Озон как отягчающий фактор COVID-19 и других респираторных заболеваний

Москва, 1 июня 2020, 19:50 — REGNUM

Предисловие ИАREGNUM

Проблема приземного (тропосферного) озона как самого опасного загрязнителя атмосферы продолжает упорно игнорироваться правительством Российской Федерации. После откровенных случаев манипуляции и сокрытия жизненно важной экологической информацией, таких как

закрытие в 2017 году сайта Мосэкомониторинга (единственной государственной структуры, обладающей значительной сетью автоматизированных станций мониторинга загрязнения воздуха Москвы) под надуманным предлогом его реконструкции во время разгара скандала вокруг закрытого президентом аварийного полигона «Кучино», зловоние от которого достигло Кремля);
неоднократные публичные заявления представителей Моэкомониторига о том, что в землях Москвы «диоксинов нет» (см. «Аварийные свалки — успешная диверсия. Доказательство» про загрязнение трёх жилых массивов Москвы диоксинами от свалки «Саларьево»);
проведенные областные конкуры на закупку приборов мониторинга загрязнения атмосферы с чувствительностью, по техническому заданию, в 100 ПДК (предельно допустимых концентраций), что попросту означает, что закупаются не приборы, а муляжи;
переход Роспотрбнадзора в своих отчетах к оценке загрязнения воздуха городов в единицах ПДК, повышенных без научного обоснования в два-три раза (в частности, по фенолам и фармальдегидам);
одновременные планы корпорации «Ростех» по строительству в рамках федерального проекта «Чистая страна» то ли 30, то ли 200 мусоросжигательных заводов, угрожающих катастрофическим загрязнением окружающей среде, а рамках федерального проекта «Чистый воздух» — по созданию общероссийской системы автоматизированного мониторинга атмосферы («мониторинг на доверии»)

и многих-многих других, надеяться на выполнение 42-й статьи Конституции РФ, гарантирующей гражданам получение достоверной информации о состоянии окружающей среды, особо не приходится.

Правительство по-прежнему не желает ничего знать ни про дополнительную смертность и заболеваемость населения (см. «Озоновая дыра в системе национальной безопасности России»), ни про огромные потери урожая, вызванные приземным озоном (см. «Упорно игнорируемая угроза продовольственной безопасности России»). Этими проблемами занимаются во всех развитых странах, кроме России. В отношении актуальной опасности для населения уровней приземного озона Россия остается Terra Incognita, несмотря на то, что для защиты людей от высоких уровней озона достаточно вовремя сообщить им об опасности появления на улице. Это касается прежде всего детей, стариков и тяжелых больных — основных групп риска для COVID-19, гриппа и других респираторных заболеваний.

Для создания собственной системы мониторинга атмосферы в России давно есть все необходимые отечественные приборы, не уступающие по параметрам западным эталонным (см., например, «Автоматизированная система мониторинга загрязнения воздуха: 100% готовность»).

Сегодня система санитарно-экологической безопасности строится на презумпции невиновности производителя, что очевидным образом противоречит и Конституции, и здравому смыслу. Правительство упорно продвигает дерегулирование промышленности, гильотинирование системы санитрано-экологическго контроля, его подмены техническим под именем наилучших доступных технологии.

Если же мы хотим иметь достоверную и общедоступную систему мониторинга состояния окружающей среды, если мы хотим знать, опасно или нет то, что мы пьем, едим и чем мы дышим, то необходимы открытые конкурсы на решение этой сложнейшей научно-технических задачи, необходим поиск нестандартных решений.

* * *

Аналитическая записка «Возможное усиление тяжести протекания COVID-19 за счет сочетанного действия вируса Sars-CoV-2 и озона при сезонном повышении содержания озона в приземной атмосфере. К прогнозированию сценариев течения пандемии Sars-CoV-2 в России»

Авторы:

заведующий кафедрой пропедевтики внутренних болезней Первого МГМУ им. И. М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), генерал-майор медицинской службы в отставке, экс главный терапевт Министерства обороны СССР и РФ ФГАОУ ВО Первого МГМУ им. И. М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), академик РАН Ивашкин Владимир Трофимович;
научный сотрудник Отдела экологических и медицинских проблем Института общей физики им. А. М. Прохорова РАН Котельников Сергей Николаевич;
заведующий отделом экологических и медицинских проблем ФИЦ Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН доктор физико-математических наук, профессор Степанов Евгений Валерьевич.

