CC BY
41ЭКОЛОГИЯ И ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ ECOLOGY AND NATURAL RESOURCES MANAGEMENT
Соотношение результатов оценки риска для здоровья населения и гигиенической
оценки качества атмосферного воздуха Comparison of the results of the analysis of exposure to air in the framework of establishing standards for maximum permissible emissions and assessing the risk to public
health
Ь Л московский
■p ЭКОНОМИЧЕСКИЙ «УРНА/1
УДК 504.75.05 DOI 10.24411/2413-046Х-2019-10007 Бабкен Мушегович Балоян,
доктор технических наук, профессор кафедры экологии и природопользования, филиал «Угреша» государственный университета «Дубна», г. Дзержинский Московской области, email: [email protected]
Дмитрий Анатольевич Шаповалов, доктор технических наук, профессор кафедры почвоведения, экологии и природопользования, ФГБОУ ВО Государственный университет по землеустройству, г. Москва, email: [email protected]
Юрий Петрович Чернов, кандидат технических наук, доцент кафедры экологии и природопользования, филиал «Угреша» государственный университета «Дубна», г. Дзержинский Московской области, email: [email protected]
Babken Mushegovich Baloyan, doctor of engeneering, professor, department of ecology and nature management, «Ugresha» branch of «Dubna» state university, Dzerzhinsky, Moscow region, [email protected] Yuri Petrovich Chernov,
candidate of engeneering, associate professor, department of ecology and nature management, «Ugresha» branch of «Dubna» state university, Dzerzhinsky, Moscow region Dmitriy Anatolevich Shapovalov,
doctor of technical sciences, professor department of soil science, ecology and nature management, State University of Land Use Planning, Moscow, Russia, e-mail: shapoval_ecology@mail. ru
Аннотация. В статье представлено сопоставление результатов оценки допустимости воздействия выбросов промышленных объектов с привлечением классического санитарно-гигиенического нормирования и на основе оценки неканцерогенного риска для здоровья
населения при хроническом и остром ингаляционном воздействии выбросов промышленных предприятий. Проанализированы причины различий в результатах оценки. Установлено, что одна из причин обусловлена тем, что для некоторых загрязняющих веществ имеют место существенные различия между значениями санитарно-гигиенических нормативов (ПДК) и критериев оценки риска - референтными концентрациями. Другие причины связаны с особенностями методологии оценки рисков здоровью населения, при которой для проведения расчетов рассеивания загрязняющих веществ в качестве основных исходных данных используются не значения мощности их максимально-разового выброса, а осреднённые значения мощности выброса минимум за один год. Важным обстоятельством также может быть различие между количеством веществ с однонаправленным токсическим действием и количеством веществ, входящих в группу суммации. В статье также уделено внимание порой не вполне обоснованному ограниченному использованию процедуры оценки риска для здоровья населения при обосновании санитарно-защитных зон.
Summary. The article presents a comparison of the results of the assessment of the permissibility of the impact of industrial facilities with the classical involvement of sanitary and hygienic rationing and based on an assessment of non-carcinogenic public health risk from chronic and acute inhalation exposure to industrial emissions. The reasons for the differences in the evaluation results are analyzed. It was established that one of the reasons is due to the fact that for some pollutants there are significant differences between sanitary and hygienic standards and risk assessment criteria - reference concentrations. The second reason is related to the methodology for assessing health risks to the population, in which for carrying out calculations of dispersion of pollutants, the main source data are not the values of the power of their maximum single release, but the average values of the power of release at least one year. An important circumstance may also be the difference between the number of substances with unidirectional toxic effects and the number of substances in the group of summation. The article also pays attention to the sometimes not quite reasonable limited use of the procedure for assessing the risk to public health in justifying sanitary protection zones.
Ключевые слова: экология, зона санитарной охраны, риски для здоровья, выбросы в атмосферу, рассеивание загрязняющих веществ.
Key words: ecology, sanitary protection area, health risks, air emissions, dispersion of pollutants.
Введение
Анализ и оценка риска здоровью населения при воздействии на атмосферный воздух выбросов промышленных предприятий являются одними их наиболее быстро развивающихся междисциплинарных направлений в современной науке и практике. Документом, отражающим в полной мере классическую методологию оценки риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду, принятую международным научным сообществом до сих пор в России остается руководство Р 2.1.10.1920-04 [1]. За время с момента его утверждения экологами и санитарными врачами накоплен большой опыт в области анализа риска и его важнейшего компонента - управления риском [2,3]. Появились также новые методологические тенденции в проведении расчетов. Однако, до настоящего времени этот документ остается без изменений.
