Вклад переноса выбросов промышленных предприятий преобладающими ветрами в изменения медико-биологических показателей состояния здоровья населения

Введение. Горизонтальный перенос воздушных масс ветром играет большую роль в рассеивании промышленных выбросов от их первичных источников.

Цель исследования — оценка вклада повторяемости и силы преобладающих ветров в изменения медико-биологических показателей состояния организма детей дошкольного возраста, проживающих в небольшом городе на разных расстояниях и в разных направлениях от комплекса предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции.

Материалы и методы. В пробах слюны 112 детей 5–7 лет, посещающих детские сады, расположенные на расстоянии от 1,74 до 5,74 км от источника выбросов (ИВ) по направлению к юго-юго-западу (ЮЮЗ), юго-юго-востоку (ЮЮВ) и юго-востоку (ЮВ) от него, определяли интенсивность люминол-зависимой хемилюминесценции (ЛЗХЛ), содержание мочевой кислоты, секреторного IgA, ИЛ-1β, ИЛ-6 и ИЛ-8, активность α-амилазы и N-ацетил-β-D-глюкозаминидазы. По данным базы Meteoblue с усреднением за год проведения обследования рассчитаны интегральные показатели повторяемости ветров разной скорости, дующих в сторону города с северо-северо-востока (ССВ), северо-северо-запада (ССЗ) и северо-запада (СЗ) (W, км/год).

Результаты. В качестве маркёра эффекта выбрана интенсивность ЛЗХЛ слюны детей как имевшая наиболее выраженную связь с расстояниями до ИВ (R = –0,524; p = 7 • 10^–9). С помощью двухфакторного регрессионного анализа показано, что расстояние между детскими садами и ИВ определяет 49% общей дисперсии этого маркера с величиной р = 3 • 10^–8, а перенос выбросов с преобладающими ветрами обусловливает 16% общей дисперсии с величиной р = 0,058. Полученная трёхмерная модель объясняет причину достоверных различий маркера между детьми из двух равноудалённых от ИВ детских садов с двукратным различием в переносе выбросов ветром.

Ограничения исследования. Для разработки трёхмерной модели использовали архивные данные при теоретической возможности планирования обследования населения с более полным охватом румбов розы ветров.

Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности оценки вклада преобладающих ветров при анализе данных гигиенических обследований населения в районах расположения промышленных предприятий.

Участие авторов:

Хрипач Л.В. — концепция и дизайн исследования, анализ повторяемости ветров, математическая обработка результатов, написание текста;

Бударина О.В. — концепция и дизайн исследования;

Железняк Е.В., Князева Т.Д., Маковецкая А.К., Коганова З.И. — измерение биохимических и иммунологических показателей в пробах слюны детей;

Сабирова З.Ф., Шипулина З.В. — оценка экспозиций.

Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Исследование проведено в рамках выполнения Госзадания ФГБУ «ЦСП» ФМБА России.

Поступила: 26.07.2021 / Принята к печати: 25.11.2021 / Опубликована: 08.04.2022 

1. The Particle Pollution Report. Current Understanding of Air Quality and Emissions through 2003. US Environmental Protection Agency Washington, DC; 2004.

2. Deryugina T., Heutel G., Miller N., Molitor D., Reif J. The effect of pollution on health and health care utilization: evidence from changes in wind direction. Working paper (2016, March). Available at: https://ipl.econ.duke.edu/seminars/system/files/seminars/1333.pdf

3. Kim M.J. The effects of transboundary air pollution from China on ambient air quality in South Korea. Heliyon. 2019; 5(12): e02953. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e02953

4. Медведев А.Н., Медведев М.А. О применении подхода Land Use Regression для моделирования площадного загрязнения снега при малом количестве точек наблюдения. В кн.: Сборник докладов XI Международной конференции «Российские регионы в фокусе перемен». Том 1. Екатеринбург; 2016: 487-94

5. Arain M.A., Blair R., Finkelstein N., Brook J.R., Sahsuvaroglu T., Beckerman B., et al. The use of wind fields in a land use regression model to predict air pollution concentrations for health exposure studies. Atmospheric Environ. 2007; 41(16): 3453-64.

6. Shi Y., Lau K.K., Ng E. Incorporating wind availability into land use regression modelling of air quality in mountainous high-density urban environment. Environ. Res. 2017; 157: 17-29. https://doi.org/10.1016/j.envres.2017.05.007

7. Kim Y., Guldmann J.M. Impact of traffic flows and wind directions on air pollution concentrations in Seoul, Korea. Atmospheric Environ. 2011; 45(16): 2803-10.

8. Закарин Э.А., Дедова Т.В., Миркаримова Б.М., Яковлева Н.А., Садвакасов Е.К. Численный анализ влияния горно-долинной циркуляции на загрязнение атмосферного воздуха города Алматы. Гидрометеорология и экология. 2018; (2): 7-24

9. Rivas E., Santiago J.L., Lechón Y., Martín F., Ariño A., Pons J.J., et al. CFD modelling of air quality in Pamplona City (Spain): Assessment, stations spatial representativeness and health impacts valuation. Sci. Total Environ. 2019; 649: 1362-80. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.08.315

10. Anderson M.L. As the wind blows: The effects of long-term exposure to air pollution on mortality. J. Eur. Econ. Assoc. 2020; 18(4): 1886-927. https://doi.org/10.1093/jeea/jvz051

11. Селюнина С.В., Петров Б.А., Цапок П.И. Заболеваемость населения, проживающего в зонах влияния атмосферных выбросов городских предприятий теплоэнергетики. Вятский медицинский вестник. 2005; (2): 64-7.

