Научные основы гигиенической оценки и управление рисками здоровью населения в районе газохимического комплекса

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

На правах рукописи

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Научные основы гигиенической оценки и управление рисками здоровью населения в районе газохимического комплекса

14.00.07 - гигиена

14.00.33 - общественное здоровье и здравоохранение

Макшанцев Сергей Станиславович

Оренбург - 2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научные консультанты:

доктор медицинских наук, профессор Иванов Сергей Иванович

доктор медицинских наук, профессор Тиньков Алексей Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАМН Полунина Наталья Валентиновна

доктор медицинских наук, профессор Цинберг Марк Беньяминович

доктор медицинских наук, профессор Березин Игорь Иванович

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная медицинская академия им. И.И.Мечникова федерального агентства по

Здравоохранению и социальному развитию».

Защита диссертации состоится « 27 » июня 2008 года в 10 часов на заседании диссертационного Совета Д 208.066.01 при ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» по адресу: 460000, г. Оренбург, ул. Советская, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Оренбургской государственной медицинской академии.

Автореферат разослан 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Соловых Г.Н.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Комплекс факторов окружающей среды оказывает воздействие на формирование популяционного здоровья населения, особенно в связи с изменением социально-экономических условий, ухудшением демографической ситуации, изменением структуры питания населения (Онищенко Г.Г., 2001-2006; Рахманин Ю.А., 2004-2006).

Сравнительное изучение факторов риска позволяет не только прогнозировать вероятность и медико-социальную значимость потенциально возможных нарушений здоровья при различных сценариях воздействия данных факторов, но и устанавливать первоочередность и приоритетность мероприятий по управлению факторами риска на индивидуальном и коллективном уровне. Выявление факторов риска, доказательство их роли в нарушениях здоровья человека, а также количественная характеристика зависимостей вредных эффектов от уровней воздействия конкретных факторов является одной из фундаментальных задач современной гигиены, других разделов медицины (Новиков С.М., Рахманин Ю.А., Шашина Т.А., 2001).

Промышленная эксплуатация с 1974 г. газоконденсатного месторождения с высоким содержанием сероводорода и формирование газоперерабатывающей промышленности в центральной зоне Оренбургской области, объекты которой занимают 0,013% территории области, требует анализа динамики экологической и санитарно-эпидемиологической ситуации в этом регионе с населением 596,2 тыс. человек.

Ранее проведенные экспериментально-гигиенические исследования Н.П.Сетко и В.М.Боева (1989-2001) позволили детально оценить условия труда и вредные факторы производственной среды на газоперерабатывающем заводе. В отдельных работах выявлены отклонения в состоянии здоровья детей проживающих в сельских населенных пунктах в зоне размещения объектов газового комплекса (Горюнкова Е.В., 1998; Бархатова Л.А., 1999; Карпенко Е.Л., 1999; Мозгов С.М., 2002). В месте с тем, на региональном уровне и в частности по Оренбургской области недостаточно сравнительного аналитического материала, характеризующего состояние антропогенного химического загрязнения селитебных территорий в районе газохимического комплекса. Кроме того, отсутствуют данные по идентификации химических поллютантов среды обитания на урбанизированных и сельских территориях, нет обоснования существующей системы управления природоохранительной деятельностью на муниципальном уровне с учетом особенностей воздействия газовой промышленности и не определены пути ее совершенствования в новых экономических условиях.

Вместе с тем, учитывая различный уровень и качественный состав антропогенной нагрузки, представлялось важным на основании комплексных данных, полученных за последние годы, провести многофакторный анализ окружающей среды, социально-экономических условий, оценить уровни антропогенного и природного риска, показателей здоровья населения сельских населенных пунктов расположенных на территории возможного влияния Оренбургского газохимического комплекса и определить вклад выбросов от газоперерабатывающего завода в атмосферу г.Оренбурга.

Очевидно, что требуется научная поддержка методическим основам вопросов обеспечения экологической безопасности, принятия комплекса мер, обеспечивающих безопасность населения на основе концептуальных решений проблем «химической безопасности» и оптимизация требований по определению границ допустимых рисков во взаимосвязи с окружающей природной и техногенной средой.

Перечисленный круг нерешенных вопросов определил актуальность и составил цель и задачи настоящей работы.

Цель исследования. Гигиеническое обоснование факторов и условий риска здоровью населения агропромышленного региона с развитой газохимической промышленностью и механизмов управления качеством окружающей среды на основе современной теории оценке риска.

Задачи исследования:

1. Провести идентификацию основных токсических соединений в факторах среды обитания и в биосредах населения.

2. Определить количественные характеристики канцерогенных и неканцерогенных рисков здоровью населения в районе расположения объектов газохимического комплекса.

3. Провести сравнительный анализ социально-экономических факторов и показателей здоровья населения, проживающего на территории Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения.

4. Обосновать приоритетные направления по снижению риска для здоровья населения урбанизированных и сельских территорий.

5. Научно обосновать систему мероприятий по экологической безопасности и оптимизации методов контроля среды обитания в системе социально-гигиенического мониторинга.

Научная новизна исследований заключается в том, что впервые:

- обоснован методический подход к комплексной оценке факторов риска здоровью населения, проживающего в районах размещения объектов газовой промышленности, с использованием системного моделирования и научно обоснованы принципы управления рисками.

- впервые проведена комплексная оценка риска многосредового многофакторного воздействия социальной и окружающей среды на здоровье населения комплекса добычи, транспортировки и переработки газа с высоким содержанием сероводорода,

- установлены приоритетные факторы, фоновые и экологически независимые показатели здоровья, вклад экологических факторов в формирование популяционного здоровья.

- убедительно показано, что для сельского население ведущими факторами риска являются социально-экономические условия, которые во многом определяют изменения здоровья и, особенно увеличение смертности.

Практическая значимость работы и внедрение результатов исследования в практику.

Проведенные многолетние комплексные исследования позволили выделить приоритетные факторы и источники антропогенного воздействия окружающей среды, установить риск здоровью населения агропромышленного региона с развитым газохимическим комплексом, что определило первоочередные профилактические мероприятия.

