Практический опыт использования индекса сравнительной опасности здоровью населения в целях обоснования перечня загрязняющих веществ для мониторинга

Введение. Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителя и благополучия человека в пределах своей компетенции продолжает активно участвовать в реализации мероприятий национального проекта «Экология»¹, в состав которого входит, в том числе, и федеральный проект «Чистый воздух» (далее – ФП «Чистый воздух»).

В 2018 году реализация проекта началась на территории 12 городов с наиболее высокими уровнями загрязнения атмосферного воздуха. Планируется, что в этих городах – участниках проекта в 2026 году выбросы опасных для здоровья веществ составят не более 85 % от базового значения 2017 года; снизится загрязнение атмосферного воздуха и, как следствие, улучшится качество жизни более 4,622 млн человек.

С 1 сентября 2023 года распоряжением Правительства РФ от 07.07.2022 № 1852-р² к проекту «подключены» еще 29 городских поселений и городских округов с высоким и очень высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха, расположенных в 16 субъектах РФ. Для новых городов-участников установлена новая цель – снижение к 31 декабря 2030 года выбросов приоритетных (опасных) загрязняющих веществ в 2 раза по отношению к 2020 году.

В соответствии с актуальной законодательной базой определение перечня приоритетных загрязняющих веществ осуществляется на основании сводных расчетов рассеивания загрязняющих веществ от источников, формирующих в совокупности не менее 95 % валового выброса по территории^3,4. Вместе с тем формирование интегрированных баз данных о параметрах стационарных (включая автономные источники теплоснабжение частного сектора домовладений) и передвижных источников выбросов – трудоемкая работа, требующая значительного временного периода [1]. Кроме того, результаты расчетов рассеивания не всегда корректно отражают реальную санитарно-гигиеническую ситуацию [2]. Все изложенное делает крайне актуальными инструментальные измерения качества воздуха с ориентацией на вещества, формирующие потенциальные риски и угрозы для здоровья населения.

На промышленно развитых территориях в атмосферный воздух одновременно выбрасываются десятки и сотни разнообразных химических веществ и смесей [3–7]. Предварительная обработка информации об источниках загрязнения атмосферы, номенклатуре выбрасываемых химических веществ, их совокупных массах, показателях опасности отдельных ингредиентов для здоровья человека и др. позволяет оптимизировать процесс обоснования перечня загрязняющих веществ, подлежащих контролю.

В системе государственного экологического мониторинга в условиях отсутствия сводных расчетов рассеивания задачу определения перечня загрязняющих веществ, включаемых в программы наблюдений за состоянием атмосферного воздуха, решают путем анализа состава и характера выбросов и результатов предварительных инструментальных наблюдений (РД 52.04.186-89)⁵. При этом рекомендовано учитывать перечень веществ, в отношении которых применяются меры государственного регулирования в области охраны окружающей среды (согласно приказу Минприроды России)⁶. При изменении объемов выбросов, появлении новых источников выбросов, реконструкции и техническом перевооружении предприятий, перечень загрязняющих веществ пересматривают.

Принцип выбора веществ для включения в программы мониторинга основан на использовании параметра потребления воздуха, который представляет собой отношение суммарной массы выбросов конкретной примеси от всех источников, расположенных на территории города, к ПДК этой примеси [8]. По величине параметра потребления воздуха вещества ранжируют, примеси с наибольшими рангами рекомендуют для включения в программы наблюдения.

Актуальность учета критериев риска для здоровья населения требует развития методических подходов к формированию программ мониторинга, в том числе в условиях отсутствия сводных расчетов. Включение в программы систематических наблюдений веществ, которые являются потенциально наиболее опасными для здоровья жителей, в полной мере отвечает стратегическим целям и задачам федерального проекта «Чистый воздух».

Опыт формирования программ мониторинга качества атмосферного воздуха с применением элементов идентификации опасности выбросов и расчетов индексов опасности уже накоплен и описан в ряде публикаций [9][10].

Цель исследования – обоснование перечня основных веществ, загрязняющих атмосферный воздух в 10 новых городах – участниках федерального проекта «Чистый воздух», расположенных в Красноярском крае и Иркутской области, с использованием индекса сравнительной опасности здоровью населения и данных инструментальных исследований для формирования программ мониторинга на период до получения результатов сводных расчетов на территории.

Материалы и методы. Исследование было выполнено с использованием данных Росприроднадзора о фактических годовых выбросах объектов негативного воздействия, расположенных в 10 новых городах – участниках ФП «Чистый воздух» (Ангарск, Ачинск, Зима, Иркутск, Лесосибирск, Минусинск, Свирск, Усолье-Сибирское, Черемхово, Шелехов), по форме № 2-ТП (воздух) за 2022 год в связи с необходимостью начала проведения рекогносцировочных исследований (измерений) уровня загрязнения атмосферного воздуха в этих городах в рамках социально-гигиенического мониторинга в 2023 году.

Сведения о численности постоянного населения в исследуемых городах (по состоянию на 1 января 2023 года) получали из открытых данных территориальных органов Федеральной службы государственной статистики по Иркутской области и Красноярскому краю.

Для обоснования перечней загрязняющих веществ, подлежащих мониторингу в рамках СГМ на территориях городов – участников ФП «Чистый воздух», использовали методы ранжирования химических соединений, изложенные как в действующем Руководстве по оценке риска⁷, так и отмененном с 1 января 2024 года документе⁸. При этом значения референтных концентраций и факторов канцерогенного потенциала отдельных химических веществ принимали в соответствии с утратившим силу Руководством⁸, так как исследование было выполнено до момента вступления в силу нового документа.

Были рассчитаны индексы сравнительной канцерогенной (HRIc) и неканцерогенной (HRI) опасности каждой i-й примеси с учетом годового поступления в атмосферный воздух (Ei, т/год), весового коэффициента влияния на здоровье (TWi), а также численности популяции, подвергаемой воздействию (Р, чел.).

С использованием величин индексов сравнительной канцерогенной (HRIc) и/или неканцерогенной (HRI) опасности отдельно ранжировали списки канцерогенов и неканцерогенов.

Далее индексы сравнительной канцерогенной и/или неканцерогенной опасности всех примесей суммировали. Для каждого города получали два показателя:

– суммарный индекс сравнительной канцерогенной опасности (∑HRI_cⁱ);

– суммарный индекс сравнительной неканцерогенной опасности (∑HRIⁱ).

Затем определяли долевой вклад (∆сⁱ) каждой i-й примеси в суммарный индекс сравнительной канцерогенной опасности в соответствии с формулой:

∆_сⁱ – долевой вклад вещества в суммарный индекс сравнительной канцерогенной опасности;

HRI_cⁱ – индекс сравнительной опасности i-й примеси;

ΣHRI_cⁱ – суммарный индекс сравнительной канцерогенной опасности.

По аналогичной формуле определяли долевой вклад (∆ⁱ) каждой i-й примеси в суммарный индекс сравнительной неканцерогенной опасности.

В предварительный перечень веществ для мониторинга загрязнения атмосферного воздуха на территории города – участника ФП «Чистый воздух» включали примеси, которые формировали (в сумме) долевой вклад не менее 90 % величины суммарного индекса сравнительной канцерогенной (ΣHRI_cⁱ) и/или неканцерогенной (ΣHRIⁱ) опасности.

Оценка соблюдения санитарно-эпидемиологических требований к качеству атмосферного воздуха была проведена по данным с постов наблюдения Росгидромета и Роспотребнадзора за 2020–2022 гг. Значения гигиенических нормативов содержания химических веществ в атмосферном воздухе городских и сельских поселений принимали в соответствии с действующими санитарными правилами и нормативами⁹.

Для 10 новых городов – участников ФП «Чистый воздух» проанализирована информация с 25 постов наблюдений Росгидромета, 2 постов территориальной сети мониторинга (ТСН) Красноярского края, 18 постов социально-гигиенического мониторинга Роспотребнадзора.

Были обработаны данные о концентрациях от 6 (г. Лесосибирск) до 26 (г. Иркутск) загрязняющих веществ, исследуемых на постах наблюдений Росгидромета; от 7 (г. Минусинск) до 10 (г. Ачинск) загрязняющих веществ, исследуемых на постах ТСН Красноярского края; от 5 (г. Черемхово) до 22 (г. Ачинск) загрязняющих веществ, содержание которых исследовано в рамках социально-гигиенического мониторинга ФБУЗ «ЦГиЭ» Роспотребнадзора на территории Красноярского края и Иркутской области. Общее число исследованных проб – более 500 тыс.

Результаты. Согласно данным Федеральной службы по надзору в сфере природопользования (далее – Росприроднадзор)¹⁰ в 2022 году объекты негативного воздействия выбрасывали в атмосферный воздух 10 исследуемых городов – участников ФП «Чистый воздух», расположенных в Иркутской области и Красноярском крае, от 28 до 128 загрязняющих веществ.

В промышленных выбросах исследуемых городов в 2022 году регистрировали: серы диоксид (долевой вклад в суммарные выбросы от 4,0 % в Ангарске до 12,4 % в Ачинске); азота диоксид (с долей от 2,7 % в Минусинске до 25,8 % в Ачинске); углерода оксид (с вкладом от 3,2 % в Иркутске до 74,7 % в Шелехове); пыль неорганическая с содержанием SiO₂ от 20 до 70 % (долевой вклад от 4,6 % в Свирске до 15,9 % в Усолье-Сибирском); азот (II) оксид (от 4,0 % в Ангарске до 12,4 % в Ачинске); метан (от 5,0 % в Лесосибирске до 20,6 % в Ангарске).

В Минусинске и Черемхове значительный вклад в промышленные выбросы вносил метилбензол (толуол) (2,3 и 2,4 % соответственно), в Шелехове и Ачинске – пыль неорганическая с содержанием SiO₂ до 20 % (5,5 и 20,4 % соответственно). Вклады в формирование более 95 % массы выбросов от промышленных объектов в исследуемых городах также вносили: аммиак (1,9 % в Минусинске); взвешенные вещества (5,7 % в Минусинске); диметилбензол (ксилол) (1,4 % в Минусинске); керосин (6,0 % в Зиме); пыль неорганическая с содержанием SiO₂ более 70 % (9,4 % в Шелехове); смесь предельных углеводородов С1–С5 (11,6 % в Ангарске); смесь предельных углеводородов С6–С10 (2,5 % в Ангарске); углерод (пигмент черный) (14,8 % в Лесосибирске) (рис. 1).

На основе данных о годовом поступлении загрязняющих веществ в атмосферный воздух исследуемых городов были рассчитаны индексы сравнительной канцерогенной (HRIc) и неканцерогенной (HRI) опасности каждой i-й примеси, суммарные индексы сравнительной канцерогенной (∑HRI_cⁱ) и неканцерогенной (∑HRIⁱ) опасности (рис. 2), а также долевые вклады каждой i-й примеси в суммарный индекс сравнительной канцерогенной и/или неканцерогенной опасности.

Оценка вкладов в суммарный индекс сравнительной канцерогенной опасности показала, что в разных городах основными веществами-вкладчиками в этот показатель являются различные вещества: углерод (сажа, пигмент черный) (до 99,8 % в Лесосибирске); хром (до 93,4 % в Ачинске); бенз(а)пирен (до 73,1 % вклада в Иркутске); формальдегид (до 41,5 % в Усолье-Сибирском); бензол (до 28,7 % вклада в Ангарске); свинец (до 14,4 % вклада в Свирске) (рис. 3).

Необходимо отметить, что углерод (пигмент черный) – вещество, обладающее канцерогенным потенциалом при ингаляционном воздействии,^11,12 – содержится в выбросах всех исследуемых городов – участников ФП «Чистый воздух». На втором месте по частоте встречаемости – хром (в пересчете на хрома (VI) оксид), который является приоритетным канцерогеном для шести городов (Ачинск, Зима, Иркутск, Минусинск, Свирск и Черемхово). На третьем месте – формальдегид – канцероген, входящий в состав промышленных выбросов пяти городов (Ангарск, Минусинск, Свирск, Усолье-Сибирское, Шелехов).

По величине долевого вклада в суммарный индекс сравнительной неканцерогенной опасности лидируют следующие химические вещества и соединения: пыль неорганическая более 70 % SiO₂ (до 73 % в Шелехове); сера диоксид (до 65,2 % в Иркутске); мазутная зола теплоэлектростанций (до 61,8 % в Ангарске); хлор (до 60,1 % в Минусинске), серная кислота (до 43,7 % в Свирске) и углерод (пигмент черный) (до 37,1 % в Лесосибирске) (табл. 1).

Анализ данных табл. 1 показал, что в структуре долевых вкладов в суммарный индекс сравнительной неканцерогенной опасности по отдельным городам чаще всего встречается серы диоксид (все исследуемые города), азота диоксид (в 9 городах из 10 исследованных), азот (II) оксид (в 7 из 10 городов), керосин и пыль неорганическая: 70–20 % SiO₂ (6 из 10), мазутная зола теплоэлектростанций (в пересчете на ванадий) (в 5 из 10 исследованных городов). Остальные вещества вносят значительный вклад:

– в двух городах: аммиак (Минусинск, Черемхово); взвешенные вещества (Минусинск, Лесосибирск); диметилбензол (Минусинск, Черемхово); пыль неорганическая: до 20 % SiO₂ (Ачинск, Шелехов); свинец и его неорганические соединения (Свирск, Минусинск); углерод (пигмент черный) (Лесосибирск, Черемхово);

– в одном городе: бенз(а)пирен (Иркутск); диАлюминий триоксид (Ачинск); дигидросульфид (Минусинск); диметиламин (Ангарск); марганец и его соединения (Зима); пыль неорганическая более 70 % SiO₂ (Шелехов); серная кислота (Свирск); углерод оксид (Лесосибирск); формальдегид (Свирск); фториды газообразные и фториды неорганические плохо растворимые (Шелехов); хлор (Минусинск); хром (Ачинск).

По данным мониторинга загрязнения атмосферного воздуха за 2020–2022 гг. на постах Росгидромета и Роспотребнадзора в исследуемых городах наблюдались превышения гигиенических нормативов следующих веществ:

– Ачинск (10 веществ): бенз(а)пирен, взвешенные вещества, взвешенные частицы РМ2,5 и РМ10, диАлюминий триоксид, дигидросульфид, диметилбензол, метилбензол, формальдегид, фториды газообразные;

– Лесосибирск (2 вещества): бенз(а)пирен, формальдегид;

– Минусинск (6 веществ): азота диоксид, бенз(а)пирен, взвешенные вещества, взвешенные частицы PM2,5, углерода оксид, формальдегид;

– Ангарск (8 веществ): азот (II) оксид, азота диоксид, бензол, взвешенные вещества, взвешенные частицы PM10, сера диоксид, углерод оксид, формальдегид;

– Зима (4 вещества): гидрохлорид, дигидросульфид, формальдегид, хлор;

– Иркутск (8 веществ): азот (II) оксид, азота диоксид, взвешенные вещества, диметилбензол, сера диоксид, тетрахлорэтилен, углерод оксид, формальдегид;

– Свирск (2 вещества): азота диоксид, взвешенные вещества;

– Усолье-Сибирское (2 вещества): ртуть, эпихлоргидрин;

– Черемхово (3 вещества): азота диоксид, взвешенные вещества, углерода оксид;

– Шелехов (9 веществ): азот (II) оксид, азота диоксид, взвешенные вещества, взвешенные частицы PM10 и PM2,5, гидроксибензол, углерод оксид, формальдегид, фтористые газообразные соединения.

Вышеперечисленные вещества также были включены в предварительный перечень веществ для мониторинга в новых городах – участниках ФП «Чистый воздух», так как согласно пункту 1 статьи 3 Федерального закона № 195-ФЗ¹³ «…приоритетные загрязняющие вещества – загрязняющие вещества, выбросы которых влияют на превышение гигиенических нормативов качества атмосферного воздуха, создают риски для здоровья человека на территориях эксперимента».

В результате проведенной исследовательской работы в программы социально-гигиенического мониторинга качества атмосферного воздуха на территории десяти новых городов – участников ФП «Чистый воздух» на 2023–2024 гг. было рекомендовано включить от 10 до 24 веществ (табл. 2).

Обсуждение. Организация мониторинга содержания в атмосфере всего комплекса примесей является сложным и дорогостоящим мероприятием [11][12]. На стационарных постах экологического мониторинга определяют как основные примеси (диоксид и оксид азота, диоксид серы, оксид углерода, пыли), так и специфические, характерные для промышленных выбросов предприятий данного населенного пункта (аммиак, сероводород, свинец и пр.) [13–15].

Применение методических подходов, изложенных в Руководстве по оценке риска¹⁴, использование индексов сравнительной опасности, учет их вкладов в соответствующие суммарные индексы сравнительной канцерогенной и/или неканцерогенной опасности позволили обосновать перечни загрязняющих веществ для включения в программы СГМ в 10 новых городах – участниках ФП «Чистый воздух» на 2023–2024 гг., а также расширить их за счет включения примесей, формирующих риски для здоровья человека на территориях эксперимента [16–21].

Так, по результатам оценки вкладов в суммарный индекс сравнительной канцерогенной опасности предложено включить в программы мониторинга ацетальдегид, бенз(а)пирен, бензол, бута-1,3-диен, свинец, углерод (пигмент черный), формальдегид, хром (IV) и прочие вещества, обладающие канцерогенным потенциалом при ингаляционном воздействии.

Оценка долевого вклада в суммарный индекс сравнительной неканцерогенной опасности выявила необходимость расширения программ мониторинга для 10 новых городов – участников ФП «Чистый воздух» за счет следующих высокоопасных веществ (2-й класс опасности)¹⁵: диАлюминий триоксид (Ачинск), дигидросульфид (Минусинск), диметиламин (Ангарск), марганец и его соединения (Зима), серная кислота (Свирск), фториды (Шелехов), хлор (Минусинск).

Кроме веществ, формирующих риски для здоровья населения, в программы мониторинга предложено включить вещества, выбросы которых (по данным систематических инструментальных исследований Росгидромета и Роспотребнадзора на исследуемых территориях) влияют на превышение гигиенических нормативов качества атмосферного воздуха: взвешенные частицы РМ2,5 и РМ10, гидроксибензол, гидрохлорид, тетрахлорэтилен и пр.

Необходимо отметить, что обоснование перечня загрязняющих веществ для мониторинга с использованием данных о валовых выбросах в рамках поселения связано со следующими неопределенностями: отсутствие учета территориального и высотного расположения источников выбросов, метеоусловий, а также удаленности жилой застройки от источников загрязнения атмосферы [9][10].

Заключение. В результате проведенного исследования обоснованы предварительные перечни основных веществ, загрязняющих атмосферный воздух, для 10 новых городов – участников федерального проекта «Чистый воздух»: Ангарск, Зима, Иркутск, Свирск, Усолье-Сибирское, Черемхово, Шелехов, Ачинск, Лесосибирск, Минусинск. Выявлены вещества, выбросы которых потенциально могут влиять на превышение гигиенических нормативов качества атмосферного воздуха, формировать неприемлемые уровни риска для здоровья человека на территориях эксперимента.

По результатам исследований загрязнения атмосферного воздуха в 2023–2024 гг., а также оценки риска здоровью населения по данным сводных расчетов рассеивания, программы социально-гигиенического мониторинга в 10 новых городах – участниках ФП «Чистый воздух» будут откорректированы.

Полученные результаты будут использованы для совершенствования системы социально-гигиенического мониторинга, принятия обоснованных управленческих решений в сфере обеспечения качества атмосферного воздуха и санитарно-эпидемиологического благополучия населения.