CC BY
123ич
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БЕЗОПАСНОСТИ MEDICAL AND BIOLOGICAL ASPECTS OF SAFETY
Ш
Оригинальная статья / Original article УДК 504.054
ОЦЕНКА РИСКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ХИМИЧЕСКИХ КАНЦЕРОГЕНОВ (НА ПРИМЕРЕ г. ШЕЛЕХОВА ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ)
© И.А. Рябчикова1, С.В. Иванова2
Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
РЕЗЮМЕ. ВВЕДЕНИЕ. В настоящее время практически единственной возможностью для получения количественных характеристик угрозы здоровью населения, проживающего в условиях повышенного загрязнения объектов окружающей среды, является использование методологии оценки риска. Цель работы - комплексная оценка риска для здоровья населения г. Шелехова Иркутской области при воздействии химических канцерогенов. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Объектами анализа были канцерогенные риски здоровью взрослого трудоспособного населения, возникающие как результат загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха на территории г. Шелехова и риски сельского населения, возникающие вследствие загрязнения почв, поверхностных и грунтовых вод на территории сельского поселения Олха (Шелеховский район). Оценка проведена с использованием современных санитарных норм, а также результатов научных исследований сотрудников кафедры промышленной экологии и БЖД ИРНИТУ. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Выполнен анализ экологической нагрузки по основным канцерогенным веществам на городское и сельское население, проживающего в импактной зоне влияния алюминиевого производства (г. Шелехов, п. Олха Шелеховского района). Определены нагрузки на городское население при вдыхании загрязненного воздуха (ингаляционный путь), на сельское население при употреблении овощных культур (картофель, морковь), выращенных на загрязненных почвах, колодезной воды, случайном заглатывании воды при купании (пероральный путь), при поступлении через кожные покровы (перкутанный). Рассчитаны индивидуальные риски для населения. Для городского населения уровень риска охарактеризован как неприемлемый. Для сельского населения наибольший вклад в величину риска вносит ингаляционный путь поступления канцерогенов в организм и обусловлен он поступлением формальдегида и хрома. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Проведенная оценка показала, что аддитивный индивидуальный канцерогенный риск для сельского населения, проживающего в непосредственной близости от промышленной зоны г. Шелехова, в 1,8 раза выше по сравнению с этим показателем для городского населения и может быть охарактеризован как неприемлемый. Ключевые слова: оценка риска, индивидуальный канцерогенный риск, загрязнение окружающей среды, канцерогенные вещества, многосредовое воздействие.
Формат цитирования: Рябчикова И.А., Иванова С.В. Оценка риска для здоровья населения при воздействии химических канцерогенов (на примере г. Шелехова Иркутской области) // XXI век. Техносферная безопасность. 2016. Т. 1. № 3. С. 100-113.
HEALTH RISK ASSESSMERNT FOR THE POPULATION AFFECTED BY CHEMICAL CANCEROGENS (CASE STUDY OF SHELEKHOV, IRKUTSK REGION) IA Ryabchikova, S.V. Ivanova
Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov st., 664074, Irkutsk, Russia.
ABSTRACT. INTRODUCTION. Currently the only possibility to determine quantitative health characteristics for the population of the highly polluted environment is a risk assessment method. The purpose of the research is an integrated health risk assessment for the residents of Shelekhov (Irkutsk region) affected by chemical cancerogens. MATERIALS
Рябчикова Ирина Алексеевна, кандидат биологических наук, доцент кафедры промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности, e-mail: genesis@istu.edu
Ryabchikova Irina, Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of Industrial Ecology and Life Safety Department, e-mail: genesis@istu.edu
2Иванова Светлана Владимировна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности, e-mail: genesis@istu.edu
Ivanova Svetlana, Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor of Industrial Ecology and Life Safety Department, e-mail: genesis@istu.edu
/fH^
Al
AND METHODS. The object of analysis is cancerogenic health risks for the adult employable population as a result of surface layer pollution in Shelekov and risks for the rural population as a result of soil, surface and ground water pollution in Olkha Settlement (Shelekhov district). The assessment is based on modern sanitary norms and research results of the Industrial Ecology and Life Safety Department of INRTU. RESULTS AND DISCUSSION. The cancerogenic analysis of an ecological impact on the urban and rural population residing in the impact area of the Aluminum Plant (Shelekhov, Olkha) was carried out. The impacts on the urban population caused by polluted air when breathing it (inhalation way) and on the rural population as a result by consuming vegetables (potatoes, carrots) cultivated in polluted soils and drinking well water, swallowing polluted water when swimming (an oral way), delivering cancerogens through skin (a percutaneous way) were determined. Individual risks for the population were calculated. The risk for the urban population is characterized as unacceptable. For the rural population cancerogens (formaldehyde and chrome) are delivered mostly through inhalation. CONCLUSION. The assessment analysis shows that the additive individual cancerogenic risk for the rural population residing near the industrial area of Shelekhov 1.8 times higher as compared to this value for the urban population and can be characterized as unacceptable.
Key words: risk assessment, individual cancerogenic risk, environment pollution, cancerogenic substances, multienvironment impact
For citation: Ryabchikova I.A., Ivanova S.V. Health risk assessment for the population affected by chemical cancerogens (Case study of Shelekhov, Irkutsk Region). XXI century. Technosphere safety. 2016, vol. 1, no. 3, pp. 100-113. (In Russian)
Введение
szz
Ш
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БЕЗОПАСНОСТИ MEDICAL AND BIOLOGICAL ASPECTS OF SAFETY
ш
В третьем тысячелетии в кругу приоритетных проблем, стоящих перед человечеством, - охрана окружающей среды и здоровье населения. Возникновение и рост числа экологически обусловленных заболеваний во многом зависят от уровня загрязнения и неблагоприятных факторов окружающей среды. Как правило, наибольшее загрязнение среды возникает вблизи индустриально развитых центров.
