CC BY
182
ПРАКТИКА ОЦЕНКИ РИСКА В ГИГИЕНИЧЕСКИХ, ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИХ И СОЦИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ_
УДК 614.715: 613.55: [691+621+669]-048.26 Б01: 10.21668/Ьеа1Ш.П8к/2018.2.02
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ РМю И РМ2.5 В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ И РИСКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ ЖИТЕЛЕЙ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ ВЫБРОСОВ СТАЦИОНАРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
И.А. Просвирякова, Л.М. Шевчук
Научно-практический центр гигиены, Республика Беларусь, 220012, г. Минск, ул. Академическая, 8
Объектом исследования явилось загрязнение твердыми частицами атмосферного воздуха территорий жилой застройки, расположенных в зонах влияния стационарных источников промышленных объектов по производству строительных материалов. Цель работы - исследование концентраций и фракционного состава твердых частиц, оценка риска воздействия загрязнения атмосферного воздуха мелкодисперсными твердыми частицами на здоровье населения, проживающего на территориях, прилегающих к границам санитарно-защитных зон промышленных предприятий. Исследование проведено с применением метода аналитического лабораторного контроля, оценки риска здоровью, санитарно-гигиенического и статистического методов. Измерения концентраций твердых частиц в условиях реального времени (с ежеминутной детекцией) позволили получить данные об усредненных за 20-минутный период концентрациях мелкодисперсных твердых частиц дисперсностью 10 и 2,5 мкм, суммы твердых частиц (недифференцированная по составу пыль/аэрозоль) в атмосферном воздухе на территориях жилой застройки, размещенных в зоне влияния стационарных источников промышленных предприятий. Выполнен анализ фракционного состава твердых частиц, проведена гигиеническая оценка степени загрязнения атмосферного воздуха и определены уровни риска здоровью населения, обусловленные загрязнением атмосферного воздуха территорий жилой застройки мелкодисперсными частицами. Полученные результаты послужили основой для разработки методов аналитического (лабораторного) контроля загрязнения атмосферного воздуха на границе санитарно-защитной и жилой зоны, гигиенической оценки содержания твердых частиц общей фракции и аэродинамическим диаметром 10 мкм и 2,5 мкм в атмосферном воздухе населенных пунктов.
Ключевые слова: атмосферный воздух, концентрация, санитарно-защитная зона, мелкодисперсные твердые частицы, предприятие, риск здоровью, жилая зона.
В Республике Беларусь гигиенические нормативы содержания в атмосферном воздухе мелкодисперсных твердых частиц установлены с 2004 г. Предельно допустимые концентрации трех периодов осреднения (максимальная разовая, среднесуточная, среднегодовая) предусмотрены в отношении: твердых частиц, фракции до 10 мкм (РМ10) — 150 мкг/м3, 50 мкг/м3, 40 мкг/м3, твердых частиц, фракции до 2,5 мкм (РМ25) —
65 мкг/м3, 25 мкг/м3, 15 мкг/м3, а также в отношении твердых частиц, не дифференцированных по составу пыль/аэрозоль (Т8Р) — 300 мкг/м3, 150 мкг/м3, 100 мкг/м1.
В Республике Беларусь твердые частицы являются одними из самых распространенных загрязняющих атмосферный воздух компонентов, оказывающих негативное влияние на состояние здоровья человека. Вклад твердых час-
© Просвирякова И.А., Шевчук Л.М. 2018
Просвирякова Инна Анатольевна - старший научный сотрудник лаборатории факторов среды обитания и технологий анализа риска здоровью (e-mail: [email protected]; тел.: +375 (17) 284-13-79).
Шевчук Лариса Михайловна - кандидат медицинских наук, доцент, заместитель директора по научной работе (e-mail: [email protected]; тел.: +375 (17) 292-50-15).
1 Нормативы предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе: гигиенический норматив / утв. постановлением Министерства здравоохранения Республики Беларусь № 113 08.11.2016 г. [Электронный ресурс] // Министерство здравоохранения Республики Беларусь: официальный сайт. - URL: http://minzdrav.gov.by/up-load/dadvfiles/000352_132617_postan113.doc (дата обращения: 23.07.2017).
тиц в уровень многокомпонентного загрязнения атмосферного воздуха составляет от 7 до 25 %. Пыли входят в пятерку загрязняющих веществ, которые формируют 70 % технологических выбросов [1].
Сумма твердых частиц (Т8Р) является широко распространенным контролируемым и информативным показателем загрязненности воздуха. Система мониторинга атмосферного воздуха на территории Республики Беларусь предусматривает организацию наблюдений за содержанием суммы твердых частиц на 67 стационарных постах наблюдений Национальной системы мониторинга окружающей среды. Лабораторный контроль суммарного содержания твердых частиц осуществляется весовым методом, без учета их компонентного и дисперсного состава.
Мониторинг содержания в атмосферном воздухе РМ10 обеспечивает автоматизированная сеть мониторинга, включающая 19 станций автоматического контроля. Выполнение измерений РМ10 проводится круглосуточно в непрерывном режиме. Содержание в атмосферном воздухе РМ2.5 контролируется только на двух станциях автоматического контроля — в г. Минске и Жлобине [2, 3].
