Гигиеническая оценка риска развития сердечно-сосудистой патологии в условиях воздействия техногенных химических факторов атмосферного воздуха (на примере города Перми)

38

ЗНиСО ОКТЯбРЬ №10

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РИСКА РАЗВИТИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ ПАТОЛОГИИ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЕХНОГЕННЫХ ХИМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

(НА ПРИМЕРЕ ГОРОДА ПЕРМИ).

А.Ю. Зубарев, М.Я. Подлужная, М.А. Землянова, С.В. Клейн

HYGIENIC RISK ASSESSMENT OF THE CARDIO-VASCULAR DISEASE PROGRESS IN THE EXPOSURE TO TECH-NOGENIC AND CHEMICAL ATMOSPHERIC FACTORS

A.Y. Zubarev, M.Podlunayа, M.A. Zemlyanova, S.V. Klein

ФГУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления риском здоровью населения» Роспотребнадзора, г. Пермь

Статья посвящена гигиенической оценке риска развития сердечно-сосудистой патологии при воздействии на население техногенных химических факторов атмосферного воздуха (на примере промышленно развитого центра — г. Пермь). Установлен неприемлемый уровень риска развития неканцерогенных эффектов со стороны органов сердечно-сосудистой системы у детей и взрослых при хроническом воздействии бензола, поступающего в атмосферу преимущественно с выбросами автотранспорта, что необходимо учитывать при планировании санитарно-гигиенических мероприятий по предупреждению и устранению вредного воздействия химических факторов на здоровье населения.

The article describes the hygienic risk assessment of the cardio-vascular disease progress in the exposure to techogenic and chemical atmospheric factors (case-study: industrially developed city of Perm). A rejectable risk level of non-carcinogenic effect from the cardiovascular system has been determined among children and adults in chronic exposure to benzol coming into the atmos-phere mainly with the motor transport emission. It must be taken into consideration during planning sanitary and hygienic measures to prevent and reduce the negative impact of chemical factors on the health of population.

Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) относятся к числу наиболее распространенных неинфекционных нарушений здоровья среди лиц старше 30 лет. По прогнозам ВОЗ, к 2020 году сердечно-сосудистые заболевания будут занимать первое место среди причин потери трудоспособности и смертности населения.

Согласно современным эпидемиологическим исследованиям, одной из причин, определяющих рост и формирование особенностей течения ССЗ, наряду с основными факторами риска (социальными, биологическими, поведенческими, психо-эмоциональными), является негативное воздействие загрязнений объектов среды обитания. Своевременное выявление приоритетных техногенных химических факторов и оценка риска их неблагоприятного воздействия на органы сердечно-сосудистой системы (ССС) является актуальным для задач развития и совершенствования системы контроля и надзора за объектами внешней среды и повышения эффективности планирования санитарно-гигиенических мероприятий по пре-

дупреждению и устранению вредного воздействия химических факторов на здоровье населения в практической деятельности органов Роспотребнадзора.

В г. Перми — многоотраслевом промышленном центре Пермского края с высокой плотностью проживания населения (в 2008 г. — 23,3 чел./км2) размещено 11 348 стационарных источников 418 хозяйствующих субъектов, промышленные зоны которых занимают 42 % от общей площади застройки города. Макроструктура промышленного потенциала города определяется предприятиями таких ведущих отраслей, как электроэнергетика, нефтегазопе-реработка, машиностроение, химия и нефтехимия, деревообработка, полиграфия и пищевая промышленность. Однако тяжелая, большей частью оборонная, промышленность превалирует над легкой (66,8 % в ВНП города в 2008 г.). Промышленные предприятия и население обслуживаются транспортным комплексом, качественное состояние которого в городе неудовлетворительное. Высокая плотность улично-

октябрь №10 (199) ЗНСО

39

дорожной сети, низкий процент (22 %) дорог высшей категории, невысокое качество дорожного покрытия, близость жилой застройки к автотранспортным магистралям обусловливают перегруженность дорожной сети. Неблагоприятная ситуация усугубляется постоянным ростом количества автотранспорта (за последние 10 лет оно увеличилось на 33,4 % и составило в 2008 г. более 255 тыс. единиц), потоки которых также обусловливают перегруженность трасс. В условиях многокомпонентного воздействия загрязняющих веществ на здоровье населения г. Перми, действующие федеральные нормативы содержания химических веществ в объектах среды обитания, в первую очередь в атмосферном воздухе, не всегда обеспечивают безопасность для здоровья населения и могут формировать риски для органов сердечно-сосудистой системы выше допустимого уровня.