Результаты анализа данных о состоянии окружающей среды показывают, что, несмотря на все предпринимаемые государственными органами и общественностью усилия, во многих промышленных городах РФ тенденция к ухудшению качества объектов среды обитания сохраняется. Так, в соответствии с данными [1], в 2014 г. в 51 городе страны (19% городского населения) уровень загрязнения атмосферного воздуха характеризовался как «высокий» и «очень высокий». В Иркутской области в городах, ежегодно попадающих в «Приоритетный список», проживает 56% населения. К их числу, наряду с Иркутском, Братском и Зимой, в 2014 году отнесен и г. Шелехов, являющийся крупным промышленным центром.
Наличие большого количества промышленных предприятий на территории создает постоянный «высокий» уровень загрязнения атмосферного воздуха в г. Шелехове, а также в его пригородах. Так, по величине комплексной антропогенной нагрузки за 2009-2013 гг. степень напряжения санитарно-гигиенической ситуации в городе оценивалась как кризисная [2]. В 2013 году в условиях повышенного загрязнения почвы селитебной территории ^с > 16 единиц) проживали более 54 тыс. жителей Шелеховского района.
В связи с этим актуальной проблемой представляется оценка риска для здоровья населения, проживающего в условиях повышенного загрязнения. Практически единственной возможностью для получения количественных характеристик потенциальной угрозы здоровью населения является применение методологии оценки риска. За последнее время опубликовано множество работ, посвященных вопросам оценки рисков для здоровья в связи с воздействием факторов окружающей среды [3-7 и др.]. Большинство статей посвящены оценке рисков при комплексном воздействии внешних факторов различной приро-
VTK
Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
Ш
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БЕЗОПАСНОСТИ MEDICAL AND BIOLOGICAL ASPECTS OF SAFETY
Ш
ды. При этом приводятся не только результаты частных наблюдений, но и обоснование необходимости дальнейшего совершенствования методов расчета, анализа, характеристик риска и разработки соответствующих мероприятий по уменьшению рисков.
В целом, существующая методология оценки риска позволяет выявить относительный вклад в установленные уровни
риска отдельных веществ, загрязняющих объекты окружающей среды. Это дает возможность обеспечивать эффективные и рациональные мероприятия по управлению риском.
Цель настоящей работы - комплексная оценка риска для здоровья населения г. Шелехова Иркутской области при воздействии химических канцерогенов.
Материалы и методы
Шелеховский район расположен на юге Иркутской области вдоль Транссибирской железнодорожной магистрали. По данным Росстата, численность постоянно проживающего населения исследуемого района по состоянию на 2015 г. составляла 64283 человек, или 2,68% от населения Иркутской области. Соотношение городского и сельского населения практически не меняется. Основная масса населения проживает в г. Шелехове - 73%, в сельской местности - 27%.
Город Шелехов находится в 17 км от г. Иркутска, в долинах рек Олха и Иркут. Район является промышленно развитым. Здесь сосредоточены предприятия цветной металлургии: ОАО «Объединенная Компания «Российский алюминий» (Иркутский алюминиевый завод, ЗАО «Кремний», ООО «СУАЛ-ПМ»); машиностроительные заводы: ОАО «Иркутсккабель», ОАО «Шелеховский РМЗ», ОАО «Иркутскагроремонт»; строительная индустрия: ОАО «ВосточноСибирский завод ЖБК», ООО «Фотон» и др. На территории района расположены интенсивно действующие авто- и железнодорожная магистрали, многочислен частный сектор с индивидуальным печным отоплением. Наличие большого количества промышленных предприятий обусловливает высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха в г. Шелехове и его пригородах -сельских поселениях Баклашинское и Ол-
хинское.
Так, по официальным данным [2], «очень высокий» уровень загрязнения атмосферы в г. Шелехове ежегодно обусловлен концентрациями бенз(а)пирена (Б(а)П), формальдегида, фторида водорода, взвешенных веществ и диоксида азота. Например, в 2014 г. средние за год концентрации превышали санитарные нормы по взвешенным веществам в 1,7 раза, диоксиду азота - в 1,2 раза, формальдегиду в 1,5 раза; по бенз(а)пирену (Б(а)П) - 6,4 раза; концентрации фторида водорода были на уровне ПДК.
Существенно усиливают негативное воздействие промышленных выбросов в районе такие метеорологические факторы, как инверсии, большая повторяемость штилей и слабых ветров, наличие туманов и незначительное количество осадков. Эти условия негативно влияют на рассеивание примесей, способствуют интенсивному техногенному загрязнению почвенного покрова, грунтовых и поверхностных вод вблизи промышленных объектов.
По данным ВОЗ, одним из основных рисков для здоровья, связанных с окружающей средой, является загрязнение воздуха. Оценка этого риска, проведенная ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Иркутской области» на основе данных регионального информационного фонда социально-гигиенического мониторинга, показа-
szz
ж
WÄI
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БЕЗОПАСНОСТИ MEDICAL AND BIOLOGICAL ASPECTS OF SAFETY
ШМ
m
ла, что в г. Шелехове высока вероятность развития негативных, в т.ч. канцерогенных, эффектов при хроническом ингаляционном воздействии загрязнителей.
