Сравнительный анализ экологической опасности базовых отраслей промышленности Кемеровской области Российской Федерации и Донецкой области Украины

В статье приведены фактические данные о количествах добытого и переработанного угля в базовых отраслях промышленности,

о количествах выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (валовому и отраслевому), об удельной экологической опасности отдельных отраслей промышленности Кемеровской области России и Донецкой области Украины с 1980 по 2005 год. Представлены результаты сравнительного анализа заболеваемости злокачественными новообразованиями в этих областях с 1990 по 2005 год. Выявлены общие закономерности и региональные экологические особенности. Ключевые слова: экологическая опасность, выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, угольный регион.

УДК [614.715 : 622.794.254.7]

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ БАЗОВЫХ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ КЕМЕРОВСКОЙ ОБЛАСТИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И ДОНЕЦКОЙ ОБЛАСТИ УКРАИНЫ

© 2011 г. 1 3С. А. Мун, 1С. А. Ларин, 2В. В. Браиловский,

1А. Н. Глушков, 4С. В. Грищенко, 4Ю. А. Ищейкина,

4А. В.Зорькина

Институт экологии человека СО РАН, 2Центр гигиены и эпидемиологии в Кемеровской области, 3Кемеровская государственная медицинская академия, г. Кемерово, 4Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького, Донецк, Украина

В настоящее время альтернативным сырьем нефти и газу во многих отраслях промышленности (металлургия, коксохимия, теплоэнергетика и др.) является уголь. Удельный вес угля в топливно-энергетическом балансе в третьем тысячелетии возрастает, увеличивается добыча угля и его потребление, что может привести к ухудшению экологической обстановки. Очевидно, что разные угледобывающие регионы отличаются друг от друга по темпам и технологиям освоения угольных месторождений, по качеству (маркам) и количествам добываемого угля, по объемам и технологиям его переработки в металлургической, теплоэлектроэнергетической, углехимической и других отраслях промышленности. Поэтому и экологические последствия развития таких регионов могут быть разными, в частности, весьма вероятны различия по онкологической заболеваемости населения, коль скоро возникновение злокачественных опухолей у человека является признанным биологическим маркером канцерогенного воздействия окружающей среды. Оценка экологической опасности базовых отраслей промышленности особенно актуальна для угледобывающих регионов бывших союзных республик в связи с известными изменениями социально-экономических укладов после 1991 года.

Цель исследования — сравнение Кемеровской области России (КО) и Донецкой области Украины (ДО) по количеству добытого и переработанного угля в базовых отраслях промышленности (обогащение угля, металлургия, теплоэлектроэнергетика); по выбросам (валовому и отраслевому) загрязняющих веществ в атмосферу; по удельной экологической опасности отдельных отраслей промышленности; по заболеваемости населения злокачественными новообразованиями.

Методы

Данные о количестве добычи и переработки угля в обогатительных, металлургических и теплоэлектроэнергетических отраслях промышленности КО и ДО с 1980 по 2005 год и о количестве выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с 1980 по 2004 год взяты из ежегодных Государственных докладов «О состоянии и охране окружающей среды Кемеровской области» и «Угольная промышленность Российской Федерации» [1, 6], а также из «Материалов ежегодных докладов о состоянии окружающей среды Донецкой области», «Статистических сборников по экономическим вопросам» и «Статистического сборника по валовым выбросам» Донецкого областного статистического управления [2, 3, 5].

Удельную экологическую опасность отдельных отраслей промышленности оценивали путем деления количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (тыс. т) на количество добытого или переработанного

угля (млн т/год). Таким образом, показатель удельной экологической опасности отрасли характеризует количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при добыче или переработке 1 млн т угля в год.

Данные о количестве впервые выявленных случаев заболеваемости раком легкого в КО выбраны из основных форм медицинской документации ГУЗ «Областной клинический онкологический диспансер» г. Кемерово в промежутке с 1990 по 2005 год. Данные о возрастной структуре населения Кузбасса представлены Органом управления статистики по Кемеровской области.

