CC BY
18,n„.7M1., ,n XXI ВЕК. ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ISSN 2500-1582 (print) ;7(l) XXI CENTURY. TECHNOSPHERE SAFETY ISSN 2500-1574 (online)
ЭКОЛОГИЯ
Научная статья УДК: 504.054:614
DOI: https://doi.org/10.21285/2500-1582-2022-1 -8-20
Закономерности загрязнения атмосферы городов юга Красноярского края
Лариса Ивановна Белых1н, Вячеслав Николаевич Иванов2
Иркутский национальный исследовательский технический университет, г. Иркутск, Россия
1belariv2000@yandex.ru
2ivtak@yandex.ru
Аннотация. Ежегодный мониторинг состояния атмосферного воздуха в городах России показывает постоянный и опасный уровни загрязнения вредными веществами на территории многих регионов. Поэтому актуальным представляется изучение закономерностей, определяющих загрязнение атмосферы и его последствий, особенно для промышленно развитых городов. На основе статистических данных мониторинга за период 2011-2020 гг. проведен анализ состояния атмосферы в шести городах юга Красноярского края: Ачинске, Канске, Красноярске, Лесосибирске, Минусинске, Назарово, на территории которых проживает не менее 50% населения всего региона. Установлено, что во всех городах (кроме Назарово), по значениям показателя ИЗА5 сохраняется высокая (менее 13) и очень высокая (более 14) степень загрязнения, несмотря на динамику его снижения за исследуемый период. Противоположная положительная динамика обнаружена по содержанию канцерогенного бенз(а)пирена в атмосфере всех городов, в которых среднегодовые и максимальные среднемесячные значения превышают ПДКс.с. до 18 и 90 раз в зависимости от года и города соответственно. Оценены канцерогенные индивидуальные и популяционные риски бенз(а)пирена для здоровья населения исследуемых городов как пограничные между допустимыми и недопустимыми значениями. Для Красноярского края отмечена динамика увеличения онкологической и общей заболеваемости населения, положительно коррелирующая со средним содержанием бенз(а)пирена в атмосферном воздухе южных городов. По статистическим данным показателей лесных пожаров показана тенденция роста площади горения лесов, линейно положительно влияющая на содержание бенз(а)пирена в атмосфере юга Красноярского края. Сделан вывод о необходимости сохранения мониторинга состояния атмосферы, а также оценивания и устранения источников загрязнения атмосферы.
Ключевые слова: атмосферный воздух, индекс загрязненности атмосферы, бенз(а)пирен, канцерогенный риск, заболевание, лесные пожары, города юга Красноярского края
Формат цитирования: Белых Л. И., Иванов В. Н. Закономерности загрязнения атмосферы городов юга Красноярского края // XXI век. Техносферная безопасность. 2022. Т. 7. № 1. С. 8-20. https:// doi.org/10.21285/2500-1582-2022-1-8-20.
ЕCOLOGY
Original article
Air pollution trends in southern cities of Krasnoyarsk region
Larissa I. Belykh1H, Vуacheslav N. Ivanov2
Irkutsk National Research Technical University, Irkutsk, Russia
1belariv2000@yandex.ru
2ivtak@yandex.ru
Abstract. Annual air monitoring shows a constant and dangerous level of pollution with harmful substances in many Russian regions. Therefore, it seems relevant to study the patterns that determine air pollution and its consequences, especially for industrialized cities. Based on the monitoring statistics for 2011-2020, an analysis of the air in six southern cities of Krasnoyarsk region was carried out. These are Achinsk, Kansk,
© Белых Л. И., Иванов В. Н., 2022
W
8
https://tb.istu.edu/jour/index
Белых Л. И., Иванов В. Н. Закономерности загрязнения атмосферы городов ... Belykh L. I., Ivanov V. N. Air pollution trends in southern cities...
Krasnoyarsk, Lesosibirsk, Minusinsk, and Nazarovo, where at least 50% of the regional population live. It was established that in all cities (except for Nazarovo), the values of the API5 index were high (less than 13) and very high (more than 14), despite the dynamics of their decline over the period under study. The positive trend was revealed for the content of carcinogenic benzo(a)pyrene in the atmosphere of all cities where the average annual and maximum average monthly values exceed MPCs.s. up to 18 and 90 times, depending on the year and city, respectively. Carcinogenic individual and population risks of benzo(a)pyrene for the health of the population were assessed as a borderline between acceptable and unacceptable values. An increase in oncological and general morbidity was observed. It has a positive correlation with the average content of benzo(a)pyrene in the air of the southern cities. According to the indicators of forest fires, the trend of increasing the area of forest fires was revealed, which linearly affects the content of benzo(a)pyrene. It was concluded that it is necessary to monitor the air state and assess and eliminate sources of atmospheric pollution.
