CC BY
70
ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ
Экологические проблемы и природопользование
УДК 614.7(470.51)(045)
А.А. Артемьева
ОЦЕНКА РИСКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ МУНИЦИПАЛЬНЫХ РАЙОНОВ УДМУРТСКОЙ РЕСПУБЛИКИ С ИНТЕНСИВНОЙ НЕФТЕДОБЫЧЕЙ
Проведены сравнительный анализ методик оценки риска для здоровья населения и количественная оценка риска развития неканцерогенных эффектов от загрязнения атмосферного воздуха и подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения, в разрезе отдельных населенных пунктов, расположенных в непосредственной близости от нефтепромысловых объектов. Проанализированы изменения структуры заболеваемости населения.
Ключевые слова: Удмуртская Республика, добыча нефти, районы с интенсивной нефтедобычей, экологическая обстановка, уровень заболеваемости населения, оценка риска развития неканцерогенных эффектов для здоровья населения.
Для получения количественных характеристик потенциального и реального ущерба здоровью населения от загрязнения среды обитания при нефтедобыче автором был выбран метод оценки риска. Целью исследования явилось определение риска развития неканцерогенных эффектов для здоровья населения, связанного с загрязнением атмосферного воздуха и подземных вод на территории населенных пунктов, расположенных поблизости от объектов нефтедобычи. В качестве методической базы были приняты работа С.А. Куролапа и др. [1] по оценке риска для здоровья населения, связанного с загрязнением атмосферного воздуха города Воронежа, а также «Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» [2]. Алгоритмы оценки риска развития неканцерогенных эффектов для здоровья населения, согласно методикам, примененным в работе С.А. Куролапа и др. и руководстве, были сформированы и систематизированы автором в виде блок-схем, представленных на рис. 1, 2. В ходе исследования рассматривались основные загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферный воздух от объектов нефтедобычи и не обладающие канцерогенным эффектом [3] по отношению к организму человека, а именно: диоксид азота, диоксид серы, оксид углерода, сероводород, углеводороды предельные и взвешенные вещества (недифференцированная пыль нетоксичная). Что касается загрязнения подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения, то здесь учитывались такие составляющие загрязнения при нефтедобыче, как нефтепродукты, хлориды и сульфаты. Значения референтных (безопасных) концентраций и доз, международные идентификационные номера (САS) рассматриваемых загрязняющих веществ [2] приведены в табл. 1.
Таблица 1
Референтные (безопасные) концентрации и дозы некоторых загрязняющих веществ при условии их ингаляционного и перорального (соответственно) хронического поступления
в организм человека [2]
САS Загрязняющее вещество Референтные Критические органы / системы организма человека
концентрации дозы
мг/м3 мг/кг
10102-44-0 Диоксид азота 0,04 - Органы дыхания, кровеносная система
7446-09-5 Диоксид серы 0,05 - Органы дыхания
630-08-0 Оксид углерода 3,0 - Сердечно-сосудистая, кровеносная, центральная нервная системы, обмен веществ
7783-06-4 Сероводород 0,002 - Органы дыхания
- Общие углеводороды (по углероду) 0,071 - Органы дыхания, глаза, печень, почки, желудочно-кишечный тракт, центральная нервная система
74-82-8 Метан 50,0 - Органы дыхания
- Взвешенные вещества 0,075 - Органы дыхания
- Нефть и нефтепродукты - 0,03 Почки, печень, жел.-кишечный тракт
- Хлориды - - Желудочно-кишечный тракт
- Сульфаты - - Желудочно-кишечный тракт
Следует обратить внимание на то, что согласно Письму Г лавного государственного санитарного врача РФ Г.Г. Онищенко №01/9793-9-32 от 13.07.2009 г. «О нормировании углеводородов в атмосферном воздухе», приоритетными в составе выбросов от объектов нефтедобычи принимаются предельные алифатические (парафиновые) углеводороды фракции С1-С5. Нормирование содержания данных веществ в воздухе рекомендовано осуществлять по метану, для которого установлен ориентировочно безопасный уровень воздействия (ОБУВ), равный 50,0 мг/м3. В связи с этим автором статьи в качестве референтной концентрации предельных алифатических углеводородов фракции С1-С5 была принята референтная концентрация метана. Кроме того, следует отметить большие различия между референтными концентрациями/дозами и предельно-допустимыми концентрациями (ПДК) для взвешенных веществ и сероводорода в воздухе, нефтепродуктов в воде - на 2, 4 и 3 порядка соответственно, при отсутствии подобных расхождений для остальных веществ.
Воздействующая среда - воздух, вода
НЕКАНЦЕРОГЕННЫЙ РИСК
Индивидуальный риск ИНР = (ССД/ИЭ) х а
Популяционный риск ПНР = ИНР х N/70
Рис. 1. Алгоритм количественной оценки неканцерогенного риска для здоровья населения согласно работе С.А. Куролапа и др. [1]. Условные обозначения: ССД - среднесуточная доза поглощения загрязнителя (мг/кг х сутки):
ССД = С х ДП/МТ, где
С - осредненная концентрация загрязнителя в воздействующей на человека среде за оцениваемый период (в атмосферном воздухе - мг/м3, в воде - мг/л),
ДП - суточное потребление атмосферного воздуха (для взрослого человека составляет 20 м3/сутки) или питьевой воды (для взрослого человека составляет 2 л/сутки),
МТ - средняя масса тела человека (для взрослого человека составляет 70 кг);
RfD - референтная доза (показатель токсичности вещества - характеризует уровень минимального токсического эффекта для экспонированного населения):
RfD = ПДК х Кз, где
ПДК - предельно-допустимая концентрация загрязнителя в воздействующей среде (в атмосферном воздухе - мг/м3, в воде - мг/л),
Кз - коэффициент запаса - константа, характеризующая степень токсичности загрязнителя, принимающая значения 7,5; 6; 4,5; 3 соответственно для веществ 1-го, 2-го, 3-го, 4-го классов опасности;
а - константа, показывающая долю времени в течение жизни человека, когда наблюдается воздействие загрязнителя (а = проживания под воздействием загрязнителя Ажизни). Средняя продолжительность жизни
человека составляет 70 лет. При условии оценки риска в течение всей жизни а=1;
ИНР - индивидуальный неканцерогенный (общетоксический) риск;
ПНР - популяционный (годовой) неканцерогенный риск (количество токсических эффектов);
N - численность экспонированного населения (человек) со средней продолжительностью жизни 70 лет.
