Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Гигиеническая оценка атмосферных загрязнений в районе современного производства глинозема

На правах рукописи

ШТОЛЬ Александр Виллиевич

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА АТМОСФЕРНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ В РАЙОНЕ СОВРЕМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА ГЛИНОЗЕМА

14.00.07 - Гигиена

Автореферат

• диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Екатеринбург - 1996

Работа выполнена в Екатеринбургском медицинском научно! центре профилактики и охраны здоровья рабочих промпред-приятий Госкомсанэпиднадзора России

Научный руководитель: доктор медицинских наук Э. Г. Плотко

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук,

профессор М. *. Лемясех

доктор медицинских наук Е. В. Полэик

Ведущая организация - Нижегородский НИИ гигиень труда и профпатологии .

Защита состоится "_______" __________________1996г.

в __________час. на заседании диссертационного Совета прк

Уральской Государственной Медицинской Академии по адресу 620067, Екатеринбург, ул. Репина, 3

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке академии .

Автореферат разослан "__________"______________________1996 г

ученый секретарь .

диссертационного Совета, доктор медицинских наук,

профессор В.Г.Константинов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Улучшение условий жизни и здоровья людей невозможно без предотвращения загрязнения и оздоровления окружающей среды и, в первую очередь, воздушного бассейна. С этой позиции наше внимание привлек такой мощный источник промышленных выбросов в атмосферный воздух, как производство глинозема - основного исходного продукта для постоянно нарастающего электролитического получения алюминия. Вместе с тем, большинство действующих глиноземных производств России построено более 20 лет назад и от 70 до 90 % оборудования, в том числе систем газоочистки, превысило нормативный срок службы. Экономический ущерб от загрязнения окружающей среды выбросами гли-ноземнымных производств достигает десятков миллионов рублей по курсу 1985 года (Екимов С.В. и др., 1989).

Технологически перспективным, но наиболее экологически опасным промышленным производством глинозема является комплексная переработка нефелинов способом спекания, в процессе которой от основных и сопутствующих производств (цемента, содопоташных продуктов, фтористого алюминия) в атмосферный воздух поступают десятки и дажэ сотни тысяч т/год токсичных газов, мелкодисперсных твердых поллютантов, формирующими компонентами которых являются алюмосиликаты, алюминаты щелочных металлов, оксид алюминия (глинозем), соединения кальция и др.

К моменту выполнения настоящей работы гигиенические проблемы, связанные с оценкой фактического состояния воздушной среды и здоровья населения в районах размещения глиноземных производств, основными направлениями и первоочередностью природо- и здравоохранных мероприятий, в специальной научной литературе не были освещены. Проекты существующих на глиноземных производствах систем газоочистки, нормы временно согласованных и предельно допустимых выбросов из-за отсутствия ПДК алюминия в атмосферном воздухе рассчитаны без учета отведения в воздушный бассейн соединений этого металла. По этой же причине соединения алюминия не включены в перечни веществ, подлежащих контролю службами Государственного комитета по гидрометеорологии в атмосферном воздухе районов раз-

метения глиноземных производств. Вместе с тем, в научно литературе есть убедительные данные, свидетельствуют« об участии соединений алюминия в развитии тяжелой психо неврологической патологии/ обсуждаются вопросы о возмо» ных отдаленных последствиях воздействия металла на орга низм, в том числе, о мутагенной активности, о влиянии н фертильность животных и человека; доказана связь профес сионального ингаляционного воздействия с частотой респи раторной заболеваемости, развитием профессиональных алю миноэов легких (Домнин С.Г., 1990; Рахаев И.В., 1988/ Ту лакина Н. В., 1989; Boegman R. J., Bates L. А., 1984 Hoaovaki Е. et al., 1990; Leonard A., Gerber G., 1986).

Все изложенное выше и явилось предпосылкой про ведения настоящих исследований.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. На основе комплексной гигие нической оценки современного производства глинозема ка источника загрязнения атмосферного воздуха и неблагопри ятного воздействия на человека научно обосновать приори тетные направления оздоровительных мероприятий.