В непосредственной близости от промышленной зоны города находится Ол-хинское сельское поселение, жители которого в качестве питьевой используют в основном подземные воды и употребляют в пищу продукты, выращенные преимущественно на этой же загрязненной территории. Данные факторы могут дополнительно увеличить риск развития заболеваний и смертности населения.
Оценка проведена с использованием Руководства Р 2.1.10.1920-04 (2004)3.
В Руководстве все риски для здоровья в связи с воздействием химических веществ отнесены к канцерогенным либо неканцерогенным последствиям. Показатели риска возникновения канцерогенных и неканцерогенных последствий оцениваются раздельно и не объединяются. Согласно этому документу, канцерогенез - многостадийный процесс, включающий три основные стадии: инициация (мутационные процессы в клетке); промоция (преобразование инициированных клеток в опухолевые); прогрессия (приобретение клетками свойств злокачественности).
Механизм канцерогенного действия может быть связан как с прямым повреждением генома (генотоксические канцерогены), так его опосредованным повреждением (эпигенетические канцерогены). Предполагается, что действие генотокси-
ческих канцерогенов не имеет порога канцерогенного действия. Негенотоксические канцерогены могут обладать порогом вредного действия, ниже которого канцерогенного риска не возникает.
Объектами анализа были канцерогенные риски здоровью взрослого трудоспособного населения, возникающие как результат загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха на территории г. Шелехова и риски сельского населения, возникающие вследствие загрязнения почв, поверхностных и грунтовых вод на территории сельского поселения Олха (Шеле-ховский район).
На начальном этапе рассчитывался риск изолированного воздействия веществ, т.е. одной примеси, оцениваемый через один путь поступления, маршрут воздействия и одну воздействующую среду.
Комбинированное воздействие -одновременное или последовательное воздействие нескольких веществ. При комбинированном действии химических веществ на организм человека различают три возможных эффекта: аддитивность (эффект суммы воздействия веществ равен сумме эффектов); синергизм; антагонизм4.
В соответствии с методикой3, канцерогенный риск при комплексном поступлении химического вещества различными путями (перорально, накожно, ингаляционно) и при комбинированном воздействии нескольких химических соединений рассматривается как аддитивный.
Р 2.1.10.1920-04. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду [Электронный ресурс]. URL: base.consultant.ru (01.02.2016). Rukovodstvo po otsenke riska dlya zdorovya naseleniya pri vozdey-stvii himicheskih veschestv, zagryaznyayuschih okruzhayuschuyu sredu [Guidelines to risk assessment for human health affected by chemicals polluting the environment. R 2.1.10.1920-04]. Available at: base.consultant.ru (accessed 01. February 2016).
4П.П. Кукин, Н.Л. Пономарев, К.Р. Таранцева. Основы токсикологии: учеб. пособие. М.: Высшая школа, 2008. 279 с.
P.P. Kukin, N.L. Ponomarev, K.R. Tarantseva. Osnovyi toksikologii [Fundamentals of toxicology]. Moscow, Vyisshaya shkola Publ., 2008, 279 p. (In Russian)
Том 1 № 3 2016 Vol. 1 no. 3 2016
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
ич
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БЕЗОПАСНОСТИ MEDICAL AND BIOLOGICAL ASPECTS OF SAFETY
Результаты и их обсуждение
Ш
На этапе идентификации выявлены пять канцерогенных веществ, относящиеся к группе канцерогенных, в соответствии с СанПиН 1.2.2353-085, к группам 1, 2А, 2В по классификации МАИР, и к груп-
пам А, В1, В2 - по классификации ЕРА.
Обобщенные сведения о наличии канцерогенных эффектов у исследуемых веществ приведены в табл. 1, 2.
Таблица 1
Перечень приоритетных загрязняющих веществ, включенных в анализ экспозиции
и канцерогенных рисков
Table 1
The list of priority pollutants included in exposition and cancerogenic risk analysis
Загрязняющее вещество / Polluting substance ПДКсс, rng/тмг/м3 MACcc, mg/m Класс опасности/ Danger class Лимитирующий показатель вредности / Limiting indicator of the harm Критические органы и системы**/ Critical bodies and systems
Бенз(а)пирен / Benzapiren 110-6 1 резорбтивное / resorptive Рак, иммунитет, развитие / Cancer, immunity, development
Формальдегид / Formaldehyde 0,003 0,01* 1* рефлекторно-резорбтивное / reflex resorptive Органы дыхания, глаза, иммунитет (сенсиб.) / Respiratory organs, eyes, immunity
Свинец / Lead 0,0003 1 резорбтивное / resorptive ЦНС, кровь, развитие, репродуктивная система, гормоны, почки / TsNS, blood, development, reproductive system, hormones, kidneys
Хром / Chrome 0,0015 1 резорбтивное/ resorptive Органы дыхания, рак / Respiratory organs, cancer
Никель / Nickel 0,001 2 резорбтивное / resorptive Органы дыхания, кровь, иммунитет, рак, ЦНС / Respiratory organs, blood, immunity, cancer, TsNS
Примечание: * - в соответствии с изменением № 10 в ГН 2.1.6.1338-03;
**Рак - развитие злокачественных новообразований различных органов; иммунитет - влияние на иммунную систему, включая развитие аллергических реакций (сенсиб.), иммунотоксическое действие; развитие - влияние на процессы развития организма, включая эмбриотоксическое и тератогенное действие, нарушения интеллектуального развития и способности к обучению; глаза - влияние на орган зрения; кровь - влияние на кроветворную систему и показатели периферической крови; органы дыхания - влияние на органы дыхания; почки - влияние на почки; репродуктивная система - влияние на репродуктивную систему; ЦНС - влияние на центральную нервную систему; гормоны - влияние на эндокринную систему.
