ГБОУ Первый МГМУ им. Сеченова

Кафедра экологии человека и окружающей среды

Реферат на тему:

Сравнительная гигиеническая оценка различных видов получения электроэнергии

Подготовила:Сорокина К.В.

Студентка 1 группы МПФ 6 курса

Москва,2015

Актуальность проблемы. Известно, что теплоэнергетика является базой развития всех отраслей промышленности и сельского хозяйства. Теплоэнергетические станции (ТЭС), потребляя органическое топливо, являются наиболее мощными источниками воздействия на окружающую среду. При этом, более интенсивному загрязнению подвергается атмосферный воздух (И. Г. Кашталов, 1993). Так, по данным И. Я. Сигал и JL Е Белкиной (1993) в России более 50% оксидов азота и около 70Z сернистого ангидрида, выбрасываемых в атмосферный воздух всеми стационарными источниками, приходится на долю теплоэнергетических объектов.

Структура выбросов ТЭС весьма разнообразна. В состав выбросов теплоэлектростанций, работающих на твердом топливе входит более четырех десятков компонентов, обладающих разнонапр-вленными биологическими эффектами. Свыше 25Z веществ относятся к первому и второму классам опасности.

В свою очередь, техногенные изменения воздушной среды селитебных территорий ухудшают санитарно-гигиенические условия жизни населения (Г. И. Сидоренко, 1992). Поэтому экологичность процессов производства тепла и электроэнергии является определяющим требованием при строительстве, реконструкции и эксплуатации ТЭС (W.Baude, 1994).

Во всем мире в настоящее время уделяется большое внимание поискам путей сокращения выбросов вредных веществ, источником которых являются теплоэнергетические станции, работающие на твердом топливе. Обязательным элементом таких изысканий являются тщательные экологические и гигиенические проработки возможных последствий изменения технологии или перевода теплоэ-

нергетических объектов на иные виды топлива (К. Schwier, 1992).

В крупных городах Сибири длительное время создавались предприятия машиностроения, строительной индустрии, пищевой и других отраслей выбросы которых не содержат значительного количества специфических компонентов и не отличаются большим объемом валовых выбросов.

В таких городах основными источниками загрязнения атмосферы являются крупные теплоэлектростанции, использующие в качестве топлива каменный уголь или мазут. Обычно на их долю приходится свыше 80% валовых выбросов.

В настоящем исследовании сделана попытка гигиенической оценки предприятий теплоэнергетики как источников загрязнения сибирских городов. Работа выполнена на примере г. Иркутска, типичного для многих городов Сибири, развивающихся не как промышленные, а как культурные, учебные и научные центры.

Целью настоящей работы является:

- гигиенический анализ влияния объектов теплоэнергетики на степень загрязнения атмосферного воздуха и здоровье детского населения;

- прогноз изменения качества атмосферы и состояния здоровья детского населения в связи с переводом предприятий теплоэнергетики на альтернативные виды топлива.

Задачи исследования: санитарно-гигиеническая характеристика воздушного бассейна на основе учета существующих источников выбросов и климатических особенностей территории;

- районирование территории города по степени загрязнения атмосферы для изучения влияния выбросов объектов теплоэнергетики на состояние здоровья детей;

- выявление взаимосвязи между загрязнением атмосферного воздуха, обусловленного выбросами предприятий теплоэнергетики и здоровьем детей;

- анализ изменения качества атмосферы города при переводе предприятий теплоэнергетики на альтернативные виды топлива и прогноз состояния здоровья детей.

Научная новизна. В условиях крупного города, на территории которого отсутствуют значительные выбросы специфических загрязнителей, показана приоритетность влияния продуктов сгорания топлива на формирование качества атмосферного воздуха и состояние здоровья детского населения.

Дан прогноз ожидаемых показателей здоровья детей после перевода предприятий теплоэнергетики на альтернативные виды топлива.