Для достизсения цели были сформулированы и реша лись следующие ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

- выявить особенности формирования и отведения в атмо сферу промышленных выбросов на современном комплексно производстве глинозема методом спекания нефелиновых руд

- изучить структуру, характер, уровни и степень загряз

нения атмосферного воздуха селитебной территории в райо не размещения глиноземного производства; определить при оритетные атмосферные примеси, обуславливающие тяжест санитарной ситуации и подлежащие систематическому кон тролю; •

- исследовать состояние здоровья населения, подверженно го действию промышленных выбросов глиноземного производ ства (заболеваемость детского населения, состояние ре продуктивной функции женщин, физическое развитие ново рожденных)? выявить зависимость популяционных покаэате лей здоровья от уровней загрязнения атмосферы;

- провести экспериментальную токсикологическую оценк (с учетом отдаленных эффектов) оксида алюминия при дли тельном ингаляционном поступлении в организм; выявит

направленность биологического действия, основные токси-кометрические параметры и обосновать ОДК среднесуточную этого соединения в воздухе населенных мест;

- разработать первоочередные направления практической природоохранной деятельности в районе размещения глиноземного комбината.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЙ:

- впервые осуществлена всесторонняя гигиеническая оценка комплексного производства глинозема как источника поступления в атмосферу токсичных веществ, изучена степень и структура фактических уровней загрязнения воздушного бассейна селитебных территорий;

- дан научный анализ влияния глиноземного производства на заболеваемость детского населения, репродуктивную Функцию женщин и здоровье новорожденных;

- впервые проведена токсикометрия оксида алюминия при ингаляционном хроническом круглосуточном поступлении в организм и обоснована ПДК с.с. в атмосферном воздухе.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Материалы исследований использованы при составлении нормативно-методических документов:

1. ПДК среднесуточная оксида алюминия в атмосферном воздухе населенных мест (справка секции гигиены атмосферного воздуха Проблемной комиссии "Научные основы гигиены окружающей среды" N 10-13/П-1 от 21.01.91);

2. методические рекомендации: "Санитарная охрана

водоемов и атмосферного воздуха в районах размещения предприятий цветной металлургии" (справка медицинского научного центра N от ) .

АПРОБАЦИЯ РАБОТН проведена на Сессии РАМИ "Химия и здоровье в условиях сочетанного воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды", Москва, 1994 г.? на Международной конференции "Токсикология алюминия", Белград, 1994 г.; на заседании Секции "Гигиена атмосферного воздуха" Проблемной комиссии союзного значения "Научные основы гигиены окружающей среды", 1991 г.; на первой Международной конференции "Мониторинг окружающей среды и возмещение экономического ущерба, наносимого здоровью населения ее загрязнением", Пермь, 1994 г.

ь

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационна? работа состоит из введения, пяти глав и 'заключения, выводов , списка использованных литературных источников і приложения. Объем диссертации 167 стр., содержит 45 таблицы (из них 15 в приложении), 19 рисунков. Список литературы включает 175 источников, из которых 59 иностранных .

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСИТСЯ:

- санитарно-гигиеническая характеристика качест-

ва атмосферного воздуха в районе размещения современногс промышленного предприятия по комплексной переработке нефелиновой руды способом спекания. Закономерности зонального распространения, динамики и структуры загрязнени; воздуха, их связь с глиноземным производством как источником промышленных выбросов,’ •

- эпидемиологическая характеристика здоровья населения в районе глиноземного производства, в том числе, состояния репродуктивной функции женщин, физического развития новорожденных, заболеваемости детей. Содержательные и статистические зависимости мевду проживанием в районах с различными Фактическим уровнями загрязнения атмосферы и популяционными уровнями медицинской патологии;

- результаты токсикометрии глинозема при хроническом круглосуточном ингаляционном поступлении в организм лабораторных животных. Обоснование среднесуточно! ПДК оксида алюминия (глинозема) в атмосферном воздух« населенных мест?

- научное обоснование необходимости санации атмосферного воздуха в районе размещения глиноземного производства для защиты здоровья населения.

МЕТОДЫ И ОБЪЕМ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования выполнялись в натурных и экспериментальных условиях. Для решения поставленных задач использован комплекс современных санитарно-гигиенических, токсикологических, эпидемиологических, биохимических физико-химических, санитарно-статистических методов, методов системного анализа и прикладной статистики.

Объектом натурных исследований был п. Ачинск, на территории которого расположен один из крупнейших глиноземных комбинатов (АГК), осуществляющий комплексную переработку нефелинов способом спекания.

Качество атмосферного воздуха изучали в теплый и холодный периоды года на 3 - 4 временно оборудованных стационарных постах наблюдения в радиусе до 11 км от комбината. Отбор проб осуществляли по суточной программе с помощью автоматических устройств (БД 52.04.186-89). Контролировали содержание соединений алюминия, железа, никеля, хрома, марганца и свинца по ионам, щелочных аэрозолей, соединений фтора, окислов азота и сернистого ангидрида. Для каждой примеси рассчитывали среднесуточные и средние за отбор концентрации, кратности превышения ВДК, в том числе приведенные к 3 классу опасности. Степень загрязнения воздуха суммой примесей определяли по комплексному показателю Р. Для выявления долгосрочных закономерностей загрязнения дополнительно осуществили выкопировку и углубленную статистическую разработку первичных данных службы госкомгидромета о содержании за двухлетний период в атмосферном воздухе твердых аэрозолей, окислов азота и сернистого ангидрида.

