Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Гигиеническая оценка табачного предприятия г. Ярославля как источника загрязнения атмосферного воздуха

На правах рукописи

ООЗОБЗВ 1~?

БАЕВА Ирина Витальевна

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТАБАЧНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Г. ЯРОСЛАВЛЯ КАК ИСТОЧНИКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

14 00 07-Гигиена

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

3 1 !/Дм ?007

Москва-2007

Работа выполнена в лаборатории гигиены атмосферного воздуха лаборатории физико-химических исследований Государственного учреждена Научно-исследовательского института экологии человека и гигиены окружающе среды им А Н Сысина РАМН

Научные руководители

доктор медицинских наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ Мигмар Александрович Пинигш

доктор биологических наук, профессор Алла Георгиевна Малышева

Официальные оппоненты

доктор медицинских наук Наталья Александровна Егорова

ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им А Н Сысина РАМН

доктор медицинских наук Олег Владимирович Митрохин,

Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей благополучия человека

Ведущая организация

ГОУ ВПО Российский государственный медицинский университет

Защита диссертации состоится 21 июня 2007г в 11 часов на заседани диссертационного совета Д 001 009 01 при ГУ НИИ экологии человека и гигиен] окружающей среды им АН Сысина РАМН (119992, Москва, ул Погодинска) д 10/15, строение 1)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ НИИ экологи человека и гигиены окружающей среды им А Н Сысина РАМН

Автореферат разослан 18 мая 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор биологических наук, профессор

Н Н Беляева

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Многочисленные исследования отечественных гигиенистов [В А Рязанова, 1954, Р А Бабаянца,1961, М А.Пинигина,1959, 2005, Р С Гильденскиольда,1976,1997, В Г Селюжицкого,1984, В В Семеновой, 2000, 3 Ф Сабировой,2000,0 В Митрохина,2001,Г Г 0нищенко,2003,ю А РахманинаДООЗ и др ] посвящены изучению загрязнения атмосферного воздуха выбросами различных предприятий с оценкой влияния на здоровье населения, обоснованием воздухоохранных мероприятий, разработкой методов определения загрязняющих веществ, установлением размеров санитарно-защитных зон и др

Объектом гигиенических исследований являлись и табачные предприятия, выбросы которых обладают специфическим запахом [М Т Дмитриев, А Г Малышева, 1986, А Н Боков и соавт, 1995]

Для предупреждения этого запаха в атмосферном воздухе установлена максимальная разовая ПДК (ПДКмр) пыли выбросов табачных фабрик (с содержанием никотина до 2,7%) в пересчете на никотин - 0,0008 мг/м3 [ГН 2 1 6 69598] Эта ПДКмр обоснована с оценкой влияния табачной пыли на обонятельный анализатор человека [А Н Боков и соавт, 1995]

Между тем, несмотря на соблюдение нормативов предельно-допустимых выбросов (ПДВ) табачной пыли, установленных с учетом ее ПДКмр, в районе размещения табачной фабрики г Ярославля, являющейся одним из старейших предприятий России в данной отрасли (основана в 1850г) и оказавшейся в центре города, ощущался специфический запах, вызывавший жалобы населения

Одной из причин присутствия специфического запаха в воздухе вокруг табачной фабрики могло являться то, что помимо табачной пыли с выбросами фабрики в атмосферу могут поступать летучие органические вещества (ЛОВ), также обусловливающие специфический запах [О В Бударина, 2002] Однако детальное изучение формирования выбросов табачной фабрики не проводилось и гигиеническая оценка зонального загрязнения атмосферного воздуха в районе размещения табачного производства г Ярославля не осуществлялась

Получение характеристики зонального загрязнения в определенной степени сдерживалось отсутствием аналитического метода определения количественного и качественного состава выбросов табачного производства Метод определения табачной пыли по никотину, вследствие изменчивости его содержания в этой пыли, нуждается в уточнении Кроме того, никотин, находясь в табаке, не может отражать

адекватно всех ЛОВ, которые поступают в атмосферу свободно с выбросами фабрики

Для количественного определения сложных многокомпонентных смесей веществ в атмосферном воздухе, по мнению А Г Малышевой и соавторов [2006], следует использовать выделение группы веществ, наиболее характерных для состава выбросов данного производства (метод «отпечатков пальцев») Однако такой метод для определения сложной смеси веществ, обусловливающих специфический запах выбросов табачной фабрики, не разработан

Не использовался для этих целей и органолептический метод контроля веществ, ПДК которых в атмосферном воздухе установлены с учетом их запаха

Нуждается в дальнейшем развитии оценка запаха выбросов табачной фабрики с использованием одориметрического критерия [М АПинигин, Л А Тепикина, 2001, Т V НаггеуеМ, 2001, О \Vinnckc е1 а! , 2003, ОаНоп, 2003, К Бикег, 2006 и др ]

Наличие запаха в атмосферном воздухе может оказывать негативное влияние на эмоциональную сферу некоторой части населения, а также вызывать неблагоприятные рефлекторные реакции и ухудшение самочувствия [В А Рязанов, 1949, Я Сегущка, 2004, в \Vmneke, В 81етЬе^ег, 2006 и др ]

Между тем, в районе размещения табачной фабрики г Ярославля подобная оценка данного производства не проводилась, хотя в последнее время для борьбы с запахом на предприятии проведены значительные работы по установке деодорайзеров

