Климат является одной из важнейших составляющих природно-биологической среды и существенно влияет на условия жизни и здоровье населения. Физиологические функции организма человека, интенсивность обменных и биохимических процессов, физическое развитие и трудоспособность во многом зависят от климатических условий [1]. Воздействие погоды на людей может быть как благоприятным, так и неблагоприятным, в основе которого лежат так называемые метеотропные реакции сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, нервно-психической сферы [2]. По оценкам ВОЗ, климатические изменения в настоящее время являются причиной примерно 150 тыс. преждевременных смертей в мире и 5,5 млн лет нетрудоспособности в год (0,3% от общего числа смертей и 0,4% лет нетрудоспособности соответственно) [3] Интерес ученых и практиков возрастает ввиду происходящего в настоящее время глобального потепления, увеличения числа случаев погодных аномалий, влекущих за собой ряд еще недостаточно изученных последствий. Одним из наиболее неблагоприятных последствий глобального потепления авторы считают случаи аномальных погодных явлений. Так, во Франции в 2003 г. в течение августовской полосы сильной жары отмечено превышение среднестатистического числа смертей на 14000 Согласно данным Всемирной метеорологической организации за XX в. общее повышение температуры приземного атмосферного слоя составило 0,6 °С [4,5]. Повышение температуры воздуха приводит также к росту концентрации в нем загрязняющих веществ. Чрезвычайно важны оценка и прогнозирование эффективности сокращения выбросов парниковых газов. Снижение эмиссии этих газов приводит к уменьшению уровня наиболее распространенных и вредных для здоровья человека веществ; была выявлена связь между величиной выбросов парниковых газов и степенью различных рисков для здоровья населения [6].
Комплекс метеорологических факторов (температура и влажность воздуха, скорость и направление ветра, атмосферное давление, интенсивность солнечной радиации) может влиять на процессы рассеивания выбросов промышленных предприятий и выхлопных газов в атмосферном воздухе. Известно, что существует тесная взаимосвязь между способностью атмосферного воздуха к самоочищению и содержанием в воздухе вредных веществ. Высокие уровни загрязнения возникают в случаях определенного сочетания метеорологических параметров, приводящих к накоплению токсических соединений в приземном слое атмосферы. Такие ситуации принято называть неблагоприятными метеорологическими условиями (НМУ). Величина вклада метеорологических условий в формирование среднего уровня загрязнения атмосферы иногда может составлять от 30 до 50%
Для воздушного бассейна г. Гомеля характерно загрязнение как основными загрязняющими веществами (оксид углерода, диоксид азота, твердые частицы недифференцированная по составу пыль/аэрозоль, диоксид серы), так и специфическими примесями (формальдегид, фенол, аммиак, фтористый водород, серная кислота).
По данным регулярных наблюдений на стационарных постах ГУ «Гомельоблгидромет» за 2011 г. в целом по городу среднегодовые концентрации контролируемых загрязняющих веществ не превышали гигиенических нормативов По сравнению с предыдущим годом концентрация формальдегида увеличилась с 8,0 до 10,7 мкг/м3; аммиака — с 24,0 до 35,5 мкг/ м3, диоксида серы — с 7,5 до 16,9 мкг/м3, диоксида азота — с 16,7 до 20,2 мкг/м3, оксида азота — с 4,2 до 5,8 мкг/м3, фенола — с 1,1 до 2,5 мкг/м3; уменьшилась концентрация твердых частиц (недифференцированная по составу пыль/аэрозоль) с 52,0 до 44,8 мкг/м3, оксида углерода с 496,4 до 444,1 мкг/м3 [7].
Для г. Гомеля как крупного инду стриального центра и транспортного узла Беларуси изменчивость погоды в сочетании с загрязнением атмосферного воздуха может оказывать существенное влияние на развитие метеопатичееких реакций и здоровье населения в целом.
Цель работы — провести гигиеническую оценку влияния метеорологических условий на загрязнение атмосферного воздуха г. Гомеля.
Материал и методы. Материалом исследования явились данные официального учета метеорологических показателей бюллетеней Гомельского областного гидрометеорологического центра за 2003 2011 гг., данные архива погод официального сайта Республиканского метеорологического центра, данные официального учета показателей загрязнения атмосферного воздуха в г. Гомеле за 2011 г областного гидрометеорологического центра.
Учитывались следующие метеорологические показатели: почасовая температура воздуха в течение суток, скорость ветра, среднесуточная относительная влажность и атмосферное давление с последующим расчетом суточного и междусуточного изменений температуры воздуха и атмосферного давления, облачность, количество дней с туманами. Для оценки степени загрязнения атмосферного воздуха были проанализированы основные загрязняющие вещества г Гомеля твердые частицы (недифференцированная по составу пыль/аэрозоль); диоксид серы; диоксид углерода; диоксид азота; фенол; аммиак; формальдегид.
