CC BY
18
УДК 614.71:631.2:636.4 https://doi.Org/10.26641/2307-0404.2018.1.124944
е.Г. Слаутенко НОВ1 1НСТРУМЕНТИ ОЦ1НКИ НЕБЕЗПЕКИ
ДЛЯ ЗДОРОВ'Я НАСЕЛЕННЯ В1Д ЗАБРУДНЕННЯ АТМОСФЕРНОГО ПОВ1ТРЯ СВИНОКОМПЛЕКСАМИ
ДУ «1нститут громадського здоров'я НАМН Украти м. О.М. Марзеева» вул. Попудренко, 50, Кшв, 02094, Украша
State Institution "O.M. Marzeiev Institute for Public Health " NAMSU Popudrenko str., 50, Kyiv, 02094, Ukraine e-mail: e_slautenko@ukr.net
Ключовi слова: атмосферне повтря, сучасш свинокомплекси, запахове забруднення, опитування населення, анал1з дозвтьног документаци, вимiрювання, математичне моделювання
Key words: ambient air, modern pig complexes, smell pollution, population surveys, analysis of permission documentation, measurements, mathematical modeling
Реферат. Новые инструменты оценки опасности для здоровья населения от загрязнения атмосферного воздуха свинокомплексами. Слаутенко Е.Г. С увеличением количества современных мощных свинокомплексов в Украине существенно возросли риски для здоровья населения, проживающего в селитебной зоне, граничащей с санитарно-защитными зонами свинокомплексов. Кроме прямого влияния химических веществ, которые присутствуют в выбросах, риск для здоровья населения составляет запаховое загрязнение атмосферного воздуха. Цель исследования заключалась в обосновании новых инструментов оценки влияния свинокомплексов на здоровье населения и совершенствовании санитарно-эпидемиологической экспертизы. Представлены материалы комплексного гигиенического исследования негативного влияния загрязнения атмосферного воздуха, в частности запахового загрязнения, проведенного лабораторией качества воздуха ГУ «ИГЗ АМН Украины им. А.Н. Марзеева» на свинокомплексе мощностью 8,2 тыс. голов животных в год. Для выполнения поставленных задач было проведено несколько этапов исследования: анкетирование населения, анализ проектных материалов и разрешительных документов, полученных по результатам санитарно-эпидемиологической экспертизы, натурные исследования атмосферного воздуха и математическое моделирование распространения химических веществ в атмосфере. Полученные результаты позволяют сделать выводы о непрямом влиянии химических веществ с запаховыми свойствами на здоровье местного населения; предложен новый инструмент для потребностей санитарно-эпидемиологической экспертизы, основанный на методе математического моделирования.
Abstract. New tools for assessing health risks for the population caused by airpollution from pig farms. Slautenko Ye. With the increase in the number of modern powerful pig complexes in Ukraine, the risks to the health of the population living in a residential area bordering the sanitary protection zones of pig complexes have significantly increased. In addition to the direct influence of chemicals that are present in the emissions, the smell pollution of ambient air being the risk to human health. The aim of the study was to substantiate new tools for assessing the impact of pig farms on public health and improving sanitary and epidemiological expertise. The article presents the materials of the complex hygienic research of the negative influence of atmospheric air pollution, in particular, smell pollution, in one of the modern pig farms with a capacity of 8.2 thousand heads of animals per year carried out by the laboratory of air quality of SI "O.M. Marseev Institute for Public Health" NAMSU. To accomplish these tasks, several stages of the research were carried out: questioning of the population, analysis of design materials and results of some permission documents such as sanitary and epidemiological expertise, in-situ measurements of ambient air and mathematical modeling of the distribution of chemicals on the territory of investigation. Based on the results of the study, the conclusions were drawn about the indirect effects of chemicals with odor properties on the health of the local population; A new tool for the needs of sanitary and epidemiological expertise, based on the method of mathematical modeling is proposed.
Разом 3i зростанням в Укрш'ш промислового свинарства i створенням сучасних потужних тд-приемств з розведення та вирощування свиней (свинокомплекшв) виникло питання недотри-мання нормативних розмiрiв саштарно-захисних зон (СЗЗ), визначених чинними нормативно-правовими документами [1].