Однако, химический процесс подавления запахов при сложном составе смеси представляется чрезвычайно сложной задачей, так как, безусловно, разнообразие компонентов выбросов не позволяет во всех случаях достигать одинаковой эффективности Отсюда заслуживает внимания организация надлежащего контроля эффективности работы деодорайзеров

Таким образом, на основании вышеизложенного целью настоящего исследования являлась характеристика табачного предприятия г Ярославля как источника зонального загрязнения атмосферного воздуха веществами, обладающими специфическим запахом, и оценка его влияния на состояние здоровья детского населения с обоснованием оздоровительных мероприятий

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1 Изучить технологический процесс табачного предприятия г Ярославля как источник летучих органических веществ, обусловливающих специфический запах выбросов, с учетом работы деодорайзеров

2 Характеризовать зональное загрязнение воздуха выбросами предприятия на основе органолептического метода с разработкой одориметрического критерия оценки запаха и инструментальных исследований с разработкой хромато-масс-спектрометрического метода определения летучих компонентов выбросов

3 Дать гигиеническую оценку влияния выбросов табачного предприятия г Ярославля на состояние здоровья детского населения с обоснованием рекомендаций по снижению загрязнения атмосферного воздуха

Научная новизна работы состоит в следующем

- определены качественные и количественные особенности формирования специфических выбросов табачного производства на разных этапах его технологического процесса и дана оценка эффективности работы деодорайзеров,

- предложен одориметрический критерий для оценки результатов органолептического контроля загрязнения атмосферного воздуха летучими органическими веществами (ЛОВ) как отражение не только вероятности обнаружения, но и силы запаха,

- установлено, что уровень загрязнения атмосферного воздуха выбросами табачной фабрики не оказывает вредного влияния на показатели состояния здоровья детского населения,

- предложен органолептический метод определения суммарной концентрации ЛОВ выбросов табачной фабрики в атмосферном воздухе в пересчете на ПДКМ р табачной пыли,

- определен состав индикаторного комплекса для идентификации летучих органических соединений в атмосферном воздухе методом хромато-масс-спектрометрии,

- определена структура иммунологического и биохимического статусов детей 4-6 летнего возраста г Ярославля, которая может использоваться как региональный нормативный показатель

Практическая значимость. Данные о выявленных особенностях формирования специфических выбросов табачного предприятия г Ярославля преимущественно за счет летучих органических соединений раскрывают возможность установления их предельно-допустимых выбросов (ПДВ) на основе инвентаризации запаха

Разработанный одориметрический критерий позволяет на практике осуществлять научно-обоснованную оценку загрязнения атмосферного воздуха

специфическими выбросами табачной фабрики и устанавливать размеры санитарно-защитной зоны

Региональный нормативный показатель структуры иммунологического и биохимического статусов детей 4-6 летнего возраста может использоваться прк оценке здоровья детей соответствующего возраста по результатам неинвазивных исследований

Предложенные мероприятия по снижению загрязнения атмосферного воздухг (использование деодорайзеров, замена фильтров, установление размеров СЗЗ 50м у. др ) реализованы табачным предприятием г Ярославля (письмо ЗАО «Балканская звезда» исх № 1257 от 05 07 200бг)

Методы хромато-масс-спектрометрического определения никотина и веществ, входящих в состав табака и табачной пыли, в атмосферном воздухе утверждены Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации, Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации Г Г Онищенко соответственно 5 июня 2001г (МУК 4 1 1048а-01,М, Минздрав России,2002) и 30 июня 2003г (МУК 4 1 1673-03 М Минздрав России,2004г) и рекомендованы для практического использования

Органолептический метод определения ЛОВ выбросов табачной фабрики и одориметрический критерий оценки их запаха с учетом дополнений включены в проект «Методических рекомендаций по организации регулирования запаха в атмосферном воздухе»

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Особенности формирования качественного и количественного состава выбросов, определяющих специфический запах табачного предприятия в г Ярославле, а также методов их хромато-масс-спектрометрического определения в атмосферном воздухе

2 Гигиеническая характеристика зонального загрязнения атмосферного воздуха в районе размещения табачного производства г Ярославля по данным инструментального и органолептического контроля с учетом одориметрического критерия оценки запаха

3 Гигиеническая оценка влияния специфических выбросов табачного производства г Ярославля на состояние здоровья детского населения с обоснованием профилактических мероприятий

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на IX Всероссийском съезде гигиенистов и санитарных врачей «Гигиеническая наука и практика на рубеже XXI века» (г Москва, 2001), Пленуме Межведомственного научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды Российской

Федерации (г Москва, 2001 г), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 80-летию создания госсанэпидслужбы России (г Москва,2002г), юбилейной городской научно-практической конференции, посвященной 80-летию госсанэпидслужбы России (г Ярославль,2002г), научной конференции с международным участием «Современные средства иммунодиагностики, иммуно- и экстренной профилактики актуальных инфекций» (г Санкт-Петербург, 2004г), научной конференции «Теоретические основы и практические решения проблем санитарной охраны атмосферного воздуха», посвященной 100-летию со дня рождения академика АМН СССР В А Рязанова, третьей научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии Ярославской области» (г Ярославль,2005г)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе 2 в центральной печати

Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из «Введения», 5 глав, содержащих обзор литературы, описание методов и результатов собственных исследований, «Заключения», «Выводов» и «Приложений» Список использованной литературы включает 167 источников, в том числе иностранных - 62 Работа изложена на 164 машинописных страницах и содержит 21 таблицу и 14 рисунков Личный вклад автора составляет 80% Методы и объем исследований.