12. Рябова А.В., Гасангаджиева А.Г., Гаджиева З.Я. Эколого-эпидемио-логические особенности заболеваемости злокачественными новообразованиями населения города Махачкалы Республики Дагестан. Юг России: экология, развитие. 2009; 4(3): 122-6.

13. Дорошенко А.В. Онкологическая заболеваемость населения, проживающего в зоне действия Сибирского химического комбината. Сибирский онкологический журнал. 2007; (Прил. 2): 42-3.

14. Писарева Л.Ф., Одинцова И.Н., Бояркина А.П., Чердынцева Н.В., Воевода М.И., Белявская В.А. и др. Заболеваемость и смертность от злокачественных новообразований населения, проживающего в зоне влияния Сибирского химического комбината. Сибирский онкологический журнал. 2009; (6): 28-36.

15. Хрипач Л.В., Князева Т.Д., Железняк Е.В., Маковецкая А.К., Коганова З.И., Бударина О.В. и др. Скрининг и пост-скрининг маркеров загрязнения атмосферного воздуха в пробах слюны детей дошкольного возраста. Гигиена и санитария. 2020; 99(6): 610-7. https://doi.org/10.33029/0016-9900-2020-99-6-610-617

16. Хрипач Л.В. Применение свободнорадикальных методов для оценки влияния полихлорированных диоксинов и фуранов на состояние здоровья населения. Гигиена и санитария. 2002; 81(2): 72-6.

17. Покровский А.А., Кравченко Л.В., Тутельян В.А. Влияние афлатоксина и митомицина С на активность лизосомальных ферментов. Биохимия. 1971; 36(4): 690-6.

18. Бударина О.В. Научное обоснование современных гигиенических основ нормирования, контроля и оценки запаха в атмосферном воздухе населенных мест: Автореф. дисс. … д-ра мед. наук. М.; 2020.

19. Бобровницкий И.П., Нагорнев С.Н., Яковлев М.Ю., Шашлов С.В., Банченко А.Д., Груздева А.Ю. и др. Перспективы исследований влияния метеорологических и геомагнитных параметров на заболеваемость и смертность населения. Гигиена и санитария. 2018; 97(11): 1064-7. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2018-97-11-1064-67

20. Салтыкова М.М., Груздева А.Ю., Бобровницкий И.П., Балакаева А.В., Банченко А.Д., Яковлев М.Ю. и др. Температурные волны и болезни системы кровообращения. В кн.: Материалы III Международного форума Научного Совета Российской Федерации по экологии человека и гигиене окружающей среды «Современные проблемы оценки, прогноза и управления экологическими рисками здоровью населения и окружающей среды, пути их рационального решения». М.; 2018: 342-4.

21. Карпов Ю.А., Булкина О.С., Лопухова В.В., Козловская И.Л. Влияние климатических и метеорологических факторов на течение ишемической болезни сердца. Кардиологический вестник. 2013; 8(2): 41-8.

22. Каширина И.Л., Хохлов Р.А., Казакова А.О. Прогнозирование развития инфаркта миокарда на основании анализа метеорологических факторов и данных областного регистра. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: системный анализ и информационные технологии. 2016; (3): 116-23.

23. Yin Q., Wang J. A better indicator to measure the effects of meteorological factors on cardiovascular mortality: heat index. Environ. Sci. Pollut. Res.Int. 2018; 25(23): 22842-9. https://doi.org/10.1007/s11356-018-2396-1

24. Li M., Hu S., Yu N., Zhang Y., Luo M. Association between meteorological factors and the rupture of intracranial aneurysms. J. Am. Heart Assoc. 2019; 8(17): e012205. https://doi.org/10.1161/jaha.119.012205

25. Seinfeld J., Pandis S. Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change. John Wiley & Sons, Inc.; 2006.

26. Евстафьева Е.В., Лапченко В.А., Макарова А.С., Бурухина Т.Ф., Абибулаева Н.К., Евстафьева И.А. Оценка динамики концентрации приземного озона и метеорологических параметров как факторов риска возникновения неотложных состояний здоровья населения. Химическая физика. 2019; 38(11): 42-51. https://doi.org/10.1134/S0207401X19110037

27. Степаненко C.H., Волошин В.Г., Курышина В.Ю., Головатюк Н.Д. Учет метеорологических факторов при расчетах многолетних полей концентраций загрязняющих веществ для оценки экологических рисков здоровью населения. Геофизический журнал. 2012; 34(1): 105-14.

28. Azad A.K., Rasul M.G., Alam M.M., Uddin S.A., Mondal S.K. Analysis of wind energy conversion system using Weibull distribution. Procedia Eng. 2014; 90: 725-32. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.11.803

29. Shoaib M., Siddiqui I., Amir Y.M., Rehman S.U. Evaluation of wind power potential in Baburband (Pakistan) using Weibull distribution function. Renew. Sustain. Energy Rev. 2017; 70: 1343-51. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.12.037

30. Монзикова A.К., Кудрявцев В.Н., Ларсен C.Е., Шапрон Б.Ж.А. Оценка ветроэнергетического потенциала Финского залива. Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета. 2013; 30: 116-33.

31. Самбурский Д.Н., Гора М.А., Краснощеков Ю.В. Статистический анализ ветровой нагрузки в Омске. В кн.: Сборник материалов III Международной научно-практической конференции «Архитектурно-строительный и дорожно-транспортный комплексы: проблемы, перспективы, инновации». Омск; 2019: 328-31.

32. Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. М.; 2012.