Если ИНР < 1, то риска угрозы здоровью нет (опасности отравления нет). Если ИНР > 1, то существует опасность отравления, которая тем больше, чем больше значение ИНР превышает 1.
Оценка риска для здоровья населения административных районов. БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ
Рис. 2. Алгоритм количественной оценки неканцерогенного риска для здоровья населения согласно руководству Р 2.1.10.1920-04 [2]. Условные обозначения: HQ - коэффициент опасности - характеристика риска развития неканцерогенных эффектов при воздействии отдельных загрязняющих веществ;
п - коэффициент опасности для отдельного компонента (вещества) смеси воздействующих загрязняющих веществ;
ADD - среднесуточная доза - потенциальная суточная доза поступления загрязняющего вещества, усредненная с учетом массы тела человека и периода воздействия вещества (мг/кг х сутки):
АDD = С х Ж х ED х EF /BW х АТ х DPY, где С - концентрация загрязняющего вещества в объекте окружающей среды (воздух, вода), контактирующей с телом человека (в атмосферном воздухе - мг/м3, в воде - мг/л),
Ж - величина (скорость) поступления загрязняющего вещества в организм человека, зависящая от скорости ингаляции (объема легочной вентиляции), объема потребляемой воды. Суточное потребление атмосферного воздуха для взрослого человека составляет 20 м3/сутки, питьевой воды - 2 л/сутки,
ED - продолжительность воздействия (лет). Стандартное значение для взрослого человека - 30 лет, EF - частота воздействия (дней/год). Частота воздействия отражает либо продолжительное воздействие (365 дней в году), либо частичное или прерывистое воздействие. Стандартное значение -350 дней в году,
BW - средняя масса тела человека (для взрослого человека составляет 70 кг),
АТ - период осреднения воздействия (для хронических воздействий на взрослого человека - 30 лет); DPY - число дней в году (365 дней/год);
АС - средняя концентрация загрязняющего вещества в воздействующей на человека среде (в атмосферном воздухе - мг/м3, в воде - мг/л). Для оценки риска, обусловленного хроническими воздействиями загрязняющих веществ, применяются среднегодовые концентрации и их верхние 95%-е доверительные границы, установленные по среднесуточным концентрациям;
КТО - референтная (безопасная) доза (мг/кг х сутки), ШС - референтная (безопасная) концентрация (в воздухе - мг/м3, в воде - мг/л) - суточное воздействие загрязняющего вещества в течение всей жизни человека, которое, вероятно, не приводит к возникновению неприемлемого риска для его здоровья. Рекомендуемые значения референтных доз и концентраций с указанием критических органов и/или систем представлены в Приложении 2 [2];
Н1 - индекс опасности - характеристика риска развития неканцерогенных эффектов при условии одновременного поступления нескольких загрязняющих веществ одним и тем же путем, например, ингаляционным или пероральным;
Н1 п - индекс опасности для отдельного пути поступления или отдельного маршрута воздействия нескольких загрязняющих веществ;
ТН1 - суммарный индекс опасности - характеристика риска развития неканцерогенных эффектов при комплексном поступлении загрязняющих веществ в организм человека из окружающей среды одновременно несколькими путями, а также при многосредовом и многомаршрутном воздействии.
Если НQ (Н1 или ТН1) < 1, то риска угрозы здоровью нет (опасности отравления нет). Если НQ (Н1 или ТН1) > 1, то существует опасность отравления, которая тем больше, чем больше значение НQ (Н1 или ТН1) превышает 1.
Для проведения исследования автором были выбраны два муниципальных района Удмуртской Республики с наиболее интенсивной нефтедобычей - Игринский и Каракулинский. Для проведения процедуры оценки риска было выделено только несколько населенных пунктов, характеризующихся максимальными уровнями общей заболеваемости населения и расположенных в пределах контуров крупных нефтяных месторождений в непосредственной близости от объектов нефтедобычи. На территории Игринского района - это деревни Максимовка, Ключевка и Тюптиево, расположенные в непосредственной близости от мест нефтепромыслов Лозолюкско-Зуринского нефтяного месторождения. Уровень заболеваемости населения в данных населенных пунктах составлял в 2008 г. соответственно 7845,4%о, 6362,8%о, 6044,0%о. На территории Каракулинского района - это деревни Кухтино и Сухарево, также расположенные в непосредственной близости от объектов нефтедобычи Вятской площади Арланского месторождения нефти. Уровень заболеваемости населения в данных населенных пунктах составлял в 2008 г. соответственно 3395,8%о, 2085,3%о. На основании ситуационных карт Лозолюкско-Зуринского [5] и Арланского [6] нефтяных месторождений масштаба 1:50000 для исследуемых населенных пунктов были определены наиболее близко расположенные по отношению к ним объекты нефтедобычи (табл. 2). По данным результатов производственного контроля (мониторинга) за состоянием загрязнения атмосферного воздуха и подземных вод на территории Лозолюк-ско-Зуринского [7; 8] и Арланского [5; 9] месторождений нефти, проводимого ОАО «Удмуртнефть» и ОАО «Белкамнефть» в 2008 г., для исследуемых населенных пунктов автором были рассчитаны ос-редненные за год концентрации загрязняющих веществ в окружающей среде, непосредственно контактирующей с населением (табл. 3, 4).