Для решения указанных задач были использованы методы и объем исследований, представленные ниже и в таблице 1 Таблица 1- Методы и объем исследований

Методы исследований

Санитарно-гигиеническое обследование и описание, анализ и обобщение полученных данных

Хромато-масс-спектро-метрический метод*

исследования содержания летучих органических веществ

Органолептический метод контроля загрязнения атмосферного воздуха выбросами табачной

фабрики

Объем исследований

Цеха и производственные участки табачного предприятия-16, производственные инструкции, паспорта очистных установок-67, проект ПДВ загрязняющих веществ в атмосферный воздух 1999г, материалы инвентаризации 25 источников выбросов за период 1998-2003 г г с учетом 19 загрязняющих веществ Пробы табачного сырья на разных этапах технологического процесса, табачной пыли, воздуха рабочей зоны, выбросов до и после очистки на деодорайзерах, атмосферного воздуха - 25 с определением 95 компонентов общим числом определений-2456

Определение вероятности ощущения и силы специфического запаха, концентрации ЛОВ в атмосферном воздухе на 10 расстояниях от фабрики- 3244 определений

Продолжение таблицы 1

Клинический осмотр детей с анкетированием Иммунологический метод**

Биохимический метод ***

Цитологический метод****

Математико-

статистический метод (корреляционно-регрессионный анализ и графические методы)_

Дети 4-6 лет детских садов г Ярославля №№ 169, 226 и №106

(контроль)- 71 ребенок

Исследование слюны по 6 показателям - 455

Исследований мочи по 8 показателям и слюны по 1 показателю -536

Анализ мазков-отпечатков слизистых оболочек носа по 10 показателям и слизистых рта по 9 показателям - 1349 исследований

428 единиц информации, гистограммы, диаграммы оценки эффективности деодорайзеров, профили вероятности ощущения запаха, распределение детей по иммунологическому и биохимическому статусу-32

Примечание

♦Исследования проведены лабораторией физико-химических исследований НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им А Н Сыеина РАМН под руководством доктора биологических наук, профессора А Г Малышевой при нашем участии

♦♦Исследования проведены лабораторией иммунологии НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им А Н Сысина РАМН под руководством доктора медицинских наук, профессора И В Петровой при нашем участии

♦♦♦Исследования проведены лабораторией биохимии НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им А Н Сысина РАМН под руководством кандидата медицинских наук Л X Мухамбетовой при нашем участии

**** Исследования проведены лабораторией цитогистологии НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им АН Сысина РАМН под руководством доктора биологических наук Н Н Беляевой при нашем участии_

Исследование образцов табачного сырья на разных этапах его обработки (пропарка, сушка, резка), табачной пыли из очистных сооружений, воздуха производственных помещений, воздуха после очистных сооружений и атмосферного воздуха осуществлялось с помощью хромато-масс-спектрометра фирмы Хьюлетт-Паккард модель 5890 серия 11с масс-селективным детектором НР 5972

Результаты хромато-масс-спектрометрических исследований, наряду с получением характеристики химического состава табачного листа в процессе приготовления табачных изделий, позволили выделить наиболее характерные компоненты табака и табачной пыли и разработать при нашем участии метод хромато-масс-спектрометрического определения 10 веществ (никотин, бензальдегид; 6,8-нонодиен-2-он,8-метил,5-изопропил; эйкозен-1, 5,9-ундекадиен-2-он,6,10-диметил, бензиловый спирт, 2-фенилэтанол, 1,2 пропандиол, пентановая кислота;

гексановая кислота) как индикаторного комплекса идентификации ЛОВ в атмосферном воздухе1.

Метод основан на улавливании органических веществ из воздуха с табачной пылью, концентрировании на адсорбент, экстракции диэтиловым эфиром, упаривании до органического масла, реэкстракции этанолом, газохроматографическим разделением на капиллярной колонке, идентификации по масс-спектрам и количественном определении Для исследования использован газовый хроматограф с масс-селективным детектором Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей +24%, при доверительной вероятности 0,95

Так как ПДКмр табачной пыли идентифицируется по никотину, при нашем участии разработан метод хромато-масс-спектрометрического определения никотина в воздухе2

Метод основан на концентрировании никотина из воздуха на адсорбент, экстракции диэтиловым эфиром, упаривании до органического масла, реэкстракции этанолом, газохроматографическим разделением на капиллярной колонке и количественном определении по индивидуальным характеристическим ионам Для исследования использован газовый хроматограф с масс-селективным детектором Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей +23%, при доверительной вероятности 0,95

Наряду с расчетными данными и замерами концентраций летучих органических веществ методом хромато-массс-спектрометрии, содержание ЛОВ в воздухе вокруг табачного производства осуществлялось органолептическим методом

Согласно этому методу специально подобранной группой испытателей (10-12 человек) с различной чувствительностью к запахам, определяется наличие запаха по принципу «да» или «нет» под факелом на различных расстояниях от предприятия с последующим расчетом вероятности определения запаха [М А Пинигин и соавт, 2002]

При этом учитывается не только наличие запаха, но и дается его оценка по интенсивности (силе), которая оценивается по 6-балльной шкале 0 баллов -

1 А Г Малышева, А А Беззубов, И В Баева Хромато-масс-спектрометрическое определение веществ, входящих в состав табака и табачной пыли, в атмосферном воздухе МУК 4 1 1673-03 М, Минздрав России

