CC BY
149
УДК 614.71/ 78:616-053.2(571,53)
К ВОПРОСУ ИЗУЧЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ЗАКРЫТЫХ ПОМЕЩЕНИЙ ДЕТСКИХ УЧРЕЖДЕНИЙ ГОРОДОВ ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ
© 2008 г. Н. А. Тараненко, Н. В. Ефимова, О. А. Рычагова
Ангарский филиал - НИИ медицины труда и экологии человека ГУ НЦМЭ ВСНЦ СО РАМН, г. Ангарск
Изучение уровня загрязнения воздушного бассейна выбросами промышленных предприятий и автотранспорта и оценка их влияния на состояние здоровья детского населения обычно основывается на определении содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе с интерпретацией этих данных в связи с уровнем заболеваемости детского населения. Такой подход не учитывает возможного влияния загрязняющих веществ закрытых помещений на здоровье детей, хотя известно, что более 60 % своего времени человек проводит в жилых помещениях. Хронические поступления в организм загрязнителей антропогенной природы могут привести к стойким изменениям, а в дальнейшем и к патологии в различных системах и органах [4, 5, 16, 17]. Характерной особенностью экологически детерминированных состояний у детей является высокая частота сочетанной патологии ряда органов и систем, нарастание аллергии, интоксикационного синдрома, вегето-сосудистой дистонии [1].
В последнее время особое внимание стало уделяться санитарно-гигиенической характеристике воздушной среды закрытых помещений — т. е. жилых и общественных зданий, в том числе детских учреждений. Воздушная среда этих помещений при относительно низких концентрациях химических примесей и небольших объемах воздуха для разбавления в сочетании с неблагоприятными факторами микроклимата небезразлична для детей, проводящих большую часть времени суток в закрытых помещениях (квартиры, классные комнаты школ и дошкольных учреждений) и может серьезно влиять на их самочувствие, работоспособность и здоровье. Химический состав воздушной среды жилых и общественных зданий определяется составом атмосферного воздуха, а также специфическими загрязнителями антропогенного происхождения, к которым в первую очередь относятся продукты деструкции отделочных и строительных полимерных материалов, жизнедеятельности человека, неполного сгорания газа и т. д. [2, 3, 5, 12].
К числу наиболее распространенных загрязнений атмосферного воздуха можно отнести формальдегид; обычно средняя концентрация его в атмосфере колеблется в диапазоне от 0,002 до 0,4 мг/м3. Содержание же альдегидов в воздушной среде закрытых помещений часто превышает таковые в атмосферном воздухе в 2—3 раза. Источниками выделений формальдегида в закрытых помещениях служат изделия из прессованной древесины, полимерные материалы, изоляция из мочевино-формальдегидных смол, а также курение [2, 3, 5, 7, 12].
Следует отметить, что долгое время существовали в основном фотометрические методы определения содержания формальдегида в атмосферном воздухе и биосредах. Только в начале 1980-х годов появились публикации, описывающие чувствительные и селективные методы
Дана качественная и количественная химическая характеристика воздуха закрытых помещений детских учреждений городов Иркутской области. Количественно общий уровень химических загрязнений внутри зданий по некоторым соединениям (формальдегид, взвешенные вещества) превосходит уровень загрязнения атмосферного воздуха до двух и более раз. Приводятся данные по содержанию формальдегида в пробах мочи детского населения изучаемых городов и сельской местности области. Экскреция формальдегида у детей, проживающих в промышленных центрах, выше, чем у детей, проживающих в сельской местности. Так, в городах, где расположены предприятия химической промышленности (Ангарск и Саянск), средне-групповые уровни формальдегида составили (124,30 ± 8,12) и (117,20 ± 12,92) нмоль/дм3, что достоверно выше, чем в Заларинском и Жигаловском районах: (96,40 ± 10,56) и (73,70 ± 17,17) нмоль/дм3 соответственно.
Ключевые слова: химическое загрязнение, атмосфера, воздушная среда жилых и общественных помещений, формальдегид.
газовой и жидкостной хроматографии высокого разрешения по определению содержания формальдегида в атмосферном воздухе и биосредах. Также появилось много работ, посвященных изучению его действия на человека и животых [5,12—20]. Окончательно не доказаны мутагенные свойства формальдегида, однако есть все основания полагать, что у него возможен канцерогенный потенциал, в связи с этим санитарные нормы Российской Федерации относят его к вероятно канцерогенным для человека соединениям [9].