Объектом исследования являлись метеорологические элементы (температура, влажность, скорость движения ветра, атмосферное давление, облачность, штили, туманы) и атмосферный воздух Объем исследования составлял: 3291 показатель температуры; 108 показателей влажности; 108 — скорости движения воздуха, 108 — облачности, 3291 показатель атмосферного давления, 516 частных рассчитанных индексов, 9 индексов патогенности погоды (ИПП), рассчитанных за 2003-2011 г. и 24 ИПП, рассчитанных за каждый месяц 2010 г. и 2011 г.; 2189 дней (со скоростью движения ветра: 0-1 м/с, более 6 м/с, туманами, осадками); 12 коэффициентов самоочищения атмосферного воздуха; 84 концентрации семи загрязнителей атмосферного воздуха, 163 дня с максимальным уровнем загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.
Оценка ногоды г. Гомеля проводилась с использованием клинической классификации погоды Г.П. Федорова с распределением 3291 дня с 2003-2011 гг. на оптимальную, клинически раздражающую и острую погоду. Дня расчета изменчивости погоды г. Гомеля за 2010-2011 гг. использовался индекс патогенности погоды Г.Д. Латышева и В.Г. Бокша, который служит количественной оценкой степени раздражающего действия погодных факторов на организм человека, слагаемый из частных индексов, отражающих динамику погоды суток по температуре воздуха, влажности, скорости ветра, облачности, изменчивости атмосферного давления, температуры.
Для расчета влияния комплекса метеорологических факторов на загрязнение атмосферного воздуха г. Гомеля использовался нами примененный коэффициент самоочищения атмосферного воздуха (Km), который представляет собой отношение значений повторяемости метеорологических величин и явлений, ведущих к накоплению выбросов загрязняющих веществ, к метеорологическим параметрам, способствующим их рассеиванию
Проанализированы метеорологические показатели дней с максимальным уровнем загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Статистические методы применяли для оценки интенсивных и экстенсивных показателей, средних величин, установления статистической значимости результатов и их отклонений. Оценка соответствия распределения изучаемых количественных признаков нормальному закону проводилась с использованием критерия Шапиро-Уилка. Так как распределение большинства параметров отличалось от нормального, для статистической обработки результатов применяли непараметрические методы и критерии. Анализ взаимосвязи проводили с использованием коэффициента корреляции по Спирмену.
Обработка данных проводилась с помощью статистическо-прикладных программ: Microsoft Office Excel 2007, Statistica 6.0.
Результаты и их обсуждение. При проведении гигиенической оценки погоды г. Гомеля но клинической классификации Федорова за 2003-2011 гг. выделены два типа погоды оптимальная и раздражающая. В 2003 г. в 13,2% случаев отмечается раздражающая погода, оптимальная — в 86,9%; в 2004 г. раздражающая погода — в 8,8%, оптимальная – в 91,2% случаев: в 2005 г. раздражающая — в 13,4%, оптимальная — в 86,6%; в 2010 г. в 22,2% случаев отмечена раздражающая и в 77,8% — оптимальная, в 2011 г — в 33,1% раздражающая и в 66,9% оптимальная (рисунок 1)
В связи с наибольшим количеством дней с раздражающим типом погоды в 2010 и 2011 гг. был рассчитан ИПП каждого месяца. Оптимальный ИПП в 2010 г. регистрировался в следующих месяцах: январь (8,9), апрель (6,7), май (7,1), июнь (9,0), сентябрь (8,8), октябрь (7,0). Июль занимает пограничное положение, ближе к раздражающим условиям (9,5). Наиболее раздражающими являлись следующие месяцы: февраль (13,7), март (11,2), август (18,6), ноябрь (14,4), декабрь (16,3) (рисунок 2).

Наиболее высокий ИПП набтюдался в августе, что связано с периодом аномальной жары в этом месяце с 04.08 2010 по 14.08.2010 В 2011 году оптимальные условия отмечены в следующих месяцах: май (8,6), июнь (4,9), июль (7,4), август (5,9); ближе к раздражающим условиям относится январь (9,4); раздражающие условия были в марте (12,3), сентябре (10,7), октябре (14,6), ноябре (15,8), декабре (13,7). Отмечено 2 мес. с острым типом погоды: февраль (29,1), что связано с резким перепадом температур и сильными ветрами в этом месяце и апрель (26,5), что обусловлено перепадами атмосферного давления и повышенной облачностью (рисунок 2).

За 2011 год зарегистрировано 163 дня с максимальным уровнем загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. При анализе метеорологических показателей дней с максимальным уровнем загрязняющих веществ в атмосферном воздухе отмечается преобладание либо сочетание штилей 62% (101 день) и северо-западного направления ветра 54.6% (83 дня). Особенно выделяются дни (64 дня), когда регистрируется максимальные концентрации сразу нескольких загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.
