Анализ загрязнения атмосферного воздуха в аспекте оценки

Анализ загрязнения атмосферного воздуха в аспекте оценки риска здоровью
населения по данным лабораторно-инструментальных исследований
в системе социально-гигиенического мониторинга
на территории Вологодской области
Атмосферный воздух является одним из важнейших факторов среды обитания человека, в
виду многокомпонентности загрязнения и реализации прямого ингаляционного пути поступления
токсических веществ в организм человека.
Результаты
многочисленных
гигиенических
и
эпидемиологических
исследований
свидетельствуют
о существенном влиянии загрязнителей
атмосферного воздуха
на
заболеваемость населения, прежде всего, болезнями органов дыхания, преимущественно
отоларингологического типа (ринит, ларингит, хронические болезни миндалин и аденоидов,
пневмония, бронхит).
Воздействие окиси углерода, сернистого газа, оксидов азота, формальдегида, взвешенных
веществ существенно влияет на рост общей заболеваемости населения, повышение уровня
распространенности
острых
респираторных
инфекций,
хронических
неспецифических
заболеваний органов дыхания, аллергических заболеваний, ишемической болезни сердца,
гипертонической болезни, болезней нервной системы, а содержание канцерогенных веществ
провоцирует рост злокачественных новообразований.
В Вологодской области наблюдается постоянная тенденция роста общей заболеваемости
детского населения с превышением аналогичных показателей по РФ.
Наиболее интенсивно отмечается рост болезней органов дыхания, выше в области смертность
от злокачественных новообразований, выше российских показателей заболеваемость
новообразованиями у детей.
Согласно многофакторному анализу, проведенного на территории РФ, установлено, что вклад
загрязнения атмосферного воздух в уровень общей заболеваемости детей колеблется от 30%
(на первом году жизни) до 53 % (у детей 4-14 лет), вклад в заболеваемость бронхиальной
астмой и аллергическими болезнями кожи, мочеполовой системы и слизистых оболочек глаз
достигает более 50%.
Для оценки степени загрязнения атмосферного воздуха в системе социально-гигиенического
мониторинга и оценки надежности выявления связи со здоровьем проводятся мониторинговые
исследования загрязнения атмосферного воздуха.
В соответствии с рекомендациями Европейского бюро ВОЗ для выявления надежной связи
состояния здоровья населения с загрязнением атмосферного воздуха необходимо иметь данные
контроля не менее чем за 70 % суток года. Данные объемы исследований (не менее 200
среднесуточных проб) позволяют наиболее полно оценить степень загрязнения атмосферного
воздуха. На территории Вологодской области такая сеть наблюдений имеется только у
Росгидромета в г. Череповце.
При невозможности выполнения наблюдений по полной программе рекомендуется
использовать данные исследований атмосферного воздуха полученных в ходе мониторинга по
«скользящему графику»: вторник, четверг, суббота – в 7, 10, 13 ч; понедельник, среда, пятница
– в 15, 18, 21 ч. Эта система отбора проб так же предназначена для получения среднесуточной
концентрации.
Все остальные исследования, не позволяют рассчитывать ССС, поэтому исследования по
этой программе представляются как разовые концентрации и в настоящее время
рассматриваются только для ориентировочных оценок экспозиции.
В соответствии с программой мониторинговых исследований, выполняемого в рамках
государственного задания в 2015 году проведено 3220 исследований на содержание
загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.
Контроль уровней загрязнения на территории жилой застройки по воздействием
автотранспорта осуществлялся в г. Череповец в мониторинговых точках: ул. Ленина 123;
пр.Победы 68; Северное шоссе 3; пр.Октябрьский 42; в г. Вологда – у стадиона педагогического
университета ул. Благовещенская 48, Окружное шоссе (застройка Зеленый город), ул. Дальняя
32 а и в районе Окружного шоссе (д. Охмыльцево-Чернышово).
В малых городах области мониторинг осуществлялся внутри жилой застройки в трех
точках города Сокол – ул. Гражданская 2, ул. Советская 49 и ул. Калинина 14 и в трех точках
города Великий Устюг – ул. Шумилова и пер. Заводской (спортивная площадка в районе
перекрестка), ул. Кузнецова (двор между домами 13, 13б, 11) и на Советском проспекте (около
жилых домов 93 и 91).