Целью настоящих исследований являлась гигиеническая оценка риска развития сердечно-сосудистой патологии в условиях воздействия техногенных химических факторов атмосферного воздуха.

Материалы и методы

С целью установления уровня загрязнения и экспозиции населения выполнена качественная и количественная оценка содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе г. Перми. Гигиеническая оценка качества атмосферного воздуха г. Перми проведена на основе динамического и сравнительного (2003— 2007 гг.) анализа данных мониторинговых и натурных наблюдений Пермского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ГУ ПЦГМС) и Роспотребнадзора по Пермскому краю (по 30 загрязняющим примесям). Информация обобщена в соответствии с ГН 2.1.6.1338—03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе». При математическом моделировании распространения вредных веществ в атмосферном воздухе от стационарных источников и автотранспорта рассчитаны максимальные и среднегодовые приземные концентрации в атмосфере с использованием программы УПРЗА «Эколог», версия 3.0 и «Эколог-средние». В исследованиях учтено 1 174 стационарных источников 196 основных предприятий города (по 457 химическим примесям). Оценка риска неблагоприятного воздействия химических факторов с однонаправленным токсическим действием на органы ССС

при ингаляционном поступлении проводилась в соответствии с «Руководством по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду».

Результаты исследования

В атмосферный воздух г. Пермь по данным ежегодной государственной статистической отчетности за период 2001—2008 гг. с пылега-зовыми выбросами от стационарных источников и автотранспорта ежегодно поступало более 100 тыс. тонн вредных веществ (457 наименований), при этом объем выбросов загрязняющих веществ с отработанными газами автотранспорта более, чем в 2,0—2,5 раза превышал выбросы от стационарных источников загрязнения атмосферы. Долевой вклад в структуре выбросов веществ I и II классов опасности для здоровья, включающих свинец и его соединения, хром шестивалентный, алюминия оксид, марганец и его соединения, никеля растворимые соли, кадмия оксид, меди оксид, бенз(а)-пирен, сероводород, хлор, водород хлористый, серная кислота, фтористые соединения, бензол, стирол, фенол, формальдегид, дихлорэтан и другие вещества, составляет 20—25 %. Необходимо отметить, что самую крупную группу загрязняющих веществ различных классов опасности в структуре выбросов промышленных предприятий и автотранспорта г. Перми составляют летучие органические соединения (ЛОС), которые представлены формальдегидом, бензолом, ксилолом, толуолом, фенолом, этилбензолом, способные вступать в атмосферном воздухе в реакции взаимодействия с образованием более токсичных продуктов. Долевой вклад ЛОС в структуре выбросов за последние 7 лет составил 17—28 % от массы валового выброса. Уровень загрязнения атмосферы города в 2003—2008 гг., оценивался как высокий и очень высокий (ИЗА = 8,6 - 14,2). В 2007 г. г. Перми включен в «Приоритетный список городов с наибольшим уровнем загрязнения воздуха в стране».

Идентификация опасности загрязняющих примесей, представленных в выбросах промышленных предприятий города и автотранспорта, с учетом их величины суммарной годовой эмиссии и системного токсического действия позволила обосновать предварительный ранжированный перечень приоритетных загрязнителей атмосферного воздуха г. Перми, которые доказанно могут формировать риски патологических изменений сердечно-сосудис-

40 ЗНчСО ОКТЯбРЬ №10

Таблица 1. Предварительный ранжированный перечень приоритетных потенциально опасных для сердечно-сосудистой системы загрязнений атмосферного воздуха г. Перми в 2008 г.

