Актуализация системы социально-гигиенического мониторинга на основе анализа риска здоровью (муниципальный уровень)

Тихонова Ирина Викторовна – начальник отдела социально-гигиенического мониторинга (e-mail: tihonova_iv@ ; тел.: 8 (391) 226-89-91; ORCID: 0000-0003-4111-8454).

Землянова Марина Александровна – доктор медицинских наук, главный научный сотрудник с исполнением обязанностей заведующего отделом биохимических и цитогенетических методов диагностики (e-mail: ; тел.: 8 (342) 236-39-30; ORCID: .

альных и достоверных данных [1]. Собираемая информация должна в полной мере обеспечивать полноценную гигиеническую оценку факторов среды обитания, т.е. давать представление не только об уровне содержания того или иного компонента (вещества, примеси) в объекте среды обитания, но и о показателе состояния здоровья, ассоциированном с этим фактором и его уровнем воздействия [2].

В связи с этим необходимым является постоянное совершенствование подходов к выбору точек контроля и оптимизация программ наблюдения, проводимых в рамках СГМ [3–6]. Исследованиями показано, что при обосновании репрезентативных точек контроля атмосферного воздуха особое внимание должно уделяться селитебным застройкам, где формируется наибольший риск здоровью воздействующими факторами и сосредоточена наибольшая численность проживающего населения, подвергающегося экспозиции. При обосновании перечня и объема наблюдений необходимо выделять химические вещества, обладающие аддитивностью и/или потенцииро-ванием повреждающего действия при одновременном длительном поступлении в организм, а следовательно, представляющие наибольшую опасность для здоровья человека [7–9].

Среди факторов среды обитания как факторов риска здоровью населения стабильно выделяется загрязнение атмосферного воздуха химическими веществами [10–12]. За последнее десятилетие органами и организациями Роспотребнадзора проделана достаточно большая работа по разработке унифицированного перечня показателей мониторинга качества атмосферного воздуха для ведения социальногигиенического мониторинга [13–15]. В рамках реализации Федерального проекта «Чистый воздух» разработаны и опробованы на ряде территорий РФ (муниципальный уровень) научно обоснованные методические подходы к выбору точек контроля и программ наблюдения за качеством атмосферного воздуха с учетом специфики сложившейся сети социально-гигиенического мониторинга [1]. Особое значение это приобретает в регионах с развитой промышленностью, где в атмосферу с пылегазовыми выбросами выбрасывается значительный перечень веществ. Уровни загрязнения нередко формируют высокий неприемлемый риск здоровью, в первую очередь для органов дыхания человека. К числу проблемных территорий относятся города с размещением хозяйствующих субъектов металлургической отрасли промышленности, в том числе производств глинозема. По видам реализуемой экономической деятельности (основной вид деятельности – обрабатывающие производства) эти хозяйствующие субъекты, как правило, относятся к категории чрез- вычайно высокого и высокого потенциального риска причинения вреда здоровью экспонированного населения [16]. Большинство химических факторов, поступающих в составе пылегазовых выбросов от источников производства глинозема (взвешенные вещества, диАлюминий триоксид, фториды газообразные, азота оксид и диоксид, серы диоксид, ди-метилбензол, марганец и др.), характеризуются при ингаляционном поступлении, в первую очередь, суммацией и синергизмом повреждающего действия на органы дыхания человека. Это обусловливает увеличение риска развития заболеваний у экспонированного населения [11, 17–20]. Наиболее чувствительной субпопуляцией к воздействию химических факторов риска является детское население селитебной застройки, расположенной в зоне влияния источников выбросов производства2. Организм ребенка, в том числе его респираторная система, характеризуется несовершенством адаптационных и детоксикационных процессов [21], что обусловливает повышенную чувствительность к качеству атмосферного воздуха и более короткие сроки проявления неблагоприятных эффектов со стороны органов дыхания в ответ на негативное воздействие.

В связи с этим на территориях с размещением крупных хозяйствующих субъектов по производству глинозема актуальным является повышение эффективности санитарно-гигиенических мероприятий, направленных на обеспечение контроля качества атмосферного воздуха, в том числе реализуемых в рамках регулярной сети наблюдений.

Цель настоящего исследования – актуализация системы СГМ на основе анализа риска здоровью на муниципальном уровне.

