CC BY-ND
42
10
ЗНиСО март (200)
УДК 613.15
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА В ГОРОДЕ С ИНТЕНСИВНЫМ РАЗВИТИЕМ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
И.И. Березин, Е.А. Семаева
ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России, Самара, Россия
Проведена комплексная оценка воздушной среды в г. Новокуйбышевске в современных условиях. Выделены приоритетные загрязняющие вещества, оказывающие негативное воздействие на здоровье населения: бенз(а)пирен и формальдегид. Проанализирована динамика изменения концентраций поллютантов и аллергической заболеваемости органов дыхания у детского и взрослого населения города. Установлены сильные корреляционные связи между воздействием формальдегида (по исходным концентрациям) и уровнем аллергической заболеваемости органов дыхания у детского населения как в целом, так и по отдельным нозологическим формам: аллергическому риниту и бронхиальной астме.
Ключевые слова: загрязнение атмосферного воздуха, бенз(а)пирен, формальдегид, аллергическая заболеваемость, аллергический ринит, бронхиальная астма.
I.I. Berezin, E.A. Semaeva □ THE CURRENT STATE OF AIR IN THE CITY WITH THE INTENSIVE DEVELOPMENT OF THE OIL REFINING INDUSTRY □ Samara State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation, Samara, Russia.
The complex estimation of ambient air in Novokuibyshevsk is futtfilled. Negative impact of pollutions on public health (benzo(a)pyrene and formaldehyde) is considered. The dynamics of changes in the concentrations of pollutants and allergic respiratory diseases in children and adult population of the city was shown. A strong correlation between exposure to formaldehyde (by initial concentrations) and the level of allergic respiratory diseases in children population as a whole and for individual nosological forms: allergic rhinitis and bronchial asthma is proved.
Key words: air pollution, benzo(a)pyrene, formaldehyde, allergic disease, allergic rhinitis, bronchial asthma.
Проблема загрязнения воздушной среды в промышленных городах в настоящее время решена не полностью. Увеличение мощности производства, рост количества транспортных средств приводит к повышению концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе и оказывает неблагоприятное воздействие на здоровье населения [18]. Поллютанты, обладающие раздражающим и бронхоспастическим действием, в первую очередь будут вызывать изменения в органах дыхательной системы наиболее чувствительной возрастной группы населения - детей и подростков [17]. Вещества первого и второго классов опасности могут накапливаться в других органах и системах органов (эффект кумуляции), а также поражать их с последующим развитием общесоматических заболеваний (общетоксический эффект) и злокачественных новообразований (канцерогенный эффект) в отдаленные сроки.
Нефтеперерабатывающая отрасль промышленности характеризуется поступлением в атмосферу продуктов перегонки нефти, таких как сероводород, углеводороды нефти, меркаптаны (этил- и метилконфигурации), бенз(а)пирен, бензол, ксилол, изопропилбензол, формальдегид и шестивалентный хром [1, 2]. По данным Росгидромета, из всех веществ, которые контролируются на стационарных постах, приоритетными до 2014 года являлись бенз(а)пирен и формальдегид, а также несколько «классических» примесей: диоксид азота, фенол, аммиак [14]. С 2014 года вступило в силу изменение величины предельно допустимой концентрации (среднесуточной и максимально разовой) по формальдегиду [11, 12], с 2015 года - среднесуточной ПДК по фенолу [13], а также по некоторым примесям изменились методики определе-
ния их в пробах атмосферного воздуха, например, по сероводороду [8], фенолу [9], оксиду и диоксиду азота [7], диоксиду серы [6], аммиаку [5]. Все это привело в конечном счете к снижению уровня загрязнения атмосферного воздуха практически во всех городах Российской Федерации, где приоритетными веществами были фенол и формальдегид [14]. Однако, если рассматривать концентрации веществ по старым нормативным величинам, то уровень загрязнения атмосферного воздуха в некоторых городах не снизился, а увеличился по сравнению с предыдущим годом.
Цель исследования - проведение анализа состояния атмосферного воздуха в промышленном центре Самарской области - г. Новокуй-бышевске - за период 2012-2014 гг. и выявление корреляционных связей, подтверждающих влияние концентраций поллютантов на развитие аллергических заболеваний у населения.
