Оценка комплексного риска для здоровья населения при многокомпонентном загрязнении окружающей среды в городах Волгоградской области Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

УДК 614.7

ОЦЕНКА КОМПЛЕКСНОГО РИСКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ ПРИ МНОГОКОМПОНЕНТНОМ ЗАГРЯЗНЕНИИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В ГОРОДАХ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ*

© 2014 г. Д.С. Сухоносенко, Н.В. Морозова, Д.М. Гасанова

Сухоносенко Денис Сергеевич - кандидат географических наук, доцент, кафедра природопользования, Волжский гуманитарный институт (филиал) Волгоградского государственного университета, ул. 40 лет Победы, 11, г. Волжский, Волгоградская область, 404133, е-mail: dsuhonosenko@mail. т.

Морозова Наталия Владимировна - старший преподаватель, кафедра природопользования Волжский гуманитарный институт (филиал) Волгоградского государственного университета, ул. 40 лет Победы, 11, г. Волжский, Волгоградская область, 404133, е-mail: Moroznatali@bk.ru.

Гасанова Джамила Мамакишиевна - студент, кафедра природопользования, Волжский гуманитарный институт (филиал) Волгоградского государственного университета, ул. 40 лет Победы, 11, г. Волжский, Волгоградская область, 404133, е-mail: marrujane@yandex.ru.

Sukhonosenko Denis Sergeevich - Candidate of Geographical Science, Associate Professor, Department of Using of Nature, Volzhskiy Humanitarian Institute (branch) of the Volgograd State University, 40 Let Pobedy St., 11, Volzhskiy, Volgograd Region, 404133, Russia, e-mail: dsuhonosenko@mail.ru.

Morozova Natalya Vladimirovna - Senior Lecturer, Department of Using of Nature, Volzhskiy Humanitarian Institute (branch) of the Volgograd State University, 40 Let Pobedy St., 11, Volzhskiy, Volgograd Region, 404133, Russia, e-mail: Moroznatali@bk.ru.

Gasanova Jamila Mamakishievna - Student, Department of Using of Nature, Volzhskiy Humanitarian Institute (branch) of the Volgograd State University, 40 Let Pobedy St., 11, Volzhskiy, Volgograd Region, 404133, Russia, e-mail: marrujane@yandex.ru.

Рассмотрены характеристики источников канцерогенного риска для населения городов Волгоградской области и вопросы оценки канцерогенного риска, обусловленного различными факторами. Проведен анализ вклада различных источников в суммарную величину интегрального риска. Дана количественная характеристика риска возникновения онкологических заболеваний. Показано влияние различных факторов на расчетное значение канцерогенного риска. Для задач оптимизации системы мониторинга выделены приоритетные источники риска, формирующие наибольший вклад в возникновение канцерогенного риска.

Ключевые слова: загрязнение окружающей среды, канцерогенные вещества, канцерогенный эффект, канцерогенный риск, оценка экспозиции, ингаляционное и пероральное поступление, приемлемый риск.

The article covers characteristics of sources of the cancer's risk for population of cities of Volgograd Region. Questions of estimation of cancer risk to population health caused by influence of different sources are examined. Analysis of different sources share of the integral cancer risk is lead. The factors stipulating the cause of lung cancer are submitted. The quantity indicator of cancer risk for population is given. The influence of difference factors upon the calculated value of risk of cancer is shown. For problems of optimization the system of monitoring the priority risk sources forming the greatest contributions of cancer are allocated.

Keywords: environment pollution, cancerogenic substances, cancer effect, cancerogenic risk, estimation of exposition, inhalation and peroral ways of entering, acceptable risk.

В качестве одного из наиболее эффективных подходов к управлению качеством окружающей среды в настоящее время рассматриваются процедуры оценки и управления рисками. Методики оценки риска позволяют прогнозировать последствия комплексного и комбинированного воздействия загрязняющих веществ на организм человека. Наиболее разработанными являются методики оценки канцерогенного риска для здоровья населения, обусловленного поступлением в организм че-

ловека из окружающей среды загрязняющих химических веществ.