№ п/п Код Наименование веществ СА8 Класс опасности Выброс, /год ПДК м.р., мг/м3 ПДК с.с., мг/м3 Рефер. конц. при остр. ингал. воздейст (ЛКРС, мг/м3) Рефер. конц. при хр. ингал. воздейст (ОТС, мг/м3) Индекс неканц. опасности при остр. воздействии (НИас) Ранг по острому действию Индекс неканц. опасности при хр. воздействии (НИсг) Ранг по хроническому действию

1 207 Цинка оксид 1314-13-2 3 0,559 - 0,05 - 0,035 - - 55,9 9

2 231 Барий нитрат 10022-31-8 2 0,546 0,015 0,004 - 0,0005 - - 5460 3

3 317 Водород цианистый 74-90-8 2 0,363 - 0,01 - 0,003 - - 363,0 7

4 337 Углерода оксид 630-08-0 4 12598,9 5,0 3,0 23,0 3,0 23 1 12599,0 1

5 503 1,3-Бутадиен (Дивинил) 106-99-0 4 2,693 3,0 1,0 - 0,002 - - 2693 6

6 526 Этилен 74-85-1 3 43,774 3,0 - - 0,1 - - 4377,4 4

7 602 Бензол 71-43-2 2 62,376 0,3 0,1 - 0,03 - - 6237,6 2

8 1071 Фенол 108-95-2 2 3,060 0,01 0,003 - 0,006 - - 3060,0 5

9 1611 Этилена оксид 75-21-8 3 0,002 0,3 0,03 - 0,005 - - 2,0 10

10 1805 Анилин 62-53-3 2 0,014 0,05 0,03 - 0,001 - - 140,0 8

11 1880 Диэтаноламин 111-42-2 - 0,011 - - - 0,02 - - 1,1 11

той системы при ингаляционном поступлении в организм: углерода оксид, бензол, фенол, анилин, этилен, этилена оксид, барий нитрат, водород цианистый, цинка оксид, 1,3-бутади-ен (дивинил), диэтаноламин. Результаты оценки приоритетности и ранжирования потенциально опасных для сердечно-сосудистой системы веществ представлены в табл. 1. Основными источниками поступления перечисленных загрязняющих веществ в атмосферный воздух города являются процессы производства на предприятиях химической, нефтеперерабатывающей, машиностроительной отраслей промышленности на ОАО «Стирол», ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез», ОАО «Сорбент», ОАО «Камтэкс-Химпром», ЗАО «Сибур-Химпром». Совокупный долевой вклад указанных примесей, поступающих с выбросами данных предприятий, в общее загрязнение атмосферы города составляет 7,5 %. При этом углерода оксид и бензол являются одновременно компонентами выбросов промышленных предприятий и отработавших газов автотранспорта. Долевой вклад автотранспорта в выброс данных примесей в атмосферу города составляет 77 и 94 % соответственно. Долевой вклад примесей (бензола и углерода оксида), поступающих с выбросами автотранспорта в общее загрязнение атмосферы, составляет 35,1 %.

Качество атмосферного воздуха г. Перми в 2003—2008 гг., по результатам мониторинговых исследований, характеризуется превышением максимальной разовой ПДК в селитебных зонах территории города по оксиду углерода до 2,8—6,4 раз, по фенолу — до 2,0—5,6 раз, бензолу— до 1,0—2,2 раз. По результатам натурных исследований, установлено превышение гигиенических нормативов в селитебных зонах по содержанию бензола до 2,0 ПДКс.с., фенола — до 2,3 ПДК с.с. Содержание углерода оксида в атмосфере систематически регистрировалось на уровне 0,4—0,8 ПДК с.с.

Для оценки острого и хронического ингаляционного риска негативного воздействия на органы ССС в соответствии с результатами идентификации опасности выполнены расчеты максимальных разовых (для углерода оксида) и среднегодовых приземных концентраций (для углерода оксида, бензола) в атмосферном воздухе. Расчетные максимальные разовые концентрации углерода оксида в атмосферном воздухе селитебной зоны по результатам моделирования процессов рассеивания выбросов от стационарных источников установлены на уровне 2,25 ПДКм.р. Расчетные среднегодовые концентрации бензола, формируемые в приземном слое атмосферного воздуха при поступлении с выбросами автотранспорта и ста-

октябрь №10 (100) ЗНиСО

41

Рис. 1. Риск хронического воздействия бензола на органы сердечно-сосудистой системы в связи с загрязнением атмосферного воздуха г. Перми выбросами автотранспорта

ционарных источников, установлены на уровне 1,3—1,7 ПДКс.с. В зонах экспозиции проживает 937,2 тыс. человек, в том числе 136,6 тыс. детей.

