CC BY
13
методической базы для проведения работ по оценке риска здоровью (табл. 2).
Основными из них являются подготовка новых законодательных и нормативных актов, в том числе закона "Об оценке и управлении риском здоровья населения и возмещении ущерба вредного влияния загрязнений окружающей среды на здоровье населения", постановления Правительства РФ "О Межведомственной комиссии по оценке риска". Методических указаний по оценке риска воздействия химических факторов среды обитания на здоровье населения, которые могут быть разработаны на основе Руководства по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду, первый вариант которого уже рассмотрен рабочей группой. Эти документы позволят сделать следующий шаг в освоении методологии оценки риска здоровью в России, определении должного места оценке риска в системе СГМ. Так, в Методике проведения социально-гигиенического мониторинга (Методические рекомендации № 2001/83, утвержденные первым
заместителем министра здравоохранения Г. Г. Онищен-ко 25 мая 2001 г.) рекомендовано (п. 5.4.) анализ и выбор объектов и факторов среды обитания проводить с помощью методики оценки дозовых рисков (Методические рекомендации "Оценка дозовых рисков и допустимых лимитирующих концентраций ксенобиотиков в окружающей среде", утвержденные председателем Госкомитета санэпиднадзора Российской Федерации 21 сентября 1995 г.), где речь идет об относительной пропорции риска с граданицей "менее 1 — нормативная", "1—3 — невысокий риск", "3—5 — повышенный риск" и "более 5 — высокий риск" на основе оценки доз в сравнении с ПДК и нет рекомендаций об использовании международно признанной методики оценки риска с использованием референтных доз ксенобиотиков.
Таким образом, оценка риска влияния факторов среды обитания на здоровье населения становится составной частью деятельности санэпидслужбы при реализации НПДГОС.
Поступила 22.03.02
С КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2002 удк 6|4.72:616>006.04|:62|.311
Л. А. Ильин, Н. К. Шандала, М. Н. Савкин, В. А. Кошева
КАНЦЕРОГЕННЫЙ РИСК ДЛЯ НАСЕЛЕНИЯ, ПРОЖИВАЮЩЕГО В РАЙОНАХ РАЗМЕЩЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ И АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
Государственный научный центр — Институт биофизики, Москва
Доля энергетики на органическом топливе в общем топливно-энергетическом балансе планеты составляет более 90%. За счет развития ядерной энергетики она снизится, тем не менее ожидается, что мировая добыча угля и далее будет возрастать. В связи с этим тепловая энергетика является в настоящее время и (по прогнозам) останется в обозримом будущем одним из главных источников загрязнения окружающей среды.
Тепловые электростанции (ТЭС) выбрасывают в окружающую среду в больших количествах окислы серы и азота, способные оказывать общетоксическое действие и вызывать заболевания верхних дыхательных путей, а также мелкодисперсную летучую золу, содержащую как естественные радионуклиды (226,221 Яа, 2|0РЬ, 210Ро, 232ТЬ, 40К), так и другие тяжелые металлы (никель, хром, кадмий), которые могут приводить к развитию онкологических заболеваний. Несмотря на проводимые технические мероприятия, суммарный выброс золы в атмосферный воздух от ТЭС остается очень высоким: ежегодно ТЭС выбрасывает в атмосферу Земли много миллимов тонн такой золы. В России на долю ТЭС приходится около 40% всего объема пылевыделений в атмосферу. По имеющимся оценкам, количество вредных веществ, выбрасываемых в воздушную среду за I год одной ТЭС, составляет: золы 144 000—154 000 т, сернистого ангидрида 65 000-75 000 т, оксидов азота 25 000-33 000 т, органической пыли 40—60 т. При этом средние многолетние концентрации угольной золы в атмосферном воздухе в районе размещения, например Черепетской ТЭС, составляют около 0,8 мг/м3, что в 20 раз превышает ПДК, поскольку система очистки выбросов на отечественных ТЭС далека от совершенства.