Еще одним источником информации о содержании твердых частиц в атмосферном воздухе являются результаты аналитического лабораторного контроля, осуществляемого производственными лабораториями предприятий и территориальных органов государственного санитарного надзора на границах санитарно-защитных зон предприятий и на территориях жилой застройки, расположенных в зонах влияния промышленных выбросов. Однако в действующей на территории Республики Беларусь системе мониторинга уровней загрязнения атмосферного воздуха не предусмотрен производственный контроль технологических выбросов мелкодисперсных твердых частиц. Как результат: на сегодняшний день недостаточно данных о дисперсности твердых частиц и характере их распространения в атмосфере. В существующей практике установления размеров сани-тарно-защитных зон не предусмотрен учет дисперсного состава твердых частиц. Не проводится учет выбросов различных фракций твердых частиц в атмосфере на стадии проектирования, что значительно снижает точность определения зон влияния производственных источников на прилегающие территории. Вместе с тем многочисленными исследованиями
доказано негативное влияние именно мелкодисперсных пылей на здоровье человека (на кардиоваскулярную систему [4], органы дыхания [5—7]), включая смертность по причине болезней органов дыхания и систем кровообращения [8, 9].
Проведен анализ результатов исследований фоновых концентраций РМю и суммы твердых частиц в атмосферном воздухе 450 территориально-промышленных комплексов Республики Беларусь (за период с 2012 по 2016 г.). Установлено, что вклад твердых частиц в суммарный показатель загрязнения атмосферы, а также в формирование индекса опасности развития неблагоприятных эффектов со стороны органов дыхания, обусловленный фоновым загрязнением атмосферного воздуха комплексом загрязняющих веществ, составляет более 30 %. На долю РМ10 в составе смеси твердых частиц приходится 55,00 ± 0,02 % (95%-ный ДИ 51,20-58,80 %). Данные хорошо корреспондируются с результатами других исследований, в том числе зарубежных, в которых показано, что доля мелкодисперсных частиц в воздухе составляет от 30 до 60 % от общей массы пылей (total suspended particles) [10-14].
В Республике Беларусь наиболее высокие значения фоновых концентраций отмечаются в Могилевской, Минской и Гомельской областях. В разрезе отдельных территориально-промышленных комплексов наибольшие значения фоновых концентраций РМ10 и суммы твердых частиц установлены в районах размещения крупных предприятий по производству строительных материалов. На данных территориях вклад фоновых концентраций твердых частиц в суммарный показатель загрязнения атмосферного воздуха составляет 62,58 %. Индекс опасности развития неблагоприятных эффектов со стороны органов дыхания достигает 2,23. Вклад твердых частиц в формирование индекса опасности - 47,48 % [2].
Мелкодисперсные пыли содержатся в выбросах многих производств: черной и цветной металлургии, машиностроения, электротехники, строительства [15-19].
На промышленных предприятиях по производству строительных материалов существует большое количество технологических процессов, влекущих за собой образование твердых частиц. Результаты исследований мелкодисперсных твердых частиц на территории жилой застройки, проведенных в 2014 г.
в трех контрастных функциональных зонах:
а) зона воздействия выбросов автотранспорта;
б) зона воздействия выбросов стационарных источников промышленных предприятий;
в) «условно чистая» селитебная зона, — подтвердили гипотезу о том, что выбросы предприятий по производству строительных материалов являются значимым фактором формирования экспозиции населения мелкодисперсными твердыми частицами [3].
С образованием полидисперсных твердых выбросов связаны процессы дробления, помола, смешения, хранения и транспортировки сухих измельченных металлов, порошков с малой степенью дисперсности. Выбросы промышленных предприятий содержат в себе твердые частицы размером от 0,5 до 200 микрон. Однако наибольший интерес представляют частицы с аэродинамическим размером менее 10 микрон, так как они практически не улавливаются наиболее распространенными в промышленности пылеочистными установками, в отличие от более крупных частиц, улавливаемых в количестве до 90-95 % [16, 20].
Цель работы - исследование фракционного состава и концентраций не дифференцированной по составу пыли: Т8Р, РМ25 и РМ10 в атмосферном воздухе на территории жилой застройки, расположенной в зоне влияния выбросов стационарных источников промышленных предприятий, с последующей оценкой риска для здоровья населения, проживающего на этих территориях.
Материалы и методы. Выбор исследуемой территории основан на результатах пространственного анализа территории, взаимного расположения источников выбросов твердых частиц и селитебных территорий, а также на результатах предварительных расчетов рассеивания и переноса загрязнений.
Для изучения выбрана территория жилой застройки, расположенная в зоне максимального влияния выбросов стационарных источников крупных промышленных объектов по производству строительных материалов. Контрольные точки для отбора проб воздуха и инструментальных измерений твердых частиц устанавливали в зонах наибольших расчетных концентраций, создаваемых технологическими источниками выбросов. Всего было выбрано 6 точек в зоне жилой застройки на расстояниях 500-800 метров от источников. Исследования проводили с марта по июнь в рабочие дни при стандартном режиме работы предприятия по
производству строительных материалов. Точки были расположены на площадках с непылящим покрытием, вне аэродинамической тени зданий и зеленых насаждений.