Состояние здоровья населения г. Ачинска оценивалось по заболеваемости детей в возрасте от 0 до 7 лет, течении беременностей и родов у женщин, физическому развитию новорожденных по данным официальных учетных форм 112, 096-у, 097-у, специальной учетной формы ф-113 (Буш-туева К.А.,Случанко И.С.,1979; Буштуева К.А.,1989). Учет и группировку медицинских диагнозов осуществляли в соответствии с "Основным перечнем" Международной классификации болезней 9-го пересмотра. Некоторые заболевания и патологические состояния, наиболее часто встречающиеся в популяциях или имеющие высокую биологическую и социальную значимость, выделяли из общих групп. Выявленные показатели здоровья сопоставляли с аналогичными величинами в г. Боготол (контроль), воздушная среда которого относительно благополучна, а также между жилыми районами г. Ачинска, расположенными на разном расстоянии от АГК и отличающимися по степени загрязнения атмосферы.

Токсикометрию алюминийсодержащих соединений дл] длительного ингаляционного поступления в организм провели на примере глинозема, гидратированная форма которого будучи продуктом разложения алюминатов щелочных металло] углекислым газом, в том числе атмосферного воздуха, является наиболее вероятной формой ДЛЯ длительного присутствия техногенного алюминия в объектах окружающе) среды. Тестировали концентрации соединения 0.4, 0.04 I

0.004 мг/мЗ (по иону металла), выбранные на порядок выше, на уровне и на порядок ниже существовавшего ОБУВа Воздействию каждой концентрации аэрозоля круглосуточнс в течение 5-ти месяцев подвергалась группа самок белы: беспородных крыс. У животных замеряли фоновые перед затравкой, а такжэ ежемесячно в течении затравки и после восстановительного периода биологические параметры: активность холинэстераэы, ЛДГ, количество БН-групп, содержание гемоглобина и эритроцитов в крови, сумационньн пороговый показатель, активность в "норковом рефлексе", ЭКГ. В конце затравки изучали фиброгенное действие оксида алюминия по содержанию оксипролина в тканях легких \ лимфоузлов? мутагенную активность по микроядерному тесту? эмбриотоксичность по показателям эмбриональной смертности, морфометрии плодов и плацент, величинам зон ос-сификации у плодов? активность холинэстераэы и количество БН-групп в тканях внутренних органов? проводили гис-томорфологические исследования.

Для статистического анализа первичных данных, I том числе корреляционного, факторного, дисперсионного, логлинейного, сглаживания и спектрального анализа временных рядов, использованы традиционные пакеты по прикладной статистике для 1ВМ РС совместимых компьютеров,

В целом, репрезентативность результатов исследования обеспечена большим объемом фактических и экспериментальных данных. Всего было проанализировано 7000 прое атмосферного воздуха, в том числе осуществлено самостоятельное определение около 2000 концентраций поллютан-тов? обработано 1600 "Историй родов" и "развития новорожденных", 2000 "Историй развития ребенка"; в токсикологических исследованиях определено более 500 концентраци>

глинозема в затравочных камерах, у 200 лабораторных животных сделано около 5000 измерений биологических параметров .

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ .

__ Проведенная нами на примере Ачинского глинозем-

ного комбината серия натурных исследований позволила выявить и обобщить основные закономерности формирования, уровней и структуры загрязнения воздушного бассейна промышленными выбросами типичных для глиноземных производств переделов, взаимосвязи между фактическими уровнями загрязнения воздуха комплексом характерных для алюминийсодержащего сырья, промежуточных технологических пы-лей, конечной продукции химических элементов и соединений и рядом показателей состояния здоровья населения.