Вопросы определения формальдегида в биосредах как компонента мониторинга индивидуального воздействия более актуальны и целесообразны, чем про-боотбор и определение его в атмосферном воздухе и воздухе жилых помещений. Разовая непродолжительная проба воздуха в зоне дыхания может неадекватно отражать общее воздействие альдегидов на человека. К тому же биологический мониторинг более связан со степенью поглощения химического соединения, лучше отражает нагрузку и индивидуальное поступление и в большей степени связан с потенциальной опасностью для здоровья. В исследованиях на животных было установлено, что при ингаляциях формальдегидом, меченым изотопом С14, около 40 % его выводится из организма с выдыхаемым воздухом, 17 % — с мочой, а остальной откладывается в тканях [15]. Определение формальдегида в моче, как экзогенного продукта метаболизма и важного ингредиента в синтезе основных биохимических веществ подробно описано в нескольких работах [6—8,19].
Для изучения данной проблемы нами проводились исследования содержания уровней загрязненности атмосферного воздуха и воздуха закрытых помещений детских учреждений и жилых помещений таких промышленных городов Иркутской области, как Ангарск, Шелехов и Усолье-Сибирское, характеризующихся высоким уровнем химического загрязнения атмосферного воздуха. Основными источниками загрязнения объектов окружающей среды в изучаемых городах являются: нефтехимический комбинат в Ангарске, алюминиевый и кабельный заводы в Шелехове, химический комбинат в Усолье-Сибирском, а также предприятия топливно-энергетического комплекса и автотранспорт. В атмосферном воздухе г. Ангарска, Шелехова, Усолья-Сибирского постоянно отмечались превышения среднегодовых ПДК следующих поллю-тантов: формальдегид более 5 ПДКгод, диоксид азота до 2,5 ПДКгод, оксид углерода до 3 ПДКгод, взвешенные вещества до 9 ПДКгод (данные Иркутского федерального государственного учреждения здравоохранения Центра Госсанэпиднадзора).
В зависимости от специфики имеющихся производств были определены приоритетные химические примеси, загрязняющие воздушный бассейн: в Ангарске концентрации формальдегида (до 5 ПДКгод), фенола (до 5 ПДКгод); в Шелехове — фтористые соединения (фтористый водород более 8 ПДКгод, твердые фториды до 4 ПДКгод). Среднегодовые уровни сравнивались
с годовыми ПДК, рассчитанными по «Критериям оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия» (М., 1992).
Объем и методы исследований
Объем исследований по химическому анализу атмосферного воздуха, воздуха закрытых помещений детских учреждений и жилых помещений с определением качественного состава и количественного содержания составил около 1 300 анализов при отборе 330 проб воздуха закрытых помещений и одновременном отборе 100 проб атмосферного воздуха.
Анализ на содержание диоксида серы, диоксида азота, фтористого водорода, ртути, оксида углерода, формальдегида, фенола и взвешенных веществ в атмосферном воздухе, воздухе закрытых помещений детских учреждений и жилых помещений проводили по известным нормативно-методическим документам [10].
Гигиеническую оценку содержания примесей в атмосферном воздухе и воздухе помещений давали в соответствии с ГН 2.1.6-1338-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест» (М., 2003), СанПиН 2.1.2.1002-00. «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям».
Также проводили изучение количественного содержания формальдегида в суточной моче детского населения Иркутской области в качестве биомаркера вредного воздействия формальдегида атмосферного воздуха и воздуха закрытых помещений городов и населенных пунктов.
Было обследовано 235 детей в возрасте 7—10 лет в шести населенных пунктах (четырех городских и двух сельских районов). Суточную мочу отбирали у детей, проживающих в городах Иркутске, Ангарске, Саянске, Шелехове, а также в Заларинском, Жига-ловском районах и посещающих начальные классы образовательных учреждений. Проведено сравнение среднегруппового содержания формальдегида в моче у 170 детей г. Шелехова в возрасте 5—10 лет. Разницу сравниваемых показателей считали достоверной при р < 0,05. Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel 2000.
Определение микроколичеств формальдегида в моче проводили по стандартной методике с использованием метода высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на обращенно-фазном сорбенте в изократическом режиме. Для определения формальдегида в моче на фоне большого числа микропримесей использовали селективное концентрирование при выделении его из биологической среды. Хроматографический анализ осуществляли на жидкостном хроматографе «Стайер» с ультрафиолетовым детектором при следующих условиях: колонка Luna C18 (250 х 4,6 мм) размер зерен 5 мкм, США;
подвижная фаза 70 % ацетонитрила и 30 % воды по объему при скорости движения элюента 1 см3/мин, детектирование проводили при длине волны 365 нм, объем вводимой пробы составлял 20 мм3. Нижний предел обнаружения формальдегида в моче составил 3,0 нмоль/дм3 [6, 8, 11].