Материалы и методы. Материалом послужили результаты лабораторного анализа 28 тыс. проб атмосферного воздуха, отобранных на трех стационарных постах в г. Новокуйбышев-ске за трехлетний период. Пробы воздуха отбирались по неполной программе в соответствии с РД 52.04.186-89 ежедневно в 07.00, 13.00 и 19.00 местного времени, кроме воскресных и праздничных дней [3, 16]. Исследование проб на наличие вредных примесей авторы проводили вместе с сотрудниками Новокуйбышевской лаборатории по мониторингу загрязнения окружающей среды - структурно-функционального подразделения ФГБУ «Приволжское УГМС» -также в соответствии с РД 52.04.186-89 [16] до 2014 года. Начиная с 2014 года, сероводород, оксид и диоксид азота, диоксид серы, фенол и аммиак определяли по новым методикам [5-9].
март № (288) зНиСО
19
Полученные концентрации вредных примесей сравнивали с их среднесуточными предельно допустимыми и в последующем рассчитывали индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) по пяти наиболее приоритетным вредным веществам [10].
Заболеваемость населения г. Новокуйбы-шевска изучали по форме 12 «Сведения о числе заболеваний, зарегистрированных у пациентов, проживающих в районе обслуживания лечебного учреждения» [15] за тот же временной период. Рассматривали структуру заболеваний органов дыхательной системы как первостепенную нозологию при поступлении вредных веществ ингаляционным путем. Сравнивали уровни аллергической заболеваемости (бронхиальная астма и аллергический ринит) детей и взрослых. Различия считали достоверными при принятом уровне значимости (p < 0,01). Корреляционные связи устанавливали, используя коэффициент корреляции Спирмена. Статистическую обработку проводили с помощью Microsoft Excel 2013 и комплекта статистических программ Statistica 10 Enterprise 10.0.1011.6.
Результаты и обсуждения. Город Ново-куйбышевск - один из наиболее развитых промышленных городов Самарской области. Нефтеперерабатывающая отрасль является его основным градообразующим фактором. Сосредоточение предприятий в западной части промышленной зоны города и расположение единичных стационарных источников по остальным сторонам света создают общий уровень загрязнения атмосферы и негативно влияют на здоровье проживающего там населения. Как видно на графике «роза ветров», в 2014 году преобладали западный и юго-западный ветры (рис. 1). Все выбросы от предприятий Новокуйбышевского нефтеперерабатывающего завода и нефтехимического холдинга «САНОРС», расположенных к западу от города, распространялись по всей жилой зоне.
Рис. 1. График «роза ветров» в г. Новокуйбышевске за 2014 год
Из всего списка вредных веществ, которые контролируются на стационарных постах, мы выделили восемь приоритетных веществ путем ранжирования по четырем критериям: первый -класс опасности вещества и наличие канцерогенного эффекта, второй — наличие превышений среднегодовых и среднемесячных концентраций уровня среднесуточной ПДК, третий — наличие концентраций, превышающих уровень максимально разовой ПДК и четвертый — вещества, образующиеся при нефтепереработке и нефте-
химическом синтезе. Этими веществами являлись бенз(а)пирен, формальдегид, шестивалентный хром, бензол, этилбензол, меркаптаны (этил-и метилконфигурации) и углеводороды нефти (С12—С19). Росгидромет для расчета ИЗА выделяет пять примесей: взвешенные вещества, диоксид азота, фенол, формальдегид и бенз(а)пирен. За период 2012—2014 годов не обнаружено
превышений среднегодовых и среднемесячных концентраций по всем вышеперечисленным веществам, кроме бенз(а)пирена и формальдегида. Данные примеси вносили наибольший вклад в общее загрязнение атмосферного воздуха и обусловливали повышенный до 2014 года индекс загрязнения атмосферы. Бенз(а)пирен — канцероген первого класса опасности, вызывающий изменения эпителия дыхательных путей, обострение приступов бронхиальной астмы, приводящий к развитию рака легких. За изучаемый период наблюдалось превышение уровня среднесуточной ПДК по среднегодовым концентрациям в 2012 году (1,63 ПДКсс) и 2013 году (1,25 ПДКсс). В 2014 году не зафиксировано значения среднегодовой концентрации выше величины среднесуточной ПДК (0,7 ПДКСС). Если рассматривать динамику изменения среднемесячных концентраций бенз(а)пирена в течение 2014 года, то наибольшие концентрации, превышающие среднесуточную ПДК, выявлены в феврале и сентябре в период длительного действия неблагоприятных метеорологических условий (НМУ). Динамика изменения среднегодовых и среднемесячных концентраций бенз(а)пирена показана на рис. 2 и рис. 3 соответственно.