Измерения концентраций TSP, РМ25 и РМ10 в режиме реального времени (с ежеминутной детекцией) были выполнены методом ближнего рассеивания инфракрасного излучения прибором SKC EPAM-5000. Диапазон размеров регистрируемых частиц 0,1—100 мкм. Диапазон измерения массовой концентрации частиц аэрозоля 0,01-200 мг/м3. Всего было выполнено 144 измерения разовых (20-минутных) концентраций TSP, РМ25 и РМ10.
Оценка результатов исследований атмосферного воздуха проведена в соответствии с величинами максимальных разовых предельно допустимых концентраций содержания TSP, РМ10 и РМ25 (300; 150 и 65 мкг/м3 соответственно) в атмосферном воздухе [8]. Гигиеническая оценка степени опасности загрязнения атмосферного воздуха мелкодисперсными твердыми частицами проводилась по величине комплексного показателя «Р» и индекса качества атмосферного воздуха на основании верхних 95%-ных доверительных границ средних величин разовых концентраций твердых частиц, полученных при проведении исследований. Индекс качества атмосферного воздуха рассчитывался для каждой фракции и суммы твердых частиц отдельно, и наименьшее полученное значение принималось за значение индекса качества атмосферного воздуха, характеризующее комплексное загрязнение атмосферного воздуха твердыми частицами на исследуемой территории [9].
При оценке риска содержания в атмосферном воздухе мелкодисперсных твердых частиц для здоровья населения проводились расчеты значений риска немедленного (рефлекторного) действия и коэффициентов (индексов) опасности здоровью при кратковременном воздействии TSP, РМ10 и РМ2.5, с учетом критических органов (систем) [10]. Обработка данных проведена с помощью статистического пакета Microsoft Office Excel 2010, Statistica 10 (серийный номер 1234567890).
Результаты и их обсуждение. Анализ результатов исследований загрязнения атмосферного воздуха показал, что на территории жилой застройки в зоне влияния выбросов стационарных источников промышленных предприятий значения разовых концентраций как мелкодисперсных твердых частиц фракций РМ10 и РМ2.5,
так и смеси Т8Р превышают установленные нормативы содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе в 2,0, 2,7 и 1,7 раза. Фактические значения разовых концентраций твердых частиц в атмосферном воздухе представлены в табл. 1.
Сопоставительный анализ содержания в атмосферном воздухе суммы Т8Р и мелкодисперсных твердых частиц фракций РМ10 и РМ25 позволил установить, что в зоне воздействия выбросов стационарных источников промышленных предприятий соотношение РМ10: РМ25: Т8Р соответствует 0,58:0,34:1,0. На долю твердых частиц фракции РМ10 в составе смеси Т8Р приходится от 56,41 до 60,04 %, на долю твердых частиц фракции РМ25 -от 21,61 до 46,13 %. В среднем вклад РМ10 в формирование концентрации Т8Р составляет 58,34 ± 0,05 % (95%-ный ДИ 58,24-58,44 %), вклад РМ2.5 - 34,38 ± 0,18 % (95%-ный ДИ 34,02-34,73 %) (табл. 2).
В зоне влияния промышленных выбросов концентрации РМ10 и Т8Р превышали фоновый уровень содержания твердых частиц в атмосферном воздухе в среднем в 4,08, и 4,56 раза соответственно (фоновый уровень РМ10 — 73,00 мкг/м3, Т8Р - 112,00 мкг/м3, для РМ2.5 фоновый уровень не установлен [2]), что свидетельствует о локальном характере «повышенных» уровней загрязнения атмосферного воздуха твердыми частицами.
Значение показателя загрязнения атмосферного воздуха «Р» твердыми частицами фракций РМ10 и РМ2.5 составляет 3,35 ± 0,05 (95%-ный ДИ 3,26-3,45) и соответствует «умеренной» степени загрязнения атмосферы. Индекс качества атмосферного воздуха, обусловленный содержанием в атмосферном воздухе твердых частиц, равен 137,33 ± 6,96 (95%-ный ДИ 122,49-152,17). «Умеренная» степень загрязнения атмосферного воздуха характеризуется напряжением адаптации организма человека к воздействию загрязняющих веществ, высоким уровнем риска здоровью и превышением фонового уровня заболеваемости. Полученные значения индекса качества атмосферного воздуха на исследуемой территории свидетельствуют о возможном превышении фонового уровня заболеваемости в общей популяции экспонируемого населения.
