УДК 614.7; 504.06]Аналіз ризику для здоров’я населення від забруднення атмосферного повітря промисловиМи підприємствами м. ЗапоріжжяТурос О.І.ДУ „Інститут гігієни та медичної екології ім.. О.М. Марзєєва АМН України”, м. Київ, УкраїнаКлючові слова: оцінка ризику, пріоритетні речовини, канцерогенний ризик, неканцерогенний ризик.Резюме. В результаті аналізу викидів 29 промислових підприємств м. Запоріжжя, на етапі ідентифікації, було визначено 52 пріоритетні хімічні речовини (17 з яких канцерогени) з загального списку, що включив 80 хімічних полютантів, які можуть чинити шкідливий вплив на здоров’я населення жителів міста. Використовуючи програмний комплекс ISС-Aеrmod були розраховані величини осереднених концентрацій та встановлені рівні канцерогенного та неканцерогенного ризику для м. Запоріжжя від забруднення атмосферного повітря, викидами пріоритетних промислових підприємств. Величини індивідуального канцерогенного ризику в м.Запоріжжя протягом всього життя в рецепторних точках знаходяться в основному на рівні 10-4, що згідно, системи критеріїв прийнятності, рекомендованої ВООЗ, потребує розробки та проведення планових оздоровчих заходів на території міста. ^ RISK ASSESSMENT FOR HUMAN HEALTH FROM THE OUTDOOR AIR POLLUTION FROM INDUSTRIAL PLANTS IN ZAPORIZHIATuros O.SI “Institute of Hygiene and Medical Ecology Academy of Medical Sciences of Ukraine”, Ukraine, Kyiv Key words: risk assessment, prioritized substances, cancer risk, non-cancer risk.Resume. In the result of emission analysis of 29 industrial enterprises in Zaporizhia 52 prioritized substances (among which 17 are carcinogens) from the total list of 80 that may cause hazardous impact on the health of city residents were defined on the identification stage. Average pollutant concentrations were calculated by means of program complex ISC-Aermod. On this ground levels of cancer and non-cancer risks for Zaporizhia city from air pollution formed by prioritized enterprises were estimated. Values of individual cancer risk in Zaporizhia for human lifetime are equal to 10-4, that in compliance with acceptability criteria worked out by WHO demands development and implementation of systematic sanitary measures on the city territory. Вступ. Сьогодні аналіз ризику для здоров’я населення з суто практичного інструменту, розробленого для прийняття управлінських рішень, трансформувався в один з важливіших елементів оцінки не тільки несприятливого впливу та гігієнічного нормування факторів довкілля, але й екології людини як інтегрованої, міждисциплінарної науки, що вивчає взаємозв’язки людини з середовищем існування. В усіх розвинутих державах світу та міжнародних організаціях методологія оцінки ризику розглядається в якості головного інструменту для прийняття управлінських рішень на локальному, регіональному, національному, міжнародному рівнях [1,2]. В той же час, вона бездоганно спрацьовує на рівні окремого виробництва чи потенційного джерела забруднення довкілля. Запровадження методології оцінки ризику дозволяє отримати чисельний вимір впливу негативних чинників довкілля на здоров’я населення, пріоритезувати низку різнопланових природоохоронних проблем і, таким чином, встановити першочерговість фінансування відповідних профілактичних заходів за умов обмежених бюджетних ресурсів [3,4]. ^ Об’єкт дослідження. Емісії пріоритетних промислових підприємств м. Запоріжжя, що створюють високі рівні забруднення атмосферного повітря на території міста. Для обраної території дослідження, були визначені промислові об’єкти (29 одиниць) з наявними діючими стаціонарними джерелами викидів та наявною інформацією щодо технологічних параметрів характеристики джерел викидів: висота, діаметр, температура газопилового потоку, швидкість газопилового потоку, об’ємна витрата та величини викидів. Отримані значення параметрів джерел викидів були занесені до електронної бази даних. За допомогою програмного забезпечення ArcGis проведені уточнення положення обраних стаціонарних джерел викиду по план-схемах промислових майданчиків взятих для дослідження об’єктів. Пріоритетні речовини були визначені на основі результатів замірів та аналізу небезпечності забруднювачів за такими банками та базами даних як IRIS, US EPA, RTECS, WHO, NCEA, та OSHA.