Здоровье населения как целевая функция и критерий эффективности мероприятий федерального проекта "Чистый воздух"

Попова Анна Юрьевна – доктор медицинских наук, профессор, руководитель, заведующий кафедрой организации санитарно-эпидемиологической службы (e-mail: ; тел.: 8 (499) 458-95-63; ORCID: .

Зайцева Нина Владимировна – академик РАН, доктор медицинских наук, профессор, научный руководитель (e-mail: ; тел.: 8 (342) 233-11-25; ORCID: .

Май Ирина Владиславовна – доктор биологических наук, профессор, заместитель директора по научной работе (e-mail: ; тел.: 8 (342) 237-25-47; ORCID .

характера: повышение продолжительности жизни населения, увеличение его численности, снижение смертности трудоспособного населения от болезней сердечно-сосудистой системы, злокачественных новообразований и т.п. Выбор приоритетов неслучаен: неблагоприятные демографические тенденции неизбежно оказывают негативное влияние на позиции России в мире, усиливают отставание от технологических лидеров, препятствуют повышению уровня и качества жизни [1, 2].

Необходимую позитивную динамику показателей продолжительности жизни населения, снижения смертности и заболеваемости предполагается достичь через реализацию мероприятий национальных проектов, включая национальный проект «Экология». Проект не ставит прямых задач, связанных со снижением рисков для здоровья населения, улучшением медико-демографических показателей или комфортности проживания граждан². Исполнителей проекта ориентируют на общее сокращение негативного техногенного воздействия на окружающую среду. Так, рамках федерального проекта «Чистый воздух»³ (составная часть национального проекта) ставится в качестве ключевой задачи «…с нижение уровня загрязнения атмосферного воздуха в крупных промышленных центрах, в том числе уменьшение не менее чем на 20 процентов совокупного объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух в наиболее загрязненных городах».

Определены приоритетные территории, на которых проблемы загрязнения воздуха стоят наиболее остро: Братск, Красноярск, Норильск, Липецк, Магнитогорск, Медногорск, Нижний Тагил, Новокузнецк, Омск, Челябинск, Череповец, Чита. В перечисленных городах проживает порядка 6,4 млн человек. Все территории характеризуются высоким или повышенным уровнем загрязнения атмосферы.

На примере 12 приоритетных городов планируется отработать подходы к оптимальному планированию и реализации воздухоохранных мероприятий, достичь кардинального улучшения ситуации. Если эти подходы будут признаны эффективными, они могут быть тиражированы на другие территории страны4.

Снижение валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу как средство сохранения естественного химического состава воздуха или теплового баланса атмосферы, несомненно, – важнейшая задача. Однако она представляется вторичной по отношению к сокращению негативного воздействия на здоровье населения, особенно на густонаселен- ных территориях, к которым относятся городские поселения.

О вредном влиянии загрязнения атмосферного воздуха на смертность и заболеваемость населения свидетельствуют результаты многолетних масштабных исследований, в том числе признанных на уровне Всемирной организации здравоохранения. Релевантными научными источниками подтверждено формирование дополнительных случаев смерти среди населения по причине болезней органов дыхания и сердечно-сосудистой системы при загрязнении атмосферного воздуха мелкодисперсной пылью [3–5], диоксидом серы [6]. Поступающие со вдыхаемым воздухом бенз(а)пирен, бензол, соединения хрома, свинца, никеля, кадмия, мышьяка, полициклические углеводороды формируют дополнительные онкологические заболевания [7–9]. Заболевания различной тяжести органов дыхания формируются под воздействием повышенных уровней диоксида азота, хлористого водорода, дигидросульфида, аммиака, толуола, ксилола, фенола и целого ряда иных примесей [10–16].

