Качество атмосферного воздуха как фактор риска возникновения сердечно-сосудистых заболеваний

Бенз(а)пирен (БП) является наиболее типичным химическим канцерогеном окружающей среды. МАИР относит БП к группе 2А т.е. к веществам, канцерогенность которых для человека имеет ограниченные доказательства. Российские токсикологи также считают это вещество высокоопасным и оно включено во 2 класс опасности. (Курляндский, 2007) Поступает в воздушный бассейн при сжигании топлива (мазут, бензин, уголь), с выбросами алюминиевых, сталеплавильных, нефтеперерабатывающих производств. Практически в каждом населенном пункте, где котельные используют уголь, содержание БП в атмосферном воздухе может быть повышено. Среди промышленных предприятий наиболее велик выброс БП на заводах по выплавке алюминия в городах Красноярск, Братск, Новокузнецк. В последние годы концентрация БП в атмосферном воздухе несколько снизилась, что связано с падением производства, но, учитывая эффект отдаленного воздействия канцерогенных веществ, можно ожидать, что на протяжении 15 — 20 лет в городах будет регистрироваться повышенная частота рака легкого. Наиболее высок уровень загрязнения атмосферного воздуха 6 — 15 нг/м3 при ПДК = 1 нг/м3 в городах, где размещены крупнейшие в мире заводы по производству алюминия и сталелитейные производства (Шелехов, Новокузнецк, Братск, Магнитогорск, Нижний Тагил, Петровск-Забайкальский. Красноярск, Челябинск, Липецк). Почти на всех станциях контроля в этих городах концентрации БП превышают 3 нг/м3 — уровень, при котором длительное воздействие приводит к увеличению заболеваемости раком легкого среди общих групп населения. Весьма высоки концентрации БП в воздухе городов, размещенных вблизи крупнейших электростанций (Губаха, Канск, Назарово, Новочеркасск, Черемхово) или в городах со множеством угольных котельных (Абакан, Бийск, Зея, Зима, Иркутск, Чита и др.). В этих городах концентрации БП в атмосферном воздухе находятся в пределах 1,5 — 15,6 нг/м3. Крупные нефтеперерабатывающие заводы также являются источниками БП и создают регистрируемый практически на всех станциях контроля повышенный уровень загрязнения атмосферного воздуха (до 2 — 3 нг/м3). (Ревич, 1997)

Формальдегид. Источники эмиссии формальдегида в окружающую среду — химические и металлургические производства, предприятия по производству строительных материалов и полимеров, мебельные фабрики, автотранспорт. В атмосферном воздухе многих городов среднегодовые концентрации формальдегида находятся в пределах от 3 до 12 мкг/м5 при среднесуточной ПДК = 3 мкг/м3. (Ревич, 1997)

Неорганические вещества

Основной источник поступления  тяжелых металлов в воздушный  бассейн — выбросы предприятий  цветной металлургии, некоторые технологические машиностроительные предприятия.

Свинец (РЬ). С выбросами промышленных предприятий в атмосферный воздух в 1992 г. поступило 1404 т РЬ, в 1993 г. — 1 149 т, в 1994 г. — 876 т. За последние годы эмиссия этого металла значительно уменьшилась в связи со спадом производства. Высокие концентрации РЬ в атмосферном воздухе — 1,0-3,0 мкг/м3 при ПДК = 0,3 мкг/м3 — обнаружены при проведении специальных исследований в окружении металлургических предприятий (Белово, Верхняя Пышма, Владикавказ, Карабаш, Кировград, Красноуральск, Новосибирск, Ревда), аккумуляторных заводов (Курск, Санкт-Петербург), предприятий по производству стекла и хрусталя (Гусь-Хрустальный, Саранск). (Ревич, 1997)

Фтористые соединения. Источниками выделения этих веществ являются алюминиевые заводы, предприятия по производству минеральных удобрений. В атмосферном воздухе городов, где размещены алюминиевые заводы, среднегодовые концентрации фтористого водорода превышают среднесуточную ПДК (5,0 мкг/м3) примерно в 2 раза. В г. Новокузнецке в воздухе жилого квартала вблизи алюминиевого завода концентрация фтористого водорода достигала 16 — 18 ПДК (80 — 90 мкг/м3). (Ревич, 1997)

Хлорсодержащие  вещества. Предприятия, в выбросах которых имеются хлорсодержащие соединения, являются потенциальными источниками образования таких супертоксикантов, как диоксины. Возможными источниками являются более 100 промышленных предприятий, в том числе 23 завода по производству органических химических веществ; 30 заводов по производству целлюлозы и бумаги, 3 завода по производству конденсаторов, 4 химико-металлургических завода и другие предприятия. К городам с наиболее высокой концентрацией хлора в воздухе относятся Байкальск (целлюлозно-бумажное производство), Норильск и Электросталь (металлургическое производство), Соликамск, Саратов (химическая промышленность).

