Приземный озон в России: чем он опасен

Полный текст статьи см.: Труды Института общей физики им. А.М.Прохорова РАН. М., 2015. Т.71. С.3-9

Москва, 16 Марта 2016, 21:34 — REGNUM  

Авторы: С.Н.Котельников, научный сотрудник, Е.В.Степанов, доктор физико-математических наук, профессор, зав. отделом экологических и медицинских проблем; И.А.Щербаков, доктор физико-математических наук, академик РАН, директор (Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН); В.Т.Ивашкин, доктор медицинских наук, академик РАН, заведующий кафедрой (Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова РАН).

В связи с происходящими климатическими изменениями и ростом загрязнения атмосферы окислами азота, летучими углеводородами, угарным газом человечество столкнулось с неожиданной проблемой — значительным ростом содержания озона в приземной атмосфере. Оказывается, перечисленные выше загрязнители являются предшественниками озона, из которых он образуется под действием солнечного излучения, причем интенсивность образования увеличивается с ростом температуры и интенсивности солнечной радиации.

Хорошо известно, что молекулярный озон является очень активным химическим окислителем, который пагубно действует на живые организмы и растительность, способствует разрушению и деградации материалов. При вдыхании он вызывает в организме оксидативный стресс, то есть лавину цепных реакций, приводящих к образованию свободных радикалов и продуктов окисления липидов, наносящих непоправимый ущерб всем системам организма и, прежде всего, дыхательной и сосудистой системам.

Рост содержания озона в приземной атмосфере значительно увеличивает риски для здоровья людей, которые все чаще и интенсивнее подвергаются пагубному воздействию этого химически активного соединения. В частности, в Европейских странах и США, где проблеме тропосферного озона уделяется большое внимание уже на протяжении последних 40−50 лет, с озоном связывают ежегодную преждевременную смерть десятков тысяч людей (в Европе более 20 тысяч в год).

Вклад повышенных концентраций приземного озона в дополнительную глобальную смертность оценивается в 375 тысяч смертей в год, прежде всего, за счет смертности от сердечно сосудистых и респираторных заболеваний. Эта величина зависит от уровня концентраций озона, сезона, географии региона и ряда других особенностей. В странах ЕС повышенные концентрации приземного озона приводят к 21 400 дополнительных смертей и 14 000 госпитализаций с респираторными заболеваниями в год. В документах Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ),посвященных проблемам загрязнения атмосферного воздуха, озон отнесен к наиболее токсичным воздушным загрязнителям, которые отрицательно влияют на здоровье населения Европы и других континентов планеты. На правительственном сайте США (http://www.epa.gov) публикуются результаты многочисленных исследований, посвященных влиянию приземного озона на здоровье населения, технологии защиты от его вредного влияния и много другой полезной информации как для ученых, так и для самых широких слоев населения.

В связи с наблюдаемыми в последние годы климатическими изменениями потери по вине озона такого же или даже большего масштаба следует ожидать и в России. Так, мощная тепловая волна летом 2010 года привела к образованию высоких концентраций приземного озона на территории нашей страны. В Московском регионе среднечасовые концентрации приземного озона превышали величину 500 мкг/м3 (при таком уровне озона в условиях лабораторного эксперимента 17% крыс умирают в течение одного часа).

Несмотря на все более возрастающую опасность складывающейся ситуации, эти научные факты остаются практически неизвестными в России, причем ни широкой общественности, в том числе и научной, ни специалистам, которые по роду своей деятельности должны сталкиваться с последствиями вредного влияния тропосферного озона (медикам, экологам, растениеводам, санитарным и государственным службам и многим другим).

Кроме того, опыт европейских стран и Соединенных Штатов Америки в осознании и решении проблемы тропосферного озона также мало кому известен в России в настоящее время. Вместе с тем широко распространено мнение о полезности озона, что обусловлено его применениями в терапии, а также той положительной ролью, которую играет стратосферный озон, защищающий нашу планету от ультрафиолетового излучения Солнца.