Результаты исследований и их обсуждение
Представляется очевидной связь риска развития негативных последствий со стороны здоровья детского населения, проживающего на территории с повышенной техногенной нагрузкой химическими поллютантами атмосферы и воздушной среды закрытых помещений детских учреждений. В качестве критериев оценки нами было выбрано соотношение (кратность) между уровнями содержания химических примесей в воздухе закрытых помещений (П) и содержанием химических примесей в атмосферном воздухе (А). Степень проникновения химического атмосферного загрязнения внутрь здания для разных веществ различна. При сравнении концентраций диоксида азота, оксида углерода и пыли в жилых зданиях и атмосферном воздухе обнаружено, что концентрации этих веществ внутри здания находятся на уровне их концентраций в наружном воздухе, кроме тех случаев, когда действуют внутренние источники загрязнения. Концентрации диоксида серы, озона и свинца обычно внутри помещений ниже, чем снаружи. По результатам некоторых исследований уровни летучих органических веществ внутри помещений значительно превышали таковые в атмосферном воздухе [5, 12].
В обследованных помещениях г. Ангарска воздушная среда была загрязнена химическими примесями более интенсивно, чем атмосферный воздух. Соотношение средних концентраций (составленное по связанным выборкам) представлено на рис. 1.
Рис.1. Кратность соотношения концентраций химических примесей в воздухе закрытых помещений (П) и в атмосферном воздухе (А) г. Ангарска
Как следует из данных рис. 1, наиболее близкие уровни содержания наблюдали для диоксида азота
(1:1,6 в атмосфере и в воздухе учебных комнат) и оксида углерода (1:1,3 в учебных и 1:1,8 в жилых комнатах). Для формальдегида и взвешенных веществ превышение концентраций в воздухе детских учреждений и жилых помещений над концентрациями в атмосферном воздухе установлено соответственно в 13,5 и 30 раз, что свидетельствует о наличии внутренних источников загрязнения воздуха помещений. Средние концентрации анализируемых веществ имели статистически значимые различия. Достоверных коэффициентов корреляции (г ) между содержанием примесей в помещениях и атмосферном воздухе не выявлено.
Соотношения уровней химических примесей в атмосферном воздухе и воздухе закрытых помещений (учебные классы и жилые комнаты) г. Шелехова не имели статистически значимых различий. Однако жилые помещения были интенсивнее загрязнены диоксидом азота — 2,5 ПДКмр, формальдегидом — 5 ПДКмр, фтористым водородом — 7 ПДКмр, фенолом — 1,1 ПДКмр, относящимися ко 2 классу опасности и способными оказать на организм общетоксическое, аллергенное и канцерогенное действие.
В г. Усолье-Сибирском концентрации формальдегида в закрытых помещениях были в 2,3 раза выше, чем в атмосферном воздухе. Содержание ртути в воздухе учебных классов города в 2,3 раза превышали уровни, зарегистрированные в атмосферном воздухе, что указывало на дополнительный источник загрязнения (рис. 2).
Учебный кпаг.г.м
■ Ртуть
О Формальдегид 1Я Оксид углерода
Жилые комнаты □ Диоксид азота нВзвешенные вещества
Рис. 2. Кратность соотношения концентраций химических примесей в воздухе закрытых помещений (П) и в атмосферном воздухе (А) г. Усолье-Сибирского
В данном случае была выявлена достоверная корреляция между содержанием химических примесей в воздухе закрытых помещений и атмосферном воздухе: формальдегида (гху = 0,87), диоксида азота (гху = 0,88), оксида углерода (гху = 0,45).
Как следует из данных табл. 1, были установлены достоверные различия средних показателей по содержанию формальдегида в моче у обследованных детей в зависимости от района проживания. Также отмечено повышенное содержание средних концентраций формальдегида в моче у детей, проживающих
в городах, по сравнению с их содержанием в моче детей, проживающих в сельских районах. Вероятно, это объясняется более высокой экспозицией формальдегида на урбанизированных территориях. В городах, где имеется большой парк автотранспорта и расположены предприятия химической промышленности (г. Ангарск и г. Саянск), среднегрупповые уровни формальдегида составили (124,30 ± 8,12) и (117,20 ±12,92) нмоль/дм3 , что достоверно выше, чем в Заларинском — (96,40 ± 10,56) нмоль/ дм3 и Жигаловском — (73,70 ± 17,17) нмоль/дм3 районах.
