В статье приведена оценка экологического риска для предприятий угольной промышленности г.Новокузнецка, в том числе Западно-Сибирского металлургического комбината. По итогам оценки рисков здоровью сделаны выводы о влиянии на здоровье населения г. Новокузнецка выбросов предприятий угледобычи и обогащения. Кроме того, представлены результаты исследования по промышленным выбросам высотных источников доменного производства крупных предприятий черной металлургии г. Новокузнецка. Представлена информация для идентификации опасности здоровью населения. Указаны конкретные компоненты промышленных выбросов; результаты оценки риска хронической интоксикации для населения, проживающего в различных селитебных зонах города. Установлены кратности превышения приемлемого риска, вклады отдельных загрязнителей в формирование риска.
Методология анализа риска может служить основой повышения результативности и бюджетной эффективности контроля и надзора в сфере охраны окружающей среды, особенно в сфере обеспечения безопасности здоровью населения, стандартизации природоохранных процессов и оздоровительных мер на уровне отдельного хозяйствующего субъекта [1]. Оценка риска позволяет расширить представления об особенностях формирования здоровья населения крупного промышленного центра; использовать современный комплекс существующих базовых гигиенических, статистических и экономических методов исследования; показать влияние на здоровье населения загрязнения атмосферного воздуха и водопроводной воды; изучить причинно-следственные связи между показателями заболеваемости населения и загрязнения окружающей среды.
Угольная промышленность является основой экономики Кемеровской области, обеспечивая доходную часть бюджета и определяя специфику развития региона. Практически во всех городах области присутствуют шахты, разрезы, обогатительные фабрики. Динамика добычи угля показывает устойчивый рост в течение многих лет.
Но, наряду с положительным экономическим эффектом роста добычи, наблюдается возрастание воздействия угледобычи и углеобогащения на окружающую среду. Наиболее критическое положение сложилось в г. Новокузнецке, являющемся центром как металлургической, так и угольной промышленности, в котором загрязнение окружающей среды находится на высоком уровне из-за несовершенства применяемых технологий, износа оборудования, низкой эффективности очистных сооружений.
Материалы и методы
В настоящее время в г. Новокузнецке действуют следующие предприятия по добыче и обогащению угля:
- ОАО «Шахта Большевик» — угледобывающее предприятие, входит в состав «Холдинга Сибуглемет»;
- ОАО «Шахта Полосухинская» — угледобывающее предприятие, входит в состав «Холдинга Сибуглемет»;
- ЗАО «Шахта Антоновская» — угледобывающее предприятие, входит в состав «Холдинга Сибуглемет»;
- ОАО «Шахта Юбилейная» — добыча каменного и коксующего угля, входит в состав ЗАО «ТопПром»;
- ОАО ЦОФ «Кузнецкая» — обогащение угля;
- ОАО ЦОФ «Абашевская» — обогащение угля.
В статье по оценке экологического риска от угольных предприятий нами использовались тома предельно допустимых выбросов этих промышленных объектов (тома ПДВ). Том ПДВ содержит следующие характеристики промышленного предприятия: количество и наименование источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, высота и диаметр этих источников, скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника, температура отходящих газов, а также масса выбросов каждого из токсичных веществ, выраженная как в тоннах в год, так и в граммах в секунду.
Город Новокузнецк расположен в котловине, окруженной отрогами горных хребтов юга Западной Сибири. Город застраивался и развивался отдельными площадками. В результате селитебные зоны расположены между промышленными площадками крупных предприятий. ЦОФ «Кузнецкая» и все угольные шахты расположены в северной части города и входят в состав Заводского промышленного узла. ЦОФ «Абашевская» находится в восточной части города и входит в состав Кузнецкого промузла наряду с алюминиевым и ферросплавным заводами. Нами были определены на территории Северного промузла 11 точек воздействия концентраций токсичных веществ (11 ТВК), имплицированные с микрорайонами селитебной застройки. Данные ТВК использовались для расчета рисков, связанных с выбросами в воздушный бассейн ЦОФ «Кузнецкая» и угольных шахт. Также были определены 14 ТВК в Кузнецком промузле, данные ТВК попадают в зону рассеивания выбросов ЦОФ «Абашевская» и использованы нами при оценке экологического риска от данного предприятия. Располагая данными по расстоянию между каждой из ТВК и каждым источником выбросов, мы рассчитывали максимальные и среднегодовые концентрации токсичных веществ от каждого источника выбросов в каждой из ТВК.