Сложившаяся ситуация связана с тем, что значительное загрязнение атмосферного воздуха в результате стремительного роста количества автомобилей в городах — относительно новая проблема для России, а контроль качества атмосферного воздуха и управление качеством окружающей среды находится у нас в крайне запущенном и примитивном состоянии. Не будет большим преувеличением сказать, что исследования тропосферного озона и его пагубного влияния на окружающую среду и человека ведутся в нашей стране горсткой ученых-энтузиастов, возможности которых весьма ограничены. Силы и ресурсы, которые направлены на ее решение в нашей стране, явно не соответствуют важности и остроте складывающейся ситуации.

Как показывают новые данные, нам еще только предстоит осознать всю серьезность для России проблемы влияния повышенных концентраций приземного озона, масштабы людских и материальных потерь, которые несет страна. Для осознания проблемы необходимо не только тщательно в течение многих лет и во множестве географических точек страны контролировать содержание озона в приземной атмосфере в режиме регулярного мониторинга, регистрировать и фиксировать эпизоды превышения предельно допустимых концентраций. Чрезвычайно важно также убедительно продемонстрировать прямую взаимосвязь между уровнем озона в приземной атмосфере и состоянием здоровья населения, распространенностью ряда заболеваний, смертностью, состоянием экологических систем и лесов, урожайностью сельскохозяйственных культур, вплоть до оценки экономических потерь государства и бизнеса, обусловленных возрастанием содержания озона в тропосфере.

Совсем недавно, в 2010—2012 годах, в России удалось впервые продемонстрировать наличие очень сильной взаимосвязи между повышением заболеваемости и смертности в ряде регионов нашей страны с ростом уровня содержания озона в приземном слое атмосферы. Детальное изучение этой взаимосвязи, выяснение действующих биохимических механизмов и закономерностей проявления в виде различных патологий требует проведения сложных мультидисциплинарных исследований, к которым должны быть привлечены специалисты из различных областей.

В первую очередь необходимо иметь как можно более полную и достоверную информацию о содержании тропосферного озона на территории России, в наиболее густонаселенных районах, где по климатическим условиям наиболее вероятно повышенное до опасных уровней содержание озона (Центральный район, Поволжье, Ставрополье и Краснодарский край, регионы Сибири, Северный Кавказ, Крым). В силу специфики образования озона и для объективной оценки ситуации, сеть станций для его мониторинга должна быть достаточно густой и должна охватывать не только территории, где в больших количествах продуцируются предшественники озона, но и пригородные и малоурбанизованные районы.

Кроме создания современной сети станций мониторинга тропосферного озона крайне необходимы:

исследования в области фундаментальной медицины и биологии;

исследования в области клинической медицины;

анализ и оценка складывающейся ситуации;

сопоставление с санитарными и эпидемиологическими данными;

поиск и фиксация закономерностей;

информирование населения и органов управления и администрации;

прогнозирование и моделирование процессов;

разработка методов и подходов к снижению рисков;

действия по снижению рисков;

просвещение и обучение.

В этом смысле показательна ситуация в Москве, где имеется единственная в России государственная сеть из нескольких станций мониторинга приземного озона, принадлежащих ГПУ «Мосэкомониторинг». Функционирование этой сети имеет исключительно важное значение для решения проблемы загрязнения атмосферного воздуха. Данные измерений выкладываются в сеть и доступны для любого пользователя. В течение последних нескольких лет в весенне-летний период в различных районах Москвы этими станциями фиксируются уровни содержания приземного озона, значительно превышающие предельно допустимые концентрации. Однако, судя по общению с широким кругом московских медиков, биологов и экологов, существующая и кричащая проблема тропосферного озона им совершенно не знакома. К сожалению, уникальная информация, получаемая на сети станций Мосэкомониторинга, не достаточно широко представлена в средствах массовой информации. Эпизоды превышения отечественных стандартов по содержанию озона и другая важнейшая информация становится известной только узкому кругу специалистов и остается без внимания санитарных служб, служб по чрезвычайным ситуациям, городских органов управления и администрации.

При существующем положении дел не приходится удивляться, что мало кому знаком «парадокс тропосферного озона», когда его концентрации в пригородах и в рекреационных зонах, могут в несколько раз превышать содержание в самом мегаполисе. А ведь знание об этом явлении существенно влияет на выбор тактики и стратегии снижения рисков.

