Оценка риска здоровью населения при воздействии выбросов Карачаганакского нефтегазоконденсатного месторождения по данным расчетных и инстурментальных исследований

Безопасные условия проживания населения на территориях, прилегающих к крупным промышленным комплексам – источникам негативного воздействия на окружающую среду обитания и здоровье человека, традиционно обеспечиваются организацией санитарно-защитных зон (СЗЗ) [1, 2, 4, 5].

В рамках требований санитарного законодательства размеры СЗЗ устанавливаются в соответствии с санитарной классификацией предприятий и зависят от мощности, условий эксплуатации, характера объекта и количества выделяемых в окружающую среду загрязняющих веществ. В новых утвержденных «Санитарных пра-

санитарно-защитная зона, оценка риска, канцероген- вилах по установлению санитарно-защитной зоны производственных объектов» СП № 93 от 17.01.2012 г. для обоснования СЗЗ промышленных объектов I и II классов опасности требуется проведение оценки риска для здоровья населения, проживающего вблизи промышленного объекта [9]. Однако следует отметить, что методология оценки риска еще недостаточно используется в практических целях организациями Республики Казахстан, несмотря на то что применение данных подходов рекомендовано Всемирной организацией здравоохранения, другими ведущими международными организациями (ЮНЕП, МОТ, ОЕСР

и др.) и широко апробировано при проектировании санитарно-защитных зон в Российской Федерации [3, 5, 7, 8].

Цель исследования – проведение сравнительной оценки риска для здоровья населения от воздействия загрязняющих веществ по расчетным данным на стадии проектирования и по данным инструментальных измерений на стадии ввода в эксплуатацию на реальную мощность производственного комплекса предприятий ТОО «Карачаганак Петролеум Оперей-тинг Б.В» (далее по тексту «КПО Б.В.») на Карачаганакском нефтегазоконденсатном месторождении (КНГКМ).

Материалы и методы. Оценку риска для здоровья населения на базе моделирования и инструментальных измерений качества воздуха выполняли по классической схеме, содержащей четыре этапа: идентификация опасности, оценка экспозиции, оценка зависимостей «доза–эффект» и характеристика риска.

Расчетное моделирование выполняли с применением программного комплекса «ЭРА риски» по данным «Проекта нормативов ПДВ КНГКМ на 2011–2015 гг.», разработанного в соответствии с введением новой технологической линии в комплексе предприятий ТОО «КПО Б.В.».

Инструментальные исследования имели характер годичных непрерывных замеров на станции экологического мониторинга (СЭМ).

Оценку приземных концентраций выполняли в 8 репрезентативных точках, расположенных по 8 румбам розы ветров по периметру месторождения на границе расчетной санитарно-защитной зоны КНГКМ на расстоянии от 3000 до 5000 метров от крайних источников выбросов. В этих точках находятся станции СЭМ (СЭМ 005–012), на которых были осуществлены натурные измерения качества воздуха.

Количественную оценку риска развития неканцерогенных эффектов проводили в соответствии с «Руководством…» [6], используя критерии при остром и хроническом воздействии и сравнения коэффициентов и ин- дексов опасности с единицей. При величине коэффициента (индекса) опасности, равной или меньшей 1,0, риск вредных эффектов рассматривали как пренебрежимо малый, выше 1,0 – как неприемлемый.

Результаты и их обсуждение. Согласно ведомости инвентаризации источников выбросов ТОО «КПО Б.В.» на этапе проектирования было идентифицировано, что в атмосферный воздух поступает более 50 химических веществ общей массой 17920 т/год. С учетом критериев отбора веществ для включения в процедуру оценки риска ряд химических соединений исключили из списка для рассмотрения. Так, у 16 загрязнителей общий объем выбросов составил менее 0,007 %, у 14 веществ концентрации были значительно ниже референтных уровней (коэффициент опасности HQ < 0,1), индивидуальный канцерогенный риск у 7 веществ составлял менее 10^–6. У 11 веществ отсутствовали адекватные данные о их биологическом действии, что не позволяло провести оценку риска или выполнить ориентировочный прогноз по показателям токсичности и опасности для организма.

Таким образом, приоритетный список химических веществ, формирующих 85 % проектной массы валового выброса и потенциально опасных в данных количествах для здоровья населения, составили четыре компонента: серы диоксид, азота диоксид, азота оксид, углерода оксид (табл. 1).

Как видно из представленных данных, среди приоритетных веществ наиболее высокий индекс сравнительной опасности был у серы диоксида, а относительно менее опасный – у оксида углерода.

На автоматизированных станциях (СЭМ) после ввода в строй новой технологической линии на полную проектную мощность наблюдения осуществлялись по 4 приоритетным компонентам и дополнительно – по сероводороду как примеси, специфичной для исследуемого производства.