Во всех мониторинговых точках контроль уровней загрязнения атмосферного воздуха
проводился на содержание бенз/а/пирена, сероуглерода, азота диоксида, бензола, бута-1,3диена, взвешенных веществ, проп-2-ен-1-аль (акролеина), свинца, серы диоксида, углерод
оксида, фенола и формальдегида.
Превышения гигиенических нормативов в атмосферном воздухе регистрировались в гг.
Череповец и Сокол.
1
В г. Череповец из 180 проб в 2015 году не соответствовали гигиеническим нормативам 12
(6,6%). Превышения регистрировались по азот диоксиду, акролеину, бенз/а/пирену и
сероуглероду на уровне до 2 ПДКсс.
В г. Сокол из 175 проб в 2015 году не соответствовали гигиеническим нормативам 10 (5,7
%). Превышения ПДКсс регистрировались по бензолу, диоксиду серы, фенолу и акролеину.
Учитывая достаточно высокую долю вклада загрязнений атмосферного воздуха в
формировании заболеваемости населения, особенно детского, в рамках государственного заказа,
проведена оценка канцерогенного и неканцерогенного риска в соответствии с Руководством Р
2.1.10.1920-04 «Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии
химических веществ, загрязняющих окружающую среду».
Вероятность развития канцерогенных и неканцерогенных эффектов проводилась на
основании данных мониторинговых исследований среднесуточных концентрации во все
мониторинговых точках областного центр, в г. Череповец и в малых городах области – Сокол и
Великий Устюг.
При идентификации опасности было установлено, что из 11 мониторируемых веществ 5
веществ, обладают канцерогенными свойствами:
 Бенз(а)пирен (МАИР – 1, EPA – В2, СанПиН 1.2.2353-08).
 Бензол (МАИР – 1, EPA – A, СанПиН 1.2.2353-08).
 Сера диоксид (МАИР – 3).
 Свинец (МАИР – 2A, EPA – В2).
 Формальдегид (МАИР – 1, EPA – B1, СанПиН 1.2.2353-08).
Вместе с тем для серы диоксида факторы канцерогенного потенциала (SFi) не
разработаны. В связи с этим, это вещество не учитывалось в дальнейшей оценке канцерогенного
риска для здоровья.
Для оценки LADD (пожизненная среднесуточная доза воздействия химических
соединений) были использованы следующие величины: средняя годовая концентрация
химического вещества за анализируемый период (C); скорость поступления воздушной среды
(CR) принята равной 20 м3/день, частота воздействия (EF) – 350 дней/год, масса тела взрослого
человека (BW) – 70 кг, период усреднения экспозиции (AT) – 70 лет.
Как показали результаты оценок, индивидуальный канцерогенный риск для здоровья
населения на территории г. Сокол от воздействия бенз(а)пирена и свинца составляет 6,31E-08 и
1,23E-06 единиц и соответствуют первому диапазону риска (De minimis) (таблица 1).
Индивидуальный риск в течение всей жизни, равный или меньший 1 × 10-6,
соответствует одному дополнительному случаю серьезного заболевания или смерти на 1 млн
экспонированных лиц). Данные уровни риска воспринимаются всеми людьми, как пренебрежимо
малые, не отличающиеся от обычных, повседневных рисков (уровень De minimis). Подобные
риски не требуют никаких дополнительных мероприятий по их снижению и их уровни подлежат
только периодическому контролю
Индивидуальный канцерогенный риск для здоровья населения в г. Сокол от загрязнения
атмосферного воздуха бензолом составил 2,11E-04 единиц и формальдегида 2,41E-05 единиц.
Данные значения риска соответствуют второму диапазону (предельно допустимый риск индивидуальный риск в течение всей жизни более 1 × 10-6, но менее 1 × 10-4).
Именно на этом уровне установлено большинство зарубежных и рекомендуемых
международными организациями гигиенических нормативов для населения в целом. Данные
уровни подлежат постоянному контролю. В некоторых случаях при таких уровнях риска
проводятся дополнительные мероприятия по их снижению.