Данные о заболеваемости населения раком легкого в ДО были взяты из персонифицированных карт региональных канцер-регистров.

Расчет стандартизованных показателей онкологической заболеваемости (на 1 000 населения) проводили прямым методом стандартизации по общепринятой методике [4]. За стандарт была принята возрастная структура населения КО в 2001 году.

Результаты и обсуждение результатов

Динамика добычи и переработки угля в базовых отраслях промышленности Кемеровской и Донецкой областей

В течение всего периода с 1980 по 2005 год в КО добывалось в 1,5—2,5 раза больше угля, чем в ДО. С 1980 по 1988 год в КО добыча угля возросла со 145,0 до 159,2 млн т. В ДО за этот же период времени она выросла с 90,8 до 94,3 млн т. Затем, накануне и в течение 5—9 лет после распада СССР, имело место резкое падение добычи угля как в КО, так и в ДО. В КО добыча сократилась до 55,8 % от максимального уровня 1988 года, а в ДО — до 42,7 %. После этого добыча угля вновь возрастала, причем в КО более быстрыми темпами, чем в ДО. В 2005 году в КО «на гора» было «доставлено»

167,2 млн т (105,0 % к уровню 1988 г.), а в ДО — всего 63,2 млн т (63,2 % к уровню 1988 г.).

Аналогичные изменения происходили и в сфере обогащения угля. Количество угля, поступающего на обогатительные предприятия в КО, значительно превышало таковое в ДО в течение всего исследуемого периода. В КО в 1990 году (61,7 млн т) началось резкое падение обогащения угля, которое продолжалось вплоть до 1999 года (31,7 млн т), к 2005-му оно вновь достигло уровня конца 80-х годов

(62,5 млн т). В ДО постепенный спад обогащения угля начался в 1986 году (21,4 млн т), длился вплоть до 1998-го (6,9 млн т), но к 2005 году, несмотря на некоторый рост (10,2 млн т), оно не достигло уровня 1987 года.

Количество угля, перерабатываемого в металлургической промышленности

Еще более значительным был спад потребления угля предприятиями теплоэлектроэнергетики в ДО: до 52,9 % к 1998 году (12,5 млн т) от уровня 1988-го (23,6 млн т) с небольшим подъемом до 64,4 % в 2005-м (15,2 млн т). В КО в теплоэлектроэнергетике спад переработки угля к 1996 году составил менее 20 % (с 13,5 до 11,0 млн т) с почти полным восстановлением к 2005 году (13,1 млн т). В 1998 году количество потребляемого угля на теплоэлектростанциях КО и ДО сравнялось.

В табл. 1 приведены сводные данные по количеству добытого и переработанного угля в КО и ДО в исследованный период с выделением максимальных значений в 1988 году, минимальных — в 1996—1999-м и во время восстановления базовых отраслей промышленности к 2005 году.

Видно, что спад производства во всех базовых отраслях промышленности с 1988 по 1996—1999 годы в ДО был значительно более выражен, чем в КО. Восстановление производства во всех базовых отраслях промышленности к 2005 году в ДО значительно отставало от восстановления в КО и не превысило 75 % от уровня 1988 года. В КО к 2005 году имело место почти полное восстановление потребления угля в сфере теплоэлектроэнергетики и обогащения до 97,0 и 98,3 % соответственно, а добыча и переработка угля в металлургической промышленности превысила уровни 1988 года на 5,0 и 31,9 % соответственно.

Таблица 1

Динамика добычи и переработки угля в базовых отраслях промышленности Кемеровской области Российской Федерации

и Донецкой области Украины с 1988 по 2005 г., млн т/год

Отрасль Кемеровская область Донецкая область

1988 г. 1996—1999 гг. (шіп) 2005 г. 1988 г. 1996—1999 гг. (шіп) 2005 г.