Риск развития неблагоприятных симптомов со стороны органов дыхания в первую очередь обусловливает «сверхнормативное содержание» (превышающее предельно допустимую
Таблица 1
Уровень загрязнения атмосферного воздуха твердыми частицами на территории жилой застройки в зоне влияния выбросов стационарных источников промышленных предприятий
Загрязняющее вещество Номер контрольной точки Фактическое значение разовой концентрации, мкг/м3, М ± т Минимум-максимум, мкг/м3
РМ10 1 298,30 ± 0,97 287,00-316,00
2 299,00 ± 0,88 286,00-308,00
3 299,35 ± 0,53 291,00-313,00
4 297,22 ± 0,89 272,00-309,00
5 298,59 ± 0,89 272,00-309,00
6 294,46 ± 0,45 274,00-310,00
В целом по территории 297,94 ± 1,40 272,00-316,00
РМ2.5 1 167,65 ± 1,72 136,00-213,00
2 183,63 ± 0,35 113,00-250,00
3 172,82 ± 0,81 150,00-232,00
4 170,11 ± 2,70 135,00-206,00
5 187,25 ± 1,23 174,00-206,00
6 185,46 ± 0,51 175,00-206,00
В целом по территории 175,56 ± 3,43 113,00-250,00
Т8Р 1 515,86 ± 0,81 505,00-536,00
2 520,25 ± 0,46 507,00-542,00
3 511,51 ± 1,17 497,00-538,00
4 502,79 ± 1,66 467,00-525,00
5 508,70 ± 1,42 467,00-535,00
6 502,17 ± 0,72 463,00-523,00
В целом по территории 510,38 ± 2,48 467,00-542,00
Таблица 2
Фракционный состав твердых частиц в атмосферном воздухе на территории жилой застройки, расположенной в зоне влияния выбросов стационарных источников промышленных предприятий
Контрольная точка Массовая доля твердых частиц, %, М ± m
РМ10 РМ25
№ 1 57,82 ± 0,13 32,49 ± 0,31
№ 2 57,47 ± 0,12 35,27 ± 0,49
№ 3 58,53 ± 0,07 33,81 ± 0,44
№ 4 59,12 ± 0,08 33,82 ± 0,51
№ 5 58,70 ± 0,01 35,89 ± 0,94
№ 6 58,61 ± 0,01 36,07 ± 0,06
концентрацию) в атмосферном воздухе РМ2.5 и РМ10. При этом значения коэффициента опасности развития неблагоприятных эффектов со
стороны органов дыхания и потенциального риска немедленного (рефлекторного) действия РМ2.5 достоверно выше аналогичных показателей риска здоровью, обусловленного воздействием РМ10 ^ = 13,54 и I = 12,66 прир < 0,05).
Так, величина потенциального риска здоровью населения, обусловленного загрязнением атмосферного воздуха РМ10, составляет 0,108 ± 0,001 (95%-ный ДИ 0,105-0,111) и характеризуется удовлетворительным уровнем, коэффициент опасности развития неблагоприятных эффектов со стороны органов дыхания -средний (1,99 ± 0,01, 95%-ный ДИ 1,97-2,01). При данном уровне риска здоровью, как правило, отмечается тенденция к росту фонового уровня заболеваемости, возможны частые случаи жалоб населения на различные дискомфортные состояния, связанные с воздействием оцениваемого фактора2.
Величина потенциального риска здоровью населения от воздействия РМ25 характеризуется неудовлетворительным уровнем (0,230 ± 0,010, 95%-ный ДИ 0,209-0,250), коэффициенты опасности развития неблагоприятных эффектов со стороны органов дыхания и сердечно-сосудистой системы соответствуют среднему уровню (2,70 ± 0,05, 95%-ный ДИ 2,59-2,81). Неудовлетворительный уровень риска характеризуется систематическими жалобами населения на различные дискомфортные состояния, связанные с воздействием оцениваемого фактора и тенденцией к росту общей заболеваемости [8].
Значения индекса опасности развития неблагоприятных эффектов со стороны органов дыхания и потенциального риска немедленного (рефлекторного) действия Т8Р с учетом дисперсности твердых частиц (4,81 ± 0,05, 95%-ный ДИ 4,71-4,91 и 0,338 ± 0,010, 95%-ный ДИ 0,316-0,359) превышают аналогичные показатели без учета дисперсности (1,70 ± 0,01, 95%-ный ДИ 1,68-1,72 и 0,068 ± 0,001, 95%-ный ДИ 0,066-0,071) в 2,8 и 5,0 раза соответственно ^ = 6,39 и 2,62 прир < 0,05). Качественная оценка значений риска, полученных при учете дисперсности твердых частиц, входящих в состав Т8Р,
позволяет охарактеризовать риск здоровью населения от воздействия Т8Р как неудовлетворительный. Вклад РМ2.5 в формирование индекса опасности развития неблагоприятных эффектов со стороны органов дыхания, обусловленный воздействием суммы Т8Р, составляет 56,07 ± 0,57 % (95%-ный ДИ 54,86-57,29 %), вклад РМ10 -41,34 ± 0,34 % (95%-ный ДИ 40,61-42,06 %).
Данные представляют исключительное значение для формирования корректных программ мониторинга качества атмосферного воздуха, ориентированных, прежде всего, на контроль факторов наибольшего риска для здоровья населения [21].