Однако, как правило, в любом регионе источником канцерогенного риска для населения является одновременно множество факторов: многокомпонентное химическое загрязнение объектов окружающей среды, воздействие физических факторов (ионизирующее излучение), образ жизни (курение) и т. д. Для того чтобы определить суммарный канцерогенный риск, которому подвержено население

*Публикация подготовлена в рамках поддержанного РГНФ научного проекта №14-36-01256.

исследуемой территории, необходимо проанализировать и суммировать все дифференцированные риски.

Уровень загрязнения окружающей среды канцерогенными веществами неодинаков в различных городах. Большое значение имеет величина города: концентрации загрязняющих веществ в окружающей среде малого города и города-миллионера могут существенно различаться. В связи с этим в данной работе проведена интегральная оценка канцерогенного риска для здоровья населения малого, среднего, большого, крупного городов, а также города-миллионера Волгоградской области.

Объекты и методы

В качестве объектов исследования были выбраны города Волгоградской области различной величины: Николаевск (малый город - численность населения

14.8 тыс. человек); Палласовка (малый город -

15.9 тыс. человек); Михайловка (средний город -58,9 тыс. человек); Камышин (большой город -118 тыс. человек); Волжский (крупный город -314 тыс. человек); Волгоград (город-миллионер -1019 тыс. человек).

С целью оценки интегрального канцерогенного риска для населения исследуемых городов проведен отбор факторов, обладающих канцерогенным эффектом. К таким факторам были отнесены:

1) химические вещества в атмосферном воздухе;

2) химические вещества в питьевой воде; 3) химические вещества в продуктах питания; 4) радиоактивный газ радон в помещениях.

Для каждого из выбранных факторов проведена оценка соответствующего канцерогенного риска с учетом зависимости «доза-ответ» и оценки экспозиции. В методологии оценки риска комбинированное действие канцерогенных факторов принято рассматривать как аддитивное. Поэтому полученные значения дифференцированных индивидуальных пожизненных канцерогенных рисков для химических веществ и радона суммировались в интегральное значение канцерогенного риска.

Расчет канцерогенного риска для населения исследуемых городов, обусловленного воздействием химических веществ, содержащихся в окружающей среде, проведен согласно [1]. При расчете среднесуточной дозы поступления канцерогенных веществ в организм использованы величины концентрации веществ в различных средах, стандартные величины массы тела человека, суточного потребления воздуха, питьевой воды. Кроме того, учтены средние показатели основных компонентов рациона питания населения Волгоградской области [2].

В рамках данной работы для оценки степени загрязнения атмосферного воздуха исследуемых городов канцерогенными веществами проведено на-

турное обследование структуры и интенсивности потока автотранспортных средств на внутригородских магистралях. Расчет объемов выбросов канцерогенных веществ в атмосферный воздух от автотранспорта проведен с использованием методических документов [3, 4].

При расчете концентрации канцерогенных веществ в атмосферном воздухе вблизи магистралей в городах Волгоградской области использована методика [5]. Также учтена модель гауссовского распределения примесей в атмосфере [6]. При расчете концентраций учтены условия рассеивания канцерогенных веществ, поступающих в атмосферный воздух от автотранспортных средств. В связи с этим в пределах исследуемых городов Волгоградской области проведены инструментальные измерения микроклиматических параметров: скорости и направления ветра. Измерения проведены с использованием анемометра чашечного АРЭ-М.

Радиоактивный газ радон и короткоживущие дочерние продукты его распада (ДПР), согласно Международному агентству по изучению рака (МАИР), оцениваются как безусловно канцерогенные для человека [7]. При оценке величины риска возникновения рака легких, связанного с облучением радоном, использованы проекционные модели риска. Они представляют собой эмпирические регрессионные уравнения, построенные на основе корреляции статистических данных относительно смертности людей от рака с кумулятивной экспозицией [8].

Исходные данные

Источниками данных по концентрациям загрязняющих веществ в атмосферном воздухе г. Волгограда и г. Волжского являются государственные доклады о состоянии и охране окружающей среды Волгоградской области за различные годы [8-10]. Данные о загрязнении атмосферного воздуха г. Камышина взяты из научных работ и нормативных документов [11].