Абс. % Абс. % Абс. % Абс. % Абс. % Абс. %

Добыча угля 159,2 100 88,9 55,8 167,2 105,0 94,3 100 40,3 42,7 59,6 63,2

Обогащение угля 63,6 100 31,7 49,8 62,5 98,3 19,2 100 6,9 35,9 10,2 53,1

Металлургия 9,4 100 7,5 79,8 12,4 131,9 50,4 100 32,1 63,7 37,7 74,8

Теплоэлектроэнергетика 13,5 100 11,0 81,5 13,1 97,0 23,6 100 12,5 52,9 15,2 64,4

Рис. 1. Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу угледобывающей (А), металлургической (Б) и теплоэлектроэнергетической (В) отраслей промышленности Кемеровской области Российской Федерации и Донецкой области Украины

Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу базовыми отраслями промышленности Кемеровской и Донецкой областей

В КО количество валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от всех передвижных и стационарных источников с 1985 по 1997 год снизилось с 2 060,3 до 1 196,8 тыс. т/год, затем наблюдался небольшой рост к 2004 году до 1 534,2 тыс. т. В ДО количество валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с 1990 по 2004 год снизилось с 3 016,5 до 1 830,8 тыс. т/год с небольшим пиком роста в 1999-м — 2 682,1 тыс. т.

На рис. 1 представлены данные по выбросам загрязняющих веществ в атмосферу базовых отраслей промышленности КО и ДО. Динамика выбросов от

предприятий угледобывающей промышленности КО показала их снижение с 167,7 тыс. т в 1985 году до 115,1 тыс. т в 1996-м, а затем увеличение до 485,8 тыс. т в 2004-м. Количество выбросов от металлургической промышленности (включая производство кокса) с 1990 по 2004 год уменьшилось с 794,7 до 364,5 тыс. т/год. Количество выбросов предприятиями теплоэлектроэнергетики в КО за тот же период снизилось с 306,5 до 179,14 тыс. т/год.

Количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в ДО при добыче угля с 1990 по 2004 год снизилось с 903,5 до 498,1 тыс. т/год. При анализе динамики выбросов за исследуемый период наблюдалось снижение показателей загрязнения от предприятий металлургии с 730,9 до 473,5 тыс. т в 1998 году и

теплоэлектроэнергетики с 615,8 до 383,2 тыс. т в 1999-м с последующим увеличением к 2004 году — до 691,5 и 435,9 тыс. т соответственно.

Таким образом, между КО и ДО имеют место значительные различия как по количеству добытого и переработанного угля, так и по количеству выбросов загрязняющих веществ в атмосферу базовыми отраслями промышленности. При этом данные показатели по-разному изменялись во времени.

Очевидность взаимосвязей между спадом производства и соответствующего уменьшения количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, с одной стороны, и снижением уровней заболеваемости населения раком легкого, с другой стороны, послужило основанием для дальнейшего исследования.

Динамика удельной экологической опасности базовых отраслей промышленности Кемеровской и Донецкой областей

Для более детальной экологической оценки необходимо установить удельную экологическую опасность базовых отраслей промышленности в этих угледобывающих регионах России и Украины. То есть рассчитать, какое количество производственных выбросов в атмосферу сопровождало добычу и переработку одной единицы угля.

В табл. 2 приведены суммарные количества выбросов в атмосферу при добыче и переработке угля в металлургической промышленности и на теплоэлектростанциях (А, тыс. т); соответствующие суммарные количества добытого и переработанного угля (Б, млн т) и количество выбросов в атмосферу при добыче и переработке 1 млн т угля (А/Б) в КО и ДО за 1990—2004 годы. Показатель А/Б и определяет удельную экологическую опасность базовых отраслей промышленности двух сравниваемых регионов России и Украины.

Таблица 2

Экологические характеристики базовых отраслей промышленности Кемеровской области Российской Федерации и Донецкой области Украины

Отрасль Кемеровская область Донецкая область

А Б А/Б А Б А/Б

Добыча угля 3691,7 1741,9 2,1 10246,8 825,3 12,4

Металлургия 6891,3 133,8 51,5 9901,1 540,1 18,3

Теплоэлектроэнер- гетика 3196,8 190,3 16,8 7387,9 225,8 32,7

Валовый выброс загрязняющих веществ в атмосферу 21236,8 — — 34002,7 — —

Примечание. А - суммарное количество выбросов в атмосферу за 1990-2004 гг. (тыс. т); Б — суммарное количество добытого и переработанного угля за 1990—2004 гг. (млн т); А/Б — количество выбросов в атмосферу при добыче и переработке 1 млн т угля.