Основными причинами изменчивости загрязнения воздуха в городе являются колебания количества выбросов и метеорологические условия. При одних и тех же параметрах выбросов загрязненность воздуха сильно колеблется в зависимости от комплексных характеристик, которые соответствуют определенной метеорологической ситуации.
При проведении корреляционного анализа между среднемесячными концентрациями загрязняющих веществ атмосферного воздуха за 2011 г. и отдельными метеорологическими факторами установлена прямая умеренная связь содержания в воздухе диоксида азота и тумана (R=0,64, р=0,0248), диоксида серы и тумана (R=0,6, р=0,035), фенола и тумана (R=0,58, р=0,044). а также обратная умеренная связь между оксидом углерода и влажностью (R= – 0,615, р=0,033), сильная прямая связь между температурой и формальдегидом (R=0,88, р=0,0002) и аммиаком (R=0,78, р=0,0026), обратная умеренная связь между скоростью ветра и аммиаком (R= – 0,697, р=0,0118) и формальдегидом (R= – 0,71, р=0,009).
Расчеты коэффициента самоочищения атмосферного воздуха показали, что в целом наблюдаются неблагоприятные условия для удаления загрязняющих веществ из атмосферного воздуха. В 2009-2010 гг отмечены неблагоприятные условия для удаления вредных веществ из атмосферного воздуха (Km < 0.8). В теплое время года в 2006 г. наблюдались крайне неблагоприятные условия для удаления вредных веществ из атмосферного воздуха (Km < 0,3), что связано с большим количеством повторяемости дней со штилем и туманами. В 2007-2011 гг. в теплое время года наблюдались неблагоприятные условия для удаления загрязняющих веществ из атмосферного воздуха (таблица).
Таблица — Значение коэффициента самоочищения атмосферного воздуха г. Гомеля 2006-2011 гг.
Период года | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 |
Холодный | 0,8 | 1 | 1 | 0,6 | 0,7 | 0,8 |
Теплый | 0,2 | 0,6 | 0,7 | 0,7 | 0,5 | 0,6 |
Выводы:
- В последнее десятилетие наблюдалось увеличение количества дней в году с раздражающим типом погоды, в 2011 г. такая погода составляла одну треть всего времени. Клинически острой погоды в г Гомеле за указанный период не отмечалось. В 2011 г регистрировался острый тип погоды — наиболее опасный для здоровья населения.
- Неблагоприятные метеорологические условия оказывают влияние на концентрацию загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и степень их воздействия на организм человека. Комбинированное действие загрязняющих веществ может сопровождаться эффектом синергизма и, следовательно, должно учитываться при решении задач экологогигиенического нормирования и охраны воздушной среды от химического загрязнения
- Анализ изменений метеорологических параметров за 2006-2011 гг. показывает, что в г. Гомеле наметились неблагоприятные с эколого-гигиенической позиции тенденции, а именно, снижение коэффициента, отражающего способность атмосферного воздуха города к самоочищению от загрязняющих веществ, особенно в теплое время года, что при установившемся режиме выбросов вредных веществ может играть важную роль в формировании экологического состояния воздушного бассейна. В такой ситуации концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе даже ниже гигиенических нормативов могут представлять опасность для здоровья населения.
Литература
- Буцык, М.И. Изменения климата / М.И. Булык. — Л.: Гндрометеокздат, 1974. — С. 189-216.
- Андронова, Т.И. Гелиометеотропные реакции здорового и больного человека/ Т.И. Андронова, Н.Р. Деряпа, А.П. Соломатин. — Л.: Медицина, 1982. — 248 с.
- Ревич, Б А. О необходимости защиты здоровья населения от климатических изменений / Б.А. Ревич // Гигиена и санитария. — 2009. — № 5. — С.60-64.
- Climate Change: Impacts, Adaptation and Vulnerabillity. Contribution of Working Group 11 to the Fourth Assessment Report of IPCC / M.L. Parry [et ai.]. — Cambridge, 2007.
- Гудинова, Ж.В. Изменение климата н гигиеническая оценка метеоусловий в Омске и Омской области / Ж.В. Гудинова, И.С. Акимова, А.В. Клочихнна II Гигиена и санитария. — 2010. — № 6. — С. 18-20.
- Измеров, Н.Ф., Ревич Б.А., Коренберг Э.И. /Медицина труда и пром. экол. — — № 4. — С. 1-6.
- Обзор состояния загрязнения атмосферного воздуха в г. Гомеле за 2011 г. Оолгидрометеоиздат, 2012. — 33с.
Автор: М.Л. Чайковская
Источник: Здоровье и окружающая среда: сборник научных статей / М-во здравоохр. Респ. Беларусь; гл. ред. Г. Е. Косяченко. — Минск: РНМБ, 2013. — Вып. 23. — С. 247-250.