Статистический учет не охватывает информацию о концентрациях загрязняющих веществ в атмосферном воздухе большинства городов Волгоградской области (не входящих в состав Волго-градско-Волжской агломерации). Основным источником загрязнения атмосферного воздуха канцерогенными веществами для большинства малых городов Волгоградской области являются автотранспортные средства. В связи с этим в рамках данной работы для оценки степени загрязнения атмосферного воздуха исследуемых городов канцерогенными веществами проведено натурное обследование структуры и интенсивности потока автотранспортных средств на внутригородских магистралях.

Информация об уровне загрязнения канцерогенными веществами питьевой воды в городах Волгоградской области получена из фондовых материалов [12].

Информация об уровне загрязнения канцерогенными веществами продуктов питания местного производства получена из государственных докладов о состоянии и охране окружающей среды Волгоградской области за различные годы [8-10]. Для расчетов использованы результаты мониторинга сельскохозяйственной продукции, выращенной в различных хозяйствах области (Фроловский, Кала-чевский, Светлоярский, Михайловский, Камышин-ский районы). Поскольку потребителем этой местной сельскохозяйственной продукции (мясо, молоко, овощи, фрукты, рыба) является население большинства городов Волгоградской области, данные о концентрациях канцерогенов экстраполированы на все исследуемые населенные пункты.

При оценке величины риска возникновения рака легких, связанного с облучением радоном, использованы величины эквивалентной равновесной объемной активности (ЭРОА) в помещениях жилых зданий Волгоградской области. Значение объемной

Значения индивидуального канцерогенного риска для населения, обусловленного загрязнением атмосферного воздуха вблизи автомагистралей исследуемых городов, приведены в табл. 2.

активности радона в конкретном помещении зависит от множества факторов: этажа здания, времени года, строительного материала и конструктивных особенностей здания и др. В связи с этим для расчетов приняты усредненные значения ЭРОА радона в помещениях жилых зданий Волгоградской области.

Средняя объемная активность радона на первых этажах жилых зданий Волгоградской области в теплый период года составляет 11,99 Бк/м3. В воздухе помещений многоэтажных домов ЭРОА радона составляет 10,21 Бк/м3, в домах частного сектора -13,93 [8].

Результаты

При оценке канцерогенного риска для населения, обусловленного загрязнением атмосферного воздуха вблизи автомагистралей исследуемых городов, использованы результаты натурных исследований параметров потока автотранспортных средств. Учет структуры и интенсивности потока автотранспортных средств на наиболее значимых магистралях в исследуемых городах Волгоградской области дал результаты, приведенные в табл. 1.

Из таблицы видно, что по мере увеличения размера города происходит возрастание величины индивидуального канцерогенного риска для населения, обусловленного загрязнением атмосферного воздуха.

Таблица 1

Результаты учета интенсивности потока автотранспортных средств на наиболее значимых магистралях

в городах Волгоградской области

Город Внутригородские магистрали-объекты исследования Интенсивность потока автотранспортных средств

Николаевск Ул. Чайковская, 13-я Гвардейская, Республиканская, Красноармейская, Киевская, Ленина, Октябрьская, Калинина 120-600 автомобилей/ч (среднее значение - 224)

Палласовка Ул. Островского, Ленина, Октябрьская, Юбилейная, Ильича, Мира 100-780 автомобилей/ч (среднее значение - 490)

Михайловка Ул. Краснознаменская, Обороны, Магистральная, Некрасова, Мичурина, Коммуны, Энгельса 120-1200 автомобилей/ч (среднее значение - 620)

Камышин Ул. Некрасова, Пролетарская, Волгоградская, Ленина, Молодежная, Гагарина, Базарова, Советская 470-2280 автомобилей/ч (среднее значение - 945)

Волжский Пр. Ленина, ул. Карбышева, Мира, Пушкина, Коммунистическая, Энгельса, Дружбы, бул. Профсоюзов, ул. Александрова, Кирова, Пионерская 891-2477 автомобилей/ч (среднее значение - 1812)

