Качество атмосферного воздуха и показатели риска здоровью как объективные критерии результативности воздухоохранной деятельности на территориях городов-участников федерального проекта «Чистый воздух»

Федеральный проект «Чистый воздух» разрабатывался целенаправленно для существенного улучшения качества среды обитания населения ряда городов с высоким или очень высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха [1, 2]. Такое целеполагание представлялось неслучайным, поскольку негативное влияние атмосферного воздуха на медико-демографические показатели (смертность и заболеваемость населения) доказано многими отечественными и зарубежными исследователями [3–9].

Первоначально в проект и эксперимент по управлению качеством воздуха через систему квоти-

рования выбросов вошли 12 городов-участников (Братск, Красноярск, Липецк, Магнитогорск, Медно-горск, Нижний Тагил, Новокузнецк, Норильск, Омск, Челябинск, Череповец, Чита). С 1 сентября 2023 г. к эксперименту подключатся еще 29 новых городов, преимущественно из Сибири и Дальнего Востока. Программы и планы действий в рамках проекта «Чистый воздух» формируются максимально комплексно. Затрагиваются все направления мероприятий по снижению выбросов – модернизация производств, замещение котельных, перевод частных домовладений с угля на экологичное отопление, развитие транспортной инфраструктуры и запуск общественного транспорта на газомоторном топливе.

Основным конечным результатом проекта, несомненно, должно явиться повышение качества жизни населения городов, включенных в эксперимент [10, 11]. Эта цель не сформулирована напрямую в паспорте проекта, однако, именно сохранение здоровья нации и преумножение человеческого потенциала отвечает всем стратегическим направлениям развития страны [12–14].

Федеральный проект предусматривает значительные финансовые вложения, и оценка результативности и эффективности средств, затраченных федеральным бюджетом в реализацию мероприятий, представляет особый интерес. Полагаем, что оптимизация таких вложений также должна быть востребованной.

Постановлением Правительства1 (п. 12 «Правил…») определено, что результатами предоставления бюджетных трансферов являются:

– снижение уровня загрязнения атмосферного воздуха;

– снижение совокупного объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от уровня 2017 г.;

– объем потребления природного газа в качестве моторного топлива.

Безусловно, снижение объемов выбросов, реализация технических, технологических, организационных мероприятий, предполагающих снижение валового выброса загрязняющих веществ, – важнейшие итоговые показатели проекта. Однако первым стоит именно показатель (результат) «Снижение уровня загрязнения атмосферного воздуха». Вместе с тем в паспорте федерального проекта этот показатель трансформировался в «Снижение выбросов опасных загрязняющих веществ, оказывающих наибольшее негативное воздействие на окружающую среду и здоровье человека». Таким образом, изменения уровня загрязнения воздуха предлагается характеризовать через объемы выбросов. Несомненно, уровни загрязнения приземного слоя атмосферы находятся в прямой зависимости от массы выбрасываемых веществ. Однако зависимости в системе «выброс – загрязнение воздуха – здоровье населения» гораздо более сложные и требуют обязательного учета, поскольку именно население рассматривается как реципиент улучшения ситуации на урбанизированных территориях, которые и являются объектами реализации федерального проекта.

Представляется, что объективными показателями эффективности и результативности воздухоохранной деятельности на территории являются:

– концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, установленные прямыми инструментальными измерениями на постах экологического и/или социально-гигиенического мониторинга (СГМ), частота и интенсивность нарушения гигиенических нормативов;

– уровни рисков для здоровья, оцененные не только по данным расчетов рассеивания, но и по данным натурных исследований;

– показатели реальной обращаемости населения за медицинской помощью, которые могут и должны рассматриваться при оценке результативности принимаемых мер и эффективности осуществляемых вложений [15–17].

Цель исследования состояла в анализе динамики изменения уровней загрязнения атмосферного воздуха и аэрогенного риска для здоровья человека в городах-участниках проекта «Чистый воздух» за период 2020–2022 гг. и оценке направленности и адекватности мер по снижению выбросов уровням и факторам риска.