Key words: atmospheric air, atmospheric pollution index, benz(a)pyrene, carcinogenic risk, disease, forest fires, cities in the south of the Krasnoyarsk Territory
For citation: Belykh L. I., Ivanov V. N. Air pollution trends in southern cities of Krasnoyarsk region. XXI vek. Tekhnosfernaya bezopasnost' = XXI century. Technosphere Safety. 2022;7(1):8-20. (In Russ.). https:// doi.org/10.21285/2500-1582-2022-1-8-20.
ВВЕДЕНИЕ
Загрязнение атмосферного воздуха - экологическая проблема не только в городах мира1, 2 [1], но и в городах многих регионов России, особенно про-мышленно развитых [2-5]. В ежегодном докладе3 дана оценка неудовлетворительного состояния качества воздушной среды в 134 городах (60% от всего количества) с населением 52,6 млн чел. (около 40% населения), в атмосфере которых есть превышение ПДК вредных веществ. В 37 городах с населением 13,7 млн чел. были зарегистрированы максимальные концентрации загрязняющих веществ, превышающие 10 ПДК, за год было отмечено 334 раза превышение 10 ПДК загрязняющих ве-
1European Environment Agency. EMEP/EEA Air Pollutant Emission Inventory Guidebook. Denmark; 2016. 28 p. https://doi.org/10.2800/247535;
2Новые глобальные рекомендации ВОЗ по качеству воздуха призваны спасти миллионы жизней от загрязнения воздуха [Электронный ресурс] // World Health Organization. URL: https://www.who.int/ news/item/22-09-2021-new-who-global-air-quality-gui-delines-aim-to-save-millions-of-lives-from-air-pollution (22.09.21).
3Состояние загрязнения атмосферы в городах на
территории России за 2020 год: ежегодный сб. СПб.: Главная геофизическая обсерватория Росгидромета, 2021. 257 с.
ществ. В 34 городах с населением 9,6 млн чел. качество воздуха оценивалось как «высокая и очень высокая степень загрязнения». Из этих городов 78% находятся в Сибирском Федеральном округе (СФО), на территории которого развиты многие отрасли промышленности, автотранспорт, имеются котельные и частный сектор с печным отоплением твердыми видами топлива
- углем и дровами. В последние годы одним из природных факторов загрязнения атмосферы являются лесные пожары.
По итогам периода 2019-2020 гг. и его экологического рейтинга из 85 регионов в СФО на последних местах оказались Омская и Иркутская области
- 81 и 85 места соответственно. В этом же ряду был Красноярский край - 82 место. В 23 городах СФО индекс загрязнения атмосферы (ИЗАб) оценивается как высокий и очень высокий, в том числе в 9-ти городах Иркутской области, б-ти городах Красноярского края и 3-х городах Кузбасса. Особенностью загрязнения атмосферы в этих городах является высокий и стабильный уровень содержания бенз(а)пирена (Б(а)П)
- канцерогенного соединения 1 -го класса опасности и индикатора группы полициклических ароматических угле-
https://tb.istu.edu/jour/index
¥
53
ч/Т
^ J/J
Белых Л. И., Иванов В. Н. Закономерности загрязнения атмосферы городов ... Belykh L. I., Ivanov V. N. Air pollution trends in southern cities...
водородов (ПАУ), относящихся к приоритетным стойким органическим загрязнителям4.
Для городов Иркутской области оценено загрязнение атмосферного воздуха, особенно наиболее опасными компонентами - Б(а)П и ПАУ [6-10]. Показано, что высокий уровень загрязнения воздушной среды наблюдается на городских территориях не только в промышленных зонах, но и в аграрных городах Южного Прибайкалья. Опасное присутствие канцерогенов в атмосфере городов Иркутской области предопределяет онкологическую заболеваемость населения, которая за последние 10 лет имела темп роста 3,32 % в год [10]. Изучение источников выбросов канцерогенных веществ в атмосферу показало, что наиболее мощные из них - алюминиевое электролитическое производство по старой технологии Содерберга с самообжигающимися анодами на основе каменноугольного пека в городах Братск [6] и Шелехов [11]. В других городах Иркутской области, включая и аграрные, существенное загрязнение атмосферы формируют источники «малой» теплоэнергетики в виде многочисленных котельных и печного отопления частного сектора [12]. По результатам мониторин-
4О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2019 году: гос. доклад. М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2020. 299 с.; Состояние загрязнения атмосферного воздуха городов на территории деятельности Иркутского УГМС в 1988-2020 гг.: ежегодники. Иркутск: Иркутский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды с региональными функциями; Иркутский центр по мониторингу загрязнения окружающей среды; СанПиН 1.2.3685-21 Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания [Электронный ресурс] // Роспотребна-дзор. URL: https://www.rospotrebnadzor.ru/fi-les/news/GN_sreda%20_obitaniya_compressed.pdf (10.10.21).
га Б(а)П в атмосфере проведены оценки канцерогенных рисков для здоровья населения [8, 10].