Представленные данные свидетельствуют о том, что за исследуемый промежуток времени (15 лет) суммарное количество добытого угля в КО составило 1 741,9 млн т, а в ДО — 825,3 млн т, то есть на 52,6 % меньше.

Суммарное количество угля, переработанного на предприятиях металлургической промышленности, в КО составило 133,8 млн т, то есть в 4 раза меньше, чем в ДО (540,1 млн т).

На теплоэлектростанциях КО было переработано

190,3 млн т угля, что на 19,0 % меньше, чем на теплоэлектростанциях ДО (225,8 млн т).

Суммарное количество выбросов в атмосферу от предприятий угледобывающей и металлургической отраслей промышленности и от теплоэлектростанций в КО было меньше, чем в ДО. Суммарных валовых выбросов от всех стационарных и передвижных источников в КО было в 1,6 раза меньше, чем в ДО.

Однако добыча и переработка одинакового количества угля сопровождалась разным количеством выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Эти различия имели место как между отдельными отраслями промышленности, так и между сравниваемыми регионами.

Так, в КО добыча 1 млн т угля сопровождалась выбросом в атмосферу 2,1 тыс. т загрязняющих веществ. При переработке каждого миллиона тонн угля в металлургической промышленности в атмосферу выбрасывалось 51,5 тыс. т загрязняющих веществ, а на теплоэлектростанциях — 16,8 тыс. т.

При добыче 1 млн т угля в КО количество выбросов загрязняющих веществ оказалось в 5,9 раза меньше, чем в ДО (показатели А/Б соответственно 2,1 и 12,4). Переработка каждого миллиона тонн угля в металлургической промышленности сопровождалась выбросами загрязняющих веществ в атмосферу в КО в 2,8 раза больше, чем в ДО (51,5 и 18,3 соответственно). Теплоэлектростанции КО при сжигании

1 млн т угля выбрасывали в атмосферу в 1,9 раза меньше загрязняющих веществ, чем теплоэлектростанции ДО (16,8 и 32,7 соответственно).

Таким образом, в КО удельная экологическая опасность (А/Б) угледобывающих предприятий и теплоэлектростанций оказалась меньше, а металлургических предприятий больше, чем в ДО. По-видимому, эти различия обусловлены различными марками угля и используемыми технологиями его добычи и переработки. При этом очевидно, что технологии добычи и переработки угля в постсоветском периоде изменялись по-разному в КО и ДО в связи с приватизацией и разными экономическими и другими возможностями новых собственников угледобывающих и углеперерабатывающих предприятий. Поэтому определенный интерес представляет анализ изменений удельной экологической опасности базовых отраслей промышленности КО и ДО с 1990 года.

На рис. 2А представлена динамика показателя А/Б для угледобывающей промышленности в КО и ДО. Видно, что удельная экологическая опасность в этой отрасли в КО значительно меньше, чем в ДО, в течение всего исследуемого периода, что соответствует данным табл. 2. Однако с 1997 года в КО наблюдается рост показателя А/Б с 1,5 до 3 и выше. В ДО, напротив, удельная экологическая

Рис. 2. Динамика удельной экологической опасности угледобывающей (А), металлургической (Б) и теплоэлектроэнергетической (В) отраслей промышленности Кемеровской области Российской Федерации и Донецкой области Украины

опасность угледобывающих предприятий снизилась с 18,2 в 1996 году до 8,8 в 2004. Очевидно, что это произошло вследствие опережающего роста выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по сравнению с увеличением количества добываемого угля в КО и резкого уменьшения количества выбросов в атмосферу по сравнению с незначительным ростом добычи угля в ДО в этот промежуток времени.