На основании полученных значений среднегодовых концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и подземных водах, используемых для питьевого водоснабжения, на территории исследуемых населенных пунктов автором была проведена количественная оценка развития неканцерогенных эффектов для здоровья населения, проживающего в данных населенных пунктах, согласно алгоритмам, представленным в виде блок-схем на рис. 1 и 2. Расчет проводился с использованием программного обеспечения EXCEL (версия 11,0). Расчетные данные представлены в табл. 5-8. Сводные результаты оценки неканцерогенного риска для здоровья населения представлены в табл. 9.
Итоговые показатели оценки неканцерогенного риска, полученные в ходе проведения расчетов с использованием двух выше указанных алгоритмов, различаются в довольно широких пределах, что служит примером применения разных методик при оценке одного и того же компонента среды. Существенные различия в искомых показателях обусловлены различиями в подходе определения пороговой дозы поступления (воздействия) загрязняющего вещества в организм человека. В методике, которая приводится в работе С.А. Куролапа и др. [1] (рис. 1), за основу определения пороговой дозы неканцерогенных загрязняющих веществ принято значение ПДК, скорректированное с учетом класса опасности веществ. С учетом опасности загрязняющих веществ введен коэффициент запаса, характеризующий степень токсичности загрязнителя. Пороговая (референтная) доза определена как произведение ПДК загрязнителя на коэффициент запаса. В руководстве Р 2.1.10.1920-04 [2] (рис. 2) пороговая доза есть референтная доза, определяемая как отношение величин уровня не обнаруживаемого вредного эффекта (NOAEL) или минимального уровня обнаруживаемого вредного эффекта (LOAEL) к произведению соответствующих коэффициентов неопределенностей, которые используются для учета межвидовой чувствительности при переходе от животных к человеку, внутривидовой индивидуальной чувствительности, переходов от сравнительно кратковременных наблюдений к оценкам эффектов на значительно больший период времени. При расчете пороговых доз с использованием значений ПДК загрязняющих веществ применяются коэффициенты запаса, принимающие значения в довольно узких пределах - от 3 до 7,5. В свою очередь, коэффициенты неопределенности, используемые для расчета референтных доз, варьируют от 10 до 100, а их совместное произведение может достигать максимального значения равного 10000. Можно сказать, что коэффициенты запаса и коэффициенты неопределенности выполняют роль факторов «перестраховки» или «запаса надежности результатов», в связи с чем в расчеты показателей риска входят намеренно заниженные значения пороговых доз.
Населенные пункты с наиболее высокими уровнями общей заболеваемости населения, расположенные в пределах Лозолюкско-Зуринского и Арланского нефтяных месторождений на территории Игринского и Каракулинского районов
Расстояние до ближайших объектов нефтедобычи
Населенный пункт / численность населения, чел. Общая заболеваемость населения, %о Месторождение нефти (год начала разработки) Менее 0,5 км 0,5-1 км 1-2 км 2-3 км 3-4 км 4-5 км
Игринский р-н Максимов- ка /86 7845,4 Лозолюкско- Зуринское (1989) ДНС-10 Куст скважин 18 Куст скважин 24 Кусты скважин 16,17,20,22,23 Кусты скважин 14,15
Ключевка /120 6362,8 ДНС-12 Кусты скважин 6,7,8,9 Кусты скважин 4,5,10,12 Кусты скважин 3,2,11,13,14 Куст скважин 1
Тюптиево /159 6044,0 ДНС-10 Куст скважин 18 Кусты скважин 20,24,22 Кусты скважин 14,16,17,23
Каракулинский р-н Кухтино /87 3395,8 Арланское (1973) Куст скважин 1 Кусты скважин 91,150,3,2 Произво- дственная база «Вятка» Кусты скважин 25,138,147,67, 151,149,5,134, 16,216,106, 100, 101,137 Кусты скважин 80,6,7,8,29,19, 148,108,18,107, 111,4,102,152,17 Одиночные скважины 6831,6832 Кусты скважин 83,9,21,20,234, 34,35,41,217,38, 40,133,109,110, 103,104,15 Одиночные скважины 39,22 Кусты скважин 85,24,84,28,33, 76,68,79,135,131, 39,10,113,212, 115,114,105,154,37 Одиночная скважина 318
Сухарево /125 2085,3 Кусты скважин 17,217 Кусты скважин 37,15, 101,152 Кусты скважин 139,105,104, 102,2,80,137, 25,147, 154 Одиночные скважины 8,318,22 Кусты скважин 50,36,14,114, 103,4,111,100, 91,138 Одиночная скважина 39 Кусты скважин 49,125,13,115, 113,10,110,106, 1,3,6,107,67,151 Производственная база «Вятка» Кусты скважин 60,48,156,126, 124,120,117,12, 11,41,212,109, 150,18,108,16, 216,134,149,7 Одиночные скважины 6448,6831,6832
Сводные данные результатов производственного контроля (мониторинга) за состоянием загрязнения атмосферного воздуха в исследуемых населенных пунктах на территории Лозолюкско-Зуринского [8] и Арланского [7] месторождений нефти,
проводимых ОАО «Удмуртнефть» и ОАО «Белкамнефть» в 2008 году
Населенный пункт/ пункт отбора проб Основной источник загрязнения / расстояние, км Осредненные за год среднесуточные концентрации загрязняющих веществ в воздухе, мг/м3
N0 Оксид азота N02 Диоксид азота S02 Диоксид серы H2S Сероводород СО Оксид углерода Углеводороды предельные Взвешенные вещества
Игринский р-н Максимовка /пункт №78-03 ДНС-10 /0,3 км 0 0,007 0,006 0,002 0 2,37 0
Ключевка /пункт №78-05 ДНС-12 /1,9 км 0 0,004 0,003 0,001 0 2,25 0
Тюптиево /пункт №78-04 ДНС-10 /1,1 км 0 0,006 0,005 0,001 0 2,29 0
Каракулинский р-н Кухтино /пункт №1.1. Куст скважин 1 /0,5 км Производственная база «Вятка» /0,6 км 0 0,08 0,05 0,006 3,0 10,0 0,26
Сухарево /пункт №1.2. Куст скважин 17 /0,3 км Куст скважин 217 /0,25 км 0 0 0 0,006 0 10,0 0
ПДКсс загрязняющих веществ, мг/м3 0,06 0,04 0,05 0,008* 3,0 50,0** 0,15
Класс опасности загрязняющего вещества 3 3 3 2 4 4 3
* - ПДКмр.
