Comparative characteristics of emissions priority carcinogens by stationary sources into the air atmosphere of areas of the Ryazan region

Aleksej A. Dementyev; Дементьев Алексей Александрович; Aleksandr A. Lyapkalo; Ляпкало Александр Андреевич; Aleksandr M. Tsurgan; Цурган Александр Михайлович; Galina N. Bulychova; Булычева Галина Николаевна; Elena P. Korshunova; Коршунова Елена Петровна

doi:10.23888/PAVLOVJ2019273353-359

Сравнительная характеристика выбросов приоритетных канцерогенов стационарными источниками в атмосферный воздух районов рязанской области

Авторы: Дементьев А.А.¹, Ляпкало А.А.², Цурган А.М.¹, Булычева Г.Н.¹, Коршунова Е.П.¹
Учреждения:
1. ФГБОУ ВО Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова Минздрава России
2. ФГБОУ ВО Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова Минздрава России
Выпуск: Том 27, № 3 (2019)
Страницы: 353-359
Раздел: Оригинальные исследования
Статья получена: 06.10.2019
Статья опубликована: 08.10.2019
URL: https://journals.eco-vector.com/pavlovj/article/view/16344
DOI: https://doi.org/10.23888/PAVLOVJ2019273353-359
ID: 16344

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Цель. Оценка динамики выброса приоритетных канцерогенов от стационарных источников в районах Рязанской области в 2009 и 2016 гг.

Материалы и методы. Для анализа использовались официальные статистические данные об объемах загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух от стационарных источников. Приоритетность определялась путем расчета приведенного выброса с учетом фактора наклона канцерогенного потенциала при ингаляционном пути поступления. Динамика выбросов канцерогенов оценивалась по темпу прироста.

Результаты. Исследование показало, что к приоритетным химическим канцерогенам, поступающим в атмосферный воздух муниципальных образований Рязанской области от стационарных источников, были отнесены: хром (Cr) (VI), углерод (сажа), бензол, бензин (нефтяной) и формальдегид. С 2009 по 2016 гг. регистрировалось сокращение суммарного приведенного выброса канцерогенов на 39,4%, особенно бензола, сажи и формальдегида, что привело к существенному изменению его структуры – значительному увеличению удельного веса Cr (VI) (до 55,7%, в 1,5 раза) и почти двукратном снижении доли бензола (до 23,3%). В указанные годы более 90% суммарного приведенного выброса канцерогенов в Рязанской области формировалось стационарными источниками городов Рязани и Скопина, Рязанского и Скопинского районов.

Заключение. Для большинства муниципальных образований Рязанской области было характерно снижение суммарного приведенного выброса канцерогенов, кроме Александро-Невского, Милославского, Пронского, Захаровского и Шиловского районов, в которых, наоборот, отмечалось его увеличение. В г. Рязани на фоне выраженного снижения эмиссии сажи и бензола, соответственно на 81,7 и 69,4%, регистрировалось увеличение выброса в атмосферный воздух формальдегида на 37,4%.

Ключевые слова

атмосферный воздух, выбросы, стационарные источники, канцерогены

Полный текст

Атмосферный воздух является одним из наиболее значимых факторов окружающей среды, при этом наибольшее антропогенное воздействие на него оказывают промышленные предприятия, теплоэнергетика и транспорт [1, 3, 4]. По данным Федерального информационного фонда социально-гигиенического мониторинга (ФИФ СГМ), ведущими загрязнителями атмосферного воздуха в нашей стране в 2004-2008 гг. являлись азота диоксид, взвешенные вещества, углерода диоксид, серы диоксид, а также такие химические канцерогены как: формальдегид, свинец и его неорганические соединения, бенз(а)пирен, соединения Cr (VI) и фенола [2]. Под их воздействием находится около 50 млн человек [5], поэтому при оценке реальной канцерогенной опасности загрязнения атмосферного воздуха необходимо, учитывать состав присутствующих в нем соединений, а также возможность их комбинированного действия. Наибольшей канцерогенной опасности подвергается часть населения, проживающая в зоне влияния выбросов канцерогенных веществ от промышленных предприятий [6]. Так, по данным Роспотребнадзора в пределах санитарно-защитных зон промышленных предприятий России проживает свыше 3,2 млн человек, или более 2% всего населения России. Имеются данные о возможном увеличении онкологической заболеваемости населения, проживающего в непосредственной близости от предприятий, загрязняющих атмосферный воздух химическими канцерогенами [2, 5].