СанПиН 1.2.2353-08 Канцерогенные факторы и основные требования к профилактике канцерогенной опасности [Электронный ресурс]. URL: base.consultant.ru (01.02.2016).
Kantserogennyie faktoryi i osnovnyie trebovaniya k profilak-tike kantserogennoy opasnosti [SanPiN 1.2.2353-08. Can-cerogenic factors and main requirements to cancerogenic danger prevention]. Available at: base.consultant.ru (accessed 01. February 2016).
/fH^
Al
Ш
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БЕЗОПАСНОСТИ MEDICAL AND BIOLOGICAL ASPECTS OF SAFETY
m
Таблица 2
Значения фактора канцерогенного потенциала и безопасных уровней воздействия химических веществ, включенных в оценку риска
Table 2
Factor values for a cancerogenic potential and safe levels of impacts of chemicals included in risk assessment
Загрязняющее вещество / Polluting substance Классификация канцерогенности/ Classification of carcinogenicities Референтная доза, RfD, мг/кг Референтная концентрация, RfC, мг/м3 Канцерогенный потенциал / Cancerogenic potential
МАИР US EPA SFo SFi
Б(а)П / Benzapiren 2А В2 0,0005 1,00Е-0,6 7,3 3,9
Формальдегид / Formaldehyde 2А В1 0,2 0,003 - 0,046
Свинец / Lead 2А В2 0,0035 0,0005 0,047 0,042
Хром / Chrome 1 А 0,003 0,0001 0,42 42
Никель / Nickel 2В А 0,02 0,00005 - 0,84
Примечание: МАИР - классификация Международного агентства по изучению рака; US EPA - классификация степени доказанности канцерогенности для человека; SFo, SFi - факторы канцерогенного потенциала для перо-рального и ингаляционного путей поступления (мг/(кг-сут.))~ соответственно.
Таким образом, все вещества характеризуются резорбтивным действием, под которым понимают возможность развития общетоксических, гонадотоксических, эм-бриотоксических, мутагенных, канцерогенных и других эффектов. При этом возникновение данных эффектов зависит не только от концентрации вещества в воздухе, но и продолжительности его вдыхания6.
Оценка экспозиции и зависимости «доза-ответ». Для расчета и оценки риска, обусловленного канцерогенными хроническими воздействиями химических веществ
при ингаляционном их поступлении, использовали среднемноголетние (усредненные за период 2008-2015 гг.) концентрации в атмосферном воздухе исследуемых городов, полученные по результатам регулярных наблюдений. Они были выполнены государственной наблюдательной сетью ФГБУ «Иркутское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» (ФГБУ «Иркутское уГмС»)7.
Среднегодовые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе приведены в табл. 3.
ГН 2.1.6.1338-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе
населенных мест [Электронный ресурс]. URL: base.consultant.ru (01.02. 2016).
Predelno dopustimyie kontsentratsii (PDK) zagryaznyayuschih ve-schestv v atmosfernom vozduhe naselennyih mest
[GN 2.1.6.1338-03. Maximum allowable concentration of pollutants in the atmospheric air of populated areas]. Available
at: base.consultant.ru (accessed 01. February 2016).
7Ежегодники: Состояние загрязнения атмосферного воздуха городов на территории деятельности Иркутского УГМС в 2008-2015 гг. // Иркутский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с региональными функциями, Иркутский центр по мониторингу загрязнения окружающей среды.
Sostoyanie zagryazneniya atmosfernogo vozduha gorodov na territorii deyatelnosti Irkutskogo UGMS [The state of atmospheric air pollution in the cities of Irkutsk region]. Irkutskiy tsentr po gidrometeorologii i monitoringu okruzhayuschey sredyi s regionalnyimi funktsiyami, Irkutskiy tsentr po monitoringu zagryazneniya okruzhayuschey sredyi Publ., 2008-2015. (In Russian)
Том 1 № 3 2016 Vol. 1 no. 3 2016
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
Таблица 3
о л
Среднегодовая концентрация Б(а)П (нг/м3), формальдегида (мг/м3) и тяжелых металлов (мкг/м3) в атмосферном воздухе г. Шелехова
Table 3
Average annual concentration of benzapiren (¡u/m3), formaldehyde (mg/m3) and heavy metals (mkg/m3) in the atmospheric air of Shelekhov
szz
Ш
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БЕЗОПАСНОСТИ MEDICAL AND BIOLOGICAL ASPECTS OF SAFETY
Ш
Загрязняющее вещество / Polluting substance Средняя годовая концентрация ± станд. откл./ Average annual concentration ± standard deviations Число наблюдений в год*/ Number of observations / per year Доли ПДК** / MAC proportions
Бенз(а)пирен / Benzapiren 3,36±1,25 15 3,4 (2,6-6,4)
Формальдегид / Formaldehyde 0,010±0,002 1215 2,6 (1-3,7)
Свинец / Lead 0,018±0,004 11 0,1
Хром / Chrome 0,015±0,003 11 0,01
Никель / Nickel 0,016±0,005 11 0,02
Примечание: * - приведено среднее значение за период 2008-2015 гг.; ** - среднее значение за период 2008-2015 гг. (мин.-мах.)
Таким образом, средние за год концентрации Б(а)П и формальдегида в атмосфере города превышали ПДК в среднем в 3,4 и 2,6 раза, соответственно. Содержание тяжелых металлов мало изменялось за весь исследуемый период времени и не превышало установленные санитарные нормы.