Не смотря на всю важность процедуры оценки риска для здоровья населения при использовании ее в качестве критерия снижения вредного воздействия на человека факторов среды обитания, до настоящего времени законодательно не утверждена обязательность её проведения при разработке проектной документации на строительство или реконструкцию объектов, являющихся источником неблагоприятного воздействия на человека. То есть в рамках процедуры оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС) оценку рисков можно не проводить.
Методология исследования и результаты
Важнейшим инструментом регулирования качества окружающей среды является разработка и установление нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферу. Нормирование основано на достижении гигиенических критериев качества атмосферного воздуха населенных мест, при этом сложившаяся практика ориентирует предприятия на установление нормативов выбросов по критериям ПДКм.р. [4]. Таким образом, разработка проекта нормативов ПДВ является видом природоохранной деятельности, на которое также не распространяется требование о необходимости выполнения оценки риска.
В то же время при разработке проекта обоснования санитарно-защитной зоны (СЗЗ) в соответствии с требованием СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 [5] её размер для предприятий I и II класса опасности должен обеспечивать уменьшение воздействия загрязнения на атмосферный воздух до значений, установленных как санитарно-гигиеническими нормативами, так и до величин приемлемого риска для здоровья населения.
Основным критерием установления нормативов предельно допустимых выбросов вредных веществ в атмосферный воздух является соблюдение в приземном слое атмосферы на жилой застройке или на границе СЗЗ условия С/ПДКмр < 1. В случаях, если в выбросах предприятия содержатся несколько загрязняющих веществ, обладающих эффектом суммации вредного воздействия, то качество воздуха будет отвечать установленным нормативам при соблюдении условия:
С1/ПДК1 + С2/ПДК2 +... Сп/ПДКп < 1, где С1, С2, Сп - концентрации вредных веществ, обладающих эффектом суммации; ПДК1, ПДК2...., ПДКп - соответствующие им предельно допустимые концентрации.
Характеристика риска развития неканцерогенных эффектов осуществляется путем сравнения фактических уровней экспозиции с безопасными уровнями воздействия.
Характеристика риска развития не канцерогенных эффектов для отдельных веществ проводится на основе расчета коэффициента опасности по формулам:
НО = С2/ЛЯ/С НО = С1/Я/С
где НО - коэффициент опасности;
С1 - среднегодовая концентрация (для хронического ингаляционного воздействия) , мг/м3; С2 -концентрация при максимально-разовом выбросе (для острого ингаляционного воздействия), мг/м3;
Я/С, ЛЯ/С - референтная (безопасная) концентрация, мг/м3 для хронических и кратковременных острых воздействий, соответственно.
Референтная концентрация представляет собой нормативную величину непрерывного ингаляционного воздействия на человеческую популяцию (включая чувствительные
подгруппы), при которой не наблюдается заметный риск вредных неканцерогенных эффектов на протяжении всей жизни.
При величине коэффициента опасности (HQ), равной или меньшей 1,0, риск вредных эффектов рассматривается как допустимый. Если коэффициент опасности превышает единицу, то вероятность возникновения вредных эффектов у человека возрастает пропорционально увеличению.
Характеристика риска развития не канцерогенных эффектов при комбинированном воздействии химических соединений проводится на основе расчета индекса опасности (HI):
HI = а HQi
где HQi - коэффициент опасности для отдельных компонентов смеси воздействующих веществ.
Для неканцерогенных химических веществ аддитивность признается в случае их однонаправленного токсического действия. В соответствии с международными рекомендациями, под «однонаправленным» действием условно понимается влияние веществ на одни и те же органы или системы (например, легкие, печень, центральную нервную систему, процессы развития организма и др.).
В ряде работ производилось сравнение результатов анализа воздействия на атмосферный воздух в рамках установления нормативов ПДВ и оценки риска для здоровья населения при ингаляционном воздействии выбросов промышленных предприятий. Вот некоторые из них. В статье [6] для объектов, деятельность которых связана с хранением и перегрузкой нефти, при соблюдении установленных нормативов ПДВ, не обеспечивается приемлемый риск для здоровья населения, постоянно проживающего вблизи границы СЗЗ. При хроническом ингаляционном воздействии индексы опасности выше допустимого уровня регистрируются по болезням органов дыхания, иммунной системы, центральной нервной системы и болезням крови. В работе [7] было выявлено расхождение между результатами натурных исследований по определению формальдегида, концентрации которого не превышают во всех точках мониторинга санитарно-гигиенических нормативов и недопустимыми величинами канцерогенного риска.
При выполнении проектных работ по обоснованию СЗЗ для ТЭЦ [8], относящейся в соответствии с классификацией [5] к III классу опасности не было необходимости производить расчеты по оценке риска для здоровья населения при воздействии его выбросов. Однако, принимая во внимание, что предприятие находится в районе с серьёзными планировочными ограничениями, они были выполнены.