Основные положения, выносимые на защиту:

- на изучаемой территории приоритетными веществами, определяющими степень загрязнения атмосферы являются продукты сгорания топлива;

- архитектурно-планировочные, климатические, орографические особенности изучаемой территории являются причиной неравномерного ее загрязнения выбросами предприятий теплоэнергетики;

- степень загрязнения атмосферы продуктами сгорания топлива определяет различия в уровнях и структуре заболеваемости детей, показателях их физического развития;

- перевод предприятий теплоэнергетики на альтернативные виды топлива приведет к снижению загрязнения атмосферы до допустимого уровня и улучшению состояния здоровья детского населения города.

Практическая значимость. Результаты являются одним из научных обоснований необходимости перевода предприятий теплоэнергетики г. Иркутска на газообразное топливо.

Работа выполнена по плану НИР Иркутского медицинского университета и является фрагментом темы N 001-01 "Социально-гигиенические и природно-климатические факторы Восточно-Сибирского региона и здоровье населения".

Внедрение в практику. Полученные материалы приняты и внедрены в практику работы Иркутского областного Центра ГСЭН для реализации мероприятий по попредупредительному и текущему санитарному надзору (акт внедрения от 12.03.96). Результаты исследования используются для обучения студентов медико-профилактического и педиатрического факультетов на кафедре гигиены труда с курсом гигиены детей и подростков Иркутского медицинского университета (акт внедрения от 15.01.96).

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на:

- международной научной конференции посвященной 60 - летию тию санитарно-гигиенического факультета ИГШ "Окружаюшдя среда и здоровье человека", Иркутск, 1996 г.;

- ежегодных научно-практических конференциях медико-профилактического факультета ИГШ (1994, 1995 г. г.);

- расширенном заседании кафедры гигиены труда ИГМУ, март 1996 Г. ;

- проблемной комиссии "Комплексные гигиенические исследования", апрель 1996 г.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, шести глав, выводов, списка использованной литературы, содержащего 132 источника, 28 из них иностранных авторов и

приложения. Работа изложена на 96 страницах машинописного текста, включая 21 таблицу и 7 рисунков.

Материалы и методы исследования. Прогнозирование изменения качества окружающей среды и состояния здоровья населения возможно только при наличии исчерпывающей первичной ретроспективной и современной информации и ее аналитической оценке.

Цели настоящего исследования достигнуты на основе последовательного решения комплекса сформулированных выше задач. Для этого разработана методическая схема НИР, в которой определены и сведены воедино основные этапы, очередность реализации задач, указаны объекты исследования, методики и ожидаемые результаты.

Общая характеристика города базировалась на географических, экономических, архитектурных и демографических сведениях. Оценка климато-метеорологических условий проводилась на основе материалов Иркутского Гидрометеорологического Центра с использованием оказателя "метеорологический потенциал атмосферы".

Вредное воздействие на население, оказываемое выбросами промышленных предприятий, зависит от двух основных показателей - массы и биологической активности содержащихся в них веществ. По сочетанию этих показателей веществу присваивается о преде-ленная категория опасности, расчеты которой проведены в соответствии с существующими "Методическими рекомендациями по расчету категорий опасности веществ" (1976).

Оценка степени опасности загрязнения атмосферного воздуха города проводилась по значениям среднегодовых концентраций в соответствии с "Временными инструктивно-методическими указаниями ..." (1977) за пятилетний период по данным гидрометцентра. Анализ проводился по основным компонентам выбросов п ред-

приятий теплоэнергетики: взвешенным веществам, сернистому ангидриду, двуокиси азота, окиси азота, окиси углерода, бенз(а)-пирену, формальдегиду.

Для анализа пространственного распределения полей концентраций основных продуктов сгорания топлива в атмосфере г. Иркутска (зола, сернистый ангидрид, двуокись азота) были использованы материалы Сибирского энергетического института, которые базировались на нормативном документе "Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий", (1987).

Расчетные поля загрязнения не всегда отражают реальное содержание вредных веществ в приземном слое атмосферы. Поэтому оценка степени загрязнения дана по постам наблюдения с расчетом комплексного показателя загрязнения атмосферы "Р".