Красноярский край по уровню загрязнения многих объектов окружающей среды, включая атмосферный воздух, занимает лидирующее третье место в России3, 5 При этом исследования особенностей загрязнения атмосферы, источников выбросов, влияние их на здоровье населения немногочисленны. Поэтому актуальным представлялось более детальное установление особенностей и степени загрязнения атмосферы такого промышленно развитого региона как юг Красноярского края, который расположен рядом с Иркутской областью, входит в состав СФО и может иметь экологические проблемы промышленно развитого региона.
Цель - изучение закономерностей и оценивание степени загрязнения атмосферы на территории промышленно развитых городов юга Красноярского края.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектом исследования была атмосфера в промышленно развитых и близко расположенных между собой городах юга Красноярского края: Ачинск, Канск, Красноярск, Лесосибирск, Минусинск, Назарово, равномерно расположенных вокруг крупного промышленного г. Красноярска (рис. 1).
В городах находятся предприятия металлургии, машиностроения, теплоэнергетики, лесо- и нефтехимии, пищевой промышленности, транспортные, по производству стройматериалов и др. Отличительной особенностью исследуемых
5Государственный доклад о состоянии окружающей среды в Красноярском крае (2011-2020 гг.) [Электронный ресурс] // Министерство природных ресурсов и экологии РФ. URL: https://www.mnr.gov.ru/docs/gosudarstvennye_dokl ady/o_sostoyanii_i_ob_okhrane_okruzhayushchey_ sredy_rossiyskoy_federatsii/ (30.09.2021)
i
icCf
https://tb.istu.edu/jour/index
Белых Л. И., Иванов В. Н. Закономерности загрязнения атмосферы городов ... Belykh L. I., Ivanov V. N. Air pollution trends in southern cities...
Рис. 1. Карта-схема расположения городов юга Красноярского края Fig. 1. The scheme of location of cities in the south of Krasnoyarsk region
городов является наличие на их территории старых котельных и частного сектора с печным отоплением твердыми видами топлива. Например, в г. Минусинске находится около 12 тыс. домостроений, и атмосфера в отопительный сезон сильно загрязнена.
Предметом исследования было установление закономерностей загрязнения атмосферы вредными веществами, контролируемыми региональными службами Управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды на стационарных постах наблюдения и другими службами мониторинга различных показателей на территории Красноярского края6, 7
Результаты мониторинга загрязняю-
6Управление Федеральной службы государственной статистики по Красноярскому краю (2011-2019 гг) [Электронный ресурс] // Управление Ф СГС по Красноярскому краю, Республике Хакасия и Республике Тыва. URL: https://kras-stat.gks.ru/folder/30015 (31.10.21);
7Государственный доклад о состоянии защиты населения и территорий Российской федерации от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера (2011-2020 гг.) [Электронный ресурс] // МЧС России. URL: https://www.mchs.
gov.ru/ (20.10.2021).
щих веществ (ЗВ) представлены показателями: Сс.г. - среднегодовая концентрация вещества в атмосферном воздухе (мг/м3); СИ - стандартный индекс, равный максимальной среднемесячной концентрации вещества (мг/м3); ИЗА5 - суммарный относительный индекс загрязненности атмосферы, учитывающий среднегодовые превышения ПДК по 5-ти приоритетным ЗВ с учетом их класса опасности. Использованы также статистические данные показателей заболеваемости насе-ления5, количества (п) и площади тыс.га) лесных пожаров [21]. Период наблюдений - 10 лет с 2011 по 2020 гг.
Индивидуальные и популяцион-ные (PR) канцерогенные риски для Б(а)П рассчитывали по Руководству Р 2.1.10.1920-048:
Сс.г - SF ■ 20/70 = 1,11- Сс.г, (1) где Сс.г. - среднегодовая концентрация
8Р 2.1.10.1920-04 Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду: М.: ФЦ Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. 143 с.
https://tb.istu.edu/jour/index
W
11
Белых Л. И., Иванов В. Н. Закономерности загрязнения атмосферы городов . Belykh L. I., Ivanov V. N. Air pollution trends in southern cities...
вещества в атмосферном воздухе (нг/м3); SF - фактор потенциала канцерогенного эффекта при ингаляционном пути поступления, который измеряется как величина обратная суточной дозе на единицу массы тела и для Б(а)П равен 3,9 (мг/(кгсут-1))-1. Приемлемым дополнительным индивидуальным риском для Б(а)П принят от 1 до 10 случаев на миллион или < 1010-6 Популя-ционный канцерогенный риск представляет собой число дополнительных к фону случаев рака в данной популяции и рассчитывается с учетом индивидуального риска и численности населения на рассматриваемой территории (^ по формуле
PR= IRN.
(2)
Приемлемым популяционным риском принято значение < 0,5.
Коэффициенты корреляции линейных зависимостей ^ рассчитывали для уровней значимости а < 0,10 и числа степеней свободы ^ равных п-2, где п - число наблюдений.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Закономерности загрязнения атмосферы на территории городов рассмотрены на примере показателей загрязнения по результатам мониторинга одного года1, приведенным в табл. 1.