Волгоград Пр. Ленина, ул. Героев Сталинграда, 7-я Гвардейская, Пархоменко, Коммунистическая, 64 Армии, Комсомольская, Володарского, Кирова, Хиросимы, бул. Энгельса, ул. Советская, Краснознаменская 1008-3948 автомобилей/ч (среднее значение - 2280)

Таблица 2

Индивидуальный канцерогенный риск для здоровья населения, обусловленный загрязнением атмосферного воздуха вблизи автомагистралей в городах Волгоградской области

Город Загрязняющие вещества- Индивидуальный канцерогенный Суммарная величина

канцерогены риск риска

Бензол 0,8 - 10-5

1,3 -бутадиен 0,65 - 10-5 3,3 - 10-5

Николаевск Стирол 0,45 . 10-5

Ацетальдегид 0,2. 10-5

Формальдегид 1,2 . 10-5

Бензол 1,65 . 10-5

1,3 -бутадиен 1,4 . 10-5 7 - 10-5

Палласовка Стирол 0,85 - 10-5

Ацетальдегид 0,6 - 10-5

Формальдегид 2,5 - 10-5

Бензол 2,2 ' 10-5

1,3 -бутадиен 1,85 - 10-5 9 - 10-5

Михайловка Стирол 1,2 --10-5

Ацетальдегид 0,45 - 10-5

Формальдегид 3,3 10-5

Бензол 4,4 - 10-5

1,3 -бутадиен 3,8 - 10-5 1,8 - 10-4

Камышин Стирол 2,75 - 10-5

Ацетальдегид 1,75 - 10-5

Формальдегид 5 - 10-5

Бензол 0,68 - 10-4

Крупный город Волжский 1,3 -бутадиен 0,55 - 10-4 2,7 - 10-4

Стирол 0,34 - 10-4

Ацетальдегид 1,26 - 10-5

Формальдегид 1,02 - 10-4

Бензол 0,8 - 10-4

1,3 -бутадиен 0,65 - 10-4 3,3 - 10-4

Волгоград Стирол 0,45 - 10-4

Ацетальдегид 1,55 - 10-5

Формальдегид 1,25 - 10-4

Это связано с интенсификацией автотранспортного потока на внутригородских магистралях больших, крупных городов и городов-миллионеров по сравнению с малыми и средними городами Волгоградской области.

Для всех исследуемых городов получены максимальные значения индивидуального пожизненного канцерогенного риска для населения, обусловленного ингаляционным поступлением из атмосферного воздуха формальдегида (от 2,4-10- до 2,5 -10-4). Минимальные значения характерны для ацетальдегида (0,4-10-5 - 3,1-10-5).

В данной работе рассчитаны значения канцерогенного риска для населения, обусловленного загрязнением атмосферного воздуха промышленными предприятиями городов Волгоградской области. Такой расчет выполнен для тех городов, в пределах которых находятся промышленные объекты, вносящие значительный вклад в загрязнение атмосферного воздуха (табл. 3).

В данной работе проведена оценка канцерогенного риска для населения городов Волгоградской области, обусловленного пероральным поступлением хлороформа из питьевой воды в организм человека.

Согласно фондовым данным, среднее содержание хлороформа в питьевой воде городов Волгоградской области варьирует в диапазоне 0,1-0,13 мг/л. Полученное значение индивидуального пожизненного канцерогенного риска для населения, обусловленного пероральным поступлением загрязняющих веществ из питьевой воды, составляет 1,0 • 10-5.

Рассчитанные значения индивидуального пожизненного канцерогенного риска, обусловленного поступлением загрязняющих веществ с продуктами питания, для населения городов Волгоградской области составляют для свинца - 9,9 -10- , для кадмия - 2,6 -10-4.

