Гигиеническая оценка аэротехногенного риска для здоровья населения в условиях воздействия выбросов металлургического комбината

Актуальность исследования.

Государственная политика в последние годы характеризуется признанием необходимости укрепления здоровья населения как главного фактора экономического роста и обеспечения безопасности страны. В Законе Российской Федерации «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» (1999) и в Концепции национальной безопасности России особое место уделяется обеспечению санитарно-эпидемиологического благополучия, с точки зрения комплексного, межведомственного подхода к охране здоровья населения.

Последнее десятилетие характеризуется негативным влиянием среды обитания на население, ухудшением демографических показателей и состояния здоровья различных групп населения, в связи с чем возникла необходимость на основе мониторинга окружающей среды выявлять наиболее актуальные эколого-гигиенические проблемы для принятия необходимых мер профилактики и сохранения здоровья населения (Г.Г. Онищенко, 2010, А. И. Потапов, 2010).

Металлургическое производство относится к группе ведущих отраслей промышленности, деятельность которого обуславливает весомое влияние на формирование техногенной нагрузки на среду обитания.

На примере исследований, проведенных в г. Липецке, показано, что загрязнение воздушной среды является приоритетным неблагоприятным фактором, влияющим на здоровье населения. При этом установлено, что первое место среди промышленных предприятий г. Липецка по объему выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух занимает ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» (С.И. Савельев, Л. Н. Карасева, 2004, С. И. Савельев, И. Л. Винокур, 2008).

Следует отметить, что в последнее десятилетие предприятие внедряет новые технологии, проводит активную природоохранную политику. Однако санитарно-гигиеническая ситуация в районе размещения комбината продолжает иметь высокую степень напряженности. В значительной мере это связано с тем, что основное производство ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» расположено в черте города, вплотную примыкая к ряду селитебных микрорайонов. Поэтому актуально выполнение дополнительных исследований по разработке научно обоснованных рекомендаций для снижения риска здоровью населения, обусловленного воздействием неблагоприятных факторов металлургического производства и, в первую очередь, загрязнения атмосферного воздуха.

Работа выполнена в рамках отраслевой научно-исследовательской программы «Гигиеническая безопасность России: проблемы и пути обеспечения» (2006;2010 гг.) и «Гигиеническое обоснование минимизации рисков для здоровья населения России» (2011;2015 гг.).

Цель работы: обоснование мероприятий по обеспечению гигиенической безопасности на основе оценки аэротехногенного риска для здоровья населения, обусловленного воздействием на окружающую среду выбросов загрязняющих веществ от металлургического производства.

Задачи исследования.

1. Дать гигиеническую характеристику антропотехногенной нагрузки на объекты среды обитания (атмосферный воздух, питьевую воду, почву) в районе расположения ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат», выявить основные структурные подразделения металлургического комбината полного цикла, вносящие наибольший вклад в величину валового объема выбросов, проанализировать объем и структуру выбросов в динамике многолетнего периода.

2. Проанализировать заболеваемость населения (среднемноголетний уровень, динамика, структура) по отдельным возрастным группам (дети, подростки, взрослые), выявить болезни риска в условиях воздействия неблагоприятных факторов в городе с развитым металлургическим производством, оценить реальный риск заболеваемости городского населения по отношению к фоновым величинам административных территорий.

3. Провести оценку риска для здоровья населения, обусловленного воздействием загрязнения атмосферного воздуха выбросами ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат», выявить приоритетные загрязняющие вещества, вносящие наибольший вклад в канцерогенный и неканцерогенный риск.

4. Оценить показатели заболеваемости населения и относительный риск заболеваемости на городских территориях разноудаленных от источников выбросов основной промплощадки металлургического комбината, с целыо верификации результатов вероятностной оценки аэротехногенного риска для здоровья населения.

5. Обосновать систему мероприятий по профилактике и снижению риска заболеваемости населения в условиях воздействия неблагоприятных аэротехногенных факторов металлургического производства, оценить эффективность реализованных на предприятии природохранпых решений, разработать предложения к усовершенствованию системы мониторинга атмосферного воздуха и мероприятия по дальнейшему снижению риска для здоровья населения, проживающего в зоне воздействия выбросов загрязняющих веществ от ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат».