При этом следует отметить, что в процессе эксплуатации предприятия было установлено, что реальные (фактически установленные) выбросы были ниже заложенных

Таблица 1

Приоритетные загрязнители выбросов предприятий «КПО Б.В.» по данным проектной документации

Код Наименование вещества CAS Суммарный выброс, т/ год Референтная концентрация для острых воздействий, мг/м3 Референтная концентрация для хронических воздействий, мг/м3 Индекс сравнительной опасности, HRI Ранг по неканцерогенному действию 0330 Серы диоксид 7446-09-5 9857,43 0,05 0,05 985742,5 1 0301 Азота диоксид 10102-44-0 2340,84 0,04 0,04 234084,1 2 0304 Азот оксид 10102-43-9 403,2 0,06 0,06 40319,97 3 0337 Углерод оксид 630-08-0 3070,0 3,0 3,0 3070,01 4 в проектную документацию на 10–50 % для разных веществ, что позволяло предположить наличие высокой технологической дисциплины на предприятии (табл. 2).

В целом данные о состоявшихся выбросах в атмосферу подтвердили правильность выбора приоритетных веществ для проведения натурных исследований и оценки риска для здоровья.

В табл. 3 приведены обобщенные результаты измерений на постах мониторинга, которые впоследствии были использованы при оценке реальной экспозиции на-селения1.

Как видно из табл. 3, практически повсеместно приземные концентрации химических примесей, полученные в ходе инструментальных исследований, были выше, чем определенные в результате расчетов рассеивания, однако пространственные закономерности остались неизменными (рис. 1).

Полученное несоответствие может определяться высокими фоновыми уровнями загрязнения, не учтенными при выполнении моделирования. В целом соответствие расчетных и натурных данных при определении кратковременных уровней загрязнения было существенно выше, чем при определении среднегодовых концентраций.

Значения индексов опасности по расчетным и натурным данным при хронических и острых воздействиях в отношении органов дыхания на территории расчетной СЗЗ КНГКМ после вода 4-й технологической линии представлены в табл. 4.

Полученные данные свидетельствуют об отсутствии недопустимого риска на границе санитарно-защитной зоны исследуемого объекта. Наибольшие значения индекса опасности в отношении органов дыхания были получены при расчете хронического риска и составили 0,77–0,79 на северном, северо-западном и западном направлениях относительно промышленной площадки. Однако в целом уровни риска по разным румбам розы ветров вокруг предприятия были близки.

Индексы опасности острых воздействий находились в диапазоне от 0,32 до 0,39 по данным расчетов рассеивания и от 0,37 до 0,61 – по данным инструментальных исследований. В отношении других органов и систем индексы опасности были существенно ниже, риск также квалифицировался как приемлемый.

Структура индексов опасности при острых и хронических воздействиях в отношении органов дыхания существенно отличалась. Если при хронических воздействиях индексы опасности по разным направлениям от промышленной площадки более чем на 50 % формировались под влиянием уровней диоксида азота и диоксида серы, то риски острых воздействий практически всегда определялись воздействием сероводорода (рис. 2).

Таблица 2

Сравнительные показатели по суммарным выбросам проектной мощности и реальной мощности работы предприятий ТОО «КПО Б.В.»

Вещество	Реальный суммарный выброс за 2012 г., т/год	Доля от проектного суммарного выброса, %
Серы диоксид	4956,47	50,28
Диоксид азота	1672,97	71,47
Оксид азота	282,48	70,06
Оксид углерода	1461,79	47,62
Сероводород	28,55	89,60

Таблица 3

Расчетные и полученные по данным инструментальных измерений приземные концентрации химических примесей на границе санитарно-защитной зоны ТОО «КПО Б.В.» (мг/м3)