По результатам макроанализа в Российской Федерации только в 2018 г. число дополнительных случаев смерти от причин, связанных с загрязнением атмосферного воздуха (болезни органов дыхания, злокачественные новообразования и др.), вероятностно составило порядка 2,4 тысячи случаев. Около 863,55 тысячи случаев заболеваний детского и взрослого населения болезнями органов дыхания, системы кровообращения, костно-мышечной системы и соединительной ткани, крови, кроветворных органов и отдельными нарушениями, вовлекающими иммунный механизм, нервной системы, эндокринной системы, органов пищеварения и новообразованиями было вероятностно обусловлено воздействием загрязненного атмосферного воздуха5.

В постановке, когда критерием оценки результативности и эффективности планов действий проекта «Чистый воздух» является здоровье населения, перечень и параметры воздухоохранных мероприятий должны иметь строгую направленность и обоснованность. Сокращение валового выброса на заданную величину без учета реальной опасности тех или иных компонентов для жизни и здоровья жителей далеко не всегда может существенно улучшить условия жизни населения, обеспечить нормативную санитарно-гигиеническую ситуацию [17].

Поскольку планы проекта не являются «мертвыми», подлежат корректировке, уточнению и дополнению, видится крайне актуальным иметь представление об алгоритмах и методах оценки результативности и эффективности предложенных мероприятий по медико-демографическим критериям, не исключая оценок значимости мероприятий с позиций экологических, технических и/или технологических критериев.

Цель настоящего исследования состояла в отработке механизма оценки достаточности и эффективности мероприятий проекта «Чистый воздух» по критериям здоровья населения⁶.

Материалы и методы . Цель исследования достигали путем последовательного решения следующих задач, складывающихся в общий алгоритм:

– оценка качества атмосферного воздуха в местах постоянного проживания населения в приоритетных городах;

– оценка рисков для здоровья населения;

– дефрагментация неприемлемых рисков с оценкой вкладов отдельных загрязняющих веществ в уровень сложившихся рисков;

– сопоставление уровней рисков с показателями заболеваемости населения для анализа адекватности оценок рисков реальной медико-демографической ситуации на территории;

– анализ региональных комплексных планов воздухоохранных мероприятий с позиций соответствия ожидаемого эффекта структуре факторов рисков;

– разработка рекомендаций по совершенствованию системы мероприятий проекта «Чистый воздух».

Алгоритм отрабатывали на примере городов Красноярск, Норильск, Братск, Чита. В качестве базового методического инструментария оценки достаточности и эффективности мероприятий использована методология оценки риска для здоровья населения, дополненная сопоставительным анализом результатов с данными медицинской статистики и специальных исследований.

Информационной основой для оценки экспозиции населения явились результаты многолетних наблюдений за качеством воздуха на стационарных постах сети государственного экологического мониторинга Росгидромета и постах системы социальногигиенического мониторинга Роспотребнадзора.

Пожизненный канцерогенный риск рассчитывали, принимая в качестве уровня загрязнения верхнюю 95%-ную границу среднемноголетней (2014–2018 гг.) концентрации конкретной примеси, измеряемой на постах наблюдения в городе. Неканцерогенный риск рассчитывали по таким же исходным данным, но выражали риск через коэффициенты и индексы опасности (Hazard Index – HI )⁷.

При получении уровней риска для здоровья, которые характеризовались как «неприемлемые», выполняли дефрагментацию рисков с оценкой вкладов отдельных веществ в общий уровень риска. Цель такой дефрагментации состояла в выделении веществ, которые вносят наиболее значимые вклады в риски и снижение приземных концентраций которых может дать наиболее выраженные эффекты в отношении здоровья населения.

Рассчитанные уровни риска сопоставляли с данными по уровням смертности и заболеваемости населения, представленными в официальной медицинской статистике8, и с результатами специальных углубленных исследований на выбранных территориях.

Содержание природоохранных мероприятий в регионах оценивали по «Комплексным планам мероприятий по снижению выбросов загрязняющих веществ…» в регионах, утвержденных заместителем председателя правительства Российской Федерации 28.12.2018 г.