** - ОБУВ (по метану).
Населенный пункт/ пункт отбора проб Основной источник загрязнения/ расстояние, км Осредненные за год результаты химических анализов проб подземных вод
Жесткость (мг-экв/л) рН Сухой остаток (мг/л) н о -и л)/ " "й 8^ к С1- ион, мг/л SO4 -ион, мг/л N02 -ион, мг/л N03 -ион, мг/л Са- ион, мг/л М- ион, мг/л Л н о ил) 1 "й а £ + л £ Fe общ., мг/л кн4 - ион, мг/л Нефтепродукты, мг/л
Игринский р-н Максимовка /колодец б/н ДНС-10/0,3 км Куст скважин 18 /2,1 км 4,8 8,14 381,32 258,64 9,79 10,98 0,02 2,4 57,19 17,77 7,81 0,1 менее 0,05 0,0058
Ключевка /колодец б/н ДНС-12/1,9 км Куст скважин 6/2,0 км Куст скважин 7/1,5 км Куст скважин 8/1,9 км Куст скважин 9/1,25 км 4,22 8,25 326,41 233,63 9,82 10,45 0,03 2,77 55,7 8,76 7,52 0,1 менее 0,05 0,01
Тюптиево /колодец б/н ДНС-10/1,1 км Куст скважин 18/2,7 км 3,82 7,5 302,03 224 9 10,59 0,02 2,5 49,1 13,5 6,8 0,07 менее 0,05 0,0077
Каракулинский р-н Кухтино /колодец б/н Куст скважин 1/0,5 км Производственная база «Вятка»/0,6 км Куст скважин 2/1км Куст скважин 3/0,75 км Куст скважин 91/0,75 км Куст скважин150/0,88км 7,3 7,4 384 414,9 16,8 19,4 0,02 2,2 115,2 18,2 4,5 0,2 0,4 0,005
Сухарево /колодец б/н Куст скважин 17/0,3 км Куст скважин217/0,25км Кусты скважин 15,37, 101/0,88 км Куст скважин 152/0,8 км 6,21 7,46 366,6 325 10,8 17,7 0,034 4,5 91,6 20 6,22 0,1 0,05 0,005
ПДК 7 6-9 1000 - 350 500 3 45 - 50 - 0,3 2 0,1
Класс опасности вещества 4 4 2 3 3 3 4 4
Населенный пункт Загрязняющее вещество Оценка неканцерогенного риска
Наименование ПДКсс, мг/м3 Класс опас- ности Кз RfD мг/ кгхсут. С, мг/м3 ССД, мг/ кгхсут. ИНР ПНР (кол-во токсических эффектов)
/ ч насе к 1 л їй О Д К & 53 исленность іения, №чел. МаксИмивка /86 чел. N02 0,04 3 4,5 0,18 0,007 0,002 0,011111 0,013651
S02 0,05 3 4,5 0,225 0,006 0,001714 0,007619 0,009361
H2S 0,008 2 6 0,048 0,002 0,000571 0,011905 0,014626
Углеводороды пр. 50 4 3 150 2,37 0,677143 0,004514 0,005546
Итоги пи д. Максимовка: 0,035149 0,043183
Ключевка /120 чел. N02 0,04 3 4,5 0,18 0,004 0,001143 0,006349 0,010884
S02 0,05 3 4,5 0,225 0,003 0,000857 0,00381 0,006531
H2S 0,008 2 6 0,048 0,001 0,000286 0,005952 0,010204
Углеводороды пр. 50 4 3 150 2,25 0,642857 0,004286 0,007347
Итого по д. Ключевка: 0,020397 0,034966
Тюптиево /159 чел. N02 0,04 3 4,5 0,18 0,006 0,001714 0,009524 0,021633
S02 0,05 3 4,5 0,225 0,005 0,001429 0,006349 0,014422
H2S 0,008 2 6 0,048 0,001 0,000286 0,005952 0,01352
Углеводороды пр. 50 4 3 150 2,29 0,654286 0,004362 0,009908
Итого по д. Тюптиево: 0,026187 0,059483
Каракулинский р-н Кухтино /87 чел. N02 0,04 3 4,5 0,18 0,08 0,022857 0,126984 0,157823
S02 0,05 3 4,5 0,225 0,05 0,014286 0,063492 0,078912
H2S 0,008 2 6 0,048 0,006 0,001714 0,035714 0,044388
СО 3 4 3 9 3 0,857143 0,095238 0,118367
Углеводороды пр. 50 4 3 150 10 2,857143 0,019048 0,023673
Взвешенные в-ва 0,15 3 4,5 0,675 0,26 0,074286 0,110053 0,13678
Итого по д. Кухтино: 0,450529 0,559943
Сухарево /125 чел. H2S 0,008 2 6 0,048 0,006 0,001714 0,035714 0,063776
Углеводороды пр. 50 4 3 150 10 2,857143 0,019048 0,034014
Итого по д. Сухарево: 0,054762 0,097789
Итого в среднем по населенным пунктам Игринского района: 0,027244 0,045877
Итого в среднем по населенным пунктам Каракулинского района: 0,252646 0,328866
ДП = 20 м3/сут., МТ=70 кг, а=1.
