CC BY
45
УДК 614.2:614.71/72-032.1-073(574.51)
Д.У. КЕНЕСАРЫ, Ж.М. БЕКШИН, А.М. ОРАЗЫМБЕТОВА, У.И. КЕНЕСАРИЕВ, А.Т. ДОСМУХАМЕТОВ, А.У. КЕНЕСАРЫ
Казахский Национальный медицинский университет им. С.Д. Асфендиярова
КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕКАНЦЕРОГЕННЫХ РИСКОВ ЗДОРОВЬЮ НАСЕЛЕНИЯ ГОРОДА АЛМАТЫ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ (РЕТРОСПЕКТИВНЫЙ АНАЛИЗ)
В статье рассматривается ретроспективный анализ приоритетных неканцерогенных загрязнителей фтмосферного воздуха города Алматы (2009-2013 гг.). В том числе был оценен коэффициент опасности воздействия на организм алматинцев таких веществ, как взвешенные вещества, диоксид серы и диоксид азота. Данные загрязнители характерны для транспортных эмиссий. Также был оценен суммарный индекс опасности от всех веществ по воздействию на органы дыхания. Результаты расчетов показали значительное превышение нормативных показателей.
Ключевые слова. Взвешенные вещества, диоксид серы, диоксид азота, оценка риска, неканцерогены, Алматы, атмосферный воздух.
Введение. Как известно, город Алматы - крупнейший город Казахстана, воздушный бассейн которого загрязняется на постоянной основе. По уровню загрязнения воздушного бассейна город Алматы, основными источниками загрязнения которого является автомобильный транспорт [1] и объекты энергетики, приравнивается к городам с интенсивным промышленным развитием. Положение усугубляется и тем, что город находится в крайне неблагоприятных метеорологических условиях. Город расположен во впадине, где часто наблюдается безветрие и приземные инверсии, которые затрудняют рассеивание примесей в пространстве. Это приводит к накоплению в приземном слое продуктов загрязнения атмосферного воздуха антропогенными источниками (выхлопными газами автомобилей, выбросами котельных, ТЭЦ, промышленных объектов и т.д.), что выражается в явлениях смога, ставших привычными для города Алматы независимо от времени года. Следует подчеркнуть, что за последнее два десятилетия в мегаполисе наблюдается высокий темп роста количества автомобильного транспорта, что в условиях сложившейся застройки не обеспечивает свободный проезд машин, создает заторы и повышенный выброс продуктов неполного сгорания транспортного топлива. Этому же способствует повсеместное, хаотичное размещение парковок и постоянных автомобильных стоянок.
Вместе с тем, вопрос о влиянии загрязнения окружающей среды на здоровье населения Алматы освещен крайне недостаточно.
В то же время ВОЗ рекомендует изучать состояние здоровья населения, в том числе экозависимую патологию населения, возникающую в условиях интенсивного химического загрязнения окружающей среды, с выявлением факторов риска, на основе применения методологии оценки риска здоровью населения [2], как раз и использованную в настоящем исследовании.
Материалы и методы исследования. Состояние загрязнения воздуха города Алматы оценивалось по результатам анализа материалов РГП «Казгидромет» за последнее 5 лет (2009-2013 гг.). Оценка качества атмосферного воздуха г. Алматы согласно рекомендациям ВОЗ, принятая в рамках соглашений «Рамочный план организации мониторинга взвешенных веществ в атмосфере в странах ВЕСКА» в 2006 г. [3], проводилась по приоритетным загрязнителям, в список которых входили взвешенные вещества размером менее 10 и 2,5 микрон. Они определялись расчетными методами с преобразованием TSP (взвешенные вещества) >РМ10>РМ25. В пересчете применялись различные коэффициенты преобразования. Для преобразования TSP для РМ10 использовался более высокий коэффициент, который применяется во многих странах и составляет в среднем - 0,5 (формула 2) [4]:
РМ10 = 0,5 х TSP, (3)
ГдеTSP - суммарные взвешенные частицы; 0,5 - пересчетный коэффициент
При проведении расчетов РМ25 учитывались особенности климатических условий в РК, как, например, преобладание песчаных бурь на большей территории республики, которые играют значительную роль в образовании пылевых фракций. В этой связи исследователями было установлены разные коэффициенты пересчетов РМ2 5 в различных городах
РМ25 = 0,4
Характеристика острого риска развития
неканцерогенныхэффектов [5-7] проводилась нами на
Казахстана, значения которых варьировали в диапазоне 0,2-0,5, при этом для Алматы рекомендован коэффициент равный 0,4. Следовательно, для установления расчетной концентрации взвешенных частиц размером менее 2,5 мкг в атмосферном воздухе города, с учетом вышесказанного коэффициента пересчета, применялась формула (4):
х РМ 10 (4)
основе расчёта коэффициента опасности (hazardquotient) - Щ (формула 5):
HQ=C4,aKT/RfC, (5) 98
где
С - фактическая концентрация вещества в воздухе; фС - референтная концентрация
При ИЦ = или > 1,0 вероятность развития вредных эффектов рассматривается как предельно малая, с увеличением ИЦ риск развития эффектов возрастает. Только НЦ >1,0 рассматривается как свидетельство развития неканцерогенного риска здоровью населения.