Материалы и методы. Качество воздуха в городах в период 2020–2022 гг. оценивали по данным социально-гигиенического мониторинга. Следует отметить, что, в отличие от постов Росгидромета, посты социально-гигиенического мониторинга характеризуют зоны наибольших уровней риска для здоровья, что обеспечивает систематические наблюдения за уровнем наибольших угроз и опасностей [18–20].

Инструментальные исследования в городах выполнялись силами центров гигиены и эпидемиологии в субъектах Федерации. Все испытательные лабораторные центры имели аккредитацию в части проведения измерений качества атмосферного воздуха. Отбор проб выполнялся по полным и/или неполным программам наблюдения. Для гигиенических оценок и оценки риска здоровью принимали во внимание данные, которые обеспечивали расчет среднегодовых концентраций (не менее 300 разовых или не менее 75 суточных измерений по каждому веществу в каждой точке отбора проб). Программы наблюдения включали все примеси, которые вносили вклады в 95 % недопустимого риска для здоровья, были определены как приоритетные и закреплены письмами главного государственного санитарного врача2. Среднегодовую концентрацию для оценки риска принимали на уровне верхней 95%-ной доверительной границы среднего. Если в более чем в 95 % проб в течение года концентрация вещества регистрировалась на уровне ниже порога определения метода, ее исключали из оценки риска.

Процедуру оценки риска выполняли в полном соответствии с алгоритмами и критериями, отраженными в Р 2.1.10.1920-04 «Руководство по оценке риска …»3. Классификацию риска принимали в соответствии с методическим рекомендациями МР 2.1.10.0156-19 «Оценка качества атмосферного воздуха и анализ риска здоровью населения…»4.

Для анализа воздухоохранных мероприятий использовали результаты расчетной оценки вклада отдельных химических веществ и в целом хозяйствующих субъектов в неприемлемые риски для здоровья (с применением сводной базы данных параметров источников выбросов по городу).

Вклад отдельного объекта (предприятия, автотранспорта, автономных источников теплоснабжения (АИТ)) в показатель риска определяли как взвешенное среднее вкладов предприятия в точках по формуле:

∑ HQ i^k ⋅δ i^k , j

_δ k_j

i

∑ HQ i

k

i

где δ ^k _j – вклад j -го предприятия в индекс опасности в k -й точке;

HQ _i ^k – значение коэффициента опасности i -го вещества в k -й точке;

δ _i ^k _{. j} – вклад j -го предприятия в загрязнение атмосферного воздуха в k -й точке по i -му веществу.

Расчет вклада объектов в индекс опасности проводили только для зон неприемлемого риска отдельно для каждого критического органа или систе- мы. По результатам оценки вкладов определяли приоритетные объекты, формирующие неприемлемые риски для здоровья населения города.

Оценку направленности и адекватности воздухоохранных мероприятий выполняли на примере г. Норильска. Параметры мероприятий принимали в соответствии с Комплексным планом региона по снижению выбросов загрязняющих веществ и с документами хозяйствующих субъектов, подготовленных для задач квотирования выбросов.

Выполняли сравнение предлагаемых квот и уровней снижения выбросов с вкладами хозяйствующего субъекта в неприемлемые риски в целом и по отдельным химическим компонентам выбросов.

Результаты и их обсуждение. Установлено, что во всех 12 городах инструментальные исследования выполнялись по сформированным программам в требуемом объеме.

Фактически во всех городах-участниках проекта в течение всего периода наблюдений регистрировались превышения гигиенических нормативов по одному или нескольким приоритетным веществам

Так, к примеру, в г. Красноярске в 2022 г. в целом по городу среднегодовые концентрации шести веществ превысили ПДК_сг. Из 14 приоритетных примесей (отдельные виды приоритетных пылей на постах измеряются как «взвешенные вещества») повышенные уровни загрязнения были зафиксированы по азоту оксиду (3,32 ПДК сг ), азоту диоксиду (4,60 ПДК сг ), взвешенным веществам (1,21 ПДК сг ), бенз(а)пирену (до 2,07 ПДК сг ). Не вошли в список приоритетных веществ⁵, но регистрируются на постах наблюдения в высоких концентрациях взвешенные частицы РМ 10 (до 1,47 ПДК сг ), взвешенные частицы РМ_2.5 (до 2,11 ПДК_сг). Бензол – опасный токсикант и канцероген зарегистрирован на постах мониторинга на уровне одного ПДК_сг.