Переделами АГК, обуславливающими основную массу промышленных выбросов в атмосферу, являются цех спекания, цементный завод и ТЭЦ. Выбросы этих переделов мелкодисперсны, по температуре достигают 200 - 300 С и отводятся в атмосферу на высоте около 100 - 200 м, что способствует распространению поллютантов далеко за пределами 3 км санитарноэащитной зоны, отделяющей северную окраину селитебной территории от предприятия. До 13 % очистных сооружений на момент исследований было неэффективными, при этом в воздушный бассейн отводилось в 5-10 раз больше твердых выбросов, чем от аналогичных агрегататов, воздухоочистка на которых осуществляется на проектном уровне. Токсичные газы печей собственно глиноземного и цементного производств, котлоагрегатов ТЭЦ, в том числе окислы азота, серы и углерода, не обезвреживаются. В целом от указанных переделов в атмосферу поступает до 80 % валовых выбросов комбината, в том числе около 60000 т в год твердых аэрозолей, 40000 т токсичных газов. Твердые аэрозоли представлены алюмосиликатами, алюминатами, ферритами, сульфатами, карбонатами щелочных и щелочноземельных металлов? возможно поступление в атмосферу токсичных 'микропримесей исходного сырья и топлива - марганца, хрома, никеля, свинца и других.

В гидрохимическом переделе расположены неорганизованные источники поступления в воздушный бассейн пароЕ щелочей. Учитывая высокую химическую активность эти> выбросов, их вклад в суммарное загрязнение селитебны> территорий щелочными соединениями соотносим с поступлением твердых щелочных аэрозолей от передела спекания у цементного производства. .

Экологически значимы также выбросы цеха кальцинации глинозема и цеха кальцинированной соды.

. Особенности отведения в воздушный бассейн твердых и газообразных выбросов на комбинате обуславливают характер зонального загрязнения атмосферного воздуха селитебных территорий г. Ачинска. Максимальные концентрации поллютантов создаются в центре города на расстояние 5-8 км от АГК, что соответствует 20 - 40 высотам трус цеха спекания, цементного завода, ТЭЦ. Опасность загрязнения атмосферы по санитарным показателям обусловлен^ соединениями алюминия, максимальные из среднесуточны» концентраций которого превышают ВДК в 18 - 21 раз, среднемесячные - в 5 - 6 раз. В разные периоды года выше допустимых так»« концентрации сернистого ангидрида (дс 4-6 ПДК), окислов азота (до 3-5 ВДК), паров фторово-дорода (до 2-3 ВДК) , никеля (до 3-5 ЩК) , марганце (до 2-4 ВДК), свинца (до 2-3 ПДК, таблица 1). Уровень загрязнения атмосферного воздуха комплексом поллютантов оценивается как "очень сильный".

На границе санитарно-защитной зоны (3-5 км от комбината и на противоположной окраине города (9 -11 км) "сильный" уровень загрязнения воздуха обусловлен, в основном, тем же комплексом соединений, в том числе соединениями алюминия (до 9-14 ВДК). Кроме того, вблизи санитарно-защитной зоны выявлены повышенные концентрации щелочных аэрозолей - до 3 - 6'величин ОБУВ. Загрязнение воздуха щелочными аэрозолями снижается к центру города до 2 ОБУВ, а на расстоянии 9 - 11 км от АГК не превышает допустимого. Особенности зонального распространения щелочных аэрозолей могут быть связаны как с относительно низкой высотой отведения в атмосферу неорганизованных выбросов от гидрохимического передела ком-

Загрязнение атмосферного воздуха в районе АГК

П

е

Р

и

о

д

—+•

в

е

с

н

а

л

е

т

о

о

с

є

н

ь

3

и

м

а

Рас-! На-сто-|пра-яние!вле-до !нне АГК !от ¡АГК -----+----

З км!ССВ

+----+----

5 км|ССВ

8 км і ССВ

---+----

10км|ССВ

-+--------+--------

5 км!СВВ

+----Н-----

5 км| СВ

Н— ----------1--------—

7 км1ССВ

! Процент !

!проб вы-і

¡ше ПДК.И+------

¡максим. ¡АІ !превыше-!

! ниє 1

•выше ВДК!100

¡максим. ¡9.4

¡выше ПДК!95

^----------1---

¡максим. ¡20.5

¡выше ПДК!100

¡максим. ¡17.9

¡выше ПДК1100

¡максим. ¡13.5

Н----------!---

і выше ПДК!44 Н----------1---

¡максим. ¡3.5

!выше ПДК!61

¡максим. ¡6.7

----------1----

выше ПДК!нет

Контролируемые поллютанты

!Иі

! нет

+-----+----+-----н-----+-----+--------+—

<1

+—+—+—+—н +---+--+—

¡нет!5 ¡30 ¡нет!15 ¡100

+----+----+-----1---н----н-----

¡<1 ¡1.7 +----

!нет!нет! 5 ¡7 ¡7 ¡93

—I----------------------------1-1-1-1--1—■—

! <1 ч——

! нет

+----

¡<1

+-----

! 88

н-----

¡4.8

-+-------+------

78

максим.

