Звягинцева Ольга Юрьевна влияние загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения г. Чита




страница1/12
Дата04.05.2016
Размер3.23 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12


Министерство науки и образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»



На правах рукописи


Звягинцева Ольга Юрьевна

ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ г. ЧИТА

(ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ КРАЙ)
03.02.08 – экология (биологические науки)

Диссертация

на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Научный руководитель:

доктор биологических наук,

профессор З.П. Оглы

Улан-Удэ – 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ……………………………………………………………………………..3

Глава 1. Характеристика района, материалы и методы исследования………….7

1.1. Физико-географическая характеристика района исследования………7

1.2. Материалы и методы исследования…………………………………...15

1.3. Значение метода биоиндикации в системе экологического мониторинга (обзор литературы)…………………………………………...23

Глава 2. Состояние атмосферного воздуха г. Чита………………………………35

2.1. Основные источники и загрязнители атмосферного воздуха

в г. Чита………………………………………………………………………35

2.2. Оценка качества атмосферного воздуха методом ПФА……………...46

2.3. Влияние выбросов автотранспорта на величину ПФА………………57

2.4. Экологическое зонирование г. Чита по степени загрязненности атмосферного воздуха………………………………………………………64

Глава 3. Влияние на здоровье населения основных загрязнителей атмосферного воздуха г. Чита…………………………………………………………………….67

Глава 4. Прогнозная оценка уровня заболеваемости населения г. Чита в зависимости от качественного состояния атмосферного воздуха

и мероприятия по улучшению экологической ситуации………………………..86

Заключение.................................................................................................................92

Литература..................................................................................................................94

Приложения..............................................................................................................109




ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. По качеству атмосферного воздуха г. Чита относится к числу наиболее загрязненных городов России. За период с 2005 по 2010 гг. уровень загрязнения воздушного бассейна оценивался, как «чрезвычайно высокий» и «очень высокий». Среднегодовые концентрации превышают ПДКсс по бенз(а)пирену в 5,77 раз, по формальдегиду – в 4,33 раза (Государственный доклад, 2010).

По данным экспертов Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) основные источники загрязнения воздушной среды в городах исходят от предприятий теплоэнергетики и автомобильного транспорта, которые дают до 23% всех заболеваний (Иванов и др., 2010). К тому же постоянно увеличивающаяся доля личного автотранспорта со значительным выбросом вредных веществ, практически не поддается контролю.

Для здоровья населения отработанные газы автомобилей представляют наибольшую опасность, чем выбросы стационарных источников, т. к. они поступают в атмосферу непосредственно в зоне дыхания человека. Объем выбросов автотранспорта увеличивается не только на проезжей части улиц, но и во дворах, где двигатели транспорта работают в наиболее «неэкологичном» режиме (т.е. на холостом ходу, низких скоростях). В целом, концентрация загрязняющих веществ в воздухе на определенных участках города выше, чем на проезжей части улиц, значительно превышая средние значения по городу. На придомовых территориях находятся места отдыха, расположены детские площадки, при этом качество воздуха здесь не контролируется, что подтверждает необходимость совершенствования системы мониторинга.

В структуре общей заболеваемости населения г. Чита болезни органов дыхания традиционно занимают ведущие позиции (Социально-гигиенический мониторинг, 2006 – 2010). Поэтому, изучение влияния приоритетных загрязнителей воздушного бассейна города на здоровье человека, оценка вклада различных источников в процессы загрязнения атмосферного воздуха, совершенствование системы мониторинговой службы является актуальной задачей экологии.



Цель исследований – оценить влияние загрязнения воздушного бассейна на здоровье населения г. Чита с целью прогнозирования уровня заболеваемости от воздействия приоритетных загрязнителей.
          1. Задачи исследования:

  1. 1. Выявить наиболее значимые источники загрязнения, основные вещества-загрязнители воздушного бассейна г. Чита.

    1. 2. Провести исследования уровней общего и локального загрязнения атмосферного воздуха г. Чита методом биоиндикации и по их результатам осуществить зонирование территории с целью оценки влияния качества атмосферного воздуха на здоровье населения.

  2. 3. Для выявления причин локального загрязнения произвести расчет выбросов автотранспорта (как наиболее значимого источника) на участках дорожной сети г. Чита с различной интенсивностью движения.