Така тенденщя стала можливою з огляду на поширену практику використання тд роз-мщення сучасних свинокомплекшв територш колишшх колгоспних тваринницьких ферм невисоко! потужносп та нефункщонуючих сшьськогосподарських шдприемств з наявними шженерними комушкащями, що здебшьшого
розташоваш в межах населених пунктiв сшьсько! мiсцевостi [4].
Одним з наслщюв подiбно! практики стало наближення сучасних свинокомплекшв до меж житлово! забудови. Причиною цього стала невщповщшсть розмiрiв СЗЗ для малопотужних колгоспних господарств до нормативних роз-мiрiв СЗЗ сучасних свинокомплекшв (вiдповiдно до чинно! класифшаци, наведено! в ДСП-173) та вщсутшсть можливостi !х подальших змш у бiк збiльшення [4].
Ще одним наслiдком стало виникнення скарг з боку мюцевого населення, що було пов'язано з неприемними запахами або запаховим за-брудненням.
Зважаючи на нейрофiзiологiчнi особливостi негативного впливу на оргашзм людини запа-хового забруднення, зокрема появу рефлек-торних вегетативних реакцiй, постае питання тдвищення ефективностi управлiння ризиками шляхом вдосконалення наукових пiдходiв до встановлення СЗЗ сучасних свинокомплекшв, перегляду та оптимiзацi! iснуючих нормативних розмiрiв СЗЗ для свинокомплекшв з урахуванням використання нових сучасних технологiй утри-мання та вiдгодiвлi худоби, застосування сучасних заходiв з попередження забруднення довкшля, переробки та утилiзацi! вiдходiв тва-ринництва тощо [2, 4, 8].
Крiм того, ця ситуащя вимагае створення нових iнструментiв ощнювання, що дозволяе ще на етат проекту встановити рiвень безпечностi функщонування подiбних пiдприемств для здо-ров'я населення, яке мешкае поблизу.
У цш статтi представлено матерiали комплексного ппешчного дослiдження негативного впливу вщ забруднення атмосферного повiтря, зокрема запахового забруднення, що проводилось лабораторiею якостi повiтря ДУ «1ГЗ НАМН Укра!ни iм. О.М. Марзеева» на одному з сучасних свинокомплекшв з потужнiстю 8,2 тис. голiв тварин на рiк.
Мета дослщження полягала в обrрунтуваннi нових шструменпв оцiнювання впливу свино-комплексiв на здоров'я населення та вдоскона-ленш санiтарно-епiдемiологiчно! експертизи.
МАТЕР1АЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛЩЖЕНЬ
На першому етапi пшотного дослiдження, яке було проведено в с. Малишвка Малинського району Житомирсько! областi, було опитано 126 мешканщв, якi постiйно проживали в цьому на-селеному пунктi. Це становило 25% вщ загально! кiлькостi дорослого населення. До вибiрки були вщнесеш всi опитуванi, в яких на момент опи-тування не було виявлено гострих хвороб або
загострення хронiчних захворювань. Вони не були попереджеш щодо юнцево! мети опитування.
Другим етапом дослiдження було проведення аналiзу даних проектно! документацi! та дозвшь-но! документацi!, отримано! за результатами саштарно-ешдемюлопчно! експертизи свинокомплексу з рiчною потужнiстю 8,2 тис. голiв та нормативною СЗЗ 500 м, що розташований поблизу с. Малишвка.
Тре^м етапом стало проведення натурних iнструментально-лабораторних вимiрювань рiв-шв забруднення атмосферного повiтря хiмiчними речовинами з вираженими неприемними запахо-вими властивостями, що присутш у викидах вiд свинокомплексу. Вимiрювання проводились на межах перетину фактично! та нормативно! СЗЗ свинокомплексу з межею зони житлово! забу-дови с. Малишвка, а також на територи цього населеного пункту.
Заключним, четвертим етапом дослщження було проведення математичного моделювання розподiлу в атмосферному повг^ дослщжу-ваних дiлянок концентрацш дослiджуваних хiмiчних речовин за допомогою програмного за-безпечення ISC AERMOD View (v.9.4.0), до роз-рахункового алгоритму якого було внесено величини порогiв запаху для зазначених вище хiмiчних речовин.