Точка отбора пробы	Азота диоксид		Серы диоксид		Азота оксид		Сероводород
	фактич.	расчетн.	фактич.	расчет.	фактич.	расчет.	фактич.
Среднегодовая концентрация, 95%-ная верхняя доверительная граница диапазона
Восток СЗЗ (СЭМ 005)	0,002	0,0008	0,004	0,00225	0,006	0,00004	0,001
Северо-восток СЗЗ (СЭМ 006)	0,002	0,0004	0,004	0,003	0,006	0,00005	0,001
Север СЗЗ (СЭМ 007)	0,003	0,0004	0,007	0,0035	0,0042	0,00006	0,001
Северо-запад СЗЗ (СЭМ 008)	0,003	0,0002	0,006	0,0025	0,0042	0,00006	0,001
Запад СЗЗ (СЭМ 009)	0,004	0,0004	0,005	0,002	0,0042	0,00005	0,001
Юго-запад СЗЗ (СЭМ 010)	0,003	0,00034	0,004	0,00225	0,006	0,00004	0,001
Юг СЗЗ (СЭМ 011)	0,002	0,0004	0,005	0,0025	0,0042	0,00039	0,001
Юго-восток СЗЗ (СЭМ 012)	0,004	0,00032	0,004	0,0025	0,0042	0,00004	0,001
Максимальная из разовых, 95%-ный перцентиль
Восток СЗЗ (СЭМ 005)	0,01	0,004	0,004	0,00225	0,0288	0,0576	0,001
Северо-восток СЗЗ (СЭМ 006)	0,01	0,002	0,004	0,003	0,0288	0,0504	0,001
Север СЗЗ (СЭМ 007)	0,015	0,002	0,007	0,0035	0,0792	0,0504	0,001
Северо-запад СЗЗ (СЭМ 008)	0,015	0,001	0,006	0,0025	0,072	0,0576	0,001
Запад СЗЗ (СЭМ 009)	0,02	0,002	0,005	0,002	0,0216	0,0576	0,001
Юго-запад СЗЗ (СЭМ 010)	0,015	0,0017	0,004	0,00225	0,0288	0,0576	0,001
Юг СЗЗ (СЭМ 011)	0,01	0,002	0,005	0,0025	0,0288	0,0504	0,001
Юго-восток СЗЗ (СЭМ 012)	0,02	0,0016	0,004	0,0025	0,0288	0,0504	0,001

Рис. 1. Распределение уровней среднегодовых концентраций диоксида азота ( а ) и диоксида серы ( б ) по румбам розы ветров

Таблица 4

Индексы опасности возникновения нарушений органов дыхания у населения, проживающего вблизи границы санитарно-защитной зоны (по данным расчетов рассеивания и инструментальных исследований)

Рис. 2. Долевой вклад отдельных примесей в формирование индексов опасности при хроническом ( а ) и остром ( б ) воздействии выбросов предприятия (по румбам розы ветров)

Полученные результаты целесообразно учитывать при принятии решений по размещению дополнительных источников выбросов диоксида азота, серы и сероводорода на предприятии.

Таким образом, можно сделать выводы:

– приоритетными примесями, представляющими опасность для здоровья населения в зоне влияния выбросов ТОО «Карачаганак Петролеум Оперейтинг Б.В» на Карачаганакском нефтегазоконденсатном месторождении (КНГКМ), являются диоксид и оксид азота, диоксид серы и сероводород;

– результаты инструментальных измерений в целом свидетельствуют о более

высоких уровнях приземных концентрациях исследованных химических веществ в сравнении с расчетными, как следствие, оценку риска для здоровья выполняли с использованием как модельных, так и натурных данных;

– индексы опасности в отношении наиболее поражаемой критической системы (органов дыхания), рассчитанные для населения, проживающего вблизи границ санитарно-защитной зоны объекта, не превышали 1,0 как при кратковременном, так и при длительном воздействии, что свидетельствовало о допустимом уровне риска;

Наименование фиксированных точек наблюдения	Индекс опасности хронических воздействий ( HI )		Индекс опасности острых воздействий ( HI )
	по данным измерений	по данным расчетов (без учета H 2 S)	по данным измерений	по данным расчетов (без учета H 2 S)
Восток СЗЗ (СЭМ 005)	0,73	0,07	0,43	0,39
Северо-восток СЗЗ (СЭМ 006)	0,73	0,07	0,45	0,33
Север СЗЗ (СЭМ 007)	0,79	0,08	0,55	0,35
Северо-запад СЗЗ (СЭМ 008)	0,77	0,06	0,50	0,32
Запад СЗЗ (СЭМ 009)	0,77	0,05	0,49	0,34
Юго-запад СЗЗ (СЭМ 010)	0,76	0,05	0,37	0,36
Юг СЗЗ (СЭМ 011)	0,72	0,07	0,61	0,37
Юго-восток СЗЗ (СЭМ 012)	0,75	0,06	0,38	0,36

П р и м е ч а н и е: на проектной стадии расчеты коэффициентов опасности сероводорода не проводились в связи с исключением его из списка анализируемых веществ.

– при хронических воздействиях индексы опасности по разным направлениям от промышленной площадки более чем на 50 % формировались под влиянием уровней диоксида азота и диоксида серы, риски острых воздействий в основном определялись воздействием сероводорода;

– полученные данные могут быть использованы при организации санитарно-защитной зоны предприятия, планировании природоохранных мер, в том числе ведения производственного контроля качества атмосферного воздуха в зоне влияния выбросов предприятия.