В отличие от тепловых атомные электрические станции (АЭС) не образуют многотоннажных выбросов. При работе АЭС в атмосферу могут попадать инертные радиоактивные газы (п|1, мМп, 58'60Со, ^Бг, ш ,37С5). Эти радионуклиды теоретически способны увеличивать риск заболевания раком, однако при нормальном режиме работы АЭС этот риск ничтожно мал, поскольку фактический выброс указанных радионуклидов составляет лишь доли процентов от допустимых. К тому же действующие системы очистки газоаэрозольных выбросов АЭС обеспечивают эффективность очистки в пределах 80—99,9%.
В то же время ТЭС наряду с известными негативными эффектами нерадиационного воздействия на природные экосистемы только за счет газоаэрозольных выбросов естественных радионуклидов, содержащихся в ископаемом топливе, а после его сжигания и в золе (коэффициент обогащения золы после сжигания составляет 2—3 для 226Яа, 210РЬ и 232ТЬ). создают эффективные дозы облучения населения в 5—50 раз больше, чем дозы от выбросов штатно работающих АЭС аналогичной мощности |9, 10].
В 1982—1990 гг. были выполнены экспериментальные исследования на лабораторных животных двух видов, выявившие канцерогенные свойства угольной золы, и оценена зависимость доза—эффект. Белые беспородные мыши и крысы (всего 310 и 240 особей соответственно) были подвергнуты хроническому ингаляционному воздействию высокодисперсных фракций угольной золы в различных концентрациях (в м3 воздуха) в течение 3—7 мес по 5—8 ч ежедневно. Наблюдение за подопытными животными осуществляли в течение их жизни — 2,5—3 года. Всех павших подвергли патолого-анатомиче-скому вскрытию с составлением протокола. Легкие целиком, опухолевые узлы прочих органов и видоизмененные ткани подвергали гистологическому исследованию. Результаты показали, что у животных, подвергшихся хроническому ингаляционному воздействию угольной золы в различных концентрациях, достоверно (по сравнению с интактным контролем) увеличился процент заболевших раком легких, молочной железы и др. При этом наблюдалось существенное сокращение среднего латентного периода развития опухолей. Выявленные зависимости между дозой золы и оцениваемым эффектом подвергнуты математическому анализу, что позволило описать их уравнениями и установить ход кривой доза-эффект для частоты выхода опухолей легких:
у = -3,5х2 + 14,5х + 7 (мыши), у = -0,03х2 + О.Зх + 13 (крысы),
где у — % животных с опухолями легких, х — доза угольной золы (мг на 1 г ткани легких).
Малигнизирующее действие угольной золы предположительно связано с наличием в ней хрома, никеля, мышьяка и других металлов [3, 6, 8).
360г
320
280
240
200
12
-1_I_I_I_I
-I—I—I_I_I_I
70
50
30
720-
80
-I-1—I—и
и_I
1980 1984 7988
40
J—I_I_|_
1980 1984 1988
Рис. 1. Динамика заболеваемости в районе ТЭС и в контрольной группе.
По оси абсцисс — годы наблюдения, по оси ординат — стандартизованный уровень заболеваемости на 100 ООО населения; а — все виды рака. б — рак кроветворной л лимфатической ткани, в — рак легких (оба пола), г — рак легких (мужчины): / — ТЭС, 2 — контрольная группа.
Канцерогенное влияние угольной золы на население, проживающее в районе распространения газоаэрозольных выбросов длительно работающей угольной ТЭС, подтверждено в эпидемиологических исследованиях, проводимых с 1980 г. Остановимся на результатах двух исследований. Первое охватывает период 1980—1989 гг. и посвящено эпидемиологическому изучению канцерогенного риска для населения за счет выбросов ТЭС, второе, проведенное в 1985—1994 гг., посвящено эпидемиологической оценке заболеваемости и смертности от злокачественных новообразований среди населения, проживающего в районах с давно работающими ТЭС и АЭС.
Десятилетняя динамика стандартизованных показателей частоты рака легких и других злокачественных новообразований среды населения, подвергающегося воздействию Черепетской ГРЭС (Тульская область Суворовский район), была существенно выше, чем у населения контрольного, "чистого", преимущественно сельскохозяйственного района (Тульская область Белевский район). При сравнительном анализе заболеваемости и смертности от злокачественных новообразований за период 1980—1989 гг. в исследуемых районах выявлены следующие различия.