2 А Г Малышева, А А Беззубов, Е Г Растянников, И К Остапович, И В Баева Хромато-масс-спектрометрическое определение никотина в воздухе Методические указания Сборник методических указаний МУК 4 1 10441053-01 Вып 2 Ч 2,М , Минздрав России

отсутствие запаха, 1 балл - очень слабый запах, 2 балла - слабый запах, 3 балла -умеренный запах, 4 балла - сильный запах, 5 баллов - очень сильный запах (одориметрическая оценка)

По нашему предложению, количественное определение ЛОВ проводится в пересчете на эквиваленты ПДКмр табачной пыли с использованием графика «вероятность ощущения запаха-lg концентрации» (рис 1), полученного при обосновании ПДК табачной пыли [А Н Боков и соавт ,1995]

В процессе оценки состояния здоровья детей, использовались методы неинвазивной диагностики, позволяющие исследовать доступный биоматериал без вмешательства во внутреннюю среду организма [И В Петрова, 2003, НН Беляева, Л X Мухамбетова, 2006]. При анкетировании и клиническом осмотре выявлялась частота заболеваний, генетическая предрасположенность к ряду иммунопатологических состояний, наличие неблагоприятных социальных факторов и условий проживания, нарушений физического и психического развития, а также оценивалась адекватность развития доступных групп лимфатических узлов, состояние кожи, видимых слизистых, небных миндалин и зубов

Математический и статистический анализ данных и их графическое изображение выполнялись на персональном компьютере Intel Celeron с использованием программы Microsoft Excell -2000

Технологический процесс табачного предприятия г. Ярославля как источник выбросов, обладающих специфическим запахом.

Согласно технологии изготовления табачных изделий, на табачном предприятии г Ярославля основными производственными процессами являются транспортировка, смешивание различных сортов табака, резка, увеличение объема паровой обработкой, подсушивание, непосредственное изготовление сигарет и их упаковка Указанные процессы в разной мере являются источниками поступления загрязняющих веществ в атмосферу

Спрессованные в кипы различные виды табака непосредственно из автоконтейнеров поступают в цех, где они освобождаются от упаковки и смешиваются в количествах соответственно марке табачных изделий Затем «партия-мешка» проходит барабан кондиционирования, где обрабатывается «острым паром» (температура 70°-75°С) для придания сырью оптимальной влажности (22%) и прочности при полистной расщипке и перемешивании Дня увеличения влагоудерживающей способности и эластичности табака добавляются умягчители (глицерин, пропиленгликоль)

5»

о

Затем табачное сырье подается на установки смешивания и резательные станки Резаный табак по транспортеру поступает в сушильный барабан на обработку «глухим паром» (температура 45°-50°С) для снижения влажности (до 1516%) и повышения его объемно-упругих свойств и максимального снижения количества склеек

Равномерно смешанная и разрыхленная масса табачных волокон охлаждается при температуре 25°-30°С и 2 часа отлеживается в силосах для выравнивания влажности и направляется на питатели-дозаторы сигаретных машин

Для улучшения вкусовых и ароматических свойств резаный табак ароматизируется Состав и объем ароматизаторов является коммерческой тайной

Формирующиеся выбросы с содержанием табачной пыли системами аспирации и пневмотранспорта направляются на циклон-фильтры с эффективностью очистки до 99,9%

Влажные, горячие выбросы, от барабана кондиционирования и сушильного барабана, содержащие ЛОВ, подаются в деодорайзеры, осуществляющие 2-х ступенчатую очистку (конденсация с охлаждением воздуха с 80°-90°С до 40°С и абсорбция подкисленной промывной жидкостью в противоточном скруббере) и затем, пройдя каплеосадитель, поступают в атмосферу

В 2005 году валовые выбросы табачной фабрики составляли 1,911 т/год, в том числе выбросы основных цехов-1,3 т/год (табачная пыль) и вспомогательных-0,61т/год (оксид углерода - 0,567т/год, диоксид азота-0,021т/год, углеводороды в пересчете на бензин - 0,014т/год и др )

Согласно результатам хромато-масс-спектрометрических исследований в состав ЛОВ может входить до 88 компонентов, относящихся к различным классам химических соединений азотсодержащих - 6, в том числе никотин, альдегидов и кетонов - 23, спиртов - 8, кислот - 5, сложных эфиров - 5, ароматических углеводородов - 4, непредельных углеводородов - 6, предельных углеводородов С9-С32 - 26, терпенов- 1, галогеносодержащих веществ - 2, фуранов - 2

Поскольку при разработке ПДВ и организации системы очистки выбросов принималась во внимание только табачная пыль без учета ЛОВ, как содержащихся в ней, так и поступающих в атмосферу в свободном состоянии, постольку следовало осуществить оценку выделения ЛОВ на различных этапах технологического процесса

Для общей характеристики отдельных этапов обработки табака как источников загрязнения атмосферного воздуха специфическими запахами проведено хромато-масс-спеюрометрическое определение остаточных количеств ЛОВ непосредственно

в табаке на разных этапах его обработки По остаточному количеству ЛОВ в табаке можно было судить о том, какая относительная масса этих веществ могла выделиться на каждом этапе обработки табака (таблица 2)

Таблица 2-Оценка выделения ЛОВ по результатам определения их содержания в табачном сырье на этапах технологической обработки и в табачной пыли, взятой из очистных сооружений___

Показатели Единицы измерения Исходный табак После обработки паром 70°-75°С (увлажнение) После резки увлажненного табака После обработки паром 45°-50°С (подсушивание) Табачная пыль из очистны X сооружений