Населенный пункт / численность населения, ^чел. Загрязняющее вещество Оценка неканцерогенного риска
Наименование К, /л Пм Класс опасности Кз RfD, мг/ кгхсут. С, мг/л ССД, мг/ кгхсут. ИНР ПНР (кол-во токсических эффектов)
Игринский р-н Макси-мовка /86 чел. Хлорид-ион 350 4 3 1050 9,79 0,279714 0,000266 0,000327
Сульфат-ион 500 4 3 1500 10,98 0,313714 0,000209 0,000257
Нефтепродукты 0,1 4 3 0,3 0,0058 0,000166 0,000552 0,000679
Итого по д. Максимовка: 0,001028 0,001263
Ключевка /120 чел. Хлорид-ион 350 4 3 1050 9,82 0,280571 0,000267 0,000458
Сульфат-ион 500 4 3 1500 10,45 0,298571 0,000199 0,000341
Нефтепродукты 0,1 4 3 0,3 0,01 0,000286 0,000952 0,001633
Итого по д. Ключевка: 0,001419 0,002432
Тюптиево /159 чел. Хлорид-ион 350 4 3 1050 9 0,257143 0,000245 0,000556
Сульфат-ион 500 4 3 1500 10,59 0,302571 0,000202 0,000458
Нефтепродукты 0,1 4 3 0,3 0,0077 0,00022 0,000733 0,001666
Итого по д. Тюптиево: 0,00118 0,00268
Каракулинский р-н Кухтино /87 чел. Хлорид-ион 350 4 3 1050 16,8 0,48 0,000457 0,000568
Сульфат-ион 500 4 3 1500 19,4 0,554286 0,00037 0,000459
Нефтепродукты 0,1 4 3 0,3 0,005 0,000143 0,000476 0,000592
Итого по д. Кухтино: 0,001303 0,001619
Сухарево /125 чел. Хлорид-ион 350 4 3 1050 10,8 0,308571 0,000294 0,000525
Сульфат-ион 500 4 3 1500 17,7 0,505714 0,000337 0,000602
Нефтепродукты 0,1 4 3 0,3 0,005 0,000143 0,000476 0,00085
Итого по д. Сухарево: 0,001107 0,001977
Итого в среднем по населенным пунктам Игринского района: 0,001209 0,002125
Итого в среднем по населенным пунктам Каракулинского района: 0,001205 0,001798
ДП = 2 л/сут., МТ=70 кг, а=1.
Населенный пункт / численность населения, Кчел. Загрязняющее вещество Оценка риска развития неканцерогенных эффектов
Международный идентификационный номер (САS) Наименование ПДК мг/м ПДКсс, мг/м3 Класс опасно- сти ИС, мг/м3 АС, мг/м3 НІ
Игринский р-н Максимовка /86 чел. 10102-44-0 N02 0,2 0,04 3 0,04 0,007 0,175
7446-09-5 S02 0,5 0,05 3 0,05 0,006 0,12
7783-06-4 H2S 0,008 - 2 0,002 0,002 1
- Углеводороды пр. 50 4 50 2,37 0,0474
И їтого по д. Максимовка: 1,3424
Ключевка /120 чел. 10102-44-0 N02 0,2 0,04 3 0,04 0,004 0,1
7446-09-5 S02 0,5 0,05 3 0,05 0,003 0,06
7783-06-4 H2S 0,008 - 2 0,002 0,001 0,5
- Углеводороды пр. 50 4 50 2,25 0,045
Итого по д. Ключевка: 0,705
Тюптиево /159 чел. 10102-44-0 N02 0,2 0,04 3 0,04 0,006 0,15
7446-09-5 S02 0,5 0,05 3 0,05 0,005 0,1
7783-06-4 H2S 0,008 - 2 0,002 0,001 0,5
- Углеводороды пр. 50 4 50 2,29 0,0458
Итого по д. Тюптиево: 0,7958
Каракулинский р-н Кухтино /87 чел. 10102-44-0 N02 0,2 0,04 3 0,04 0,08 2
7446-09-5 S02 0,5 0,05 3 0,05 0,05 1
7783-06-4 H2S 0,008 - 2 0,002 0,006 3
630-08-0 СО 5 3 4 3 3 1
- Углеводороды пр. 50 4 50 10 0,2
- Взвешенные в-ва 0,5 0,15 3 0,075 0,26 3,46667
Итого по д. Кухтино: 10,6667
Сухарево /125 чел. 7783-06-4 H2S 0,008 - 2 0,002 0,006 3
- Углеводороды пр. 50 4 50 10 0,2
Итого по д. Сухарево: 3,2
Итого в среднем по населенным пунктам Игринского района: 0,947733
Итого в среднем по населенным пунктам Каракулинского района: 6,933333
Населенный пункт / численность населения, Кчел. Загрязняющее вещество Оценка риска развития неканцерогенных эффектов
Международный идентификационный номер (САS) Наименование К, /л С 8 Класс опасности ЯШ, мг/кг х сутки С, мг/л ADD, мг/кг х сутки НІ
Игринский р-н Максимовка /86 чел. - Нефтепродукты 0,1 4 0,03 0,0058 0,000166 0,005524
Итого по д. Максимовка: 0,005524
Ключевка /120 чел. - Нефтепродукты 0,1 4 0,03 0,01 0,000286 0,009524
Итого по д. Ключевка: 0,009524
Тюптиево /159 чел. - Нефтепродукты 0,1 4 0,03 0,0077 0,00022 0,007333
Итого по д. Тюптиево: 0,007333
Каракулинский р-н Кухтино /87 чел. - Нефтепродукты 0,1 4 0,03 0,005 0,000143 0,004762
Итого по д. Кухтино: 0,004762
Сухарево /125 чел. - Нефтепродукты 0,1 4 0,03 0,005 0,000143 0,004762
Итого по д. Сухарево: 0,004762
Итого в среднем по населенным пунктам Игринского района: 0,00746
Итого в среднем по населенным пунктам Каракулинского района: 0,004762
Ж =2 л/сут.
