Оценка риска здоровью городского населения с использованием фоновых долгопериодных средних концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе

Введение. Учету фоновых концентраций традиционно уделяется много внимания как применительно к проектным материалам нормативов допустимых выбросов (НДВ) и санитарно-защитных зон (СЗЗ), так и при совершенствовании социально-гигиенического мониторинга (СГМ), реализации национального проекта «Экология» [1–15].

Для предприятий 1-го и 2-го классов опасности в составе проекта СЗЗ должна быть выполнена оценка риска здоровью населения, в ходе которой проводится расчет рассеивания выбросов загрязняющих веществ. Известно, что загрязнение атмосферного воздуха вносит значимый вклад в заболеваемость и смертность среди населения, поэтому оценка этого загрязнения и его влияния является важным элементом санитарно-эпидемиологического надзора [20–25].

В соответствии с методическим пособием по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух (п. 2.4)¹ при нормировании выбросов загрязняющих веществ (ЗВ) конкретным хозяйствующим субъектом необходим учет фонового загрязнения, создаваемого выбросами других источников, не относящихся к рассматриваемому субъекту.

Учет необходим для хозяйствующих субъектов, выбрасываемых ими загрязняющих веществ, концентрации которых на ближайшей жилой застройке превышают 0,1 предельной допустимой концентрации (ПДК).

Учет фоновых концентраций осуществляется исходя из фактических концентраций либо расчетных концентраций, полученных исходя из сводных данных загрязнения атмосферного воздуха населенного пункта, в обоих случаях выданных уполномоченной организацией. Однако оба названных способа предназначены для установления фоновых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных пунктов численностью более 100 тысяч жителей, при этом в рассматриваемых населенных пунктах имеются не только предприятия теплоэнергетики, легкая и пищевая промышленность, а также автотранспорт, но и крупные промышленные предприятия. Для малых и средних городских поселений зачастую традиционно учет фоновых концентраций производится в соответствии с Временными рекомендациями², содержащими фоновые показатели и долгопериодные средние фоновые концентрации.

В связи с введением в действие в 2018 г. методов расчетов рассеивания выбросов³проектные организации запрашивают фоновые концентрации вредных загрязняющих веществ, соответствующие длительному времени осреднения – долгопериодные средние концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Согласно Временным рекомендациям, которые подготовлены ФГБУ «Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова» (ФГБУ «ГГО»), на основе анализа и обобщения данных наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха на сети Росгидромета за пятилетний период в городах с численностью населения 100 тыс. человек и менее впервые включают не только фоновые концентрации (максимально разовые концентрации примесей), но и долгопериодные концентрации. В таблице № 2 Временных рекомендаций указаны долгопериодные средние фоновые концентрации азота диоксида, азота оксида, серы диоксида, дигидросульфида, бенз(а) пирена, взвешенных веществ, углерода оксида, формальдегида. В ходе выполнения оценки риска здоровью населения от выбросов промышленных предприятий производится расчет долгопериодных средних концентраций загрязняющих веществ и сравнение полученных концентраций со среднегодовыми ПДК (ПДКс.г.). В связи с этим представляет интерес анализ особенностей учета фоновых долгопериодных концентраций в соответствии с Временными рекомендациями при расчете риска здоровью.

В ходе разработки проекта по оценке риска от выбросов загрязняющих веществ предприятия были получены среднегодовые концентрации по формальдегиду и сероводороду (H2S) границе жилой застройки с превышением 0,1 ПДК, в связи с чем встает вопрос об использовании фоновых долгопериодных средних концентраций.

Цель: оценить влияние учета фоновых долгопериодных средних концентраций загрязняющих веществ для поселений, на территории которых не ведутся регулярные наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха, при расчете среднегодовых концентраций, проведении оценки риска здоровью населения.

Материалы и методы. Для обоснования использования фоновых концентраций были выбраны два городских поселения, в которых градообразующими являются предприятия газовой промышленности: городское поселение 1 и городское поселение 2. В этих поселениях присутствуют предприятия, обеспечивающие жизнедеятельность населения: теплоэнергетика, легкая и пищевая промышленность, а также автотранспорт.

Численность населения в городском поселении 1 – 30 000 человек, в городском поселении 2 – 10 000 человек. Расстояние до ближайшей жилой застройки – 550 метров и 700 метров соответственно. На основе сведений из двух томов НДВ, разработанных в 2019 году (таблица параметров выбросов ЗВ в воздух по предприятиям), которые утверждаются на 7 лет, было выполнено ранжирование ЗВ и определены приоритетные вещества в составе выбросов предприятий, для которых выполнялась оценка риска. Исследование было произведено одномоментно в 2022 году, в период действия томов нормативов допустимых выбросов.