Таблица 1
Среднегрупповое содержание формальдегида в моче детей (7—10 лет), проживающих на территории Иркутской области
Концентрация формальдегида в моче, нмоль/дм3
Территория Число детей Средняя концентрация (М±т) Медиана Мин.—макс.
Иркутск 16 106,70±11,78 100,22 21,89—190,34
Ангарск 25 124,30± 8,12 120,62 50,81—229,51
Саянск 34 117,20±12,92 117,73 33,18—290,17
Шелехов 97 98,20±12,49 70,75 55,00 — 144,71
Заларин-ский район 26 96,40±10,59 93,57 33,32—199,72
Жигалов-ский район 37 73,70±17,17 69,29 30,20—202,02
Учитывая, что в г. Шелехове были выявлены высокие уровни загрязнения воздуха помещений и атмосферного воздуха формальдегидом, и для подтверждения экспозиции определяли его концентрации в моче детей в возрасте 5—10 лет, проживающих на данной территории, характеризующейся различной антропогенной нагрузкой. Результаты исследования приведены в табл. 2.
Таблица 2
Среднегрупповое содержание формальдегида в моче детей (5—10 лет), проживающих в г. Шелехове
Воз- Число Концентрация формальдегида, нмоль/дм3
раст, лет детей Средняя концентрация (М±т) Медиана
5 32 27,27±4,92 15,15
6 34 81,24±13,26 42,65
7 32 90,34±12,43 55,00
8 25 90,70±7,67 62,35
9 19 107,15±18,00 85,45
10 21 144,71±11,85 80,19
Из данных табл. 2 видно, что примерно в 20 % случаев наиболее низкие концентрации формальдегида приходятся на долю младшей возрастной группы, самые высокие отмечены у 9—10-летних детей. То есть с увеличением возраста увеличивается содержание формальдегида в моче обследованных детей, что может объясняться более высокой и продолжительной экспозицией. Годовой прирост медианы по возрастам (в относительных величинах)
соответственно составил: 1,80 > 0,30 > 0,12 < 0,37 > 0,06.
Была выявлена достоверная корреляция (гху = 0,9819) между содержанием формальдегида в моче детей и концентрацией формальдегида в воздухе жилых помещений г. Шелехова, что свидетельствует о возможном вредном воздействии среды обитания на здоровье детей.
Таким образом, качество воздушной среды закрытых помещений по химическому составу в значительной степени зависит не только от качества атмосферного воздуха, но и от внутренних источников загрязнения. Все здания имеют постоянный воздухообмен с внешней средой и, как показали наши исследования и результаты других работ, не защищают своих обитателей от загрязненного атмосферного воздуха. Количественно уровень химического загрязнения (формальдегид, взвешенные вещества) внутри зданий превосходит уровень загрязнения в атмосферном воздухе до двух и более раз в зависимости от степени загрязнения атмосферного воздуха, района размещения и интенсивности загрязнения от внутренних специфических источников.
Также выявлена связь содержания антропогенного формальдегида в моче детей с его концентрацией в воздухе закрытых помещений и атмосферном воздухе. Экскреция формальдегида с мочой у детей промышленных центров Иркутской области достоверно выше, чем у детей, проживающих в сельских районах. При изучении повозрастной динамики выведения формальдегида из организма детского населения было установлено, что наиболее низкие концентрации формальдегида в моче приходятся на долю младшей возрастной группы, самые высокие отмечены у 9—10-летних детей.
Список литературы
1. Вельтищев Ю. Д. Экологически детерминированная патология детского возраста / Ю. Д. Вельтищев // Российский вестник перинатологии и педиатрии. — 1996. — № 2. - С. 5-12.
2. Гигиена / под ред. Г. И. Румянцева. — М. : ГЭОТАР-Медицина, 2000. — С.104—105.
3. Госсанэпидслужбе России 80 лет: реальность и перспективы / под ред. Г. Г. Онищенко. — М. : МЗ РФ РАМН, 2002. — С.197—199.
4. Губернский Ю. Д. Гигиенические аспекты сенсибилизации человека при воздействии биологических факторов жилой среды / Ю. Д. Губернский, В. Д. Иванов, О. В. Высоцкая // Гигиена и санитария. — 2005. — № 5. — С. 13—19.
5. Губернский Ю. Д. Мониторинг воздушной среды жилых и общественных зданий / Ю. Д. Губернский, М. Т. Дмитриев // Гигиена и санитария. — 1991. — № 1.— С. 7—10.