Результаты и их обсуждение. Анализ результатов многолетних инструментальных измерений в рамках экологического мониторинга Росгидромета и в рамках системы социально-гигиенического мониторинга, проводимого органами Роспотребнадзора, показал, что спектр химических примесей, которые регистрируются в местах постоянного проживания населения в изучаемых городах, достаточно широк, Так, в г. Братске в значимых концентрациях регистрируется 29 химических примесей, ряд из них на уровнях, превышающих гигиенические нормативы. Семь веществ обладают канцерогенным потенциалом (бенз(а)пирен, бензол, соединения никеля, свинца, хрома, формальдегид, этилбензол).

В Красноярске перечень регистрируемых инструментальными методами загрязняющих воздух веществ еще более велик – 37 веществ, из которых пять примесей обладают канцерогенными свойствами. В Норильске измеряется и регистрируется органами Росгидромета и Роспотребнадзора 15 веществ; в Чите – 21 нормируемая примесь.

Практически все измеряемые примеси характеризуются доказанными негативными эффектами в отношении здоровья населения при кратковременном и/или длительном воздействии.

В качестве примера в табл. 1 приведены среднегодовые концентрации химических веществ, зафиксированные в ходе наблюдений 2014–2018 гг. в г. Братске. Приведены критерии воздействия (референтные концентрации, RfC ), при превышении которых вероятны негативные эффекты для здоровья человека, и поражаемые органы и системы, нарушение функций которых можно ожидать в условиях экспозиции населения.

Таблица 1

Концентрации веществ с доказанным негативным эффектом для здоровья при длительном воздействии, зафиксированные на постах наблюдения сетей экологического и социально-гигиенического мониторинга в г. Братске за период 2014–2018 гг.

Вещество	Концентрация, мг/м3			Поражаемые органы и системы
	среднемноголетняя	95 %-ная доверительная граница	RfC
Азота диоксид	0,0408	0,0512	0,040	Органы дыхания, кровь
Азота оксид	0,060	0,078	0,060	Органы дыхания
Бенз(а)пирен	2,0Е-06	4,1Е-06	1,0Е-06	Органы дыхания, иммунная система, система развития
Бензол	0,036	0,053	0,030	Органы дыхания, системы развития, кровь, иммунная система, центральная нервная система, репродуктивная система, сердечно-сосудистая система
Взвешенные вещества	0,086	0,148	0,075	Органы дыхания, смертность
Гидроксибензол (фенол)	0,064	0,095	0,006	Сердечно-сосудистая система, почки, центральная нервная система, органы дыхания
Дигидросульфид (сероводород)	0,002	0,004	0,002	Органы дыхания
Диметибензол (ксилол)	0,06	0,08	0,1	Центральная нервная система, органы дыхания, почки, печень
Метилбензол (толуол)	0,03	0,05	0,4	Центральная нервная система, органы дыхания, система развития
Серы диоксид	0,03	0,081	0,05	Органы дыхания, смертность
Сероуглерод	0,15	0,7	0,7	Центральная нервная система, системы развития
Углерода оксид	1,8	2,5	3,0	Кровь, сердечно-сосудистая система, система развития, центральная нервная система
Формальдегид	0,0032	0,005	0,003	Органы дыхания, глаза, иммунная система
Фториды неорганические плохо растворимые	0,018	0,038	0,013	Костная система, органы дыхания
Фтористые газообразные соединения	0,021	0,048	0,03	Костная система, органы дыхания
Соединения алюминия		0,005	0,005	Органы дыхания, масса тела
Метилмеркаптан	0,0006	0,00012	0,001	Органы дыхания, центральная нервная система
Свинец	3,2Е-06	4,2Е-06	5,0Е-05	Центральная нервная система, кровь, системы развития, репродуктивная система, гормональная система, почки
Марганец	2,1Е-05	3,4Е-05	5,0Е-05	Центральная нервная система, кровь, система развития, репродуктивная система, гормональная система, почки
Никель	2,8Е-05	3,3Е-05	5,0Е-05	Органы дыхания, кровь, иммунная система, центральная нервная система
Хром	0,00004	0,00008	0,0001	Органы дыхания

Рассчитанные по результатам натурных измерений риски для здоровья населения по тем или иным видам нарушений оценивались как неприемлемые практически на всех исследуемых территориях. В качестве примера приведены показатели и характеристика рисков9 для здоровья населения г. Братска (табл. 2).

