Гигиеническая оценка риска здоровью населения в зоне влияния производства алюминия

Сибирский медицинский журнал, 2009, № 8 © ШАЛИНА Т.И. — 2009

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РИСКА ЗДОРОВЬЮ НАСЕЛЕНИЯ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ

Т.И. Шалина

Резюме. При производстве алюминия происходит выброс в окружающую среду специфических загрязняющих веществ, которые повышают общетоксический риск для населения, а также риск патологии костно-мышечной системы.

Ключевые слова: производство алюминия, окружающая среда.

THE HYGIENIC ESTIMATE OF THE RISK FOR HUMAN HEALTH AMONG THE POPULATION IN THE AREAS CONNECTING WITH ALUMINIUM PRODUCTION

T.I. Shalina

Summary. There is an emission of specific pollutants of aluminium production in environment which increase the common toxic risk for the population and the pathology risk of boun-muscle system.

Key words: aluminium manufacture, environment.

Неблагоприятная экологическая обстановка, связанная с высоким уровнем антропогенной нагрузки, представляет существенную проблему для крупных промышленных городов. Эта проблема в последние годы приобретает все большее значение в связи с возрастающим влиянием экологической ситуации на здоровье населения. Проведены многочисленные исследования, подтверждающие негативное влияние различных токсических веществ на здоровье населения [1,2,5].

В литературе накоплено достаточно большое количество фактов, свидетельствующих о прямой зависимости между состоянием здоровья детского населения и уровнями загрязнения атмосферного воздуха [7,8]. Территория Иркутской области представлена предприятиями целлюлозно-бумажной отрасли, цветной металлургии, теплоэнергетики, которые оказывают воздействие на состояние экологической обстановки в регионе [3,4]. Особого внимания заслуживает алюминиевое производство, сопровождающееся выбросами в атмосферный воздух фтористых соединений, которые представляют высокую степень опасности для здоровья и приводят к росту профессиональной заболеваемости.

Цель исследования: дать гигиеническую характеристику уровня загрязнения окружающей среды в зоне влияния производства алюминия.

Материалы и методы

Объектом исследования являлось состояние окружающей среды в г. Шелехове, расположенного в зоне влияния ОАО «ИркАЗ-СУАЛ». Изучение загрязнения соединениями фтора атмосферного воздуха и почвы дана по данным ФГУЗ ЦГ и Э Иркутской области.

Гигиеническая оценка состояния окружающей среды дана в соответствии с действующими нормативными документами. Качество атмосферного воздуха городов характеризовалось валовыми выбросами за 1990-2007 гг., фактическим содержанием примесей в воздушном бассейне селитебной территории. Изучение загрязнения атмосферного воздуха и оценка экспозиции проводилась по 15 показателям (13727 проб), основные из которых: углерода оксид, взвешенные вещества, азота диоксид, фториды твердые и газообразные, формальдегид и бенз(а)пирен. Суммарное загрязнение воздушного бассейна оценено с использованием суммарного показателя «Ксум». Для фтористых соединений рассчитан коэффициент потенцирования, величина которого не должна превышать 0,8.

Для оценки возможного неблагоприятного влияния атмосферного воздуха на здоровье населения рассчитывались коэффициенты и индексы опасности [6]. Загрязнение почвы (1584 проб) оценивалось по содержанию химических ингредиентов в горизонтах 0-5 и 0-20 см по 5 реперным участкам на расстоянии от ИркАЗ: 0,5;

2; 3; 4; 30 км. Уровень загрязнения почвы оце-

нивался по суммарному показателю загрязнения почвы 7сум.

Для подтверждения экспозиции соединениями фтора проведено определение концентрации фтора в моче у детей. Фтор определяли потенциометрическим методом с использованием фторселективного электрода в комплекте с pH метром в соответствии (МУК 4.1.773 — 99) в аккредитованной лаборатории АФ ВСНЦ экологии человека СО РАМН — НИИ МТ и ЭЧ.

Результаты и обсуждение

ОАО «ИркАЗ-СУАЛ», расположен в промышленной зоне г. Шелехова на юго-восточной окраине, санитарно-защитная зона для предприятия составляет 1700 м. Процесс электролиза алюминия сопровождается выделением загрязняющих веществ: фтористого водорода, фторидов, пыли, диоксида серы, оксида углерода, смолистых веществ и бенз(а)пирена. Основная часть загрязняющих веществ поступает на газоочистку, другая часть поступает в воздушную среду корпуса, а затем вместе с воздухом общеобменной вентиляции через аэрационный фонарь выбрасывается в атмосферу. По данным ФГУЗ ЦГ и Э по Иркутской области в целом количество примесей выбрасываемых в атмосферный воздух в 2000-е годы в г. Шелехове оставалось стабильным и высоким.