¡4.1

■+-----

¡76

■н-----

¡2.4

РЬ 1Мп !Ге !ще-!КхОу

! !ло-і

! і чи !

—+------н---+----н------

50 !5 ¡65 ¡75

2.7

-+-------+------+------+---------+------+•

нет

<1

нет

<1

50

3.1

35

1.7

14

1.4

2.8!1.3¡5.6|2.7

2.61<1 !1.4!4.8

2.4!1.111-8!4.4

——І------1---1----

42 !нет!нет!84

---1---1---н----1----

1.8!<1 !<1 і 4.5

—+—н-----+—н—

81 ¡6 ¡38 ¡81

-----н-----н----+-------

4.3! 1.3 ! З .1! 4.2

—+-----+---+----н----+-

100!9 ¡35 !65

+--+---+—н----------+-+-+-

З .811.2! 3.1! 5 .2

----Н-----і---н------

67 ¡нет!5 ¡48

----н----н----+-------

1.4!<1 !1.6І 5.1

Б 02

нет

<1

нет

<1

<1

-+— <1 14 1.5

нет

<1

50

6.2

35

4.6

57

4.0

нет

<1

нет

1.6

25

+-----

2.1

30

2.6

24

1.5

римеч.: твердые фториды и соединения хрома ПДК не превышали.

бината, так и с процессами нейтрализации щелочей в атмосфере .

Вклад выбросов комбината в суммарное загрязнение воздушного бассейна города показан методами факторного и дисперсионного анализа. Выявлена статистически достоверная связь между направлением ветра со стороны АГК и содержанием твердых аэрозолей в воздухе селитебных территорий. В весенне-летний период при неблагоприятных направлениях ветра запыленность центра Ачинска возрастает в среднем в 2 раза. Наблюдается выраженная ассоциативность в распространении ряда поллютантов, формирующих твердые аэрозоли - соединений алюминия, железа, марганца и хрома, характерная для перерабатываемого комбинатом сырья. В отопительный сезон атмосферный воздух дополнительно загрязнен ассоциацией поллютантов, по качественному составу схожей с продуктами горения топлива, в том числе никелем и сернистым ангидридом (Сидоренко Г. И., Ицкова А. И., 1980; Ровинский Ф. Я., Егоров В.И.,1986).

В ходе эпидемиологических исследований установле но, что существующие уровни загрязнения воздушного бассейна неблагоприятно влияют на здоровье населения: заболеваемость детей, репродуктивную функцию женщин, физическое развитие новорожденных. Распространенность заболеваний женских половых органов, женского бесплодия, токсикозов беременности в Ачинске достоверно выше, чем в контроле (таблица 2). До 40 % ачинцев рождается недоношенными, с клинически выраженными признаками внутриутробной гипоксии и гипотрофии, с пороками развития, признаками поражения центральной и периферической нервной системы. У 5.9 % детей, проживающих в центре города, и у 2.7 %, проживающих на расстоянии 9 - 11 км от АГК, диагностированы параличи и парезы, в то время как в контроле эта тяжелая патология выявлена у 0.7% детей (таблица 3). Со степенью загрязнения воздуха достоверно связана частота невротических расстройств, в том числе в возрастной группе от 1 до 3 лет, которые, как правило, являются следствием перинатального неблагополучия (Шанько Г. Г., Бондаренко Е. С., 1990). Невротические расстройства в

центральных микрорайонах Ачинска выявляются в 20 раз, а

Интенсивные пЬказатели репродуктивной функции жениуш, проязгвакщих в сравниваемых городах (на 1000 родов)

Н---------------------------------------------Ь

! Код! Наименование класса патологии ! Ачинск¡Боготол!

! 37 ¡Болезни женских половых органов: ! 67.65*! 37.97 !

¡370 ¡Болезни молочной яоэлезы' ! 3.69 ! 2.53 !

II III

II III

¡373 ¡Воспалительные болезни матки, влага- ! 9.84 ! б.33 !

! ¡лища и вульвы ! \ 1

¡375 ¡Расстройства менструаций ! 19.68 ! 20.25 1

II ill

it lit

¡376 ¡Женское бесплодие ! 24.60*’ 2.53 !

+----+-------------------------------------+-ч-------------I

! 39 ¡Непосредственные акушерские причины: !948.34*!783.54 !

¡390 ¡Кровотечение при родах (предлежание i 3.69 i 6.33 i

! !плаценты) ! \ !

! - ¡Слабость и дискоординированность ¡118.24*! 61.57 !

I ¡родовой деятельности ! ! !