Даны предложения по оптимизации системы эколого-гигиенического мониторинга за состоянием окружающей среды.

Определены наиболее неблагополучные территории по различным критериям оценки и с учетом комплекса факторов.

Результаты исследования являются основанием для оптимизации региональной системы социально-гигиенического мониторинга в части оптимизации объемов контроля и профилактических мероприятий.

Созданы компьютерные базы данных социально-гигиенического и экологического мониторинга.

Проведенная работа обеспечила совершенствование мероприятий по улучшению взаимодействия центров госсанэпиднадзора с другими природоохранными структурами, что способствовало улучшению уровня санитарно-эпидемиологического благополучия населения.

Материалы исследования реализованы в следующих документах:

- Федеральная целевая программа «Энергоэффективная экономика» на 2002 - 2005 годы и на перспективу до 2010 года»;

- Постановление Главы администрации Оренбургской области «О региональном плане действий по охране окружающей среды Оренбургской области» от 18.06.2002г. № 94-п;

- Областная программа «Оздоровление экологической обстановки и населения Оренбургской области в 2003-2005гг.», утв. Постановлением Главы администрации области от 21.01.2003 г. №13-п;

- Областная программа «Оздоровление экологической обстановки Оренбургской области в 2005-2010 годах», принята Законодательным Собранием Оренбургской области 17.08.2005 г.;

- Постановление администрации Оренбургской области «О развитии региональной системы социально-гигиенического мониторинга в Оренбургской области на 2005-2010 годы» от 20.09.2005 г. №267-п;

- Постановление Оренбургского городского Совета «Об утверждении правил содержания и благоустройства города Оренбурга» от 28.02.2006 г. №16;

- Постановление Оренбургского городского Совета «О мерах по социальной поддержке работников, работающих и проживающих в сельской местности» от 19.05.2005 г. №108;

- Постановление Оренбургского городского Совета «Об утверждении Программы развития муниципального здравоохранения г. Оренбурга в 2005-2009 г.г.» от 12.08.2005 г. №178;

- Постановление Оренбургского городского Совета «О прогнозе социально-экономического развития г. Оренбурга на 2006 год» от 10.11.2005 г. №229;

- Распоряжение Главы города Оренбурга «О проведении Дней защиты от экологической опасности» от 7 апреля 2005 г. №1689-р.

По материалам исследований изданы монография «Экология человека в крупном промышленном городе и пригородных сельских населенных пунктах» (М: Медицина, 2006), информационное письмо «Сравнительная гигиеническая оценка качества питьевой воды в городе Оренбурге и Оренбургском районе» (Оренбург, 2002).

Результаты исследований по оценке риска здоровью населения Оренбургской области использовались Министерством здравоохранения Оренбургской области (акт внедрения от 22.01.2008 г), Комитетом по охране окружающей среды и природных ресурсов Оренбургской области (акт внедрения от 21.11.06), внедрены в практическую деятельность отделов социально-гигиенического мониторинга ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Оренбургской области» (акт внедрения от 13.11.2006 г.) и Управления Роспотребнадзора по Оренбургской области (справка о внедрении от 18.07.2007 г)

Материалы диссертации используются в учебном процессе в Оренбургской медицинской академии (акт внедрения от 12.09.2006), включены в программу курсов усовершенствования санитарных врачей, врачей-лаборантов, помощников санитарных врачей в Оренбургской области.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на 19 международных, республиканских и региональных конференциях: Пленумах научного совета по экологии и гигиене окружающей среды РАМН (Москва, 2002,2003,2004,2005); II международной научно-практической конференции «Биоэлементы» (Оренбург, 2007); Всероссийской научно-практической конференции «Среда обитания и здоровье детского населения» (Оренбург, 2003); Всероссийской научно-практической конференции «Госсанэпидслужбе России 80 лет: реальность и перспективы» (Москва, 2002); Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии обеспечения безопасности питания и окружающей среды» (Оренбург, 2007); Республиканской научной конференции «Экологические и социально-гигиенические аспекты среды обитания человека» (Рязань,2003); Межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные вопросы обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения приволжского федерального округа» (Киров, 2002); Международной научно-практической конференции «Проблемы регионального управления рисками на объектах агропромышленного комплекса» (Оренбург,2002); Научно-технической конференции «Оренбургский газохимический комплекс. Современное состояние, проблемы и перспективы развития» (Оренбург,2004); 8 Республиканской научно-практической конференции «Социально-гигиенический мониторинг здоровья населения» (Рязань, 2004).

Личный вклад автора. Автору принадлежит идея комплексного исследования экологических, гигиенических, социальных факторов и состояния здоровья населения агропромышленного региона с развитой газохимической промышленностью, определены цели, задачи, объем, выбраны объекты и методы исследования, разработана концептуальная модель и методическая схема обеспечения исследования. Автор принимал личное участие в сборе исходных данных, статистической обработке материалов. Отдельные исследования (определение элементов и анализ в биосредах у детей) выполнены совместно со специалистами других организации, за что автор выражает благодарность. Автором лично проведен анализ эффективности систем управления природоохранной и профилактической деятельностью.

Участие автора в сборе материала для исследования более 70%, в анализе и внедрении результатов - 90%.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 40 научных работах, в том числе: монография, информационное письмо, 13 статей в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК.

Объем и структура диссертации.

Диссертация изложена на 275 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, 7 глав собственных исследований, заключения, выводов и практических рекомендаций. Диссертация иллюстрирована 30 таблицами, 120 рисунками. Указатель литературы содержит 295 источников, из них 214 работ отечественных и 81 иностранных авторов. Материалы приложений включают документы, подтверждающие практическую значимость работы.

Связь работы с научными программами. Диссертационная работа выполнена в ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» в соответствии с открытым планом научно-исследовательской работы (№ государственной регистрации 01.200.2 02720).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Приоритетные показатели в оценке и прогнозировании регионального уровня химических поллютантов в среде обитания и биологических средах, формирующие риск нарушений для здоровья населения, проживающего на территориях прилегающих к Оренбургскому нефтегазоконденсатному месторождению.