— Число больных с впервые в жизни установленным диагнозом злокачественных новообразований и стандартизованные показатели заболеваемости в районе ТЭС значительно превышают аналогичные показателя в кон-
трольном районе (рис. 1). В структуре онкологической заболеваемости в районе ТЭС на первом месте рак легких, на втором рак желудка. В контрольном районе на первом месте, как и ранее, рак желудка. Возрастно-по-ловое распределение стандартизованных показателей заболеваемости в районе ТЭС показало, что у мужчин произошел сдвиг максимальных показателей заболеваемости из возрастной группы 60—69 лет в группу 50—59 лет при значимом росте уровня заболеваемости раком легких. В контрольной группе максимум заболеваемости приходился на возраст 60—69 лет.
— Число умерших от злокачественных новообразований в районе ТЭС выросло за исследуемый период на 26% по сравнению с контрольной группой. В структуре смертности района ТЭС первое место разделяют рак легких и желудка. В контрольной группе первое место занимает рак желудка. Наибольшее число умерших от злокачественных новообразований среди мужчин, проживавших в районе ТЭС в течение до 10 лет (37%) и среди лиц в возрасте 50—59 лет (44%). В контрольной группе 67% умерших проживали в районе 31 год и более. Максимум смертности приходится на возраст 60-69 лет, 70 лет и старше (66%).
— В районе ТЭС число впервые зарегистрированных больных раком легких в 1989 г. увеличилось на 141% по сравнению с 1980 г. Стандартизованный показатель заболеваемости населения раком легких также возрос на 136%. Заболеваемость раком легких среди сельских жителей выше, чем среди городских. Из общего числа заболевших сельских жителей 80% проживали в поселках, расположенных непосредственно под факелом ТЭС, причем максимум смертности от рака легких наблюдался в возрасте 50—59 лет.
— Десятилетняя динамика заболеваемости хроническим бронхитом, туберкулезом, хронической пневмонией в районе ТЭС имеет более высокий уровень, чем в контрольной группе. Наиболее интенсивный рост (17%) характерен для хронического бронхита.
Результаты компонентного анализа свидетельствуют, что в районе ТЭС рост заболеваемости раком легких связан не с "постарением" населения, а с высоким риском заболевания (125,2%) в связи с загрязнением атмосферного воздуха: коэффициент корреляции между уровнями экологической напряженности атмосферы и заболеваемостью раком легких равен 0,77 (р < 0,01). В контрольной группе риск заболеть в 4 раза ниже — 30,4%. Подтверждением канцерогенных эффектов при воздействии угольных ТЭС является высокий коэффициент ранговой корреляции между заболеваемостью населения раком легких в районе ТЭС и уровнями загрязнения летучей угольной золой и двуокисью серы, которые составили соответственно 0,86 и 0,81 (р < 0,01).
Статистическое влияние загрязнения атмосферного воздуха золой на заболеваемость и смертность от рака легких по данным дисперсионного анализа материалов составило соответственно 55 и 54% (р < 0,01). Иными словами, более 50% случаев злокачественных опухолей легких у населения в этих условиях обусловлено воздействием летучей угольной золы, выбрасываемой ТЭС [4, 5|.
Эпидемиологическое исследование онкозаболевае-мости и онкосмертности населения, проживающего в регионах с развитой промышленностью и длительно работающими ТЭС (Тульская и Рязанская области), а также в регионах с давно работающими АЭС (Курская, Тверская, Смоленская области), проведенное с целью сравнения онкологического риска за счет ионизирующей радиации и выбросов летучей угольной золы в атмосферу, показало, что онкозаболеваемость и онкосмертность населения, проживающего в областях распространения атмосферных выбросов ТЭС, существенно (достоверно) выше соответствующих показателей по областям с длительно работающими АЭС (табл. 1, рис. 2) [2, 7|.
