Оценка риска для здоровья населения промышленных центров Кузбасса в связи с загрязнением атмосферного воздуха

Глебова Людмила Александровна – кандидат медицинских наук, заведующий отделением социальногигиенического мониторинга (e-mail: ; тел.: 8 (905) 995-22-40; ORCID: .

Коськина Елена Владимировна – доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой микробиологии, вирусологии и иммунологии (e-mail: ; тел.: 8 (951) 593-31-62; ORCID: .

Бачина Анна Владимировна – кандидат медицинских наук, главный врач (e-mail: ; тел.: 8 (951) 581-30-02; ORCID: .

Сохранение здоровья населения является одним из стратегических государственных приоритетов, обеспечивающих национальные интересы, в том числе стабильное демографическое развитие страны [1, 2]. Формирование здоровья человека определяется сочетанным влиянием ряда факторов, одним из которых является загрязнение окружающей среды [3–5]. Сложная эколого-гигиеническая ситуация, сложившаяся на промышленно развитых территориях с одновременным сосредоточением производственных комплексов и селитебных зон, требует управленческих решений, направленных на обеспечение качества воздушной среды, принятие которых возможно при наличии достоверных сведений о составе атмосферного воздуха [6–8].

Одним из значимых и эффективных методов оценки многофакторного воздействия на организм человека является методология оценки риска [9–11]. Оценка риска здоровью населения от воздействия различных факторов окружающей среды является важнейшей частью процесса принятия управленческих решений, относящихся к наиболее важным задачам современной профилактической медицины [12–14].

Документами ВОЗ регламентированы единые принципы оценки и разработаны информационные ресурсы, обеспечивающие выполнение сравнительного анализа и оценки результатов, обоснования, прогноза и планирования мер по управлению риском для здоровья населения [15–17].

В 2018 г. правительство Российской Федерации утвердило национальный проект «Экология», в состав которого включен федеральный проект «Чистый воздух», направленный на максимальное сокращение аэрогенного риска для здоровья населения в результате достижения целевых показателей снижения совокупного объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух [18–20]. Комплексные планы мероприятий по снижению выбросов, принятые в городах-участниках федерального проекта «Чистый воздух», требуют реализации дополнительных мероприятий по анализу рисков, включая меры по оценке и управлению аэрогенными рисками для здоровья населения1 [21, 22].

Крупные промышленные центры угольной, химической, металлургической промышленностей и теплоэнергетики Кемеровской области –

Кузбасса – города Кемерово и Новокузнецк – включены в федеральный проект «Чистый воздух» для улучшения качества среды обитания и укрепления здоровья населения. Федеральным законом Российской Федерации № 195-ФЗ «О проведении эксперимента по квотированию выбросов загрязняющих веществ…» 2, статьей 4, п. 4, на органы и учреждения Роспотребнадзора возлагаются полномочия по осуществлению расчета и оценки риска для здоровья человека на территориях эксперимента в соответствии с законодательством в области обеспечения санитарноэпидемиологического благополучия населения.

Цель исследования – оценка риска здоровью населения при воздействии химических веществ, загрязняющих атмосферный воздух крупных промышленных центров Кузбасса – участников федерального проекта «Чистый воздух», для принятия управленческих решений. В процессе исследования решались задачи установления неканцерогенных и канцерогенных рисков здоровью населения городов Кемерово и Новокузнецк в связи с загрязнением атмосферного воздуха, оценка заболеваемости детского населения, обоснование мероприятий по снижению негативного влияния загрязнения воздушной среды.

Материалы и методы. В соответствии с рекомендациями Европейского бюро ВОЗ для выявления надежной связи между показателями здоровья населения и загрязнения воздушной среды необходимо иметь наблюдения за поллютантами атмосферного воздуха не менее чем за 70 % суток года. Согласно МР 2.1.6.0157-19 «Атмосферный воздух и воздух закрытых помещений, санитарная охрана воздуха. Формирование программ наблюдения за качеством атмосферного воздуха и количественная оценка экспозиции для задач социальногигиенического мониторинга»³ результаты исследований на стационарных постах можно использовать для скрининговой оценки риска и ущерба здоровью при хроническом (длительном) воздействии (продолжительность оцениваемой экспозиции – один год), так как для этих целей требуется минимально достаточное число исследований для получения ориентировочной годовой концентрации – 300 наблюдений за каждой примесью в каждой точке по полной или неполной программе.