В Шелеховском районе неизбежному ингаляционному воздействию канцерогенных веществ подвергается не только население г. Шелехова, а также Бакла-шинского и Олхинского сельских поселений. Эти поселения находятся в непосредственной близости от мощного источника загрязнения (3-5 км) в направлении преобладающих ветров. Следствием высокого загрязнения атмосферного воздуха является химическое загрязнение почв населенных мест и водоемов. Осаждение химических примесей из воздуха на почвенный покров приводит к накоплению их в объек-
тах окружающей среды и сельскохозяйственной продукции, выращенной на техно-генно загрязненных территориях.
В 2000-2005 гг. были проведены детальные исследования техногенного загрязнения территории Шелеховского района [8, 9], в ходе которых наряду с другими определилось и содержание Б(а)П в почвах, растениях и грунтовых водах. Установлено, что значительные (более 5 и 3 ПДК) степени загрязнения почв Б(а)П с учетом розы ветров отмечены в 0,5-8 км от зоны алюминиевого производства. В эту зону наряду с Шелеховским городским поселением попадает и территория Олхин-ского сельского поселения.
В настоящее время высокий уровень загрязнения почв вблизи промышленной зоны г. Шелехова сохраняется. Так, исследованиями, проведенными в рамках проекта «Комплексный экологический аудит Байкальской природной территории и экоси-
Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
szz
ж
WÄI
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БЕЗОПАСНОСТИ MEDICAL AND BIOLOGICAL ASPECTS OF SAFETY
стемы озера Байкал - участка мирового природного наследия» [10], установлено экстремальное накопление Б(а)П в почвенном покрове промышленной зоны города.
Таким образом, дополнительными путями поступления канцерогенных веществ, в частности Б(а)П, в организм человека, проживающего в сельской местности (п. Олха), могут быть следующие:
шм
m
- пероральный (употребление питьевой воды и овощей в пищу, при случайном заглатывании поверхностной воды при купании в р. Олхе);
- накожный (при работе с почвой).
Сведения о содержании идентифицированного канцерогена в объектах среды и оценка уровня их загрязнения приведены в табл.4.
Таблица 4
Содержание Б(а)П в почвах, овощных культурах (мкг/кг), грунтовых (колодезных)
и поверхностных водах (нг/дм3) на территории сельского поселения Олха
Table 4
Content of benzapiren in soils, vegetable cultures (mkg/kg), ground (well) and surface waters (¡u/dm3) in Olkha
Исследуемый объект / Analyzed object Массовая концентрация Б(а)П / Mass concentration of benzapiren Степень загрязнения по ПДК, ОДУ8910 / Extent of pollution by MAC, the ODE8910
Почва / Soil 58±7,0* (n=11) 2,9
Картофель / Potatoes 0,46±0,13 (n=7) 0,5
Морковь / Carrots 9,1 ±1,7 (n=7) 9,1
Грунтовая (колодезная) вода / Ground (well) water 0,6±0,06 (n=3) [97] 0,06
Поверхностная (р. Олха) вода / Surface (the Olkha river) water 7±2,9 (n=3) [97] 0,7-1,0
ГН 2.1.7.2041-06. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве [Электронный ресурс]. URL: base.consultant.ru (03.04.2016).
Predelno dopustimyie kontsentratsii (PDK) himicheskih veschestv v pochve [GN 2.1.7.2041-06. MAC of chemicals in the soil]. Available at: base.consultant.ru (accessed 03. April 2016).
9ГН 2.1.5.2280-07. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования [Электронный ресурс]. URL: base.consultant.ru (03.04.2016).
Predelno dopustimyie kontsentratsii (PDK) himicheskih ve-schestv v vode vodnyih ob'ektov hozyaystvenno-pitevogo i kulturno-byitovogo vodopolzovaniya [GN 2.1.5.2280-07. The Threshold Limit Values (TLV) of chemicals in water of water objects of economic and drinking and cultural and community water use]. Available at: base.consultant.ru (accessed
03. April 2016).
10СанПиН 2.3.2.1078-01. Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов (с изм. от 6.06.2011 г.) [Электронный ресурс]. _URL: base.consultant.ru (03.05.2016).
Gigienicheskie trebovaniya bezopasnosti i pischevoy tsennosti pischevyih produktov [SanPiN 2.3.2.1078-01. Hygienic requirements of safety and nutrition value of foodstuff]. Available at: base.consultant.ru (accessed 03. May 2016).
Том 1 № 3 2016 Vol. 1 no. 3 2016
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
Ш
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БЕЗОПАСНОСТИ MEDICAL AND BIOLOGICAL ASPECTS OF SAFETY
Ш
При оценке зависимости «доза-ответ» применяется линейная беспороговая модель, которая использует величины потенциалов канцерогенного риска. Их значения для исследуемых веществ были приведены в табл. 2.
Характеристика риска. При оценке канцерогенных рисков необходимым этапом является расчет средней суточной дозы поступления канцерогенного вещества в
организм человека (ЬДйй). Расчет проводился по стандартным формулам Руководства Р 2.1.10.1920-04.
Рассчитанные величины средних суточных доз поступления канцерогенов и индивидуального канцерогенного риска населения г. Шелехова при ингаляционном воздействии загрязняющих веществ и их интегральная оценка представлены в табл. 5 и на рисунке.