В Челябинске за этот же период в целом по городу среднегодовые концентрации семи веществ превысили ПДК сг : бензол (до 4,81 ПДК сг ), диметил-бензол (до 1,79 ПДК сг ), проп-2-ен-1-аль (до 5,61 ПДК сг ), серная кислота (до 26,4 ПДК сг ), трихлорэтилен (до 1,43 ПДК сг ), формальдегид (до 1,13 ПДК сг ), этенилбензол (до 2,87 ПДК сг ).

В Норильске были зафиксированы уровни до 1,5 ПДКс.г. по диоксиду азота, до 5 ПКДсг – по бензолу, до 5,6 ПДКсг – по марганцу и 15,4 ПДКсг – по оксиду меди.

В Омске средние по городу концентрации выше гигиенических нормативов были отмечены в 2022 г. по бенз(а)пирену (1,8 ПДК сг ) и бензолу (3,3 ПДК сг ) и т.п.

Наиболее благоприятная ситуация была характерна для г. Череповца, где в течение 2022 г. на постах СГМ были зарегистрированы превышения гигиенических нормативов только по соединениям хрома.

Следует отметить, что за исследованный период в городах не регистрировали существенного изменения санитарно-гигиенической ситуации с качеством атмосферы. Изменения либо носили неста- бильный характер, либо находились в пределах статистической погрешности. В качестве примера в табл. 1 приведена динамика среднегодовых концентраций приоритетных примесей в г. Красноярске. По некоторым веществам отмечено небольшое снижение (марганец, формальдегид). Однако по таким веществам, как оксид и диоксид азота, бенз(а)пирен, фтористые соединения, отмечен рост среднегодовых уровней содержания в атмосфере города.

Близкая ситуация сложилась в г. Норильске (табл. 2). За период наблюдений выросли приземные концентрации диоксида азота, взвешенных веществ, оксида меди – веществ, которые вносят существенный вклад в негативное воздействие на здоровье населения. Значимого снижения среднегодовых концентрация иных веществ не отмечено.

Таблица 1

Среднегодовые концентрации приоритетных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе в целом по г. Красноярску за 2020–2022 гг. (по данным СГМ), доли ПДК сг

Наименование вещества		ПДК сг , мг/м3	2020	2021	2022**
П*	Азот (II) оксид	0,06	0,65	0,74	3,32 (2,62–4,36)
П	Азота диоксид	0,04	0,74	1,0	4,60 (4,13–4,99)
П	Бенз(а)пирен	0,000001	1,72	1,94	2,07 (0,91–3,74)
П	Бензол	0,005	–***	0,99	1,00 (0,89–1,12)
П	Взвешенные вещества	0,075	1,04	0,90	1,21 (0,68–1,60)
П	Алюминий триоксид	0,005	0,08	–	0,07 (0,07)
П	Марганец и его соединения	0,0005	1,37	–	0,69 (0,69)
П	Никель оксид	0,00005	1,63	–	–
П	Серы диоксид	–	–	–	–
П	Углерод (сажа)	0,025	0,02	0,03	0,08 (0,08)
П	Формальдегид	0,003	0,99	0,10	0,44 (0,10–0,80)
П	Фтористые газообр.	–	0,14	0,13	0,27 (0,20–0,41)
	Частицы РМ10	0,04	1,56	1,36	1,47 (0,92–2,25)
	Частицы РМ2,5	0,025	2,30	1,89	2,11 (1,30–2,46)

П р и м е ч а н и е : * – входит в список приоритетных веществ; ** – в скобках указано минимальное и максимальное значение на отдельных постах СГМ; *** – недостаточно измерений для расчета среднегодовой концентрации или измерения не проводились.