Оценка риска выполнялась в соответствии с руководством по оценке риска4 на период всей жизни экспонируемого населения. Приоритетные вещества определялись по индексу сравнительной канцерогенной опасности (К), индексу сравнительной неканцерогенной опасности (HRI) и по величине валового выброса (В); по перечню «короткого списка» (С). Произведен расчет рассеивания ЗВ с применением унифицированной программы расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА) «Эколог» ООО «Фирма “Интеграл”». В программе расчет производится согласно Приказу Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации от 06.06.2017 № 273 «Об утверждении методов расчетов рассеивания выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе».

Точки расчета выбраны на ближайшей жилой застройке. На основе полученных концентраций выполнен расчет канцерогенного и неканцерогенного риска здоровью населения без учета и с учетом фонового загрязнения воздуха. Фоновые концентрации выбраны согласно Временным рекомендациям. Хронический канцерогенный риск оценивался по беспороговой модели, хронический неканцерогенный риск оценивался по пороговой модели и сравнивался с допустимыми уровнями. Далее определялись значения суммарного канцерогенного риска и суммация коэффициентов опасности по действию на критические органы и системы.

Результаты. Приоритетные химические вещества, включенные в оценку риска, код, регистрационный номер CAS, причина включения в оценку риска и их ранг по индексам канцерогенной и неканцерогенной опасности по предприятиям представлены в табл. 1, 2.

Следующие вещества включены в оценку риска для городского поселения 1: диЖелезо триоксид, марганец и его соединения, свинец и его неорганические соединения, азота диоксид, аммиак, азот (II) оксид, углерод (пигмент черный), серы диоксид, дигидросульфид, углерода оксид, гидрофторид, метан, бензол, диметилбензол (смесь о-, м-, п-изомеров), этилбензол, бенз(а)пирен, гидроксибензол, ацетальдегид, формальдегид, этантиол, керосин, взвешенные вещества, пыль древесная.

Следующие вещества включены в оценку риска для городского поселения 2: марганец и его соединения, свинец и его неорганические соединения, азота диоксид, аммиак, азот (II) оксид, углерод (пигмент черный), серы диоксид, дигидросульфид, углерода оксид, гидрофторид, метан, бензол, этилбензол, бенз(а)пирен, гидроксибензол, ацетальдегид, формальдегид, этантиол, керосин, взвешенные вещества.

В табл. 3 представлены сведения о долгопериодных средних концентрациях ЗВ в мг/м3 и в долях ПДК на границе ближайшей жилой застройки по предприятиям.

В городском поселении 1 выполняется условие C > 0,1 ПДК для дигидросульфида и формальдегида, следовательно, при расчете рассеивания выбросов должны быть учтены фоновые концентрации. В отмеченных городах не ведутся регулярные наблюдения за качеством атмосферного воздуха. Согласно временным рекомендациям фоновые долгопериодные средние концентрации для населенных пунктов с численностью населения от 10 до 50 тысяч человек по дигидросульфиду – 0,001 мг/м3, по формальдегиду – 0,008 мг/м3.

В составе заявленных вредных выбросов предприятия городского поселения 1 присутствуют 11 химических веществ, которые согласно санитарноэпидемиологическим требования к условиям труда⁵ и классификации МАИР обладают канцерогенным действием на организм человека: диЖелезо триоксид, углерод (пигмент черный), серы диоксид, бензол, диметилбензол (смесь о-, м-, п-изомеров), этилбензол, бенз(а)пирен, гидроксибензол, ацетальдегид, формальдегид и пыль древесная. Дальнейшая оценка канцерогенного риска проводилась для веществ: углерод (пигмент черный), бензол, этилбензол, бенз(а)пирен, ацетальдегид, формальдегид.

В составе заявленных вредных выбросов предприятия городского поселения 2 присутствуют 10 химических веществ, которые обладают канцерогенным действием на организм человека: диЖелезо триоксид, свинец и его неорганические соединения, углерод (пигмент черный), серы диоксид, бензол, диметилбензол (смесь о-, м-, п-изомеров), этилбензол, бенз(а)пирен, ацетальдегид, формальдегид.

Дальнейшая оценка канцерогенного риска проводилась для веществ: свинец и его неорганические соединения, углерод (пигмент черный), бензол, этилбензол, бенз(а)пирен, ацетальдегид, формальдегид.

При расчете рисков в городском поселении 1 без учета фоновых концентраций было получено следующее значение суммарного канцерогенного риска – 9,31 × 10^–6.

Расчетные значения хронического канцерогенного риска относятся ко второму диапазону риска, что соответствует предельно допустимому риску, т. е. верхней границе приемлемого риска. Данные уровни подлежат постоянному контролю. В некоторых случаях при таких уровнях риска могут проводиться дополнительные мероприятия по их снижению.

Суммарное воздействие от выбросов ЗВ оценивали с учетом воздействия на критические органы и системы: кровь, развитие, сердечно-сосудистую систему (ССС), иммунную систему, почки, печень, желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), красный костный мозг (ККМ), костную систему, центральную нервную систему (ЦНС), периферическую нервную систему (ПНС), зубы, глаза, репродуктивную и гормональную систему, а также оказывать системное действие на организм человека и вызывать дополнительную смертность.

Анализ суммарных значений хронического неканцерогенного риска позволил установить, что в качестве наиболее уязвимых критических органов и систем определены органы дыхания, ЦНС, глаза, ЖКТ.

Максимальные значения суммарного хронического неканцерогенного риска на границе жилой зоны соответствуют:

• при воздействии на органы дыхания на границе жилой зоны – 5,19E-01;
• при воздействии на глаза на границе жилой зоны – 3,49E-01;
• при воздействии на ЦНС на границе жилой зоны – 2,65E-01;
• при воздействии на ЖКТ на границе жилой зоны – 2,42E-01.

Значения суммарных индексов опасности при комбинированном воздействии приоритетных загрязнителей регистрируют приемлемый уровень риска на территории жилой застройки при воздействии на все критические органы и системы органов (допустимый уровень – менее 1,0).

При расчете рисков в городском поселении 2 без учета фоновых концентраций было получено следующее значение суммарного канцерогенного риска – 2,83 × 10^–6.

Расчетные значения хронического канцерогенного риска относятся ко второму диапазону риска, что соответствует предельно допустимому риску, т. е. верхней границе приемлемого риска.

Данные уровни подлежат постоянному контролю. В некоторых случаях при таких уровнях риска могут проводиться дополнительные мероприятия по их снижению.

Суммарное воздействие от выбросов ЗВ оценивали с учетом воздействия на критические органы и системы: органы дыхания, кровь, зубы, развитие, почки, печень, ССС, репродуктивную систему, гормональную систему, иммунную систему, ЖКТ, ПНС, ЦНС, костную систему, глаза, а также оказывать системное действие на организм человека и вызывать дополнительную смертность.

Анализ суммарных значений хронического неканцерогенного риска позволил установить, что в качестве наиболее уязвимых критических органов и систем определены ЦНС, органы дыхания, глаза, ССС.

Максимальные значения суммарного хронического неканцерогенного риска на границе жилой зоны соответствуют:

• при воздействии на органы дыхания на границе жилой зоны – 2,91E-01;
• при воздействии на глаза на границе жилой зоны – 1,66E-01;
• при воздействии на ЦНС на границе жилой зоны – 1,58E-01;
• при воздействии на ССС на границе жилой зоны – 1,49E-01.

Значения суммарных индексов опасности при комбинированном воздействии приоритетных загрязнителей регистрируют приемлемый уровень риска на территории жилой застройки при воздействии на все критические органы и системы органов (допустимый уровень – менее 1,0).

При расчете рисков в городском поселении 1 с учетом фоновых концентраций было получено следующее значение суммарного канцерогенного риска – 1,09 × 10^–4.

Полученные значения хронического канцерогенного риска на ближайшей жилой застройке относятся к третьему диапазону риска, который приемлем для профессиональных групп и неприемлем для населения в целом. Появление такого риска требует разработки и проведения плановых оздоровительных мероприятий.

Суммарное воздействие от выбросов ЗВ оценивали с учетом воздействия на критические органы и системы: органы дыхания, иммунную систему, развитие, ССС, ЖКТ, ККМ, костную систему, почки, печень, ПНС, ЦНС, кровь, зубы, глаза, репродуктивную и гормональную систему, а также оказывать системное действие на организм человека и вызывать дополнительную смертность.

Анализ суммарных значений хронического неканцерогенного риска позволил установить, что в качестве наиболее уязвимых критических органов и систем определены органы дыхания, глаза, иммунная система, ЦНС.

Максимальные значения суммарного хронического неканцерогенного риска на границе жилой зоны соответствуют:

• при воздействии на органы дыхания на границе жилой зоны – 3,46;
• при воздействии на глаза на границе жилой зоны – 3,17;
• при воздействии на иммунную систему на границе жилой зоны – 2,67;
• при воздействии на ЦНС на границе жилой зоны – 5,64E-01.

Значения суммарных индексов опасности при комбинированном воздействии приоритетных загрязнителей регистрируют неприемлемый уровень риска на территории жилой застройки при воздействии на критические органы и системы органов (допустимый уровень – менее 1,0).

Обсуждение. Сразу же после утверждения Временных рекомендаций в среде разработчиков проектной документации возникла дискуссия, нашедшая отражение на экологических форумах, где отмечалось, что значения фоновых долгопериодных концентраций по ряду веществ таковы, что их учет неминуемо будет приводить к неприемлемым значениям риска здоровью населения. Хочется отметить, что дискуссия имела место еще до выхода гигиенических нормативов и требований к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания⁶. В ряде работ обращалось внимание на то, что собственно расчет риска от фоновых показателей дает недопустимые значения [16–18].

С уважением относясь к положению, заявленному во Временных рекомендациях, что «в качестве самостоятельной характеристики уровня загрязнения атмосферы фоновая концентрация не применяется, она не сравнивается с ПДК», мы все-таки взяли на себя смелость представить указанные в документе значения фоновых долгопериодных средних концентраций в мкг/м3 и в долях ПДКс.с. и ПДКс.г., указанные в документе значения фоновых долгопериодных средних концентраций в мкг/м3 и в долях ПДКс.с. и ПДКс.г.

Мы видим превышение фоновыми значениями ПДКс.г. для городских поселений с численностью населения менее 10 тысяч человек по бенз(а)пирену в азиатской части России – 1 ПДК, величины более 0,5 ПДК по взвешенным веществам, диоксиду азота и бензпирену в европейской части России.

Для городских поселений с численностью населения от 10 до 50 тысяч человек по взвешенным веществам – 1,27 ПДК, формальдегиду – 2,67 ПДК, бензпирену в европейской части России – 1 ПДК, бензпирену в азиатской части – 2,6 ПДК, величины более 0,5 ПДК по диоксиду азота и сероводороду.

Для городских поселений с численностью населения от 50 до 100 тысяч человек по взвешенным веществам – 1,31 ПДК, формальдегиду – 3 ПДК, бензпирену в азиатской части России – 2,8 ПДК, величины более 0,5 ПДК по диоксиду азота, сероводороду и бензпирену в европейской части России.

Вполне понятна позиция Роспотребнадзора, отраженная в письме об использовании в работе среднегодовых предельно допустимых концентраций⁷, в котором представлены разъяснения о том, что среднегодовые предельно допустимые концентрации (ПДКс.г.) не используются в настоящее время при расчетах санитарно-защитных зон и обосновании нормативов выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Научные публикации отражают исследования по обоснованию параметров оценки риска и среднегодовых ПДК по критериям допустимого риска [19, 20]. В 2023 году заканчивается срок действия Временных рекомендаций, к моменту разработки нового документа крайне важно принять актуализированное Руководство по оценке риска, которое в том числе поможет снять возникшие серьезные противоречия, которые на сегодня зачастую разрешаются при выполнении проектных работ обоснованием отсутствия необходимости учета фоновых концентраций, что традиционно демонстрировалось в проектной документации для бензпирена.

Заключение. В результате проведения оценки риска для здоровья населения от выбросов предприятий городского поселения 1 и городского поселения 2 без использования фоновых долгопериодных средних концентраций были получены допустимые значения хронического канцерогенного и неканцерогенного рисков. При проведении оценки риска для здоровья населения от выбросов предприятия городского поселения 1 с использованием фоновых долгопериодных средних концентраций были получены недопустимые значения хронического канцерогенного и неканцерогенного рисков. Использование фоновых значений средних долгопериодных концентраций, представленных во Временных рекомендациях в процедуре оценки риска для здоровья населения, ведет к получению недопустимых значений риска, в связи с чем является целесообразным изучить и учесть данную проблему в процессе актуализации руководства по оценке риска, чтобы исключить возникающие противоречия.