Таблица 3

Значения канцерогенного риска для населения, обусловленного загрязнением атмосферного воздуха промышленными предприятиями городов Волгоградской области

Город Основные источники загрязнения атмосферного воздуха В ещества-загрязнители Величина риска

Михайловка ОАО «Себряковцемент» Взвешенные вещества 3,5 -10-3 [13]

Камышин Камышинская ТЭЦ Свинец 0,23 -10-5

Волжский ОАО «Волжский абразивный завод», Волжские ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2, ОАО «Вати», ОАО «Волтайр-Пром», ОАО «Волжский подшипниковый завод», ОАО «Каучук», ОАО «Волжский оргсинтез» Формальдегид 1,23-10"4

Бенза(о)пирен 9,08 -10-7

Хром 4,2 -10-5

Никель 7,1340-7

Свинец 1,05 40-7

Волгоград Волгоградская ГРЭС, Волгоградская ТЭЦ-2, ООО «ВзТУ», ОАО «ТК ВгТЗ», ООО «Лукойл-Волгограднефтепереработка», ОАО «Волгограднефте-маш», Волгоградская ТЭЦ-3, ООО «Пласткард» Сажа 1,93 -10-5

Формальдегид 8,4 40-5

Бенза(о)пирен 8,24 40-7

Хром 4,5 -10-5

Никель 1,71 • 10-5

Свинец 1,9 40-6

Необходимо отметить, что для полученных расчетных значений канцерогенного риска, обусловленного поступлением загрязняющих веществ с продуктами питания, существует несколько источников неопределенности. Одним из основных являются условно принятые показатели основных компонентов рациона питания населения и годового потребления продуктов питания.

Величины индивидуального фатального риска рака легких, обусловленного облучением радоном

и его ДПР в жилых помещениях исследуемых городов Волгоградской области, приведены в табл. 4.

Таким образом, в работе проведена оценка многосредового риска для населения городов Волгоградской области, обусловленного поступлением в организм человека канцерогенных веществ из атмосферного воздуха и воздуха помещений, из питьевой воды и продуктов питания ингаляционным и пероральным путями. Полученные результаты представлены в табл. 4.

Таблица 4

Значения многосредового интегрального риска для здоровья населения городов Волгоградской области

Город Атмосферный воздух Питьевая вода Продукты питания Радон

Николаевск 3,3-10-5 1,0 -10-5 3,6 40-4 5,2 -10-4

Палласовка 7 -10-5 1,0 40-5 3,6 40-4 5,2 -10-4

Михайловка 3,6 -10-3 1,0 40-5 3,6 -10-4 4,5 -10-4

Камышин 1,8 -10-4 1,0 40-5 3,6 40-4 4,5 -10-4

Волжский 4,4 -10-4 1,0 -10-5 3,6 40-4 3,8 -10-4

Волгоград 4,9 -10-4 1,0 40-5 3,6 40-4 3,8 -10-4

Суммарное значение многосредового индивидуального пожизненного канцерогенного риска для населения г. Волгограда составляет 1,24 . 10-3; для г. Волжского - 1,19-10-3; для г. Михайловка -4,4-10-3; для г. Камышина - 1,0-10-3; для г. Пал-ласовка - 9,6-10-4; для г. Николаевска - 9,2-10-4.

Полученные показатели риска не следует отождествлять с фактическими значениями заболеваемости и смертности. Величины рисков характеризуют в первую очередь особенности долгосрочной динамики фоновой (базовой) заболеваемости.

Обсуждение

Полученные значения индивидуального канцерогенного риска для населения городов Волгоградской области проанализированы с нескольких позиций. Во-первых, они сопоставлены с критериями приемлемости риска. Величина риска, обусловленная загрязнением питьевой воды канцерогенными веществами, относится к категории приемлемой для населения (диапазон 1,0-10-6 - 1,0-10-4). Данный диапазон значений риска соответствует предельно допустимому, т.е. верхней границе приемлемого риска. Именно на этом уровне установлено большинство зарубежных и рекомендуемых международными организациями гигиенических нормативов для населения в целом [1].