¡391 ¡Токсикозы беременности ! 52.89*! 25.32 !

II ' III

II III

¡392 ¡Инфекции мочеполовых путей ! 93.48*! 46.84 !

II III

I - ¡Многоводие ' 30.15*! 14.01 !

¡V23 ¡Наличие мертворождений и внематочной ! 18.45 j 21.52 '

! !беременности в анамнезе ! \ \

f---------------------------------------------+

* - достоверно выше, чем в контроле

\

а

Частота ряда отклонений здоровья у новорожденных и в пос кхцем возрасте в зависимости от расстояния до АПС (ка 10

+-

Патологические

состояния

Перютатального периода, в т.ч.:

- недоношенность и гипотрофия плода

- поражение функций ЦНС, в т.ч.

- - параличи/парезы

Неврозы и невротические реакции

Болезни системах дыхания, в т.ч.:

- бронхиты и пневмонии

+-

острые

инфек-

ции

ВДП

до года от 1 до 3 от 4 до 6 от 0 до 6

------------

до года от 1 до 3 от 4 до б от 0 до б

до года от 1 до 3 от 4 до б от 0 до б

до года от 1 до 3 от 4 до б от 0 до б

Расстояние до АГК 3-5 км!5-8 км!9-11км

313

14

221

5

8

2

4

4

1289

3253

1571

2297

183

480

136

308

1106 2761 1418 1978

533

118

296

59

7 24 14 17

2290 3562 1773 2604

386 438 141 300

1921 3097 1621 2287

443

88.

266

27

0 9 10 8

1664 2442 1232 1784

283 445 148 288

1381 1982 1066 1482

'Весь !Конт-!^

! Ачинск 1 роль ! I : : !

! 423 1 1 1 132 1 1

1 1 н +- 1 К-

! 63 ! 1 1 46 1 »

! 256 ! 1 1 1 30 1 1

■ 1 : 27 ! 1 7 !

4- 4~ +.

! 2 ! 0 !

1 12 ! 1 !

: ю ! 9 1

1 10 ' 4 I

+ +- 1_.

! 1698 ! 1654!

! 3144 1 2458!

1 1523 ! 1346!

! 2254 ! 1873!

-+ +- +-

! 237 | 145!

! 456 ! 343!

1 133 | 112!

! 291 ! 217!

-+ +- +

! 1444 ! 1505!

! 2661 ! 2108!

! 1375 ! 1218!

! 1943 ! 1646!

* "Р" - различия достоверны при сравнении между городских частот, "Г" - при сравнении Ачинска

собой ви с конт

на расстоянии 9 - 11 км от комбината - в 9 раз чаще, чем в контрольной субпопуляции.

Нарушение внутриутробного развития в районе размещения глиноземного производства проявляется не только в высокой частоте различных нозоформ, но и в отклонении антропометрических показателей новорожденных. По отношению к контролю и методом внутреннего районирования установлена достоверная связь между уровнями загрязнения атмосферы и снижением окружности груди, индекса Бругша. Масса тела новорожденных ачинцев в среднем на 120 - 200 г ниже, чем в контроле,различия достоверны.

Другой критической по реализации вредного действия атмосферных поллютантов системой организма является респираторная. Атмосферные поллютанты способствуют развитию острых респираторных инфекций, бронхитов и пневмоний. В более раннем возрасте, чем в контроле, формируются хронические заболевания. Частота ОРИ во всех возрастах, а также бронхитов и пневмоний в грудном возрасте максимальна в центральных районах г. Ачинска на расстоянии 5 - 8 км от комбината, что соответствует уровням загрязнения атмосферного воздуха комплексом поллютантов и соединениями алюминия в частности (см. табл.З).

Респираторная заболеваемость в районе натурных исследований описывается рядом моделей, которые могут быть использованы для прогноза динамики здоровья при проведении природоохранных мероприятий, например:

Д = 607.7 + 56.0 * Р

ОРИ = 541.8 + 45.6 * Р

где Д - респираторная заболеваемость детей грудного возраста (на 1000), в том числе ОРИ? Р - комплексный показатель загрязнения атмосферного воздуха.