1,8
1 1,6
в
X ? 1,4
о
ш 1,2
к
'
1 1
i 0,8
м
0,6
о Концентрация бенз(а)пирена ^^ Среднесуточная ПДК
Рис. 2. Динамика изменения среднегодовых концентраций бенз(а)пирена за период 2012-2014 годов
Ноябрь
Март
Октяорь (((\(JI(4 /К//))/) Апрель
Сентябрь
Август""
Июль
^^»Концентрация бенз(а)гшрена Среднесуточная ПДК
Рис. 3. Динамика изменения среднемесячных концентраций бенз(а)пирена за 2014 год
20
ЗНиСО март (200)
Формальдегид также является канцерогеном, но, в отличие от бенз(а)пирена, имеет второй класс опасности. Он обладает раздражающим и бронхоспастическим действием, вызывает развитие острых приступов бронхиальной астмы. При поступлении формальдегида с воздухом наступает раздражение верхних дыхательных путей и может возникнуть аллергический ринит. Основным источником поступления формальдегида в атмосферу на территории г. Но-вокуйбышевска являлся завод полимерных материалов ООО «БИАКСПЛЕН НК». На протяжении 2012 и 2013 годов наблюдались стабильные превышения гигиенического норматива по среднегодовым концентрациям: 1,83 ПДКсс и 1,63 ПДКСС соответственно. В 2014 году состоялся пересмотр значений ПДК по формальдегиду в сторону увеличения пороговой величины: среднесуточной - с 0,003 мг/м до 0,01 мг/м и
2.2
максимально разовой - с 0,035 мг/м до 0,05 мг/м . Данные изменения вступили в силу с 25 мая 2014 г. на основании Постановления Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 7 апреля 2014 г [11]. Однако это Постановление действовало всего два месяца, так как изменило класс опасности формальдегида на первый. Поэтому 25 июля 2014 г. данное Постановление утратило силу в связи с опубликованием Постановления Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 17 июня 2014 г. [12], восстановившего второй класс опасности формальдегида, но сохранило новые значения ПДК. Исходя из этого, нами построены динамики изменения среднегодовых и среднемесячных концентраций формальдегида по «двойным стандартам»: в сравнении со старым и новым значениями среднесуточной ПДК (рис. 4, 5).
О 2
0
% 1,8
1 1,6
1м-
я
3 1,2 3
< 1 р-
н |0,8
9 о,б
0.4
1.83333
и
Й £
2012
2013
-Концентрация формальдегида после пересмотра значения ПДК
♦ Концентрация формальдегида до пересмотра -значения ПДК -Среднесуточная ПДК
Рис. 4. Динамика изменения среднегодовых концентраций формальдегида за период 2012-2014 годов
Индекс загрязнения атмосферы в г. Ново-куйбышевске в 2012 и 2013 годах оставался повышенным (6,12 и 5,16 соответственно) за счет концентраций бенз(а)пирена и формальдегида, превышающих величину среднесуточной ПДК. В 2014 году полученные среднегодовые концентрации поллютантов, в том числе бенз(а)пи-рена и формальдегида, не превысили значения среднесуточных ПДК, и исходя из этого индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) в г. Новокуйбы-шевске в этом году стал низким (рис. 6). Он рассчитывался по пяти приоритетным примесям: взвешенным веществам, диоксиду азота, фенолу, формальдегиду и бенз(а)пирену. Подставив в формулу расчета ИЗА числовые зн1а-чения за 2014 год, получим: ИЗА5 = 0,744: + + 0,56* + 0,533й + 0,58й + 0,7041,5 = 2,83 (менее 5 - низкий уровень ИЗА). Данный факт свидетельствует о том, что в 2014 году по сравнению с предыдущими годами загрязнение атмосферного воздуха в г. Новокуйбышевске снизилось не за счет уменьшения концентраций приоритетных загрязняющих веществ, а в результате пересмотра значений ПДК по формальдегиду.