Наблюдение за уровнем загрязнения атмосферного воздуха в городах Кемерово и Новокузнецке осуществлялось на 8 стационарных постах Росгидромета и на 4 маршрутных постах Роспотребнадзора по полной программе. Программа наблюдения за качеством атмосферного воздуха включала основные загрязнители – взвешенные вещества, азота диоксид, углерода оксид, серы диоксид, углерод черный (сажа), фенол, формальдегид, свинец и маркерные вещества, которые были наиболее значимы для конкретного производства и характеризовали применяемые технологии и особенности производственного процесса.

Стационарные посты Росгидромета, расположенные с учетом направления господствующих ветров и источников загрязнения атмосферного воздуха, охватывали контролем большую часть территории городов. Маршрутные посты Роспотребнадзора размещались на расстоянии 1,5–2,0 км от стационарных постов и находились в зоне влияния крупных промышленных узлов и транспортных магистралей. Перечень основных показателей, подлежащих контролю, совпадал на всех постах наблюдения. Однако регистрируемые специфические компоненты на маршрутных постах Роспотребнадзора дополняли список измеряемых химических веществ на стационарных постах.

Количество наблюдений за каждой примесью в каждой точке на стационарных постах составляло более 700 разовых исследований, на маршрутных постах – 300 разовых исследований.

Для оценки риска здоровью населения, обусловленного хроническим ингаляционным воздействием, использованы результаты лабораторных исследований уровней химического загрязнения воздушной среды на стационарных постах Росгидромета, дополненных показателями, определяемыми только на маршрутных постах, выполненных учреждениями Роспотребнадзора за период с 2022 по 2024 г. На основе разовых концентраций выполнены расчеты среднегодовых концентраций химических веществ.

Оценка риска проводилась в соответствии с Р. 2.1.10.3968-23 «Руководство по оценке риска здоровью населения при воздействии химических веществ, загрязняющих среду обитания»4.

Для оценки неканцерогенного риска здоровью населения проводились расчеты коэффициента опасности HQ каждого вещества и индекса опасности HI для группы веществ, действовавших на один и тот же орган (систему). Коэффициент опасности не должен превышать 1,0. При оценке суммарного влияния веществ с однонаправленным действием в качестве допустимого (приемлемого) уровня применялся HI = 3,0 при условии, если ни у одного из компонентов загрязнения коэффициент опасности (HQ) не превышал 1,0. При несоблюдении данного условия оценка проводилась по веществу с максимальным значением HQ.

Канцерогенный риск рассматривался как вероятность развития злокачественных новообразований на протяжении всей жизни человека под воздействием потенциального канцерогена. Диапазон допустимого индивидуального риска в течение всей жизни находился в пределах более 1·10-6, но менее 1·10-4 и соответствовал верхней границе допустимого (приемлемого) риска. Именно на этом уровне установлено большинство зарубежных и рекомендуемых международными организациями гигиенических нормативов для населения.

Количество населения, проживавшего в условиях неблагоприятного влияния атмосферных загрязнений, определялось в разрезе регистрации вышеуказанных веществ на стационарных и (или) маршрутных постах, расположенных на разных селитебных территориях городов в зоне влияния промышленных выбросов.

Результаты и их обсуждение. Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха осуществлялся по приоритетным показателям, установленным на региональном уровне. За период наблюдения (2022–2024 гг.) в городах регистрировались превышения гигиенических нормативов по одному или нескольким веществам (табл. 1).

В г. Кемерово за анализируемый период установлены превышения среднегодовой предельно допустимой концентрации (ПДК сг ) содержания в атмосферном воздухе следующих загрязняющих веществ: бенз(а)пирена – 2,0–5,3 ПДК сг , при снижении его концентрации в 2,0 раза, формальдегида – 2,0–2,6 ПДК сг , с увеличением концентрации в 1,2 раза, меди оксида – 1, 2–1,6 ПДК сг , с ростом концентрации в 1,4 раза.