Таблица 2

Среднегодовые концентрации приоритетных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе в целом по г. Норильску за 2020–2022 гг. (по данным СГМ) доли ПДК сг

Наименование вещества		ПДК сг , мг/м3	2020	2021	2022**
П*	Азота диоксид	0,04	0,28	0,98	1,48 (1,43–1,54)
П	Бенз(а)пирен	0,000001	–***	–	–
П	Бензол	0,005	–	–	4,93 (4,55–5,97)
П	Взвешенные вещества	0,075	0,29	0,30	0,46 (0,46)
П	Дигидросульфид	0,002	0,13	0,28	0,09 (0,05–0,17)
П	Марганец и его соединения	0,0005	–	–	5,58 (4,16–6,68)
П	Меди оксид	0,00002	9,10	18,02	15,43 (5,65–32,9)
П	Никель оксид	0,00005	0,67	1,70	–
П	Серы диоксид	0,05****	49,4	40,7	–
П	Свинец и его неорг. соединения	0,00015	0,28	0,32	0,30 (0,27–0,33)
П	Хром (на Cr+6)	0,000008	–	–	0,13 (0,08–0,16)
	Частицы РМ10	0,04	0,53	0,52	0,20 (0,16–0,26)
	Частицы РМ2,5	0,025	0,76	0,71	0,08 (0,04–0,11)

П р и м е ч а н и е : * – входит в список приоритетных веществ; ** – в скобках указано минимальное и максимальное значение на отдельных постах СГМ; *** – недостаточно измерений для расчета среднегодовой концентрации или измерения не проводились; **** – ПДКсс.

Таблица 3

Динамика хронического неканцерогенного (для органов дыхания) риска и суммарного канцерогенного риска для здоровья населения 12 городов-участников федерального проекта «Чистый воздух»

Город	Уровень хронического неканцерогенного риска для органов дыхания ( HI ) *			Суммарный канцерогенный риск ( Rcr )
	год			год
	2020	2021	2022	2020	2021	2022
Челябинск	33,5	16,5	42,6	9,1Е-03	6,5E-03	5,5E-03
Медногорск	10,5	8,2	13,5	6,8Е-05	6,7Е-05	7,8Е-05
Норильск	30,9	43,6	29,0	2,8Е-07	3,3Е-07	1,23E-4
Братск	16,3	6,3	4,5	2,1Е-04	2,5Е-04	8,4Е-05
Чита	12,2	13,1	34,3	3,2Е-06	9,2Е-05	1,4Е-04
Нижний Тагил	5,0	12,5	5,0	2,8Е-04	2,5Е-04	4,6Е-04
Красноярск	5,11	3,7	10,5	3,2Е-04	2,4Е-05	2,9Е-05
Новокузнецк	8,4	4,9	5,1	1,7Е-04	1,1Е-04	6,9Е-05
Липецк	2,4	17,5	17,9	7,7Е-06	1,0Е-05	3,2Е-05
Магнитогорск	5,6	6,3	4,0	5,4Е-06	5,8-04	1,1Е-05
Омск	4,7	5,6	5,8	1,1Е-04	1,3Е-04	1,3Е-04
Череповец	1,2	2,7	1,6	3,7Е-07	1,2Е-06	3,6Е-07

П р и м е ч а н и е :

Риск высокий, HI > 6,0; R_cr > 1,1E-0,3

Риск настораживающий: 6,0 ≥ HI > 3,0; 1,1E-03 ≥ R_cr > 1,0E-04

Риск низкий, допустимый 3,0 ≥ HI > 1,0; 1,0E-04 ≥ R_cr > 1,0E-06

Риск целевой, пренебрежимо малый HI < 1,0; R_cr ≤ 1,0E-06

Как следствие отсутствия существенной динамики улучшения качества воздуха и, соответственно, снижения экспозиции населения, риски для здоровья населения изменяются незначительно. В табл. 3 приведена обобщенная динамика канцерогенного риска для жителей городов и хронического неканцерогенного риска формирования болезней органов дыхания (как наиболее часто и повсеместно поражаемой системы при загрязнении атмосферного воздуха).