Риск возникновения злокачественных опухолей легких у экспериментальных животных при ингаляции летучей угольной золы в течение 330 ч на уровне ПДК в
атмосферном воздухе 0,05 мг/м3 согласно уравнениям (I, 2) возрастает на 0,27% над спонтанным опухолеобразо-ванием. Эта величина относительно невелика — наблюдать ее непосредственно невозможно. Если принять, что канцерогенная эффективность угольной золы для мыши и человека одинакова и при хроническом поступлении зависит только от удельной дозы (массы канцерогена на 1 г массы легких), то ПДК золы для атмосферного воздуха (0,04 мг/м3) обусловливает для населения риск увеличения заболеваемости раком на аналогичную величину (0,27%) над спонтанным уровнем.
Представленные выше уравнения и известные зависимости доза—эффект для ионизирующей радиации (облучение 1 млн человек в дозе 0,01 Зв дает 500 смертельных заболеваний раком) позволяют рассчитать канцерогенный радиобиологический риск для летучей угольной золы. Аналогичный риск смерти от индуцированного рака возникает как при общем у-облучении всего тела в эффективной дозе 0,054 Зв, так и при ингаляции летучей угольной золы в концентрации 0,05 мг/м3.
В случае вдыхания угольной золы непрерывно в течение всей жизни опасность для мышей угольной золы, поступающей на уровне ПДК в атмосферном воздухе, по показателю канцерогенеза в легких возрастает примерно на порядок. Соответственно возрастает до 0,5 Зв за жизнь и канцерогенный риск для указанных условий. Как показали нашли наблюдения, обычно эффект действия канцерогена пропорционально тем выше, чем выше частота спонтанных опухолей. Так, рак легких у мышей встречается в 3—5 раз реже, чем у человека. Таким образом, можно полагать, что опасность золы для человека соответственно в 3—5 раз ниже выявленной в опыте на мышах. Следовательно, можно считать, что канцерогенный риск за счет угольной золы (при ее воздействии на уровне ПДК 0,04 мг/м3) для человека соответствует 0,1 Зв за жизнь или 0,002 Зв/год (2 мЗв/год), что в 2 раза превышает предел дозы для населения, равный согласно НРБ—99 I мЗв/год. При этом следует учитывать, что реально встречающиеся концентрации золы находятся на уровне I мг/м3, т. е. практически в 20 раз выше установленной ПДК.
Полученные в экспериментах зависимости типа доза—эффект могут быть использованы как для расчета ПДК, соответствующей заданному риску, так и для расчета потенциального риска за счет реальных выбросов в атмосферу угольных ТЭС.
Если принять, что риск возникновения опухолей легких у населения за счет летучей золы не должен превышать риска, создаваемого естественным радиационным фоном, то допустимая среднегодовая концентрация угольной золы в атмосферном воздухе не должна превы-
Таблица I
Сравнительная оценка заболеваемости раком на 100 тыс. насе-
ления, проживающего в областях с давно работающими ТЭС
и АЭС
Злокачественные 1985 г. 1994 г.
новообразования ТЭС АЭС ТЭС АЭС
Всего 286* 259 340* 285
В том числе:
рак желудка 50 60 53* 44
рак желудочно-ки-
шечного тракта 30 26 37 31
рак легких 48* 43 58* 50
рак кожи 26 22 28* 22
рак молочной железы 24* 20 28 25
рак половых органов 27 26 28* 24
гсмобластозы 14* 10 17* И
325
ЗОО
275
250
1985
ГЭвв
/99/
1994
Примечание. Звездочка — различия с аналогичными показателями по АЭС статистически достоверны.
Рис. 2. Динамика показателей заболеваемости раком.
По оси абсиисс — годы по оси ординат — частота заболеваний на 100 000 населсння. / — ТЭС, 2 — АЭС.
шать 0,002 мг/м3, что ниже существующей в России среднесуточной ПДК в 25 раз. Среднесуточная ПДК для золы, таким образом, может быть рекомендована по этому критерию на уровне 0,01 мг/м3.
Обнаружение канцерогенности угольной золы ставит важный вопрос о сравнительной оценке величины риска угольной золы и бенз(а)пирена (БП) — наиболее распространенного в атмосфере и изученного канцерогена. До-зовые зависимости, позволяющие ориентировочно прогнозировать выход опухолей в широком диапазоне доз как для БП, так и для угольной золы, дает возможность получить ответ на вопрос о сравнительной опасности обоих агентов |1).