2.Территориальные особенности социально-экономических условий и показателей здоровья населения в агропромышленном регионе с развитым газохимическим комплексом.

3.Социально-гигиеническая эффективность региональной системы управления природоохранительной деятельностью.

Содержание работы

Материалы и методы исследования. Объектами исследования являлись состояние среды обитания и здоровье населения г. Оренбурга, сельских населенных пунктов Оренбургского района и административно подчиненные г.Оренбургу сельские поселения Каргала, Холодные ключи, Городище, Краснохолм, расположенные в зоне деятельности объектов газохимической промышленности на территории Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения.

Методические подходы предусматривали комплексную эколого-гигиеническую оценку загрязнения окружающей среды, установление количественных зависимостей многокомпонентного и многофакторного воздействия среды обитания на показатели здоровья населения.

Анализ климатических факторов проведен по данным наблюдений Центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды за 1990-2003 годы. Произведен расчет среднесуточных, среднемесячных и среднегодовых показателей температуры воздуха, относительной влажности, атмосферного давления, скорости ветра и его повторяемости в соответствии со справочным пособием «Климатические характеристики условий распространения примесей в атмосфере» (Л.: Гидрометеоиздат, 1983).

Анализ загрязнения атмосферного воздуха проведен в соответствии с ГОСТ 17.2.3.01-86 и РД 52.04.186-89 . По данным стационарного наблюдения за 1990-2005 годы оценивалось содержание диоксида азота, диоксида серы, сероводорода, оксида углерода, углеводорода (860000 исследований). Определялся коэффициент превышения ПДК (ГН 2.1.6.1338-03) и суммарный показатель загрязнения атмосферного воздуха - К воздух. Концентрации металлов оценивались по данным маршрутного и подфакельного наблюдения (100 исследований по веществу). Определялся коэффициент превышения ПДК и ОБУВ (ГН 2.1.6.1338-03 и ГН 2.1.6.1339-03).

Оценка источников загрязнения атмосферного воздуха осуществлялась на основе данных государственной статистической отчетности по форме 2-тп «воздух» за 1991-2005 гг. и материалов проектов ПДВ.

Отбор проб почвы осуществлялся в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02-84. Всего за 1991-2002 годы было исследовано 449 проб. Оценка степени загрязнения почвы (449 проб) проведена по валовому содержанию формальдегида, сульфатов, сероводорода, подвижных форм никеля, цинка, меди в соответствии с методическими указаниями «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест» МУ 2.1.7.730-99. Рассчитывались коэффициенты концентрации Кк и величина суммарного загрязнения почвы (Zсум).

Анализ загрязнения снегового покрова (365 проб) проведен в соответствии с “Методическими рекомендациями по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха металлами по их содержанию в снежном покрове и почве” №5174-90. Был произведен расчет коэффициента концентрации Кк и величины суммарного загрязнения (Zсум).

Качество питьевой воды оценивалось по 32 показателям (1290 проб), на соответствие требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01.

Качество продуктов питания за 1990-2000 гг. оценивалось по данным лабораторного контроля 13 веществ (данные Центра госсанэпиднадзора в Оренбургской области), на соответствие СанПиН 2.3.2.560-96 «Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов» (2535 исследований).

На основании полученных результатов рассчитаны комплексные показатели, суммарные уровни загрязнения каждого из изучаемых объектов окружающей среды (атмосферный воздух, почва, питьевая вода). Затем определялась комплексная антропогенная нагрузка на селитебные территории с определением величины гигиенического ранга и оценкой санитарно-гигиенической ситуации в соответствии с методическими рекомендациями «Совершенствование методической схемы гигиенического прогнозирования влияния комплекса факторов окружающей среды на здоровье городского населения» (М.:МЗ РСФСР, 1990) и «Комплексное определение антропотехногенной нагрузки на водные объекты, почву, атмосферный воздух в районах селитебного освоения» - №01-19/17-17 от 26.02.96. (М., 1996). токсический канцерогенный газохимический

Проведен анализ уровня накопления 20 микроэлементов в волосах детского населения и 10 элементов в крови. Всего проанализировано 181 проба волос и 78 проб крови, отобранных у детей в возрасте 10-13 лет в соответствии с методическими рекомендациями (МР №4096-86, МУК 4.1.763-4.1.779-99, МУК 4.1.1482-03, МУК 4.1.1483-03). Концентрации металлов в волосах сравнивались с фоновыми показателями по России (Ревич Б.А., 1990), по Оренбургской области (Боев В.М., 1998) и средними областными показателями (Перепелкин С.В., 2002).

Этапы оценки риска здоровью были проведены в соответствии с руководством Р.2.1.10.1920-04 (Москва,2004). Канцерогены в различных объектах окружающей среды идентифицированы на основании «Перечня веществ, продуктов, производственных, бытовых и природных факторов, канцерогенных для человека» ГН №1.1. 725-98, а также с использованием баз данных химических канцерогенов Международного агентства по изучению рака (IARC), Интегрированной информационной системы о рисках (IRIS) Агентства по охране окружающей среды США (U.S. EPA), Национальной токсикологической программы США (U.S. NTP) и Американского общества правительственных промышленных гигиенистов (ACGIH).Комплексная оценка дополнительного канцерогенного риска с учетом различных путей поступления в организм, с использованием компьютерной программы «RISK*ASSISTANT», в соответствии с методологией, изложенной в документах: Risk Assessment Guidance for Supperfund. Vol. I: Human Health Evaluation Manual. №540/1-89/002 (US EPA, 1989), Guidance for Risk Characterization (US EPA, 1995).

Для корректировки величины поступления канцерогенов в организм в разные периоды жизни были использованы нормативные показатели в соответствие с Методическими рекомендациями «Оценка дозовых рисков и допустимых лимитирующих концентраций ксенобиотиков в окружающей среде» (М.: ГКСЭН РФ, 1995). Количественные параметры для оценки канцерогенного риска были выкопированы из документа U.S. Environmental Protection Agency. Integrated Risk Information System. Environmental Criteria and Assessment Office, Office of Health and Environmental Assessment, Office of Research and Development, Cincinnati, 1993. Экстраполяция данных с одного пути поступления на другой проведена с использованием поправочного коэффициента.

Моделирование переноса ксенобиотиков между различными средами (воздух, почва, вода, пищевые продукты) было проведено с использованием методик, предложенных отечественными и зарубежными учеными (Онищенко Г.Г., Новиков С.М., Рахманин Ю.А. и др., 2002; McKone T.E., Daniels J.I., 1991).

Расчет уровня неканцерогенного риска, сопоставляющего фактическую токсическую нагрузку с воздействием, которое предположительно не вызывает токсического эффекта, был проведен с использованием компьютерной программы «RISK*ASSISTANT».

Оценка контролируемого риска возникновения йоддефицитных заболеваний проведена на основе данных об уровне потребления и качестве йодированной соли в соответствии с региональными методическими указаниями МУ 2.1.10,001 - 99 (Оренбург, 1999). Под контролируемым понимался риск, на который возможно воздействовать профилактическими мероприятиями. Прямой (добровольный) риск - это доля населения, не употребляющего йодированную соль, дополнительный (недобровольный) связан с потреблением соли с низким содержанием йода по сравнению с уровнем, утвержденным ГОСТ Р 51575-2000.

В соответствии с методическими рекомендациями «Оценка и обоснование приоритетных направлений снижения территориальных рисков в системе социально-гигиенического мониторинга и обеспечение санитарно-эпидемиологического благополучия» (Москва, 1996) проведен сравнительный анализ указанных методов оценки факторов риска.

Социально-экономический анализ территорий проведен на основе данных статистических материалов подготовленных территориальным органом Федеральной службы государственной статистики по Оренбургской области. Среднероссийские показатели приведены из государственных докладов «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации» (2003, 2005).

Сбор и анализ информации о показателях здоровья проведен в соответствии с «Порядком деятельности санитарно-эпидемиологической службы по оценке состояния здоровья населения в связи с воздействием факторов окружающей среды» (М., 1989). Ретроспективный анализ проведен на основании данных государственных статистических форм №12, №31, №32 за 1996-2000 гг., результатов комплексных медицинских освидетельствований подростков в момент первоначальной постановки на воинский учет в возрасте 17 лет (Приказ Минобороны РФ и Минздрава РФ от 23.05.2001 г. №240/168 «Об организации медицинского обеспечения подготовки граждан РФ к военной службе», «Положение о военно-врачебной экспертизе», постановление Правительства РФ от 25.02.2003г., №123). Расчет фоновых значений и интегральная оценка показателей здоровья производились на основе методических указаний «Интегральная оценка состояния здоровья населения на территориях» (М., 1995).

Анализ данных осуществлялся при помощи пакета программ Statistica for Windows, Release 6.0, “StatSoft Inc.”. Для оценки различий показателей по сравнению с исходными данными были использованы t - критерий Student и непараметрические методы. Для изучения связей между признаками применялся корреляционный анализ Спирмена и статистическая модель множественной регрессии. Регрессионный анализ проведен с использованием компьютерной программы «EPI-INFO» (Draper N., Smith H., 1981).

Полученные данные считали достоверными при значениях р < 0.05. Расчеты осуществлялись на персональных IBM-совместимых компьютерах.

Результаты исследований и их обсуждение

Анализ природно-климатических условий позволил оценить исследуемую территорию как неблагоприятную для рассеивания выбросов с низкой самоочищающей способностью в весенне - летний период и сезонными изменениями природных условий на фоне постоянного техногенного воздействия промышленных объектов на селитебные территории.

Промышленный газохимический комплекс ООО «Оренбурггазпром» на территории Оренбургского района представлен Газоперерабатывающим заводом, объектами Газопромыслового управления, Гелиевым заводом, предприятиями теплоэнергетики, автотранспорта, которые создают постоянную опасность высокого уровня загрязнения воздушного бассейна.

В среднем за период 1990-2005гг показатели загрязнения атмосферного воздуха в сельских населенных пунктах в зоне возможного воздействия объектов газохимического комплекса (Оренбургский район), в г.Оренбурге и по различным регионам Оренбургской области были достоверно ниже (рис.1), чем в целом по России, а в сельских поселениях Оренбургском районе уровни загрязнения были в 2,4 раза ниже, чем в городе и области. Установлено, что среднегодовые концентрации диоксида азота превышало ПДК только в г. Оренбурге (1,43 ПДК), в сельских не превышали допустимых уровней (0,49 ±0,01 ПДК).

Рисунок 1. Сравнительная характеристика загрязнения атмосферного воздуха в разных регионах за 1990-2005 годы (% проб с превышением ПДК).

Количественные характеристики диоксида серы, сероводорода, оксида углерода, углеводородов не превышали нормативные показатели на изучаемых территориях.

Показатели аддитивного воздействия по группам суммации в г.Оренбурге были значительно выше, чем в сельских населенных пунктах (по группе диоксид азота + диоксид серы - в 2,7 раза; по группе сероводород + диоксид серы - в 2,2 раза). Наиболее опасным фактором было суммарное, аэрогенное воздействие диоксидов азота и серы, определявшееся высоким содержанием диоксида азота.

Рисунок 2. Суммарное загрязнение атмосферного воздуха (Ксум) по трем веществам (диоксид азота, диоксид серы и сероводород).

Учитывая, что в населенных пунктах контролировался разный перечень веществ, для осуществления комплексной оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха проведена оценка степени загрязнения по комплексному показателю К воздух для диоксида азота, диоксида серы и сероводороду, которые контролировались на всех территориях (рис.2). Величина суммарного загрязнения в г. Оренбурге была достоверно выше, чем в изучаемых населенных пунктах в 2,72 раза, при этом концентрации по сравнению с городом ниже в зоне влияния объектов ГПУ - в 3,2 раза, объектов ГПЗ - в 2,1 раза. По максимально разовым концентрациям степень загрязнения атмосферного воздуха металлами была значительно выше в городе, с превышением ПДК по хрому (2,5 раза), кадмию (1,4 раза) и цинку (1,3 раза).

В среднем за период 1990 - 2005 гг. приведенные к показателю монозагрязнения выбросы токсичных веществ в атмосферный воздух от стационарных источников предприятий газохимического комплекса составили 14,3% от общего количества выбросов по г. Оренбургу и Оренбургскому району. Ведущее значение в структуре выбросов, 79,3% занимает газоперерабатывающий завода (рис.3).

Рисунок 3. Структура суммарного выброса в атмосферный воздух предприятиями ООО «Оренбурггазпром» за 1995-2005 гг.

Таким образом, не было установлено существенного вклада производственных объектов ООО «Оренбурггазпром» в формирование загрязнения атмосферного воздуха в сельских населенных пунктах в зоне возможного влияния ОГХК.

Для гигиенической оценки антропогенного загрязнения среды обитания важное значение имеет состояние депонирующих сред, в том числе почвы и снегового покрова. Содержание валовых и подвижных форм металлов в поверхностном слое почв населенных мест является результатом многолетнего воздействия загрязненного атмосферного воздуха, суммируя колебания уровней загрязнения, связанные с изменениями технологического процесса, эффективностью пылегазоулавливания, влиянием метеорологических и других факторов. Для оценки опасности аккумуляции металлов в почве важное значение имеет содержание подвижных форм, способных диффундировать в почвенные воды и проникать в растения. Данные формы наиболее опасны в плане проникновения в продукты питания и опосредованного воздействия на здоровье населения. Опасность загрязнения культурных растений тем выше, чем выше подвижность вещества в почве. Количество подвижных форм составляет, как правило, всего 5-25% их валового содержания.

Таблица 1 Средние концентрации металлов в почве в зоне возможного влияния объектов ОГХК в долях ПДК (Мm)

Показатели	ОГХК	ГПЗ	ГПУ
Валовое содержание
Медь	0,175	±	0,009	0,166	±	0,004	0,181	±	0,015
Цинк	0,310	±	0,012	0,286	±	0,007	0,326	±	0,020
Свинец	0,472	±	0,022	0,380	±	0,016	0,537	±	0,030**
Никель	0,472	±	0,023	0,410	±	0,039	0,517	±	0,025*
Марганец	0,342	±	0,014	0,328	±	0,008	0,351	±	0,023
Кобальт	0,367	±	0,013	0,388	±	0,009	0,353	±	0,022
Хром	0,171	±	0,008	0,136	±	0,006	0,195	±	0,012**
Нитраты	0,008	±	0,001	0,006	±	0,001	0,009	±	0,001**
К почвы, валовое	2,32	±	0,07	2,10	±	0,051	2,47	±	0,11**
Содержание подвижных форм
Медь	0,269	±	0,019	0,174	±	0,012	0,335	±	0,024**
Цинк	0,067	±	0,014	0,042	±	0,003	0,085	±	0,023
Свинец	0,164	±	0,029	0,031	±	0,021	0,258	±	0,038**
Кадмий	0,010	±	0,005	0,000	±	0,000	0,017	±	0,008*
Никель	0,275	±	0,020	0,245	±	0,015	0,296	±	0,032
Марганец	0,454	±	0,024	0,464	±	0,051	0,448	±	0,020
Кобальт	0,015	±	0,005	0,017	±	0,007	0,014	±	0,006
Хром	0,090	±	0,014	0,000	±	0,000	0,154	±	0,015**
К почва подвижные	1,345	±	0,065	0,972	±	0,080	1,607	±	0,055**

Прим.: * - p < 0,05, ** - p < 0,01 (значимость различий ГПЗ-ГПУ).

Анализ содержания веществ в почве на территории города и сельских поселений, входящих в зону возможного влияния ОГХК (табл.1) показал, что суммарное содержание поллютантов выше в Оренбурге, в том числе по валовому содержанию - в 1,2раза (p < 0,01), содержанию подвижных форм - в 1,65 раза (p < 0,01) при отсутствие превышений ПДК изученных металлов.

При сравнении территорий зон возможного влияния объектов ОГХК установлено более высокое загрязнение сельских территорий в районе ГПУ. Исключение составил марганец, чье содержание в почве несколько выше в районе ГПЗ.

Суммарное содержание изученных форм по изученным показателям в зоне возможного влияния объектов ОГХК и фоновом населенном пункте не имело существенных различий. Это согласуется с результатами, полученными при оценке состояния воздушной среды. Вся территория, прилегающая к ОГПЗ (в радиусе до 20 км), характеризуется значениями суммарного показателя загрязнения Zс (16-32) ниже низкого уровня загрязнения. Локальные слабо контрастные аномалии связаны, скорее всего, с автотранспортной нагрузкой.

Наряду с анализом почвы, важное значение имеет накопление примесей в снеговом покрове. Изучение распределения металлов в снеговом покрове позволяет выявить источники загрязнения, дифференцировать зоны их выявления по интенсивности воздействия и дальности распространения выбросов.

По результатам анализа снега в исследуемых населенных пунктах было установлено, что снеговые воды гидрокарбонатно-хлоридного типа, минерализация значительно превышает фоновое значение для средних и южных широт России (соответственно 5-6 и 7-8 мг/л) и колеблется в пределах 30-40 мг/л. Среди проанализированных катионов на первом месте был кальций, концентрация этого иона колеблется от 4,41 до 7,82 мг/л.

Загрязнение снегового покрова в г.Оренбурге было выше, чем в селах Оренбургского района по кобальту - в 86,3 раза, по цинку - в 5,6 раза, по меди - в 5,3 раза, по свинцу - в 4,8 раза, по никелю - в 3,9 раза, по хрому - в 3,3 раза, по ванадию - в 1,3 раза. Кадмий в снеге сельских поселений не определяется. Исключение составил марганец, содержание в селах было выше в 2,1 раза, чем в городе и в 1,4 раза, чем в области. В населенных пунктах зоне влияния ГПЗ были выше концентрации железа - в 3,0, кадмия - в 2,9, марганца - в 2,2, никеля - в 2,1 раза, меди - в 1,8, сульфатов - в 1,7 раза. В зоне влияния ГПУ выше концентрации свинца - в 2,7, хрома - в 1,85, цинка - в 1,6 раза. Концентрации нитратов, стронция, кальция не имели существенных отличий.

Суммарное загрязнение снегового покрова в г.Оренбурге было в 51,1 раза выше, чем на территориях сельских поселений и в 1,96 раза выше, чем в области. Это подтверждает высокий уровень антропогенной нагрузки в крупном промышленном городе с развитым автотранспортом.

Полученные данные свидетельствовали о более интенсивном накоплении поллютантов атмосферного воздуха в депонирующих средах промышленного города, чем в сельских поселениях. Для города это является опасным фактором вторичного загрязнения объектов окружающей среды, что согласуется с данными других исследователей (Хамитова Р.Я., Степанова Н.В., 2004). Установлены так же общие закономерности распределения концентраций примесей в снеге и почве характерные для цинка, хрома, свинца и нитратов.

Загрязнение источников централизованного водоснабжения, нерешенные вопросы водоподготовки, в том числе и обеззараживания воды, неудовлетворительное санитарно-техническое состояние разводящих сетей не может не отражаться на качестве воды. Было установлено, что показатели суммарного загрязнения питьевой воды в изучаемых территориях были ниже областного уровня. Вместе с тем в селах в зоне возможного влияния ОГХК качество воды ниже на 18,3%, чем в городе. Таким образом, статистически значимых различий в суммарном уровне загрязнения питьевой воды между городом и изучаемыми селами в целом не зарегистрировано. Вместе с тем, были установлены существенные различия в структуре загрязнения питьевой воды по приоритетным показателям (средние уровни которых выше 0,1 ПДК). Так, в г.Оренбурге были выше окисляемость воды на 54,6%, концентрации алюминия в 2,7 раза, марганца на 82,2%, железа на 76,4%, хрома на 44,1%. В селах было выше содержание бора в 3,8 раза, нитратов на 90,6%, сульфатов на 42,6%, сухого остатка на 30,4%, хлоридов на 27,7%, бария на 16,0%, а также показатель жесткости на 36,8% и мутности на 12,7%. Различия в концентрациях фтора были в пределах ±10%.

Усредненные показатели в населенных пунктах, расположенных в зоне возможного влияния объектов газопромыслового управления были выше по содержанию селена, аммиака, свинца, цинка, хрома. В населенных пунктах, расположенных в зоне газоперерабатывающего завода, в питьевой воде были выше концентрации алюминия, меди, фтора, серебра, ванадия, нитритов, молибдена, кадмия. В целом, данные особенности носили природный характер. Оценка суммарного показателя (по 30 показателям) показало, что наиболее высокие суммарные значения (Квода) определилось в сельских населенных пунктах 9 Января (8,52), Городище (8,22), Черноречье (8,21), Н.Павловка (8,13), Никольское (8,12). В изучаемых селах, расположенных в зоне возможного влияния ОГХК, данный суммарный показатель был выше, чем в г. Оренбурге на 14,9%, в районе газопромыслового управления был выше на 19,8%.

Наряду с отдельными показателями важно оценить аддитивное действие химических веществ, относящихся к 1 и 2 классам опасности и нормируемых по санитарно - токсикологическому признаку вредности. Наиболее высокая суммарная токсическая нагрузка зарегистрирована в сельских населенных пунктах Татищево (3,0 ПДК), Каргала (1,8ПДК), Холодные ключи (1,6 ПДК), Городище (1,5ПДК), Юный (1,2 ПДК), Краснохолм (1,1 ПДК), Ивановка (1,0 ПДК). При этом, суммарный показатель в зоне ОГХК, был выше, чем в г. Оренбурге на 24,3%, а в районе ГПЗ на 23,2%. На основе полученных данных можно сделать вывод о более низком качестве питьевой воды в сельских населенных пунктах.

Анализ антропогенного воздействия был бы неполным без анализа приоритетных поллютантов в продуктах питания.

Проведенный анализ суммарного количества проб продуктов питания показал (рис. 4), что показатели по Оренбургской области и в г. Оренбурге были достоверно выше, чем в целом по России. Вместе с тем, в Оренбургском районе уровни загрязнения были достоверно ниже, чем в городе и области.

Рисунок 4. Загрязнение продуктов питания по удельному весу нестандартных проб за 1998-2005 годы.

Учитывая то, что существует большой взаимообмен продуктами питания между городом и прилегающим сельским районом, гигиеническая оценка проводилась в целом по Центральному агропромышленному региону Оренбургской области. Средние концентрации металлов в трех основных видов продуктов (овощи, мясные и молочные продукты) не превышали ПДУ. В целом наибольшие суммарные показатели содержания металлов зарегистрированы для мясных продуктов. Суммарное загрязнение было выше на 34,2-38,6%, чем для остальных продуктов, и определялось в большей степени свинцом (37,6%). Свинец имел ведущее значение при загрязнении овощей (37,1%). Для молочных продуктов приоритетный загрязнитель - цинк.

Проведенный анализ загрязнения окружающей среды селитебных территорий позволил оценить величину комплексной антропогенной нагрузки на окружающую среду и на население, которая определяется констелляцией всех факторов (65 показателей) и провести гигиеническое ранжирование факторов среды обитания изучаемых территорий.

Рисунок 5. Гигиенические ранги антропогенного загрязнения факторов среды в промышленном районе ОГХК (n - число пофакторных оценок)

Как видно из рисунка 5, общий гигиенический ранг загрязнения окружающей среды промышленного города на 59,2% выше, чем в сельских населенных пунктах. Это обусловлено более интенсивным прямым и косвенным (через депонирующие среды) аэрогенным антропогенным воздействием, при отсутствии существенных различий в суммарном загрязнении продуктов питания и несколько более низким загрязнением питьевой воды в сельских поселениях. Структура антропогенного воздействия на население определялась ингаляционным (атмосферный воздух) поступлением токсикантов в городе и пероральным (питьевая вода, продукты питания) в сельских поселениях. Общим для всех территорий является большой вклад загрязнения почвы (42 - 45%), которое может быть как природным, так и антропогенным (рис.6).

Таким образом, в сельских населенных пунктах, расположенных в зоне Оренбургского газохимического комплекса, экологическая опасность определяется, в первую очередь, недоброкачественной водой, а не аэротехногенным воздействием ОГХК, что необходимо учитывать при формировании гигиенически и экономически обоснованных программ по обеспечению санитарно-эпидемиологического благополучия населения.

г. Оренбург

Сельские поселения

Рисунок 6. Структура антропогенного загрязнения факторов среды обитания промышленного района ОГХК.

На следующем этапе исследования, представлялось важным провести оценку влияния природных и антропогенных факторов на содержание элементов в биосредах (волосы, кровь) у детей в сравнительном аспекте (рис.7-8).

Рисунок 7. Сравнительная характеристика содержания металлов в волосах детей сельских поселений в промышленном районе ОГХК.

В волосах детей выше среднеобластного уровня концентрации циркония, ванадия, хрома, титана, бария молибдена, марганца, железа, никеля, стронция, но регистрируются более низкие уровни свинца, меди, цинка, кадмия, кобальта и мышьяка.

Содержание большинства микроэлементов в крови детей, проживающих в зоне возможного влияния ОГХК, ниже нормативных данных. Исключение составили достаточно высокие уровни стронция (по Дж.Эмсли, 1993).Вместе с тем, можно говорить о некотором дефиците ряда эссенциальных микроэлементов (железо, цинк, кобальт).

Рисунок 8. Сравнительная характеристика содержания металлов в крови детей.

Содержание железа, цинка, стронция, марганца в крови детей, проживающих на различных территориях не имело существенных различий. У детей сельских населенных пунктов в зоне возможного влияния ОГХК содержание в крови свинца, хрома, кадмия, кобальта, никеля было ниже, чем в промышленном городе. Полученные данные свидетельствуют о том, что имеется микроэлементный дисбаланс.

Характеристика риска развития неканцерогенных эффектов проводится на основе расчета коэффициента опасности (Онищенко Г.Г., Новиков С.М., Рахманин Ю.А. и др., 2002). При HQ равном, или меньше 1,0, риск вредных эффектов рассматривается как пренебрежимо малый.

Аэрогенные суммарные уровни токсической опасности выше в г.Оренбурге в 2,8 раза, чем в населенных пунктах в зоне возможного влияния объектов ОГКХ. Суммарный риск оценивается в городе как средний, в селах низкий (табл.2).

По отдельным ингредиентам на территориях сельских поселений риск воздействия диоксида серы и диоксида азота является минимальным (De minimis), по сероводороду - низким. В г.Оренбурге на минимальном уровне только риск воздействия диоксида серы. С учетом аддитивного действия веществ, воздействующих на одни и те же органы или системы организма (Р 2.1.10.1920-04) при их комбинированном поступлении приоритетным для города является риск формирования заболеваний органов дыхания (в 55,7 раза выше, чем в сельских населенных пунктах), что обуславливает необходимость мониторинга данной нозологической группы и проведения мероприятий по снижению антропогенного воздействия. Близок к среднему уровню риск воздействия на иммунную систему. В сельских населенных пунктах выделяются заболевания центральной нервной системы.

Таблица 2 Коэффициенты токсической опасности веществ атмосферного воздуха

Показатель	г.Оренбург	ОГХК	ГПЗ+ГЗ	ГПУ	Критические органы и системы
Диоксид азота	1,43	0,49	0,59	0,45	органы дыхания
Диоксид серы	0,12	0,08	0,09	0,07	органы дыхания
Сероводород	3,28	1,15	2,11	0,69	органы дыхания
Хром	37,94	0,00	0,00	0,00	органы дыхания
Кадмий	2,15	0,00	0,00	0,00	почки, органы дыхания
Цинк	72,28	1,76	1,18	2,08	органы дыхания, иммунная система
Никель	37,56	0,00	0,00	0,00	органы дыхания, кровь
Свинец	5,57	0,00	0,00	0,00	ЦНС, развитие, кровь
Медь	83,10	0,82	2,28	0,00	органы дыхания, системное действие
Мышьяк	21,50	0,00	0,00	0,00	развитие
Марганец	28,80	10,83	6,38	13,34	ЦНС
Кобальт	1,40	0,00	0,00	0,00	органы дыхания
Сумма	295,11	15,13	12,63	16,63

При анализе риска токсического воздействия питьевой воды, не было установлено превышений минимального уровня. В сельских населенных пунктах коэффициент токсической опасности питьевой воды выше в 1,52 раза, чем в городе, за счет населенных пунктов расположенных в зоне ГПУ. Приоритетным токсикантом являлись нитраты. Приоритетными критическими системами воздействия веществ, поступающих с питьевой водой, являются сердечно-сосудистая система и кровь (риск выше в сельских населенных пунктах в 1,8 и 1,35 раза).

Уровень неканцерогенного риска продуктов питания оценивается как средний, в основном за счет среднего уровня риска по кадмию, свинцу, барию и хрому. Средний уровень риска характерен для заболеваний почек, крови, центральной нервной системы, желудочно-кишечного тракта, печени, сердечно-сосудистой системы. В целом следует отметить, что риск воздействия токсикантов с продуктами питания намного превышает остальные экологические риски. Сценарий полного маршрута воздействия исследуемых химических веществ на население, представляющий собой сочетание всех возможных путей поступления токсикантов в организм показал, что в г. Оренбурге средний уровень интегрального риска был зарегистрирован по 8 нозологическим группам, а в сельских поселениях по 6 группам заболеваний.

Таким образом, анализ суммарного интегрального неканцерогенного риска в агропромышленном регионе показал, что приоритетным является риск формирования заболеваний органов дыхания, заболеваний почек и заболеваний центральной нервной системы. В качестве приоритетных токсикантов среды обитания выделены кадмий и свинец. Для урбанизированных территорий приоритетной средой являются продукты питания и атмосферный воздух, для сельских - питьевая вода и продукты питания, что согласуется с результатами, полученными для других территорий области (Сетко А.Г., Боев В.М., 2006; Верещагин Н.Н.,2006).

Канцерогенного риск от веществ (хром, кадмий, никель, свинец, мышьяк, формальдегид), поступающих из атмосферы, с питьевой водой и продуктами питания, находится на минимальном уровне и не представляет опасности. В тоже время в г. Оренбурге аэрогенный канцерогенный риск составил 2,510^-3, что оценивается как высокий неприемлемый уровень (табл.3).

Таблица 3 Интегральный многосредовой канцерогенный риск

	г. Оренбург	ОГХК	ГПЗ+ГЗ	ГПУ
Атмосферный воздух	2,52E-03	0,00E+00	0,00E+00	0,00E+00
Питьевая вода	1,49E-07	9,73E-08	7,65E-08	1,11E-07
Пищевые продукты	1,21E-04	1,21E-04	1,21E-04	1,21E-04
Суммарный риск	2,64E-03	1,21E-04	1,21E-04	1,21E-04

Методология оценки канцерогенного и неканцерогенного (токсического) риска, базирующаяся на количественной оценке опасности воздействия избыточного поступления веществ, не применима для оценки риска формирования микроэлементдефицитных состояний, определяемых природными геохимическими особенностями среды обитания. Это обусловило необходимость оценки контролируемого риска возникновения йод -, фтор - и медь, цинк - дефицитных состояний. Проведенный анализ позволил установить, что суммарный контролируемый популяционный риск возникновения йоддефицитных состояний в г.Оренбурге составил 65,3%, в сельских поселениях 55,0%.

По результатам регрессионного анализа было установлено, что 100-процентная пораженность кариесом наиболее вероятна при концентрациях фтора в питьевой воде ниже 0,05 мг/л, с опасностью формирования кариеса более чем у 80% детей и подростков изучаемого региона. Наиболее высокие уровни риска были характерны для жителей сельских населенных пунктов.

Для населения сельских территорий характерен более выраженный дефицит цинка и меди (рис.9).

Рисунок 9. Уровни дефицита поступления в организм меди и цинка.

Важными условиями, влияющими на формирование показателей здоровья населения и увеличение риска реализации неблагоприятных антропогенных воздействий в агропромышленном регионе, являются социально-демографические особенности. Демографические процессы являются системообразующими показателями социального развития общества и существенно зависят от влияния факторов окружающей среды на организм человека (В.И.Стародубов с соавт.,2002, Г.Г.Онищенко,2006). Важные закономерности влияния антропогенных условий среды обитания на здоровье населения позволяют оценить вклад экологических, экономических, социальных факторов в формирование важнейших демографических процессов, а следовательно, экономически обосновать целевые программы развития общества.

На изучаемых территориях зарегистрирован стационарный тип возрастной структуры с наибольшим удельным весом лиц моложе трудоспособного возраста в сельских поселениях Оренбургском района. В динамике удельный вес трудоспособного населения растет за счет молодежи.

Важным медико-демографическим показателем популяционного здоровья населения является уровень рождаемости. Установлено, что рождаемость в Оренбургском районе и области достоверно выше, чем в г. Оренбурге (рис.10). За этот же период показатель в Российской Федерации составил 9,29±0,23.

Рисунок 10. Показатели рождаемости за 1995-2005 гг.

Вместе с тем, показатели рождаемости не отражают влияние антропогенного воздействия, и могут лишь косвенно свидетельствовать о социальном развитии региона. Для более корректной оценки социально-экономической ситуации был проведен сравнительный анализ миграционной и естественной динамики населения.

Возникновение естественной убыли населения в Росси нельзя рассматривать как результат воздействия только социально-экономических факторов, возникших в начале 90-х годов, так как демографическая ситуация в России гомогенно вписалась в общую панораму, характерную для развитых стран Запада (Галецкий В.Ф., 2005).

Рисунок 11. Показатели естественной убыли численности населения.

На всех изучаемых территориях наблюдается естественная убыль населения, но статистически значимо более низкими темпами, чем в среднем по области (рис.11). В среднем за последние годы в Оренбургской области была зарегистрирована снижение численности населения на 0,3% (в России за 2000-2005 годы - на 0,56%). Из изучаемых территорий, прирост наблюдался в Оренбургском районе (за счет высокого показателя иммиграции), убыль - в городе (за счет естественной убыли и эмиграции практически в равной степени).

Важную роль в формировании санитарно-эпидемиологического благополучия играют условия проживания населения, обеспеченность бытовыми удобствами. В.Ф.Галецкий (2005) отмечает, что наибольшее влияние на продолжительность жизни населения оказало наличие водопровода, центрального отопления и газа в домах. В сравнении с городом, сельский район недостаточно обеспечен централизованным водоснабжением, при высоком уровне газификации.

Достоверно меньший в сельских территориях (по сравнению с городом и областью) размер пенсий, уровень заработной платы. Установлено, что средний размер заработной платы населения на изучаемых территориях коррелировал со средними размерами пенсионных выплат в городе (r = 0,99; p < 0,05) и селах (r = 0,925; p < 0,05).

Показатель обеспеченности детей местами в детских дошкольных учреждениях, который относится к ключевым первичным индикаторам уровня развития социальной инфраструктуры, в рассматриваемых территориях выше (город- 62,5%, село-56,7%), чем в среднем по области (51,5%).

Таблица 4. Приоритетные социально-экономические и демографические показатели относительного риска

...