ED = 30 лет.
EF = 365 дней. BW = 70 кг.
АТ = 30 лет. DPY = 365 дней.
БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ
Таблица 9
Сводные результаты оценки риска развития неканцерогенных эффектов для здоровья населения от загрязнения атмосферного воздуха и подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения, в 2008 году
Населенный пункт Оценка риска развития неканцерогенных эффектов
От загрязнения атмосферного воздуха От загрязнения атмосферного воздуха От загрязнения подземных вод От загрязнения подземных вод
По алгоритму на рис. 1 По алгоритму на рис. 2 По алгоритму на рис. 1 По алгоритму на рис. 2
ИНР НІ ИНР НІ
д. Максимовка 0,035149 1,3424 0,001028 0,005524
д. Ключевка 0,020397 0,705 0,001419 0,009524
д. Тюптиево 0,026187 0,7958 0,00118 0,007333
Итого в среднем по населенным пунктам Игринского района: 0,027244 0,947733 0,001209 0,00746
д. Кухтино 0,450529 10,6667 0,001303 0,004762
д. Сухарево 0,054762 3,2 0,001107 0,004762
Итого в среднем по населенным пунктам Караку-линского района: 0,252646 6,933333 0,001205 0,004762
Для анализа результатов оценки риска развития неканцерогенных эффектов для здоровья населения автором были приняты во внимание данные, полученные в ходе расчета по методике, приведенной в работе С.А. Куролапа и др. [1] (рис. 1). Во-первых, данная методика основывается на значениях российских гигиенических нормативов, наиболее значимым из которых является ПДК. Во-вторых, коэффициенты запаса варьируют в значительно меньших пределах и позволяют сократить вариации исходных данных. В-третьих, данные российских гигиенических нормативов более доступны, удобны в использовании при проведении сравнительного анализа качества окружающей среды и ее отдельных компонентов, а также при разработке природоохранных и санитарно-гигиенических мероприятий, направленных на снижение риска, нежели данные NOAEL и LOAEL, используемые в зарубежной, в частности американской, науке. Необходимо отметить, что, несмотря на значительные различия в значениях показателей риска, полученных при проведении расчетов по двум вышеуказанным методикам, отмечаются общие тенденции изменения уровня риска развития неканцерогенных эффектов для здоровья населения от загрязнения атмосферного воздуха и подземных вод в исследуемых населенных пунктах.
На территории Игринского района наиболее высокий уровень риска от загрязнения атмосферного воздуха в 2008 г. отмечался в деревне Максимовка, что обусловлено влиянием выбросов загрязняющих веществ от дожимной насосной станции (ДНС) № 10, предназначенной для поддержания постоянного оптимального давления в трубопроводах, а также для разгазирования и предварительной подготовки нефти, поступающей с кустов скважин. ДНС № 10 расположена в 0,3 км к юго-востоку от данного населенного пункта. Далее по величине риска следует деревня Тюптиево, которая удалена от основного источника загрязнения - ДНС № 10 на расстояние 1,1 км к северо-северо-востоку. Относительно низкий уровень риска наблюдался в деревне Ключевка, расположенной в 1,9 км к северо-востоку от ДНС № 12. Приоритетными загрязняющими веществами, оказывающими определяющее влияние на уровень риска, являлись сероводород и диоксид азота. На территории Каракулинского района уровень риска в 2008 г. достигал максимального значения в деревне Кухтино. Вблизи данного населенного пункта расположены следующие объекты нефтедобычи Вятской площади Арланского месторождения нефти: в 0,6 км к северо-западу - производственная база «Вятка», объединяющая на своей территории целый комплекс производственных объектов по добыче, сбору, подготовке, транспорту нефти и газа, а также ремонтно-строительные участки и другие вспомогательные производства; в 0,5 км к юго-юго-востоку - куст скважин № 1; в 0,75 км к востоку-юго-востоку и северо-западу соответственно - кусты скважин № 91 и № 3; в 0,88 км к юго-юго-западу - куст скважин № 150; в 1 км к северо-северо-востоку - куст скважин № 2. Приоритетными загрязняющими веществами, оказывающими определяющее влияние на уровень риска, являлись диоксид азота, взвешенные вещества,
Оценка риска для здоровья населения административных районов. БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ
оксид углерода. Уровень риска от загрязнения атмосферного воздуха в деревне Сухарево в 8,2 раза ниже, чем в деревне Кухтино. Основными источниками загрязнения здесь являются кусты скважин, а именно: кусты скважин № 17 и № 152, расположенные соответственно в 0,3 и 0,8 км к юго-западу от деревни; куст скважин № 217, расположенный в 0,25 км к югу, и кусты скважин №15, 37, 101, расположенные соответственно в 0,88 км к северо-западу, северо-востоку и западу-юго-западу от деревни. Основная доля загрязнения приходилась на сероводород и углеводороды предельные. Необходимо отметить, что средний уровень риска по деревням Кухтино и Сухарево Каракулинского района в 9,3 раза превышал средний уровень риска по исследуемым деревням Игринского района. Это связано с высокой плотностью размещения и, как следствие, более близким расположением объектов нефтедобычи к населенным пунктам на территории Вятской площади Арланского месторождения Кара-кулинского района, а также с непосредственной характеристикой данных объектов как источников загрязнения атмосферы, определяющих повышенные, в сравнении с исследуемой территорией Иг-ринского района, концентрации загрязняющих веществ в воздухе жилой зоны.
