Введение

Республика Хакасия уникальна по географическому положению, климатическим условиям и природным ресурсам. Основной фактор, способствующий социально-экономическому развитию региона, – запасы полезных ископаемых. В Хакасии сосредоточено более 23% запасов молибдена, 27% барита, 3,5% каменного угля от общих запасов России [1]. Высокий уровень развития транспортной инфраструктуры Хакасии (международный аэропорт, сеть железных и автомобильных дорог) создаёт возможности для развития многих видов туризма [2]. В настоящее время это динамичный промышленный и сельскохозяйственный регион, для которого актуальны многие экологические проблемы: загрязнение атмосферного воздуха и воды, увеличение объёма бытовых стоков и отходов [3].

Административным и промышленным центром Хакасии является Абакан – город с населением ≈ 185 тыс. человек, многопрофильной экономикой [4]. Выбросы вредных веществ в атмосферу создаются предприятиями машиностроения, теплоэнергетики, пищевой промышленности, отопительными котельными, железнодорожным и автомобильным транспортом. Рядом с Абаканом функционируют предприятия угольной промышленности. Расстояние по прямой от разреза «Белоярский» до селитебной зоны города составляет 14 км, разрез расположен в южном направлении от жилой застройки. Основные источники теплоснабжения левобережной части Абакана – ТЭЦ «Абаканская», а также котельная мощностью 30 Гкал/ч, находящаяся в правобережной части города. Также действует котельная мостоотряда мощностью 8 Гкал/ч, расположенная на правом берегу реки Абакан. ТЭЦ «Абаканская» находится на промплощадке в западной части города, расстояние от неё до селитебной зоны составляет 7 км. ТЭЦ и котельные в качестве топлива используют каменный уголь. На промплощадке в западной части города расположен вагоностроительный завод, который производит подвижной состав и крупнотоннажные контейнеры. Также к западу от центра города размещены мясоконсервный комбинат и камнеобрабатывающий, производящий жадеит и материалы для облицовочных работ. В южной части города находится опытно-механический завод, производящий технику для лесной промышленности. На правом берегу реки Абакан, к востоку от центра города, находятся завод железобетонных изделий и предприятие по производству пенопластов.

В розе ветров Абакана повторяемость западного ветра составляет 12,4%, южного – 13,5%, восточного – 10,5%. Преобладающими направлениями ветров являются северо-восточный – 17,8% и юго-западный – 19,3%. Таким образом, центр города подвержен воздействию промышленных выбросов при западном, южном и восточном ветрах. Кроме того, для Абакана, расположенного в географических и климатических условиях юга Средней Сибири, характерны метеорологические условия, препятствующие рассеиванию примесей в атмосфере, такие как приземные инверсии температуры и застои воздуха. Особенно неблагоприятные условия складываются в зимнее время. Согласно расчётам индекса загрязнения атмосферы, степень загрязнения воздушной среды Абакана бенз(а)пиреном является очень высокой [5].

Показано, что в промышленных центрах вклад факторов природной среды в нарушение здоровья населения может достигать 40–60% [6]. Многими исследованиями установлено, что техногенное загрязнение воздушной среды – основная причина, влияющая на формирование риска для здоровья населения промышленно развитых регионов [7–13]. При этом в Абакане эта тема изучена недостаточно, имеются лишь отдельные работы [14–17], что и определяет актуальность настоящего исследования.

Цель исследования – дать оценку риска для здоровья населения Абакана от воздействия загрязнений атмосферного воздуха.

Материалы и методы

Информация о валовых выбросах загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников в Абакане за 2021–2023 гг. была взята из статистической отчётности Росприроднадзора¹. Мониторинг состояния воздушной среды города 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». На постах определяются концентрации оксидов азота и углерода, взвешенных веществ, формальдегида, фенола, бенз(а)пирена и других веществ. Пункт наблюдения за состоянием атмосферы Абакана № 2 (проспект Ленина, 108) расположен в центральной части города; пункт наблюдения № 3 (улица Пушкина, 21) находится в прибрежной восточной части селитебной зоны, на левом берегу реки Абакан. Оба стационарных поста работают по неполной программе наблюдения: замеры проводятся трижды в сутки (в 7, 13 и 19 ч по местному времени). Данные о загрязнении атмосферного воздуха Абакана для настоящего исследования предоставлены Среднесибирским управлением по гидрометеорологии и мониторингу среды (Красноярск).