Материалы и методы. Реализация методических подходов к оптимизации деятельности СГМ на муниципальном уровне выполнена на примере региона с размещением крупного предприятия по производству глинозема (г. Ачинск Красноярского края). Основу экономической деятельности г. Ачинска (население 105,25 тысяч человек, площадь территории 103,2 км2) составляют предприятия топливноэнергетического, металлургического, нефте- и деревоперерабатывающего комплексов. Крупнейшим из них является хозяйствующий субъект по производству глинозема, который отнесен по основным видам экономической деятельности к категории чрезвычайно высокого потенциального риска причинения вреда здоровью населения. Выполнен комплексный анализ факторов риска здоровью, связанных с хозяйственной деятельностью данного предприятия. Проведена идентификация потенциальной опасности, в первую очередь для органов дыхания, компонентов выбросов от стационарных источников г. Ачинска и от предприятия по производству глинозема. Основание оценки сведения о фактических валовых выбросах в атмосферу (форма статистической отчетности 2-тп (воздух) за 2012–2017 г.). Для оценки экспозиции и анализа пространственного распределения полученных показателей выполнен сбор исходной картографической информации: электронная карта-схема генерального плана территории города (масштаб – 1:10 000), на которую (с помощью ГИС ArcView 3.2 и ArcGIS 9.3, ESRI) наносили отдельными слоями жилые и производственные объекты, промышленные площадки, улично-дорожную сеть, точки мониторинга и др. Для выбора приоритетных показателей контроля выполнены сводные расчеты рассеивания приземных концентраций 26 веществ. Исходные данные актуальный том предельно допустимых выбросов хозяйствующего субъекта по производству глинозема (2016), включающий ведомость инвентаризации стационарных источников выбросов загрязняющих веществ. Расчеты выполнены согласно «Методам расчетов рассеивания выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе» (МРР-2017)3 с использованием унифицированной программы расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА) «Эколог 4.50». Для расчетов среднегодовых концентраций загрязняющих веществ в атмосфере использовали программу УПРЗА «Эколог-Город» с блоком расчета «Средние». Типичные метеорологические характеристики г. Ачинска получены от Главной геофизической обсерватории им. Воейкова в виде метеофайла. По результатам выполненных расчетов рассеивания в 6630 расчетных точках (узлах) регулярной сетки для каждого вещества вычисляли параметры риска при остром и хроническом поступлении в соответствии с Р 2.1.10.1920-04. Полученные результаты расчета в виде полей концентрации и формируемого риска наносили на векторную карту исследуемой территории.

Для выбора количества и размещения точек контроля пространственно-распределенные параметры риска после стандартизации подвергали процедуре кластерного анализа, реализованной в пакете программ по статистическому анализу Statistica, использующего метод «сортировки ближайших центроид». Количество кластеров (число стационарных постов мониторинга качества атмосферного воздуха) на территории определяли исходя из критерия численности населения4: один пост – до 50 тысяч жителей, 2 поста – до 100 тысяч жителей, 2–3 поста – 100–200 тысяч жителей, 3–5 постов – 200–500 тысяч жителей, 5–10 постов – более 500 тысяч жителей, 10–20 постов (стационарных и маршрутных) – более 1 млн жителей. Оптимальной (репрезентативной) точкой размещения поста мониторинга в каждом кластере являлась точка, расположенная в селитебной застройке, характеризующаяся наибольшими параметрами формируемого суммарного риска и максимальной плотностью экспонируемого населения в кластере.

Для оптимизации программы наблюдений выполнена оценка существующего качества атмосферного воздуха за период 2012–2017 гг., сопоставление расчетных и инструментальных данных. Проанализирована информация ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Красноярском крае» в г. Ачинске, осуществляющего контроль в рамках действующей сети социально-гигиенического мониторинга по восьми веществам, а также результаты инструментальных исследований ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения», выполненные в 2017 г., на содержание 15 веществ. Для статистической обработки и анализа данных использована программа Statistica.

Результаты и их обсуждение. Анализ валовых выбросов промышленных предприятий г. Ачинска в целом показал, что фактическое поступление в атмосферу от стационарных источников составляет около 45 тысяч тонн в год (третье место в Красноярском крае). Вклад выбросов от источников производства глинозема – 85–86 %. Перечень примесей включает порядка 85–88 видов химических веществ, в том числе 45 соединений связанны с деятельностью основного хозяйствующего субъекта на изучаемой территории. Приоритетными по критериям потенциальной опасности развития у населения заболеваний органов дыхания являются 23 вещества, в том числе кремнийсодержащие пыли, оксиды азота, серы, алюминия, меди, никеля, натрия гидроксид, серная кислота, сажа, соединения марганца, фториды газообразные, водорода хлорид, формальдегид и др. (табл. 1).