^ Матеріали та методи дослідження. На сьогодні існує велика кількість різних прикладних програм, які реалізують на ЕОМ різні математичні моделі, в яких для систематизації та узагальнення багаточисельних даних, що характеризують якість атмосферного повітря селітебних територій та стан суспільного здоров’я, широко використовують медико-географічний підхід [5]. При виборі програми розрахунку забруднення атмосферного повітря для цілей оцінки ризику, треба враховувати її можливість визначати не тільки максимальні рівні забруднення, але й осереднені на заданий період експозиції, які максимально враховують всі фактори, які впливають на розповсюдження забруднення, а саме рельєф, клімат та характеристика землекористування території дослідження. Зважаючи на вищевикладене, у контексті рішення задач оцінки осереднених експозиційних навантажень, обумовлених забрудненням атмосфери, для розрахунку концентрацій була адаптована програма ISС-Aеrmod [6]. Модель ISС-Aеrmod для точкових стаціонарних джерел піднятих над поверхнею землі, описується статистичним рівнянням Гауса. Для кожного джерела в кожну годину часу закладається координатна система на поверхні землі в основі труби. На територію дослідження проектується координатна сітка, у вузлах якої знаходяться рецепторні точки. В результаті агрегації вище фізико-географічних параметрів території дослідження, визначаються погодинні значення концентрацій, які сумуються з метою отримання осередненої 1-годинної, 24-годинної, місячної, річної (залежно від поставленого користувачем завдання) концентрації в кожній рецепторній точці від заданої групи джерел.^ Результати та обговорення. В результаті аналізу промислових викидів, на етапі ідентифікації, було визначено 52 пріоритетні хімічні речовини з загального списку, що включив 80 хімічних полютантів, які можуть чинити шкідливий вплив на здоров’я населення жителів м. Запоріжжя (табл. 1). Використовуючи програмний комплекс ISС-Aеrmod, були розраховані величини осереднених концентрацій та встановлені рівні ризику для м. Запоріжжя від забруднення атмосферного повітря, викидами пріоритетних промислових підприємств [7,8].Таблиця 1 - Перелік пріоритетних хімічних речовин, що викидають основні промислові підприємства м. Запоріжжя № Назва речовини Вплив на органи та системи Середньорічна концентрація, мкг/м3 Неканцерогенний ризик (HQmean) 1 2 3 4 5 1,3-Бутадієн (дивініл) Репродуктивна система 0,12 0,02 Азоту діоксид ОД, кров 105,93 2,65 Азоту оксид ОД, кров 29,11 0,48 Акрилонітрил ОД, онко, репродуктивна система 0,14 0,07 Акролеїн ОД 0,84 41,89 1 2 3 4 5 Алюмінію оксид ОД 97,33 19,47 Аміак ОД 72,15 0,72 Ацетальдегид ОД 0,026 0,003 Ацетон печінка, нирки, кров ЦНС 4,67 0,0001 Бенз(а)пірен Онко, імунна система, розвиток 0,0064 6,37 Бензил хлористий (хлорметилбензол) 0,39 0,03 Бензин Очі, ОД, печінка, нирки, ЦНС 4,68 0,06 Бензол Розвиток, кров, ЦНС, імунна система, репродуктивна система 16,92 0,28 Бутилацетат ОД 9,91 0,01 Ванадій та його сполуки ОД 0,63 9,05 Вініл хлористий Розвиток, печінка, нирки ЦНС, онко 0,14 0,03 Водню хлорид ОД 75,96 3,79 Вуглецю оксид ОД 845,62 0,28 Епіхлоргідрин ОД, очі 0,063 0,06 Етилацетат ОД, ЦНС 22,12 0,007 Етилбензол Розвиток, печінка, нирки 140,6 0,14 Заліза оксид* (у перерахунку на залізо) ОД 49,39 1,23 Заліза сульфат* (у перерахунку на залізо) ОД 0,098 0,014 Кадмій сірчанокислий Нирки, ОД, онко 6E-05 0,003 Ксилол ЦНС, ОД, нирки, печінка 11,39 0,11 Марганець та його сполуки ЦНС, НС, ОД 3,81 76,3 Метан 1629,4 0,03 Метилетилкетон 127,35 1,27 1 2 3 4 5 Мідь сірчанокисла (у перерахунку на мідь) ОД 0,26 13,29 Мідь сірчиста (у перерахунку на мідь) ОД 0,018 0,91 Мідь та її сполуки (у перерахунку на мідь) ОД 2,27 113,7 Нафталін ОД 1,75 0,58 Нікель та його сполуки ОД, кров, імунна система, онко, ЦНС 0,33 6,59 Речовини у вигляді суспендованих твердих частинок (PM10) ОД, ССС, розвиток, смертність 343,3 6,8 Ртуть азотнокисла окисна водна (у перерахунку на ртуть) ЦНС, нирки 2E-05 0,00006 Ртуть металічна ЦНС 2E-05 0,00006 Сажа ОД 57,15 1,14 Свинець та його сполуки ЦНС, кров, розвиток, РС, нирки 0,049 0,33 Сірки діоксид ОД, смертність 236,01 4,72 Сірководень 2,26 1,13 Сірковуглець ЦНС, розвиток 0,26 0,0004 Стирол ЦНС 0,52 0,0005 Сульфатна кислота ОД 8,12 8,12 Толуол ЦНС, ОД, розвиток 140,59 0,35 Уайт-спірит ЦНС 15,73 0,016 Фенол ССС, нирки, печінка, ЦНС, ОД 1,21 0,20 Формальдегід ОД, очі, імунна система 8,32 2,77 Фтористі газоподібні сполуки ОД 3,58 0,25 1 2 3 4 5 Хлор та сполуки хлору ОД 8,53 42,67 Хром (VI) ОД, онко 1,44 14,36 Циклогексанон 2,54 0,003 Цинк та його сполуки (у перерахунку на цинк) ОД, імунна система, кров 1,89 0,054 Отримані в результаті виконання алгоритму моделі ISC-Aermod значення концентрацій були використані для оцінки ризику виникнення негативних ефектів для здоров’я населення від забруднення атмосферного повітря стаціонарними джерелами. Розраховані значення 1-годинних концентрацій прирівняні до максимально разових, 24-годинні – до середньодобових. 1 та 24 годинні змодельовані концентрації були покладені в основу для розрахунків, тоді як середньомісячні концентрації можуть рекомендуватися для обґрунтування прийняття рішень стосовно управління ризиками. Середньорічні концентрації надали можливість розрахувати ризики від окремих речовин і визначитися з їхніми діапазонами. Для оцінки впливу хімічних речовин щодо ймовірність виникнення у експонованого населення шкідливих короткострокових та довгострокових ефектів при хронічній інгаляційній дії малих концентрацій, були проведені розрахунки індексів небезпеки (HQ), що є співвідношенням між величинами експозиції і безпечним (референтним) рівнем дії [9]. Як видно з табл. 1, перевищення індексів небезпеки (HQ>1), з позиції оцінки неканцерогенних ефектів характерне для 19 хімічних сполук, а саме: азоту діоксиду, акролеїну, алюмінію оксиду, бенз(а)пірену, ванадію та його сполук, водню хлориду, заліза оксиду (у перерахунку на залізо), марганцю та його сполук, метилетилкетону, міді сірчанокислої (у перерахунку на мідь), міді та її сполук (у перерахунку на мідь), нікелю та його сполук, сажі, сірки діоксиду, сірководню, сірчаної кислоти, формальдегіду, хлору та його сполук та хрому (VI). Найбільш несприятливим відносно ризику розвитку неканцерогенних ефектів з урахуванням розрахованих індексів небезпеки є вплив на: органи дихання (HQ=183) за рахунок: міді та її сполук (у перерахунку на мідь), сульфатної кислоти (сірчана кислота), бенз(а)пірену, сірководню, нікелю та його сполук, алюмінію оксиду, хрому та його сполук, формальдегіду; центральну нервову систему (HQ=15,2) за рахунок: сульфатної кислоти (сірчана кислота), нікелю та його сполук, бензолу, ксилолу, фенолу, акрилонітрилу, метану, стиролу; кров (HQ=9,8), за рахунок нікелю та його сполук, азоту діоксиду, бензолу, свинцю та його сполук; імунну систему (HQ=9,4) за рахунок нікелю та його сполук та формальдегіду; розвиток (HQ=7), за рахунок бенз(а)пірену, бензолу, толуолу. При аналізі рівнів забруднення атмосферного повітря хімічними канцерогенами, межі ризику становили: акрилонитріл (4,9×10-10÷1,4×10-5), 1,3-бутадієн (5,0×10-7÷1,0×10-4), етилбензол (1,6×10-6÷2,4×10-4), епіхлоргідрин (5,9×10-6÷1,0×10-3), ацетальдегід (1,1×10-10÷8,4×10-8), сажа (1,3×10-5÷3,7×10-4), бензол (2,4×10-6÷2,0×10-4), нікель та його сполуки (2,3*10-6÷2,1*10-4), хром (VI) (2,0*10-4÷2,6*10-2), свинець та його сполуки (5,2*10-9÷8,4*10-7), бенз(а)пірен (2,9×10-7÷8,4×10-3), бензин (5,6×10-7÷7,3×10-5) , бензил хлористий (1,5×10-6÷2,9×10-5), вініл хлористий (8,5×10-8÷1,8×10-5), кадмій сірчанокислий (1,4×10-11÷1,64×10-7), стирол (8,0×10-9÷3,5×10-7), формальдегід (8,7×10-7÷1,6×10-4) від викидів стаціонарних джерел було встановлено, що величини індивідуального канцерогенного ризику протягом всього життя в рецепторних точках знаходяться в основному на рівні 10-4, що є досить високим показником, й для такого промислового міста, як Запоріжжя (табл. 1) [10,11]. Згідно системи критеріїв прийнятності, рекомендованої ВООЗ, виникнення такого рівня ризику потребує розробки та проведення планових оздоровчих заходів. Планування заходів щодо зниження ризиків в даному випадку повинно базуватися на результатах більш поглибленої оцінки різних аспектів існуючих проблем та встановленні ступеня їх пріоритетності щодо інших гігієнічних, екологічних, соціальних та економічних проблем на досліджуваній території. Але слід звернути пильну увагу на рівні ризику, що створюють на території дослідження викиди хрому (VI). Такі рівні ризику непридатні ні для населення, ні для професіоналів (індивідуальний ризик протягом життя рівний або більший ніж 1*10-3), що потребує детальної перевірки з метою виключення дублювання даних щодо викидів в різних документах статистичної звітності, а у разі істинності отриманого результату -проведення екстрених оздоровчих заходів щодо зниження ризику з боку органів влади міста в Заводському та Шевченківському районах [11,12].Висновки. Виконані дослідження надають можливість визначення прийнятних рівнів ризику для здоров’я населення м. Запоріжжя і в першу чергу спрямувати зусилля на подолання рівнів недопустимого ризику від хімічних речовин, що створюють високі рівні. Зважаючи на те, що кінцева величина ризику після проведення профілактичних і природоохоронних заходів повинна досягти прийнятного (або цільового) ризику, слід обговорити питання можливостей міста щодо зниження викидів саме цих речовин та умов специфічної профілактики для цільової групи населення, яке проживає в рецепторних точках. ^ Перелік посилань. Використання оцінки ризику для здоров’я населення в пілотному проекті Американської агенції з охорони довкілля щодо впровадження методології оцінки ризику в Україні / А.М. Сердюк, О.І. Турос, А.А.Петросян та ін. // Гігієна населених місць: Зб. наук. праць. – К., 2006. - Вип.48. – С. 39-43. Сердюк А.М., Дюканов В.Г., Турос О.І. Можливості оптимізації екологічної політики за рахунок впровадження екологічного аналізу факторів ризику для здоров`я // Гігієна населених місць: Зб. наук. праць. – К., 2004. - Вип.44. – С. 572-576. Развитие методологии оценки риска как одно из приоритетных направлений медицины окружающей среды / С.М. Новиков, Т.А. Шашина, Н.С. Скворцова и др.// Итоги и перспективы научных исследований по проблеме экологии человека и гигиены окружающей среды: Сб. науч. тр. – М., 2006. – С. 600-616. Рахманин Ю.А., Новиков С.М., Шашина Т.А. Современные направления методологии оценки риска // Гигиена и санитария. – 2007. - №1. – С. 3-8. Jarup L. Health and Environment Information Systems for Exposure and Disease Mapping and Risk Assessment //Environmental Health Perspectives. - 2004. – V.112, № 9. - Р. 995–997. User’s guide for the industrial source complex (ISC3) dispersion models .-Vol. II. Description of model algorithms/ Environmental Protection Agency. - North Carolina, 2000.- 128 р. Основы оценки риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду / Г.Г. Онищенко, С. М.Новиков, Ю. А.Рахманин и др.; НИИ ЭЧ и ГОС – М., 2002. - 408 с. Руководство по оценке риска для здоров’я населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. – М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава Росси,2004.–143 с. Guidelines: Health risk assessment and valuation of human health / Environmental Protection Agency. – Washington, 2001.- 32 р. Ревич Б.А., Авалиани С.Л., Тихонова Г.И.. Основы оценки воздействия загрязненной окружающей среды на здоровье человека. - М.:Акрополь, ЦЕПР, 2004. – 268 с. Мониторинг качества атмосферного воздуха для оценки воздействия на здоровье человека: Региональные публикации №85. - Копенгаген: ВОЗ, 2001. – 294 с. Air quality guidelines for Europe-2nd ed. / WHO Regional Office for Europe: Copenhagen, 2000. - Series, No. 91. – 103 р.