То, что проблема тропосферного озона не знакома нашим врачам общей практики и исследователям в области биомедицины, подтверждается еще двумя конкретными фактами. Оба они связанны с эпизодом резкого ухудшения экологической ситуации в Москве летом 2010 года, когда наблюдались аномальная жара и сильное загрязнение атмосферного воздуха выхлопами автотранспорта и продуктами горения от пожаров на подмосковных торфяниках. Повышенную смертность, наблюдавшуюся в этот период в Москве, специалисты связали в первую очередь с комбинированным воздействием на людей высокой температуры, мелких частиц дыма и повышенного содержания угарного газа. Профилактические меры, которые медики предлагали для снижения заболеваемости и смертности в тот момент, были направлены в основном на борьбу с отравлением угарным газом и оказались малоэффективными. Фактор воздействия приземного озона, уровень которого в этот период превышал все безопасные нормы (среднечасовые максимальные концентрации приземного озона в Московском регионе в этот период превышали значения в 500 мкг/м3),остался незамеченным. Позже, в попытках осмыслить события 2010 года в Москве был даже поставлен эксперимент по исследованию воздействия на здоровье людей длительного пребывания в условиях повышенного содержания угарного газа в воздухе и высокой температуры. Результаты данного эксперимента не позволили объяснить наблюдавшийся рост смертности и заболеваемости, особенно пневмонией, в летнее время. Главная причина такого результата — игнорирование главного фактора повышения заболеваемости и смертности — влияния приземного озона.

В то же время зарубежные специалисты давно знают, что повышенные концентрации озона вызывают воспалительные процессы в дыхательном тракте человека, особенно в летний период. Для решения проблем, связанных с повышением содержания озона в приземной атмосфере, требуется серьезная научная, просветительская и организационная работа. Одна из возможностей, которые могли бы быть использованы для этого, — обращение к опыту других стран, который, в частности, суммируется в докладах Всемирной организации здравоохранения.

В заключении отметим наиболее важные аспекты проблемы тропосферного озона, требующие, по мнению ВОЗ (http://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0005/78647/E91843.pdf),проведения активных исследований и разработок.

Оценка опасности озона для условий России. Исследование токсикокинетики озона, острых реакций и хронического воздействия на людей его повышенных концентраций. Определение токсического воздействия как коротковременных концентраций озона (среднечасовых, среднесуточных),так и хронических (месяц, год),определение групп риска и возникающих у них проблем со здоровьем.

Источники предшественников озона. Исследование механизмов образования и транспорта озона в атмосфере. Определение источников эмиссии предшественников озона и оценка тренда эмиссии предшественников в будущем. Определение взаимосвязи эмиссии предшественников озона с другими проблемами окружающей среды.

Контроль озона в приземной атмосфере. Накопление и сбор результатов мониторинга, изучение наблюдаемых трендов озона. Разработка методов моделирования и прогноза. Изучение влияния озона на изменения климата.

Прогнозирование воздействия озона на население. Моделирование и прогноз воздействия различных концентраций приземного озона на население.

Оценки рисков. Исследование влияния озона на смертность и оценка влияния на заболеваемость. Исследование влияния на здоровье и анализ цены выигрыша. Выявление переносимости воздействия в популяциях, определение групп риска и способов обратимости ущерба для здоровья.

Внедрение и применение индикаторов влияния озона на здоровье населения. К таким индикаторам могут быть отнесены: снижение лёгочной функции, количество потерянных рабочих дней, дни с применением медицинских препаратов, количество вызовов скорой помощи, увеличение приступов астмы, количество госпитализаций, количество дополнительной смертности и другие факторы.

Меры, снижающие риски. Уменьшение выбросов предшественников озона трудно себе представить технически в ближайшее время, кроме того, это не устраняет проблему в мегаполисах. К снижению рисков воздействия озона могут приводить кондиционирование помещений и очистка воздуха, тотальный мониторинг и информирование населения о ситуации, обучение мерам снижения воздействия с помощью доступных средств. Кроме того, могут быть эффективны коррекция поведенческих стереотипов, работа с группами риска (дети, пожилые люди, больные),повышение резистентности организма за счет изменения диеты и образа жизни. Также актуальным является повышение резистентности сельскохозяйственных культур.