После расчета коэффициента опасности (ИЦ) для всех исследуемых химических элементов рассчитывали индекс опасности (И1) по формуле 6:
HI = I HQ, где (6)
J HQ - сумма коэффициентов опасности для отдельных путей поступления или отдельных маршрутов воздействия.
Для построения математических моделей использовался пакет прикладных программ STATEXS, EXCEL для персонального компьютера.
Результаты. Согласно рекомендации российского руководства [8]референтная концентрация при хроническом ингаляционном воздействии взвешенной частицы размером менее 10 мкм составляет 0,05 мг/м3; взвешенной частицы размером менее 2,5 мкм - 0,015 мг/м3; диоксида азота - 0,04 мг/м3; диоксид серы - 0,05 мг/м3. Однако известно, что референтные значения применяются исключительно для проведения
характеристики риска развития неканцерогенных эффектов. В методологии характеристика риска развития неканцерогенных эффектов осуществляется на основе расчёта коэффициента опасности (Ь^а^иоМеп^ - ИЦ (формула 5).
Учитывая вышеизложенное, необходимо было оценить качество атмосферного воздуха города Алматы с позиции оценки риска влияния на здоровье населения (таблица 1).
Результаты расчета оценки риска влияния на здоровье населения, анализируемых химических веществ, содержащихся в атмосферном воздухе города Алматы, представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Оценка риска здоровью населения г. Алматы от воздействия приоритетных химических загрязнителей атмосферного воздуха за последнее 5 лет._
Годы наблюдения Коэффициенты опасности приоритетных загрязнителей (HQ)
Взвешенные вещества NO2, SO2
РМю РМ2.5
2009 2,64 3,53 2,00 0,84
2010 2,30 3,07 2,50 0,92
2011 1,32 1,73 1,50 0,96
2012 1,72 2,27 2,00 1,12
2013 1,30 1,73 2,75 1,30
Регламент HQ<1,0
Как упоминалось выше, при ИЦравном или меньшем 1,0 риск вредных эффектов рассматривается как предельно малый, с увеличением ИЦ вероятность развития вредных эффектов возрастает. Из таблицы видно, что значения коэффициентов опасностей развития неканцерогенных эффектов в условиях хронических ингаляционных воздействий приоритетных веществ, превышают допустимую норму на протяжении всего периода наблюдения, за исключением значений диоксида серы. По данному загрязнителю коэффициенты опасности в изучаемые годы регистрируются ниже референтных уровней, т.е. не превышают нормативный уровень, лишь в последние годы обнаружены незначительные превышения нормы. По всем остальным поллютантам коэффициенты опасности регистрируются в диапазоне от 1,5 до 3,53, что определяют потенциальный риск развития неканцерогенных эффектов (таблица 1). Далее, нами был оценен индекс опасности (Н1) -направленность действия на приоритетные органы и системы (оценка суммарного неканцерогенного эффекта), с применением формулы 6, представленной ранее.
Следует отметить, что индекс опасности характеризуется как сумма коэффициентов опасности веществ, обладающих однонаправленным действием, т.е. подразумевается влияние веществ на одни и те же органы или системы.
Из представленного списка проанализированных нами приоритетных веществ неканцерогенные нарушения при хроническом ингаляционном воздействии возможны со стороны следующих органов и систем:
- взвешенные частицы с размерами менее 10 мкм -органы дыхания, смертность, сердечно-сосудистая система, развитие;
- взвешенные частицы с размерами менее 10 мкм -органы дыхания и смертность;
- диоксид азота - органы дыхания, кровь (образование МеШЬ);
- диоксид серы - органы дыхания, смертность. Анализируя ситуацию, следует подчеркнуть, что практически все приоритетные загрязнители имеют общую направленности действия - органы дыхания, значит при расчете индексов опасности следует суммировать их коэффициенты опасности.
Расчеты индексов опасности представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Индекс опасности (Н1) развития неканцерогенных эффектов при ингаляционном воздействии приоритетных загрязнителей
Годы наблюдения Индекс опасности
2009 9,01
2010 8,79
2011 5,51
2012 7,11
2013 7,08
Регламент HI < 1,0.
Как известно, согласно методологии оценки риска, суммарный индекс опасности, характеризующий допустимое поступление, также не должен превышать единицу.