Значения суммарного канцерогенного риска здоровью населения в мониторинговых
точках г.Сокол оцениваются как предельно допустимые - 2,36E-04 единиц (таблица 1).
Индивидуальный канцерогенный риск для здоровья населения на территории г. Великий
Устюг от воздействия свинца соответствуют первому приемлемому диапазону риска (De minimis).
Канцерогенный риск от формальдегида и бензола оценивается как предельно допустимый 1,65E-05 и 2,57E-04 единиц соответственно.
Значения суммарного канцерогенного риска здоровью населения в мониторинговых
точках г.Великий Устюг оцениваются как предельно допустимые - 2,74E-04 единиц (таблица 1).
Индивидуальный канцерогенный риск для здоровья населения на территории г. Вологды
от воздействия бензола, бенз/а/пирена, свинца соответствуют первому приемлемому диапазону
риска (De minimis). Канцерогенный риск от формальдегида оценивается как предельно
допустимый - 1,77E-05 единиц. Значения суммарного канцерогенного риска здоровью населения
в мониторинговых точках г. Вологды оцениваются как предельно допустимые - 2,74E-04 единиц
(таблица 1).
На территории города Череповец индивидуальный канцерогенный риск от воздействия
бенз/а/пирена и свинца оцениваются как приелемые, а от воздействия бензола и формальдегида
как предельно-допустимые. Данные уровни подлежат постоянному контролю. В некоторых
случаях при таких уровнях риска проводятся дополнительные мероприятия по их снижению.
Значения суммарного канцерогенного риска здоровью населения в мониторинговых
точках г.Череповца оцениваются как предельно допустимые - 8,19E-05 единиц (таблица 1).
2
Таблица 1
Канцерогенный риск здоровью населения от загрязнения атмосферного воздуха
Территория
г. Сокол
г. Великий
Устюг
г.Вологда
г.
Череповец
Показатель
Бенз/а/пире
н
Бензол
Свинец
Формальдег
ид
Бенз/а/пире
н
Бензол
Свинец
Формальдег
ид
Бенз/а/пире
н
Бензол
Свинец
Формальдег
ид
Бенз/а/пире
н
Бензол
Свинец
Формальдег
ид
Среднесуточ
ная
концентрац
ия мг/м3
Sfi
(мг/кг*с
утки)
5,67E-08
0,02733
0,00010
3,9
0,027
0,042
0,00183
МАИР
1
1
2А
ЕРА
0,000000
0,007810
0,000029
6,31E-08
2,11E-04
1,23E-06
0,046
1 В1
0,000524
Суммарный канцерогенный риск
CRai
2,41E-05
3,9
0,027
0,042
0,000000
0,009524
0,000007
0,00E+00
2,57E-04
2,84E-07
0,001
0,046
1 В1
0,000359
Суммарный канцерогенный риск
CRai
1,65E-05
0,00135
3,65E-07
0,008
0,00001
0,002
3,9
0,027
0,042
1
1
2А
В2
A
В2
2,36E-04
0,000
0,033
0,000
1,975E-07
0
0
1
1
2А
В2
A
В2
LАDD
Индивидуал
ьный
канцерогенн
ый риск
ICR
0,000000
0,000000
0,000000
2,20E-07
0,00E+00
0,00E+00
0,046
1 В1
0,000386
Суммарный канцерогенный риск
CRai
1,77E-05
3,9
0,027
0,042
0,0000001
0,0021929
0,0000018
4,07E-07
5,92E-05
7,68E-08
0,046
1 В1
0,0004829
Суммарный канцерогенный риск
CRai
2,22E-05
1
1
2А
В2
A
В2
2,74E-04
В2
A
В2
1,80E-05
8,19E-05
Уровни неканцерогенного риска оценивались путем сравнения фактических уровней
экспозиции в атмосферном воздухе с безопасными уровнями воздействия на основе
коэффициентов опасности. Коэффициенты опасности рассчитывались для условий длительных
хронических воздействий во всех мониторинговых точках области (табл. 2,3,4,5).