Сопоставление перечня приоритетных загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух хозяйствующим субъектом по производству глинозема, и перечня веществ, контролируемых

Таблица 1

Ранжированный перечень химических веществ – компонентов выбросов от источников производства глинозема – по величине потенциальной опасности для развития заболеваний органов дыхания (по данным 2017 г.)

Наименование вещества Коэффициент опасности химического вещества неканцерогенный канцерогенный Пыль неорганическая: SiO2 ниже 20 % (доломит) 11 611 372,5 – Азота диоксид 9 571 171,4 – Мазутная зола ТЭС (в пересчете на ванадий) 7 131 550,0 – Азота оксид 6 441 603,3 – Серы диоксид 4 870 348,9 – Пыль неорганическая: SiO2 20–70 % (шамот) 4 682 106,0 – Алюминия оксид (в пересчете на алюминий) 379 543,1 – Натрия гидроксид 232 457,5 – Пыль неорганическая: SiO2 выше 70 % (динас) 76 139,0 – Серная кислота 28 755,8 – Углерод черный (сажа) 21 279,3 – Марганец и его соединения (в пересчете на марганца оксид) 7 918,0 – Меди оксид 1 065,0 – Фториды газообразные хорошо растворимые (гидрофторид) 368,1 – Водорода хлорид 225,8 – Формальдегид 191,7 19,2 Никеля оксид 106,5 10,7 Взвешенные вещества 85,2 – Дигидросульфид (сероводород) 63,1 – Азотная кислота 28,8 – Хром (VI) (в пересчет на хрома оксид) 10,7 10 666,7 Метилбензол (толуол) 0,55 – Диметилбензол (ксилол) 0,11 – в атмосферном воздухе в рамках деятельности системы СГМ за загрязняющими веществами в атмосфере, позволило выявить ряд позиций в программе контроля качества атмосферного воздуха города, не адекватных существующей ситуации.

Установлено, что из 23 веществ, потенциально опасных для органов дыхания и поступавших в составе выбросов в атмосферу от хозяйствующего субъекта по производству глинозема в 2012–2018 гг., регулярный контроль осуществлялся только по четырем примесям (17,4 %): азота диоксид, серы диоксид, взвешенные вещества, формальдегид.

В 2017 г. в программу контроля были включены алюминий и фториды газообразные хорошо растворимые. Установлены значительные расхождения между расчетными и инструментальными данными по уровню содержания примесей в атмосферном воздухе. По большинству исследуемых веществ, за исключением азота диоксида и пыли неорганической кремнийсодержащей ниже 20 %, расчетные данные не выявили уровней, превышающих гигиенический норматив. Отмечено только прогнозируемое расчетами рассеивания нарушение гигиенических нормативов (в зонах размещения постов мониторинга) по пыли кремнийсодержащей (до 1 ПДКмр) и азота диоксиду (до 3,2 ПДКсс). При этом в точках постов СГМ фактические превышения разовых и/или среднесуточных концентраций на территории жилой застройки города в анализируемый период зарегистри- рованы по азота диоксиду, взвешенным веществам и формальдегиду, фторидам газообразным в среднем на уровне от 4,16 до 10,4 ПДКмр и от 1,38 до 43,6 ПДКсс, по алюминию и серы диоксиду – до 1,16 до 3,6 ПДКсс. Результатами натурных исследований, выполненных ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения в 2017 г., в 2 из 4 точек контроля отмечены не прогнозируемые расчетами рассеивания нарушения гигиенических нормативов содержания толуола и ксилола (от 3,04 до 4,32 ПДКмр), фторидов твердых и газообразных, взвешенных веществ и их фракций РМ2.5 и РМ10 (от 1,78 до 4,97 ПДКмр и от 3,11 до 8,92 ПДКсс); алюминия и марганца (от 1,12 до 3,06 ПДКсс). Регистрировалось постоянное присутствие в атмосферном воздухе ванадия (V), никеля, хрома (VI) (до 0,03–0,06 ПДКсс), меди (до 0,44 ПДКсс).

Несмотря на отсутствие прогнозируемых сводными расчетами рассеивания нарушений гигиенических нормативов, практически по всем компонентам выбросов от источников производства глинозема в точках расчетной сетки с учетом критериев риска установлен неприемлемый риск развития заболеваний органов дыхания у детей при комбинированном остром ( HI_ar до 11,2) и хроническом ( HI до 5,02) ингаляционном воздействии приоритетных потенциально опасных веществ (рис. 1).