По полученным значениям показателя ИЗА5 выявляется очень высокая (Минусинск, Канск), высокая (Красноярск, Лесосибирск, Ачинск) и низкая (Назаро-во) степени загрязнения атмосферы. Города с высокими индексами загрязнения вошли в приоритетный список самых загрязненных городов России и СФО1. По значениям среднегодовых показателей, превышающих 1 ПДК, и по показателю СИ наибольшей среднемесячной концентрации, превышающей 10 ПДК, вы-
делился канцерогенный Б(а)П. Поэтому изучили динамику показателя ИЗА5 и содержания Б(а)П в атмосфере за 10 лет.
Изменения ИЗА5 (рис. 2) показали сильную тенденцию его снижения с 2011 по 2015 гг. с последующей стабилизацией значений, но с сохранением очень высокой степени для городов Минусинск, Лесосибирск и Красноярск.
Несмотря на динамику уменьшения суммарного загрязнения атмосферы ЗВ, проблема загрязнения атмосферы сохраняется. Роль в этом загрязнении Б(а)П выяснили по данным его динамики значений Сс.г. и СИ, приведенной соответственно на рис. 3 и 4.
В отличие от показателя ИЗА5, положительная динамика содержания Б(а)П в атмосфере всех городов показывает превышения концентраций Сс.г. от 1,5 до 18 ПДКс.с.бп в зависимости от города и года. По показателю СИ имеются все превышения нормы - от 2 до 90 раз. Ярко выражены максимумы загрязнения атмосферы в 2018 году, особенно в городах Минусинск, Лесосибирск и Красноярск. Тенденцию уменьшения показателя ИЗА5 в атмосфере можно объяснить сокращением, скорее всего, промышленных выбросов ЗВ, формирующих этот показатель. В то же время тенденция увеличения содержания в атмосфере Б(а)П свидетельствует о появлении дополнительных источников его образования и увеличения доли в суммарном ИЗА5.
Закономерности загрязнения атмосферы на юге Красноярского края (см. рис. 1) оценивали по средним (ср.) арифметическим значениям ИЗА5 ср., С с.г. ср. бп и СИ ср. бп, рассчитанным по соответствующим данным для 6 исследуемых городов. Динамика средних показателей приведена на рис. 5. Она качественно согласуется с характером их изменения для городов в отдельности (см. рис. 2-4).
i
1
https://tb.istu.edu/jour/index
Белых Л. И., Иванов В. Н. Закономерности загрязнения атмосферы городов . Belykh L. I., Ivanov V. N. Air pollution trends in southern cities...
Таблица 1. Показатели загрязнение атмосферы на территории промышленных городов юга Красноярского края в 2020 г.
Table 1. Indicators of air pollution in the southern industrial cities of Krasnoyarsk region in 2020
Город Источники выбросов (загрязняющие вещества) Индекс ИЗА5 (степень)* Вещества, у которых
Сс.г. > 1 ПДК СИ > 10 ПДК
Ачинск РУСАЛ Ачинский глиноземный комбинат, ООО «Ачинский цементный завод», Ачинский нефтеперерабатывающий завод NO2, NO, Ф, Б(а)П)** > 7 (высокая) Б(а)П, Ф -
Канск Канский комбинат строительных конструкций, АО «Канская» ТЭЦ, завод легких металлоконструкций ООО КЗЛМК «Маяк» SO2, NO2, NO, Б(а)П) >14 (очень высокая) Б(а)П, ВВ Б(а)П
Красноярск Красноярский алюминиевый завод «РУСАЛ Красноярск», красноярский машиностроительный и металлургический заводы (КраМЗ), ТЭЦ-1,2,3, частное отопление,автотранспорт NO2, NHз, Ф, Б(а)П) < 13 (высокая) Б(а)П, Ф Б(а)П
Лесосибирск Деревообрабатывающая отрасль, Новоангарский обогатительный комбинат, Новоенисейский лесохимический комплекс, котельные, частное отопление (ВВ, СО, NO2, Ф, Б(а)П) < 13 (высокая) Б(а)П, ВВ, Ф Б(а)П
Минусинск Минусинский завод строительных материалов и щебеночный завод, трикотажная фабрика, ТЭЦ (ВВ, СО, NO2, Ф, Б(а)П) > 14 (очень высокая) Б(а)П Б(а)П
Назарово Восточно-Сибирский завод металоконструкций, Назаровский машиностроительный завод, Назаровский завод Теплоизоляционных изделий и Конструкций, Назаровская ГРЭС (ВВ, СО, NO2, Ф, Б(а)П) <4 (низкая) Б(а)П -
*степень ИЗА5: очень высокая (> 14), высокая (7-13), повышенная (5-6), низкая (0-4); ** загрязняющие вещества: ВВ - взвешенные вещества; NO2, NO, SO2 и СО - оксиды азота, серы и углерода; NHз - аммиак; Ф - формальдегид; Б(а)П - бенз(а)пирен.
https://tb.istu.edu/jour/index
¥
..«г
Белых Л. И., Иванов В. Н. Закономерности загрязнения атмосферы городов ... Belykh L. I., Ivanov V. N. Air pollution trends in southern cities...