При оценке комплексного воздействия всех мониторируемых веществ в атмосферном
воздухе, проведен расчет индексов опасности с учетом критических органов/систем (табл. 6)
Подобный подход, принятый в оценке риска для не канцерогенных эффектов, хотя и
достаточно консервативен, т.к. может преувеличивать опасность для здоровья, но является более
предпочтительным по сравнению с раздельной, независимой оценкой каждого из компонентов,
или признанием всех компонентов аддитивно действующими.
Как показали результаты оценок, с позиции неканцерогенного риска существует
потенциальная опасность для развития заболеваний органов дыхания и иммунной системы индексы опасности превышают единицу на территории Сокола, Череповца, Вологда и Великого
Устюга (таблица 6).
Существует незначительный риск развития патологии центральной нервной и
сердечнососудистой системы, глаз, системного воздействия, смертности, патологии развития от
загрязнения атмосферного воздуха на территории гг Сокол и Великий Устюг (таблица 6).
Таблица 2
Коэффициенты опасности развития неканцерогенного риска здоровью населения от загрязнения
атмосферного воздуха в мониторинговых точках города Сокол
3
Точка
ул. Гражданская, 2
ул. Калинина, 14
ул. Советская, 49
г. Сокол
Показатель
Бенз/а/пирен
Азота диоксид
Бензол
Взвешенные вещества
Свинец
Сера диоксид
Углерод оксид
Фенол
Формальдегид
Бенз/а/пирен
Азота диоксид
Бензол
Взвешенные вещества
Свинец
Сера диоксид
Углерод оксид
Фенол
Формальдегид
Бенз/а/пирен
Азота диоксид
Бензол
Взвешенные вещества
Свинец
Сера диоксид
Углерод оксид
Фенол
Формальдегид
Бенз/а/пирен
Азота диоксид
Бензол
Взвешенные вещества
Свинец
Сера диоксид
Углерод оксид
Фенол
Формальдегид
Среднесуточная
концентрация
мг/м3
0
0,0015
0,043
0,049
0,000096
0,0036
0,95
0,00047
0
0
0,016
0,015
0,038
0,000072
0,014
0,82
0,0035
0,0013
0,00000017
0,042
0,024
0,062
0,00014
0,03
0,79
0,0012
0,0042
5,67E-08
0,01983
0,02733
0,04967
0,00010
0,01587
0,85333
0,00172
0,00183
RfC
1,00E-06
0,04
0,03
0,075
0,0005
0,02
3
0,006
0,003
1,00E-06
0,04
0,03
0,075
0,0005
0,02
3
0,006
0,003
1,00E-06
0,04
0,03
0,075
0,0005
0,02
3
0,006
0,003
1,00E-06
0,04
0,03
0,075
0,0005
0,02
3
0,006
0,003
HQ
0,00
0,04
1,43
0,65
0,19
0,18
0,32
0,08
0,00
0,00
0,40
0,50
0,51
0,14
0,70
0,27
0,58
0,43
0,17
1,05
0,80
0,83
0,28
1,50
0,26
0,20
1,40
0,06
0,50
0,91
0,66
0,21
0,79
0,28
0,29
0,61
Таблица 3
Коэффициенты опасности развития неканцерогенного риска здоровью населения от загрязнения
атмосферного воздуха в мониторинговых точках города Великий Устюг
Точка
Советский проспект
(около жилых
домов 93 и 91)
ул. Кузнецова
(двор между
Показатель
Среднесуточная
концентрация
мг/м3
RfC
HQ
Бенз/а/пирен
0
1,00E-06
0,00
Азота диоксид
0,011
0,04
0,28