Для всех исследованных городов значения канцерогенного риска, обусловленного загрязнением продуктов питания химическими веществами, а также влиянием радиоактивного газа радона в жилых помещениях, является неприемлемо высоким для населения (порог приемлемости равен 1,0-10-4), но приемлемым для условий производственного воздействия. Появление такого риска требует разработки и проведения плановых оздоровительных мероприятий. Планирование мероприятий по снижению рисков в этом случае должно основываться на результатах более углубленной оценки различных аспектов существующих проблем и установлении степени их приоритетности по отношению к другим гигиеническим, экологическим, социальным и экономическим проблемам на данной территории.

Значения канцерогенного риска, обусловленного загрязнением атмосферного воздуха химическими веществами, являются неприемлемо высокими для населения городов Волгоград, Волжский, Камышин и Михайловка. Для малых городов (Палла-совка и Николаевск) соответствующие значения риска относятся к категории приемлемых для населения.

Величина интегрального многосредового канцерогенного риска для здоровья населения г. Волгоград, Волжский, Камышин и Михайловка является

неприемлемо высокими. Для малых городов (Пал-ласовка и Николаевск) соответствующие значения риска относятся к категории приемлемых для населения.

Заключение

Полученные расчетные данные рисковых характеристик обеспечивают лиц, принимающих решение по регулированию риска, информацией о суммарном канцерогенном риске на изучаемой территории с учетом влияния химического загрязнения атмосферного воздуха, питьевой воды и продуктов питания, облучения легких внутри помещений. Наибольшую ценность результаты характеристики индивидуальных канцерогенных рисков представляют для сравнительной оценки воздействия факторов окружающей среды с целью определения ведущего, а также наиболее значимых веществ, вклад которых в суммарный риск оказывается наибольшим. Эта информация является основополагающей для определения приоритетов при принятии решений по проведению оздоровительных мероприятий.

Литература

1. P 2.1.10.1920-04. Руководство по оценке риска для

здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. М., 2004.

2. Регионы России. Социально-экономические показа-

тели. 2012 : стат. сб. М., 2012. 990 с.

3. Методика определения выбросов вредных (загряз-

няющих) веществ в атмосферный воздух от автотранспортных потоков, движущихся по автомагистралям Санкт-Петербурга. СПб., 2005.

4. Расчетная инструкция (методика) по инвентаризации

выбросов загрязняющих веществ от автотранспортных средств на территории крупнейших городов. М., 2008.

5. Методика расчета концентраций в атмосферном воз-

духе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86. Л., 1987.

6. Горелов В.С., Буйлова Е.А., Шаймарданов Н.М. Рас-

чет ожидаемого уровня загрязнения атмосферного воздуха вблизи автодороги : учеб. -метод. пособие. Уфа, 2009. 12 c.

7. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic

Risk to Humans. Man-Made Mineral Fibres and Radon. Lyon, 1988.

8. О состоянии окружающей среды в Волгоградской области в 2007 году : доклад. М., 2008.

9. О состоянии окружающей среды в Волгоградской области в 2011 году : доклад / ред. кол. П.В. Вергун [и др.]; комитет охраны окружающей среды и природопользования Волгоградской области. Волгоград, 2012. 352 с.

10. О состоянии окружающей среды в Волгоградской области в 2012 году : доклад / ред. кол. П.В. Вергун

[и др.]; комитет охраны окружающей среды и природопользования Волгоградской области. Волгоград, 2013. 300 с.

11. Ларионов М.В. Комплексная оценка техногенного

загрязнения урбанизированных территорий Среднего и Нижнего Поволжья и прогрессивные технологии, направленные на его снижение : автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Брянск, 2013.

12. Результаты социально-гигиенического мониторинга в

г. Волжский за 2009 год : информ. бюл. / Территориальный отдел управления Федеральной службы по

Поступила в редакцию_

надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Волгоградской области в г. Волжском, Ленинском, Среднеахтубинском районах. Волжский, 2010. 11 с.

13. Латышевская Н.И., Вишневецкая Л.П., Митрохин О.В., Филиппов А.Г. Оценка риска смертности населения малого города, обусловленного загрязнением атмосферного воздуха взвешенными частицами // Теоретические основы и практические решения проблем санитарной охраны атмосферного воздуха. М., 2003. С. 280-282.

15 августа 2014 г.