Гигиеническая оценка качества воздушной среды была бы неполной в отсутствии ПДК и класса опасности на соединения алюминия - одного из элементов, формирующих твердые атмосферные выбросы большинства переделов собственно глиноземного и сопутствующих производств. Поэто-

ну на примере глинозема нами была осуществлена токсикометрия алюминийсодержащих соединений для постоянного ингаляционного пути поступления в организм. •

Концентрация глинозема 0.4 мг/мЗ (по иону металла) в условиях 6-месячной круглосуточной ингаляционной затравки оказала выраженное токсичное действие на лабораторных животных, проявившееся в стойком увеличена количества сульфгидрильных групп в крови, количестве •эритроцитов, активации холинэстераэы коры головного мозга, снижении времени суммационного порогового показателя, снижение активности в "норковом рефлексе". Гистомор-фологические изменения внутренних органов, в том числе печени, почек, головного мозга и легких,* соответствовал* начальным стадиям дистрофических процессов. Действие концентрации сопровождалось задержкой окостенения пластинчатых костей у плодов затравленных самок. В клетка} костного мозга крыс наблюдали достоверное увеличение относительно контроля числа микроядер.

Пороговой по общему токсическому и нейротропном^ действию была концентрация глинозема 0.04 мг/мЗ, которая вызывала краткосрочное увеличение количества сульфгидрильных групп, увеличение частоты сердечных сокращений, стойкое увеличение относительно контроля активности лабораторных животных в тесте на "норковый рефлекс". Пр* воздействии этой же концентрации выявлено достоверное снижение массы плацент, что косвенно может быть соотнесено с развитием состояний внутриутробной гипоксии плодов. Увеличение частоты микроядер было недостоверным.

Концентрация 0.004 мг/мЗ оказалась недействующей во всех использованных тестах.

На основании различной эффективности изученны> концентраций глинозема (таблица 4) нами были получень необходимые для нормирования токсикометрические параметры соединения: вероятностная МНК 0.020 мг/мЗ, порог хронического действия 0.048 мг/мЗ, зона специфическое действия (по нейротропному) 1.0, интегральный показателI опасности В = 0.44, коэффициент запаса К = 5.0, класс опасности 2.

Токсикологическая эффективность изученных концентраций глинозема

■I—-------------*---------------------------------------------- ------ ---- +

Тестируемая концентрация 1

! Характкр действия ч-------------------------------------------!

! ¡0.4 иг/иЗ | 0.04 кг/кЗ ! 0.004 кг/иЗ !

! Общетоксическое действие ¡действующая' ¡пороговая ¡недействующая!

! Нейротропное действие ¡действующая ¡пороговая ¡недействующая!

! Фиброгенное действие ¡пороговая !недействующая!недействующая!

! Влияние ка генеративную !недействующая!недействующая!недействующая!

! функцию самок ! ! ! !

! Эмбриотоксичное действие ¡действующая ¡пороговая или¡недействующая!

! ¡или пороговая!недействующая! [

------------------------}—----------—--)--------------1-------*-----— |

! Активность в микро-ядер- ¡пороговая 1 недействующая!недействующая!

! ном тесте ! I ! !

4—------ ---——----------------------------------------------------------———-—----—-—----Ь

По результатам эксперимента нами предложена среднесуточная ВДК. оксида алюминия в атмосферном воздухе населенных мест 0.01 мг/мЗ, которая вошла в дополнение И 5 (И 6055-91) к перечню ВДК. Принятая ВДК в 4 раза жестче, чем действовавший до этого ОБУВ. Надежность ВДК подтверждается серией токсикометрических исследований группы авторов из Запорожского медицинского института, которые независимо от нас, используя другую номенклатуру токсикологическиких тестов, определили ту же величину.

Таким образом, приобретенные научные знания свидетельствуют об опасности для здоровья населения фактических уровней и состава загрязнения атмосферного воздуха при современном промышленном производстве глинозема способом спекания. При этом комплексом санитарных, эпидемиологических, токсикологических и математических методов впервые доказана значимость фактических концентраций алюминия в атмосферном воздухе в формировании неблагоприятной экологической ситуации.

Утвержденная на основании материалов наших исследований ПДК оксида алюминия в атмосферном воздухе позволит разработать на предприятиях подотрасли нормы временно согласованных и предельно допустимых выбросов, а также системы газоочистки, необходимые для обеспечения безопасного качества воздушной среды. Использование ПДК службами Госсанэпиднадзора и Госкомгидромета даст возможность осуществлять эффективный мониторинг загрязнения атмосферного воздуха, что является неотъемлемой частью механизма оперативного и долгосрочного управления как качеством окружающей среды, так и здоровьем населения.