Рассчитанный индивидуальный пожизненный канцерогенный риск прогнозируется в Братске на уровнях до 3,44E-04 на селитебных территориях. Что оценивается как неприемлемый и позволяет прогнозировать формирование дополнительно ежегодно 1–2 случаев онкологических заболеваний, ассоциированных только с загрязнением воз- духа. Основной вклад в канцерогенные риски вносит присутствие в воздухе соединений хрома и никеля.

В формирование рисков для здоровья населения г. Братска вносят определенные вклады (на отдельных участках территории города – подавляющие) самые разные химические примеси, как общераспространенные (пыли, оксид углерода, оксиды азота и серы), так и специфические (соединения тяжелых металлов, фенол, ароматические углеводороды, формальдегид).

В г. Красноярске риски для здоровья как «высокие» ( HI > 6,0) установлены в отношении формирования у населения преждевременной смертности,

Таблица 2

Уровни рисков для здоровья (индексов опасности, HI ) при хроническом ингаляционном воздействии химических веществ атмосферного воздуха г. Братска

Критические органы и системы Средняя для города величина HI Диапазон значений HI Характеристика риска Приоритетные факторы риска Органы дыхания 12,46 0,85–23,62 Высокий Взвешенные вещества Формальдегид Хлор Азота диоксид Серы диоксид Иммунная система 9,95 5,08–25,43 Высокий Формальдегид Бензол Соединения никеля Центральная нервная система 3,57 0,47–8,21 Настораживающий, для ряда зон города высокий Соединения алюминия Фенол Процессы развития 5,16 0,22–20,81 Настораживающий, для ряда зон города – высокий Бензол Углерода оксид Этилбензол Система крови 2,74 0,87–6,22 Для ряда зон города – высокий Бензол Печень 1,50 1,76–2,28 Приемлемый Фенол Почки 1,59 1,00–2,65 Приемлемый Фенол Сердечно-сосудистая система 1,89 1,02–2,56– Приемлемый Соединения свинца Фенол болезней органов дыхания, центральной нервной, иммунной, нейроэндокринной систем, крови и кроветворной системы, процессов развития и др.

В Норильске и Чите высокие риски для здоровья прогнозируются в отношении болезней органов дыхания, процессов развития, системы крови и пр.

Принимая во внимание, что риски – это характеристики вероятностные, расчетные, проводили рекогносцировочную оценку показателей заболеваемости населения исследованных городов именно по тем классам болезней, по которым риски прогнозировались как неприемлемые.

Установлено, что есть все основания предполагать реализацию рисков в виде зарегистрированных фактических случаев заболеваний.

Так, к примеру, в г. Братске, где риски заболеваний органов дыхания характеризуются как неприемлемые и оцениваются как высокие, уровень заболеваемости детского население болезнями органов дыхания составляет в последние годы около 1700 случаев на 1000 детей. Это выше среднерегионального уровня в 1,2–1,3 раза и выше среднероссийского уровня в 1,4–1,5 раза. Хронические бронхиты среди детей в Братске регистрируются в 2,6 раза чаще среди детей и в 1,9 – среди взрослых, чем в среднем по региону. Бронхиальная астма (астматический статус) впервые в жизни устанавливается у подростков Братске чаще, чем в среднем по региону в 1,6 раза. Город характеризуется более высокой, чем в среднем по субъекту Федерации, частотой регистрации болезней нервной системы, врожденных пороков развития (частота выше среднерегиональной – в 1,2–1,4 раза) и т.п.