В соответствии с «Руководством по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» при идентификации опасности, учитывающей валовые выбросы отдельных ингредиентов и их токсичность, определен ранговый ряд. Наибольшую неканцерогенную опасность для здоровья жителей г. Шелехова представляют следующие вещества: бенз(а) пирен > фториды газообразные > зола углей > диоксид серы > неорганическая пыль > фториды плохо растворимые.

На территории г. Шелехова в атмосферном воздухе гидрометеорологической службой контролируется 15 химических веществ на 2 стационарных постах. Наибольшему

Таблица 1

Средние уровни загрязнения атмосферного воздуха вредными веществами (мг/м3) в г. Шелехов

Ингредиенты ГЩК с.с. мг/м3 Среднегодовые концентрации мг/м3 Кратность ГДК

90-е гг. 2000-е гг.

Взвешенные вещества 0,15 0,15 0,124 1,0-0,8

Углерода оксид 3,0 2 1,78 0,7-0,6

Азота диоксид 0,04 0,035 0,035 0,9-0,9

Азота оксид 0,06 - - -

Серы диоксид 0,05 - 0,001 0-0,02

Формальдегид 0,003 0,009 0,007 3,0-2,3

Фтористые газообразные соединения 0,005 0,003 0,004 0,6-0,8

Фториды плохо растворимые 0,03 0,01 0,12 0,3-4,0

Бенз(а)пирен 1*10-6 1*10-6 2,8*10-6 4,2*10-6 2,8-4,2

К сум 5,9 6,7

Таблица 2

Периодический мониторинг содержания водорастворимых фторидов в почвах (мг/кг почвы) г. Шелехов

Расстояние от ИркАЗ (км) Почва Глубина (см) 1985 1990 1995 2000 2005

0,5 Серая лесная 0-20 б5±0,1 б1±1,5 б4±1,4 б3±0,8 78±3,2

2 Серая лесная 0-20 40±2,9 33±2,б 40±2,0 33±1,3 39±4,б

3 Дерново-луговая 0-20 9б±б,1 83±2,3 85±1,2 98±2,5 б3±0,8

4 Серая лесная 0-20 22±0,7 18±0,7 18±0,4 18±1,1 20±1,7

30 Серая лесная 0-20 5,0±0,5 5±0,б 4,8±0,5 4±0,3 5±0,5

загрязнению атмосферного воздуха подвержены северная и центральная части г. Шелехов, особенно при южных и югозападных ветрах, способствующих переносу примесей из промышленной зоны в селитебную. Среди вредных веществ загрязняющих атмосферный воздух в 90-е и 2000-е годы в г. Шелехове ведущее место занимали: бенз(а)пирен, взвешенные вещества, углерода оксид, формальдегид. Среднегодовые данные за два периода наблюдений приведены в таблице 1.

В настоящее время, несмотря на тенденцию к снижению, уровни загрязнения атмосферного воздуха продолжают оставаться высокими. По большинству загрязняющих веществ в 2007г. отмечен рост проб атмосферного воздуха с превышением гигиенических нормативов: по углероду (11,9%), фторидов неорганических плохо растворимых (4,08%), фтористых газообразных соединений (1,65%). Специфические загрязняющие вещества: газообразный фтор и твердые фториды по данным УГМС находились ниже уровня ПДК.

За последние годы уровень валовых выбросов специфических загрязняющих веществ незначительно снизился: фтористого водорода с 0,8 до 0,3 т/год, фторидов неорганических — 1,3 до 1,0 т/год. Оценивая концентрации загрязняющих веществ в атмосфере изучаемой территории, установлено, что доля проб выше максимально разовых и среднесуточных ПДК фтористых соединений по данным Иркутского Управления гидрометеослужбы, с 1985 по 2005 гг. несколько снизилась. Однако максимальные разовые концентрации фтористого водорода в 1985 г превышали уровни ПдК в 7,2 раза, а с 1990-2005 гг. в 6-8 раз.

Среднегодовые концентрации газообразного фтора с 2001-2004 превышали уровни ПДКс.с. в 6,2-4,8 раза. За период с 2005-2007 гг. регистрировался уровень превышения ПДКс.с в 2,4-1,4 раза. По фторидам неорганическим плохо растворимым среднегодовые концентрации составили

0,8, а в отдельные годы незначительно превышали ПДК. Проведен расчет коэффициентов потенцирования для веществ, обладающих эффектом потенцирования: газообразного фтора и фторидов твердых:

Коэффициент потенцирования для фторсодержащих веществ составил 3,6, что превышает допустимый уровень в 4,5 раза.