Масса ЛОВ, обнаружения я в табаке мкг/г 4161,0 4021,9 3701,4 2972,9 3067,6

в% 0,416 0,402 0,370 0,297 0,307

в °/о от содержания в исходном табаке 100,0 96,66 88,96 71,45 73,72

Суммарное выделение ЛОВ мкг/г 0 139,1 459,6 1188,1 1093,4

в %от содержания в исходном табаке 0 3,34 11,04 28,55 26,28

Выделение ЛОВ на каждом этапе мкг/г 0 139,1 320,5 728,5 823,2

в % от содержания в исходном табаке 0 3,34 7,7 17,51 19,78

Из таблицы следует, что масса ЛОВ в табаке по ходу технологического процесса уменьшается с 4161,0 мкг/г в исходном табаке до 2972,9 мкг/г в табаке после его подсушивания, что составляет десятые доли процента (0,416 - 0,297) от массы табачного сырья

Если содержание ЛОВ в исходном табаке принять за 100%, то их масса уменьшается на стадии подсушивания до 71,45% Масса же ЛОВ в табачной пыли, взятой из очистных сооружений, по сравнению с этапом подсушивания табака незначительно увеличивается до 73,72% ,что, вероятно, связано с сорбцией ЛОВ на частицах пыли

Суммарное выделение ЛОВ из табака по ходу технологического процесса возрастает с 3,34% до 28,55% причем максимальное выделение происходит на этапе подсушивания-17,51% от содержания в исходном табаке

Содержание летучих органических соединений в вентиляционных выбросах, поступающих на деодорайзеры для очистки, составляет 6,314 мг/м\ После прохождения деодорайзеров содержание ЛОВ в выбросах уменьшается до 2,574 мг/м3, что свидетельствует о суммарной эффективности очистки 59%

: " после пропарки и сушки ■ после очистки п.: дсодорайзере '

/ №

никотин альдегиды спирты

Рис.2- Содержание никотина, альдегидов и спиртов в производственных выбросах до и после их очистки на деодорайзерах.

При этом, содержание веществ разных классов уменьшается неравномерно. Так, содержание никотина снижается почти в 70 раз (с 6,66 мг/м' до 0,094 мг/м3), альдегидов - в 5 раз (с 0,099 мг/м3 до 0,02 мг/м3), спиртов в 2,7 раза (с 0,598 до 0,219) (рис. 2).

По-видимому, конструктивные особенности деодорайзеров направлены на максимальную очистку выбросов табачных производств от никотина. Между тем, никотин, участвующий в составе ЛОВ, не обладает запахом. Гигиеническое нормирование табачной пыли в пересчете на никотин обусловлено лишь возможностью его использования в качестве индикаторного вещества.

Таким образом, проведенные исследования свидетельствуют, что суммарный объем выбросов ЛОВ табачной фабрики формируется по ходу технологического процесса, при этом значительная масса ЛОВ выделяется при резке увлажненного табака (7,7%) и при его подсушивании(17,5!%).

Несмотря на выполненные мероприятия по очистке производственных выбросов предприятия (установка фильтров, деодорайзеров), в атмосферный воздух

может поступать значительная масса (до 41%) ЛОВ, как в свободном состоянии, так и сорбированными на табачной пыли, выбрасываемой в атмосферу до 1,3 т/г

Зональное загрязнение воздуха выбросами табачной фабрики по данным расчета, органолептических и инструментальных исследований с разработкой одориметрического критерия оценки запаха

Согласно расчетам рассеивания выбросов по программе «Эколог», разработанной на основе ОНД-86, максимальные разовые концентрации загрязняющих веществ в воздухе на расстоянии 50-55 м от источников табачной фабрики (граница жилой застройки) не превышали значений гигиенических нормативов и в долях ПДКмр составили диоксида азота - 0,14, щелочи - 0,11, оксидов железа - 0,3, соединений марганца - 0,12, оксида углерода и углеводородов в пересчете на бензин - меньше 0,1

Расчетная максимальная разовая концентрация табачной пыли в воздухе на расстоянии 25м от источников выбросов фабрики оказалась равной ПДКмр (0,0008 мг/м3 в пересчете на никотин) и на расстоянии 50-55м - 0,27 ПДКмр (0,000216 мг/м3 в пересчете на никотин), хотя специфический запах выбросов табачной фабрики ощущался до 400 м от фабрики

Инструментальное определение летучих органических веществ показало, что с увеличением расстояния (с 50 до 200 м) от источников выбросов фабрики число летучих органических веществ в воздухе уменьшается незначительно (с 38 до 33-х), а их суммарная концентрация снижается с 53,01 до 35,21 мкг/м3 Из веществ, предложенных для идентификации ЛОВ табачного производства, в атмосферном воздухе обнаружены 4 (никотин, бензальдегид, пентановая и гексановая кислоты), максимальные концентрации которых оказались на уровне или ниже гигиенических нормативов в атмосферном воздухе

Согласно результатам органолептического контроля, вероятность ощущения запаха выбросов фабрики с увеличением расстояния с 5-10м до 240-360 м уменьшается с 71% до 22,6% (таблица 3)

Вероятность ощущения запаха ЛОВ на уровне ПДКмр табачной пыли составляет 8% (рис 1) Отсюда вероятность ощущения запаха на разных расстояниях от фабрики можно перевести в эквиваленты ПДКМ р табачной пыли, т е перейти от вероятности ощущения запаха к весовым единицам (ПДКмр табачной пыли в пересчете на никотин равна 0,0008 мг/м3)