Для изучения влияния выбросов предприятий теплоэнергетики на состояние здоровья, на территории города были выделены четыре района и сформировано соответствующее число групп детей. Группы формировались из детей в возрасте от 4 до 7 лет, которые посещают дошкольные учреждения в указанных районах. При этом были соблюдены следующие условия: учитывались только те дети, которые родились и выросли в данном районе и проживающие в аналогичных социально-бытовых условиях.

Сбор первичной информации осуществлен методом одномоментной ретроспективной выкопировки сведений из индивидуальных карт развития при экспедиционном обследовании. Полученные данные заносились в специально разработанные карты-листы полице-вого учета детского населения.

В каждом из четырех выбранных районов исследованием было охвачено по три детских дошкольных учреждения (ДЦУ) с числен-

Тенденция к росту была также характерна и для большинства основных классов болезней.

Последующий прогноз изменения здоровья населения в связи с загрязнением атмосферного воздуха выбросами предприятий теплоэнергетики разрабатывался для детей района Академгородка в целом. Выбор данного района был обусловлен тем, что уровни и структура общей заболеваемости в указанной территории были схожи с таковыми для города

Взаимосвязь между обращаемостью детей за медицинской помощью в целом и по отдельным классам болезней и уровнем загрязнения атмосферного воздуха определялась методом корреляционного анализа.

Рассчитывались коэффициенты корреляции определяющие взаимосвязь между уровнями заболеваемости и показателем "Р", определяющим степень опасности загрязнения атмосферного воздуха, значениями среднегодовых концентраций отдельных продуктов сгорания топлива. Значимыми для данного объема выборки являлись коэффициенты превышающие величину 0,81.

Значимые коэффициенты корреляции выявили влияние уровня загрязнения атмосферного воздуха продуктами сгорания топлива на общую заболеваемость детей Академгородка, число случаев заболеваний органов дыхания, мочеполовой системы, кожи и подкожной клетчатки.

Наиболее значимый вклад в увеличение числа случаев обращений за медицинской помощью по поводу болезней органов дыхания, мочеполовой системы приходится на окислы азота и формальдегид, а болезней кожи, кроме указанных веществ и взвешенные вещества. Для окиси углерода значимых коэффициентов корреляции выявлено не было.

Дальнейший этап анализа состоял в построении регрессионных уравнений, учитывающих изменение числа случаев обращений за медицинской помощью, болезней органов дыхания, мочеполовой системы, кожи и подкожной клетчатки, в зависимости от величины показателя "Р" для различных степеней опасности загрязнения атмосферного воздуха. В качестве допустимого уровня загрязнения атмосферного воздуха принималось значение 2,6 соответствующее району аэропорта, в качестве вызывающего опасение - 10,9 - район Академгородка, в качестве опасного - 16,2 - центральный район города

Уравнение регрессии для общей заболеваемости имело вид:

Y - 850 + 300 х

Уравнение регрессии для класса болезней органов дыхания имело вид:

Y - 570 + 260 х

Уравнение регрессии для класса болезней мочеполовой системы:

Y - 5 + 4 х

Уравнение регрессии для класса болезней кожи и подкожной клетчатки:

Y - 11 + 17 х.

По данным Сибирского энергетического института газификация предприятий теплоэнергетики города позволит сократить выбросы в атмосферу взвешенных веществ на 94%, сернистого ангидрида на 90%, окислов азота на 63%, окиси углерода на 10%, а проведенный расчет полей ожидаемых концентраций для данного объема выбросов не выявил превышений ПДК ни по одному из загрязняющих веществ.

административным районам. Город насыщен автомобильным транспортом, количество которого, к настоящему времени, составило ^Сединиц и увеличивается в среднем на 1,2 раза в год.

2. Санитарно-гигиеническая характеристика загрязнения атмосферного воздуха.

Климато-географические условия территории в значительной мере обуславливают санитарно-гигиенические условия проживания населения, определяя способность атмосферы рассеивать или накапливать вредные примеси выбросов промышленных предприятий и автотранспорта.