Таблица 5
Индивидуальные канцерогенные риски населения при ингаляционном воздействии
химических веществ г. Шелехова
Table 5
Individual cancerogenic risks for the population when breathing air polluted with chemicals
in Shelekhov
Загрязняющее вещество / Polluting substance Средняя суточная доза поступления, мг/(кг-день) / Average daily dose, mg / (kg per day) Величина индивидуального риска/ Value of an individual risk Оценка риска / Risk assessment
Б(а)П / Benzapiren 5,0Е-07 2,010-6 Предельно допустимый / Maximum allowable
Формальдегид / Formaldehyde 0,0015 7,010-5 Предельно допустимый / Maximum allowable
Свинец / Lead 3,0Е-06 1,310-7 Приемлемый / Acceptable
Хром / Chrome 2,0Е-06 8,010-5 Предельно допустимый / Maximum allowable
Никель / Nickel 2,0Е-0,6 2,010-6 Предельно допустимый / Maximum allowable
Суммарная величина риска / Total risk value 1,510-4 Неприемлем для населения / Unacceptable for the population
/fH^
szz
ж
WÄI
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БЕЗОПАСНОСТИ MEDICAL AND BIOLOGICAL ASPECTS OF SAFETY
ш
0,00016
£ 0,00014 н е
ог0,00012
ре ц
ан 0,0001
I 0,00008 ьн
I 0,00006
д
д н
0,00004 0,00002 0
I Свинец ■ Никель
ICR Хром Формальдегид Б(а)П Никель Свинец
Б(а)П ■ Формальдегид Хром
ICR
Индивидуальные канцерогенные риски городского населения. В порядке возрастания: свинец; никель; бензапирен; формальдегид; хром Individual cancerogenic risks for the urban population. In ascending order: lead; nickel; benzapiren; formaldehyde; chrome
Таким образом, оценка индивидуального канцерогенного риска при ингаляционном поступлении загрязняющих веществ свидетельствует о высоких значениях индексов канцерогенной опасности и канцерогенного риска в г. Шелехове. Уровень риска составил 1,5-10-4 и отнесен к третьему диапазону (индивидуальный риск в течение всей жизни более 1-10"4, но ме-
о
нее 1-10"°), что является неприемлемым для населения в целом и требует разработки и проведения плановых оздоровительных мероприятий. При таком уровне риска вероятность дополнительных случаев серьезного заболевания или смерти составит от 1 до 2 случаев на 10 000 человек в год. Высокие канцерогенные риски во всех городах обусловлены в большей степени концентрациями формальдегида и хрома в атмосферном воздухе. Их долевой вклад составил 46,7% и 52,3% соответ-
ственно. С учетом особенностей воздействия канцерогенных факторов на организм человека, реализация потенциального канцерогенного риска такого уровня неизбежно приведет к росту онкологической заболеваемости среди населения, проживающего на территории городов уже через 10-15 лет.
Оценка канцерогенного риска для сельского населения (с. Олха) при перо-ральном и накожном поступлении Б(а)П в организм человека была также проведена с помощью стандартных формул методики3.
При расчетах учитывалось, что в структуре посадок на приусадебных участках п. Олха основными овощными культурами являются картофель и морковь. Централизованное водоснабжение в поселке отсутствует, поэтому в качестве питьевой основная часть населения использует подземные воды. По территории поселка протекает река Олха, которая в летнее время
VTK
Том 1 № 3 2016 XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
Vol. 1 no. 3 2016 XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
Ш
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БЕЗОПАСНОСТИ MEDICAL AND BIOLOGICAL ASPECTS OF SAFETY
Ш
является активным объектом отдыха населения. Эти факторы дополнительно увеличивают риск развития канцерогенных эффектов.
Анализ литературных источников показал, что систематический контроль содержания Б(а)П в почвенном покрове и растительной продукции, поверхностных и грунтовых водах в зонах интенсивного ло-
кального и регионального химического загрязнения не проводится. В связи с этим для оценки средней суточной дозы поступления в организм человека Б(а)П с пищевыми продуктами (картофель, морковь) и водой использовали данные, приведенные в табл. 4. Результаты этой оценки представлены в табл. 6.
Таблица 6
Суточная доза поступления Б(а)П с пищевыми продуктами (при использовании бюджетных методов потребления) и водой в организм человека
(для населения п. Олха)
Table 6
Daily dose of benzapiren through food (for budgetary consumption) and water
(for the population of Olkha)
Путь поступления Б(а)П в организм / Entry method Обозначение и определение параметра/ Parameter designation and calculation Суточная доза поступления Б(а)П в организм человека, мг/кгдень / Daily dose of benzapiren, mg/kg per day
Пероральное поступление / Oral entry
Употребление в пищу моркови (37,5 кг/год [12]) / Consumption of carrots (37,5 kg/year [12]) Поступление вещества с рационом питания,/ Entry through food, I 1,310-5
Употребление в пищу картофеля (156 кг/год [12]) / Consumption of potatoes (156 kg/year [12]) Поступление вещества с рационом питания,/ Entry through food, I 3,010-6
Употребление населением грунтовой (колодезной) воды / Consumption of ground (well) water Поступление с питьевой водой / Entry through water, I 1,8-10-8
Случайное заглатывание воды при купании в открытом водоеме (р. Олха) / Casual swallowing of water when swimming in the Olkha river Пероральное поступление, / Oral entry 6,1610-10
Перкутанное поступление / Perkutanny delivery
Поступление при накожной экспозиции почвы (при работе с почвой) / Entry through skin soil expositions (when working with soil) Абсорбированная накожная доза, DAD / Absorbed skin dose, DAD 0,910-8
/fH^
szz
SI
ишм
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БЕЗОПАСНОСТИ MEDICAL AND BIOLOGICAL ASPECTS OF SAFETY
ШМ
m
Таблица 7
Канцерогенные риски сельского населения (п. Олха) при пероральном и накожном поступлении Б(а)П в организм
Table 7
Cancerogenic risks for the rural population (Olkha settlement) caused by oral
and skin benzapiren entry
Путь поступления / Entry method Величина индивидуального риска / Individual risk value Оценка индивидуального риска / Individual risk assessment
Питьевая вода / Drinking water
Перорально / Oral 1,25-10-7 Пренебрежимо малый / Negligible
Открытый водоем / Open reservoir
Перорально / Oral 2,910-9 Пренебрежимо малый / Negligible
Почва / Soil
Накожно / Skin 6,610-8 Пренебрежимо малый / Negligible
Продукты питания / Food stuf!