Если при этом учесть, что концентрация табачной пыли, определенная расчетным путем, вносила определенный вклад в вероятность ощущения запаха, то,

вычитая эту вероятность из обнаруженной на соответствующих расстояниях от фабрики, можно установить концентрации ЛОВ (таблица 3)

Таблица 3- Максимально-разовые концентрации компонентов выбросов табачной фабрики в атмосферном воздухе на разных расстояниях по вероятности ощущения запаха и выраженные в долях ПДК табачной пыли в пересчете на никотин_

Расстояние от источников, м Вероятность ощущения запаха табачной пыли и ЛОВ Суммарная концентрация специфических компонентов выбросов, в долях ПДКМ р табачной пыли Расчетная концентрация табачной пыли по никотину, в долях ПДКмр Концентрация ЛОВ, в долях ПДК„ р табачной пыли

5-10 71 8,13 0,27 7,86

20-35 67,3 7,25 0,27 6,98

40-45 51,5 4,75 0,27 4,48

50-60 57,5 5,25 0,27 4,98

70-90 79,5 11,0 0,2 10,8

100-120 51 4,6 0,2 4,4

130-140 46,2 4,0 0,2 3,8

150-160 28,6 2,25 0,2 2,05

180-200 20 1,6 0,1 1,5

240-360 22,6 1,87 0 1,87

Из таблицы видно, что при содержании в атмосферном воздухе табачной пыли в концентрациях от 0,27 до 0 ПДК на различных расстояниях от фабрики, концентрации ЛОВ на тех же расстояниях колебались в пределах от 7,86 до 1,87 ПДК

Между вероятностью ощущения запаха и увеличением расстояния от предприятия установлена сильная обратная связь (г = - 0,9, р < 0,01) Сильная прямая связь (г = 0,84, 0,98 и 0,98,р < 0,01) выявлена между вероятностью ощущения запаха и концентрацией табачной пыли, полученной расчетным методом, суммарной концентрацией специфических компонентов выбросов, выраженной в долях ПДКмр табачной пыли по данным органолептического контроля, а также концентрацией ЛОВ, полученной тем же методом

В процессе осуществления органолептического контроля загрязнения воздуха наряду с оценкой вероятности ощущения запаха проведена оценка распределения людей по силе восприятия запаха, т е осуществлена его одориметрическая оценка (рис 3)

Согласно полученному одориметрическому профилю, вероятность ощущения специфического запаха фабрики разной силы зависит от расстояния С удалением от источника вероятность отсутствия запаха нарастает и на расстоянии 240-360 м

достигает 77,4%, в то время как частота обнаружения запаха силой в 2 и 3 балла уменьшается

баллы

Рис 3- Профиль вероятности ощущения запаха разной силы в атмосферном воздухе на различных расстояниях от источников табачной фабрики

Для гигиенической оценки полученной информации о загрязнении воздуха вокруг табачной фабрики при нашем участии разработан одориметрический критерий с учетом скорости адаптации испытуемых к запаху летучих компонентов ее выбросов

В процессе исследований установлено, что возрастание времени адаптации к запаху обусловлено не уровнем концентраций ЛОВ, а силой (интенсивностью) ощущения запаха, возникающего у испытуемых при вдыхании этих концентраций ЛОВ (табл 4)

Таблица 4- Время адаптации (в сек) к запаху в зависимости от силы (интенсивности) его восприятия испытуемыми__

Интенсивность Количество Колебания времени Среднее время адаптации

запаха (в баллах) испытуемых адаптации

0 7 - -

1 19 4-75 19,2

2-3 67 4-220 56,6

3-4 42 9-300 96,68

4-5 11 17-300 105,6

Исходя из среднего времени адаптации (71 сек) к запаху силой 3 балла, что установлено по кривой зависимости «среднее время адаптации - сила запаха», предложен одориметрический критерий, согласно которому вероятность ощущения

запаха силой в 3 балла не должна превышать МО3 Этот критерии является критерием безопасности запаха и, безусловно, не отражает требования В А Рязанова, что недопустимым является запах, который можно назвать «навязчивым»

Действительно, несмотря на то, что в районе размещения табачной фабрики обнаруживалось ощущение запаха и концентрации ЛОВ в пересчете на ПДКмр табачной пыли свидетельствовали о превышении ее ГГДКмр, запах силой 3 балла не встречался уже на расстоянии 130-140м На расстоянии же 100-120 м запах такой силой обнаруживался с вероятностью 1 10"2, что превышает одориметрический критерий в 10 раз Вместе с тем общий процент ощущения запаха достигал 51%

В 5-10 м от источников, где ощущение запаха составило 71%, запах силой в 3 балла встречался с вероятностью 7,6 10'2, при этом наблюдалась вероятность ощущения запаха силой в 4 балла с вероятностью 1,4 10"2 Только в этом случае запах можно было отнести к «навязчивому» по терминологии В А Рязанова

Это свидетельствует о том, что предложенный одориметрический критерий нуждается в уточнении с учетом «навязчивости» запаха Наряду с определением «навязчивости» табачного запаха в условиях эксперимента, в частности путем установления замедления скорости адаптации до нескольких минут, необходимо осуществление эпидемиологических исследований при значительных уровнях загрязнения воздуха запахом, что в наших условиях было исключено

