Содержание полиаренов в воздухе рабочей зоны производства алюминия

Введение. Загрязнение воздушной среды алюминиевого производства высокотоксичными полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ) обусловливает необходимость идентификации и оценки опасности содержания всех приоритетных ПАУ.

Материалы и методы. Проанализировано содержание индивидуальных ПАУ в воздухе электролизных цехов с разной технологией получения алюминия с помощью газового хроматографа с масс-селективным детектором. Рассчитаны гигиенические показатели, суммарная токсичность и степень опасности ПАУ.

Результаты. В воздухе рабочих мест электролизных цехов обнаружены 13 приоритетных ПАУ с разной канцерогенной активностью. Наиболее высокие концентрации индивидуальных и суммы всех ПАУ наблюдались в рабочей зоне анодчиков в цехе с традиционной технологией и у крановщиков в цехе с новой технологией получения алюминия. В составе ПАУ преобладали опасные высокомолекулярные пяти-, шестикольцевые структуры соединений ПАУ. Содержание бенз(а)пирена (Б(а)П) в воздухе превышало ПДК в 1,1–5,8 раза. Суммарная токсичность обнаруженных ПАУ, выраженная через эквивалентное количество Б(а)П, была выше ПДК Б(а)П и 1,7–7,3 раза. Вклад воздействия других ПАУ в суммарную токсичность, выраженную через Б(а)П-эквиваленты, составил 17,6–80,3%.

Ограничения исследования. Исследования содержания ПАУ проводили в рабочей зоне трудящихся основных профессий, где был возможен отбор проб воздуха по требованиям безопасности.

Заключение. Для эффективного мониторинга и риск-ориентированного контроля опасности загрязнения ПАУ воздуха рабочей зоны алюминиевого производства рекомендовано определение содержания полного спектра ПАУ с высокими концентрациями и коэффициентами эквивалентной токсичности.

Соблюдение этических стандартов. Исследование не требует представления заключения комитета по биомедицинской этике или иных документов.

Участие авторов:
Шаяхметов С.Ф. – концепция и дизайн исследования, написание текста;
Рукавишников В.С. – концепция исследования, редактирование;
Маринайте И.И. – анализ проб, раздел методы исследования, обсуждение результатов;
Меринов А.В. – сбор и обработка данных, таблица, иллюстрация, составление списка литературы.
Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование. Работа выполнена в рамках средств, выделяемых на выполнение государственного задания ФГБНУ ВСИМЭИ и ФГБУН ЛИН СО РАН.

Поступила: 27.12.2024 / Поступила после доработки: 21.02.2025 / Принята к печати: 26.03.2025 / Опубликована: 30.04.2025

1. Суздорф А.Р., Морозов С.В., Кузубова Л.И., Аншиц Н.Н., Аншиц А.Г. Полициклические ароматические углеводороды в окружающей среде: источники, профили и маршруты превращения. Химия в интересах устойчивого развития. 1994; 2(2–3): 511–40. https://elibrary.ru/rlinmn

2. Abdel-Shafy H.I., Mansour M.S.M. A review on polycyclic aromatic hydrocarbons: Source, environmental impact, effect on human health and remediation. Egypt. J. Pet. 2016; 25(1): 107–23. https://doi.org/10.1016/j.ejpe.2015.03.011

3. Плотникова О.А., Мельников Г.В., Тихомирова Е.И. Полициклические ароматические углеводороды: характеристики, источники, нормирование, спектроскопические методы определения (обзор). Теоретическая и прикладная экология. 2021; (4): 12–9. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2021-4-012-019 https://elibrary.ru/gyuujm

4. Dat N.D., Chang M.B. Review on characteristics of PAHs in atmosphere, anthropogenic sources and control technologies. Sci. Total. Environ. 2017; 609: 682–93. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.07.204

5. Смола В.И. ПАУ в окружающей среде: проблемы и решения. Часть 1. М.: Полиграф сервис; 2013.

6. Ifegwu O.C., Anyakora C. Polycyclic aromatic hydrocarbons: part I. Exposure. Adv. Clin. Chem. 2015; 72: 277–304. https://doi.org/10.1016/bs.acc.2015.08.001

7. Yang L., Zhang H., Zhang X., Xing W., Wang Y., Bai P., et al. Exposure to atmospheric particulate matter-bound polycyclic aromatic hydrocarbons and their health effects: a review. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2021; 18(4): 2177. https://doi.org/10.3390/ijerph18042177

8. Some non-heterocyclic polycyclic aromatic hydrocarbons and some related exposures: IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans. Lyon: International Agency for Research on Cancer; 2010.

9. Зыкова Г.В., Семёнов С.Ю., Смирнов В.Н. Определение метаболитов ПАУ в моче человека методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Вестник РУДН. Серия Экология и безопасность жизнедеятельности. 2014; (2): 128–31. https://elibrary.ru/sdfgjn

10. Brzeźnicki S., Przybylski H. Determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in the working environment during aluminum production. Med. Pr. 1996; 47(1): 1–8.

11. Таранина О.А., Буркат В.С., Волкодаева М.В. Анализ содержания полиароматических углеводородов в газовой и твердой фазах в промышленных выбросах производства алюминия. Металлург. 2019; (11): 77–83. https://elibrary.ru/tlfyjg

12. Белых Л.И., Горшков А.Г., Рябчикова И.А., Серышев В.А., Маринайте И.И. Распределение и биологическая активность полициклических ароматических углеводородов в системе источник – снежный покров – почва – растение. Сибирский экологический журнал. 2004; 11(6): 793–802. https://elibrary.ru/owhdip

13. Маринайте И.И., Горшков А.Г., Тараненко Е.Н., Чипанина Е.В., Ходжер Т.В. Распределение полициклических ароматических углеводородов в природных объектах на территории рассеивания выбросов Иркутского алюминиевого завода (г. Шелехов, Иркутская обл.). Химия в интересах устойчивого развития. 2013; 21(2): 143–54. https://elibrary.ru/szuobl

14. Журба О.М., Алексеенко А.Н., Шаяхметов С.Ф., Меринов А.В. Исследование полициклических ароматических и нефтяных углеводородов в снеговом покрове на урбанизированной территории. Гигиена и санитария. 2019; 98(10): 1037–42. https://elibrary.ru/opldzx

15. Marinaite I., Penner I., Molozhnikova E., Shikhovtsev M., Khodzher T. Polycyclic aromatic hydrocarbons in the atmosphere of the southern Baikal region (Russia): sources and relationship with meteorological conditions. Atmosphere. 2022; 13(3): 420. https://doi.org/10.3390/atmos13030420

16. Hayakawa K., Tang N., Xing W., Oanh P.K., Hara A., Nakamura H. Concentrations and sources of atmospheric pm, polycyclic aromatic hydrocarbons and nitropolycyclic aromatic hydrocarbons in Kanazawa, Japan. Atmosphere. 2021, 12(2): 256. https://doi.org/10.3390/atmos12020256

17. Маринайте И.И., Ходжер Т.В., Оболкин В.А., Потемкин В.Л. Полициклические ароматические углеводороды и частицы PM10, PM2,5, PM1,0 в атмосфере южного Прибайкалья. Метеорология и гидрология. 2023; (4): 22–32. https://doi.org/10.52002/0130-2906-2023-4-22-32 https://elibrary.ru/qkszzl

18. Malcolm H.M., Dobson S. The calculation of an environmental assessment level (EAL) for atmospheric PAHs using relative potencies. London, UK: Department of the Environment; 1994.

19. Минцис М.Я., Галевский Г.В. Эмиссия ПАУ из самообжигающихся анодов при производстве алюминия. В кн.: Металлургия: технологии, инновации, качество. Труды XX Международной научно-практической конференции: в 2 частях. Новокузнецк; 2017: 375–7. https://elibrary.ru/zuwcob

20. Baird W.M., Hooven L.A., Mahadevan B. Carcinogenic polycyclic aromatic hydrocarbon-DNA adducts and mechanism of action. Environ. Mol. Mutagen. 2005; 45(2–3): 106–14. https://doi.org/10.1002/em.20095

21. Zhao C., Guan X., Zhang Q., Meng L., Lin W., Yang R., et al. Parent and halogenated polycyclic aromatic hydrocarbons exposure in aluminum smelter workers: Serum levels, accumulation trends, and association with health indicators. Sci. Total. Environ. 2024; 913: 169655. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.169655

22. Pleil J.D., Stiegel M.A., Sobus J.R., Tabucchi S., Ghio A.J., Madden M.C. Cumulative exposure assessment for trace-level polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) using human blood and plasma analysis. J. Chrom. B. 2010; 878(21): 1753–60. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2010.04.035

23. Låg M., Øvrevik J., Refsnes M., Holme J.A. Potential role of polycyclic aromatic hydrocarbons in air pollution-induced non-malignant respiratory diseases. Respir. Res. 2020; 21(1): 299. https://doi.org/10.1186/s12931-020-01563-1