Снижение опасности тропосферного озона — мультидисциплинарная проблема. Для ее успешного решения требуются организация современной сети станций и материально техническое обеспечение ее функционирования, организация сбора и обработки данных, организация информационной среды, моделирование и прогнозирование. Должны быть проведены соответствующие эпидемиологические исследования, обучение специалистов, персонала и населения. Должны быть разработаны и применены меры для снижения отрицательного воздействия повышенных концентраций на здоровье населения, а полученные знания и разработанные методы применены в практической медицине.

Проблема тропосферного озона является мультидисциплинарной проблемой, требующей проведения исследований в области физики и химии атмосферы, биологии, фундаментальной и клинической медицины, анализа и оценки складывающейся ситуации, сопоставления с санитарными и эпидемиологическими данными, поиска и фиксации закономерностей, разработки методов и технологий информирования населения и органов управления и администрации, прогнозирования и моделирования процессов, разработки методов и подходов к снижению рисков, действий по снижению рисков, работы в области просвещения и обучения.

Таким образом, загрязнение воздуха озоном — существенная опасность для здоровья населения и природы нашей страны. Есть доказательства прямой взаимосвязи между уровнем озона в приземной атмосфере и состоянием здоровья населения, смертностью, состоянием экологических систем и лесов, урожайностью сельскохозяйственных культур. Поэтому создание государственной системы контроля содержания озона в приземной атмосфере в режиме постоянного мониторинга и свободного доступа к этой информации населения является безотлагательной задачей. Без подобной системы, давно функционирующей в развитых странах, невозможно понять истинные масштабы человеческих потерь и экономического ущерба, обусловленных возрастанием содержания озона в приземном слое атмосферы.

Если Вы заметите ошибку в тексте, выделите её и нажмите Ctrl+Enter, чтобы отослать информацию редактору.
Главное сегодня
NB!
28.07.16
Иран и Пакистан пытаются стабилизировать Белуджистан
NB!
28.07.16
Баку: «События в Ереване вызваны консенсусом по Карабаху»
NB!
28.07.16
Новый Индокитай для всё тех же США
NB!
28.07.16
Крестный ход УПЦ произвел в Киеве эффект свето-шумовой гранаты: послесловие
NB!
28.07.16
Главу турецкой разведки могут отправить в отставку
NB!
28.07.16
«Страшно подумать, какие компенсации придется платить русским»
NB!
28.07.16
Объединение ЮФО и КФО – это завершение присоединения Крыма
NB!
28.07.16
Севастополь передали Чалому?
NB!
28.07.16
Дальневосточной морошке и «клоповке» трудно конкурировать с черешней с юга
NB!
28.07.16
Про перестановки в губернаторском корпусе: «Это сигнал элитам»
NB!
28.07.16
Что известно о новом врио губернатора Ярославской области?
NB!
28.07.16
«Снять блокаду! Промедление недопустимо!» Обращение ВС ПМР к властям РФ
NB!
28.07.16
Ростов-на-Дону может перестать быть столицей ЮФО
NB!
28.07.16
«Система забрала Мельникова обратно»
NB!
28.07.16
«В Нацгвардии генерал Меликов будет на своём месте»
NB!
28.07.16
«Назначение Зиничева актуально для окружённого НАТО Калининграда»
NB!
28.07.16
«Переходный период» интеграции Крыма в Россию окончательно завершён»
NB!
28.07.16
Венесуэла: оппозиция готова к насильственным мерам по свержению Мадуро
NB!
28.07.16
«Сегодняшние перестановки — гарантия сохранения порядка»
NB!
28.07.16
«Отставка Цуканова — это восстановление контроля Кремля над Калининградом»
NB!
28.07.16
Власти устроили в столице Камчатки транспортный коллапс
NB!
28.07.16
«Ключевую ставку ЦБ понизят в сентябре-октябре 2016 года»