Сезонное повышение содержания озона в приземной атмосфере, происходящее в весенне-летний период, может усилить тяжесть протекания заболевания COVID-19 и привести к дополнительным смертельным случаям.

Озон является токсическим веществом первого класса опасности. При попадании с вдыхаемым воздухом в организм он пагубно действует на основные системы организма — сердечно-сосудистую, нервную, респираторную и иммунную [1]. В складывающейся ситуации пандемии SARS-CoV-2 для снижения смертности может оказаться актуальным учет дополнительного токсического действия озона на респираторную систему как сильного окислителя, приводящего к образованию в респираторном тракте свободных радикалов, провоцирующего перекисное окисление липидов и подавляющего иммунитет [1]. Основные патогенетические свойства озона [1, 2]:

при попадании в респираторный тракт озон производит повреждения на протяжении всего трахебронхиального дерева и вызывает окислительный стресс и системное воспаление вплоть до отёка лёгких;
токсический эффект обусловлен образованием свободных радикалов, нарушением окислительных процессов и высвобождением из тканей адреналина, норадреналина и брадикинина;
разрушает клеточный эпителий респираторного тракта, повреждает реснички и барьерную функцию, вызывает продукцию цитокинов и апоптоз, нарушает фагоцитоз макрофагов и видоизменяет иммунитет на генном уровне;
снижает защитную функцию легких и повышает восприимчивость к респираторным инфекциям;
нарушение целостности респираторного эпителия и рекрутирование нейтрофилов в респираторный тракт в результате вдыхания озона оказывают повреждающее действие на легочную ткань и могут влиять на иммунный статус легких;
озон влияет на структуру и функции сурфактантной системы, в частности, белка SP-A в системе иммунной защиты легких, и способность белка SP-A модулировать механизмы иммунной защиты легких;
окисление белка SP-A озоном приводит к снижению его способности взаимодействовать с альвеолярными макрофагами и регулировать продукцию цитокинов;
снижается способность SP-A связываться с углеводными лигандами, повышать фагоцитоз вирусов, а также грамположительных и грамотрицательных бактерий.

Любые концентрации озона при вдыхании токсичны [1].

Высокие, опасные для здоровья концентрации озона в приземной атмосфере коррелируют с увеличением частоты ряда заболеваний, прежде всего пневмонии, и смертности [1]. На территории России катастрофическое влияние высоких концентраций озона на заболеваемость и смертность населения было зафиксировано летом 2010 года в Москве во время эпизодов экстремальной жары [3, 4]. На Рис. 1 и 2 показана корреляция количества случаев пневмонии и количества смертей в Москве в июне — августе 2010 года, когда содержание озона в приземной атмосфере достигало значений ~500 мкг/м³.

Содержание озона в приземной атмосфере сильно увеличивается с ростом уровня солнечной радиации в весенне-летний период и при наличии в воздухе предикторов озона — окислов азота, моноокиси углерода и летучих углеводородов, которые в мегаполисах в основном продуцируются транспортом.

Опасные высокие концентрации озона наблюдаются в странах Южной Европы (Италия, Испания, Франция) и в Соединенных Штатах и являются предметом пристального внимания природоохранных служб. Именно в этих странах сейчас наблюдаются наиболее тяжелые ситуации с заболеваемостью и смертностью от COVID-19. Наблюдаемый рост смертности совпадает с ростом весенней солнечной активности в этих регионах и, таким образом, с ростом содержания озона в приземной атмосфере. Можно предположить, что приземный озон является одним из дополнительных факторов, способствующих увеличению тяжести протекания заболевания и наблюдаемой в этих странах высокой смертности.