Следует отметить, что до 2020 г. по данным инструментальных измерений риски в городах не оценивались, и увидеть динамику возможно только за период 2020–2022 гг.

Отсутствие существенных изменений в качестве атмосферного воздуха не всегда коррелирует с данными о выбросах загрязняющих веществ в атмосферный воздух и данными о реализации воздухоохранных мероприятий. Так, в Государственном докладе «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2020 году»6 в г. Челябинске только в 2020 г. декларировано снижение выбросов на 13 % (на 18,2 тысяч тонн). По сравнению с 2017 г. выбросы сократились на 17 % – это очень близко к целевому показателю федерального проекта, который предполагает снижение выбросов на 20 %. Однако риски для здоровья населения в городе не просто остались на одном – высоком – уровне, но в части неканцерогенного хронического риска даже выросли и по сравнению с 2020 г., и по сравнению с 2021 г.

Заявляют о сокращении выбросов и предприятия г. Липецка. По данным отчетной статистики в 2022 г. выбросы, по сравнению с 2021 г., сократились почти на 10 тысяч тонн (в основном за счет снижения выбросов оксида азота и оксида углерода). Такое сокращение, тем не менее, не обеспечило существенного улучшения ситуации – риск формирования болезней органов дыхания у жителей города остался на высоком уровне (в основном по причине отсутствия существенного снижения содержания в воздухе соединений хрома – высокотоксичного и канцерогенного вещества). Обращает на себя внимание и небольшой, на стабильный рост уровня потенциального канцерогенного риска для здоровья населения города. Риск, хотя и находится в диапазоне «низкий», допустимый, но увеличился за три года наблюдения почти в 4 раза.

По г. Норильску по данным хозяйствующих субъектов (отчетные формы «2-тп Воздух») выбросы с 2019 по 2022 г. сократились более чем на 216 тысяч тонн. Однако неканцерогенный риск в отношении болезней органов дыхания остался практически на уровне 2020 г., а канцерогенный риск даже вырос.

С целью анализа ситуации в качестве примера выполнен прогноз итогов реализации планов воздухоохранных мероприятий Заполярного филиала ПАО ГМК «Норникель» (основного хозяйствующего субъекта – источника загрязнения атмосферного воздуха) с позиций обеспечения гигиенической безопасности населения, которую рассматривали

Таблица 4

Прогноз итогов реализации мероприятий Заполярного филиала ПАО ГМК «Норникель»

Компонент выбросов Выбросы в 2019 г., т/г. Выброс в 2024 г., т/г. (20 % снижения) Достаточность по критериям риска для здоровья Остаточный риск (по данной примеси от данного предприятия) Никель сульфат 1,12 0,90 Достаточно Приемлемый Свинец и его соединения 12,31 9,85 Недостаточно Неприемлемый, настораживающий Меди оксид 487,50 390,00 Недостаточно Неприемлемый, высокий Никеля оксид 238,19 190,55 Недостаточно Неприемлемый, высокий Серная кислота 13454,23 10763,39 Недостаточно Неприемлемый Бензол 3,47 2,78 Избыточно, предприятие не вносит вклад в неприемлемый риск Приемлемый Азот (II) оксид 2001,65 1601,32 Достаточно Приемлемый Азота диоксид 12731,81 10185,45 Достаточно Приемлемый Серы диоксид 1802181,58 1441745,26 Недостаточно Неприемлемый, настораживающий Углерода оксид 20121,67 16097,34 Избыточно, предприятие не является основным источником Приемлемый Сумма пылей (взвешенные вещества) 8473,33 6778,67 Недостаточно Неприемлемый настораживающий как отсутствие недопустимого риска для здоровья. Принимая во внимание задачи, которые в ходе эксперимента по квотированию ставятся перед хозяйствующими субъектами, оценивали последствия 20%-ного снижения выбросов опасных веществ для здоровья населения города.