30
ю <
CO
s 25 z
CP
CD
§ 20
о
го
к 15
s
X
CD X со £ 10
<я
со
о
CD 5
ч
х
Ачинск Канск
Красноярск Лесосибирск Минусинск Назарово
2010 2012 2014 2016 2018
Время, год
2020
2022
0
Рис. 2. Динамика индекса загрязненности атмосферы (ИЗАв) в городах юга Красноярского края
Fig. 2. Dynamics of the air pollution index (APIs) in the southern cities of Krasnoyarsk region
20 18
£ d а
H
но
CD 4 X CO 12
ом
16 14
ян
а, в а,
он де ор
si
да
CD
ре нз
О аЗ
б
10
2
0
2010 2012
Ачинск Канск
Красноярск Лесосибирск Минусинск Назарово
2014 2016 2018 Время, год
2020 2022
ПДКс.с.Бп - 1 нг/м3
Рис. 3. Динамика среднегодовой концентрации бенз(а)пирена в атмосфере городов юга Красноярского края
Fig. 3. Dynamics of the average annual concentration of benz(a)pyrene in the air of the southern cities of Krasnoyarsk region
i
"T
https://tb.istu.edu/jour/index
8
6
4
Белых Л. И., Иванов В. Н. Закономерности загрязнения атмосферы городов . Belykh L. I., Ivanov V. N. Air pollution trends in southern cities...
ц
о
я од(
? CO
у -i! n; ^ сн е, а н
е р
е
i| с а) я з(
ан не
ю
ro £
а р
т н
е ^
н о
100 90 80 70 60
)К 50
П
40 30 20
Ачинск Канск
Красноярск Лесосибирск Минусинск Назарово
10 0
2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 Время, час
ПДКссБп - 1 нг/м3
Рис. 4. Динамика максимальной среднемесячной концентрации бенз(а)пирена в атмосфере городов юга Красноярского края
Fig. 4. Dynamics of the maximum average monthly concentration of benz(a)pyrene in the air of the southern cities of Krasnoyarsk region
40
з 35 р
е
§ 30 о
а 25 я
y = 2,2048x - 4424,8 -R2 = 0,6049
® 20 y = -0,5545x + 1129,1 R2 = 0,4636
н
з
я р
а з
15
g 10
т а з
а5 к о П
ИЗА5 ср. ■ Сс.г. ср. Смах ср.
= 0,2758x -551,36 R2 = 0,3447
2010 2012 2014 2016 2018
Время, год
2020
2022
Рис. 5. Динамика средних показателей загрязнения атмосферы на юге Красноярского края
(средние показатели по данным 6 городов)
Fig. 5. Dynamics of average indicators of air pollution in the southern cities of Krasnoyarsk region
(average figures for 6 cities)
https://tb.istu.edu/jour/index
¥
si
jtZA/j
Белых Л. И., Иванов В. Н. Закономерности загрязнения атмосферы городов . Belykh L. I., Ivanov V. N. Air pollution trends in southern cities...
Положительная динамика содержания Б(а)П в атмосфере указывает на рост его вклада в ранее известные источники выбросов или на появление нового источника выделения канцерогена. Таким новым источником могут быть лесные пожары, которые по статистическим данным6 имеют тренд увеличения за последнее десятилетие. В процессе горения лесов в больших количествах и на больших территориях образуются взвешенные вещества, оксид углерода и ПАУ, включая Б(а)П. Лесные пожары охватывают значительные площади и их выбросы с сопутствующими ветрами достигают многих городов и сел Красноярского края. Дым от лесных пожаров на огромной северной части Красноярского края может достигать его южных территорий, на которых наблюдается устойчивый смог на улицах как частое явление во время сезона лесных пожаров. Сопоставление концентраций Б(а)П с показа-
телями лесных пожаров за исследуемый период времени не показало статистически значимых зависимостей от количества пожаров (п) в отличие от показателей площади территорий охваченных огнем. На рис. 6 приведены положительные линейные зависимости со статистическими уровнями значимости а=0,05 и а=0,01 соответственно для показателей максимальных и среднегодовых содержаний Б(а)П в атмосфере.
Таким образом, несмотря на учет не локальных на юге, а пространственных во всем крае локализаций пожаров, влияние их на концентрации Б(а)П в атмосфере городов на юге Края не исключается. Полученные результаты ставят перед необходимостью более детального исследования и оценивания источников образования и выбросов Б(а)П в атмосферу на территории исследованных городов и региона.
40
35
на30
е р
Л 25 а
со
аЗ 20 ю 20
^ 15
а15 р
н
| 10
н о к
е5 и
н д
ред 0
О
y = 0,0147x + 11,822
R2 = 0,6728
121
y = 0,0028x + 3,2869
Сс.г. ср. Смах ср.