Перорально (картофель) / Orally (potatoes) 2,210-5 Предельно допустимый / Maximum allowable
Перорально (морковь) / Orally (carrots) 9,510-5 Предельно допустимый / Maximum allowable
Суммарная величина риска / Total risk value
Пероральный и накожный / Oral and skin 1,17 • 10-4 Неприемлем для населения в целом / Unacceptable for the population in general
В табл. 7 представлены данные расчета и общая оценка канцерогенных рисков для жителей п. Олха при перораль-ном и накожном поступлении Б(а)П.
Анализ полученных данных показывает, что в структуре индивидуального канцерогенного риска при пероральном и накожном поступлении Б(а)П в организм существенную роль играет только употребление в пищу овощей, выращенных на загрязненных почвах. Риск, обусловленный пероральным и накожным поступлением канцерогена с водой, является ничтожно малым и им можно пренебречь.
С учетом ингаляционного пути поступления вредных веществ (см. табл. 5), аддитивный канцерогенный риск для жителей п. Олха составил 2,6710"4. Таким обра-
зом, индивидуальный канцерогенный риск для населения п. Олха, проживающего в непосредственной близости от промышленной зоны г. Шелехова, неприемлем для населения в целом. При этом наибольший вклад (56,2%) в величину риска вносит ингаляционный путь поступления канцерогенов в организм и обусловлен поступлением формальдегида и хрома. Доля перорольно-го попадания канцерогенов в организм при употреблении в пищу овощей (картофель, морковь), выращенных на загрязненных почвах, составила 43,8% и обусловлена поступлением Б(а)П. При этом около 60% в структуре индивидуального канцерогенного риска приходится на употребление в пищу моркови, что очевидно связано с биохимическими особенностями этой культуры
Том 1 № 3 2016 Vol. 1 no. 3 2016
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
Ш
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БЕЗОПАСНОСТИ MEDICAL AND BIOLOGICAL ASPECTS OF SAFETY
накапливать Б(а)П в подземной части растения - корнеплоде. Расчет суммарного индивидуального канцерогенного риска для населения п. Олха при многосредовом воздействии Б(а)П показал его наибольший
Ш
вклад (до 98%) при пероральном пути поступления, т.е. при употреблении в пищу овощей, выращенных на приусадебных участках.
Заключение
Проведенная оценка показала, что аддитивный индивидуальный канцерогенный риск для сельского населения, проживающего в непосредственной близости от промышленной зоны г. Шелехова, в 1,8 раза выше по сравнению с этим показателем для городского населения и может быть охарактеризован как неприемлемый. Это необходимо учитывать при планировании и разработке мероприятий по управлению канцерогенными рисками на территории Шелеховского района.
Из-за высокого уровня неопределенностей полученные характеристики риска можно воспринимать как ранги проблем, которые необходимо заложить в основу определения приоритетов профилактических мероприятий, направленных на снижение неблагоприятного влияния факторов окружающей среды на здоровье населения. Среди них могут быть:
- внедрение в производство наилучших доступных технологий, реконструкция отопительных систем, включая и многочисленный частный сектор (замена угля на альтернативные виды топлива, электроотопление и т.п.), повышение качества ДВС автотранспорта;
- разработка территориальных программ по оздоровлению окружающей среды, снижению смертности и профилактике онкологических заболеваний;
- паспортизация канцерогенноопас-ных производств;
- очистка загрязненных территорий (почв) с применением биологических эко-технологий;
- ограничение употребления в пищу продукции, выращенной на техногенно загрязненных территориях, особенно для детского населения, и др.
Библиографический список
1. О состоянии и охране окружающей среды Российской Федерации в 2014 году [Электронный ресурс]. URL: http:// mnr.gov.ru (24.03.2016).
2. О состоянии и охране окружающей среды Иркутской области за 2011-2014 годы [Электронный ресурс]. URL: http:// www.irkobl.ru(l0.04.2016 г.).
3. Библин А.М., Зыкова И.А., Королева Т.М., Николаевич М.С. Методические подходы к оценке риска для здоровья в гигиенических исследованиях // Радиационная гигиена. 2013. Т. 6. № 2. С. 31-38.
4. Трифонова Т.А., Ширкин Л.А. Оценка и сравнительный анализ рисков для здоровья населения (на примере г. Владимир). Владимир: Рост, 2010. 80 с.
5. Тимофеева С.С. Прикладная техносферная рис-кология. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2014. 200 с.
6. Рахманин Ю.А., Новиков С.М., Румянцев Г.И. Пути совершенствования методологии оценки риска здоровья от воздействия факторов окружающей среды // Гигиена и санитария. 2006. № 2. С. 3-5.
7. Боев В.М. Методология комплексной оценки антропогенных и социально-экономических факторов в формировании риска для здоровья населения // Гигиена и санитария. 2009. № 4. С. 4-8.
8. Белых Л.И., Рябчикова И.А., Серышев В.А. Закономерности распределения бенз(а)пирена в системе «почва - растение» // Агрохимия. 2005. № 1. С. 60-71.
9. Белых Л.И. Полициклические ароматические углеводороды в природно-техногенных средах Южного Прибайкалья // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2005. № 6. С. 539-551.