В настоящее время в ГУ Научно-исследовательском институте экологии человека и гигиены окружающей среды им АН Сысина РАМН развернуты всесторонние исследования по гармонизации критериев и нормативов запаха с зарубежными стандартами, критерием установления которых является запах, вызывающий «раздражение» среди населения, те критерий, который, по мнению В А Рязанова, следует считать «навязчивым» запахом

Гигиеническая оценка влияния выбросов табачной фабрики г. Ярославля на состояние здоровья детского населения с обоснованием рекомендаций по снижению загрязнения атмосферного воздуха

Для оценки влияния специфических выбросов табачного производства на состояние здоровья, обследованы дети, посещавшие детские сады, расположенные на расстоянии 130, 150 и 600 м от фабрики

Загрязнение атмосферного воздуха ЛОВ выбросов табачной фабрики в районе ближайших детских садов по запаху было эквивалентно 4 ПДКМ р табачной пыли при вероятности его ощущения 46,2%, хотя по расчетным данным концентрация табачной пыли не превышала 0,2 ее ПДКмр Концентрации других веществ были

значительно ниже гигиенических нормативов На расстоянии 600м запах практически не обнаруживался

Состояние реактивности детского организма изучалось с исследованием иммунологических, биохимических и цитологических показателей Оценка полученных результатов осуществлялась в основном по характеру распределения диагнозов

Несмотря на некоторое различие загрязнения воздуха специфическим запахом состояние показателей здоровья детей как ближайших от фабрики детских садов, так и контрольного не имели достоверных различий

В связи с этим проведен сравнительный анализ исследуемых показателей детей г Ярославля и детей других городов, имевших разную степень загрязнения атмосферного воздуха (г Череповец и г Москва, в том числе ее два административных округа ЮАО, ЦАО)

Сравнительный анализ результатов изучения цитологического статуса слизистых оболочек носа и рта детей детских садов г Ярославля с аналогичными показателями детей г Москвы в целом свидетельствует, что распределение детей по цитологическому статусу во всех изученных группах детей г Ярославля было близко к распределению детей г Москвы с некоторым преимуществом среди детей г Ярославля (таблица 5)

Таблица 5-Распределение детей детских садов г Ярославля и детей г Москвы по цитологическому статусу слизистых оболочек__

Город Норма, в % Воспаление, в %

Москва 7,3+3,8 86,4+6,3

Ярославль 8,7+3,8 81,0+8,1

Также благоприятно распределение детей г Ярославля по иммунологическому статусу (рис 4 )

В этом случае распределение детей г Ярославля близко к таковому распределению детей ЮАО г Москвы, где число детей с диагнозом «иммунопатология» составило всего 8,9 %, а число детей, относящихся к группе «здоровые», достигало 42,3 % и было практически равно числу здоровых детей по данному статусу г Ярославля - 44%

-ЮАО г Москвы 1 г Москва ' г.Ярославль

Рис 4- Распределение детей детских садов г Ярославля, г Москвы и ЮАО г Москвы по группам иммунологического статуса (а - здоровые, б - группа риска, в -иммунопатология)

Однако, структуру распределения детей г Москвы в целом по иммунологическому статусу нельзя назвать удовлетворительной ,т к в этом случае число здоровых детей составило всего 25,5 %, а количество детей, относящихся к группе «иммунопатология», достигло 31%

Аналогичное распределение обследованных детей г Ярославля наблюдается и по биохимическому статусу, причем структура распределения в этом случае практически совпадает со структурой распределения по данному статусу детей ЮАО г Москвы (рис 5)

—»—идо

г Москвы —В—ЮАО

г.Москвы 1 [-.Ярославль

1 г Череповец

Рис 5- Распределение обследованных детей, проживающих в г Ярославле, ЮАО и ЦАО г Москвы, г Череповце, по группам биохимического статуса а - группа адаптированных, б - группа возможного риска, в - группа идентифицированного риска

В то время как структура распределения детей по биохимическому статусу в ЦАО г Москвы оказалась весьма неудовлетворительной процент детей, относящихся к «группе адаптированных», составил 19%, а процент детей, относящихся к «группе идентифицированного риска», достиг 45%

На этом фоне распределение детей г Череповца по биохимическому статусу выглядит более благоприятно, хотя здесь при относительно высоком проценте «адаптированных детей» 42%, процент детей, относящихся к «группе идентифицированного риска» выше, чем в г Ярославле и ЮАО г Москвы и составляет 25%

Таким образом, сравнительный анализ показателей цитологического, биохимического и иммунологического статуса детей, проживающих в районе размещения табачной фабрики г Ярославля и детей ЦАО, ЮАО г Москвы, и г Москвы в целом, а также г Череповца, свидетельствует о том, что загрязнение атмосферного воздуха летучими органическими веществами, эквивалентное по запаху 4ПДКМ р табачной пыли (вероятность ощущения запаха 46,2%), не вызывает неблагоприятных изменений показателей здоровья детей г Ярославля

Установленная структура распределения детей 4-6 лет по иммунологическому статусу (здоровые - 44%, группа риска - 36,5%, патология - 19,5%) и биохимическому статусу (группа адаптированных - 52%, группа возможного риска -34%, группа идентифицированного риска - 14%) , по нашему мнению, может рассматриваться в качестве региональной нормы для детей указанного возраста