Анализ уровней риска развития неканцерогенных эффектов для здоровья населения от загрязнения подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения, показал, что на территории Иг-ринского района наиболее высокий уровень риска в 2008 г. отмечался в деревне Ключевка, что обусловлено влиянием как ДНС № 12, так и кустов скважин № 6 и № 7, расположенных в 2 и 1,5 км соответственно к западу-северо-западу от деревни, а также кустов скважин №8 и № 9, расположенных в
1,9 и 1,25 км к западу от деревни. Далее по величине риска следуют деревни Тюптиево и Максимов-ка, где основными источниками загрязнения являются ДНС № 10 и куст скважин № 18, расположенные соответственно в 2,7 и 2,1 км к югу от населенных пунктов. Следует отметить, что значительный вклад в загрязнение подземных вод вносят порывы на многочисленных нефтепроводах и водоводах, идущих к ДНС и пролегающих вблизи исследуемых населенных пунктов. Приоритетными загрязняющими веществами, оказывающими определяющее влияние на уровень риска, являлись нефтепродукты. На территории Каракулинского района уровень риска в 2008 г. достигал максимального значения в деревне Кухтино, где основными источниками загрязнения являются кусты скважин и производственная база «Вятка». Уровень риска от загрязнения подземных вод в деревне Сухарево в 1,2 раза ниже, чем в деревне Кухтино. Средний уровень риска по деревням Кухтино и Сухарево Каракулинского района на 0,000004 ниже среднего уровня риска по исследуемым деревням Игринского района. Следует отметить, что однозначной зависимости между близостью объектов нефтедобычи к населенным пунктам и уровнями риска для здоровья населения от загрязнения подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения, не прослеживается. На уровень загрязнения подземных вод оказывают влияние не только технологические особенности нефтепромысловых объектов, продолжительность и объемы поступления загрязняющих веществ, но и гидрогеологические условия местности, а именно: наличие тектонических нарушений и различных по генезису «литологических окон» водоупорных толщ, строение подземных водоносных толщ и степень их естественной защищенности, активность водообмена и др. Кроме того, источником загрязнения могут служить объекты наземной нефтяной коммуникации (нефтепроводы, водоводы и нагнетательные линии), при порывах которых происходит инфильтрация загрязняющего вещества в грунтовые воды.
Согласно методикам оценки риска [1; 2], если значения рассчитанных уровней неканцерогенного риска не превышают единицы, то вероятность развития у человека вредных эффектов при ежедневном поступлении загрязняющих веществ в течение жизни несущественна и такое воздействие характеризуется как допустимое. Сопоставление полученных результатов с установленным критерием риска показало, что уровни риска развития неканцерогенных эффектов для здоровья населения исследуемых населенных пунктов от загрязнения атмосферного воздуха и подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения, является допустимыми. Следует отметить, что результаты оценки риска, проведенной согласно Р 2.1.10.1920-04 [2] (рис. 2), оказались близки к единице и даже превысили установленный критерий на несколько порядков по взвешенным веществам и сероводороду, что связано со значительными различиями российских гигиенических нормативов (ПДК) и референтных уровней воздействия, принятых в зарубежной науке.
Для выявления возможных неблагоприятных эффектов для здоровья населения от изменения качества атмосферного воздуха и подземных вод под воздействием нефтепромысловых объектов автором был проведен сравнительный анализ динамики уровней неканцерогенного риска и заболеваемости населения по классам болезней в разрезе исследуемых населенных пунктов. Для каждого населенного пункта были рассчитаны показатели заболеваемости как для всех возрастных категорий населения, так и для детей до 17 лет за 2008 г. Расчет показателей проводился с учетом данных по количеству зареги-
БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ
стрированных заболеваний по классам болезней за год и численности соответствующих возрастных категорий населения в населенных пунктах [11-13] в пересчете на 1000 человек. При проведении анализа рассматривались 4 класса заболеваний, которые в наибольшей степени определяются качеством атмосферного воздуха и подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения, а именно: болезни органов дыхания, эндокринной, мочеполовой и пищеварительной систем (табл. 10).
В ходе сравнительного анализа было выявлено, что по мере удаления исследуемых населенных пунктов от объектов нефтедобычи на фоне снижения уровня риска от загрязнения атмосферного воздуха наблюдалось уменьшение доли заболеваемости населения болезнями органов дыхания в пределах с 25% до 23% для всех категорий населения и с 47% до 40%, с 64% до 60% для детского населения соответственно на территории Игринского и Каракулинского районов.