Научная новизна работы.

Впервые в условиях доминирующего воздействия на уровень загрязнения атмосферного воздуха в промышленно развитом городе выбросов загрязняющих веществ от металлургического производства количественно оценен аэротехногенный канцерогенный и неканцерогенный риск для здоровья населения. Доказано, что в современных условиях выбросы от металлургического производства обуславливают неприемлемый уровень индивидуального канцерогенного риска для детского и взрослого населения (выше 10″ 4, т. е. 1-го случая онкологического заболевания на 10 000 населения в течение средней продолжительности жизни) на расстоянии в 1 км от основной промгшощадки по соединениям хрома шестивалентного, бензолу, формальдегиду, на расстоянии в 4 км — но формальдегиду и бензолу.

Хроническое воздействие аэротехногенных загрязнений на население характеризуется неприемлемым уровнем неканцерогенного риска (Ы0>1) на расстоянии в 1 км от основной промплощадки по формальдегиду, сероводороду, взвешенным веществам, диоксиду азота, хрому VI (МО от 1,10 до 6,67) — па расстоянии в 4 км — по формальдегиду, взвешенным веществам, сероводороду, диоксиду азота (НС) от 1,55 до 4,33) — на расстоянии в 6 км — по диоксиду азота (НС)=1,75).

На основе оценки среднемноголетнего уровня заболеваемости и последующим расчетом реального риска с учетом фоновых уровней заболеваемости, выполнена верификация данных по оценке аэротехногенного риска. Уровень болезней органов дыхания отнесен к очень высокой степени риска по всем возрастным группам (для взрослого населения — У1=5,57, подростков \^=11,76, детского населения — ¥-М2,77).

Выявлены статистически значимые зависимости показателей заболеваемости детского населения от концентраций в приземном слое атмосферного воздуха селитебной территории оксида углерода, сероводорода, аммиака, диоксида азота, при наиболее выраженных взаимосвязях с уровнями болезней органов дыхания, в том числе аллергического ринита и астмы, болезней крови и кроветворных органов, эндокринной системы, нервной системы и органов чувств (г от 0,64 до 0,97).

Научно обоснованы рекомендации и мероприятия по профилактике и снижению риска заболеваемости населения в условиях воздействия неблагоприятных аэротехногенных факторов металлургического производства.

Практическая значимость работы.

На региональном уровне результаты исследований использованы при разработке и внедрении программных документов (акт внедрения Управления Роспотребнадзора по Липецкой области от 13.12.201 1 г.):

• областной целевой программы «Охрана окружающей природной среды Липецкой области на 2009;2012 гг.»;

• городской целевой программы «Развитие здравоохранения в городе Липецке (2010;2012 гг.)»;

• городской целевой программы «Профилактическое направление развития здравоохранения в г. Липецке (2010;2012 гг.)».

Материалы исследования отражены в ежегодном информационном докладе «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Липецкой области в 2011 г.» с последующим информированием органов законодательной и исполнительной власти Липецкой области.

Результаты исследования использованы при подготовке лекционного материала и учебно-методических указаний для студентов медико-профилактического факультета ГБОУ ВПО «Воронежская государственная медицинская академия им. H.H. Бурденко» (Утв. ЦМС ВГМА им. H.H. Бурденко, 2012 г.).

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Экспозиционные уровни приоритетных загрязнителей атмосферного воздуха, создающие повышенный риск заболеваемости населения промышленного города при доминирующем неблагоприятном воздействии металлургического производства.

2. Уровень и динамика величин некапцерогенного и канцерогенного риска для здоровья населения, проживающего на разном расстоянии (1, 4 и 6 км) от источников выбросов в атмосферный воздух загрязняющих веществ металлургического комбината.