Июль
Концентрация формальдегида до пересмотра ПДК ^^Концентрацкя формальдегида после пересмотра ПДК Среднесуточная ПДК
Рис. 5. Динамика изменения среднемесячных концентраций формальдегида за 2014 год
март № (2оо) ЗНиСО
21
Анализируя данные заболеваемости аллергическим ринитом и бронхиальной астмой детского и взрослого населения г. Новокуйбышевс-ка, мы выявили, что тенденция сохранилась: наблюдается рост количества заболеваний среди детского населения при незначительном снижении уровня заболеваемости данными нозология-ми среди взрослых. Как видно из графика (рис. 7) аллергическая заболеваемость детей до 18 лет значительно выше аналогичных значений среди взрослых. Это объясняется тем, что дети и подростки — возрастная группа населения, наиболее чувствительная к воздействию неблагоприятных факторов, в том числе факторов среды обитания. По всем полученным значениям аллергической заболеваемости органов дыхания у детского и взрослого населения г. Новокуйбышевска нами выявлены достоверные различия при р < 0,01.
При проведении корреляционного анализа между воздействием вредных примесей и развитием аллергической заболеваемости среди
детского населения нами получены отрицательные корреляционные связи (таблица 1). Данные связи получились как для детского, так и для взрослого населения по формальдегиду только потому, что при расчете использовались концентрации в долях ПДК. Если же брать для определения исходные концентрации в мг/м , то полученные положительные сильные связи подтвердили влияние формальдегида на развитие аллергических заболеваний среди детского населения г. Новокуйбышевска. Слабые коре-ляционные связи выявлены между исходными концентрациями формальдегида и аллергическими заболеваниями среди взрослого населения г. Новокуйбышевска. Бенз(а)пирен, как показало исследование, на уровень аллергической заболеваемости не оказывал воздействия. В качестве основной причины этого можно указать, что в 2014 году концентрация бенз(а)пирена определялась не по РД 52.04.186—89 [16], а по МУК 4.1.1273—03 [4].
а '
оо
со —
< 3 и си , ИМ5 М9 3 о а О
к рр
-6,123717
2012
2013
2014
-Уровень ИЗА после пересмотра ПДК формальдегида
♦ Уровень ИЗА до пересмотра ПДК формальдегида
Рис. 6. Динамика изменения индекса загрязнения атмосферы (ИЗА) в г. Новокуйбышевске за 2012—2014 годов
250
| 200
150
100
50 —
2012 2013 2014
ДЕТИ ДО 18 ЛЕТ
|| Аллергический ринит
2012 2013
ВЗРОСЛЫЕ ^Бронхиальная астма
2014
Рис. 7. Динамика изменения аллергической заболеваемости органов дыхания у разных возрастных групп населения г. Новокуйбышевска
22
ЗНиСО март (288)
Таблица 1. Корреляционные связи, установленные между воздействием на организм вредных примесей, содержащихся в атмосферном воздухе, и уровнем аллергической заболеваемости органов дыхания у детского населения г. Новокуйбышевска
Аллергические заболевания среди детского населения г. Новокуйбышевска Вредные примеси, содержащиеся в атмосферном воздухе
Формальдегид Бенз(а)пирен
Аллергический ринит r = -0,99 (по ПДК*) r = 0,63 (по C**) r = -0,99
Бронхиальная астма r = -0,93 (по ПДК*) r = 0,57 (по C**) r = -0,99
Общая аллергическая заболеваемость r = -0,92 (по ПДК*) r = 0,54 (по C**) r = -0,80
Примечание: * - корреляционные связи рассчитаны по концентрациям в долях ПДК; ** -3 корреляционные связи рассчитаны по концентрациям в мг/м3.
Таблица 2. Корреляционные связи, установленные между воздействием на организм вредных примесей, содержащихся в атмосферном воздухе, и уровнем аллергической заболеваемости органов дыхания у взрослого населения г. Новокуйбышевска
Аллергические заболевания среди взрослого населения г. Новокуйбышевска Вредные примеси, содержащиеся в атмосферном воздухе
Формальдегид Бенз(а)пирен
Аллергический ринит r = -0,67 (по ПДК*) r = 0,42 (по C**) r = -0,84
Бронхиальная астма r = -0,61 (по ПДК*) r = 0,39 (по C**) r = -0,34
Общая аллергическая заболеваемость r = -0,34 (по ПДК*) r = 0,22 (по C**) r = -0,08
Примечание: * - корреляционные связи рассчитаны по концентрациям в долях ПДК; ** -3 корреляционные связи рассчитаны по концентрациям в мг/м3.