Соответствующий расчет риска, сопутствующего ПДК БП в атмосферном воздухе (1 нг/м3) показывает, что за 50 лет при задержке в легких 20% ингалируемого количества БП, в них осядет 0,07 мкг на I г легочной ткани. Подобная доза может дополнительно вызвать рак легких у 10% мышей. Таким образом, действующая ПДК для летучей золы в атмосфере с точки зрения канцерогенной опасности почти в 40 раз жестче, чем ПДК для БП.
Означает ли констатирование низкой по сравнению с БП канцерогенной активности поступающей в атмосферу угольной золы, что она не представляет реальной опасности и практического интереса? Очевидно, нет, если принять во внимание, что эта зола выбрасывается в атмосферу станциями на твердом топливе миллионами тонн. При этом прямой канцерогенный эффект проявился в наших опытах при концентрациях золы в воздухе, достаточно близких к тем, которые реально могут присутствовать в атмосфере.
Таким образом, действующая ПДК дая угольной золы допускает канцерогенный риск для населения, в 2 раза превышающий таковой от воздействия радиации на уровне норм радиационной безопасности (3].
В табл. 2 представлены данные об общем ущербе здоровью населения от работы всех этапов ядерного (ЯТЦ) и угольного (УТЦ) топливных циклов, а не только за счет части этапов цикла, собственно, АЭС и ТЭС. Известно, что работе ТЭС и АЭС сопутствуют и другие предприятия, осуществляющие добычу топлива и его переработку, транспортировку топлива и его отходов.
Как видно из табл. 2, ущерб здоровью от УТЦ в сотни раз выше, чем от ЯТЦ (при условии его безаварийной работы), что, вероятнее всего, можно объяснить не столько разницей в дозах облучения, сколько несоизмеримо более опасным воздействием химических канцерогенов, включая золу органического топлива ТЭС.
Таблица 2 Литература
Общий ущерб здоровью от энергетических предприятий ядерного и угольного тонливных циклов, отнесенный к выработке электроэнергии, равной 1 ГВт в год
Вил ущерба
яти
УТЦ
Персонал
Несчастные случаи со смертельным исходом 0,25 4,5 Пневмокониозы и пылевой бронхит 0,15 7,0
Население
Раковые заболевания 0,4 200 Случаи преждевременной смерти от всех
причин для персонала и населения < I 212
С удовлетворением констатируя сравнительно низкий ущерб для здоровья от работы предприятий атомной энергетики, а также возможность сохранения жизней и здоровья людей при ее развитии, следует отметить, что и ядерная энергия имеет свою "цену". Поскольку она выражается в ущербе здоровью, а также окружающей среде, следует стремиться снижать такую "себестоимость" ядерной энергетики по рассматриваемым показателям [II].
Трагедия в Чернобыле не перечеркнула перспектив развития и использования атомной энергии, поскольку будущее мировой экономики невозможно представить без атомной энергетики. Она только заострила внимание на вопросах безопасности. Особого внимания заслуживают проблемы, которые могут привести к возрастанию "цены" ядерной энергии. Среди этих проблем обезвреживание и захоронение радиоактивных отходов, синергизм действия излучений и химических канцерогенов и коканцерогенов, аварии, демонтаж реакторов, выбросы заводов по регенерации ядерного топлива и др. Успешное решение таких проблем позволит не только обеспечить человечество наиболее дешевой энергией, но и оптимизировать влияние энергетических предприятий на окружающую среду и здоровье людей.
1. Илыш Л. А. // Вопр. радиац. безопасн. — 1999. — № 3. - С. 3-15.
2. Ильин Л. А., Кочетков О. А., Шандала Н. К. и др. // Проблемы развития атомной энергетики на Дону: Материалы науч.-практ. конф., Ростов на Дону, 29 февраля—1 марта 2000 г. — Ростов н/Д, 2000. — Т. 1.-С. 234-242.