В результате проведения оценки риска установлено, что риск развития острых неканцерогенных эффектов со стороны органов сердечно-сосудистой системы у населения г. Перми при ингаляционном воздействии может формировать только оксид углерода, поступающий в атмосферный воздух с выбросами от стационарных источников и автотранспорта. Полученные результаты показали, что в целом по городу при кратковременных воздействия оксида углерода, даже в неблагоприятных метеорологических условиях, не формируются уровни загрязнения, которые могли бы явиться причиной острых негативных реакций со стороны сердечно-сосудистой системы. Коэффициенты и соответственно индексы опасности по данным расчетного моделирования составили 0,002—0,033, натурных наблюдений — 0,115—0,405, что соответствует приемлемому уровню риска.

Риск возникновения хронического ингаляционного воздействия на органы ССС в резуль-

тате загрязнения атмосферного воздуха г. Перми выбросами стационарных источников предприятий и автотранспорта формируется преимущественно на территории города бензолом (99—100 %) и незначительный вклад в отдельных точках установлен для фенола и оксида углерода (0—1 %). Риск поражения органов сердечно-сосудистой системы, выраженный через индекс опасности, при условии одновременного поступления в организм указанных веществ ингаляционным путем, по расчетным данным составил И1ег=0,035-5,654. Пространственный анализ показал, что порядка 14 % селитебной территории города характеризуются уровнями риска от 1,15 до 1,63, а на 19 % жилой застройки индекс опасности достигает 3,56—5,55 (при допустимом уровне риска — 1,0), рис. 1.

Наибольшие уровни риска формируются в центральной части города, где вклад автотранспорта в индекс опасности для сердечно-сосудистой системы составил 82 %. По мере удаления от магистралей величина вклада снижается, но в целом по городу этот показатель составил порядка 65 %.

По данным натурных наблюдений, формируется более высокий риск поражения органов

42

ЗНиСО ОКТЯбРЬ №10

Таблица 2. Риск развития сердечно-сосудистой патологии в условиях воздействия приоритетных загрязнений атмосферного воздуха г. Перми

Вещество По данным расчетов рассеивания По данным натурных наблюдений Численность населения в зоне экспозиции, тыс. чел.

Коэффициент опасности

Дети Взрослые

Углерода оксид 0,005 5,7 0,8 7,8 117,1 720,8

Бензол 5,651 7,0

сердечно-сосудистой системы при хронической экспозиции оксида углерода и бензола при условии их одновременного поступления в организм, превышающий приемлемый уровень в 7,1—7,8 раза.

Зонирование территории города по показателям риска позволило установить, что численность детского и взрослого населения г. -Перми, проживающего в условиях неприемлемого уровня риска неблагоприятного воздействия оксида углерода и бензола на органы сердечно-сосудистой системы при поступлении ингаляционным путем, составляет 85 % от общей численности каждой возрастной группы населения. Обобщение результатов оценки риска развития сердечно-сосудистой патологии при хроническом воздействии техногенных химических факторов ат-

мосферного воздуха г. Перми представлено в табл. 2.

Таким образом, совместный анализ расчетных, мониторинговых и натурных данных позволил установить, что основным фактором неприемлемого риска неблагоприятного воздействия на органы сердечно-сосудистой системы взрослого и детского населения при хроническом ингаляционном поступлении в организм является бензол. Основными источником поступления бензола в атмосферный воздух г. Перми являются выбросы автотранспорта, в зоне экспозиции находится практически все население города, что необходимо учитывать при планировании санитарно-гигиенических мероприятий, направленных на предупреждение и устранение вредного воздействия химических факторов на здоровье населения.