Реализация рисков, связанных именно c загрязнением атмосферного воздуха, подтверждена и в ходе углубленных медико-биологических обследований населения [18, 19]. Так, в крови и моче детей города идентифицированы те химические примеси, которые были отнесены к приоритетным факторам риска на территории: бенз(а)пирен; хром, алюминий, никель, фтористые соединения и пр., и отсутствовали или были на достоверно более низких уровнях в биологических средах детей из группы сравнения. Установлены достоверные зависимости между этими веществами в организме детей и целым рядом нарушений здоровья, адекватных прогнозируемым. У обследованных детей отмечена повышенная частота болезней органов дыхания, преимущественно в виде хронических воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей (в 2,9 раза чаще по сравнению с группой сравнения); в 5,5 раза больше, по отношению к группе сравнения, выявлено случаев функциональных расстройств вегетативной и центральной нервной системы. Установлено нарушение процессов развития в виде сформированных врожденных пороков развития сердца и почек в 1,5 раза чаще и малых аномалий развития почек – в 1,6 раза чаще, чем в группе сравнения.

Проводимые в настоящее время статистические, эпидемиологические и направленные медикобиологические исследования в г. Красноярске, Норильске позволяют, пока фрагментарно, но получить результаты, близкие по сути вышеописанным. Кроме того, данные удовлетворительно корреспондируются и с ранее выполненными санитарно-гигиеническими и медико-биологическими исследованиями на данных территориях [20–25].

Таким образом, расчеты риска, сопоставительный анализ результатов оценки риска с данными медицинской статистики обращаемости населения за медицинской помощью и с итогами углубленных направленных обследований населения на ряде территории подтверждают актуальность и корректность разработки воздухоохранных мероприятий с учетом критериев здоровья населения.

Такой подход позволит не только снизить валовый выброс, но и обеспечит движение в сторону улучшения медико-демографических показателей территории, сохранения здоровья населения как важнейшего ресурса государства. Сокращение выбросов канцерогенных веществ, химических соединений, формирующих дополнительную заболеваемость сердечно-сосудистой системы, должно иметь следствием снижение числа случаев болезней с высокой летальностью, что в полной мере соответствует целям национального проекта «Демография». Сокращение загрязнения среды обитания веществ, опасных для эндокринной системы, может внести вклад в снижение общего уровня нарушений здоровья, связанных с гормональным статусом человека и т.п.

Вместе с тем, анализ комплексных планов в их первоначальном виде не позволяет оценить достаточность и адекватность запланированных мер критериям здоровья населения.

Большинство мероприятий программ действий проекта «Чистый воздух» не имеет строгой привязки к конкретным источникам выбросов. Документами не устанавливается реальное снижение мощности выброса (г/с), отсутствуют иные параметры изменения выбросов.

Так, по г. Братску из всего спектра мероприятий, в результате которых планируется сократить выбросы более чем на 126,5 тысячи тонн в год, технологически обосновано менее 2 % потенциального снижения. ПАО «Иркуртскэнерго» предусматривает сокращение выбросов на дымовых трубах 0001/0002 ТЭЦ-7 за счет перевода объекта с твердого топлива (уголь) на газ и повышения эффективности электрофильтров (сокращение на 156,4 тонны в год твердых частиц и на 1202,2 тонны в год диоксида серы) и сокращение выбросов ТЭЦ-6 на дымовых трубах № 1 и 2 за счет модернизации электрофильтров и батарейных циклонов центрального участка (снижение выбросов на 709 тонн твердых зольных частиц)10.

Обоснования потенциального сокращения таких принципиально важных для минимизации негативного воздействия на здоровье населения веществ, как соединения металлов (алюминий, свинец, никель), ароматические углеводороды (бензол, ксилолы, толуол), фенол, сероводород и пр., в планах ме- роприятий нет. Крупнейшие источники загрязнения воздуха города ПОА «РУСАЛ. Братский алюминиевый завод», АО «Группа “Илим” в г. Братске» и Братский завод ферросплавов «Мечел» планируют уточнение мероприятий в рамках комплексных экологических разрешений, получение которых предполагается в 2021–2022 гг.11.