3. Алгоритм управления санитарно-гигиенической ситуацией и состоянием здоровья населения, основанный на анализе результатов мониторинга факторов окружающей среды и заболеваемости отдельных групп населения, обеспечении гигиенической безопасности окружающей среды.

Апробация материалов диссертации.

Апробация работы проведена на межотдельческой научной конференции ФБУН «Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана» 21.05.2012 г.

Результаты исследования доложены и обсуждены на VII научно-практической конференции «Экологические проблемы городов и перспективы их решения» (Воронеж, 2011), II международной конференции «Экологическая геология: теория, практика и региональные проблемы» (Воронеж, 2011), 2-ой Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Гигиенические и медико-профилактические технологии управления рисками здоровью населения» (Пермь, 2011), VIII Межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы экологии» (Воронеж, 2012), XI Всероссийском съезде гигиенистов и санитарных врачей (М., 2012).

Публикации.

По результатам исследований опубликовано 12 работ, в том числе 4 в изданиях, рекомендованных ВАК Российской Федерации.

ВЫВОДЫ.

1.В крупном областном центре с градообразующем предприятием черной металлургии приоритетными факторами риска по превышению гигиенических нормативов являются загрязнители атмосферного воздуха (из 23 контролируемых веществ имело место превышение ПДКмр по 7 ингредиентам в 1,08−1,50 раза (оксид углерода, сероводород, аммиак, диоксид азота, взвешенные вещества, фенол, формальдегид) — питьевой воды (железо, марганецв основном природного происхождения в отдельных источниках), почвы (бенз-а-пирен, ртуть — на локальных участках). Ведущий вклад в величину показателя комплексной техногенной нагрузки (КН=15,16) оказывает загрязнение воздушной среды территории населенных мест (61,5%), на втором месте — загрязнение почвы селитебной территории (30,7%), на третьем — качество питьевой воды (7,8%).

2. Наибольший вклад в формирование объема выбросов металлургического производства полного цикла вносят агломерационное производство — 55,06%, кислородно-конвертерное производство (2 подразделения) — 9,11 и 9,74% соответственно, доменное производство (2 подразделения) — 8,11 и 4,22% соответственно, коксохимическое производство — 4,44% и теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) — 2,39%. В структуре выбросов преобладают оксид углерода (82,19%), диоксид серы (5,63%), оксиды азота (5,18%) — из твердых веществ: оксид кальция (1,29%), пыль неорганическая (8102 20−70%) (0,29%), сажа (0,22%). Структура выбросов по комбинату близка к структуре выбросов в целом по г. Липецку, так как выбросы (276,7 тыс. тонн в год) составляют около 95%) от общего объема промышленных выбросов в городе.

3. В структуре заболеваемости населения различных возрастных групп первое ранговое место занимают болезни органов дыхания (среди детского населения — 61,23%, подросткового — 42,00%, взрослого — 20,12%>), при наиболее высоком среднемноголетнем уровне для детского населения.

1732,3 случая заболеваний на 1000 детей до 14 лет. Ранжирование показателей, исходя из величин фонового риска и среднего многолетнего уровня заболеваемости, позволило отнести болезни органов дыхания к очень высокой степени риска по всем возрастным группам (для взрослого населения — Wi=5,57, подростков Wi— 11,76, детского населения — Wi= 12,77).

4. Из числа 23 контролируемых в 2011 г. веществ коэффициенты опасности (HQ), характеризующие неканцерогенный риск при хроническом воздействии, превышали приемлемый уровень (HQ>1) на расстоянии в 1 км от основной промплощадки по формальдегиду (HQ=6,67), сероводороду (HQ=2,60), взвешенным веществам (HQ=2,40), диоксиду азота (HQ=2,38), хрому IV (HQ=1,10) — на расстоянии в 4 км — по формальдегиду (HQ=4,33), взвешенным веществам (HQ=2,30), сероводороду (HQ=2,15), диоксиду азота (HQ=1,55) — на расстоянии в 6 км — по диоксиду азота (HQ=1,75).