Неблагоприятные ситуации по озону наблюдаются в весенне-летний период и на территории европейской части России, в крупных городах и их окрестностях (Москва, Поволжье, южные регионы, Крым, Кавказ), в некоторых курортных районах, в частности, в окрестностях Ялты. На Рис. 3 представлен сезонный ход приземных концентраций озона в 2016 году в относительно чистом фоновом районе европейской части РФ, Кировская область [5]. Видно, что наблюдаемые максимальные значения достигают величин (более 200 мкг/м³), существенно превышающих предельно допустимые уровни (ПДК_мр = 160 мкг/м3, ПДК_сс = 30 мкг/м³). В крупных городах и их окрестностях наблюдаются ещё более высокие уровни приземного озона. На Рис. 1 видно, что в Москве могут наблюдаться концентрации озона, достигающие 500 мкг/м³. На Рис. 4 показаны усредненные за год суточные ходы приземных концентраций приземного озона в 2010—2016 годах в Кировской области. Даже при годичном усреднении данных наблюдается значительный рост содержания озона в приземной атмосфере за последние годы, что свидетельствует о нарастании проблемы тропосферного озона на территории РФ.

На основании этих данных можно прогнозировать, что в апреле и мае 2020 года, с ростом температуры окружающего воздуха и увеличением солнечной активности, содержание озона в приземной атмосфере резко возрастет по сравнению с зимними значениями на всей территории европейской части России, в частности в Москве и Московской области. Это может привести к увеличению частоты тяжелого протекания пневмонии, обусловленной Sars-CoV-2, и смертности.

Известен ряд профилактических мер, которые могут снизить влияние озона на здоровье и риски тяжелых заболеваний непосредственно весной и летом этого, 2020 года.

Как в городе, так и в окрестностях мегаполисов (в радиусе ~150 км):

в солнечную и жаркую погоду избегать или сократить время пребывания на открытом воздухе в утренние и дневные часы;
в солнечную и жаркую погоду прогулки и спортивные занятия на свежем воздухе допустимы ранним утром и вечером (до 8 часов утра и после 20 часов вечера);
в жаркие дневные часы использовать кондиционирование помещений, а не обычное проветривание;
увеличивать влажность воздуха в помещениях;
необходимо поддерживать сурфактантную систему легких за счет рационального поведения (в том числе правильного питания).

Тотальное решение проблемы высоких уровней тропосферного озона (снижения его влияния на здоровье населения, заболевание и смертность) во всем мире, включая Россию, является очень трудным вызовом для всего человечества. Оно требует глобального снижения выбросов в воздух продуктов сгорания (окислов азота и углерода, летучих углеводородов) по всему миру, что вряд ли возможно в ближайшее время. Однако применение мер административного регулирования в области охраны окружающей среды, как показывает опыт ряда стран, позволяет снизить локальные уровни озона в приземной атмосфере и, таким образом, вероятность острых и хронических респираторных заболеваний.

Литература

1. Markus Amann, Dick Derwent et al. // Health risks of ozone from long-range transboundary air pollution. WHO 2008 Regional Office for Europe,

2. А. Н. Микеров. Факторы, участвующие в модулировании механизхмов иммунной защиты легких при пневмонии // Проблемы особо опасных инфекций, 2012, Вып. 111, С. 81−83.

3. С. Н. Котельников, Е. В. Степанов, В. Т. Ивашкин. Содержание озона в приземной атмосфере и заболеваемость в период экстремальной жары летом 2010 года // Доклады Академии наук, 2017, Т. 473, №4, С. 502−507.

4. С. Н. Котельников, Е. В. Степанов, В. Т. Ивашкин. Приземные концентрации озона и здоровье различных возрастных групп населения в Москве летом 2010 года // Геофизические процессы и биосфера, 2019, Т.18, №4, С.26−38.

5. С. Н. Котельников, Е. В. Степанов. Положительный тренд приземной концентрации озона на севере Приволжского Федерального округа РФ // Краткие сообщения по физике ФИАН, 2018, №1, С.25−33.

1 июня 2020

Владимир Ивашкин Сергей Котельников Евгений Степанов

История вопроса

В России ужесточаются меры по противодействию распространению коронавируса — регионы переходят на режим самоизоляции, внедряют системы контроля передвижения граждан с использованием спецпропусков и QR-кодов, необходимых для выхода на улицу.
Отдельные регионы демонстрируют изоляционистские приёмы борьбы с заразой – так, в Бурятии районные власти перекрывают дороги, а в Чечне планируют полностью закрыть границы для въезда и выезда. В ряде регионов России ограничена продажа алкоголя.