Максимальные разовые и среднегодовые предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ, содержащихся в атмосферном воздухе города, оценивали по СанПиН 1.2.3685–21². Аэрогенные риски для здоровья населения Абакана за 2022–2023 гг. рассчитывали по Руководству Р 2.1.10.1920–04³, уровни рисков в эти годы классифицировали согласно МР 2.1.10.0156–19. 2.1.10⁴. Риски для здоровья за 2024 г. определялись согласно Руководству Р 2.1.10.3968–23⁵. В работе были проведены оценка и анализ неканцерогенных рисков от влияния атмосферных примесей на основе расчёта коэффициентов опасности (HQ) и индексов опасности (HI) при одновременном воздействии нескольких поллютантов с однонаправленным действием на критические органы и системы, а также индивидуальных канцерогенных рисков (CR). Неканцерогенные риски рассчитывали как для острого, так и для хронического воздействия токсикантов.

Результаты

Данные о выбросах от стационарных источников в воздушную среду Абакана в 2021–2023 гг. приведены на рисунке.

Валовые выбросы загрязняющих примесей в воздушную среду города составили 14,034 тыс. тонн в 2021 г., 18,22 тыс. тонн в 2022 г. и 15,31 тыс. тонн в 2023 г. Удельный вес диоксида серы в суммарных выбросах загрязняющих веществ в атмосферу Абакана от промышленных источников за период 2021–2023 гг. составлял 38,5–43,4%, диоксида азота – от 38,9 до 41,3%.

В табл. 1 приведены максимальные разовые 20-минутные концентрации загрязняющих примесей в атмосферном воздухе Абакана по данным постов наблюдения.

Согласно данным поста наблюдения № 2, максимальные разовые концентрации взвешенных веществ в 2022–2024 гг. превышали ПДКм.р. в 1,1–1,35 раза; оксида углерода – в 1,24–1,72 раза; фенола – в 1,1 раза в 2022 г. и в 1,3 раза в 2023 г. В районе поста наблюдения № 3 максимальные разовые концентрации взвешенных веществ превышали ПДКм.р. в 1,16–1,24 раза; оксида углерода – в 1,14–1,4 раза; фенола – в 1,2 раза в 2022 г.; формальдегида – в 1,02 раза в 2024 г. Максимальные разовые концентрации остальных загрязняющих примесей не превышали соответствующих ПДКм.р..

В табл. 2 приведены среднегодовые концентрации загрязняющих примесей в атмосферном воздухе Абакана по данным постов наблюдения.

Среднегодовые концентрации взвешенных веществ превышали ПДКс.г. в 1,41–1,59 раза (пост наблюдения № 2) и в 1,36–1,47 раза (пост наблюдения № 3); формальдегида – в 1,63–2,27 раза (пост наблюдения № 2) и в 1,67–2,57 раза (пост наблюдения № 3); бенз(а)пирена – в 3,8–9,3 раза (пост наблюдения № 2) и в 3,5–6,1 раза (пост наблюдения № 3). Превышения ПДКс.г. остальных веществ не выявлено.

В табл. 3 представлены рассчитанные коэффициенты опасности (HQ) развития неканцерогенных эффектов для отдельных веществ при острых ингаляционных воздействиях, определяемых влиянием максимальных разовых концентраций загрязняющих примесей.

Таким образом, коэффициенты опасности развития неканцерогенных эффектов при остром ингаляционном воздействии загрязняющих примесей соответствуют допустимому или минимальному уровню.

В табл. 4 представлены рассчитанные коэффициенты опасности (HQ) развития неканцерогенных эффектов для отдельных веществ при хроническом ингаляционном воздействии, определяемом влиянием среднегодовых концентраций примесей.

Таким образом, среднегодовые концентрации взвешенных веществ формируют настораживающие уровни неканцерогенного риска в 2022–2024 гг. (HQ 1,36–1,59); формальдегида – также настораживающие уровни риска (HQ 1,63–2,57); бенз(а)пирена – высокие уровни риска (HQ 3,5–9,3).

В табл. 5 представлены значения индексов опасности (HI) по органам и системам организма при остром ингаляционном воздействии загрязняющих примесей.

Риск острого ингаляционного воздействия взвешенных веществ на органы дыхания соответствовал допустимому уровню в 2022–2023 гг. (HI 1,11–1,39) и минимальному – в 2024 г. по данным обоих постов наблюдения. Индексы опасности по остальным органам и системам организма (сердечно-сосудистая, центральная нервная, глаза) при остром ингаляционном воздействии загрязняющих примесей находились на минимальном уровне (HI < 1).

В табл. 6 представлены значения индексов опасности (HI) по органам и системам организма при хроническом ингаляционном воздействии загрязняющих примесей.

Хронический ингаляционный риск по органам дыхания определялся основным воздействием взвешенных веществ и формальдегида и соответствовал настораживающему уровню (HI 4,13–5,67) в 2022–2024 гг. по данным обоих постов наблюдения. Хроническое влияние бенз(а)пирена на развитие формировало высокие риски в 2022 г. (9,78 по данным поста наблюдения № 2 и 6,47 по данным поста наблюдения № 3) и настораживающие – в 2023–2024 гг. (HI 3,87–4,68). Остальные индексы опасности по органам и системам организма при хроническом ингаляционном воздействии загрязняющих примесей соответствовали допустимому или минимальному уровню.

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

По данным обоих постов наблюдения уровень суммарного индивидуального канцерогенного риска для здоровья населения Абакана соответствует допустимому уровню.

В табл. 8 представлен удельный вес загрязняющих примесей в формировании суммарного индивидуального канцерогенного риска.

Основный удельный вес в формировании суммарного индивидуального канцерогенного риска имеет формальдегид (86,2–95,7% на посту наблюдения № 2; 90,6–95,8% на посту наблюдения № 3).

Обсуждение

Сохранение природного богатства – одна из приоритетных задач Хакасии [18]. Так, для эффективного социально-экономического развития региона разработана и реализуется «Стратегия социально-экономического развития Республики Хакасия до 2030 года»⁶. Главной целью Стратегии является обеспечение высокого уровня и качества жизни населения республики на основе повышения конкурентоспособности экономики, обеспечивающей экономический рост Республики Хакасия. Указанной цели планируется достичь посредством комплекса стратегических мероприятий, в число которых входят рациональное природопользование и обеспечение экологической безопасности. Кроме того, Абакан стал одним из городов, в которых реализуется федеральный проект «Чистый воздух» в рамках национального проекта «Экология». Для этого разработан комплексный план мероприятий, направленных на снижение вредных выбросов в атмосферный воздух.

Настоящее исследование выявило, что основной удельный вес в суммарных выбросах в атмосферу Абакана имели диоксид серы (38,5–43,4%) и диоксид азота (38,9–41,3%). По данным мониторинговых постов наблюдения в 2022–2024 гг. определено превышение ПДКм.р. взвешенных веществ, оксида углерода, фенола и формальдегида. Среднегодовые концентрации взвешенных веществ, формальдегида и бенз(а)пирена превышали ПДКс.г.. Более высокие концентрации всех поллютантов установлены в районе поста наблюдения № 2. Коэффициенты опасности развития неканцерогенных эффектов при остром ингаляционном воздействии загрязняющих примесей соответствовали допустимому или минимальному уровню. В 2022–2024 гг. хроническое ингаляционное воздействие среднегодовых концентраций взвешенных веществ формировало настораживающие уровни неканцерогенного риска (HQ 1,36–1,59); формальдегида – также настораживающие уровни риска (HQ 1,63–2,57); бенз(а)пирена – высокие уровни риска (HQ 3,5–9,3). Риск острого ингаляционного воздействия взвешенных веществ на органы дыхания соответствовал, по данным обоих постов наблюдения, допустимому уровню в 2022–2023 гг. (HI 1,11–1,39) и минимальному – в 2024 г. Индексы опасности по остальным органам и системам организма (сердечно-сосудистая, центральная нервная и глаза) при остром ингаляционном воздействии загрязняющих примесей находились на минимальном уровне (HI < 1).

Хронический ингаляционный риск по органам дыхания определялся основным воздействием взвешенных веществ и формальдегида и соответствовал в 2022–2024 гг., по данным обоих постов наблюдения, настораживающему уровню (HI 4,13–5,67). Хроническое влияние бенз(а)пирена на развитие формировало высокие риски в 2022 г. (9,78 по данным поста наблюдения № 2 и 6,47 по данным поста наблюдения № 3) и настораживающие – в 2023–2024 гг. (HI 3,87–4,68). Остальные индексы опасности по органам и системам организма при хроническом ингаляционном воздействии загрязняющих примесей соответствовали допустимому или минимальному уровню. По данным обоих постов наблюдения, значения суммарного индивидуального канцерогенного риска для здоровья населения Абакана находились на допустимом уровне. Основный удельный вес в формировании суммарного индивидуального канцерогенного риска имел формальдегид (86,2–95,8%). Таким образом, приоритетные атмосферные примеси, оказывающие наибольшее влияние на здоровье, – взвешенные вещества, формальдегид и бенз(а)пирен. Данные токсиканты являются основными продуктами сгорания твёрдого топлива, а также содержатся в выхлопных газах автомобилей [19, 20].

Географическое расположение Абакана в центре Минусинской котловины с пониженным воздухообменом и большое количество частных домовладений с угольным отоплением способствуют накоплению вредных выбросов в атмосфере. Печи частного сектора определяют более 50% от общего объёма выбросов. В городе находятся ≈ 15 тыс. частных домовладений, в основном с печным угольно-древесным отоплением. Показано, что автономные источники теплоснабжения (АИТ) могут вносить решающий вклад в уровень загрязнения атмосферного воздуха населённых пунктов. Наиболее эффективное мероприятие по снижению загрязнения атмосферного воздуха населённых мест выбросами АИТ – замена твёрдого и жидкого минерального топлива другими источниками [21]. Комплексный план Абакана предусматривает перевод частного сектора с печного отопления на электрическое и централизованное, а также установку более 1,4 тыс твердотопливных котлов. Также планируются мероприятия по усилению теплозащиты частных домов [22].

Таким образом, при оценке риска, основанной только на результатах замеров концентраций загрязняющих веществ по данным мониторинговых постов наблюдения, улавливающих также влияние выбросов от автотранспорта и АИТ, возникают значительные неопределённости. Для подготовки обоснованных управленческих решений по снижению риска для здоровья населения от аэрогенной химической нагрузки в рамках федерального проекта «Чистый воздух» в Абакане следует использовать сводные расчёты всех трёх составляющих загрязнения атмосферного воздуха. В целом полученные в работе результаты, характеризующие состояние воздушной среды Абакана и формирование рисков для здоровья городского населения от воздействия атмосферных загрязнений, согласуются с исследованиями, проведёнными в других городах – участниках федерального проекта «Чистый воздух» [23–25].

Ограничения исследования состояли в использовании для расчётов рисков воздействия максимальных разовых и среднегодовых концентраций загрязняющих примесей в атмосферном воздухе Абакана данных, предоставленных лишь мониторинговыми постами наблюдения.

Заключение

Основными загрязняющими атмосферными примесями, оказывающими негативное воздействие на здоровье населения Абакана, являются взвешенные вещества, формальдегид и бенз(а)пирен. При хроническом ингаляционном воздействии взвешенных веществ и формальдегида формировались настораживающие уровни неканцерогенного риска для здоровья населения Абакана, при влиянии бенз(а)пирена – высокие уровни. Хронический ингаляционный риск по органам дыхания определялся основным воздействием взвешенных веществ и формальдегида и соответствовал настораживающему уровню. Хроническое влияние бенз(а)пирена на развитие формировало высокие и настораживающие риски. Значения суммарного индивидуального канцерогенного риска соответствовали допустимому уровню. Полученные результаты оценки риска для здоровья населения могут считаться критериями результативности атмосфероохранных мероприятий, реализуемых в Абакане в рамках федерального проекта «Чистый воздух». В дальнейшем для снижения имеющихся неопределённостей необходимо включить в исследования сведения об источниках загрязнения атмосферного воздуха Абакана, не учтённых в данной работе.

¹ Федеральная служба по надзору в сфере природопользования. Доступно: https://rpn.gov.ru/open-service/analytic-data/statistic-reports/air-protect/ (дата обращения 25.09.2025 г.).

² Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания: СанПиН 1.2.3685–1. Введён 01.03.2021 г.

³ Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду: Р 2.1.10.1920–04. Утверждено Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 5 марта 2004 г.

⁴ Состояние здоровья населения в связи с состоянием окружающей среды и условиями проживания населения. Оценка качества атмосферного воздуха и анализ риска здоровью населения в целях принятия обоснованных управленческих решений в сфере обеспечения качества атмосферного воздуха и санитарно-эпидемиологического благополучия населения: методические рекомендации  2.1.10.0156–19. 2.1.10. Утверждены Роспотребнадзором от 02.12.2019 г. № МР 2.1.10.0156–19. Доступно: https://legalacts.ru/doc/mr-21100156-19-2110-gigiena-kommunalnaja-gigiena-sostojanie-zdorovja-naselenija/ (дата обращения: 10.04.2026 г.).

⁵ 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.

⁶ Закон Республики Хакасия «Об утверждении стратегии социально-экономического развития Республики Хакасия до 2030 года». Принят Верховным Советом Республики Хакасия 29 января 2020 г. Доступно: https://r-19.ru/management/5697/86042.htm