Таким образом, в проведенном исследовании по оценке качества атмосферного воздуха г.Алматы по основным поллютантам (диоксид азота, диоксид серы и взвешенные частицы размерами менее 10 и 2,5 мкр.) с позиции риска здоровью населения и в основанном на данных натурных наблюдений официальных госучреждений РК, суммарный не канцерогенный риск (Н1) при хроническом воздействии, направленный преимущественно на органы дыхания, значительно превышает допустимую норму, т.е. регистрируется высокая вероятность развития неканцерогенного риска здоровью населения города Алматы. Выводы. Анализ опыта зарубежных и Российских исследований за последние годы свидетельствует, что при проведении оценки риска здоровью населения от химических факторов, загрязняющих атмосферный
воздух, предпочтение отдается моделям рассеивания выбросов веществ в воздушном пространстве [9]. Это дает возможность определить в пространственном и временном разрезе значения максимальных, среднесуточных и среднегодовых концентраций. В тоже время, в качестве альтернативы, значения, полученные с помощью натурных исследований из ограниченного числа постов наблюдения, а также с помощью ограниченного числа заборов воздуха, не дают целостного пространственного представления о загрязнении, в связи с чем, не представляется возможным оценить всю полноту существующего риска для здоровья населения. В этой связи исследования по оценки риска целесообразней проводить на расчетных концентрациях, получаемые в результате
моделирования соответствующими программными комплексами. Таким образом, дальнейшее проведение работы по моделированию рассеивания загрязнителей воздуха города Алматы с подтверждениями фактических лабораторных замеров является крайне необходимым.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Илиясова А.Д., Текманова А.К., Неменко Б.А., Досмухаметов А.Т. Оценка риска ингаляционной нагрузки свинца на учащихся г Алматы. - Praha: 2010. - С. 22-24.
2 WHO. Quantification of the Health Effects of Exposure to Air Pollution. // Report of WHO Working Group. - Bethoven., 2000.
3 World Health Report 2002: Reducing the Risk, Promoting Healthy Life. - Geneva: 2003.
4 A. Golub and E. Strukova, "Evaluation and Identification of Priority Air Pollutants for Environmental Management on the Basis of Risk Analysis in Russia," Journal of Toxi- cology and Environmental Health, Part A, Vol. 71, No. 1, 2008, pp. 86-91.
5 Кенесариев У.И., Досмухаметов А.Т., Амрин М.К. «Респирабельные фракции как фактор смертности населения городов Казахстана». Материалы XVII Материалы научной конференции., «Здоровье семьи XXI век». - Пермь: 2013. - С.167-170.
6 «Методические указания по оценке риска воздействия взвешенных частиц атмосферы на здоровье населения». -Астана: 2006. - 10 с.
7 Онищенко Г.Г., Новиков С.М., Рахманин Ю.А., Авалиани С.Л., Буштуева К.А. Основы оценки риска для здоровья при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. - М.: 2002. - 408 с.
8 «Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду», Р 2.1.10.1920-04. - М.: 2004.
9 Рахманин Ю.А. 2004г., Brodу M.2010 г., Авалиани С.Л. 2010 г., Golub А. 2010г.
Д.У. КЕНЕСАРЫ, Ж.М. БЕКШИН, А.М. ОРАЗЫМБЕТОВА, У.И. КЕНЕСАРИЕВ, А.Т. ДОСМУХАМЕТОВ, А.У. КЕНЕСАРЫ
АЛМАТЫ КДЛАСЫНЫН АТМОСФЕРАЛЫК АУАСЫН ЛАСТАНУЫНАН ТУРЕЫНДАР ДЕНСАУЛЫЕЫНА КАНЦЕРОГЕНД1 ЕМЕС ^АУ1П-^АТЕР1Н САНДЫ^ СИПАТТАМАСЫ (РЕТРОСПЕКТИВТ1 ТАЛДАУ)
Туйш: Бул макалада 2009 жэне 2013 жылдар аралыгында Алматы каласыныц атмосфералык ауасын аранайы емес ластаушыларымен (eлшендi заттар, азот оксидi жэне ку^рт диоксидi) ластану децгежнен канцерогендi емес эсерЫ даму каут-катерЫ сипаттамасы бертген. Кeрсетiлген ластаушылардан канцерогенддi емес каут-катер кауттЫк коэффициентi мен кауттЫк индекс нэтижелерiнен багаланган. ^ауттЫк керсеткштердщ нэтижелерi олардыц руксат етiлген регламентерiнен жогары болып табылуда.
ТYЙiндi сездер. влшендi заттар, азот оксидi, KYкiрт диоксида кауiп-катердi багалау, канцерогендi емес заттар, атмосфералык ауа.
D.U. KENESSARY, Z. BEKSHIN, A.M. ORAZYMBETOVA, U.I. KENESSARIYEV, A.T. DOSMUKHAMETOV, A.U. KENESSARY
QUANTITATIVE CHARACTERIZATION OF NON-CARCINOGENIC HUMAN HEALTH RISKS FROM AIR POLLUTION IN ALMATY
(RETROSPECTIVE ANALYSIS)
Resume: The article deals with a retrospective analysis of priority non-carcinogenic air pollutants in Almaty (2009-2013). We have evaluated the hazard ratio on Almaty inhabitants from such substances as particulate matters, sulfur dioxide and nitrogen dioxide. These pollutants are specific for transport emissions. We also evaluated the overall hazard index of all substances on the effects on the respiratory system. The results obtained have showen a significant excess of standard indicators. Keywords: Particulate matters, sulfur dioxide, nitrogen dioxide, risk assessment, non-carcinogenic, Almaty, atmospheric air.