На начало четвертого квартала 2019 г. в г. Красноярске только 2,7 % сокращаемого выброса (6704,343 тонны в год) имеет конкретное технологическое обоснование. Определены источники выбросов, аэродинамические и экологические характеристики которых будут изменены. В Красноярске меры направлены на снижение выбросов: азота диоксида, азота оксида, бенз(а)пирена, серы диоксида, смолистых веществ, углерода оксида, фторидов твердых, фтористого водорода, нескольких видов пыли. Оценка эффективности этих мероприятий показала, что почти для 4,8 тысячи человек на территории города уровень рисков при хроническом воздействии снижается. Наибольшее снижение риска достигается в отношении поражений костной системы (фактор риска – фтористые соединения): индекс опасности ( HI ) сокращается с 2,4 до 1,3. Однако снижение по приоритетным группам риска (органы дыхания, центральная нервная система, система крови) составляет не более 0,5 % от исходного уровня. Риск для здоровья после мероприятий остается на уровне «высокий» для всего экспонированного населения города.

Полученные результаты не позволяют с уверенностью говорить о достижимости приемлемого риска для населения при аналогичной эффективности прочих мероприятий комплексного плана.

Особо необходимо отметить проблемы, которые связаны с необходимостью регулирования выбросов мелкодисперсных частиц – твердых фракций пылегазовых смесей с размерами частиц менее 10 мкм (РМ10) и 2,5 мкм (РМ2,5). Мелкодисперсные частицы регистрируются в атмосферном воздухе многих городов, в том числе в концентрациях, кратно превышающих референтные, безопасные для здоровья уровни. К примеру, в Красноярске в рамках социально-гигиенического мониторинга из 44 суточных проб, отобранных в период с апреля по октябрь 2019 г., в 12 были отмечены превышения гигиенических нормативов (27,3 %) с уровнем до 4,7 ПДКсс. Наличие мелкодисперсных частиц в выбросах и стационарных и передвижных источников загрязнения атмосферы доказано специальными исследованиями [26–29]. Вместе с тем мелкодисперсные частицы на сегодня практически не идентифицируются и не оцениваются при инвентаризации выбросов источников загрязнения атмосферного воздуха. Как след- ствие, PM10, РМ2.5 не включаются в систему экологического нормирования и не предусматриваются как самостоятельный снижаемый фактор в рамках планов воздухоохранных мероприятий. Соответственно, не представляется возможным оценить санитарно-гигиенические и медико-демографические последствия загрязнения или эффективности природоохранных мероприятий.

Выводы. Несомненно, простого указания на приоритетные химические примеси и требуемый уровень их снижения недостаточно. Важными аспектами развития и детализации комплексных региональных планов действий в рамках проекта «Чистый воздух» остаются:

– необходимость постоянного и полного информирования широкого круга лиц, принимающих решения в сфере охраны атмосферного воздуха приоритетных городов федерального проекта, об опасном влиянии конкретных компонентов выбросов на здоровье населения;

– учет показателей здоровья населения как целевой функции и важнейшего критерия при оценке результативности и эффективности планируемых воздухоохранных мероприятий;

– оценка и обсуждение с хозяйствующими субъектами технической достижимости рекомендуемых уровней, выработка оптимальных решений по направленности и срочности конкретных мероприятий;

– обеспечение комплексных планов мероприятий дополняющими документами с конкретизаций и техническим описанием воздухоохранных мероприятий (с указанием источников выбросов и перечнем загрязняющих веществ, по которым планируется снижение выбросов, массой выбросов загрязняющих веществ по каждому источнику до и после мероприятий (г/с, т/год) и пр.;

– оценка сопряжения (или, напротив, невозможности) сокращения комплекса примесей, технологически связанных между собой;

– интеграция оценок эффективности воздухоохранных мероприятий с перспективными планировочными и градостроительными решениями на территориях;

– в условиях технической и/или организационной недостижимости приемлемых рисков для здоровья населения включение мер медико-профилактического характера в планы компенсационных мероприятий, предусмотренных Федеральным законом № 195-ФЗ от 26.07.2019 г. «О проведении эксперимента по квотированию выбросов загрязняющих веществ…»12.

Финансирование. Исследование выполнено в рамках п. 16.11 плана реализации мероприятий федерального проекта «Чистый воздух».