Сравнительная оценка ингаляционного риска для здоровья населения моногородов Хакасии (на примере Черногорска и Саяногорска)

Введение

Особую актуальность в настоящее время приобретают проблемы моногородов, существующих на базе градообразующих предприятий и зависящих от их экономического состояния. В перечень моногородов Российской Федерации входит 321 муниципальное образование, 52 из которых находятся в Сибирском федеральном округе (СФО), что обусловлено наличием на его территории природного потенциала, сформировавшего основу деятельности градообразующих предприятий [1].

Республика Хакасия (РХ) – регион с уникальными географическими и природными условиями. Объективными факторами, способствующими его эффективному социально-экономическому развитию, являются особые климатические условия и ландшафт, наличие рекреационных ресурсов, полезных ископаемых [2]. В РХ находятся шесть монотерриторий: Саяногорск, Черногорск, Сорск, Абаза, Вершина Теи и Туим [3]. Всего в перечисленных монопрофильных муниципальных образованиях РХ проживает 172,127 тыс. человек ‒ 32% от общей численности населения региона¹.

РХ ‒ зона экономического, сельскохозяйственного и туристического развития, для которой актуален ряд экологических проблем: загрязнение атмосферного воздуха и воды, увеличение объёма бытовых стоков, отсутствие контроля утилизации отходов и др. [4]. Состояние природной среды в монотерриториях находится в прямой зависимости от градообразующих предприятий, которые являются главными источниками загрязнения окружающей среды [5].

Черногорск – самый многочисленный моногород РХ, в котором проживает около 75 тыс. человек². Основу экономики города составляет угольная промышленность, которая даёт 86% удельного веса в общем объёме производства. Основными предприятиями угледобычи являются ООО «СУЭК-Хакасия» и АО «УК "Разрез Степной"». Программой развития угольной промышленности России на период до 2035 г. определено, что в РХ с 2018 по 2035 г. планируется увеличение добычи угля в 1,6–2,2 раза [6]. В Черногорске также действуют предприятия по производству бентонитовых глинопорошков, добыче глины и баритовой руды [7]. Город обеспечивают теплом и энергией угольные котельные, мощность которых составляет 6–174 Гкал/ч (Центральная котельная) и 183 Гкал/ч (Южная котельная). В розе ветров Черногорска преобладают юго-западное (17,3%) и северо-восточное (19%) направления ветра. Повторяемость западного направления ветра составляет 8,6%, восточного – 10,5%.

Саяногорск – второй по численности моногород Хакасии с населением около 45 тыс. человек, занимающий важное стратегическое место в экономике не только РХ, но и всей России. Территория Саяногорска находится в пределах левого берега долины реки Енисей, которая располагается на стыке Койбальской степи и предгорья Западных Саян. К наиболее крупным предприятиям относятся производители первичного алюминия и алюминиевых сплавов АО «РУСАЛ Саяногорский алюминиевый завод» и «Хакасский алюминиевый завод»; производитель фольги АО «РУСАЛ САЯНАЛ»; крупнейшая в России гидроэлектростанция Саяно-Шушенская ГЭС [8]. В жилой многоквартирный сектор Саяногорска тепло поступает в результате работы двух котельных мощностью 56 и 402 Гкал/ч, топливом для которых служит каменный уголь. В розе ветров Саяногорска повторяемость северного направления ветра составляет 10,2%, западного – 25,9%, северо-восточного – 14,5%, юго-западного – 21,3%.

Установлено, что в промышленных центрах удельный вес факторов природной среды в нарушении здоровья населения может достигать 40–60% [9]. Многими исследованиями показано, что техногенное загрязнение воздушной среды является основной причиной формирования риска для здоровья населения промышленно развитых регионов [10–14]. Ранее проведённые на территории Саяногорска исследования [15] также подтверждают приоритетное влияние выбросов градообразующих предприятий на формирование загрязнения окружающей среды. Однако на территории Черногорска подобные исследования не проводились. Поэтому выявление особенностей формирования риска для здоровья населения моногородов является актуальной гигиенической задачей.

Цель исследования – провести сравнительную гигиеническую оценку состояния атмосферного воздуха и оценку риска для здоровья населения моногородов Черногорска и Саяногорска.

Материалы и методы

Данные об объёмах валовых выбросов стационарных источников, загрязняющих атмосферный воздух Черногорска и Саяногорска, за 2021–2025 гг. получены из статистической отчётности Росприроднадзора³.

Мониторинг воздушной среды Черногорска и Саяногорска осуществляется на двух стационарных постах государственной наблюдательной сети Хакасского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды – филиала Федерального государственного бюджетного учреждения «Среднесибирское управление по гидрометеорологии и мониторингу среды». Стационарный пост Росгидромета, расположенный в центральной части селитебной застройки Черногорска, ведёт мониторинг концентраций взвешенных веществ, диоксида серы, диоксида азота, оксида углерода, формальдегида, бенз(а)пирена, фенола и сероводорода. Пост стационарного контроля состояния атмосферного воздуха Саяногорска расположен в центральной части жилой застройки, регистрирует концентрации взвешенных веществ, диоксида серы, диоксида азота, оксида углерода, водорода фтористого, формальдегида, бенз(а)пирена. Оба стационарных поста проводят наблюдения по неполной программе: измерения выполняются в 7; 13 и 19 ч по местному декретному времени⁴. Данные о концентрациях загрязняющих веществ для настоящего исследования предоставлены Среднесибирским управлением по гидрометеорологии и мониторингу среды (Красноярск).

Максимальные разовые и среднегодовые предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ, содержащихся в воздушной среде моногородов, принимались в соответствии с СанПиН 1.2.3685–21⁵. Ингаляционные риски для здоровья населения рассчитывались по Руководству Р 2.1.10.3968–23⁶. В работе была проведена оценка рисков для здоровья населения от влияния атмосферных загрязнений на основе расчётов коэффициентов опасности (HQ) и индексов опасности (HI) для веществ с однонаправленным действием на критические органы и системы, а также индивидуальных канцерогенных рисков (CR). Неканцерогенные риски рассчитывались как для острых, так и для хронических воздействий токсикантов.

Результаты

Анализ данных о валовых выбросах в воздушную среду Черногорска и Саяногорска от стационарных источников в 2021–2025 гг. показал, что в Черногорске наблюдалось снижение выбросов в атмосферу с 8,935 тыс. т/год в 2021 г. до 3,4 тыс. т/год в 2025 г. Вклад оксида углерода в общий объём выбросов от стационарных источников составил 24,2–36,4%, твёрдых частиц – 9,4–18%. Общий объём выбросов загрязняющих веществ в Саяногорске за изучаемый период значительно не изменялся, составив 66,82–68,16 тыс. т/год. Удельный вес оксида углерода в общем объёме выбросов составлял 68,45‒69,38%, диоксида серы – 17,65‒18,2%.

В табл. 1 приведены максимальные разовые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе Черногорска и Саяногорска.

В Черногорске в 2022–2024 гг. выявлено превышение ПДК_м.р. взвешенных веществ в 1,16–1,36 раза и оксида углерода в 1,04–1,42 раза, фенола – в 1,2 раза в 2022 г. В Саяногорске все максимальные разовые концентрации загрязняющих веществ не превышали соответствующих ПДК_м.р..

В табл. 2 представлены среднегодовые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе Черногорска и Саяногорска.

В Черногорске в 2022–2024 гг. наблюдались превышения ПДК_с.г. взвешенных веществ в 1,41–1,52 раза, формальдегида – в 1,73–2,53 раза; бенз(а)пирена – в 2,89–8,6 раза. Превышение ПДК_с.г. в Саяногорске установлено для взвешенных веществ ‒ в 1,16 раза в 2024 г.; формальдегида – в 1,5–2,4 раза в 2022–2024 гг.; бенз(а)пирена – в 1,6 раза в 2022 г. и в 1,29 раза в 2023 г.

В табл. 3 представлены результаты расчёта риска развития неканцерогенных эффектов при кратковременном ингаляционном воздействии (коэффициенты опасности, HQ), определяемых влиянием максимальных разовых концентраций загрязняющих веществ.

Кратковременное воздействие максимальных концентраций загрязняющих веществ на территории двух городов соответствует минимальному или допустимому (приемлемому) уровням неканцерогенного риска.

В табл. 4 представлены результаты расчёта риска развития неканцерогенных эффектов для отдельных веществ при хроническом ингаляционном воздействии, определяемых влиянием среднегодовых концентраций примесей.

Коэффициенты опасности при хроническом ингаляционном воздействии взвешенных веществ соответствуют настораживающему уровню риска в Черногорске в 2022–2024 гг. (HQ 1,41–1,52) и в Саяногорске в 2024 г. (HQ 1,16). В изученный период риск при хроническом воздействии формальдегида оценивался как неприемлемый и в Черногорске (HQ 1,73–2,53), и в Саяногорске (HQ 1,5–2,4). Бенз(а)пирен определял формирование настораживающего уровня риска при длительном ингаляционном воздействии для здоровья жителей Саяногорска в 2022–2023 гг. (HQ 1,29–1,6) и Черногорска в 2023 г. (HQ 2,89). На территории Черногорска среднегодовые концентрации в 2022 и 2024 гг. формируют высокий уровень неканцерогенного риска от воздействия бенз(а)пирена, HQ ‒ 8,6 и 4,77 соответственно.

В табл. 5 представлены значения индексов опасности (HI) для веществ с однонаправленным действием при кратковременном ингаляционном воздействии загрязняющих веществ.

В Черногорске риск острого ингаляционного воздействия на органы дыхания определяется максимальными концентрациями диоксида серы и диоксида азота, на сердечно-сосудистую систему – воздействием оксида углерода, на глаза – формальдегида, на центральную нервную систему – сероводорода. Для жителей Саяногорска риск острого ингаляционного воздействия на органы дыхания определяется воздействием диоксида серы, диоксида азота и фтористого водорода, на сердечно-сосудистую систему – оксида углерода, на глаза – формальдегида и фтористого водорода. Все значения рисков в обоих городах соответствуют минимальному уровню (HI < 1).

В табл. 6 представлены значения индексов опасности (HI) для веществ с однонаправленным действием при хроническом ингаляционном воздействии загрязняющих веществ.

В Черногорске величина риска при хроническом воздействии на органы дыхания определялась вкладом формальдегида и соответствовала настораживающему уровню (HI 3,97–5,56); основной компонент, определяющий суммарное влияние на развитие в детском возрасте, ‒ бенз(а)пирен. Индексы опасности по влиянию на развитие в 2022 г. соответствовали высокому уровню риска (HI 8,96) и настораживающему (HI 3,24–5,19) в 2023–2024 гг. В Саяногорске индекс опасности по влиянию на органы дыхания при хроническом воздействии также определялся вкладом формальдегида и соответствовал настораживающему уровню (HI 3,26–4,68). Индексы опасности для остальных критических органов и систем на территории обоих городов соответствовали минимальному или допустимому (приемлемому) уровням.

В табл. 7 представлены значения индивидуального канцерогенного риска (CR) для здоровья населения.

Суммарный индивидуальный канцерогенный риск для здоровья населения Черногорска и Саяногорска соответствует допустимому уровню, при этом основной вклад (от 87,7 до 99%) обусловлен воздействием формальдегида.

Обсуждение

Сохранение природных ценностей относится к приоритетам развития РХ, поэтому проблемам состояния окружающей среды в регионе уделяется особое внимание [16–18]. Разработанной «Стратегией социально-экономического развития Республики Хакасия до 2030 года»⁷ предусмотрены мероприятия по рациональному природопользованию и обеспечению экологической безопасности.

Черногорск вошёл в список городов, в которых с 2023 г. реализуется федеральный проект «Чистый воздух», направленный на снижение загрязнения атмосферы, и наблюдается уменьшение общего объёма атмосферных выбросов за изученный период с 8,935 до 3,4 тыс. т/год. Тем не менее в 2022–2024 гг. выявлено превышение ПДК_м.р. взвешенных веществ, оксида углерода и фенола, а также превышение ПДК_с.г. взвешенных веществ, формальдегида и бенз(а)пирена.

Анализ динамики выбросов загрязняющих веществ в Саяногорске показал отсутствие явной положительной динамики. Максимальные разовые концентрации загрязняющих веществ, контролируемых Росгидрометом, не превышали соответствующих ПДК_м.р., среднегодовые концентрации взвешенных веществ, формальдегида и бенз(а)пирена были в отдельные годы выше ПДК_с.г..

При остром ингаляционном воздействии всех загрязняющих веществ HQ в обоих городах соответствовали минимальному или допустимому (приемлемому) уровням риска. Для веществ с однонаправленным действием HI также находились на минимальном уровне (HI < 1).

В 2022–2024 гг. хроническое ингаляционное воздействие взвешенных веществ (в Черногорске HQ 1,41–1,52, в Саяногорске – 1,16), формальдегида (в Черногорске HQ 1,73–2,53, в Саяногорске – 1,5–2,4) и бенз(а)пирена (в Саяногорске HQ 1,29–1,6, в Черногорске – 2,89) формировало настораживающий уровень риска для здоровья населения Черногорска и Саяногорска. В 2022 и 2024 гг. для Черногорска характерен высокий уровень неканцерогенного риска при хроническом воздействии бенз(а)пирена, HQ – 8,6 и 4,77 соответственно.

В Черногорске хронический ингаляционный риск развития болезней органов дыхания, обусловленный воздействием формальдегида, соответствовал настораживающему уровню (HI 3,97–5,56), а риск нарушения развития в детском возрасте, определяемый бенз(а)пиреном, достигал высокого (HI 8,96 в 2022 г.) и настораживающего (HI 3,24–5,19 в 2023–2024 гг.) уровней. Снижение такого риска определяется меньшими среднегодовыми концентрациями бенз(а)-пирена в 2023–2024 гг. В Саяногорске неканцерогенный риск развития болезней органов дыхания, обусловленный хроническим воздействием формальдегида, соответствовал настораживающему уровню (HI 3,26–4,68), при этом остальные показатели риска находились в пределах минимального и допустимого (приемлемого) уровней.

Суммарный индивидуальный канцерогенный риск для здоровья населения Черногорска и Саяногорска соответствует допустимому (приемлемому) уровню. Основной удельный вес в формировании суммарного индивидуального канцерогенного риска имеет формальдегид (97–99% в Саяногорске, 87,7–96,6% – в Черногорске).

Согласно сводным расчётам Всероссийского научно-исследовательского института «Экология», выбросы автономных источников теплоснабжения от частного жилищного сектора в несколько раз превышают выбросы предприятий городской промышленности. В настоящее время в Черногорске насчитывается 12,5 тыс. частных домовладений, для отопления большинства из них используют сжигание угля и дров в каменных печах. Проектом «Чистый воздух» предполагается монтаж свыше 5 тыс. твёрдотопливных котлов в частном секторе Черногорска [19].

Результаты настоящего исследования, характеризующие состояние атмосферного воздуха Черногорска и Саяногорска, а также риски для здоровья населения от воздействия загрязняющих веществ, согласуются с данными, полученными в других промышленных городах [20–22].

Заключение

В обоих моногородах наблюдалось превышение среднегодовых концентраций взвешенных веществ, формальдегида и бенз(а)пирена, формирующих в отдельные годы настораживающие уровни рисков при хроническом воздействии. Кроме того, в 2022 и 2024 гг. был выявлен высокий уровень риска для здоровья населения Черногорска от воздействия бенз(а)пирена. Также в этом городе бенз(а)пирен определял высокий хронический ингаляционный риск для развития в детском возрасте (HI 8,96) в 2022 г. и настораживающий (3,24–5,19) – в 2023–2024 гг. Хронический ингаляционный риск по органам дыхания для жителей обоих моногородов определялся воздействием формальдегида и соответствовал настораживающему уровню.

Полученные результаты показывают, что для Черногорска характерны более высокие уровни как максимальных, так и годовых концентраций контролируемых соединений на стационарных постах Росгидромета и связанные с ними канцерогенные и неканцерогенные риски. Снижение валовых выбросов в атмосферу города пока не привело к улучшению состояния воздушной среды и здоровья населения. Согласно данным официальной статистики, сохраняются повышенные концентрации загрязняющих веществ в атмосфере.

Полученные в настоящем исследовании результаты оценки риска для здоровья населения моногородов Хакасии от воздействия атмосферных загрязнителей могут быть применены для оптимизации административно-управленческих решений по улучшению экологической ситуации. Также результаты могут использоваться для контроля результативности воздухоохранных мероприятий, реализуемых в Черногорске в рамках федерального проекта «Чистый воздух».

¹ Сведения о моногородах в Республике Хакасия. URL: https://xn--19-9kcqjffxnf3b.xn--p1ai/podderzhka-v-monogorodakh/svedeniya-o-monogorodakh-v-rh (дата обращения: 21.03.2026 г.).

² Численность постоянного населения Российской Федерации по муниципальным образованиям на 1 января 2025 года. Росстат, 25 апреля 2025 г. (дата обращения: 9.07.2026 г.).

³ Федеральная служба по надзору в сфере природопользования. URL: https://rpn.gov.ru/open-service/analytic-data/statistic-reports/air-protect/ (дата обращения: 25.03.2026 г.).

⁴ Руководство по контролю загрязнения атмосферы РД 52.04.186‒89.

⁵ Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания: СанПиН 1.2.3685–21. Введены 01.03.2021 г.

⁶ Руководство по оценке риска здоровью населения при воздействии химических веществ, загрязняющих среду обитания: Р 2.1.10.3968–23. М.: Федеральная служба по надзору в сфере здравоохранения; 2023.

⁷ Закон Республики Хакасия «Об утверждении стратегии социально-экономического развития Республики Хакасия до 2030 года». Принят Верховным Советом Республики Хакасия 29 января 2020 г. URL: https://r-19.ru/management/5697/86042.html