Выводы. Таким образом, на территории жилой застройки, расположенной в зоне влияния выбросов стационарных источников промышленных предприятий, максимальные разовые концентрации РМ10, РМ2.5 и Т8Р превышают гигиенический норматив в 2,0, 2,7 и 1,7 раза соответственно. Загрязнение атмосферного воздуха мелкодисперсными твердыми частицами характеризуется как умеренное.
Максимальные разовые концентрации РМ10 и Т8Р превышают фоновый уровень содержания твердых частиц в атмосферном воздухе в среднем в 4,08 и 4,56 раза соответственно, что подтверждает локальный характер загрязнения атмосферного воздуха твердыми частицами, а именно повышенное загрязнение атмосферного воздуха в пределах зоны влияния стационарных источников промышленных предприятий.
Доля твердых частиц фракции РМ2.5 в составе Т8Р составляет 34,38 %, доля твердых частиц фракции РМ10 - от 58,34 %. Значения потенциального риска здоровью населения и индекса опасности развития неблагоприятных эффектов со стороны органов дыхания с учетом дисперсности твердых частиц, входящих в состав Т8Р, превышают аналогичные показатели, определенные без учета дисперсности твердых частиц в 2,5 и 5,0 раза соответственно.
Потенциальный риск здоровью населения характеризуется удовлетворительным уровнем при воздействии РМ10 и неудовлетворительным - при воздействии РМ25. Значения коэф-
2 Оценка риска для здоровья населения от воздействия химических веществ, загрязняющих атмосферный воздух: инструкция 2.1.6.11-9-29-2004 / Ф.А. Германович [и др.]; утв. Постановлением главного государственного санитарного врача Республики Беларусь № 63 05.07.2004 г. // Современные методы диагностики, лечения и профилактики заболеваний: сб. инструктивно-методической документации. - Минск, 2005. - Т. 6, вып. 5. - С. 83-157.
Эпидемиологическая оценка риска влияния окружающей среды на здоровье населения: инструкция № 18-0102 / сост. В.П. Филонов [и др.]; утв. главным государственным санитарным врачом Республики Беларусь 11.07.2002 г. -Минск: Республиканский научно-практический центр гигиены, 2002. - 29 с.
фициента опасности развития неблагоприятных эффектов со стороны органов дыхания и риска немедленного (рефлекторного) действия РМ2.5 достоверно выше аналогичных показателей риска, обусловленного воздействием РМ10.
Таким образом, полученные данные подтверждают актуальность определения дисперсного состава твердых частиц как для оценки качества атмосферного воздуха территорий жилой застройки, так и для оценки влияния мелкодисперсных твердых частиц на здоровье населения. Учет дисперсности состава твердых
частиц позволяет выявить реальные уровни риска здоровью населения, формировать адекватные программы контроля загрязнения, обосновать планировочные решения по оптимальному размещению жилой застройки и принимать иные решения по управлению рисками здоровью жителей.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Список литературы
1. Просвирякова И.А. Методологические подходы к гигиенической оценке содержания мелкодисперсных твердых частиц в атмосферном воздухе // Здоровье и окружающая среда: сборник научных трудов / под ред. С.И. Сычика. - Минск: РНМБ, 2015. - Т. 1, вып. 25. - С. 85-87.
2. Просвирякова И. А., Шевчук Л.М. Исследования фонового уровня содержания твердых частиц в атмосферном воздухе // Здоровье и окружающая среда: сборник научных трудов / под ред. С.И. Сычика. -Минск: РНМБ, 2016. - Вып. 26. - С. 53-55.
3. Просвирякова И. А., Шевчук Л.М. Оценка содержания твердых частиц РМ10 и РМ25 в атмосферном воздухе на территории жилой застройки в зоне влияния выбросов автотранспорта // Здоровье и окружающая среда: сборник научных трудов / под ред. С.И. Сычика. - Минск: РНМБ, 2017. - Вып. 27. - С. 51-54.
4. Effects of particulate matter (PMi0, PM25 and PMi) on the cardiovascular system / G. Polichetti, S. Cocco, A. Spinali, V. Trimarco, A. Nunziata // Toxicology. - 2009. - Vol. 261, № 1-2. - P. 1-8.
5. Public-health impact of outdoor and traffic-related air pollution: a European assessment / N. Künzli, R. Kaiser, S. Medina, M. Studnicka, O. Chanel, P. Filliger, M. Herry, F.Jr. Horak, V. Puybonnieux-Texier, P. Quénel, J. Schneider, R. Seethaler, J.C. Vergnaud, H. Sommer // The Lancet. - 2000. - Vol. 356, № 9232. - P. 795-801.
6 Assessment of human health impact from PM10 exposure in China based on satellite observations / W. Wang, T. Yu, P. Ciren, P. Jiang // Journal of Applied Remote Sensing. - 2015. - Vol. 9, № 1. - P. 15100.
7. Влияние мелкодисперсной пыли на биосферу и человека / С.З. Калаева, Я.В. Чистяков, К.М. Муратова, П.В. Чеботарев // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. - 2016. - № 3. -С. 40-63.