R2 = 0,8163
500 1000 1500 2000
Площадь лесных пожаров, тыс.га
Рис. 6. Зависимости средних концентраций of benz(a)pyrene в атмосфере 6 городов от площади лесных пожаров юга Красноярского края
Fig. 6. Dependences of average concentrations of benz(a)pyrene in the atmosphere of 6 cities on the area of forest fires in the south of Krasnoyarsk region
i
1бУ
https://tb.istu.edu/jour/index
0
Белых Л. И., Иванов В. Н. Закономерности загрязнения атмосферы городов ... Belykh L. I., Ivanov V. N. Air pollution trends in southern cities...
С помощью результатов определения Б(а)П в атмосфере городов юга Красноярского края были рассчитаны канцерогенные риски для здоровья населения от ингаляционного воздействия канцерогена. В табл. 2 приведены средние арифметические и экстремальные значения за исследуемый период времени. Они широко варьируют в зависимости от города.
Все значения ^ не превышают приемлемый уровень за исключением г. Минусинска, для которого максимальные значения превысили приемлемый уровень до двух раз. Популяционные канцерогенные риски PR для здоровья населения от ингаляционного действия Б(а)П превышали допустимый уровень
для самого населенного г. Красноярска и г. Минусинска с самой загрязненной атмосферой.
В целом, по результатам определения канцерогенных рисков за период 2011-2020 гг. можно отметить пограничные их значения между допустимыми и опасными рисками в исследуемых городах.
Несмотря на значительную часть приемлемых канцерогенных рисков от ингаляционного воздействия Б(а)П, динамика заболеваемости населения в Красноярском крае имеет тенденцию линейного увеличения (табл. 3) с высокими коэффициентами корреляции г^= = 0,980 (0,001; 5) как для общей, так и онкологической заболеваемости.
Таблица 2. Среднестатистические и экстремальные канцерогенные риски
для здоровья населения городов юга Красноярского края при ингаляционном воздействии
в 2011-2020 гг.
Table 2. Average statistical and extreme carcinogenic health risks for the population of the southern cities of Krasnoyarsk region during inhalation exposure in 2011-2020
Город Численность, тыс. чел (на 2020 г.) Концентрация, (Сс.г. ср. ±5)* (мин.- макс.) Риск(среднее ±5)
индивидуальный IR-10-6, (мин.- макс.) популяционный PR, (мин. - макс.)
Ачинск 105,5 2,6 ± 0,9 (1,3-4,1) 2,9 ± 1,0 (1,4-4,5) 0,3 ± 0,1 (0,1-0,5)
Канск 88,9 2,4 ± 1,2 (1,0-5,6) 2,7 ± 1,3 (1,1-6,2) 0,2 ± 0,1 (0,1-0,5)
Красноярск 1093,8 4,6 ± 0,9 (3,5-6,2) 5,1 ± 1,0 (3,9-6,9) 5,6 ± 1,1 (4,3-7,5)
Лесосибирск 59,3 5,4 ± 2,9 (2,7-12,7) 6,0 ± 3,2 (3,0-14,1) 0,3 ±0,2 (0,2-0,8)
Минусинск 67,9 8,8 ± 4,4 (3,9-17,9) 9,8 ± 4,9 (4,3-19,9) 0,7 ± 0,3 (0,3-1,4)
Назарово 49,7 3,0 ± 0,8 (1,5-4,2) 3,3 ± 0,9 (1,7-4,7) 0,2 ± 0,04 (0,08-0,2)
- Приемлемый: < 1010-6 Приемлемый: < 0,5
*Сс.г. ср. - среднее значение среднегодовых концентраций Б(а)П (нг/м3) за 2011-2020 гг. для отдельного города; S - стандартное отклонение среднего значения.
Таблица 3. Динамика заболеваемости по Красноярскому краю Table 3. Dynamics of incidence in Krasnoyarsk region
Показатель на 100 тыс. чел. Год
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
Злокачественные новообразования 341 350 361 400 432 440 452 469 481
Общая заболеваемость 1740 1739 1786 2028 2216 2253 2299 2447 2589
https://tb.istu.edu/jour/index
¥
"1
%LJ(J
Белых Л. И., Иванов В. Н. Закономерности загрязнения атмосферы городов ... Belykh L. I., Ivanov V. N. Air pollution trends in southern cities...
Линейные связи между показателями заболеваемости населения на территории Красноярского края и усредненными концентрациями Б(а)П в атмосфере городов его южной части характеризуются коэффициентами корреляции от 0,700 до 0,840 и соответствующими уровнями значимости от 0,10 до 0,001 в зависимости от показателя заболеваемости и учета средней годовой или максимальной среднемесячной концентрации Б(а)П.