Циркуляция воздушных масс на изучаемой территории имеет выраженный сезонный характер. Особенностью холодного периода является меридиональное направление переноса воздуха и образование азиатского антициклона, способствующего интенсивному выхолаживанию местности и преобладанию малооблачной со слабыми ветрами погоды. Именно скорость ветровых потоков на различных высотах является главным метеорологическим фактором, способствующим накоплению или рассеиванию вредных примесей в атмосфере.

В течение года в городе преобладают ветры юго-восточного (32%) и северо-западного (28%) направлений в силу ориентации русла р.Ангары. Наименьшую повторяемость (2%) имеют юго-западные ветры в холодный период и северо-восточные - в теплый. Наибольшая суммарная повторяемость южных и юго-западных ветров составляет летом 14 и зимой 10%.

Средняя годовая скорость ветра у земли в г. Иркутске составляет 2,3 м/с, летом и осенью 2,1- 2,5 м/с, зимой уменьшается до 1,5 м/с. Весной средние скорости достигают наибольших

значений 3,0-3,1 м/с. Во все месяцы года наблюдается скорость ветра, не превышающая 3 м/с - 70-90%.

Для рассеивания выбросов предприятий теплоэнергетики большее значение имеют скорости ветра на высотах источников выбросов. Анализ их значений на высотах 170 и 250 м, которые соответствуют высотам источников выбросов Ново-Иркутской ТЭЦ, котельной Северного промузла и большинства районных котельных, показал, что наибольший процент скоростей движения воздушных масс приходится на так называемую "опасную", при которой концентрация примесей будет наибольшей (5-7 м/с).

Особенно неблагоприятные условия для рассеивания вредных примесей в атмосфере предприятий теплоэнергетики наблюдаются в холодный период года, когда застои воздуха (скорость ветра 0-1 м/с) сочетаются с инверсией температур мощностью 300-500 м, а также приподнятых инверсий, нижняя граница которых находится на высоте 300-400 м. Повторяемость таких ситуаций в среднем за холодный период составляет 33% и 7% соответственно.

Воздушный бассейн города интенсивно загрязняется токсическими веществами, поступающими от стационарных и передвижных источников выбросов. За последние пять лет объем валовых выбросов составлял от 140 до 167 тыс. тонн. Основная доля, свыше 95% компонентов выбросов приходится на продукты сгорания топлива, 43% из которых обусловлены выбросами автотранспорта.

Основная доля указанных веществ приходится на выбросы предприятий теплоэнергетики. В настоящее время основными источниками теплоснабжения города являются Ново-Иркутская ТЭЦ, Иркутская ТЭЦ-2, ТЭЦ завода тяжелого машиностроения, котельная Северного промузла, Мельниковского завода КПД, авиационного завода и районные котельные (рисунок 1).

Рис. 1. Основные источники теплоснабжения г. Иркутска.

1 - Ново-Иркутская ТЭЦ;

2 - ТЭЦ Северного проузла;

3 - ТЭЦ-2;

4 - ТЭЦ завода тяжелого машиностроения; Б - ТЭЦ Шдьниковского завода КПД;

6 - ТЭЦ авиационного завода;

7 - котельная Октябрьского района;

8 - котельная Куйбышевского района;

9 - котельная Свердловского района.

Для производства тепла и электроэнергии в г. Иркутске, по данным Сибирского энергетического института, сжигается ежегодно свыше 4700 тыс. тонн азейского, черемховского и ирша-боро-динского угля, а также 195 тыс. тонн мазута.

Проведенная оценка степени опасности загрязнения атмосферного воздуха города по значениям среднегодовых и максимально-разовых концентраций основных компонентам выбросов предприятий теплоэнергетики: взвешенным веществам, сернистому ангидриду, двуокиси азота, окиси азота, окиси углерода, бенз(а)пирену, формальдегиду показала, что содержание всех указанных веществ может оказывать неблагопоиятное воздействие на здоровье населения, а наибольшую опасность представать' бенз(а)пирен и формальдегид.