Оценивая влияния фтористых соединений на здоровье населения, провели расчет коэффициентов и индекса опас-

ности. Общий средний риск для здоровья жителей г. Шелехова с 90-х по 2005 годы составил (1Н)=28, риск для органов дыхания составил (1Н)=7,8. Коэффициенты опасности QH составили для газообразного фтора 1,1, а по твердым фторидам несколько ниже допустимого уровня — 0,8. Однако в целом при хроническом ингаляционном действии фторсодержащие примеси обусловливают риск развития патологии костно-мышечной системы (1Н)=1,9. Таким образом, мы можем предположить, что содержание газообразного фтористого водорода и твердых фторидов в воздушном бассейне г. Шелехова представляет серьезную опасность для населения, особенно детского.

Основным источником загрязнения почвы на экспонированной территории являются выбросы промышленных предприятий и автотранспорта. В 90-е годы, установлено, что из общего количества проб в 85% случаев отмечалось превышение ПДК, причем в 9% проб выше ПДК в 10 раз. Концентрация фторидов водорастворимых была выше ПДК в 3,8 раза, максимальная концентрация доходила до 23,5 ПДК. Наибольшее загрязнение почвы соединениями фтора наблюдалось вокруг ОАО «ИркАЗ-СУАЛ» в радиусе 1 км, среднее содержание для водорастворимых форм фтора составляло в 90-е годы от 11 ПДК до 31 ПДК. Среднее содержание фтора в зонах радиусом 1,2-5,0 км и в радиусе 5,1-8,5 км составило 9,1-3,8 ПДК соответственно.

По данным Иркутского УГМС и ТОО «Экосол» при кафедре почвоведения Иркутского государственного университета (табл. 2.) среднее содержание фторидов в почве за период с 1985 по 2005 гг. на расстоянии 0,5 км превышало ПДК в 6,5-7,8 раз, а на расстоянии 2 км — в 4 раза. Максимальные концентрации фтора отмечены на расстоянии 3 км от источников выбросов. Содержание фторидов на расстоянии в 4 км от источника загрязнения превышало уровни ПДК в 2 раза.

Анализ многолетних наблюдений свидетельствует о сохранении высокого загрязнения фторидами почвы на протяжении 20 лет. В 2003 году из 15 проб — 6 (40%) не отвечали гигиеническим нормативам, а в 2007 году из 34 проб почвы — 31 (91,1%) не отвечали гигиеническим нормативам.

По суммарному показателю почва территории г. Шелехова оценивается как умеренно загрязненная с величиной 7сум = 22, что связано с повышенным содержанием фтора до 11 ПДК.

Для подтверждение фтористой экспозиции проведена оценка экскреции фтора с мочой у детей. Выявлено, что у 75 детей (57,7%) повышенное содержание фтора в моче, уровень которого составил от 1,03 до 3,0 мг/л, при рекомендуемой А.В/ Скальным норме от 0,4 до 1,0 мг/л.

Таким образом, техногенная нагрузка на население изучаемых территорий оценивается как чрезвычайно высокая. Общетоксический риск составил 1Н=28, риск патологии костно-мышечной системы 1,9. Приоритетными специфическими загрязняющими веществами на экспонированной территории являются соединения фтора, среднегодовые концентрации которых составляют в атмосферном воздухе 6,2-1,4 ПДК, в почве 5,9-11 ПДК.

ЛИТЕРАТУРА

1. Агаджанян Н.А., Скальный А.В. Химические элементы в среде обитания и экологический портрет человека. — М.: Изд-во КМК, 2001. — 83 с.

2. Агаджанян Н.А., Сусликов В.Л., Ермакова Н.В. Эколого-биогеохимические факторы и здоровье человека // Экология человека. — 2000. — №1. — С. 3-5.

3. Галазий О.В. Анализ экологической обстановки и ее влияние на здоровье населения Иркутской области. // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. — 2001. — №4 (18). — С.7-11.

4. Гольменко А.Д., Лебедева Л.Н., Шамсудинова Д.З. Анализ заболеваемости населения Иркутской области за период 1992-2001 гг. // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. — 2003. — №3. — С.195-199.

5. Онищенко Г.Г Критерии опасности загрязнения окружающей среды // Гигиена и санитария. — 2003. — №6. — С. 3-4.

6. Р. 2.1.10.1920-04 Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду.

7. Маторова Н.И. Оценка изменений здоровья детей в условиях воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды. // Медицина труда и промышленная экология. — 2003. — №3. — С. 19-23.

8. Маторова Н.И., Ефимова Н.В., Батурин В. А. Применение математического моделирования динамических систем при изучении влияния загрязнения атмосферного воздуха на заболеваемость детского населения // Гигиена и санитария. — 2003. — №4. — С. 75-77.

Адрес для переписки: 664003, Иркутск, ул. Красного восстания, 1, Шалина Тамара Исмаиловна — зав. кафедрой анатомии человека, к.м.н., доцент. E-mail: shalinati@mail.ru.