В целом, полученные закономерности выявляют тревожные положительные тренды загрязнения атмосферы канцерогенными компонентами, сопряженными с показателями лесных пожаров и заболеваемостью населения городов Красноярского края.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Изучение динамики состояния и загрязнения атмосферного воздуха на территории городов юга Красноярского края за период с 2011 до 2020 гг. на фоне уменьшения интегрального ИЗАб выявило стабильные положительные тренды содержания в атмосфере канцерогенного Б(а)П. К наиболее загрязненным относятся города Минусинск, Лесо-сибирск, Красноярск. Показана возможная роль лесных пожаров Красноярского края в загрязнении атмосферы Б(а)П городов на юге региона. Для решения проблемы загрязнения атмосферного воздуха необходимы выявление и оценивание источников выбросов ЗВ и Б(а)П, мероприятия по их снижению, оперативный мониторинг состояния атмосферы, лесных пожаров.
Список источников
1. Danish, Ulucak R., Khan S.U.-D. Determinants of the ecological footprint: Role of renewable energy, natural resources and urbanization // Sustainable Cities and Society. 2020. Vol. 54. P. 101996. https:// doi.org/10.1016/j.scs.2019.101996.
2. Elansky N. F., Lavrova O. V., Skorokhod A. I., Belikov I. B. Trace gases in the atmosphere over Russian cities // Atmospheric Environment. 2016. V. 143. P. 108-119. https://doi.org/10.1016/j.atmo-senv.2016.08.046.
3. Elansky N. F., Ponomarev N. A., Verevkin Y. M. Air quality and pollutant emissions in the Moscow megacity in 2005-2014 // Atmospheric Environment. 2018. V. 175. P. 54-64. https://doi.org/10.1016/j.at-mosenv.2017.11.057.
4. Антохина О. Ю., Антохин П. Н., Аршинова В. Г., Аршинов М. Ю., Белан Б. Д., Белан С. Б., и др. Исследование динамики концентрации парниковых газов на территории Западной Сибири // Оптика атмосферы и океана. 2019. Т. 32. № 9. С. 777-785. https://doi.org/10.15372/A0020190910.
5. Мариев О. С., Давидсон Н. Б., Борзова И. А. Моделирование влияния урбанизации на загрязнение атмосферы в российских регионах // Журнал экономической теории. 2021. Т. 18. № 4. С. 627-641. https://doi.org/10.31063/2073-6517/ 2021.18-4.11
6. Янченко Н. И., Белых Л. И., Слуцкий С. Л., Ланько А. В. Полициклические ароматические углеводороды в твердом осадке и легколетучие
органические соединения в фильтрате снежного покрова Братска // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2016. Т. 327. № 2. С. 52-58.
7. Belykh L. I. Biomonitoring of air condition in urban environment (with regard to Irkutsk, Irkutsk region in Russia) // International Conference on Construction, Architecture and Technosphere Safety (ICCATS 2017). IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (21-22 September 2017, Chelyabinsk). Chelyabinsk, 2017. Vol. 262. https://doi. org/10.1088/1757-899X/262/1/012118.
8. Belykh L. I., Shaimanova K. A. Sources of carcinogenic risks for atmosphere of Irkutsk Region cities // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 687. Iss. 6. P. 066010. https://doi.org/10.1088/1757-899X/68 7/6/066010.
9. Belykh L. I., Garmyshev V. V. Carcinogenic hazard of forest fires for the atmosphere of the Irkutsk region cities // Prospects Mining and Metallurgy Industry Development. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (29 November to 1 December 2018, Irkutsk, Russian Federation). 2019. Vol. 229. P. 012017. Irkutsk, 2019. https://doi. org/10.1088/1755-1315/229/1/012017.
10. Белых Л. И., Будько Т. И. Бенз(а)пирен в атмосфере и его канцерогенные риски для здоровья населения городов Южного Прибайкалья // XXI век. Техносферная безопасность. 2020. Т. 5.
i
1
^ Jy >
https://tb.istu.edu/jour/index
Белых Л. И., Иванов В. Н. Закономерности загрязнения атмосферы городов . Belykh L. I., Ivanov V. N. Air pollution trends in southern cities...
№ 3 (19). С. 243-252. https://doi.org/10.21285/2500-1582-2020-3-243-252.
11. Белых Л.И., Максимова М.А. Эколого-технологическая модернизация Иркутского алюминиевого завода и ее влияние на канцерогенную опасность для города Шелехова // Экология и промышленность России. 2018. Т. 22. № 9. С. 8-
13. https ://doi.org/10.18412/1816-0395-2018-9-8-13. 12. Belykh L. I., Maksimova M. A. Thermal sources of low power and their caricena hazard to the atmosphere of the cities of the Irkutsk region // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science (SEWAN-2019). 2020. Vol. 408. P. 012028. https:// doi.org/10.1088/1755-1315/408/1/012028.
References
1. Danish, Ulucak R., Khan S.U.-D. Determinants of the ecological footprint: Role of renewable energy, natural resources and urbanization. Sustainable Cities and Society. 2020;54:101996. https://doi. org/10.1016/j.scs.2019.101996.