Оценку проводили с учетом решения оптимизационной задачи, когда критерием оптимизации является минимальное снижение выбросов, обеспечивающее соблюдение в любой расчетной точке селитебной территории города обязательное соблюдение гигиенических нормативов и уровней приемлемого канцерогенного и неканцерогенного риска для здоровья. Обобщенные результаты приведены в табл. 4.

Как видно из представленных данных, отсутствие достаточного снижения выбросов оксидов меди и никеля имеет следствием сохранение высоких рисков формирования нарушений здоровья у населения (болезней органов дыхания, болезней крови, системных нарушений). При этом квотирование выбросов и снижение масс оксидов углерода и бензола являются избыточными, не оказывающими существенного влияния на уровни риска для здоровья.

Ситуация по Норильску представляется типичной для всех городов федерального проекта.

Очевидно, что 20%-ное тотальное сокращение выбросов не в полной мере обеспечит отсутствие недопустимых рисков для здоровья даже в условиях полного достижения целевых показателей проекта.

В сложившихся условиях представляется, что именно Роспотребнадзор может и должен принимать на себя функции по обеспечению полного санитарно-эпидемиологического благополучия населения, нормативно закрепляя критерии здоровья населения во всей системе управления качеством среды обитания [21].

Выводы. В целом выполненное исследование показало:

– декларируемое хозяйствующими субъектами у городах-участниках федерального проекта «Чистый воздух» снижение выбросов загрязняющих веществ до настоящего времени не обеспечивает отсутствие недопустимых аэрогенных рисков для здоровья населения в 11 из 12 городов. По данным социальногигиенического мониторинга только в г. Череповце обеспечена гигиеническая безопасность населения и сохраняется уровень низкого допустимого риска, который не требует дополнительных мероприятий, но предполагает систематический контроль состояния среды обитания;

– ориентация регулятора эксперимента по квотированию выбросов на тотальное снижение выбросов всех включенных в эксперимент хозяйствующих субъектов на 20 % и недоучет критериев риска в процедуре квотирования может иметь следствием отсутствие существенного эффекта для здоровья населения городов, в ряде случаев приводить к избыточным финансовым затратам хозяйствующих субъектов на мероприятия, не влияющие существенно на санитарно-гигиеническую ситуацию;

– целесообразной является рекогносцировочная оценка направленности и адекватности мероприятий по критериям допустимого риска и оценка остаточного риска после выполнения как отдельных природоохранных мероприятий, так и всей совокупности мер, предусмотренных Комплексными планами по снижению выбросов, и своевременная их доработка и/или корректировка;

– достижение приемлемого риска должно подкрепляться эпидемиологическими данными на территории и результатами углубленных медико-биологических исследований, цель которых – формирова- ние надежной доказательной базы отсутствия или сохранения вреда здоровью населения в условиях сокращения выбросов до целевого уровня, установленного экологическим нормами;

– сопряженный анализ взаимоувязанных данных в системе «расчеты рассеивания – результаты инструментальных (натурных) измерений качества воздуха – риск здоровью – реальный вред здоровью» является залогом принятия оптимальных управленческих решений, ориентированных, прежде всего, на здоровье населения гордов-участников проекта «Чистый воздух» и эксперимента по квотированию;

– анализ Комплексных планов показал обязательность разработки мер медико-профилактического характера и актуальность включения их в планы компенсационных мероприятий в условиях вре- менной технической и/или организационной недостижимости приемлемых рисков, для здоровья населения. Представляется, что защита населения через систему медико-профилактических программ, в том числе при финансовой поддержке хозяйствующих субъектов – источников рисков может иметь важный социальный и экономический эффект за счет снижения тревожности населения, смягчения экологической напряженности и улучшения имиджа органов власти и бизнеса как социально-ответственных структур.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.