В г. Новокузнецке в течение 2022–2024 гг. из 22 контролируемых веществ систематически наблюдалось превышение ПДК сг по 7–9 загрязняющим веществам, таким как бенз(а)пирен – 6,3–11,2 ПДК сг , формальдегид – 3,4–4,0 ПДК сг ., взвешенные вещества – 1,3–1,97 ПДК сг , взвешенные частицы РМ2.5 1,2–1,8 ПДК_сг, меди оксид – 1,1–1,4 ПДК_сг. По всем загрязняющим веществам наблюдалась тенденция к снижению уровня среднегодовой концентрации, кроме формальдегида и озона.

Таблица 1

Среднегодовые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе в городах Кемерово и Новокузнецке за 2022–2024 гг. (доли ПДК сг )

Загрязняющее вещество	ПДК сг , мг/м3	г. Кемерово			г. Новокузнецк
		2022 г.	2023 г.	2024 г.	2022 г.	2023 г.	2024 г.
Азота (II) оксид	0,06	0,33	0,42	0,38	1,3	1,53	0,73
Азота (IV) оксид	0,04	0,81	0,88	0,95	0,78	0,82	0,5
Аммиак (азота гидрид)	0,04	0,61	0,7	0,98	0,06	0,21	0,22
Бенз(а)пирен	0,000001	5,3	2	2,6	11,2	6,2	6,3
Бензол	0,005	0	0	0	1,3	0,96	0,58
Взвешенные вещества	0,075	0,91	0,71	0,76	1,97	1,73	1,3
Взвешенные частицы РМ10	0,04	-	-	-	1,7	1,13	0,95
Взвешенные частицы РМ2.5	0,025	-	-	-	1,8	1,2	1,2
Озон	0,03	-	-	-	0,67	0,83	1,33
Сероводород	0,002	0,01	0,15	0,31	1,45	0,95	1,1
Углерода оксид	3	0,26	0,34	0,33	0,23	0,22	0,2
Углерод черный	0,025	0,47	0,6	0,24	0,48	0,3	0,4
Фенол	0,003	0,3	0,47	0,23	0,41	0,29	0,28
Формальдегид	0,003	2,2	2	2,6	3,4	3,7	4
Гидроцианид	0,01	0,04	0,06	0,08	0,1	0,14	0,12
Кадмий оксид	0,0003	0	0	0	0	0	0,03
Свинец	0,00015	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0
Марганец и его соединения	0,00005	0,13	0,54	0,61	0,77	0,62	0,5
Меди оксид	0,00002	0,18	1,2	1,6	1,4	1,1	1,2
Никель и его соединения	0,00005	0,01	0,52	0,5	0,07	0,26	0,3
Хром (VI)	0,000008	0	0,13	0,25	0,05	0	0
Гидрохлорид	0,02	0,43	0,75	0,4	-	-	-
Фтористый водород	0,005	-	-	-	0,86	0,74	0,34

Установлено, что в условиях повышенного уровня загрязнения атмосферного воздуха в зоне влияния промышленных выбросов проживало практически все население городов, что составляло в г. Кемерово 544,6 тыс. человек, в г. Новокузнецке – 531,186 тыс. человек.

Оценка ингаляционного воздействия химического загрязнения атмосферного воздуха на население индустриальных центров Кузбасса позволила установить уровни аэрогенного риска, которые характеризовались как неприемлемые (табл. 2).

За период 2022–2024 гг. уровень неканцерогенного риска хронического ингаляционного воздействия по коэффициенту опасности в г. Кемерово оценивался как настораживающий по формальдегиду HQ = 2,0–2,57, никелю и его соединениям HQ = 1,86–1,79, меди оксиду HQ = 1,15–1,60; по бенз(а)пирену в 2022 г. оценивался как высокий ( HQ = 5,3), в последующие годы – как настораживающий ( HQ = 2,0–2,6). Установленное значительное превышение допустимого уровня коэффициентов опасности, что свидетельствует о риске развития хронической неканцерогенной патологии у населения.