Результаты исследований позволили разработать рекомендации по оздоровлению воздушного бассейна и охране здоровья населения в районе размещения Ачинского глиноземного комбината. Рекомендации включают в себя мероприятия по сокращению загрязнения атмосферного воздуха выбросами комбината, в том числе за счет доведения эффективности действующих очистных сооружений до проектного уровня, пересмотра норм временно-согласованных и предельно-допустимых атмосферных выбросов с учетом содержания в них соединений алюминия, организации источ-

ников поступления в атмосферу паров щелочей и оборудования их очистными сооружениями, разработки и согласования с органами санитарно-эпидемиологического надзора режима эксплуатации технологического оборудования при неблагоприятных метеорологических условиях. Предложены рекомендации по контролю качества атмосферного воздуха. Предусмотрена санация вторичных, депонирующих твердые выбросы комбината, источников загрязнения атмосферы. Раздел рекомендаций посвящен сокращению общей химической нагрузки на население соединениями алюминия, в том числе за счет его содержания в питьевой воде. В рекомендация по выявлению и ведению групп высокого экологического риска в рамках практического здравоохранения предусмотрена защита здоровья людей на индивидуальном уровне.

ВЫВОДЯ

1. Производства глинозема на современном уровне технологии переработки сырья, утилизации и очистки отходов являются мощными источниками загрязнения атмосферного воздуха промышленными выбросами сложного состава: сернистым ангидридом, окислами азота и углерода, щелоч-

- ными аэрозолями, комплексом соединений металлов, в т.ч. алюминия, жклеза, марганца, никеля, свинца и других.

2. В воздухе прилежащих к глиноземному производству селитебных территорий максимальные из среднесуточных концентраций основных компонентов промышленных выбросов в 3 - 20 раз превышают соответствующие гигиенические регламенты, а уровень загрязнения атмосферы суммой неорганических соединений оценивается как "сильный" и даже "очень сильный". При этом наиболее значимыми атмосферными примесями являются соединения алюминия, которые образуют с некоторыми другими металлами выраженную атмохимическую ассоциацию.

3. Фактические уровни загрязнения атмосферного воздуха неблагоприятно влияют на здоровье населения: заболеваемость детей, репродуктивную функцию женщин и физическое развитие новорожденных. Ущерб здоровью проявляется в высокой частоте женского бесплодия, токсикозов

беременности, преждевременного родоразрешения, патологического течения интранатального периода, внутриутробно! гипоксии и дистрофии плодов, поражения функций ЦНС новорожденных, респираторной и неврологической патологии ; детей в возрасте от 0 до 7 лет.

4. Экспериментальные исследования подтверждаю1 причинную связь между загрязнением атмосферного воздух; соединениями алюминия и ростом медицинской патологии ; населения. В концентрациях 0.4 - 0.04 мг/мЗ, соотносимых с фактически существующими в атмосферном воздухе, алюминий обладает общей, нейро- и эмбриотоксичностью Влияние алюминия на моторные и поведенческие функцш лабораторных животных соответствует психоневрологически! расстройствам у новорожденных и детей, подверженных воздействию схожих концентраций в натурных условиях, снижение массы плацент у -затравленных крыс косвенна свидетельствует о влиянии алюминия на частоту внутриутробно! гипоксии.

5. Установленные в ходе хронической ингаляционной затравки животных действующая, пороговая и недействующая по общетоксическому, нейротропному, эмбриоток-сическому, мутагенному и местному фиброгенному эффекта! концентрации оксида алюминия позволили обосновать среднесуточную ПДК этого соединения в атмосферном воздухе нг уровне 0.01 мг/мЗ, необходимую для оценки опасности загрязнения воздушного бассейна в районах размещения глиноземных производств и планирования эффективных воздухоохранных мероприятий, обеспечивающих безопасное для здоровья населения и его потомства качество атмосферногс воздуха.

Список работ, опубликованных по теие диссертации,

1. Токсичность малых концентраций оксида алюминия при хроническом круглосуточном ингаляционном поступлении в организм.// Гигиена и профпатология в горно-металлургической промышленности.- Екатеринбург: МНЦ профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий,1995.-С. 96 - 100.

2. Формирование здоровья новорожденных в районе размещения производства глинозема (Плотко Э.Г.)//Гигиена и профпатология в горно-металлургической промышленности.

- Екатеринбург : МНЦ профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий, 1995. - С.8-13.

3. Weurotokaicnoat antropogenih jedinjenja alu-miniuma u zivotnoj sredini (S.G. Domnin, E.G. Plotko)// Revija Rada: Woclcshop on aluminium toxicology ab3tracta, 263 / 93. - PP. 23 - 24.

4. Условия формирования, уровни и структура загрязнения атмосферного воздуха в районе размещения современного глиноземного производства (Плотко Э.Г., Иванова О.М.)// Гигиена и профпатология в горно-металлургической промышленности.- Свердловск: МНЦ профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий, 1990.- С.38-45.