Бензол
0,03
0,03
1,00
Взвешенные вещества
0,083
0,075
1,11
Свинец
0,000011
0,0005
0,02
Сера диоксид
0,016
0,02
0,80
Углерод оксид
1,74
3
0,58
Фенол
0,0001
0,006
0,02
Формальдегид
0,00067
0,003
0,22
Бенз/а/пирен
0
1,00E-06
0,0
Азота диоксид
0,018
0,04
0,5
4
Точка
домами 13, 13б, 11)
ул. Шумилова и
пер. Заводской
(спортивная
площадка в районе
перекрестка)
г. Великий Устюг
Показатель
Среднесуточная
концентрация
мг/м3
RfC
HQ
Бензол
0,04
0,03
1,3
Взвешенные вещества
0,094
0,075
1,3
Свинец
0,00005
0,0005
0,1
Сера диоксид
0,027
0,02
1,4
Углерод оксид
1,83
3
0,6
Фенол
0,00045
0,006
0,1
Формальдегид
0,0021
0,003
0,7
Бенз/а/пирен
0
1,00E-06
0,0
Азота диоксид
0,011
0,04
0,3
Бензол
0,03
0,03
1,0
Взвешенные вещества
0,075
0,075
1,0
Свинец
0,00001
0,0005
0,0
Сера диоксид
0,013
0,02
0,7
Углерод оксид
1,67
3
0,6
Фенол
0,0001
0,006
0,0
Формальдегид
0,001
0,003
0,3
Бенз/а/пирен
0,000
1,00E-06
0,00
Азота диоксид
0,013
0,04
0,33
Бензол
0,033
0,03
1,11
Взвешенные вещества
0,084
0,075
1,12
Свинец
0,000
0,0005
0,05
Сера диоксид
0,019
0,02
0,93
Углерод оксид
1,747
3
0,58
Фенол
0,000
0,006
0,04
Формальдегид
0,001
0,003
0,42
Таблица 4
Коэффициенты опасности развития неканцерогенного риска здоровью населения от загрязнения
атмосферного воздуха в мониторинговых точках города Вологды
Точка
ул. Дальняя, 32а
(школа №14,
стадион)
Окружное шоссе
(застройка Зеленый
город)
Показатель
Бенз/а/пирен
Азота диоксид
Бензол
Бута-1,3-диен
Взвешенные вещества
Свинец
Сера диоксид
Углерод оксид
Фенол
Формальдегид
Бенз/а/пирен
Азота диоксид
Бензол
Взвешенные вещества
Свинец
Сера диоксид
Среднесуточная
концентрация
мг/м3
0
0,021
0
0
0,027
0
0,016
1,3
0
0,0018
0
0,02
0
0,042
0
0,023
RfC
1,00E-06
0,04
0,03
0,002
0,075
0,0005
0,02
3
0,006
0,003
1,00E-06
0,04
0,03
0,075
0,0005
0,02
HQ
0,00
0,53
0,00
0,00
0,36
0,00
0,80
0,43
0,00
0,60
0,00
0,50
0,00
0,56
0,00
1,15
5
Точка
Окружное шоссе
(район д.
ОхмыльцевоЧернышово)
г.Вологда
Показатель
Углерод оксид
Фенол
Формальдегид
Бенз/а/пирен
Азота диоксид
Бензол
Взвешенные вещества
Свинец
Сера диоксид
Углерод оксид
Фенол
Формальдегид
Бенз/а/пирен
Азота диоксид
Бензол
Взвешенные вещества
Свинец
Сера диоксид
Углерод оксид
Фенол
Формальдегид
Среднесуточная
концентрация
мг/м3
0
0
0,0036
0,00000079
0,0088
0
0
0
0,012
0,94
0
0
0
0,018
0
0
0
0
0,63
0
0
RfC
HQ
3
0,006
0,003
1,00E-06
0,04
0,03
0,075
0,0005
0,02
3
0,006
0,003
1,00E-06
0,04
0,03
0,075
0,0005
0,02
3
0,006
0,003
0,00
0,00
1,20
0,79
0,22
0,00
0,00
0,00
0,60
0,31
0,00
0,00
0,00
0,45
0,00
0,00
0,00
0,00
0,21
0,00
0,00
Таблица 5
Коэффициенты опасности развития неканцерогенного риска здоровью населения от загрязнения
атмосферного воздуха в мониторинговых точках города Череповец
Точка
Октябрьский
проспект, 42
проспект Победы,
68
Северное шоссе, 3
Показатель
Среднесуточная
концентрация мг/м3
RfC
HQ
Бенз/а/пирен
0,00000025
1,00E-06
0,25
Азота диоксид
0,041
0,04
1,03
Бензол
0,01
0,03
0,33
Взвешенные вещества
0,14
0,075
1,87
Свинец
0,000013
0,0005
0,03
Сера диоксид
0,00088
0,02
0,04
Углерод оксид
1,55
3
0,52
Фенол
0,00032
0,006
0,05
Формальдегид
0,002
0,003
0,67
Бенз/а/пирен
0,00000075
1,00E-06
0,75
Азота диоксид
0,015
0,04
0,38
Бензол
0
0,03
0,00
Взвешенные вещества
0,074
0,075
0,99
Свинец
0,0000024
0,0005
0,00
Сера диоксид
0
0,02
0,00
Углерод оксид
1,11
3
0,37
Фенол
0
0,006
0,00
Формальдегид
0,00055
0,003
0,18
Бенз/а/пирен
0,00000026
1,00E-06
0,26
6
Точка
Среднесуточная
концентрация мг/м3
Показатель
ул. Ленина, 123
г. Череповец
RfC
HQ
Азота диоксид
0,034
0,04
0,85
Бензол
0,0077
0,03
0,26
Взвешенные вещества
0
0,075
0,00
Свинец
0,0000088
0,0005
0,02
Сера диоксид
0,0065
0,02
0,33
Углерод оксид
1,52
3
0,51
Фенол
0,00059
0,006
0,10
Формальдегид
0,0035
0,003
1,17
Бенз/а/пирен
0,0000002
1,00E-06
0,20
Азота диоксид
0,022
0,04
0,55
Бензол
0,013
0,03
0,43
Взвешенные вещества
0,078
0,075
1,04
Свинец
0,0000014
0,0005
0,00
Сера диоксид
0,0014
0,02
0,07
Углерод оксид
0,94
3
0,31
Фенол
0,00018
0,006
0,03
Формальдегид
0,00071
0,003
0,24
Бенз/а/пирен
3,65E-07
1,00E-06
0,37
Азота диоксид
0,028
0,04
0,70
Бензол
0,008
0,03
0,26
Взвешенные вещества
0,07
0,075
0,97
Свинец
0,00001
0,0005
0,01
Сера диоксид
0,002
0,02
0,11
Углерод оксид
1,3
3
0,43
Фенол
0,0003
0,006
0,05
Формальдегид
0,002
0,003
0,56
. Таблица 6
Сравнительные значения коэффициентов опасности развития неканцерогенного риска здоровью
населения от загрязнения атмосферного воздуха по городам области
Коэффициенты опасности
№
п/п
Вещества
Сокол
В-Устюг
Вологда
Череповец
1
Бенз/а/пирен
0,06
0,00
0,20
0,37
2
Азота диоксид
0,50
0,33
0,42
0,70
3
Бензол
0,91
1,11
0,00
0,26
4
Взвешенные вещества
0,66
1,12
0,23
0,97
5
Свинец
0,21
0,05
0,00
0,01
6
7
Сера диоксид
0,79
0,93
0,64
0,11
Углерод оксид
0,28
0,58
0,24
0,43
8
Фенол
0,29
0,04
0,00
0,05
9
Формальдегид
0,61
0,42
0,45
0,56
Таблица 7
7
Индексы опасности развития неканцерогенного риска здоровью населения с учетом
направленности воздействия на критические органы и системы
№
п/п
Критические органы/системы
Индексы опасности
Сокол
В-Устюг
Вологда
Череповец
1
Органы дыхания
2,8
2,8
1,7
2,4
2
Центральная нервная система
1,7
1,8
0,2
0,7
3
Глаза
1,1
1,5
0,9
0,5
4
Кровь (образование MetHb)
1,9
2,1
0,7
1,4
5
Иммунная система
2,7
3,0
1,5
1,7
6
Развитие
1,4
1,7
0,2
0,7
7
Репродуктивная система
0,5
0,6
0,2
0,4
8
печень
1,1
1,0
0,6
0,2
9
ССС
1,4
1,6
0,9
0,6
10
почки
1,1
1,0
0,6
0,2
11
Системное воздействие
1,5
2,1
0,9
1,1
12
Смертность
1,5
2,1
0,9
1,1
Карлова Т.В.
(817-2) 75-50-51
8