Таблица 10
Уровень заболеваемости населения по некоторым классам болезней в разрезе исследуемых населенных пунктов на территории Игринского и Каракулинского районов за 2008 г., %
Возрастная категория населения
Всего Дети до 17 лет
Болезни Болезни
Населенный пункт органов дыхания эндо- кринной системы системы пищева- рения мочепо- ловой системы органов дыхания эндо- кринной системы системы пищева- рения мочепо- ловой системы
Игринский р-н д. Максимовка 25 8 7 18 47 5 5 -
д. Ключевка 23 12 23 6 40 - 30 -
д. Тюптиево 24 2 19 2 42 - 22 -
Каракулинский р-н д. Кухтино 25 8 8 26 64 18 - -
д. Сухарево 23 6 5 17 60 13 - -
Следует также отметить, что прослеживается некоторая зависимость между уровнями риска от загрязнения подземных вод нефтепродуктами, повышенной минерализацией вод и уровнями заболеваемости населения болезнями эндокринной и пищеварительной систем. Что касается болезней мочеполовой системы, то здесь определяющее влияние оказывают, прежде всего, показатель жесткости подземных вод, а также уровень их минерализации, которые обусловлены как природными гидрогеохимическими и гидрогеологическими особенностями местности, так и техногенным воздействием: проникновением напорных вод из глубоко залегающих водоносных горизонтов, связанным с нарушением естественных водоупорных толщ многочисленными скважинами и принудительным увеличением в них пластового давления, инфильтрацией хлоридно-сульфатных вод и нефти из-за порывов (соответственно) нагнетательных линий и нефтепроводов и др. Так, на территории Игринского района в исследуемых населенных пунктах в 2008 г. отмечался повышенный уровень заболеваемости болезнями пищеварительной и эндокринной систем, что связано с загрязнением подземных вод нефтепродуктами. Основным источником загрязнения являются порывы на многочисленных нефтепроводах, идущих к ДНС и пролегающих вблизи населенных пунктов. В исследуемых населенных пунктах Каракулинского района основная доля заболеваемости в 2008 г. приходилась на болезни мочеполовой системы, что связано с высоким значением жесткости и минерализации грунтовых вод, обусловленным подтоком глубинных вод на территории Вятской площади Арланского месторождения, находящейся на поздней стадии освоения.
Таким образом, несмотря на достаточно низкий уровень риска развития неканцерогенных эффектов для здоровья населения в сравнении с установленным критерием, на локальном уровне прослеживается определенная зависимость изменения состояния здоровья населения от качества атмосферного воздуха и подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения. Поскольку концен-
Оценка риска для здоровья населения административных районов. БИОЛОГИЯ. НАУКИ О ЗЕМЛЕ
трации загрязняющих веществ, поступающих в компоненты окружающей среды при нефтедобыче на исследуемой территории, не превышают гигиенических норм, острые отравления не встречаются. Отклонения в состоянии здоровья связаны, в основном, с хроническим действием на организм малых концентраций диоксида азота, сероводорода и углеводородов, способствующих развитию заболеваний органов дыхания, а также нефтепродуктов и солей, способствующих развитию болезней органов пищеварительной, эндокринной и мочеполовой систем организма.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Чубирко М.И., Мамчик Н.П., Куролап С.А., Клепиков О.В. Оценка риска для здоровья населения, связанного с состоянием окружающей среды. Воронеж: Воронежский гос. ун-т, 2002. 43 с.
2. Руководство Р 2.1.10.1920-04 «Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ Г.Г. Онищенко 05.03.2004 г.).
3. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 1.2.2353-08 «Канцерогенные факторы и основные требования к профилактике канцерогенной опасности» (утв. Постановлением главного государственного санитарного врача РФ от 21.04.2008 г. № 27).
4. Письмо Главного государственного санитарного врача РФ Г.Г. Онищенко №01/9793-9-32 от 13.07.2009 «О нормировании углеводородов в атмосферном воздухе».
5. Карта фактического материала с пунктами мониторинга Лозолюкско-Зуринского месторождения. М 1:50000. Ижевск: ОАО «Удмуртнефть», 2008.
6. Карта расположения пунктов контроля за состоянием окружающей среды на Вятской площади Арланского месторождения нефти. М 1:50000. Ижевск: ОАО «Белкамнефть», 2008.
7. Данные результатов производственного контроля за состоянием загрязнения атмосферного воздуха на территории Вятской площади Арланского месторождения нефти за 2007 - 2008 годы. Ижевск: ОАО «Белкам-нефть», 2009. 8 с.
8. Данные результатов производственного контроля за состоянием загрязнения атмосферного воздуха на территории месторождений нефти, разрабатываемых ОАО «Удмуртнефть», за 2007 - 2008 год. Ижевск: ОАО «Удмуртнефть», 2009. 13 с.
9. Результаты мониторинга за состоянием поверхностных и подземных вод на территории Вятской площади Арланского месторождения нефти за 2007 - 2008 годы. Ижевск: ОАО «Белкамнефть», 2009. 33 с.
10. Данные результатов производственного контроля за состоянием подземных и поверхностных вод на территории Лозолюкско-Зуринского месторождения нефти за 2007 - 2008 год. Ижевск: ОАО «Удмуртнефть», 2009. 6 с.
11. Отчет о заболеваемости населения по фельдшерско-акушерским пунктам Игринского района за 2008 год. П. Игра: МУЗ «Игринская ЦРБ», 2009. 33 с.
12. Отчет о заболеваемости населения по фельдшерско-акушерским пунктам Каракулинского района за 2008 год. С. Каракулино: МУЗ «Каракулинская ЦРБ», 2009. 21 с.
13. Медико-статистическая информация Республиканского медицинского информационно-аналитического центра Министерства здравоохранения Удмуртской Республики. Ижевск, 2009.
Поступила в редакцию 09.01.11
A.A. Artemyeva
Risk assessment for health of the population in the Udmurt Republic administrative regions of intensive oil production
The author presents the benchmark analysis of the methods of risk assessment for health of the population and the quantitative risk assessment of the development of noncancerogenic effects for health of the population, which results from the pollution of free air and underground waters used for potable water supply. The analysis is done by the example of some settlements located in the immediate proximity of oil production. The changes of the population’s sickness rate structure are analyzed.
Keywords: Udmurt Republic, oil production, regions with intensive development of oil industry, ecological situation, level of diseases of the population, risk assessment of the development of noncancerogenic effect for the population.
Артемьева Алена Александровна, аспирант Artemyeva A.A., postgraduate student
ГОУВПО «Удмуртский государственный университет» Udmurt State University
426034, Россия, г. Ижевск, ул. Университетская, 1 (корп. 4) 462034, Russia, Izhevsk, Universitetskaya str., 1/4
E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]