8. Berico M., Luciani A., Formignani M. Atmospheric aerosol in an urban area - measurements of TSP and PM10 standards and pulmonary deposition assessments // Atmospheric Environment. - 1997. - Vol. 31, № 21. -P. 3659-3665.
9. Powe N.A., Willis K.G. Mortality and morbidity benefits of air pollution (SO2 and PM10) absorption attributable to woodland in Britain // Journal of Environmental Management. - 2004. - Vol. 70, № 2. - P. 119-128.
10. Dust deposition and ambient PM10 concentration in Northwest China: spatial and temporal variability / X.-X. Zhang, X. Chen, Z.-F. Wang, Y.-H. Guo, J. Li, H.-S. Chen, W.-Y. Yang, B. Sharratt, L.-Y. Liu // Atmospheric Chemistry and Physics. - 2017. - Vol. 17, № 3. - P. 1699-1711.
11. Podbevsek N., Jereb B. PM10 Risks In Countries of European Union // Вестник СамГУПС. - 2014. -№ 3 (25). - С. 9-17.
12. Assessment of the main sources of PM10 in an industrialized area situated in a Mediterranean Basin / A. Soriano, S. Pallarés, A.B. Vicente, T. Sanfeliu, M.M. Jordán // Fresenius Environmental Bulletin. - 2011. -Vol. 20, № 9 A. - P. 2379-2390.
13. PM10 Source apportionment in Milan (Italy) using time-resolved data / V. Bernardoni, R. Vecchi, G. Valli, A. Piazzalunga, P. Fermo // The Science of the Total Environment. - 2011. - Vol. 409, № 22. - P. 4788-4795.
14. Airborne PM10 and metals from multifarious sources in an industrial complex area / J.-M. Lim, J.-H. Moon, Y.-S. Chung, J.-H. Lee, K.-H. Kim // Atmospheric Research. - 2010. - Vol. 96, № 1. - P. 53-64.
15. Липатов Г.Я., Адриановский В.И. Выбросы вредных веществ от металлургических корпусов медеплавильных заводов // Санитарный врач. - 2013. - № 8. - С. 41-43.
16. Анализ источников загрязнения атмосферного воздуха мелкодисперсной пылью [Электронный ресурс] / А.Б. Стреляева, Н.С. Барикаева, Е.А. Калюжина, Д.А. Николенко // Интернет-вестник ВолгГАСУ. Серия: Политематическая. - 2014. - № 3 (34). - URL: http: //vestnik.vgasu.ru/?source=4&articleno=1715 (дата обращения: 17.07.2017).
17. Оценка потенциального загрязнения атмосферного воздуха мелкодисперсными частицами в зоне расположения машиностроительного предприятия / И.В. Май, С.Ю. Загороднов, А.А. Макс, М.Ю. Загород-
нов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Урбанистика. - 2012. - № 2. - С. 109-118.
18. Янин Е.П. Химические элементы в пылевых выбросах электротехнических предприятий и их роль в загрязнении окружающей среды // Экологические системы и приборы. - 2009. - № 2. - С. 53-58.
19. Стреляева А.Б., Маринин Н.А., Азаров А.В. О значимости дисперсного состава пыли в технологических процессах [Электронный ресурс] // Интернет-вестник ВолгГАСУ. Серия: Политематическая. -2013. - № 3 (28). - URL: http: //vestnik.vgasu.ru/? source=4&articleno=1381 (дата обращения: 17.07.2017).
20. Исследования запыленности в жилой зоне, расположенной вблизи промышленных предприятий частицами PMi0 и РМ25 / А.Б. Стреляева, Л.М. Лаврентьева, В.В. Лупиногин, И.А. Гвоздков // Инженерный вестник Дона. - 2017. - Т. 45, № 2. - С. 154-156.
21. Зайцева Н.В., Май И.В., Клейн С.В. Оптимизация программ наблюдения за качеством атмосферного воздуха селитебных территорий в системе социально-гигиенического мониторинга на базе пространственного анализа и оценки риска для здоровья населения // Пермский медицинский журнал. - 2010. - Т. 27, № 2. - С. 130-138.