6. Зайцева Н. В. Определение альдегидов в биологических средах методом ВЭЖХ / Н. В. Зайцева, Т. С. Уланова, Т. С. Карнажицкая, А. М. Сыпачева // Гигиена и санитария. — 2002. — № 2. — С. 77—79.
7. Малышева А. Г. Проблемы химико-аналитического обеспечения социально-гигиенического мониторинга / А. Г. Mалышева // Гигиена и санитария. — 2004. — № Б. — С. 31-34.
8. Определение вредных веществ в биологических средах: сб. метод. указаний. - M. : Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2008. -С. 96-109.
9. Перечень веществ, продуктов, производственных процессов, бытовых факторов, канцерогенных для человека.
- M. : ФЦ T^H M3 России, 1999. - 23 с.
10. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. РД Б2.04.186-89. - M. : ГК СССР по гидрометеорологии M3 СССР, 1991. - 694 с.
11. Тараненко Н. А. Биомониторинг формальдегида в пробах мочи детского населения Иркутской области / H. А. Тараненко, H. В. Ефимова // Гигиена и санитария. -2007. - № 4 . - С. 73-7Б.
12. Чубирко М. И. Факторы риска внутрижилищной среды для здоровья населения / M. И. Чубирко, Ю. И. Степ-кин, И. M. Пичужкина // Гигиена и санитария. - 200Б. -№ 1. - С. 11-13.
13. Balmat J. L. // Amer. Ind. Hyg. Assoc. Journal. -1986. - Vol. 47, N 8. - P. Б87-Б88.
14. Binder E. P. [et al.] // Archives Environm. Health.
- 1976. - Vol. 31, N 6. - P. 277-279.
1Б. Вoeniger M. F. // Amer. Ind. Hyg. Assoc. Journal.
- 1987. - Vol. 48, N 11. - P. 900-908.
16. Hakes D. C., Jonson G. D., Marhevka J. S. // Amer. Ind. Hyg. Assoc. Journal. - 1984. - Vol. 4Б,-N 4. - P. 274-277.
17. Hosein H. R., Mitchel C. A., Bouhuys A. // Archives Environm. Health. - 1977. - Vol. 32, N 1. - P. 4-13.
18. Heck H. A., Casanova-Schmitz M., Dodd P. B., et al. // Amer. Ind. Hyg. Assoc. Journal. - 198Б. - Vol. 46, N 1. - P. 3-Б.
19. Gottschling L. M., Beaulieu H. J., Melvin W. W. // Amer. Ind. Hyg. Assoc. Journal. - 1984. - Vol. 4Б, N 1. - P. 19-23.
20. Kirschner P. // Peak HP. - 1994. - N 2. -P. 7-10.
ON ISSUE ABOUT STUDYING CHEMICAL INDOOR AIR ENVIRONMENT POLLUTION IN THE CHILDREN'S ESTABLISHMENTS IN THE TOWNS OF IRKUTSK REGION
N. A.Taranenko, N. V. Efimova, O. A. Rychagova
Institute of Occupational Health & Human Ecology, Scientific Center of Medical Ecology, East-Siberian Scientific Center, Siberian Division of the Russian Academy of Medical Sciences, Angarsk, Russia
The qualitative and quantitative chemical indoor air characteristics in the childrens establishments in the towns of Irkutsk Region are given in this paper. A total quantitative level of chemical pollutions with some compounds in the buildings was found to be higher than the atmospheric air pollution level up to 2 times and more (formaldehyde, suspended substances). The data on formaldehyde content in the children's urine samples of the towns and the rural areas studied of Irkutsk Region are presented too. The formaldehyde excretion in the children living in the industrial centres of Irkutsk Region was noted to be higher than in the children living in the rural areas* So, the average group levels of formaldegyde in the towns with the enterprises of Chemical Industry (t. Angarsk and t. Sayansk) were (124,30 ± 8,12) and (117,20 ± 12,92) nmol/dm3, respectively, which were significantly higher than the levels in the regions such as Zalari (96,40 ± 10,56) nmol/dm3 and Zhigalovo (73,70 ± 17,17 nmol/dm3).
fey words: chemical pollution, air environment in dwelling and public houses, formaldehyde.
Контактная информация:
Тараненко Наталья Анатольевна — кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории физико-химических методов исследования Ангарского филиала — НИИ медицины труда и экологии человека ГУ НЦМЭ ВСНЦ СО РАМН
Адрес: 665827, Иркутская обл., г. Ангарск, а/я 1170 Тел. (83955) 55-40-88, факс (395)-5-55-40-77 E-mail: [email protected]
Статья поступила 12.05.2008 г.