4. Географические особенности расположения территории края – это внутриконтинентальное расположение, высокая приподнятость над уровнем моря (от 900 м над уровнем моря в лесостепной зоне, более 2500 м – в гольцой зоне), удаленность от океанов. Все это определяет засушливость климата, с большой продолжительностью солнечного сияния (2618 час/год), резкой сменой синоптической ситуации, с возможными колебаниями температуры воздуха в течение суток более чем на 20º С.

  1. Проанализировать степень влияния основных загрязнителей атмосферного воздуха г. Чита на здоровье населения, в том числе на уровень онкозаболеваемости.

5. Дать прогнозную оценку динамики заболеваемости населения г. Чита и предложить мероприятия по снижению ущерба здоровью населения от воздействия аэротоксикантов.

Личный вклад автора состоит в постановке целей и задач исследований, выборе методов исследования, сборе и обработке полевых и экспериментальных материалов, а также анализе и обобщении полученных результатов. Исследования проводились в течение полевых сезонов 2005-2010 гг.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Высокий уровень загрязнения воздушного бассейна г. Чита влияет на показатели заболеваемости населения г. Чита.

  2. Использование метода ФА позволяет выявлять локальное загрязнение атмосферного воздуха и производить зонирование территорий с целью прогноза заболеваемости городского населения.

  3. Ежегодное экологическое зонирование состояния атмосферного воздуха, выполненное по методу ФА, является основой для принятия природоохранных решений для улучшения здоровья населения города.

Научная новизна.

1. Впервые дан прогноз динамики заболеваемости населения города Чита болезнями органов дыхания, в том числе онкопатологией, оцененный показателем флуктуирующей асимметрии листовой пластинки березы повислой Betula pendula Roth, которая отражает степень загрязнения атмосферы, в том числе загрязнителями-канцерогенами.

2. Получено уравнение, позволяющее рассчитать величину ИЗА5 по величине интегрального показателя флуктуирующей асимметрии для территорий, где нет стационарных постов, а также в случаях локального загрязнения с целью составления прогнозов заболеваемости населения.

Теоретическая и практическая значимость работы заключается в том, что основные ее результаты были использованы:

- Забайкальским краевым экологическим центром при осуществлении основного вида деятельности – подготовке информации по источникам негативного влияния на окружающую среду, для внесения её в государственный реестр объектов;

- при чтении курсов лекций, проведении лабораторно-практических занятий и учебной практики для студентов специальностей 280102.65 «Безопасность технологических процессов и производств», 280103.65 «Защита в чрезвычайных ситуациях», других специальностей и направлений при изучении дисциплин «Общая экология», «Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности».

Степень достоверности и апробация результатов. Научные результаты получены на основании аналитической работы с обширным научным и литературным материалом. Достоверность результатов подтверждается большим количеством материала, применением унифицированных методик и официально принятых методов статистической обработки экспериментальных данных.

Материалы и положения диссертации представлялись и обсуждались на VII Всероссийской и ХI Международной научно-практической конференции «Кулагинские чтения» (Чита, 2007, 2009, 2011), Х Международной научно-практической конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности» (Пенза, 2010), Всероссийской молодежной научно-практической конференции с международным участием «Экологосберегающие и ресурсосберегающие технологии и материалы» (Улан-Удэ, 2011), научно-практической конференции «Адаптивный подход в использовании земельных и водных ресурсов Азиатской России» (Чита, 2011).



Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 5 в изданиях рекомендованных ВАК.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 130 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций, списка литературы, содержит 22 таблицы, иллюстрирована 37 рисунками. Список использованной литературы включает 136 наименований, в том числе 7 на иностранных языках.

Глава 1. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА, МАТЕРИАЛЫ

И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ


    1. Физико - географическая характеристика района исследования

Забайкальский край занимает восточную часть Забайкалья, является юго-восточной частью Восточной Сибири. Протяженность с севера на юг составляет около 1000 км, с запада на восток – более 850 км, с общей площадью территории края - 431,5 тыс. км² (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

Географические особенности расположения территории края – это внутриконтинентальное расположение, высокая приподнятость над уровнем моря (от 900 м над уровнем моря в лесостепной зоне, более 2500 м – в гольцой зоне), удаленность от океанов. Все это определяет засушливость климата, с большой продолжительностью солнечного сияния (2618 час/год), резкой сменой синоптической ситуации, с возможными колебаниями температуры воздуха в течение суток более чем на 20º С. Сюда проникают воздушные массы атлантического, тихоокеанского и арктического происхождения, в результате влияния которых климат в целом характеризуется как резко-континентальный, на юге дополнительно аридный. Зима продолжительная, сухая, средние январские температуры от (- 23º С) на юге, до (- 33º С) на севере и юго-востоке, абсолютный зарегистрированный минимум - (- 58º С). Лето короткое, но теплое, его продолжительность в среднем – 2,5 месяца. Наиболее высокие значения температуры воздуха регистрируются в июле, средние значения которых +18…+ 20º С, с максимумом (+ 40º С) (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