Просвирякова И.А., Шевчук Л.М. Гигиеническая оценка содержания твердых частиц РМ10 и РМ2.5 в атмосферном воздухе и риска для здоровья жителей в зоне влияния выбросов стационарных источников промышленных предприятий // Анализ риска здоровью. - 2018. - № 2. - С. 14-22. DOI: 10.21668/health.risk/2018.2.02
UDC 614.715: 613.55: [691+621+669]-048.26 DOI: 10.21668/health.risk/2018.2.02.eng
HYGIENIC ASSESSMENT OF PM10 AND PM2.5 CONTENTS IN THE ATMOSPHERE AND POPULATION HEALTH RISK IN ZONES INFLEUNCED BY EMISSIONS FROM STATIONARY SOURCES LOCATED AT INDUSTRIAL ENTERPRISES
I.A. Prosviryakova, L.M. Shevchuk
Scientific-practical Hygiene Center, 8 Akademicheskaya Str., Minsk, 220012, Republic of Belarus
Our research focused on air contamination with solid particles which occurred in settlements influenced by stationary sources located at enterprises involved in construction materials production. Our goal was to examine concentrations and fractional structure of solid particles and to assess health risks caused by air contamination with fine-dispersed solid particles for population living on territories adjoining to sanitary-hygienic zones of industrial enterprises. The research was conducted with laboratory control techniques, health risk assessment, sanitary-hygienic and statistic techniques. We measured solid particles concentrations in real-time detecting them incessantly, and it allowed us to obtain data on concentrations of fine-dispersed solid particles (10 and 2.5 microns diameter) averaged over 20-minutes period; we also managed to calculate sums of solid particles (dust/aerosol not differentiated in its compound) in the atmosphere in settlements influenced by stationary sources located at industrial enterprises. We analyzed fractional structure of solid particles, performed a hygienic assessment of atmospheric air contamination, and determined population health risks caused by atmospheric air contamination with fine-dispersed particles. The obtained results gave grounds for working out analytical (laboratory) techniques for control over atmospheric air contamination at a border between a residential area and a sanitary-hygienic zone and for hygienic assessment of solid particles content in the air in settlements, both for overall fraction and for particles with aerodynamic diameter 10 microns and 2.5 microns.
Key words: atmospheric air, concentration, sanitary-hygienic zone, fine-dispersed solid particles, enterprise, health risk, a residential area.
© Prosviryakova I.A., Shevchuk L.M., 2018 Inna A. Prosviryakova - Senior Researcher at Laboratory for Environmental Factors and Health Risk Analysis Technologies (e-mail: [email protected]; tel.: +375 (17) 284-13-79).
Larisa M. Shevchuk - Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Deputy Director for Research (e-mail: [email protected]; tel.: +375 (17) 292-50-15).
References
1. Prosviryakova I.A. Metodologicheskie podkhody k gigienicheskoi otsenke soderzhaniya melkodispersnykh tverdykh chastits v atmosfernom vozdukhe [Methodological approaches to hygienic assessment of fine-dispersed solid particles contents in the atmosphere]. Zdorov'e i okruzhayushchaya sreda: sbornik nauchnykh trudov. In: S.I. Sychik ed. Minsk, RNMB Publ., 2015, vol. 1, no. 25, pp. 85-87 (in Russian).
2. Prosviryakova I.A., Shevchuk L.M. Issledovaniya fonovogo urovnya soderzhaniya tverdykh chastits v atmosfernom vozdukhe [Research on background concentrations of solid particles in the atmosphere]. Zdorov'e i okruzhayushchaya sreda: sbornik nauchnykh trudov. In: S.I. Sychik ed. Minsk, RNMB Publ., 2016, no. 26, pp. 53-55 (in Russian).
3. Prosviryakova I.A., Shevchuk L.M. Otsenka soderzhaniya tverdykh chastits RMi0 i RM25 v atmosfernom vozdukhe na territorii zhiloi zastroiki v zone vliyaniya vybrosov avtotransporta [Assessment of РМl0 and РМ2.5 solid particles content in the atmosphere in settlements on territories influenced by emissions from motor transport]. Zdorov'e i okruzhayushchaya sreda: sbornik nauchnykh trudov. In: S.I. Sychik ed. Minsk, RNMB Publ., 2017, no. 27, pp. 51-54 (in Russian).
4. Polichetti G., Cocco S., Spinali A., Trimarco V., Nunziata A. Effects of particulate matter (PM№ PM2.5 and PMi) on the cardiovascular system. Toxicology, 2009, vol. 261, no. 1-2, pp. 1-8.
5. Künzli N., Kaiser R., Medina S., Studnicka M., Chanel O., Filliger P., Herry M., HorakF.Jr., Puybonnieux-Texier V., Quénel P., Schneider J., Seethaler R., Vergnaud J.C., Sommer H. Public-health impact of outdoor and traffic-related air pollution: a European assessment. The Lancet, 2000, vol. 356, no. 9232, pp. 795-801.
6. Wang W., Yu T., Ciren P., Jiang P. Assessment of human health impact from PMi0 exposure in China based on satellite observations. Journal of Applied Remote Sensing, 2015, vol. 9, no. 1, pp. 15100.
7. Kalaeva S.Z., ChistyakovYa.V., Muratova K.M., Chebotarev P.V. Vliyanie melkodispersnoi pyli na bios-ferui cheloveka [Influencing fine-dispersed dust upon biosphere and human]. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Nauki o Zemle, 2016, no. 3, pp. 40-63 (in Russian).
8. Berico M., Luciani A., Formignani M. Atmospheric aerosol in an urban area - measurements of TSP and PMi0 standards and pulmonary deposition assessments. Atmospheric Environment, 1997, vol. 31, no. 21, pp. 3659-3665.
9. Powe N.A., Willis K.G. Mortality and morbidity benefits of air pollution (SO2 and PMi0) absorption attributable to woodland in Britain. Journal of Environmental Management, 2004, vol. 70, no. 2, pp. 119-128.