Выводы. Негативное воздействие на здоровье населения г. Новокуйбышевска оказывают повышенные концентрации бенз(а)пирена и формальдегида в атмосферном воздухе, несмотря на пересмотр значения среднесуточной ПДК по формальдегиду в сторону увеличения пороговой величины.
Установлена причинно-следственная связь по схеме «аллергическая заболеваемость населения г. Новокуйбышевска - превышение концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе». Отрицательные корреляционные связи между концентрациями формальдегида и аллергическими заболеваниями среди детского и взрослого населения объясняются тем, что при расчете использовались концентрации в долях ПДК.
Бенз(а)пирен на уровень аллергической заболеваемости как среди детского, так и среди взрослого населения не оказывал воздействия.
Полученные результаты могут быть использованы для разработки санитарно-гигиенических мероприятий по снижению уровня загрязнения атмосферного воздуха в г. Новокуйбышевске.
ЛИТЕРАТУРА
1. Березин И.И. и др. Качество атмосферного воздуха в моногородах с преобладанием нефтеперерабатывающей промышленности / И.И. Березин, В.В Сучков // Здоровье населения и среда обитания. 2014. № 10 (259). С. 9—11.
2. Березин И.И. и др. Оценка экологического ущерба от загрязнения атмосферного воздуха / И.И. Березин, В.В. Сучков // Санитарный врач. 2014. № 11. С. 14-17.
3. Документы о состоянии загрязнения атмосферы в городах для информирования государственных органов,
10
общественности и населения. Общие требования к разработке, построению, изложению и содержанию: РД 52.04.667-2005 (утв. Росгидрометом 01.02.2006). Измерение массовой концентрации бенз(а)пирена в атмосферном воздухе и в воздухе рабочей зоны методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с флуориметрическим детектированием: МУК 4.1.127303 (утв. Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 01.04.2003).
Массовая концентрация аммиака в пробах атмосферного воздуха. Методика измерений фотометрическим методом с салицилатом натрия: РД 52.04.791-2014 (утв. Росгидрометом 10.06.2014).
Массовая концентрация диоксида серы в пробах атмосферного воздуха. Методика измерений фотометрическим формальдегидопарароз-анилиновым методом: РД 52.04.794-2014 (утв. Росгидрометом 10.06.2014). Массовая концентрация оксида и диоксида азота в пробах атмосферного воздуха. Методика измерений фотометрическим методом с использованием сульфанило-вой кислоты и I-нафтиламина: РД 52.04.792-2014 (утв. Росгидрометом 10.06.2014).
Массовая концентрация сероводорода в пробах атмосферного воздуха. Методика измерений фотометрическим методом по реакции образования метиленовой синей: РД 52.04.795-2014 (утв. Росгидрометом 10.06.2014). Массовая концентрация фенола в пробах атмосферного воздуха. Методика измерений фотометрическим методом с использованием 4-аминоантипирина: РД 52.04.7992014 (утв. Росгидрометом 10.06.2014). О введении в действие ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Гигиенические нормативы»: Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 30.05.2003 № 114 (ред. от 12.01.2015) (утв. Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 21.05.2003).
11. О внесении изменения № 10 в ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест»: Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 07.04.2014 № 27. О внесении изменения № 11 в ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест»: Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 17.06.2014 № 37. О внесении изменения в ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест»: Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 12.01.2015 № 3.
14. О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2014 году: Государственный доклад: [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.mnr. gov.ru/regulatory/list.php?part=1756 (дата обращения: 24 февраля 2016 г.).
15. Об утверждении статистического инструментария для организации Министерством здравоохранения Российской Федерации федерального статистического наблюдения за деятельностью учреждений системы здравоохранения: Приказ Федеральной службы государственной статистики от 14.01.2013 № 13.
16. Руководство по контролю загрязнения атмосферы: РД 52.04.186-89 (утв. Госкомгидрометом СССР 01.06.1989, Главным государственным санитарным врачом СССР 16.05.1989).
17. Сучков В.В. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения городов с развитой нефтеперерабатывающей промышленностью // Санитарный врач. 2013. № 8. С. 15-19.
18. Сучков В.В. Оценка качества атмосферного воздуха в городах с развитой нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленностью // Санитарный врач. 2014. № 5. С. 12-15.
Контактная информация: Березин Игорь Иванович, тел.: +7 (846) 264-35-52, e-mail: [email protected]
Contact information: Berezin Igor,
phone: +7 (846) 264-35-52, e-mail: [email protected]
12
13