3. Книжников В. А., Новикова Н. К., Грозовская В. А. и др. // Гиг. и сан. - 1987. - № 3. - С. 10-13.
4. Книжников В. А., Шандала Н. К., Кошева В. А. и др. // Там же. - 1993. - № 6. - С. 4-8.
5. Книжников В. А., Шандала Н. К., Кошева В. А., Ли-ховайдо Н. В. // Тезисы докл. третьего съезда по радиационным исследованиям, Москва 14—17 октября 1997 г. - Пущино, 1997. - Т. 2. - С. 138-139.
6. Кошева В. А. Канцерогенная опасность загрязнения атмосферного воздуха выбросами предприятий атомной и тепловой энергетики (сравнительная оценка рисков): Автореф. дис. ... д-ра биол. наук. — М., 1998.
7. Кошева В. А. // Гиг. и сан. - 1999. - № I. - С. 10-13.
8. Новикова Н. К. Гигиеническое исследование бласто-могенной опасности сочетанного действия радиационных и некоторых химических компонентов газоаэрозольных выбросов угольных теплоэлектростанций: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — М., 1985.
9. Новикова Н. К., Книжников В. А. // Гиг. и сан. — 1985. - № 3. - С. 47-50.
10. Новикова Н. К., Книжников В. А. // Там же. — 1990. - № 3. - С. 42-45.
11. Онкологическая "цена" тепловой и атомной электроэнергии / Под ред. Л. А. Ильина, И. П. Корен-кова. - М., 2001.
Поступило 22.03.02
О Б. Т. ВВЛИЧКОВСКИЙ. 2002 удк 614.72:616.1-036.88
Б. Т. Величковский
ПАТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПИКОВЫХ ПОДЪЕМОВ СРЕДНЕСУТОЧНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ВЗВЕШЕННЫХ ЧАСТИЦ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ
Российский государственный медицинский университет, Москва
Плодотворное международное сотрудничество в области химической безопасности, в котором активное участие принимает и Россия, лишь в малой степени затрагивает изучение влияния на здоровье человека частиц пыли и дыма, взвешенных в воздухе. Это обусловлено тем, что взвешенные частицы, как правило, не являются индивидуальным химическим веществом. Нередко они имеют непостоянный химический состав. Вызываемые ими биологические эффекты обусловлены не только содержащимися в них химическими соединениями, но и физическим состоянием вещества — его высокой дисперсностью. Указанные особенности затрудняют изучение биологического значения взвешенных частиц. До последнего времени знания в этой области ограничивались только сведениями об опасности развития профессиональной пылевой патологии и о возможности повышения смертности населения в результате чрезвычайно высокой задымленности городской атмосферы. Так, в декабре 1952 г. в Лондоне наблюдался худший за всю историю дымный смог, в результате которого поплатились жизнью 4 тыс. человек.
Теперь положение изменилось. Как отечественными, так и зарубежными учеными были осуществлены эколо-го-эпидемиологическими исследования по оценке риска
для здоровья факторов среды и жизнедеятельности |6, 7|. Установлены 3 фундаментальных факта. Во-первых, выявлен рост смертности населения в ближайшие 1—2 дня после подъема концентрации взвешенных частиц в атмосферном воздухе населенных мест. Повышение смертности особенно касается лиц старше 60 лет. Дополнительная смертность обусловлена главным образом респираторными и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Во-вторых, анализ 15 таких исследований, проведенных в разных странах мира, опубликованный в 1996 г. D. Dock-егу и С. Pope [11], показал, что порог, ниже которого данный эффект отсутствует, не был обнаружен, даже когда запыленность атмосферного воздуха не превышала установленных нормативов. В-третьих, оказалось, что численность населения, подвергающегося воздействию взвешенных частиц, исчисляется десятками миллионов человек, а обусловленное ими количество дополнительных смертей во много раз больше, чем от воздействия всех вместе взятых канцерогенных веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух (табл. I).
В Екатеринбурге и Нижнем Тагиле влияние пиковых подъемов запыленности атмосферного воздуха на смертность населения было установлено при средней концентрации взвешенных частиц 89 ± 75 и 103 ± 64 мкг/м3 и