Анализ пространственного распределения полей концентраций основных продуктов сгорания топлива проводился .по данным о выбросах основных предприятий теплоэнергетики города: НовоИркутская ТЭЦ, Иркутские тепловые сети, котельные Облтеплоэ-нерго, ведомственные районные котельные, Теплоцентраль Северного промышленного узла, котельные, находящиеся на балансе промышленных предприятий (всего около 150 источников).

Полученные результаты свидетельствуют о том, что наибольшие уровни загрязнения атмосферного воздуха, с кратностью превышения соответствующих предельно допустимых концентраций от 1 до 4 раз,- расположены над территорией Центральной части города, районов Ново-Ленино, Иркутска-П и Академгородка.

Расчетные значения комплексного показателя загрязнения атмосферы подтвердили полученные результаты. Величины показателя Р в среднем за исследуемый период составили для северо-западного района 13,1, центрального - 16,2, Академгородка -

10,9, района аэропорта - 2,6. Это позволило выбрать северо-западный, центральный районы и район Академгородка в качестве территорий для изучения неблагопритного влияния выбросов предприятий теплоэнергетики на здоровье населения.

3. Оценка влияния выбросов предприятий теплоэнергетики на состояние здоровья детского населения.

3.1. Территориальное распределение заболеваемости по обращаемости детей.

Анализ территориального распределения заболеваемости по обращаемости проводился для обоих половых групп в период с 1989 по 1993 годы.

Средний показатель обращаемости девочек за медицинской помощью за исследуемый период по детским дошкольным учреждениям района аэропорта составил 1212 случая на 1000 детей данной возрастно-половой группы и оказался сопоставим с общегородскими значениями - 1367 %о.

Достоверно большее число случаев заболеваний было зарегистрировано во всех других районах наблюдений и составило для северо-западного - 1870, центрального - 1922, Академгородка -1448 случаев на 1000 детей.

Средний показатель обращаемости мальчиков за медицинской помощью для района аэропорта оказался нилю, чем у девочек в целом по городу - 1372 %о и составил 1097 случаев на 1000 детей данной возрастно-половой группы.

Наиболее выраженные изменения здоровья мальчиков, по показателям заболеваемости, были получены в северо-западном районе города, где число случаев обращений за медицинской помощью составило 1744 %о, в центральном районе уровень общей

заболеваемости составил 1689 случаев на 1000 и в районе Академгородка - 1603 7.0.

Увеличение заболеваемости детей в первом районе произошло за счет большего числа случаев новообразований, болезней крови и кроветворных органов, нервной системы, органов дыхания, пищеварения, мочеполовой системы, болезней кожи и костно-мышеч-ной системы, а также количества врожденных аномалий.

Во втором районе, увеличение заболеваемости было обусловлено достоверным увеличением числа случаев болезней системы кровообращения, органов дыхания, пищеварения, болезней кост-но-мышечной системы, а также травм и отравлений. Обращает на себя внимание особенно высокие уровни новообразований, врожденных аномалий, заболеваемости мочеполовой системы. Кроме указанных причин, в данном районе практически в два раза чаще регистрировались болезни кожи.

В районе Академгородка увеличение общей заболеваемости произошло за счет числа случаев, новообразований, болезней органов дыхания, мочеполовой системы, кожи и подкожной клетчатки. Кроме того, в данном районе были зарегистрированы случаи психических расстройств, что не характерно для других территорий.

Изменения структуры заболеваемости наблюдались в зависимости от района наблюдения. При сохранении лидирующего положения болезней органов дыхания и инфекционной патологии по обоим половым группам и всем районам наблюдения, у детей северо-западного и центрального районов третье место занимали болезни органов пищеварения, а района Академгородка четвертое место -болезни кожи и подкожной клетчатки. Четвертое место болезни кожи занимали и у мальчиков северо-западного района.

Анализ распределения числа часто и длительно болеющих детей в зависимости от районов наблюдения показал, что наибольший их процент регистрируется в центральном районе - 21 и районе Академгородка - 19. В северо-западном районе он составил - 15%, а контрольном (район аэропорта) - 11%.