Оценка риска, связанного с расчетными концентрациями атмосферных примесей, проводилась на основе расчетов максимальных и среднегодовых концентраций с использованием унифицированной программы расчета загрязнения атмосферы «Эколог» (вариант «Базовый», версия 3.0). При моделировании рассеивания выбросов использовалась сетка рецепторных точек с шагом по оси Х и Y в 100 м, которая равномерно покрывает территорию рассматриваемых промузлов. Модель «Эколог» позволяет рассчитать приземные концентрации загрязняющих веществ в атмосфере в соответствии с «Методикой расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах промышленных предприятий (ОНД-86)».
Для оценки неканцерогенных рисков целесообразным явилось использование пороговых моделей, основанных на использовании референтных концентраций. Данная модель, в отличие от линейно-экспоненциальных, не зависит от такой характеристики, как класс опасности загрязняющего вещества и реализуется с помощью коэффициента опасности [2].
Коэффициенты опасности рассчитывались отдельно по каждому веществу в каждой расчетной точке и дифференцировались для разных условий (острое и хроническое воздействие). Коэффициент опасности представляет собой кратность референтной концентрации для острого или хронического воздействия от максимальной или среднегодовой расчетной концентрации токсичного вещества в приземном слое воздуха. Индекс опасности является суммацией коэффициентов опасности от отдельных загрязняющих веществ [3].
Расчет индивидуального ингаляционного канцерогенного риска осуществлялся в соответствии с «Руководством по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду (Р 2.1.10.1920–04)». Значение канцерогенного риска зависит от следующих параметров: среднегодовая расчетная концентрация канцерогенного вещества в приземном слое воздуха, суточный объем дыхания, вес тела среднестатистического индивидуума, факторпотенциал канцерогенного эффекта.
Результаты и обсуждение
Как показывает практика, основными загрязняющими веществами, выбрасываемыми в атмосферу при работе угольных предприятий, являются пыль (угольная, пустой породы, древесная), диоксид азота, диоксид серы, оксид углерода, зола углей, оксид железа, метан.
Уже на этапе анализа перечня и величины выбросов видно, что выбросы от обогатительных фабрик существенно превышают выбросы от шахт (табл. 1).
Показатели выбросов загрязняющих веществ от шахт и обогатительных фабрик (по данным предприятий)
Т а б л и ц а 1
Выбросы в воздушный бассейн диоксида азота от обогатительных фабрик составляют 165,88 т/г, в то время как выбросы данного загрязнителя, отходящие от шахт, равны 0,029 т/г. Поступление диоксида серы в атмосферный воздух, индуцированное ЦОФ, превышает шахтовые выбросы в 2984 раза, оксида углерода — в 1176 раз; оксида железа — в 5,8 раза; угольной пыли — в 18820 раз.
Индексы опасностей, рассчитанные для острого и хронического неканцерогенных воздействий, приведены в таблицах 2, 3.
Т а б л и ц а 2
Индексы опасностей в контрольных точках при остром и хроническом воздействиях выбросов ЦОФ «Абашевская»
Т а б л и ц а 3
Индексы опасностей в контрольных точках при остром и хроническом воздействиях выбросов ЦОФ «Кузнецкая»
В ряде селитебных микрорайонов Кузнецкого промузла индекс опасности острого воздействия выбросов ЦОФ «Абашевская» превышает допустимый уровень, равный единице, в 1,05–10,5 раза. Это свидетельствует о том, что при максимальной загрузке оборудования выбросы ЦОФ могут создавать в атмосферном воздухе селитебной зоны концентрации токсичных веществ, способные вызывать острые токсические эффекты у постоянно проживающего там населения. В то же время индексы опасности хронического воздействия выбросов обеих ЦОФ находятся на приемлемом уровне, и, таким образом, среднегодовые концентрации загрязняющих веществ, имплицированные выбросами углеобогатительных фабрик, не вносят значительный вклад в формирование хронической заболеваемости населения рассматриваемых селитебных зон. Что касается индексов опасности острого воздействия, связанных с поступлением в атмосферный воздух токсичных веществ от ЦОФ «Кузнецкая», то они также превышают приемлемое значение индекса риска в 1,29–7,9 раза, и население микрорайонов, прилегающих к данному промпредприятию, также подвержено высокому риску острых токсических эффектов.
Учитывая малые концентрации канцерогенных веществ, обусловленных выбросами шахт, расчет индивидуальных канцерогенных рисков от шахт является нецелесообразным. Величины канцерогенных рисков, обусловленных выбросами обогатительных фабрик, приведены в таблицах 4 и 5.
Т а б л и ц а 4
Индивидуальные канцерогенные риски, имплицированные выбросами ЦОФ «Абашевская»
Т а б л и ц а 5
Индивидуальные канцерогенные риски, имплицированные выбросами ЦОФ «Кузнецкая»
Индивидуальные канцерогенные риски, связанный с выбросами ЦОФ «Абашевская», в ряде точек воздействия превышают приемлемое значение, равное 1·10–4 (превышение составляет 1,04–2,11 раза). Основной вклад в формирование канцерогенных рисков вносят выбросы сажи и бензола. Ингаляционный риск канцерогенного эффекта, имплицированный выбросами ЦОФ «Кузнецкая», находится на приемлемом уровне.
В ходе работы было выявлено, что загрязняющие вещества, образующиеся при работе шахт, практически не выбрасываются в атмосферу, так как основные производственные процессы проходят под землей. Это подтверждается анализом рисков здоровью населения, проживающего вблизи этих предприятий. Острые и хронические риски, выраженные через индекс опасности, не превышают 1, а канцерогенные — менее 10–4. Это позволяет охарактеризовать риски от шахт как незначительные.
Риски здоровью населения от выбросов ЦОФ «Кузнецкая» и ЦОФ «Абашевская» достигают неприемлемых значений в непосредственной близости от предприятий. Индекс опасности для острого воздействия больше 1, а для хронического воздействия практически не превышает 1. Это говорит о том, что население, проживающее в непосредственной близости от ЦОФ, подвергается интенсивному воздействию при активизации отдельных производственных процессов.
Основными загрязняющими веществами, вносящими свой вклад в величину рисков, являются угольная пыль, оксиды азота, диоксид серы. Метан, являющийся специфическим для данного вида деятельности загрязняющим веществом, по результатам анализа риска признан мало воздействующим веществом.
В целом угольную промышленность г. Новокузнецка можно охарактеризовать, как деятельность, мало влияющую на загрязнение воздуха в г. Новокузнецке. Основной вклад в риски здоровью населения вносят ЦОФ, но это влияние носит локальный характер.
Список литературы
- Авалиани С.Л., Безпалько Л.Е., Бобкова Т.Е., Мишина А.Л. Перспективные направления развития методологии анализа риска в России // Гигиена и санитария. — 2013. — № 1. — С. 33–35.
- Р 2.1.10.1920–04 Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. — М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава РФ, 2004. — 111 с.
- Сынзыныс Б.И., Тянтова Е.Н., Мелехова О.П. Экологический риск. — М.: Логос, 2005. — 96 с.