Таким чином, до цього дослщження були включенi таю методи:
- метод слшого опитування;
- метод саштарно-ешдемюлопчно! експертизи;
- анал^ичний метод;
- санiтарно-хiмiчнi методи детекцп рiвнiв дослiджуваних хiмiчних речовин у приземному шарi атмосфери;
- математичш методи моделювання усеред-нених концентрацiй дослiджуваних хiмiчних речовин у приземному шарi атмосфери з вико-ристанням картографiчних матерiалiв.
РЕЗУЛЬТАТИ ТА IX ОБГОВОРЕННЯ
За результатами обробки опитувальних листiв було виявлено, що 72% опитаних мали скарги на перюдичне погiршення стану здоров'я. Серед осiб, що мають скарги, 42% скаржаться на перюдичне запаморочення та головний бшь, тдвищення артерiального тиску (31%), нудоту i блювання (12%), перiодичну появу кашлю та чхання i подразнення слизових оболонок очей мають скарги 4% та 2% вщповщно. Описаш симптоми характерш для непрямого впливу дослщжуваних хiмiчних забруднюючих речовин. Решта опитаного населення (9%) мала скарги на попршення здоров'я шшого характеру (рис.).
18/ Том XXIII/1
97
□ Шдвищення артер1ального тиску
□ Подразнення слизових оболонок очей Ш1нше
□ Запаморочення та головний б1ль DD Нудота, блювання Кашель та чхання
Результата проведеного опитування населення с. Малишвка
За результатами анатзу даних проектно! документацi! та матерiалiв саштарно-ешдемюло-гiчно! експертизи дослщжуваного свинокомплексу на 8,2 тис. голiв на рiк було встановлено, що нормативна СЗЗ частково не витримана по окремим напрямкам. Вщповщно до наданих розробниками проекту даних, скорегованих за допомогою картографiчних матерiалiв, меж фактично! СЗЗ вiд основних джерел викидiв пiдприемства становлять 192 м у швшчно-схщ-ному напрямку, 198 м у схщному напрямку, 223 м у швденно-схщному напрямку. По шшим напрямкам витримана нормативна СЗЗ в 500 м, що безпосередньо межуе iз зоною житлово! забудови.
Така ситуащя пов'язана з переглядом у бш зменшення та перезатвердженням розмiрiв СЗЗ свинокомплексу вщносно нормативно! внаслiдок iнженерно-технiчних та будiвельних рiшень при проведенш реконструкцi! та переобладнаннi об'екту.
Серед зазначених вище заходiв найбiльш корисною iнформацiею для дослiдження е факт проведення накриття та герметизацi! гноезбiр-никiв, якi е основними джерелами появи вира-жених негативних запахових вщчутпв у населення прилегло! зони житлово! забудови. Ц заходи дозволили суттево зменшити рiвень ви-кидiв забруднюючих хiмiчних речовин ^ вiдповiдно, переглянути нормативну величину СЗЗ тдприемства в бiк !! зменшення.
Разом з тим, були проведет шструментально-лабораторш вимiрювання рiвнiв забруднення атмосферного пов^ря хiмiчними речовинами з вираженими неприемними запаховими власти-востями, що присутш у викидах вщ свинокомплексу на рiзних вiдстанях вiд джерел забруднення (табл. 1).
Згiдно з отриманими результатами натурних вимiрювань можна зробити висновок щодо вiдповiдностi отриманих концентрацш дослщжу-ваних забруднюючих хiмiчних речовин до !х ГДКмр в атмосферному пов^р^ а саме - вщ-сутнiсть перевищень цих речовин на межi нормативно! СЗЗ i зони житлово! забудови та на територi! зони житлово! забудови с. Малишвка. Подiбна ситуащя була виявлена i в попередшх дослiдженнях [4, 5].