10. Маринайте И.И., Горшков А.Г., Тарасенко Е.Н., Чикалина Е.В. Распределение полициклических ароматических углеводородов в природных объектах на территории рассеивания выбросов Иркутского алюминиевого завода (г. Шелехов, Иркутская обл.) // Химия в интересах устойчивого развития.
.112
ич
МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БЕЗОПАСНОСТИ MEDICAL AND BIOLOGICAL ASPECTS OF SAFETY
m
2013 г. Т. 21. № 2. С. 143-154. 11. Перегожин А.Н., Сафронов Н.П. Гигиеническая оценка качества окружающей среды в г. Шелехов (Иркутская обл.) // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН.
2013. № 3 (91). Часть 1. С. 109-113. 12. Университетская информационная система Россия [Электронный ресурс]. URL: budgetrf.ru (10.05.2016).
References
1. O sostoyanii i ob ohrane okruzhayuschey sredyi Rossiyskoy Federatsii v 2014 godu [On the state and environmental protection of the Russian Federation in 2014]. Available at: http:// mnr.gov.ru (accessed 24. March 2016).
2. O sostoyanii i ob ohrane okruzhayuschey sredyi Ir-kutskoy oblasti za 2011-2014 godyi [On the state and environmental protection in Irkutsk region in 20112014]. Available at: http:// www.irkobl.ru (accessed 10. April 2016).
3. Biblin A.M., Zyikova I.A., Koroleva T.M., Nikolaevich M.S. Metodicheskie podhodyi k otsenke riska dlya zdo-rovya v gigienicheskih issledovaniyah [Methodical approaches to risk assessment for health in hygienic researches]. Radiatsionnaya gigiena [Radiation hygiene]. 2013, vol. 6, no. 2, pp. 31-38. (In Russian)
4. Trifonova T.A., Shirkin L.A. Otsenka i sravnitelnyiy analiz riskov dlya zdorovya naseleniya (na primere Vladimir) [Assessment and comparative risk analysis for human health (Case study of Vladimir)]. Vladimir, Rost Publ., 2010. 80 p. (In Russian)
5. Timofeeva S.S. Prikladnaya tekhnosfernaya riskologiya [Applied technosphere riskology]. Irkutsk, IrGTU Publ., 2014, 200 p. (In Russian)
6. Rahmanin Yu.A., Novikov S.M., Rumyantsev G.I. Sovremennyie problemyi otsenki riskov i uscherbov zdorovyu ot vozdeystviya faktorov okruzhayuschey sredyi [Modern risk and health damage assessment issues]. Gigiena i sanitariya [Hygiene and sanitation]. 2007, no. 5, pp. 18-20. (In Russian)
7. Boev V.M. Metodologiya kompleksnoy otsenki antro-pogennyih i sotsialno-ekonomicheskih faktorov v formi-rovanii riska dlya zdorovya naseleniya [Methods of integrated assessment of anthropogenous and socioeconomic factors in risk formation of risk for human
health]. Gigiena i sanitariya [Hygiene and sanitation]. 2009, no. 4, pp. 4-8. (In Russian)
8. Belyih L.I., Ryabchikova I.A., Seryishev V.A. Za-konomernosti raspredeleniya benz(a)pirena v sisteme «pochva - rastenie» [Benzapiren distribution for a soil-plant system]. Agrohimiya [Agrochemistry]. 2005, no. 1, pp. 60-71. (In Russian)
9. Belyih L.I. Politsiklicheskie aromaticheskie uglevo-dorodyi v prirodno-tehnogennyih sredah Yuzhnogo Pribaykalya [Polycyclic aromatic hydrocarbons in natural and technogenic environments of the Southern Baikal region]. Geoekologiya, inzhenernaya geologiya, gidrogeologiya, geokriologiya [Geoecology, engineering geology, hydrogeology, geocryology]. 2005, no. 6, pp. 539-551. (In Russian)
10. Marinayte I.I., Gorshkov A.G., Tarasenko E.N., Chikalina E.V. Raspredelenie politsiklicheskih aro-maticheskih uglevodorodov v prirodnyih ob'ektah na territorii rasseivaniya vyibrosov Irkutskogo al-yuminievogo zavoda (g. Shelehov, Irkutskaya obl.) [Polycyclic aromatic hydrocarbons distribution in natural objects in the territory of emissions dispersion at Irkutsk aluminum plant (Shelekhov, Irkutsk Region)]. Himiya v interesah ustoychivogo razvitiya [Chemistry for sustainable development]. 2013, vol. 21, no. 2, pp. 143-154.
11. Peregozhin A.N., Safronov N.P. Gigienicheskaya otsenka kachestva okruzhayuschey sredyi v g. Shelehov (Irkutskaya obl.) [Hygienic environment quality assessment in Shelekhov (Irkutsk Region)]. Byulleten VSNTs SO RAMN [Bulletin of VSNTs of the RAMS SB]. 2013, vol. 91, no. 3. Part 1, pp. 109-113. (In Russian)
12. Universitetskaya informatsionnaya sistema Rossiya [University information system of Russia]. Available at: budgetrf.ru (accessed 10. May 2016).
Критерий авторства
Рябчикова И.А., Иванова С.В. имеют равные авторские права и несут ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Статья поступила 19.08.2016 г.
Authorship criteria
Ryabchikova I.A. and Ivanova S.V. have equal authors' rights and responsibility for plagiarism.
Conflict of interests
Authors declare no conflict of interests.
The article was received 19 August 2016
Том 1 № 3 2016 Vol. 1 no. 3 2016
XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY
