Оценка риска здоровью киселев

Оценка риска здоровью киселев

В настоящее время важно рассматривать происходящие негативные изменения в среде обитания с применением гигиенических технологий оценки риска для здоровья на основе показателей регионального социально-гигиенического мониторинга. Методология оценки риска является важнейшим инструментом для характеристики влияния факторов среды обитания на здоровье населения при осуществлении санитарно-эпидемиологического надзора и принятии управленческих решений [2]. Внедрение методологии оценки риска в решение задач обоснования степени экологического неблагополучия территорий по эпидемиологическим данным о нарушениях здоровья, разработки и оценки эффективности мероприятий по выводу их из состояния неблагополучия и переходу на устойчивое развитие является сегодня актуальной задачей [7]. Риск для здоровья человека, связанный с загрязнением окружающей среды, возникает при следующих условиях: наличие источника риска; источник риска, находящийся в окружающей среде, характеризуется вредной для человека концентрацией или интенсивностью; присутствие человека, контактирующего с источником риска и восприимчивого к его воздействию; наличие путей передачи вредного воздействия от источника риска к организму человека [9]. Концепция риска исходит из того, что постоянное наличие в окружающей среде потенциально вредных для здоровья человека веществ всегда создает ту или иную степень реального риска, который никогда не равен нулю. Любое мероприятие, направленное на предотвращение угрозы здоровью человека со стороны загрязненной окружающей среды, не может исключить риск, а способно лишь уменьшить его [4]. Атмосферный воздух является ведущим объектом окружающей среды, с которым связана наибольшая часть всех рисков здоровью от воздействия факторов окружающей среды. Концентрация крупных промышленных комплексов на территории городов, значительное количество предприятий теплоэнергетики, угольной, металлургической и других отраслей промышленности создают постоянную опасность высокого уровня загрязнения воздушного бассейна [1, 6].

ОАО ЦОФ «Кузнецкая» располагается в Заводском районе г. Новокузнецка, являющегося крупным промышленным центром Западной Сибири. Предприятие задействовано в области обогащения и агломерации каменного угля. Обогащение каменного угля производится двумя методами: гравитационный и флотация.

Цель исследования

Оценка риска для здоровья населения г. Новокузнецка, связанного с поступлением в атмосферный воздух города взвешенных и токсичных веществ от стационарных источников углеобогатительной фабрики «Кузнецкая».

Материалы и методы исследования

В работе по оценке экологического риска от углеобогатительной фабрики нами использовался том предельно допустимых выбросов этого промышленного объекта (том ПДВ). Том ПДВ содержит следующие характеристики промышленного предприятия: количество и наименование источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, высоты и диаметры этих источников, скорости выхода газовоздушной смеси из устья источника, температуру отходящих газов, а также массу выбросов каждого из токсичных веществ, выраженную как в тоннах в год, так и в граммах в секунду. Устанавливался удельный вес отдельных источников углеобогатительной фабрики в выбросах основных взвешенных и токсичных веществ, а также индекс сравнительной опасности выбросов [5]. Эти показатели позволяют провести идентификацию основных источников опасности и выделить наиболее опасные (приоритетные) вещества для оценки риска.

Индекс сравнительной опасности определялся по формуле:

где HRI – индекс сравнительной опасности;

TW – весовой коэффициент влияния на здоровье;

Е – величина выброса, т/год;

N – численность популяции, потенциально подверженной воздействию.

Значение TW составляет 1 при значении безопасной референтной концентрации > 1,75 мг/м 3 ; 10 – при безопасной концентрации 0,175-1,75 мг/м 3 ; 100 – при 0,0175-0,175 мг/м 3 ; 1000 – при 0,00175-0,0175 мг/м 3 .

Оценка риска, связанного с расчетными концентрациями атмосферных примесей, проводилась на основе расчетов максимальных и среднегодовых концентраций с использованием унифицированной программы расчета загрязнения атмосферы «Эколог» (вариант «Базовый», версия 3.0). Модель «Эколог» позволяет рассчитать приземные концентрации загрязняющих веществ в атмосфере в соответствии с нормативно-правовыми документами, регламентирующими контроль качества атмосферного воздуха населенных мест.

Для полного представления о распространении и воздействии примесей, поступающих от углеобогатительной фабрики в воздушный бассейн города, выбраны контрольные точки в разных районах города. Перечень точек воздействия концентраций, связанных с выбросами рассматриваемого предприятия, приведен в таблице 1.

Координаты точек воздействия концентраций

Широта (градус и

Долгота (градус и секунды)

Переход от максимальных расчетных концентраций атмосферных примесей к среднегодовым концентрациям осуществлялся при помощи расчетного блока «Средние», входящего в состав модели «Эколог». Данный расчетный блок служит для определения осредненных за длительный период концентрации загрязняющих веществ. Результатом явились вычисленные для каждой из 8 точек воздействия максимальные и среднегодовые концентрации атмосферных примесей, имплицированные с выбросами углеобогатительной фабрики.

Для расчета эффектов, связанных с длительным (хроническим) воздействием веществ, загрязняющих воздух, исполь­зовалась информация об их среднегодовых кон­центрациях. В случае экспериментального обосновании нормативов предельного содержания вредных примесей в атмосферном возду­хе по эффекту хронического воздействия математическая обработка результатов строится по принципу определения зависимости «концентрация –время – эффект». При нормировании примесей атмос­ферного воздуха принимались значения коэффициента запаса (К_з) в зависимости от класса опасности – для веществ 1 класса на уровне 7,5; 2 класса – 6; 3 класса – 4,5 и 4 класса – 3. При хроническом воз­действии примеси на уровне пороговой концентрации (дозы) риск проявления неспецифических токсических эффектов составляет 16 % (или 0,16, если его выражать в долях единицы) [3]. Уравнение расчета риска хронической интоксикации имеет вид:

R = 1 — ехр (ln(0,84) × С / (ПДК × К_з)),

где С – среднегодовая концентрация вещества, оказываю­щая воздействие на организм человека.

Для оценки риска ком­бинированного действия нескольких загрязнителей в соответствии с правилом умножения вероятностей применяется формула, где в качестве множителя выступают не величины риска здоровью, а значения, характеризующие вероятность его отсутствия:

где R_сум – риск комбинированного действия примесей; R₁. R_n – риск действия каждой отдельной примеси.

Коэффициенты опасности концентраций рассчитывались отдельно по каждому веществу в каждой расчетной точке. Коэффициент опасности представляет собой кратность референтной концентрации для острого или хронического воздействия от максимальной или среднегодовой расчетной концентрации токсичного вещества в приземном слое воздуха. Индекс опасности является суммацией коэффициентов опасности от отдельных загрязняющих веществ. Расчет индивидуального ингаляционного канцерогенного риска осуществлялся в зависимости от следующих параметров: среднегодовая расчетная концентрация канцерогенного вещества в приземном слое воздуха, суточный объем дыхания и вес тела среднестатистического индивидуума, фактор-потенциал канцерогенного эффекта [8]. Исчисленные уровни ингаляционного риска сопоставлялись с приемлемыми значениями риска.

Результаты исследования

Проведена идентификация опасности выбросов в воздушный бассейн от ЦОФ «Кузнецкая». На территории рассматриваемого предприятия расположено 32 организованных стационарных источников выбросов. Данные источники эмиссий характеризуются следующими параметрами: высота источника – от 3 м до 50 м; диаметр источника – от 0,45 м до 3,0 м; скорость выхода газовоздушной смеси из устья – от 1 м/с до 25,7 м/с; температура отходящей газовоздушной смеси – от 18,0 0 С до 64 0 С. Рассчитанная опасная скорость ветра по источникам выбросов углеобогатительной фабрики находится в пределах от 0,5 м/с до 5,6 м/с. Суммарная валовая эмиссия в воздушный бассейн города, связанная с функционированием ЦОФ «Кузнецкая» составляет 1161,1 т/год (по организованным источникам), в том числе каменноугольной пыли 749,6 т/год; оксида углерода – 157,6 т/год; диоксида серы – 102,2 т/год; диоксида азота – 99,8 т/год; метана – 26,96 т/год; оксида азота – 16,17 т/год; керосина – 5,74 т/год; древесной пыли – 1,97 т/год. В состав выбросов также входят толуол – 310,0 кг/год; ксилол – 176,0 кг/год; этанол – 162,0 кг/год; марганец – 31,0 кг/год; бензин – 7,0 кг/год и ряд других токсичных веществ. Показатель удельной эмиссии каменноугольной пыли составляет 57,1 г/с; оксида углерода – 14,0 г/с; диоксида азота – 8,9 г/с; диоксида серы – 8,2 г/с; метана – 2,9 г/с; оксида азота – 1,4 г/с. Суммарный индекс опасности выбросов углеобогатительной фабрики определен как 5847869. Данное безразмерное значение возможно сравнивать с аналогичными индексами, полученными для фабрик аналогичного типа, расположенных на других территориях и оснащенных отличными от рассматриваемого предприятия промышленным оборудованием и системами пыле- и газоочистки. Удельный вес каменноугольной пыли в суммарном индексе опасности составляет 70,5 %; диоксида серы – 9,6 %; диоксида азота – 9,4 %; керосина – 5,4 %; марганца – 2,9 %; оксида азота – 1,5 %. Удельный вес каждого из оставшихся компонентов эмиссий углеобогатительной фабрики не превышает 1 %.

Установлен риск хронической интоксикации, имплицированный с выбросами в воздушный бассейн г. Новокузнецка стационарными источниками ЦОФ «Кузнецкая». Оценка риска хронической интоксикации проводится исходя из априорного утверждения о том, что человек в напряженной экологической ситуации под действием химических загрязнений чувствует себя дискомфортно и при этом включается его адаптационно-приспособительный механизм. Длительное напряжение этого механизма ведет к появлению стрессорных реакций, увеличению содержания свободных радикалов в организме и, в итоге, к возникновению того или иного патологического состояния хронического характера. Суммарное значение риска хронической интоксикации, связанного с эмиссиями от углеобогатительной фабрики, определено в пределах от 1,28×10 -3 до 5,5×10 -3 (в зависимости от зоны воздействия на территории города). Максимальные значения риска регистрируются в ТВК № 8 (5,5×10 -3 ), расположенной в Новоильинском районе города, и в ТВК № 7 (5,0×10 -3 ) – в Заводском районе. Минимальные значения отмечаются в ТВК № 6 (1,28×10 -3 ) – Куйбышевский район; в ТВК № 5 (1,45×10 -3 ) – Центральный район, микрорайон Драмтеатра; в ТВК № 4 (1,56×10 -3 ) – Центральный район, микрорайон Цирка. Вклад оксида азота в формирование риска хронической интоксикации для населения г. Новокузнецка от выбросов углеобогатительной фабрики составил от 25,5 % до 38,2 % (в зависимости от зоны воздействия); диоксида азота – от 10,9 % до 21,8 %; каменноугольной пыли – от 10,9 % до 16,1 %; марганца – 9,2–13,3 %; оксида углерода – 4,2–4,7 %; древесной пыли – 3,8–7,1 %; керосина – 3,2–5,1 %; диоксида серы – 2,1–3,3 %. Индекс опасности концентраций, индуцируемых выбросами ЦОФ «Кузнецкая», по точкам воздействия установлен в пределах от 0,067 до 0,23; значения индекса не превышает приемлемого уровня, равного 1. Наиболее критическими органами и системами организма человека, подверженными воздействию взвешенных и токсичных компонентов выбросов, являются органы дыхания (индекс опасности 0,061-0,21), центральная нервная система (индекс опасности 0,017-0,045), система кроветворения – образование метгемоглобина (0,01-0,052).

Канцерогенный риск устанавливался как дополнительный, по сравнению с фоном, риск для индивидуума заболеть раком в течение жизни при воздействии ингредиентов эмиссий углеобогатительной фабрики. Значения индивидуального ингаляционного канцерогенного риска, имплицированного с выбросами бензина стационарными источниками ЦОФ «Кузнецкая», для населения г. Новокузнецка приведены в таблице 2.

Пожизненный канцерогенный риск (доли единицы)

Источник

К ВОПРОСУ ОБ ОЦЕНКЕ РИСКА ЗДОРОВЬЮ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КОМФОРТНОСТИ НАСЕЛЕНИЯ

Андреева Е.С. 1 , Андреев С.С. 2

1 ORCID: 0000-0001-7087-1870, Доктор географических наук,

Донской государственный технический университет, Ростов-на-Дону, Россия;

2 ORCID: 0000-0001-9428-040X, Доктор географических наук,

Ростовский институт защиты предпринимателя, Ростов-на-Дону, Россия

К ВОПРОСУ ОБ ОЦЕНКЕ РИСКА ЗДОРОВЬЮ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КОМФОРТНОСТИ НАСЕЛЕНИЯ

Аннотация

Статья посвящена обобщению известных подходов к оценке риска здоровью населения крупных городов, принятых в Российской Федерации и базирующихся на исследовании зависимости «доза –эффект» для пороговых токсикантов, а также авторской методики оценки экологической комфортности территорий. Обсуждаются достоинства и недостатки указанных выше подходов. Изложена сущность авторской концепции оценки эколого-географической комфортности климата территории. Показано, что всесторонность учета факторов природной среды, в свою очередь, будет способствовать повышению объективности осуществляемых оценок, направленных в конечном итоге на улучшение качества жизни населения в рамках актуального «устойчивого развития человечества».

Ключевые слова: оценка риска здоровью, зависимость «доза – эффект», пороговые вещества, канцерогенные вещества, беспороговые вещества, экологическая комфортность.

Andreeva E.S. 1 , Andreev S.S. 2

1 ORCID: 0000-0001-7087-1870, PhD in Geography,

Don State Technical University, Rostov-on-Don, Russia;

2 ORCID: 0000-0001-9428-040X, Doctor of Geography,

Rostov Institute of Entrepreneur Protection, Rostov-on-Don, Russia

ON QUESTION OF HEALTH RISK ASSESSMENT AND ENVIRONMENTAL COMFORT OF POPULATION

Abstract

The article is devoted to the generalization of known approaches to assessing the health risks of the population of large cities adopted in the Russian Federation and based on the study of the “dose-effect” relationship for threshold toxicants, as well as the author’s methodology for assessing the ecological comfort of the territories. The advantages and the above approaches are discussed. The authors describe the essence of their concept of assessing the ecological and geographical comfort of the climate of the territory. It is shown that the comprehensive nature of environmental factors, in turn, will contribute to increasing the objectivity of the evaluations, aimed ultimately to improve the quality of life of the population in the context of the current “sustainable development of mankind”.

Keywords: health risk assessment, “dose – effect” relationship, threshold substances, carcinogenic substances, no threshold substances, ecological comfort.

Усугубление негативных аспектов взаимоотношений между природой и обществом в конце XX – начале XXI вв. обусловило острую необходимость в оценивании вреда здоровью населения, наносимого со стороны окружающей среды неудовлетворительного качества, а, также в разработке и обосновании понятия «экологическая комфортность» территории, формировании показателей для ее оценивания. Так, еще в конце XX века были сформулированы основные принципы российской методики оценки риска здоровью населения, что впоследствии позволило создать различные модели оценки риска здоровью населения, которые можно условно разделить на два класса:

– модели, базирующиеся на оценке зависимости «доза — эффект» для пороговых веществ;

– модели, предполагающие оценку уровня риска здоровью для беспороговых, в том числе канцерогенных веществ [1, С. 55].

В настоящее время известно достаточное количество подходов к оценке риска здоровью населения крупных городов, в числе которых оценки и для пороговых веществ. Так, в 2003 году на государственном уровне были приняты Методические рекомендации (МР 2.1.9.003-03), в которых под риском здоровью принималась вероятность развития неблагоприятного эффекта у индивидуума или группы людей при воздействии определённой дозы или концентрации опасного агента [2, С. 67]. Применительно к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды считалось, что риском является ожидаемая частота вредных (нежелательных) эффектов у населения, возникающих от заданного воздействия загрязняющего вещества. Риск отсюда характеризовался тремя аспектами: вероятностью, последствиями реализации риска, значимостью последствий [3, С. 35].

Однако широкое распространение оценка риска здоровью в России получила в конце 90 – х годов, тогда и возник ряд методик. Оценкой риска стали заниматься известные в настоящее время доктора медицинских наук А. В. Киселёв, К. Б. Фридман, С. Л. Авалиани, [4, C. 28], которые рассматривали риск исключительно с медицинской точки зрения. Наряду с вышеприведёнными методиками появилась методика другого характера – доктора геолого-минералогических наук П. А. Ваганова [5, C. 15], которая предусматривала оценку риска здоровья населения с точки зрения геоэкологии.

Тем не менее, стоит отметить, что до настоящего времени не существует единой методики оценки риска здоровью населения, которая могла бы учесть все параметры, необходимые для наиболее адекватного, приближенного к реальности результата [6, С. 82].

На государственном уровне в 2004 году в России было принято Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду (Руководство Р. 2.1.10.1920-04), в котором были представлены основные положения методологии по оценке риска, в частности, подробно рассмотрены методики расчёта риска при различных экспозициях примесей. Несмотря на очевидные достоинства, схема оценки риска, изложенная в Руководстве, имела и некоторые недостатки: не учитывала способности веществ образовывать сложные соединения, находясь в воздушном пространстве; была рассчитана с учётом средней массы человека, не беря во внимание предыдущие и возможные в настоящий период заболеваний; основывалась на нормативном регламенте ПДК.

Методика А.Б. Ревича базировалась на проведении эколого-эпидемиологической работы. Несмотря на ряд важных положительных моментов (простота расчетов, оценка «относительного риска», соответствие результатам исследований иностранных автором и другое), имела также ряд проблемных моментов: сложность исследований контрольной группы; отсутствовал учет отдаленных последствий воздействующих факторов; в уравнениях модели не учитывалась экспозиция веществ.

Методика оценки риска, предложенная в работах Киселёва А.В., опиралась на общепринятых нормативных и научно-методологических документах [4, С. 46]. Данная методика, отличавшаяся простотой изложения и формул для оценки, базировалась на концепции ПДК, что, конечно, обусловило ее уязвимость.

Наконец, в работах П.А. Ваганова для описания связи между дозой и откликом на неё в случае пороговых веществ изложены две модели: линейно-квадратичная и модель Вейбулла-Гнеденко. Из-за сложности оценивания полного риска в случае с пороговыми веществами рассчитывается величина дополнительного риска (частость) для конкретного токсиканта (порогового вещества), что, конечно, является положительным моментом указанных моделей.

Однако у описанных выше моделей, изложенных в работах П.А. Ваганова, имеются и следующие проблемы: не учтены физико-химические особенности веществ, способы поступления в организм человека, половозрастные особенности организма; невозможно оценить воздействие всех потенциально вредных веществ; всесторонняя оценка риска воздействия на здоровье человека токсикантов реально неосуществима из-за ряда проблем.

В целом, на основании проведенных исследовательских работ, фрагмент которых изложен выше, представляется, что научно-методические подходы для оценки риска здоровью в случае пороговых веществ должны учитывать и отражать: экспозицию воздействующего вещества; комплексность, комбинированность, многосредовость поступления вещества в организм человека; способность вещества превращаться и образовывать сложные соединения в воздушном пространстве [7, С. 145]; предысторию заболеваний человека и нынешнее состояние здоровья (возможно заполнение анкеты [8, С. 75] обследуемым); массу тела человека; половозрастные особенности организма; нелинейную связь между величиной дозы и эффектом, ею обусловливаемом.

С другой стороны, для решения проблемы ухудшения качества окружающей среды необходимо учитывать не только антропогенное влияние на нее, но и рассматривать так называемую природную составляющую окружающей среды. При этом ее исследование и учет при осуществлении эколого-географической оценки позволит получать максимально объективные результаты. В этой связи представляется целесообразным применение методики оценки климатической комфортности территории, которая базируется на соответствующей концепции климатической комфортности [9, С. 28] и включает ряд показателей учета влияния природной среды на человека [10, С. 12].

Методика предполагает расчет и анализ значений ряда биометеорологических показателей, а также определение и интерпретацию интегрального показателя климатической комфортности. Так, на первом этапе оценивается тепловое воздействие на организм по значению сальдо теплового баланса тела человека. Второй этап реализации методики предполагает осуществление оценки степени патогенности метеоусловий по индексу патогенности метеорологической ситуации. На третьем этапе предусматривается оценивание потенциала самоочищения атмосферы [11, С. 150]. Интегральный показатель биоклиматической комфортности как итог реализации описанной методики предлагается определять как сумму баллов биоклиматической оценки, полученных на трех этапах. Полученные значения указанного показателя позволят отнести данную территорию к комфортным, субкомфортным или дисфокомфортным с точки зрения эколого-географической комфортности климата.

В заключении стоит отметить, что разработанные подходы позволят оценивать риск здоровью населения, связанный с антропогенной составляющей, а оригинальная концепция оценки эколого-климатической комфортности обеспечит всесторонность учета факторов природной среды, что, в свою очередь, будет способствовать повышению объективности оценок, направленных на улучшение качества жизни населения в рамках актуального «устойчивого развития человечества».

Список литературы / References

1. Лукьянова Н.И. Проблемы оценки риска здоровью населения крупных мегаполисов (на примере отдельных районов г. Санкт – Петербурга) / Н.И. Лукьянова, Е.С. Попова // Экологическая химия. – 2011. – Т. 20. – №2. – с. 114 – 120.
2. Андреев С.С. Краткая биоклиматическая характеристика Ростовской области / С.С. Андреев, Е.С. Андреева // Метеорология и гидрология. – 2004. – № 8. – С. 53–60.
3. Андреев С.С. Биоклиматическая характеристика Ростовской области по индексу патогенности метеорологической ситуации / С.С. Андреев, Е.С. Андреева // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. – 2003. – № 9. – С. 67.
4. Киселев А.В. Оценка риска здоровью. / А.В. Киселев, К.Б. Фридман // – СПб. – 1997. – 100 с.
5. Ваганов П.А. Экологические риски / П.А. Ваганов, Им Ман-Сунг. – СПб. – Изд-во СПб. ун-та. – – 52 с.
6. Andreyev S.S. Ecologic-geographical estimation of climatic comfortness of Rostov-on-Don / S.S. Andreyev, E.S. Popova // European Journal of Natural History. – 2013. – №5. – Р. 32–34.
7. Андреев С.С. Сравнительная оценка климатической комфортности прибрежных территорий на примере гг. Азов и Сочи / С.С. Андреев, Е.С. Попова // Proceedings of the 6rd International Academic Conference «Applied and Fundamental Studies». – 2015. – Louis, Missouri, USA. – С. 78–84.
8. Андреева Е.С. Методические подходы к оценке эколого-географической комфортности территории / Е.С. Андреева, С.С. Андреев, И.Н. Липовицкая // Материалы научно-практической конференции «Строительство и архитектура. – Ростов-на-Дону. – 2017. – С. 333–337.
9. Андреев С.С. Оценка климатической комфортности прибрежной территории на примере г.Туапсе / С.С. Андреев, Е.С. Попова // Вестник Санкт – Петербургского государственного университета, серия 7 «Геология. География». – № 4. – 2015. – С.144–149.
10. Андреев С.С. Колебания среднегодовой температуры воздуха по данным г. Махачкала/Уйташ в 1882 – 2015 гг. / С.С. Андреев, Е.С. Попова // Успехи современного естествознания. – №5. – 2017. – С.72–77.
11. Andreev S.S. Global warming and anthropogenic factor / S.S. Andreev, E.S. Popova // European Journal of Natural History. – 2012. – №4. – Р. 27–28.
12. Андонова А.С. Влияние изменений климата и опасных природных явлений на природопользование Европейского Севера / А.С. Андонова, А.В. Бабин, М.А. Викулина и др. / Изд-во РГГМУ. – – 124 с.
13. Лазарева Е.О. Влияние температурных инверсий на концентрацию примесей в приземном слое воздуха над Санкт-Петербургом в 2006 – 2014 гг. / Е.О. Лазарева, Е.С. Попова, И.Н. Липовицкая // Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета. – 2015. – № 41. – С. 149–155.

Список литературы на английском языке / References in English

Источник