Мелкодисперсные частицы (PM_2,5 И PM₁₀) в атмосферном воздухе крупного промышленного региона: проблемы мониторинга и нормирования в составе производственных выбросов

Введение. Для Российской Федерации актуальна проблема учёта РМ₁₀ и РМ_2,5 в составе промышленных выбросов, мониторинга этих частиц в атмосферном воздухе, оценки их влияния на здоровье населения. Инструменты государственного контроля РМ₁₀ и РМ_2,5 в атмосфере созданы, но для задач управления рисками здоровью применяются недостаточно.

Материал и методы. Массовые концентрации выбрасываемой пыли от источников предприятий и содержание РМ_2,5 и РМ₁₀ в составе выбросов определяли гравиметрическим методом и методом лазерного анализа.

Результаты. Подтверждено наличие мелкодисперсных частиц в выбросах различных производств: в машиностроении - до 13% РМ_2,5, до 40% РМ₁₀; в чёрной металлургии - до 79% РМ_2,5, до 84% РМ₁₀; в цветной металлургии - до 43% РМ_2,5, до 88% РМ₁₀; в горнодобывающей промышленности - до 21% РМ2,5, до 49% РМ₁₀; при переработке горных отходов - до 57%РМ_2,5, до 59% РМ₁₀. Концентрации PM_2,5 и PM₁₀ в атмосферном воздухе в зонах влияния предприятий нередко превышают установленные гигиенические нормативы. Зоны влияния выбросов мелкодисперсных частиц как правило перекрывают зоны влияния выбросов «взвешенных веществ». Контроль загрязнения воздуха без учёта дисперсности приводит к недооценке рисков здоровью населения.

Выводы. Для эффективного управления качеством атмосферного воздуха в России необходимы: пересмотр методик определения дисперсного состава выбросов; совершенствование методической и/или нормативной базы учёта PM_2,5 и РМ₁₀ при ведении производственного контроля; включение мелкодисперсных частиц в государственные программы мониторинга качества атмосферного воздуха; накопление данных о дисперсном составе выбросов и уровнях концентраций РМ_2,5 и РМ₁₀ в атмосфере; расширение практики оценки риска для здоровья населения при воздействии PM_2,5 и РМ₁₀.

1. Health effects of particulate matter final (Rus) - WHO/Europe. Influence exerted by suspended particles on health and its importance for development of policies in the eastern European, Caucasian, and Central Asian countries [Vozdeistvie vzveshennykh chastits na zdorov’e. Znachenie dlya razrabotki politiki v stranakh Vostochnoi Evropy, Kavkaza i Tsentral’noi Azii]. World Health Organization. 2013: 20 (in Russian).

2. Putaud J.-P., Van Dingenen R., Alastuey A., Bauer H., Birmili W., Cyrys J., Flentje H., Fuzzi S., Gehrig R., Hansson H.C., Harrison R.M., Herrmann H., Hitzenberger R., Hüglin C., Jones A.M., Kasper-Giebl A., Kiss G., Kousa A., et al. A European aerosol phenomenology - 3: Physical and chemical characteristics of particulate matter from 60 rural, urban, and kerbside sites across Europe. Atmospheric Environment. 2010; 44 (10): 1308-1320. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2009.12.011

3. Bai N., Khazaei M., van Eeden S.F., Laher I. The pharmacology of particulate matter air pollution-induced cardiovascular dysfunction. Pharmacology & Therapeutics. 2007; 113 (1): 16-29.

4. Polichetti G., Cocco S., Spinali A., Trimarco V., Nunziata A. Effects of particulate matter (PM10, PM2,5 and PM1) on the cardiovascular system. Toxicology. 2009; 261 (1-2): 1-8. https://doi.org/10.1016/j.tox.2009.04.035

5. Янин Е.П. Пылевые выбросы предприятий как источник загрязнения городской среды кадмием. Экология урбанизированных территорий. 2009; 1: 30-5.

6. Загороднов С.Ю. Пылевое загрязнение атмосферного воздуха города как недооцененный фактор риска здоровью человека. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Прикладная экология. Урбанистика. 2018; 2 (30): 124-33.

7. Онищенко Г.Г., Новиков С.М., Рахманин Ю.А., Авалиани С.Л., Буштуева К.А. Основы оценки риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. М.: НИИ ЭЧ и ГОС; 2002: 408.

8. Айдинов Г.Т., Марченко Б.И., Синельникова Ю.А. Многомерный анализ структуры и долевого вклада потенциальных факторов риска при злокачественных новообразованиях трахеи, бронхов и легкого. Анализ риска здоровью. 2017; 1: 45-55. https://doi.org/10.21668/health.risk/2017.1.02

9. Рыжаков С.А., Зайцева Н.В., Май И.В., Алексеев В.Б., Подлужная М.Я., Кирьянов Д.А. Макроэкономический анализ потерь здоровья, вероятностно обусловленных эмиссиями загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Пермский медицинский журнал, 2009; 26 (3):139-43.

10. Zhang B., Liang S., Zhao J., Qian Z., Bassig B.A., Yang R., Zhang Y., Hu K., Xu S., Zheng T., Yang S. Maternal exposure to air pollutant PM2,5 and PM10 during pregnancy and risk of congenital heart defects. J. Expo. Sci. Environ. Epidemiol. 2016; 26(4): 422-7. https://doi.org/10.1038/jes.2016.1

11. Kowalska M., Kocot K. Short-term exposure to ambient fine particulate matter (PM2,5 and PM10) and the risk of heart rhythm abnormalities and stroke. Postepy. Hig. Med. Dosw. (Online). 2016; 70: 1017-25.

12. Кошкина В.С. Патологоанатомические и гистологические аспекты причин смерти лиц, проживающих в промышленном городе с развитой отраслью черной металлургии. Актуальные вопросы современной науки. 2009; 6-1: 43-52

13. Polichetti G., Cocco S., Spinali A., Trimarco V., Nunziata A. Effects of particulate matter (PM10, PM2.5 and PM1) on the cardiovascular system. Toxicology. 2009; 261 (1-2):1-8.

14. Air quality guidelines - global update 2005. Public Health and Environment (PHE). Available at: http://www.who.int/phe/health_topics/outdoorair/outdoorair_aqg/en/ (accessed: 15.05.2018).

15. Трескова Ю.В. Оценка степени опасности мелкодисперсных частиц в атмосферном воздухе и целесообразность их нормирования. Молодой ученый. 2016; 7: 291-4. Available at: https://moluch.ru/archive/111/27390/ (дата обращения: 15.05.2018).

16. Карелин А.О., Ломтев А.Ю., Мозжухина Н.А., Еремин Г.Б., Никонов В.А. Методические проблемы мониторинга мелкодисперсных частиц в атмосферном воздухе населенных мест. Гигиена и санитария. 2016; 95(10): 985-8.

17. Ambient air pollution. Global Health Observatory (GHO) data. Available at: http://www.who.int/gho/phe/outdoor_air_pollution/en/ (accessed: 15.05.2018).

18. Public health, environmental and social determinants of health (PHE). WHO Global Urban Ambient Air Pollution Database. Available at: http://www.who.int/phe/health_topics/outdoorair/databases/cities/en/ (accessed: 15.05.2018).

19. Липатов Г.Я., Адриановский В.И. Выбросы вредных веществ от металлургических корпусов медеплавильных заводов. Санитарный врач. 2013; 8: 41-3.

20. Янин Е.П. Пылевые выбросы предприятий как источник загрязнения городской среды кадмием. Экология урбанизированных территорий. 2009; 1: 30-5.

21. Загороднов С.Ю., Кокоулина А.А., Попова Е.В Изучение компонентного и дисперсного состава пылевых выбросов предприятий металлургического комплекса для задач оценки экспозиции населения. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2015; 17 (5): 451.

22. Ielpo P., Paolillo V., de Gennaro G., Dambruoso P.R. PM10 and gaseous pollutants trends from air quality monitoring networks in Bari province: principal component analysis and absolute principal component scores on a two years and half data set. Chem. Cent. J. 2014; 8(1):14. https://doi.org/10.1186/1752-153X-8-14

23. Zagorodnov S.Y., Kokoulina A.A., Klein S.V. Сomponent, disperse and morphological composition of ambient air dust contamination in the zones of mining-processing enterprises. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 8. Сер. «8th International Conference on Environmental Science and Technology, ICEST 2017». 2017: 012004.

24. Voukantsis D., Karatzas K., Kukkonen J., Räsänen T., Karppinen A. Intercomparison of air quality data using principal component analysis, and forecasting of PM10 and PM2,5 concentrations using artificial neural networks, in Thessaloniki and Helsinki. Sci. Total. Environ. 2011; 409(7): 1266-76. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2010.12.039

25. Бурлаченко О.В., Семенова Е.А., Сергина Н.М., Гвоздков И.А. Анализ особенностей формирования качественного и количественного состава выбросов в атмосферный воздух городской среды от источников электросталеплавильных цехов. Современная наука и инновации. 2015; 4 (12): 81-6.

26. Кошкарев С.А., Белоножко М.В., Димитренко М.В., Тагаева А.О., Слободчикова А.Д., Кошкарев К.С. Особенности качественного и количественного состава выбросов в производстве строительных материалов. Инженерный вестник Дона. 2016; 4 (43): 143.

27. Филимоненко Е.А., Таловская А.В., Язиков Е.Г., Чумак Ю.В., Ильенок С.С. Минералогия пылевых аэрозолей в зоне воздействия промышленных предприятий г. nомска. Фундаментальные исследования. 2013; 8-3: 760-5.

28. Власов Д.В., Касимов Н.С., Кошелева Н.Е. Геохимия дорожной пыли (восточный округ Москвы). Вестник Московского университета. Серия 5: География. 2015; 1: 23-33.

29. Орлов Р.В., Стреляева А.Б., Барикаева Н.С. Оценка взвешенных частиц рм 10 и рм 2.5 в атмосферном воздухе жилых зон. Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология. 2013; 12 (134): 39-41.

30. Разяпов А.З., Воронич С.С., Пахомов Д.Е., Гребёнкин Н.Н., Зайцев Д.А., Роева Н.Н. Исследование состава аэрозольных загрязнений в атмосфере города Москвы. Экологические системы и приборы. 2016; 3: 3-9.