Диоксины. Уровень загрязнения окружающей среды в местах размещения диоксиноопасных производств может быть весьма высок. Если ранее сообщалось о загрязнении диоксином поверхностных вод и почв (Уфа, Чапаевск, Дзержинск), то в последние годы появилась информация о загрязнении диоксинами атмосферного воздуха. В 1994 г. впервые в России был утвержден норматив содержания диоксинов в атмосферном воздухе, составляющий 0,5 пг/м3. В воздухе г. Чапаевска Самарской области содержание диоксинов достигало 15 пг/м3. (Ревич, 1997).

Азотсодержащие  соединения

Аммиак (NH3). По объему выбросов лидирует в группе специфических загрязняющих веществ. Он поступает в воздух с выбросами металлургических предприятий, производств минеральных удобрений, различных химических производств. Определение содержания NH3 в атмосферном воздухе проводится более чем в 70 городах, превышений ПДК отмечается в атмосферном воздухе городов с производством минеральных удобрений (Белгород, Воскресенск, Тольятти) и крупными химическими заводами (Дзержинск, Кемерово, Омск, Самара, Соликамск, Томск). Повышенные концентрации NH3 регистрируются в атмосферном воздухе практически над всей территорией городов Кемерово, Омск и Дзержинск. (Ревич, 1997)

Серосодержащие  вещества

Сероводород (HS). Основные источники выбросов этого вещества в атмосферный воздух — целлюлозно-бумажные комбинаты, коксохимические производства металлургических комбинатов, нефте- и газоперерабатывающие, нефтехимические производства, заводы синтетических волокон. В 70 % городов, где контролируется содержание H2S, максимальные разовые концентрации превышали ПДК (8 мкг/м3), установленную по рефлекторному действию этого газа (ощущение запаха). Наиболее высока частота превышения ПДК в атмосферном воздухе таких городов с целлюлозно-бумажными комбинатами, как Сегежа (79 % проб), Амурск (14,4 %), Братск (6 %), Селенгинск (5,5 %); городов с нефтеперерабатывающими заводами — Березники (25 %), Оха (26 %), Губаха и Сызрань (8 %); городов с производством синтетических волокон — Красноярск (7 %) и Тверь (5 %). (Ревич, 1997)

Сероуглерод (CS). В атмосферный воздух это вещество выбрасывают предприятия целлюлозно-бумажной промышленности, предприятия по производству искусственных волокон и коксохимические заводы. Наиболее высокие концентрации CS, зарегистрированы в городах с целлюлозно-бумажным производством (Архангельск, Байкальск, Братск, Калининград, Новодвинск, Селенгинск); производством химических волокон (Балаково, Кемерово, Тверь); химической промышленностью (Березники, Волгоград). Индикатором воздействия сероуглерода является его наличие в моче.

Метилмеркаптан. Поступает в атмосферный воздух преимущественно с выбросами предприятий целлюлозно-бумажной промышленности. (Ревич, 1997)

В районах, загрязненных митимеркаптаном установлена достоверная  связь между уровнем загрязнения  атмосферного воздуха и уровнем общей заболеваемости детей. (Карелин, 1992)

Углеводороды

Фенол. Основные источники поступления фенола в атмосферный воздух — металлургические и коксохимические заводы, предприятия по производству фенолформальдегидных смол, клеев, Различных пластиков, кожевенные и мебельные Фабрики. Среднегодовые концентрации фенола превышают среднесуточную ПДК в г. Москве, в городах с металлургическими производствами (Комсомольск-на-Амуре, Магнитогорск, Липецк, Новотроицк, Орск, Рязань).

Стирол. Это синтетическое вещество не присутствует в природе и поступает в воздушный бассейн с выбросами производств синтетического каучука, некоторых других нефтехимических производств, а также с отработанными газами автотранспорта. В большинстве городов, где расположены предприятия по производству стирола, полистирола и синтетического каучука и весьма значителен выброс стирола, отсутствует контроль за его содержанием в атмосферном воздухе, в том числе в таких городах с крупным нефтехимическим производством, как Нижнекамск, Омск, Воронеж, Ярославль, Салават, Ангарск, Красноярск и др.

На основе данных об уровне загрязнения атмосферного воздуха различными веществами в более чем 100 городах России определена ориентировочная численность населения, находящегося на загрязненных территориях.