2. Elansky N. F., Lavrova O. V., Skorokhod A. I., Belikov I. B. Trace gases in the atmosphere over Russian cities. Atmospheric Environment. 2016;143: 108-119. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2016.08.046.
3. Elansky N. F., Ponomarev N. A., Verevkin Y. M. Air quality and pollutant emissions in the Moscow megacity in 2005-2014. Atmospheric Environment. 2018;175:54-64. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv. 2017.11.057.
4. Antokhina O. Yu., Antokhin P. N., Arshinova V. G., Arshinov M. Yu., Belan B. D., Belan S. B., et al. Dynamics of the greenhouse gas concentrations in Western Siberia. Optika atmosfery i okeana. 2019;32(9):777-785. (In Russ.). https://doi.org/10.15 372/AOO20190910.
5. Mariev O. S., Davidson N. B., Borzova I. A. The Impact of Urbanization on Atmospheric Pollution in Russian Regions. Journal of Economic Theory. 2021 ;18(4):627-641. (In Russ.). https://doi.org/10. 31063/2073-6517/2021.18-4.11.
6. Yanchenko N. I., Belykh L. I., Slutsky S. L., Lanko A. V. Polycyclic aromatic hydrocarbons in solid sediment and volatile organic compounds in the filtrate of the Bratsk snow cover. Izvestiya Tomskogo poli-tekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov = Bulletin of the tomsk polytechnic university. Geo assets engineering, 2016;327(2):52-58. (In Russ.).
7. Belykh L. I. Biomonitoring of air condition in urban environment (with regard to Irkutsk, Irkutsk region in Russia). International Conference on Construction,
Architecture and Technosphere Safety (ICCATS 2017). IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (21-22 September 2017, Chelyabinsk). Chelyabinsk, 2017. Vol. 262. p. 012118. https://doi.org/10.1088/1757-899X/262/1 /012118.
8. Belykh L. I., Shaimanova K. A. Sources of carcinogenic risks for atmosphere of Irkutsk Region cities. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 687. Iss. 6. p. 066010. https:// doi.org/10.1088/1757-899X/687/6/066010.
9. Belykh L. I., Garmyshev V. V. Carcinogenic hazard of forest fires for the atmosphere of the Irkutsk region cities. IOP Conf. Series: Earth Environ. Sci. Prospects Mining and Metallurgy Industry Development, 229, 2019, 012017. doi:10.1088/1755-1315/ 229/1/012017
10. Belykh L. I., Budko T. I. Benzo(a)pyrene in the atmosphere and its carcinogenic risks to the health of the population of Southern Baikal cities. XXI vek. Tekhnosfernaya bezopasnost' = XXI century. Tech-nosphere Safety. 2020;5(3):243-252. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/2500-1582-2020-3-243-252.
11. Belykh L. I., Maksimova M. A. Eco-technological modernization of the Irkutsk Aluminum Plant and its impact on carcinogenic hazard to Shelekhov. Ekolo-gia i promyshlennost Rossii = Ecology and Industry of Russia. 2018;22(9):8-13. (In Russ.). https://doi. org/10.18412/1816-0395-2018-9-8-13.
12. Belykh L. I., Maksimova M. A. Thermal sources of low power and their caricena hazard to the at-mos-phere of the cities of the Irkutsk region. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science (SEWAN - 2019). 2020. Vol. 408. p. 012028. https://doi.org/10.1088/1755-1315/408/1/012028.
Информация об авторах Л. И. Белых,
доктор химических наук, профессор
кафедры промышленной экологии
и безопасности жизнедеятельности,
Иркутский национальный исследовательский
технический университет,
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия,
https://orcid.org/0000-0002-2990-0059
Information about the authors
Larissa I. Belykh,
Dr. Sci. (Chem.) Professor of Industrial Ecology and Life Safety Department, Irkutsk National Research Technical University,
83 Lermontov Str., Irkutsk 664074, Russia, https://orcid.org/0000-0002-2990-0059
https://tb.istu.edu/jour/index
¥
M
19
%1A>I
Белых Л. И., Иванов В. Н. Закономерности загрязнения атмосферы городов . Belykh L. I., Ivanov V. N. Air pollution trends in southern cities...
В. Н. Иванов,
магистр,
Иркутский национальный исследовательский
технический университет,
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия
Vуacheslav N. Ivanov,
Master's degree student Irkutsk National Research Technical University,
83 Lermontov Str., Irkutsk 664074, Russia
Вклад авторов
Авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
Поступила в редакцию 11.01.2022. Одобрена после рецензирования 10.02.2022. Принята к публикации 28.02.2022.
Contribution of the author's
The authors contributed equally to this article.
Conflict of interests
The authors declare no conflict of interests.
All authors have read and approved the final manuscript.
The article was submitted 11.01.2022. Approved after reviewing 10.02.2022. Accepted for publication 28.02.2022.
i
2»!
Jy >
https://tb.istu.edu/jour/index