10. Zhang X.-X., Chen X., Wang Z.-F., Guo Y.-H., Li J., Chen H.-S., Yang W.-Y., Sharratt B., Liu L.-Y. Dust deposition and ambient PMi0 concentration in Northwest China: spatial and temporal variability. Atmospheric Chemistry and Physics, 2017, vol. 17, no. 3, pp. 1699-1711.
11. Podbevsek N., Jereb B. PM10 Risks In Countries of European Union. Vestnik SamGUPS, 2014, no. 3 (25), pp. 9-17.
12. Soriano A., Pallarés S., Vicente A.B., Sanfeliu T., Jordán M.M. Assessment of the main sources of PMi0 in an industrialized area situated in a Mediterranean Basin. Fresenius Environmental Bulletin, 2011, vol. 20, no. 9 A, pp. 2379-2390.
13. Bernardoni V., Vecchi R., Valli G., Piazzalunga A., Fermo P. PMi0 Source apportionment in Milan (Italy) using time-resolved data. The Science of the Total Environment, 2011, vol. 409, no. 22, pp. 4788-4795.
14. Lim J.-M., Moon J.-H., Chung Y.-S., Lee J.-H., Kim K.-H. Airborne PM10 and metals from multifarious sources in an industrial complex area. AtmosphericResearch, 2010, vol. 96, no. 1, pp. 53-64.
15. Lipatov G.Ya., Adrianovskii V.I. Vybrosy vrednykh veshchestv ot metallurgicheskikh korpusov medepla-vil'nykh zavodov [Hygienic estimation of harmful substances emissions from metallurgical units of copper plants]. Sanitarnyi vrach, 2013, no. 8, pp. 41-43 (in Russian).
16. Strelyaeva A.B., Barikaeva N.S., Kalyuzhina E.A., Nikolenko D.A. Analiz istochnikov zagryazneniya at-mosfernogo vozdukha melkodispersnoi pyl'yu [Analysis of sources causing air contamination with fine-disperse dust]. Internet-vestnik VolgGASU. Seriya: Politematicheskaya, 2014, no. 3 (34). Available at: http: //vestnik. vgasu.ru/? source=4&articleno=1715 (17.07.2017) (in Russian).
17. May I.V., Zagorodnov S.Yu., Maks A.A., Zagorodnov M.Yu. Otsenka potentsial'nogo zagryazneniya at-mosfernogo vozdukha melkodispersnymi chastitsami v zone raspolozheniya mashinostroitel'nogo predpriyatiya [Assessment of potential air pollution finely dispersed particles in the zone of machine building enterprise]. Vestnik Permskogo natsional'nogo issledovatel'skogo politekhnicheskogo universiteta. Urbanistika, 2012, no. 2, pp. 109-118 (in Russian).
18. Yanin E.P. Khimicheskie elementy v pylevykh vybrosakh elektrotekhnicheskikh predpriyatii i ikh rol' v zagryaznenii okruzhayushchei sredy [Chemical elements in dust discharge of electrical engineering enterprises as source pollution of the environment]. Ekologicheskie sistemy i pribory, 2009, no. 2, pp. 53-58 (in Russian).
19. Strelyaeva A.B., Marinin N.A., Azarov A.V. O znachimosti dispersnogo sostava pyli v tekhnolo-gicheskikh protsessakh [On importance of dust disperse compound in technological processes]. Internet-vestnik VolgGASU. Seriya: Politematicheskaya, 2013, no. 3 (28). Available at: http://vestnik.vgasu.ru/?source=4&ar-ticleno=1381 (17.07.2017) (in Russian).
20. Strelyaeva A.B., Lavrent'eva L.M., Lupinogin V.V., Gvozdkov I.A. Issledovaniya zapylennosti v zhiloi zone, raspolozhennoi vblizi promyshlennykh predpriyatii chastitsami RM10 i RM25 [Studies of dustiness in a residential area located near industrial enterprises with PMi0 and PM2 5 particles]. Inzhenernyi vestnik Dona, 2017, vol. 45, no. 2, pp. 154-156 (in Russian).
21. Zaitseva N.V., May I.V., Kleyn S.V. Optimizatsiya programm nablyudeniya za kachestvom atmos-fernogo vozdukha selitebnykh territorii v sisteme sotsial'no-gigienicheskogo monitoringa na baze pros-transtvennogo analiza i otsenki riska dlya zdorov'ya naseleniya [How to optimize programs for monitoring over atmospheric air quality in settlements in the social-hygienic monitoring system on the basis of spatial analysis and population health risk assessment]. Permskii meditsinskii zhurnal, 2010, vol. 27, no. 2, pp. 130-138 (in Russian).
Prosviryakova I.A., Shevchuk L.M. Hygienic assessment of PM10 and PM2.5 contents in the atmosphere and population health risk in zones infleunced by emissions from stationary sources located at industrial enterprises. Health Risk Analysis, 2018, no. 2, pp. 14-22. DOI: 10.21668/health.risk/2018.2.02.eng
Получена: 03.04.2018
Принята: 10.06.2018
Опубликована: 30.06.2018