5. Индивидуальный канцерогенный риск, обусловленный присутствием 10 канцерогенов, контролируемых при подфакельных исследованиях в приземном слое воздуха, превышал предельно допустимую величину (10″ 4) в 2006 г. на расстоянии в 1 км от основной промплощадки по хрому VI и бензолу как для детского (CR=4,90* 10″ 4 и 3,78* 10″ 4 соответственно), так и для взрослого населения (CR=5,25* 10″ 1 и 4,05* 10″ 4 соответственно) — в 2011 г. — по формальдегиду (CR для детского населения 1,07*10″ 4, для взрослого -1,15*10″ 4). Ведущий вклад в величину суммарного индивидуального канцерогенного риска на расстоянии в 1 км от основной промплощадки металлургического производства вносят хром VI (46,44 и 71,84%), бензол (35,83 и 9,24%), формальдегид (7,27 и 14,31%) — на расстоянии в 4 км — в 2006 г. формальдегид (85,73%), в 2011 г. — бензол (51,53%).

6. Ранжирование по показателю относительного риска позволило определить следующие приоритетные заболевания у детского населения, проживающего на селитебной территории, расположенной вблизи основной промплощадки ОАО «НЛМК»: астма, астматический статус (ОР=2,Ю), хронические болезни миндалин, аденоидов (ОР=2,04), бронхит хронический.

ОР=1,97), аллергический ринит (поллиноз) (ОР=1,93), болезни эндокринной системы (ОР=1,83), болезни органов дыхания (ОР=1,82), пневмонии (ОР=1,72), болезни крови и кроветворных органов (ОР=1,67), врожденные пороки развития (ОР=1,66), болезни нервной системы (ОР=1,65), хронический фарингит, назофариигит, синусит, ринит (ОР=1,62), болезни кожи и подкожной клетчатки (ОР=1,61), среднемноголетний уровень по большинству которых на неблагополучной территории достоверно превышает заболеваемость детей в относительно благополучном удаленном от источников выбросов районе (ТраС11>Тгабл=2,65).

7. Выявлены статистические значимые зависимости (по коэффициенту парной корреляции) заболеваемости детского населения от уровня концентраций в приземном слое атмосферного воздуха селитебной территории сероводорода (г от 0,71 до 0,93) и диоксида азота (г от 0,76 до 0,97), реже — оксида углерода (г от 0,69 до 0,77) и аммиака (г от 71 до 0,74), при наиболее выраженных взаимосвязях с болезнями органов дыхания (г от 0,69 до 0,91), в том числе аллергическим ринитом (г от 0,66 до 0,85) и астмой (г — 0,73) — с болезнями крови и кроветворных органов (г от 0,72 до 0,93) — эндокринной системы (г от 0,69 до 0,91) — нервной системы и органов чувств (г от 0,64 до 0,94).

8. Снижение риска заболеваемости, этиологически связанной с воздействием загрязнителей атмосферного воздуха, поступающих от металлургического производства, возможно на основе реализации комплекса гигиенических, санитарно-организационных, санитарно-технических и технологических мероприятий — приоритетных составляющих системы обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения, проживающего на территории влияния аэротехногенных факторов металлургического комбината.

9. Эффективность мероприятий по обеспечению гигиенической безопасности населения, реализуемых на металлургическом производстве, подтверждена снижением значений коэффициентов опасности (НО) на расстоянии в 1 км от промплощадки по 11 ингредиентам от 1,21 до 5,45 раз (бензол, хлорид водорода, ксилол, толуол, этилбензол, аммиак, диоксид азота, сероводород, оксид углерода, нафталин, взвешенные вещества), в том числе по трем из них (бензол, хлорид водорода, аммиак) с неприемлемого до допустимого уровня рискана расстоянии в 4 км — по 7 веществам (ксилол, аммиак, сероводород, диоксид азота, толуол, фенол) от 1,10 до 3,88 разна расстоянии в 6 км от 1,17 до 1,56 раз (аммиак, сероводород, оксид углерода) — на расстоянии в 1 км от промплощадки отмечено снижение суммарного индивидуального канцерогенного риска в 1,41 раза.