По результатам мониторинговых и натурных наблюдений выявлено значительное повышение уровня хронического риска заболеваний органов дыхания (HI до 31,2–49,9) за счет совместного присутствия расширенного спектра веществ, обладающих однонаправленным повреждающим действием на органы дыхания.

Существенный вклад в величину индекса опасности вносят взвешенные вещества РМ 2.5 , РМ 10 , формальдегид, марганец, медь (9,05–17,91 %), алюминий, азота диоксид, серы диоксид, фториды газообразные хорошо растворимые (1,82–5,57 %). Вклад ванадия (V), никеля, хрома (VI), ксилола, толуола, натрия гидроксида составляет 0,44–0,92 %.

В связи с этим программу наблюдений за качеством атмосферного воздуха, осуществляемую в рамках СГМ в зоне влияния компонентов выбросов хозяйствующего субъекта по производству глинозема, необходимо расширить и включить в нее регулярные наблюдения за марганцем, медью, толуолом, ксилолом. Эти вещества по данным натурных наблюдений зарегистрированы в точках мониторинга в концентрациях, превышающих гигиенические нормативы (марганец, ксилол, толуол) и/или позволяющих прогнозировать значительный вклад в суммарный неканцерогенный риск для органов дыхания (медь). Такие примеси, как ванадий (V), никель и хром (VI), являющиеся веществами I класса опасности и канцерогенами (никель и хром), рекомендуется периодически (один раз в три года) включать в программу систематических наблюдений для контроля санитарногигиенической ситуации и оценки остаточных рисков в зоне воздействия.

Определение репрезентативных точек размещения постов наблюдения СГМ контроля качества атмосферного воздуха в зоне воздействия хозяйствующего субъекта по производству глинозема позволило установить шесть возможных точек размещения постов СГМ, характеризующих два кластера. При этом кластер № 1 характеризовался одной точкой, кластер № 2 – пятью точками. В результате экспертной оценки и анализа плотности населения для кластера № 2 обоснована в качестве репрезентативной одна точка (рис. 2, табл. 2).

При сопоставлении адресной привязки предлагаемых постов с точками контроля существующих маршрутных постов наблюдения СГМ в рамках оптимизации программы мониторинга на территории в зоне влияния хозяйственной деятельности изучаемого производства выявлена их сходимость и, как следствие, возможность использования информации, получаемой на уже существующих постах наблюдения.

Выводы. Проведенные исследования на муниципальном уровне, выполненные на примере города с размещением крупного предприятия по производству глинозема, относящегося к чрезвычайно высокой категории потенциального риска причинения вреда здоровью, позволили обосновать две репрезентативные точки контроля качества атмосферного воздуха (вместо существующих пяти точек контроля маршрутных постов). Адресная привязка, характеризует зону воздействия хозяйствующего субъекта по производству глинозема.

Рис. 1. Карта пространственного распределения индекса опасности для органов дыхания у детей, формируемого выбросами хозяйствующего субъекта по производству глинозема

Рис. 2. Репрезентативные точки размещения постов наблюдения СГМ контроля качества атмосферного воздуха в зоне влияния хозяйствующего субъекта по производству глинозема

Таблица 2

Точки размещения предлагаемых постов СГМ контроля качества атмосферного воздуха г. Ачинска

№ точки	Кластер	Координаты, м		Сумма рангов	Коэффициент плотности населения	Адрес ближайшей жилой застройки
		X	Y
4163	1	14800	35700	186	1,0	ул. Строителей, 25
4478	2	15600	36300	188	0,87	5-й Микрорайон, 19

В рекомендуемых точках в рамках СГМ без взаимодействия с хозяйствующим субъектом, целесообразно использовать расширенную программу контроля качества атмосферного воздуха, включающую систематические наблюдения за взвешенными веществами, фракциями РМ2.5 и РМ10, формальдегидом, марганцем, медью, алюминием, азота диоксидом, серы диоксидом, фторидами газообразными хорошо растворимыми (гидрофторидом), ксилолом, толуолом; периодический контроль содержания ванадия (V), никеля, хрома (VI). Проводить оценку остаточных рисков, связанных с воздействием потенци- ально опасных для органов дыхания веществ, при разработке и внедрении на предприятии мероприятий, направленных на достижение приемлемых рисков.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.