Суммарный неканцерогенный риск в 2024 г. составлял 14,51 и увеличился в динамике на 14,85 % от уровня 2022 г. – 12,09. Основной вклад в суммарный неканцерогенный риск вносили бенз(а)пирен – 17,9 %, формальдегид – 17,7 %, никель и его соединения – 12,3 %, меди оксид – 11,0 %, гидроцианид – 6,9 %.

При оценке риска развития хронической патологии неканцерогенного типа у населения г. Новокузнецка за период 2022–2024 гг. установлен высокий уровень риска по коэффициенту опасности в условиях изолированного действия по бенз(а)пирену ( HQ = 6,2–11,2), формальдегиду ( HQ = 3,43–4,00), настораживающий – по взвешенным веществам ( HQ = 1,25–1,97), взвешенным частицам РМ 2.5 ( HQ = 1,20–1,80), меди оксиду ( HQ = 1,1–1,44), гидроцианиду ( HQ = 1,2–1,75), озону ( HQ = 1,33), сероводороду ( HQ = 1,10–1,45), никелю и его соединениям ( HQ = 1,07).

Суммарный неканцерогенный риск составлял в 2022 г. 29,0, в 2024 – 22,4, в динамике наблюдалось снижение на 22,8 %. Доля вклада загрязняющих веществ в суммарный неканцерогенный риск составляла по бенз(а)пирену 28,1 %, формальдегиду – 17,9 %, гидроцианиду – 6,7 %, озону – 5,9 %, взвешенным веществам – 5,6 %, взвешенным частицам РМ 2.5 – 5,4 %, меди оксиду – 5,4 %.

За период с 2022 по 2024 годы неканцерогенные риски для здоровья населения по коэффицен-там опасности изменялись незначительно, что свидетельствовало об отсутствии значимого улучшения качества атмосферного воздуха и, соответственно, снижения экспозиции населения.

Таблица 2

Неканцерогенный риск ( HQ ) здоровью населения в условиях загрязнения атмосферного воздуха в городах Кемерово и Новокузнецке

Загрязняющее вещество	г. Кемерово			г. Новокузнецк
	2022 г.	2023 г.	2024 г.	2022 г.	2023 г.	2024 г.
Азота (IV) оксид	0,81	0,88	0,95	1,30	1,53	0,73
Бенз(а)пирен	5,30	2,0	2,60	11,22	6,2	6,30
Взвешенные вещества	0,91	0,71	0,76	1,97	1,73	1,25
Взвешенные частицы РМ10	-	-	-	1,70	1,13	0,95
Взвешенные частицы РМ2.5	-		-	1,80	1,2	1,20
Озон	-	-	-	0,67	0,83	1,33
Гидроцианид	0,55	0,75	1,00	1,20	1,75	1,50
Сероводород	-	-	-	1,45	0,95	1,10
Формальдегид	2,16	2,00	2,57	3,43	3,67	4,00
Меди оксид	0,18	1,15	1,60	1,44	1,1	1,20
Никель и его соединения	0,02	1,86	1,79	0,24	0,93	1,07

Таблица 3

Оценка уровней риска по индексу опасности ( HI ) для здоровья населения в связи с загрязнением атмосферного воздуха в городах Кемерово и Новокузнецке

Критические органы и системы	г. Кемерово			г. Новокузнецк
	2022 г.	2023 г.	2024 г.	2022 г.	2023 г.	2024 г.
Органы дыхания	6,2	9,5	10,1	16,2	15,0	14,3
Система крови	1,4	3,5	3,5	3,9	4,5	3,1
Системы развитии.	5,6	2,3	2,9	13,2	7,6	7,5
Эндокринная система	0,6	0,8	1,0	1,2	1,8	1,5
Смертность	0,9	0,7	0,8	3,7	2,9	2,2
Системное действие	0,7	1,8	1,8	1,9	1,4	1,6
Нервная система	0,5	1,1	1,2	2,2	1,6	1,6
Сердечно-сосудистая система	0,4	0,6	0,5	2,1	1,5	1,3

В условиях одновременного ингаляционного поступления нескольких веществ в организм человека проводился расчет суммарного однонаправленного индекса опасности ( HI ) развития неблагоприятных эффектов со стороны критических органов и систем (табл. 3).