Для проведення математичного моделювання розподiлу в атмосферному повг^ дослщжу-ваних хiмiчних забруднюючих речовин, при-сутнiх у викидах вщ свинокомплексу, за до-помогою програмного забезпечення ISC AERMOD View (v.9.4.0) [3] було змодельовано !х 1-годиннi, 24-годиннi, мюячш та рiчнi рiвнi концентрацiй та проведено порiвняння з порогами запахового вщчуття, визначеними для цих речовин. За результатами порiвняння було виявлено перевищення порогiв запаху для шр-ководню та диметиламiну при моделюванш 24-годинних рiвнiв концентраци на межi зони житлово! забудови с. Малишвка (табл. 2).
Таблиця 1
Результати натурних вим1рювань забруднення атмосферного повггря х1м1чними речовинами
Назва забруднюючоК речовини CAS Registry Number Клас небезпеки речовини/ ГДКм.р. речовини, мг/м3 Отримаш концентраци хiмiчиих забруднюючих речовин в атмосфер! (мг/м3) на рiзних ввдстанях вiд джерела забруднення (м)
250 500 700
Ам1ак 7664-41-7 4 0,2 2,6-4,5 3,5±0,9 0,067-0,12 0,09±0,022 0,03-0,07 0,05±0,02
Тверда суспендоват частки
Диметиламiн
Орководень Метилмеркаптан
124-40-3
7783-06-4
74-93-1
0,5 0,005 0,008 0,0001
0,09-0,17 0,13±0,04
0,0038-0,0055 0,0046±0,0009
0,19-0,22 0,20±0,006
0,001-0,006 0,0032±0,0011
0,09-0,1 0,95±0,004
0,0034-0,003 0,0028±0,0001
0,007-0,0082 0,0076±0,0004
0,00013-0,00016 0,00014±0,00002
0,02-0,05 0,03±0,02
0,0013-0,0022 0,0006±0,0004
0,0065-0,0069 0,0067±0,0002
0,00011-0,00012 0,00011±0,00001
3
2
2
2
За результатами моделювання 24-годинно! показниками сiрководню (в 2,9 разу) та
концентраци в атмосферному повг^ на меж метилмеркаптану (в 2,4 разу). За показниками
СЗЗ та зони житлово! забудови с. Малишвка шших дослiджуваних речовин перевищень вияв-
було вiдмiчено перевищення порогу запаху за лено не було.
Таблиця 2
3
Пор1вняння величин 24-годинних концентраций з величинами порогу запах1в (мг/м )
Назва хМчноК забруднюючоК речовини
СереднЕ значения за
результатами натурних дослвджень
СереднЕ значен™ за результатами математичного моделювання на 24 годинах
Пор1г запаху*
Ам1ак
Орководень
Метилмеркаптан
Диметиламiи
0,09 0,0075 0,0001 0,0028
0,01 0,0019 0,0001 0,0004
0,04 0,008 0,0001 0,005
0,027 0,00066 0,0000412 0,25
Примака. * - За даними Gregory Leonardos, David Kendall & Nancy Barnard, Journal of the Air Pollution Control Association, 2012, p. 9495 (переведено з одиниць ppm в мг/м3).
ВИСНОВКИ
1. У ходi опрацювання опитувальних лиспв мешканщв с. Малишвка, що брали участь в анке-туванш, 72% мають скарги на перюдичне попр-шення стану здоров'я, у 28% опитуваних вони вщсутш.
2. Зпдно з даними натурних вимiрювань до-слiджуваних хiмiчних забруднюючих речовин встановлено вщсутшсть перевищення !х кон-центрацiй в атмосферному повiтрi на межi нормативно! СЗЗ та прилегло! сельбищно! зони.
3. У ходi математичного моделювання 24-годинного розподшу в атмосферному повiтрi дослiджуваних хiмiчних речовин виявлено пере-вищення порогу запаху для запахоутворюючих
речовин - шрководню в 2,9 разу та метил-меркаптану в 2,4 разу.
4. Виявлено, що вс негативш прояви у станi здоров'я мешканщв с. Малишвка можуть бути результатом непрямо! ди хiмiчних забруднюючих речовин з вираженими запаховими властивостями, що мютяться у викидах вщ свинокомплексу.