Таким образом, сравнительная оценка структуры выбросов токсикантов в атмосферный воздух и их динамика, с учетом канцерогенного потенциала, является важной задачей для разработки мероприятий по обеспечению экологической безопасности.

Цель – оценка динамики выброса приоритетных канцерогенов в районах Рязанской области.

Материалы и методы

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

составлены списки приоритетных химических канцерогенов, загрязняющих атмосферный воздух в муниципальных образованиях Рязанской области;
проведена сравнительная оценка изменения структуры выбросов приоритетных химических канцерогенов, поступающих в атмосферный воздух муниципальных образований Рязанской области от стационарных источников загрязнения;
сравнительная оценка и ранжирование районов Рязанской области по динамике выбросов приоритетных химических канцерогенов, поступающих в атмосферный воздух.

Данные о выбросах канцерогенов были взяты из сборников «Охрана атмосферного воздуха, текущие затраты на охрану окружающей среды и экологические платежи» за 2009 и 2016 гг. Федеральной службы государственной статистики [7, 8]. Приоритетность канцерогенов определялась путем расчета приведенных выбросов (произведение величины эмиссии химического канцерогена в атмосферный воздух на коэффициент SFi – фактор наклона канцерогенного потенциала при ингаляционном пути поступления) с последующим их ранжированием [9]. В список приоритетных были отнесены вещества из ранжированного списка канцерогенов суммарный вклад, которых в величину валового приведенного выброса канцерогенов составлял 97%. Статистическая обработка проводилась методами χ²и корреляционного анализа.

Результаты и их обсуждение

Исследование показало, что в 2016 г. к приоритетным химическим канцерогенам, поступающим в атмосферный воздух районов Рязанской области от стационарных источников, были отнесены в порядке убывания вклада в валовой приведенный выброс такие загрязняющие вещества как: Cr (VI), углерод (сажа), бензол, бензин (нефтяной) и формальдегид (табл. 1).

Таблица 1

Приоритетные канцерогены, поступающие в атмосферный воздух муниципальных районов Рязанской области с выбросами стационарных источников

Вещество	M_i, тонны	SF_i	М_i× SF_i, условные тонны	Структура приведенного выброса, %
Cr (VI)	0,413	42	17,346	58,4
Сажа	377,14	0,0155	5,84567	19,7
Бензол	146,993	0,027	3,968811	13,4
Бензин (нефтяной)	33,652	0,035	1,17782	4,0
Формальдегид	10,467	0,046	0,481482	1,6
Итого				97,1

Примечание: SFi – фактор наклона канцерогенного потенциала при ингаляционном пути поступления; Мi – выброс (поступление загрязняющего вещества в атмосферу); Мi×SFi – приведенный выброс (выброс с учетом выраженности канцерогенного действия).

В 2009 г. на первом месте по величине вклада в структуру суммарного приведенного выброса канцерогенов, поступающих в атмосферный воздух Рязанской области, находился бензол, доля которого составляла 44,2% (рис. 1). Более трети в структуре приходилось на Cr (VI), который занимал второе ранговое место, далее в порядке убывания вклада находились сажа, бензин и формальдегид.

Семнадцатилетний период истории России, сопровождавшийся значительными изменениями производственных сил, привел к существенному изменению структуры приведенного выброса канцерогенов, поступающих в атмосферный воздух от стационарных источников Рязанской области. Так, в 2016 г. по сравнению с 2009 г. вклад Cr (VI) в суммарный приведенный выброс канцерогенов увеличился в 1,5 раза и достиг 55,7%, что позволило вышеназванному поллютанту выйти на первое ранговое место в области среди выявленных канцерогенов. Кроме того, в структуре выбросов отмечалось почти двукратное снижение доли бензола и увеличение удельного веса бензина, тогда как доли сажи и формальдегида существенно не изменились.

В таблице 2 представлена динамика выбросов приоритетных канцерогенов в Рязанской области и её отдельных муниципальных образованиях. Исследования показали, что за 8 лет суммарный приведенный выброс канцерогенов, поступающих в атмосферный воздух Рязанской области, сократился на 39,4% и в 2016 г. составил 16,9 условных тонн (усл. тонн). При этом имело место выраженное снижение поступления в атмосферный воздух почти всех приоритетных канцерогенов, особенно бензола (на 68,8%), сажи и формальдегида (соответственно на 47,6 и 43,0%).

Рис. 1. Структура суммарного приведенного выброса канцерогенов

В 2009 и 2016 гг. основной вклад в формирование суммарного приведенного выброса канцерогенов, поступающих в атмосферный воздух Рязанской области, вносили стационарные источники г. Рязани, на долю которых приходилось соответственно 74,7 и 61,3% выбросов, хотя за этот период, выброс канцерогенов в атмосферный воздух областного центра снизился на 50,3% и в 2016 г. составил 10,4 усл. тонны. Это уменьшение, в основном, было обусловлено снижением эмиссии сажи и бензола (соответственно на 81,7 и 69,4%). При этом, поступление в атмосферный воздух формальдегида увеличилось на 37,4%, а его приведенный выброс в 2016 г. составил 0,24 усл. тонны.

Исследованием установлено, что Скопинский район занимает второе ранговое место по величине консолидированного приведенного выброса канцерогенов в атмосферный воздух, хотя на конец рассматриваемого периода его объем сократился на 19,9% и составил 1,57 усл. тонны. Выявленное снижение выбросов было, в основном, обусловлено значительным уменьшением поступления в атмосферный воздух сажи и бензола (соответственно на 97,9 и 99,7%) и полным прекращение поступления в атмосферный воздух формальдегида.

В период с 2009 по 2016 гг. суммарный приведенный выброс канцерогенов в атмосферный воздух г. Скопин сократился на 26,6%, составил 0,94 усл. тонны или 5,5% от такового в целом по Рязанской области, в основном, за счет прекращения выбросов Cr (VI), бензола и формальдегида, хотя имело место незначительное увеличение поступления в атмосферный воздух бензина (на 12,3%). На территории Рязанского района приведенный выброс канцерогенов увеличился на 126,1% и к 2016 г. составил 2,42 усл. тонны, а его вклад в аналогичный показатель в целом по области увеличился с 3,8% до 14,2%, и был обусловлен значительным увеличением выбросов Cr (VI) – на 323,1%, бензина – на 96,3%, сажи – на 72% и бензола – на 15,4%. Следует отметить, что стационарные источники четырёх вышеописанных муниципальных образований формируют не менее 90% суммарного приведенного выброса канцерогенов в Рязанской области.

Таблица 2

Выбросы приоритетных канцерогенов в Рязанской области и её отдельных муниципальных образованиях в 2009 и 2016 гг.

Районы и города	Суммарный приведенный выброс, усл. тонны*		Структура суммарного приведенного выброса, %		Темп прироста (сокращения), %
Районы и города	2009 г.	2016 г.	2009 г.	2016 г.	Темп прироста (сокращения), %
г. Рязань	20,965	10,422	74,7	61,3	-50,3
Скопинский район	1,961	1,571	7,0	9,2	-19,9
г. Скопин	1,275	0,936	4,5	5,5	-26,6
Рязанский район	1,069	2,417	3,8	14,2	126,1
г. Сасово	0,831	0,296	3,0	1,7	-64,4
г. Касимов	0,390	0,334	1,4	2,0	-14,4
Касимовский район	0,328	0,211	1,2	1,2	-35,5
Клепиковский район	0,247	0,224	0,9	1,3	-9,5
Ряжский район	0,188	0,033	0,7	0,2	-82,3
Спасский район	0,184	0,022	0,7	0,1	-87,9
Рыбновский район	0,180	0,022	0,6	0,1	-87,7
Шиловский район	0,125	0,165	0,4	1,0	32,4
Михайловский район	0,091	0,047	0,3	0,3	-48,0
Пронский район	0,071	0,184	0,3	1,1	160,5
Шацкий район	0,059	0,009	0,2	0,1	-84,9
Чучковский район	0,053	0,027	0,2	0,2	-49,5
Кораблинский район	0,022	0,022	0,1	0,1	-0,4
Ермишинский район	0,007	0,013	0,02	0,1	91,9
Захаровский район	0,006	0,013	0,02	0,1	111,1
Милославский район	0,004	0,014	0,01	0,1	249,4
Александро-Невский район	0,002	0,009	0,01	0,1	328,2
В целом, по Рязанской обл.	28,057	16,991	100,0	100,0	-39,4
χ² = 2,4 при р = 0,9; r_xy = 0,982 при р <0,01

Примечание: *– суммарный приведенный выброс – $\sum_{i = 1}^{n} M_{i} \times S F_{i}$ .

Для большинства остальных муниципальных образований Рязанской обл. характерно снижение суммарного приведенного выброса канцерогенов, а наиболее выраженные темпы его снижения регистрировались в Спасском, Рыбновском, Шацком и Ряжском районах и находилось в пределах 87,9 – 82,3%. В Александро-Невском, Милославском, Пронском, Захаровском и Шиловском районах отмечалось увеличение суммарного приведенного выброса канцерогенов, при этом наибольший темп прироста был характерен для Александро-Невского района (328,2%), а наименьший – для Шиловского (32,4%).

Сравнение распределений значений суммарных приведенных выбросов канцерогенов в муниципальных образованиях Рязанской области по критерию χ² не выявил статистически значимых отличий (χ²=2,4 при р=0,9), что позволяет предположить наличие единой тенденции к сокращению выбросов канцерогенов в атмосферный воздух, характерной для районов Рязанской области. Выдвинутое предположение подтверждается результатами корреляционного анализа, свидетельствующего и выраженной прямой связи суммарных приведенных выбросов канцерогенов в атмосферный воздух муниципальных образований в сравниваемые годы (r_xy=0,982 при р<0,01).

Заключение

К приоритетным химическим канцерогенам, поступающим в атмосферный воздух муниципальных образований Рязанской области от стационарных источников, были отнесены Cr (VI), углерод (сажа), бензол, бензин (нефтяной) и формальдегид. С 2009 по 2016 гг. регистрировалось сокращение суммарного приведенного выброса канцерогенов на 39,4%, особенно бензола, сажи и формальдегида, что привело к существенному изменению его структуры – значительному увеличению удельного веса Cr (VI) (до 55,7%, в 1,5 раза) и почти двукратному снижению доли бензола (до 23,3%). Более 90% суммарного приведенного выброса канцерогенов в Рязанской области формировалось стационарными источниками г. Рязани и Скопина, Рязанского и Скопинского районов.

Для большинства муниципальных образований характерно снижение суммарного приведенного выброса канцерогенов, тогда как в Александро-Невском, Милославском, Пронском, Захаровском и Шиловском районах отмечалось его увеличение. В г. Рязани на фоне выраженного снижением эмиссии сажи и бензола в атмосферный воздух, соответственно на 81,7 и 69,4%, регистрировалось увеличение выброса формальдегида на 37,4%.