При суммарном действии загрязняющих химических веществ установлен высокий риск развития хронических неспецифических заболеваний: в г. Кемерово со стороны органов дыхания HI = 6,2–10,1, обусловленный воздействием формальдегида с долей вклада до 35,1 %; в г. Новокузнецке со стороны органов дыхания: HI = 14,3–16,2, где доля вклада формальдегида составляет до 28,0 %; процессов развития: HI = 7,5–13,2, доля вклада бенз(а)пирена – до 85 %.

Настораживающий уровень неканцерогенного риска по индексу опасности развития неканцерогенных эффектов в г. Кемерово выявлен для системы крови: HI = 3,5, доля вклада никеля и его соединений – до 51,8 %; процессов развития: HI = 2,9–5,6, доля вклада бенз(а)пирена – до 89,6 %; системного действия: HI = 1,2–1,6, доля вклада меди оксида – до 87 %.

В г. Новокузнецке настораживающий уровень неканцерогенного риска установлен для системы крови: HI = 3,1–3,9, доля вклада никеля и его соединений – до 34,7 % и азота (IV) оксида – до 33 %; эндокринной системы: HI = 1,2–1,8, доля вклада гидроцианида – до 57,7 %, системного действия: HI = 1,4–1,9, доля вклада меди оксида – 100,0 %; показателей смертности: HI = 2,2, доля вклада взвешенных веществ – до 60,5 %; нервной системы: HI = 1,6–2,2, доля вклада сероводорода – до 70 %. Допустимый уровень неканцерогенного риска установлен по влиянию на сердечно-сосудистую систему: HI = 1,3–2,1.

Таким образом, за исследуемый период уровни неканцерогенных хронических рисков для здоровья населения в г. Кемерово имели тенденцию к росту, в г. Новокузнецке – к снижению.

Оценка канцерогенного риска для здоровья населения вследствие содержания химических веществ в атмосферном воздухе проведена для г. Кемерово по бенз(а)пирену, углероду черному, формальдегиду, кадмия оксиду, свинцу и его соединениям, никелю и его соединениям, хрому, для г. Новокузнецка – по бенз(а)пирену, формальдегиду, кадмия оксиду, свинцу и его соединениям, никелю и его соединениям, хрому (табл. 4).

За анализируемый период в промышленных центрах Кузбасса уровни индивидуального канцерогенного риска при хроническом ингаляционном воздействии бенз(а)пирена, углерода черного, никеля и его соединений, хрома, бензола находились в диапазоне допустимого (приемлемого) риска и подлежали

Таблица 4

Канцерогенный индивидуальный риск в связи с загрязнением атмосферного воздуха в городах Кемеровской области – Кузбасса

Загрязняющее вещество г. Кемерово г. Новокузнецк 2022 г. 2023 г. 2024 г. 2022 г. 2023 г. 2024 г. Бенз(а)пирен 5,9·10-6 2,2·10-6 2,9·10-6 1,3·10-5 6,9·10-6 7,0·10-6 Бензол 0,0 0,0 0,0 5,0·10-5 3,7·10-5 2,2·10-5 Углерод черный 5,3·10-5 6,6·10-5 2,6·10-5 5,3·10-5 3,3·10-5 4,4·10-5 Формальдегид 8,5·10-5 7,9·10-5 1,0·10-4 7,1·10-5 1,4·10-4 1,4·10-4 Кадмия оксид 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 9,0·10-7 Свинец 1,0·10-8 1,2·10-8 1,2·10-8 4,0·10-8 1,7·10-7 1,8·10-7 Никель 6,7·10-8 6,2·10-6 6,0·10-6 6,9·10-6 5,3·10-6 5,8·10-6 Хром (VI) 0,00 0,00 2,4·10-5 5,0·10-6 0,00 0,00 Суммарный индивидуальный канцерогенный риск 1,4·10-4 1,7·10-4 1,6·10-4 2,0·10-4 2,2·10-4 2,0·10-4 постоянному контролю. Так, в г. Кемерово индивидуальный канцерогенный риск от воздействия бенз(а)пирена составлял CR = 2,2·10-6 – 5,9·10-6, углерода черного: CR = 2,6·10-5 – 6,6·10-5, никеля и его соединений: CR = 6,2·10-6 – 6,0·10-6, хрома: CR = 1,2·10-5 – 2,4·10-5, формальдегида: CR = 8,5·10-5 – 1,0·10-4. В г. Новокузнецке уровни индивидуального канцерогенного риска составляли от бенз(а)пирена CR = 1,3·10-5 – 7,0·10-6, углерода черного: CR = 3,3·10-5 – 5,3·10-5, никеля и его соединений: CR = 5,3·10-6 – 6,9·10-6, бензола: CR = 2,2·10-5 – 5,0·10-5. Уровень канцерогенного риска при хроническом ингаляционном воздействии формальдегида: CR = 1,4·10-4, характеризовался как настораживающий, неприемлемый для населения, требовал разработки и внедрения плановых оздоровительных мероприятий.