5. Встановлено, що за допомогою нового шст-рументу порiвняння змодельованих концентра-цiй з порогами запаху, базованого на методi математичного моделювання, суттево збшьшують-ся можливост санiтарно-епiдемiологiчно! екс-пертизи для свинокомплекшв при встановленнi та коригуванш СЗЗ.
18/ Том XXIII/1
99
СПИСОК Л1ТЕРАТУРИ
1. Державш санггарш правила планування та забудови населених пунктш: ДСП 173-96. - [На зам^ СН 245-71; чинш ввд 1996-06-19]. - Кив: МОЗ Ук-раши, 2002. - 59 с. - (Санiтарнi норми i правила).
2. Майоров В.А. Запахи: их восприятие, воздействие, устранение / В.А. Майоров - Москва: Мир, 2006. - 366 с.
3. Пат. 33659 Украша, МПК G01N 31/00. Споаб визначення осереднених концентрацш шквдливих речовин в атмосферному повг^ / О.1. Турос, А.А. Пет-росян, О.М. Картавцев, О.В. Вознюк, Л.1. Михша, £.А. Мельник; заявник i патентовласник Державна установа «1нститут гiгieни та медично! екологiï iм. О.М. Марзеева Академiï медичних наук Украши». - u 2008 00699; заявл. 21.01.2008; опубл. 10.07.2008; Бюл. № 13.
4. Слаутенко £.Г. Ппешчне значения забруднен-ня повiтря викидами арководню зi свинарських
комплексiв високо! потужносп / £.Г. Слаутенко// Довк1лля та здоровья. - 2017. - № 3. - С. 46-49.
5. Сучасш ппешчш аспекти функцiонування тваринницьких комплексiв в Украiнi / В.В. Шкуро, К.Д. Фещенко, В.М. Махнюк, С.М. Могильний // Гшена населених мюць. - Кшв, 2009. - Вип. 53. - С. 37-46
6. Ciganek M. Chemical characterization of volatile organic compounds on animal farms / M. Ciganek, J. Ne-ca // Veterinary Medicine. - 2008. - Vol. 53. - P. 641-651.
7. Nicolai R. Understanding Livestock Odors / R. Nicolai, S. Pohl. - Pierr: South Dakota State University, 2005. - P. 5-6.
8. Zahn J.A. Correlation of human olfactory responses to airborne concentrations malodorous volatile organic compaunds emitted from swine effluent / J.A. Zahn, A.A. DiSpirito // J. Environmental Quality. - 2001. - Vol. 30. - P. 624-634.
REFERENCES
1. [State sanitary rules for planning and building settlements: SSR 173-96. - To replace CH 245-71; valid from 1996-06-19]. Kyiv, Ministry of Health of Ukraine, 2002;59. Ukrainian.
2. Mayorov VA. [Odors: their perception, influence, elimination]. Moskva, Mir. 2006;45-48. Russian.
3. Turos OI, Petrosjan AA, Kartavcev OM, Voz-njuk OV, Myhina LI, Mel'nyk JeA., inventor; State Institution "O. Marseyev Institute of Hygiene and Medical Ecology Academy of Medical Sciences of Ukraine", assignee. [Method of determination of averaged concentrations of harmful substances in the ambient air]. Ukraine patent N 33659 IPC G01N31/00. 2008 Jul 10. Ukrainian.
4. Slautenko YeG. [Hygienic significance of air pollution by hydrogen sulfide emissions from pig production
complexes of high power]. Environment and Health. 2017;3:46-49. Ukrainian.
5. Shkuro VV. etc. [Modern hygienic aspects of the functioning of livestock complexes in Ukraine]. Hygiene of Inhabited Places. 2009:53;37-46. Ukrainian.
6. Ciganek M, Neca J. Chemical characterization of volatile organic compounds on animal farms. Veterinary medicine, 2008;53:641-51.
7. Nicolai R, Pohl S. Understanding Livestock Odors. South Dakota State University, 2005:5-6
8. Zahn JA, DiSpirito AA. Correlation of human olfactory responses to airborne concentrations malodorous volatile organic compaunds emitted from swine effluent. Journal of Environmental Quality. 2001;30:624-34.
CraTra Hagmm^a go pegaKmi' 15.12.2017
♦
