследованиях делается попытка оценить общий урон здоровью, вызванный окружающим воздухом. В проекте, подготовленном Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), сказано, что около 6,4 млн лет здоровой жизни потеряно из-за длительного воздействия на человека содержащихся в атмосфере частиц [90].

Существующее загрязнение воздуха представляет собой сложную смесь. В атмосфере присутствуют твердые, жидкие и газообразные вещества, результаты многих реакций. Поэтому влияние озона, диоксида азота или частиц РМ, отдельно взятых, оценить достаточно сложно, оно может быть усилено смесью всех других загрязняющих атмосферу веществ. Смесь создается, например, под влиянием солнечной радиации, когда происходит взаимодействие диоксида азота с органическими компонентами и образуется озон. В этой смеси находятся многочисленные компоненты, однако в исследованиях выделяется и измеряется только их небольшая часть. И только эта часть рассматривается в эпидемиологических исследованиях как индикаторы. Независимое воздействие различных загрязняющих веществ может быть изучено только аналитическими методами. При этом влияние одного вещества (например, диоксида азота) включает не только его непосредственный эффект, который может быть оценен, но также то, что диоксид азота способствует образованию озона и других окислителей, а также образованию нитратных компонент РМ и они, в свою очередь, влияют на человека.

В идеальном случае в исследованиях воздействия атмосферных загрязнений должны учитывать все химические и физические характеристики выбросов, перенос в атмосфере и их трансформацию; такая сложная атмосферная химия является особенно трудной задачей.

Считается, что наличие в атмосферном воздухе вредных веществ увеличивает заболеваемость населения на 30–40 % [51]. Иногда используется специальное понятие — индекс риска, которое означает оценку ухудшения здоровья под воздействием загрязняющих атмосферу веществ [93]. Особенно часто применяется это понятие для оценки сокращения продолжительности жизни от злокачественных новообразований в результате длительного влияния загрязненного воздуха [38]. На основе многих научных свидетельств в 1987 г. ВОЗ [107] признало необходимым определить количественные оценки влияния загрязнения атмосферы так называемыми основными веществами: взвешенными частицами, озоном, диоксидом серы и диоксидом азота — на здоровье населения, чтобы установить наивысшие приоритеты проблемы и оптимизировать стратегию управления окружающей средой. В приведенном обобщении довольно удачно использована унификация полученных многими учеными результатов, приведение к одинаковым единицам изменения концентраций примесей. За период 1985–1995 гг. в странах Европы и Америки выполнены многочисленные исследования, касающиеся влияния этих веществ на здоровье. Обобщение результатов этих исследований содержится в сводных обзорах [107, 122]. Как следует из этих обобщений, общая смертность увеличивается примерно на 0,3–0,9 % при увеличении концентраций общих взвешенных частиц, диоксида серы или других веществ на 10 мкг/м 3 и на 0,6 % при таком же увеличении концентрации мелких взвешенных частиц диаметром менее 10 мкм (РМ10 ). В этих обобщениях дан обширный список литературы по тематике. Такое же изменение концентрации РМ10 ведет к увеличению числа случаев госпитализации населения — на 1–1,5 %.

Увеличение опасности возникновения рака легких связывают с влиянием находящихся в воздухе РМ10. которые способны проникать глубоко в респираторный тракт. По данным 6 городов США показано увеличение заболеваемости детей респираторными болезнями на 11 % при стандартном увеличении концентраций общих взвешенных веществ (на 10 мкг/м 3 ). К сожалению, в этом обзоре не нашли отражение работы, выполненные в России. В статье [11] также приведены результаты исследований воздействия твердых взвешенных частиц (РМ10 и РМ2,5 ), озона и диоксида азота на здоровье детей, а также влияние их на смертность населения в городах Европы. В некоторых работах указывается, что размер и конфигурация мелких частиц, а также состав частиц (наличие в них металлов) могут играть важную роль при воздействии на организм. Обширные исследования на больших территориях не смогли установить нижний предел концентраций РМ, которые могут привести к заболеваемости.

Используя выводы многих работ, Всемирная Организация Здравоохранения в 2005 году установила рекомендуемые критерии качества воздуха некоторыми веществами для городов [122]. Эти критерии приведены ниже.

Таблица 4.1 – Критерии качества воздуха, рекомендованные ВОЗ