Удельная экологическая опасность предприятий металлургической промышленности в КО с 1990 по 2004 год снижалась с 84,5 до 30,9 (рис. 2Б). Очевидно, что это являлось следствием уменьшения

выбросов загрязняющих веществ при относительно стабильном уровне потребления угля. В ДО показатель А/Б за весь исследуемый период не претерпевал значительных изменений и оставался на уровне 14,8—21,0. Возможно, это связано с тем, что динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу предприятиями металлургической промышленности ДО соответствовала динамике количества переработанного угля. При этом количество переработанного угля в этой отрасли в ДО значительно превышало таковое в КО, а количество выбросов в атмосферу было незначительно больше, чем в КО.

В течение всего промежутка времени удельная экологическая опасность предприятий теплоэлек-троэнергетики ДО оставалась примерно на одном уровне (30,1—36,7) и превышала таковую в КО (рис. 2В). Это связано с одновременным снижением и потребления угля, и выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в этой отрасли промышленности ДО. В КО с 1990 по 2004 год имела место тенденция к снижению удельной экологической опасности (с 23,9 до 13,6), вероятно, вследствие незначительного увеличения количества переработанного угля при одновременном незначительном снижении выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

Таким образом, в ДО удельная экологическая опасность угледобывающей и теплоэлектроэнергетической отраслей промышленности была выше, а металлургической ниже, чем в КО.

Динамика заболеваемости злокачественными новообразованиями Кемеровской и Донецкой областей

На рис. 3 представлены стандартизованные по-

казатели заболеваемости злокачественными новообразованиями КО и ДО с 1990 по 2005 год. Видно, что онкологическая заболеваемость как у мужчин (А), так и у женщин (Б) в ДО имела явную тенденцию к снижению на всем исследованном промежутке времени. При этом снижение заболеваемости у мужчин было более выражено, чем у женщин. Это объясняется тем, что мужчины больше заняты в промышленном производстве, падение которого продолжалось до 2005 года.

В КО показатели заболеваемости населения злокачественными опухолями с 1990 по 1994 год были ниже, чем в ДО. С 1995 года по 1999-й у мужчин и по 1998-й у женщин эти показатели в КО и ДО оказались практически на одном уровне. Затем вплоть до 2005 года онкологическая заболеваемость в КО превышала таковую в ДО и эта разница увеличивалась. Очевидно, это связано с более быстрыми темпами восстановления производства в базовых отраслях промышленности в КО по сравнению с ДО.

Рис. 3. Динамика стандартизованных показателей заболеваемости злокачественными новообразованиями у мужчин (А) и у женщин (Б) в Кемеровской области Российской Федерации и Донецкой области Украины

Выводы

В результате сравнительной экологической оценки базовых отраслей промышленности Кемеровской и Донецкой областей выявлены как общие закономерности, так и региональные особенности.

К общим закономерностям относятся:

1. Падение промышленного производства с 1988 по 1996—1999 годы в сфере добычи и обогащения угля, в металлургии и теплоэлектроэнергетике.

2. Сокращение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с 1990 по 1996—1998 годы от предприятий угледобывающей и металлургической отраслей промышленности, теплоэлектроэнергетики, а также валовых выбросов от всех передвижных и стационарных источников.

Выявленные региональные особенности:

1. Падение производства базовых отраслей промышленности к 1996—1999 годам в Кемеровской области было менее выражено, чем в Донецкой.

2. К 2005 году в Кемеровской области почти полностью восстановлены все базовые отрасли промышленности. Количество обогащенного угля и переработанного предприятиями теплоэлектроэнергетики достигло 98,3 и 97,0 % от исходного уровня 1988 года; количество добытого и переработанного металлургическими предприятиями превысило исходный уровень на 5,0 и 31,9 %. В Донецкой области эти показатели не превысили 74,8 % от уровня 1988 года.

3. Количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на всем протяжении исследуемого периода в Донецкой области было больше, чем в Кемеровской (34 002,7 и 21 236,8 тыс. т за 1990—2004 гг. соответственно).

4. Количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от предприятий угледобывающей промышленности с 1996 по 2004 год в Донецкой области продолжало снижаться, а в Кемеровской значительно возросло.

5. Количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от металлургических предприятий с

1998 года в Донецкой области возрастало, а в Кемеровской имело тенденцию к снижению.

6. Количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от предприятий теплоэлектроэнергетики с

1999 года в Донецкой области имело тенденцию к росту, а в Кемеровской оставалось на том же уровне.

7. Удельная экологическая активность (количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу при добыче и переработке 1 млн т угля) угледобывающей промышленности и теплоэлектроэнергетики в Кемеровской области была меньше, а металлургической промышленности больше, чем в Донецкой.

8. Заболеваемость населения злокачественными новообразованиями в Донецкой области с 1990 по 2005 год снижалась. В Кемеровской области с 1990 по 1994 год онкологическая заболеваемость была ниже, а после 1999-го выше, чем в Донецкой.

Эти различия отражают вышеописанные изменения в базовых отраслях промышленности исследуемых угледобывающих регионов России и Украины.

Список литературы [References]

1. Gosudarstvennyi doklad “O sostoyanii i okhrane okruzhayushchei sredy Kemerovskoi oblasti v 2004 g.” [State Report “Environment state and protection in Kemerovo region in 2004”]. Kemerovo: Praktika, 2005. 367 s.

2. Donetskaya oblast' v tsifrakh: statisticheskii sbornik po ekonomicheskim voprosam 1985-2004 gg. [Donetsk region in figures: statistical book on economic issues in 1985-2004]. Donetskoe oblastnoe statisticheskoe upravlenie, 2005. 116 s.

3. “Zemlya trevogi nashei”: materialy ezhegodnykh dokladov o sostoyanii okruzhayushchei sredy Donetskoi oblasti [“Land of our alarm”: materials of annual reports on environment state in Donetsk region]. Gosupravlenie po ekologicheskoi bezopasnosti, 2005. 55 s.

4. Merkov A. M., Polyakov L. E. Sanitarnaya statistika [Sanitary statistics]. L.: Meditsina, 1974. 384 s.

5. Osnovnye pokazateli okhrany okruzhayushchei sredy: statisticheskii sbornik po valovym vybrosam 1985-2004 gg. [Main indices of environment protection: statistical book on total emissions in 1985-2004] Donetskoe oblastnoe statisticheskoe upravlenie, 2005. 150 s.

6. Ugol'naya promyshlennost' Rossiiskoi Federatsii v 2004 godu [Coal-mining industry in Russian Federation in 2004]. T. 2. M.: Rosinformugol', 2005. 150 s.

COMPARATIVE ANALYSIS OF ECOLOGICAL DANGER OF BASIC INDUSTRIES OF KEMEROVO REGION IN RUSSIAN FEDERATION AND DONETSK REGION IN UKRAINE

*, 3S. A. Mun, *S. A. Larin, 2V. V. Brailovsky,

*A. N. Glushkov, 4S. V. Gryshchenko,

4Ju. A. Ishcheykina, 4A. V. Zorkina

1Institute of Human Ecology SB RAS, Kemerovo, Russia 2Center of Hygiene and Epidemiology in Kemerovo region, Kemerovo, Russia

3Kemerovo State Medical Academy, Kemerovo, Russia 4M. Gorky Donetsk National Medical University, Donetsk, Ukraine

In the article, data on the quantity of mined and processed coal, air pollution and specific ecological danger of basic industries of the Kemerovo and Donetsk regions from 1990 till 2005 have been given. The results of the comparative analysis of cancer incidence in these regions from 1990 till 2005 have been presented. Common factors and regional ecological peculiarities have been detected.

Keywords: ecological danger, pollution emissions in atmosphere, coal region

Контактная информация:

Мун Стелла Андреевна — кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник Института экологии человека Сибирского отделения РАН

Адрес: 650065, г. Кемерово, пр. Ленинградский, д. 10

Тел. (83842)54-69-52

E-mail: Stellamun@yandex.ru