Сибирский антициклон, господствующий большую часть года, сменяется азиатской депрессией в летний период. В сравнении с территориями аналогичных широт (широтные координаты указывают на расположение Забайкальского края в умеренном поясе) наблюдается более низкая годовая температура воздуха, с повсеместно отрицательными значениями от (- 0,7º С) до (- 2,5º С). В г. Чита её значение составляет (- 2,7º С) (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

Особенности рельефа сказываются в том, что наблюдаются резкие различия климатических характеристик между долинами и котловинами с одной стороны и горными хребтами – с другой, что влияет на характер атмосферной циркуляции. Хребты вызывают по отношению к долинам и котловинам выпадение большего количества осадков на наветренных склонах и создают дождевую тень на подветренных. Различия в количестве выпадающих осадков в межгорных понижениях и на хребтах составляют - 200…700 мм в год (Кулаков, 2000).

Интенсивность радиационного выхолаживания при отрицательных формах рельефа приводят к возникновению температурных инверсий зимой. В такие периоды степень загрязненности приземного слоя атмосферы значительно возрастает, так как не происходит рассеивания веществ – загрязнителей вследствие низкой циркуляции воздушных масс.

Количество осадков зависит от прохождения циклонов, основная масса которых (90…95 %) выпадает с апреля по октябрь, соответственно на холодный период (ноябрь – март) приходится не более 5…10 %. Среднегодовое количество осадков составляет 343 мм. На июль и август приходится наибольшее количество осадков – 40…45 % (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

Город Чита – административный центр Забайкальского края – располагается в долинах рек Чита и Ингода и амфитеатром поднимается по отрогам хребта Черского. С юго-запада над городом господствует двугорбая безлесная Титовская сопка, на запад и северо-запад от города расстилается равнинная степная местность, представляющая собой днище Читино-Ингодинской котловины. Хребет Черского, с небольшими высотами порядка 900-1000 м, тянется с юго-запада на северо-восток, ограничивая город с юго-восточной стороны. С северо-востока, северо-запада и запада горизонт относительно открыт. Горные хребты удалены от города на юг и восток на расстояние 3 км, на север – 6 км. В этих направлениях в 15…20 км от города проходит Яблоновый хребет, восточные пологие склоны которого спускаются в равнинную степь, простирающуюся вдоль правого берега р. Чита (рисунок 1). Склоны гор покрыты смешанным лесом (лиственница, сосна, береза и осина) (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

Рисунок 1 - Рельеф города Чита

Почвы в районе города серые, лесные, супесчаные (Отчет НИР «Мониторинг тест-полигонов в Ивано-Арахлейском заказнике», фонды ЧИПР СО РАН, 2001).

В черте города находится озеро Кенон. Сохранились в пределах территории городской черты участки естественных экосистем - приречные луга, островки степей и лесостепей, массив горной тайги, расположенный в районе автомагистрали Чита – Хабаровск. В городской ландшафт входят дачные массивы, пашни, сенокосы и несколько озер на месте бывших шахт (в окрестности поселка Черновские Копи) (Котельников, 1995).

В озеленении города используются древесно-кустарниковые породы, которые размещаются сплошными и рядовыми, групповыми и одиночными посадками. Массивные посадки создаются из долговечных пород (лиственница, ель, береза, тополь, сосна, пихта) в виде чистых насаждений (из одной породы) или смешаных (из нескольких пород). Под полог основных пород вводят теневыносливые кустарники (акацию, спирею)(Пак и др., 1991).

Основной особенностью климата района является его резкая континентальность, проявляющаяся в очень низких зимних и довольно высоких летних температурах воздуха. Среднегодовая температура отрицательная и составляет минус 2,2о С, амплитуда среднемесячных температур равна 43,7о С. В холодный период года над краем располагается гребень сибирского антициклона, поэтому зима отличается низкими температурами, слабыми ветрами, большой сухостью воздуха и небольшим количеством осадков (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

Основные метеорологические характеристики, оказывающие влияние на потенциал загрязнения атмосферного воздуха в г. Чита, по данным ГУ «Читинский ЦГСМ-Р», представлены в таблице 1.