Расчет рассеивания выбрасываемых от ТЭЦ загрязняющих веществ, проведенный для 17 веществ и 5 групп суммации с учетом фонового загрязнения, выделяемых как при сжигании природного газа, так и при сжигании резервного топлива - мазута, показал, что их уровень воздействия на жилой застройке не превышает значений санитарно-гигиенических нормативов.
Наибольший уровень риска для здоровья населения при кратковременном (остром) ингаляционном воздействии был определён при комбинированном воздействии вредных веществ на органы дыхания, выбрасываемых при сжигании мазута. Этим однонаправленным воздействием, обладают следующие вещества: диоксид и оксид азота, серная кислота, сажа, серы диоксид, гидразин гидрат, бензин и мазутная зола теплоэлектростанций (в пересчете на ванадий). В качестве исходных данных
использовались максимально-разовые значения экспозиций. Результаты оценки риска в виде значений индекса опасности Ш свидетельствуют о «среднем» уровне риска в соответствии с принятыми количественными критериями их классификации (максимальное значение индекса опасности для органов дыхания на жилой застройке равно 4,0), т.е. риск приемлем для профессиональных групп и неприемлем для населения в целом. Появление такого риска требует разработки и проведения плановых оздоровительных мероприятий в условиях населенных мест.
Таким образом, при использовании резервного топлива (мазута) достаточность размера санитарно-защитной зоны может быть обеспечена только с помощью мероприятий по снижению выброса мазутной золы для достижения приемлемого неканцерогенного риска.
Такие существенные различия в результатах оценки допустимости воздействия выбросов от промышленных объектов с привлечением санитарно-гигиенического нормирования и на основе оценки риска для здоровья населения обусловлены рядом причин. Первая из которых вызвана тем, что для некоторых загрязняющих веществ имеют место существенные различия между санитарно-гигиеническими
нормативами ПДКсс и ПДКМр и критериями оценки риска - референтными концентрациями при остром АЯ/С и хроническом Я/Сингаляционном воздействии. Причем отличаются они порой в десятки раз. Так, например, для мазутной золы теплоэлектростанций (в пересчете на ванадий) ПДКс.с. равна 0,002 мг/м3, а референтная концентрация для ванадия при хроническом ингаляционном воздействии Я/С составляет 7* 10-5 мг/м3, т.е. в 29 раз меньше. Референтная же концентрация при остром ингаляционном воздействии Я/С составляет 0,0002 мг/м3, т.е. в 10 раз меньше.
Вторая причина может в какой-то степени компенсировать первую за счет того, что при классическом нормировании при проведении расчетов рассеивания загрязняющих веществ используются значения мощности их максимально-разового выброса в г/с, а при оценке риска для здоровья населения - более низкие осреднённые значения мощности выброса минимум за один год. Причем в качестве исходных данных используется годовой валовый выброс в т/год), который пересчитывается в г/с. В качестве исключения могут быть ситуации, когда они практически равны, если источник выброса загрязняющих веществ функционирует с одинаковой мощностью в течение всего года, что практически невозможно.
Следует также отметить, что при расчете индекса опасности Ш1, как правило, используется сумма коэффициентов опасности ШQ для большего количества веществ с однонаправленным токсическим действием (в рассмотренном случае их 8) по сравнению с количеством веществ, входящих в группу суммации при разработке проекта нормативов ПДВ (там их было 4 - азота оксид и диоксид, серы диоксид и мазутная зола). Таким образом, это обстоятельство свидетельствует о более «жестких» условиях при оценке риска здоровью населения.
Таким образом, перечисленные выше причины могут приводить к существенному несовпадению результатов оценивания допустимости воздействия на атмосферный воздух с помощью этих двух рассматриваемых подходов.
При разработке проектных материалов по обоснованию санитарно-защитных зон специалистам-экологам, работающим в области экологического проектирования, необходимо очень хорошо ориентироваться во всех вопросах, связанных с оценкой рисков
здоровью населения и владеть соответствующей методикой как для плодотворного взаимодействия с учреждениями, имеющими сертификат соответствия на проведение работ в данной области, так и для проведения подобных работ самостоятельно. Проведение оценки риска здоровью населения на ранних стадиях проектирования позволяет избежать ситуации, когда при допустимости воздействия на окружающую среду по всем факторам [9,10], риск здоровью населения оказывается высоким, что вынуждает к принятию дополнительных природоохранных мероприятий, а порой и к принципиально новым проектным решениям.
Заключение
Основными результатами проведённого краткого обзора работ, в которых производилось сопоставление результатов экологического нормирования и оценки риска для здоровья населения является вывод о том, что между действующими нормативными и методическими документами, обеспечивающими охрану атмосферного воздуха и защиту здоровья населения требуется дополнительная гармонизация. Ограниченное же использование процедуры оценки риска, в соответствии с [5], не всегда может быть оправдано, т. к. её, прежде всего, нужно использовать исходя из анализа конкретной градостроительной ситуации и опираясь на интересы населения.
Список литературы
1. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. Р 2.1.10.1920-04, утвержденное Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 05.03.2004.
2. Современные проблемы оценки риска воздействия факторов окружающей среды на здоровье населения и пути ее совершенствования / Ю.А. Рахманин, С.М. Новиков, С.Л. Авалиани, О.О. Синицына, Т.А. Шашина // Анализ риска здоровью. - 2015. - №2. - С. 4-11
3. Ракитский В.Н., Авалиани С. Л., Шашииа Т.А., Додина Н.С. Актуальные проблемы управления рисками здоровью населения в России // Гигиена и санитария. - т. 97, -№6. -2018. - С. 572-575.
4. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов ЗВ в атмосферный воздух (дополненное и переработанное и введенное в действие письмом Минприроды РФ №05-12-47/4521 от 29.03.2012 г.), НИИ Атмосфера, С-Петербург. -2012.
5. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03.
6. Евдошенко В.С., Фокин С.Г., Май И.В. К оценке достаточности допустимых выбросов объектов по перегрузке нефти для обеспечения приемлемого риска для здоровья населения //Здоровье населения и среда обитания. -2012. -№ 11. - С. 4-7.
7. Гасилин В.В., Бочаров Е.П., Вахитов К.Х., Попов Г.О., Айзатуллин А.А.Санитарно-гигиеническая оценка атмосферного воздуха и оценка канцерогенного риска для здоровья населения в крупном промышленном городе // Здоровье населения и среда обитания. -2013. - № 4 (241). - С. 42-44.
8. Чернов Ю. П., Вербицкая Т. А. Особенности обоснования санитарно-защитной зоны для ТЭЦ // Вестник Международного университета природы, общества и человека «Дубна». Серия «Естественные и инженерные науки». -2016 -№ 1 (33). - С 56-61.
9. Щербаков А.Ю., Карев С.Ю., Абрамцев В.С., Прохоров И.С., Шаповалов Д.А., Скибарко А.П. Вопросы подготовки и контроля качества искусственно созданных грунтов для озеленения московских газонов// Экологические системы и приборы.- 2012.- № 10.- с. 28-33.
10. Шаповалов Д.А., Груздев В.С., Балоян Б.М., Ухоботина Е.В., Хромов В.М. . Тяжёлые металлы в малых водоёмах Подмосковья// Мелиорация и водное хозяйство.-2009.- № 6.- с. 20-23.
References
1. Guidelines for the assessment of public health risks from exposure to chemicals that pollute the environment. R 2.1.10.1920-04, approved by the Chief state sanitary doctor of the Russian Federation 05.03.2004.
2. Rakhmanin Y.A., Novikov SM., Аvаliani S.L., Sinitsyna O.O., Shashina T.A. а^я! problems of environmental factors risk assessment on human health and ways to improve it // Analysis of health risk. - 2015. - №2. - P. 4-11.
3. Rakitskiy V.N., Avaliani S. L., Shashiia T.A., Dodina N.S. Actual problems of public health risk management in Russia // Hygiene and sanitation. - vol. 97, -№6. -2018. - P. 572-575.
4. Guidelines for the calculation, regulation and control of pollutants emissions into the atmosphere (supplemented and revised and put into effect by letter from RF Ministry of nature №05-12-47/4521 from 29.03.2012), RI Atmosphere, S. Petersburg. -2012.
5. Sanitary protection zones and sanitary classification of enterprises, structures and other objects. Sanitary and epidemiological rules and regulations SanRaR 2.2.1/2.1.1.1200-03.
6. Evdoshenko V.S., Fokin C.G., May I.V. Assessment of the sufficiency of permissible emissions of oil transshipment facilities to ensure an acceptable risk to public health //Public health and environment . -2012. -№ 11. - P. 4-7.
7. Gasilin V.V., Bocharov E.P., Vakhitov K.H., Popov G.O., Ayzatullin A.A. Sanitary and hygienic assessment of atmospheric air and public health carcinogenic risk assessment in large industrial city // Public health and environment. - 2013. - № 4 (241). - P. 42-44.
8. Chernov Y. P., Verbitskaya T. A. Features of substantiation of sanitary protection zone for CHP // Bulletin Of the international University of nature, society and man «Dubna». «Natural and engineering Sciences» series. -2016 -№ 1 (33). - P. 56-61.
9. Scherbakov A. Y., etc. Issues of preparation and quality control of artificially created soils for landscaping Moscow lawns. // Ecological systems and devices. .- 2012.- № 10.- pp. 28-33.
10. Shapovalov D.A., etc. Heavy metals in small bodies of water near Moscow. // Irrigation and Water Management. -2009.- № 6.- pp. 20-23.