Таким образом, в индустриально развитых городах Кузбасса суммарный канцерогенный риск превышал верхнюю границу приемлемого риска для населенных мест (1,0·10-4) и составлял в г. Кемерово от 1,4·10-4 до 1,7·10-4, в г. Новокузнецке – от 2,0·10-4 до 2,2·10-4. При сохранении сложившегося уровня загрязнения атмосферного воздуха канцерогенами выявлен риск формирования онкологических заболеваний у населения, преимущественный вклад в его формирование вносил химический канцероген формальдегид – до 63 %.

В условиях суммарного действия загрязняющих химических веществ установлен риск развития хронических неспецифических заболеваний детского населения, а промышленные центры Кузбасса являлись территорией риска. Анализ первичной заболеваемости показал, что в г. Кемерово уровни заболеваемости превышали областные показатели по распространенности врожденных пороков и аномалий развития в 1,8 раза, болезней системы кровообращения – в 1,6 раза, кожи и подкожной клетчатки – в 1,5 раза, нервной системы – в 1,4 раза, болезни эндокринной системы – в 1,3 раза. В г. Новокузнецке установлено превышение средних показателей заболеваемости по Кемеровской области – Кузбассу по классам: врожденные пороки и аномалии развития – в 2,2 раза, болезни мочеполовой системы – в 2,0 раза, новообразования – в 1,7 раза, болезни нервной системы – в 1,6 раза, болезни органов пищеварения – в 1,4 раза, болезни эндокринной системы – в 1,2 раза.

На основании регрессионного анализа определен прогноз уровня заболеваемости детского населения в зависимости от действия предикторов. На уровень заболеваемости детей болезнями органов дыхания влияют такие предикторы, как уровень загрязнения атмосферы азота диоксидом, серы диоксидом, углерода диоксидом, коэффициент детерминации составлял от 43 до 74 %.

Выводы. Количественный анализ риска здоровью населения городов Кузбасса с развитой промышленностью от ингаляционного воздействия загрязнения атмосферного воздуха бенз(а)пиреном, формальдегидом, кадмия оксидом, свинцом и его соединениями, никелем и его соединениями и другими поллютантами позволил оценить его как фактор высокой вероятности развития канцерогенных и хронических неспецифических заболеваний органов дыхания, нервной и иммунной систем, системы крови и кровообращения, системных нарушений.

Высокие количественные показатели риска здоровью населения в индустриальных городах Кузбасса при сложившихся уровнях загрязнения атмосферного воздуха требуют принятия неотложных мер по снижению и устранению негативного влияния на здоровье химических веществ, содержащихся в выбросах стационарных источников. Проведение профилактических мероприятий необходимо ориентировать на уменьшение экспозиционных доз токсичных веществ, улучшение качества лечебно-профилактической помощи, в первую очередь, по отношению к уязвимым группам населения: детям, беременным женщинам, лицам старшего возраста.

Финансирование. Исследование не имело финансовой поддержки.