Сибирский антициклон, господствующий большую часть года над городом, характеризуется продолжительными периодами маловетреной и безветренной погодой и низкими температурами атмосферного воздуха. Преобладающий горно-котловинный рельеф местности приводит к формированию температурных инверсий, т.е. воздух внутри котловины оказывается холоднее, чем на выше расположенных склонах, что нарушает циркуляцию атмосферных масс и препятствует рассеиванию загрязнений. В такие периоды степень загрязненности приземного слоя атмосферы в черте города значительно возрастает (Энциклопедия Забайкалья, 2000).



Начало зимы приходится на середину октября, продолжительность ее около пяти месяцев. Погода преобладает сухая и малооблачная, отличается устойчивостью. Изменение ее происходит без скачков, постепенно и только изредка сопровождается легкой облачностью, выпадением небольшого количества снега или усилением ветра.
Таблица 1 - Метеорологические характеристики, определяющие потенциал загрязнения атмосферного воздуха в г. Чита (данные ГУ «Читинский ЦГМС-Р»)



Метеорологические характеристики

Месяцы

Год

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Число дней с осадками

5

5

9

8

12

19

15

13

6

4

5

11

112

Скорость ветра, м/с

0,5

1,4

1,5

2,5

3,1

2,6

2,0

1,6

2,1

1,9

1,7

0,8

1,8

Повторяемость приземных инверсий температуры, %

95

88

68

37

19

15

21

37

58

68

83

97

57

Повторяемость застоев воздуха,%

81

55

39

27

13

7

11

23

38

42

45

77

38

Повторяемость ветров со скоростью 0-1м/с,%

89

62

59

44

33

35

47

58

52

55

58

82

56

Повторяемость при-поднятых инверсий температуры, %

0

0

5

5

13

20

26

13

10

5

8

3

9

Повторяемость туманов, %

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

2,1

0

0,2

Мощность снежного покрова невелика – до 12 см. При тихой малооблачной погоде в понижениях рельефа, где застаивается холодный воздух, возникают зимние туманы. Самый холодный месяц года – январь, его среднемноголетняя температура равна минус 25,6о С. С прекращением устойчивых морозов, средняя дата 14.04., начинается весенний период, продолжающийся до конца мая (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

Весенний период короткий, отличается неустойчивой погодой. Несмотря на невысокие температуры, весна характеризуется засушливостью, связанной с прогреванием сухих арктических масс воздуха в условиях солнечной малооблачной погоды. Большая сухость воздуха при господстве ветреной погоды приводит к сильному иссушению почвы (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

Продолжительность летнего периода - около 2,5 месяцев. Лето, хотя и короткое, но теплое и даже жаркое. Дневные температуры бывают довольно низкими и в отдельные годы, даже в июле, возможны заморозки. Самым теплым месяцем является июль, его среднемноголетняя температура равна плюс 18,2о С, а средняя температура в 15 часов местного времени достигает в июле плюс 23,5о С. Осень продолжается с конца августа до середины октября (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

Характеристика отдельных метеорологических элементов по сезонам года по данным наблюдений ФГБУ «Читинский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с региональными функциями» (2007…2008, 2009…2010) приводится в таблице 2.

Распределение осадков в течение года крайне неравномерно, зависит от прохождения циклонов, основная масса которых выпадает с апреля по октябрь (90 - 95 %), соответственно на холодный период (ноябрь-март) приходится не более 5 - 10 %, что значительно ослабляет процессы очищения атмосферы. В зимние месяцы концентрации приоритетных загрязнителей в воздушном бассейне города наиболее высоки (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

В основном они выпадают в летний период, на долю которого в среднем приходиться 95 % годовой суммы. Максимум осадков падает на июль - август. Среднегодовое количество осадков составляет 343 мм. В зимний период, в связи со слабой циклонической деятельностью, осадков выпадает мало. За период с декабря по февраль выпадает всего 8 мм осадков (Энциклопедия Забайкалья, 2000).

В годовом ходе средней месячной относительной влажности воздуха прослеживается два максимума: в августе - 74 и декабре – 77 %. Весной, в апреле - мае, относительная влажность низкая и составляет 47…45 %. Средняя годовая влажность воздуха равна 65 %.



Таблица 2
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12


База данных защищена авторским правом ©ekonoom.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница