Экологический риск загрязнения атмосферного воздуха выбросами тепловых электростанций при использовании каменного угля (стр. 5 )

Традиционно, оценивание экологического риска, качественное или количественное, применяется в тех случаях, когда невозможно дать однозначный ответ при техногенном воздействии на состояние окружающей природной среды и здоровье человека [35, 80].

Изучение проблем, связанных с оцениванием экологических рисков, активно проводится в ряде стран (США, Нидерландах, странах Евросоюза, России) более чем в течение нескольких десятилетий. Работы
N. J. McCormick [80], Ecoindicator (1995 [81], 1999 [82]) и другие посвящены вопросам нормирования окружающей среды и ее отдельных компонентов, оценке и управлению экологического природного и техногенного риска, разработке допустимых и вредных воздействий на среду в целом, и человека в частности. Указанные исследования осуществляются и в настоящее время под эгидой международных организаций – ЮНЕП [83], ВОЗ [21, 22], МАГАТЭ [1, 84] и других организаций [85].

В работе [87] определено, что наибольшую опасность представляет тонкая фракция пыли, находящаяся в атмосферном воздухе. Среди кислотообразующих окислов наибольший вред дыхательным путям наносят NO и NO2. По канцерогенному действию среди тяжелых металлов наибольшим канцерогенным эффектом обладает шестивалентный хром Cr(VI).

Воздействие химических и радиационных факторов сопровождается наличием патологических изменений, вызывающих ответные реакции в организме, вследствие этого при оценивании экологического риска для здоровья населения одним из важных и обязательных условий, является математическое описание функции зависимости «доза-эффект». При этом необходимо отметить, что определяемый эффект представляет риск, который в свою очередь является количественной мерой оценки опасностей, обусловленных антропогенными воздействиями [26, 86].

Количественная оценка экологического риска, особенно важна на региональном уровне, в первую очередь для регионов, где сосредоточен значительный потенциал ТЭС Украины, которые являются основными источниками химического неканцерогенного, канцерогенного и радиоактивного загрязнения атмосферного воздуха [38, 88].

В Украине не существует общепризнанного и утвержденного на законодательном уровне метода комплексной оценки экологического риска как главного инструментария для определения степени экологической опасности деятельности промышленного объекта для окружающей природной среды и человека [39, 51, 87, 89].

1.1.1. Неканцерогенный риск

Химические вещества, характеризующиеся неканцерогенными эффектами, способны вызывать ряд нарушений в состоянии здоровья человека, которые необходимо рассматривать как разные формы проявлений токсических эффектов в организме, регистрируемых на клеточном, тканевом, организменном и популяционном уровнях [52, 62, 90, 91].

В мировой практике существуют подходы к оценке экологического риска, концептуальные сходства и отличия которых, приведены ниже.

Основу системы ПДК составляют следующие положения:

-  пороговый принцип распространяется на все эффекты неблагоприятного воздействия;

-  превышения норматива ПДК может вызвать неблагоприятные для здоровья эффекты, при этом отсутствует практический механизм определения эффектов и их количественного выражения [18, 21, 22, 62, 90].

В основе оценки риска по методу US EPA [16] и методических рекомендациях «Оценка риска для здоровья населения при загрязнении атмосферного воздуха», утвержденных МОЗ Украины [18], для неканцерогенных веществ используется пороговая модель «доза-эффект».

Для характеристики неканцерогенных веществ используется два показателя: максимальная недействующая доза и минимальная доза, которая вызывает пороговый эффект. Данные показатели являются основой для установления уровней минимального риска − референтных доз (RfD) и концентрации (RfC). Отмечается, что превышение референтной дозы или концентрации не обязательно связано с развитием вредного эффекта, но чем выше доза воздействия и чем больше она превышает референтную, тем больше вероятность его возникновения, однако оценить эту вероятность при данном методическом подходе невозможно. В связи с этим конечными характеристиками оценки экспозиции на основе референтных доз и концентраций являются коэффициенты (HQ) и индексы (HI) опасности [18, 21, 22].

Существует также подход к оценке риска при воздействии химических неканцерогенных веществ, который основано на эпидемиологических исследованиях кратковременного и хронического воздействия твердых частиц размером менее 10 мкм (РМ10) с использованием методик US ЕРА [16].

Считается, что приоритетными веществами при формировании экологического риска, обусловленного загрязнением атмосферного воздуха химическими неканцерогенными веществами, являются твердые взвешенные частицы.

Выявлено, что общая смертность увеличивается на 1% на каждые 10 мкг/м3 увеличения РМ10 [71]. Существует корреляция между концентрациями твердых частиц и количеством онкологических патологий у населения.

В мировой практике существуют модели для определения относительного риска при воздействии химических неканцерогенных веществ, в частности, для взвешенных частиц, SO2, NOx на основе данных эпидемиологических исследований, предложенные учеными
, , [19, 69−72].

В районах расположения ТЭС наблюдается повышение общей смертности от респираторных заболеваний и смертности от раковых новообразований, а также учащение заболевания раком других локализаций. Определена взаимосвязь между заболеваемостью раком легкого и концентрациями двуокиси серы и окиси азота; летучей угольной золы и двуокисью серы в окружающей природной среде [4, 92−94].

В работе [100] установлено, что дополнительное число смертей, вызванных действием SO2 среди населения составляет 27,3 случая за год при нормальном режиме эксплуатации ТЭС мощностью 1 ГВт (эл.).

Однако существующие модели имеют ряд научно-методических проблем, связанных с:

-  оценкой ущерба для здоровья при воздействии факторов окружающей среды и их стоимостной оценке;

-  оценки микробиологических рисков, сравнительной характеристике различных по своей природе и происхождению риска;

-  оценки влияния генетического разнообразия, состояния здоровья, факторов образа и качества жизни в сочетании с действием факторов окружающей среды для формирования экологического риска.

Зависимости «доза-эффект» характеризуют показатели экологического риска в усредненной по возрасту форме, специфичные для каждой страны или региона, и различаются для разных стран из-за разницы в значениях схожих медико-демографических данных [18, 19, 66, 69−71].

1.1.2 Канцерогенный риск

Химические вещества, характеризующиеся канцерогенными эффектами, способны вызывать увеличение частоты злокачественных новообразований. Важной особенностью канцерогенных химических веществ является отсутствие порога действия.

Ряд канцерогенных веществ, влияет на наследственность с увеличением частоты генетически обусловленных заболеваний. Канцерогенные и генетические эффекты тесно взаимосвязаны и сопоставимы по величине. В совокупности они образуют ряд стохастических эффектов при достаточно низких дозах (концентрациях).

В исследованиях [93] концентрация бенз(а)пирена, равная
0,01 мкг/100 м3 теоретически может вызывать около 100 дополнительных случаев рака легкого на 1 млн. населения в год. Риск канцерогенеза при концентрации бенз(а)пирена в атмосфере равной 0,01 мкг/100 м3 аналогичен ежегодной дозе облучения 0,01–0,02 Зв.

Нормирование канцерогенных эффектов осуществляется по уровню приемлемого риска. В данном случае, величина риска представляет собой вероятность или количество дополнительных случаев заболеваний раком или наследственных заболеваний при воздействии канцерогенного фактора [16, 75, 76].

Оценка зависимости «доза (концентрация)-эффект (ответ)» представляет собой установление связи между дозой или уровнем воздействия канцерогенного химического вещества и частотой, а также выраженностью вредного эффекта. Механизм канцерогенного действия связан как с прямым повреждением генома (генотоксические канцерогены), так его опосредованным повреждением (эпигенетические канцерогены). Предполагается, что действие генотоксических канцерогенов не имеет порога канцерогенного действия. Не генотоксические канцерогены могут обладать порогом вредного действия, ниже которого канцерогенного риска не возникает [54, 76, 94].

В основе оценки риска по методу US EPA [16] для канцерогенных веществ также используется беспороговая модель «доза-эффект», при этом нормирование осуществляется по уровню приемлемого риска:

-  риск индивидуального уменьшения продолжительности жизни равен «тангенсу угла наклона» умноженному на «среднюю дозу в течение жизни»;

-  популяционный риск равен «индивидуальному риску», умноженному на «численность населения».

Оценка зависимости «доза-ответ» осуществляется путем линейной экстраполяции в эпидемиологических исследованиях зависимостей в область малых доз и нулевого канцерогенного риска. При этом необходимо принять ненулевую, но «достаточно низкую» дозу, которая считается безопасной для пребывания населения в данных условиях в течение «среднестатистической» продолжительности жизни [26, 94].

Выше приведенные модели и методы при оценивании экологического риска при воздействии химических веществ не позволяют сравнивать неканцерогенную и канцерогенную химическую составляющие в единых показателях количественной характеристики экологического риска, характеризующего степень ущерба в результате воздействия вредных факторов химических веществ на окружающую среду и на здоровье населения, а также не дают полного анализа и оценки воздействия вредных веществ, что затрудняет принятия конечных решений по минимизации и нейтрализации экологического риска при воздействии химических неканцерогенных и канцерогенных веществ.

1.2 Радиационный риск

В соответствие с НРБУ-97 и изменениями НРБУ-97/Д-2000 [95, 96] обеспечение радиационной защиты населения при малых дозах направлено на защиту от радиационно-индуцированного рака и наследственных заболеваний. Эти заболевания имеют вероятностную природу, и называются стохастическими эффектами. К соматико-стохастическим эффектам относят злокачественные новообразования, которые считают ответственными за основной соматический риск малых доз облучения [95−100].