Первое место среди  загрязняющих веществ занимает бензо(а)пирен. Около 14 млн. человек проживает на территориях с повышенным уровнем загрязнения атмосферного воздуха этим веществом, что определяет высокую канцерогенную опасность в первую очередь в 24 городах, где расположены алюминиевые и (или) сталеплавильные производства, и в 30 городах с нефтеперерабатывающими заводами или крупными ТЭЦ. Второе место занимает фенол (10,4 млн. человек), третье — взвешенные вещества (9,8 млн. человек), четвертое — сероуглерод (6,2 млн. человек). Более 5 млн. человек проживает на территориях с повышенным содержанием в воздухе двуокиси азота, фтористого водорода, более 4 млн. — на территориях с повышенным содержанием оксида азота и формальдегида; более 3 млн. — на территориях с повышенным содержанием аммиака и стирола. Значительное число жителей (более 1 млн.) подвержено также воздействию повышенных концентраций свинца, бензола, оксида азота, сероводорода и меркаптана.

Особенностью атмосферного воздуха многих российских городов является наличие повышенных концентраций широкого спектра химических веществ, однако ограниченность средств контроля Росгидромета не позволяет в полной степени выявить истинную ситуацию. Следующий этап исследования — оценка концентраций основных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе с использованием принятых в мировой практике коэффициентов риска для здоровья населения. (Ревич, 1997)

1.3. Влияние  качества атмосферного воздуха  на сердечно-сосудистую систему

Медицинские работники зачастую считают, что причинами болезней сердца являются генетические факторы или образ жизни. В настоящее время ученые со всего мира пришли к выводу, что воздух, который мы ежедневно вдыхаем в городе, также может служить одной из главных причин развития проблем с сердечнососудистой системой (Мироновская, 2010).

Экологи Университета Луисвилла  и Мичиганского университета зафиксировали, что повышение концентраций в  воздухе загрязняющих веществ связано  с ростом случаев сердечной смерти и сердечных приступов. Исследование проводилось в 250 городах по всему миру, в результате которого было установлено, что в местах с высокими показателями загрязняющих воздух веществ люди умирали раньше, в большинстве случаев из-за заболеваний сердца. Рост концентраций вредных веществ в воздухе был прямо пропорционален росту числа инфарктов. Наиболее уязвимой группой являлись сердечники и пожилые люди, а также больные диабетом, женщины и люди, страдающие от ожирения. 

По мнению специалистов, микроскопические частицы загрязнённого воздуха попадают в лёгкие и затем проникают в кровоток, нарушая работу сердечнососудистой системы. Больше всего вреда может причинить озон, нитраты, сульфаты, металлы и альдегиды, заключили эксперты. В частности было доказано, что альдегиды - токсичный класс химических веществ, содержащийся в большинстве видов дыма, в том числе сигаретном и в выхлопных газах автомобилей, - повышает уровни холестерина в крови и активирует ферменты, которые образуют бляшки и тромбы на кровеносных сосудах, блокирующие артерии и способствующие сердечному приступу. В течение 15 минут после вдыхания ультратонких мелкодисперсных частиц быстро повышается артериальное давление, поэтому загрязненность воздуха может внести свой отрицательный вклад и в увеличение сферы действия гипертонии. Кровеносные сосуды реагируют на загрязнители, производя воспалительный ответ при активности посторонних веществ (Насырова, 2008).

Наиболее показательные исследования действия вредных веществ, содержащихся в воздухе, на функциональное состояние сердечнососудистой системы были проведены В. П. Агудиным, С. А. Веймером, М. В. Янесом, и др. (1984) при Институте экспериментальной и клинической медицины, города Таллина.

В исследовании были использованы биорадиотелеметрические методы и магнитный хронограф кардиосигналов, позволившие регистрировать частоту сердечных сокращений и интервал РР у рабочих в процессе выполнения ими трудовых операций. Всего обследовано 50 человек.

Полученные результаты исследования в условиях производства Таллинского  фанерно-мебельного комбината и химкомбината «ОРТО» свидетельствуют о том, что частота сердечных сокращений и интервал РР -являются объективными параметрами, отражающими неблагоприятное действие вредных веществ, присутствующих в воздухе. Относительно небольшая физическая нагрузка в этих условиях вызывала увеличение частоты сердечных сокращений и укорочение интервал PP. Изменение контролируемых показателей функционального состояния сердечнососудистой системы под влиянием загрязнений воздушной среды, в отдельных случаях, находилось на уровне изменений, наблюдаемых при увеличении физической нагрузки примерно в пять раз.

Анализ полученных данных позволяет  сделать вывод о том, что отмечаемые изменения функционального состояния  сердечнососудистой системы возникают  в связи с влиянием вредных веществ на регуляторные нейрогуморальные механизмы ритма сердца. (Агудин, 1984)

Также были изучены особенности обращаемости населения за скорой медицинской помощью в течение 1978—1981 гг. по поводу гипертонической болезни, стенокардии, невроза сердца, нарушений мозгового кровообращения и других сердечнососудистых заболеваний в двух жилых районах — на расстоянии 1—4 км; (район А) и 13—16 км (район Б) от сланцевого химико-энергетического комплекса.