На основании всего комплекса исследований, характеризующих технологический процесс табачной фабрики, как источник выбросов летучих органических веществ (ЛОВ), обладающих специфическим запахом, уровни загрязнения атмосферного воздуха с оценкой их влияния на показатели состояния здоровья детского населения, были внесены рекомендации по снижению загрязнения воздуха в районе размещения фабрики г Ярославля

Среди этих рекомендаций в данное время большая часть выполнена установлена санитарно-защитная зона, оборудованы деодорайзеры, ведется замена циклон-фильтров на современные высокоэффективные

Учитывая остающуюся возможность загрязнения воздуха специфическим запахом за пределами 50-метровой санитарно-защитной зоны целесообразно осуществить гармонизацию ПДКмр табачной пыли с учетом свободно выделяющихся ЛОВ и одориметрического критерия запаха с зарубежными стандартами

Выводы:

1 Специфический запах выбросов табачного производства г Ярославля определяется весьма разнообразным качественным составом летучих органических соединений (ЛОВ) азотсодержащие вещества, альдегиды, кетоны, спирты, кислоты, сложные эфиры, ароматические, предельные и непредельные углеводороды, терпены, фураны и др, которые поступают в воздух как сорбированными на табачной пыли, так и в свободном состоянии

2 Разработанный хромато-масс-спектрометрический метод позволяет определять ЛОВ, входящих в состав табака и табачной пыли, в атмосферном воздухе по индикаторному комплексу, включающему 10 веществ, а метод определения ЛОВ по вероятности ощущения запаха (органолептический метод) - в весовых единицах (мг/м3) и в эквивалентах ПДКМ р табачной пыли

3 Суммарный объем выбросов ЛОВ табачной фабрики формируется по ходу технологического процесса за счет обработки табачного сырья паром- на 3,34%, резки- на 7,7%, подсушивания - на 17,5% по сравнению с исходным содержанием ЛОВ в табачном сырье

4 Вероятность ощущения запаха с увеличением расстояния от источников выбросов табачной фабрики с 5-10м до 360м уменьшается с 71% до 22,6 %, а сила запаха соответственно с 3-4-х до 1 балла

5 Комплексная оценка загрязнения атмосферного воздуха специфическим запахом табачного производства свидетельствует о преобладающей роли ЛОВ, так как установленное расчетным путем содержание табачной пыли не превышает 0,27 ПДКмр, а содержание ЛОВ, установленное органолептическим методом, достигает 7,86 ПДКМ р этой пыли

6 Загрязнение атмосферного воздуха табачной пылью и ЛОВ, эквивалентное запаху 4 ПДКМ р табачной пыли (вероятность ощущения запаха 46,2%) не оказывает вредного воздействия на здоровье детского населения, причем установленная структура распределения обследованных детей по иммунологическому и биохимическому статусу может рассматриваться как региональный нормативный показатель для детей 4-6 лет

7 Одориметрический критерий оценки запаха в атмосферном воздухе, основанный на учете скорости адаптации к специфическому запаху табачного производства разной силы, целесообразно гармонизировать с зарубежными стандартами, основанными на эпидемиологических исследованиях

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1 Баева И В Гигиеническая оценка табачного производства города Ярославля как источника загрязнения атмосферного воздуха //Гигиена и санитария, -2003 -№1 -С 25-26

2 Пинигин M А, Петрова И В , Мольков Ю H, Сафиулин А А , Лещенко Г M, Баева И В . Лебедева H В Изучение иммунитета у населения при осуществлении социально-гигиенического мониторинга //Гигиена и санитария -2004 -№5 -С 36-38

3 Пинигин M А , Тепикина Л А , Остапович И К , Бударина О В , Баева И В Оценка риска ощущения запаха в атмосферном воздухе как критерий его качества /«Оценка риска влияния факторов окружающей среды на здоровье проблемы и пути цх решения» Материалы Пленума Межведомственного научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды Российской Федерации -M , РАМН, МЗ РФ 2001 - С 110-112

4 Пинигин M А , Остапович И К , Сафиулин А А, Тепикина Л А., Бударина О В , Баева И В . Мясников И О Гигиеническая регламентация и оценка пахучих веществ в атмосферном воздухе на основе концепции риска /«Гигиеническая наука и практика на рубеже XXI века» Материалы IX Всероссийского съезда гигиенистов и санитарных врачей -М, 2001,-С 304-307

5 Баева ИВ, Круглов А И Загрязнение атмосферного воздуха в районе табачного производства/В кн Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 80-летию создания Госсанэпидслужбы России «Госсанэпидслужбе России 80 лет реальность и перспективы» МЗ РФ, РАМН -М -2002 - С 237-240

6 Баева И В , Круглов А И Загрязнение атмосферного воздуха в районе табачного производства г Ярославля веществами, обладающими запахом/«Госсанэпидслужбе России -80 лет (1922-2002годы)» Материалы городских научно-практических конференций, научно-практических работ по вопросам санитарно-эпидемиологического благополучия населения - Ярославль -2002 -С 4345

7 Баева И В Гигиеническая оценка состояния здоровья детского населения в районе размещения табачного производства города Ярославля/В кн «Госсанэпидслужбе России -80 лет» Материалы городской научно-практической конференции -Ярославль -2002 - С 4-7

8 Pmigin M А , Budanna О V , Khodm S Р , Plakhin А Е , Baeva I V Hygienic estimation and prevention of pollution of atmospheric air by substances having a smell/Environment and Human Health The complete Works of International Ecologie Forum, June 29-July 2,2003, St Petersburg, Russia, p. 650-652.

9 Баева И В , Беляева H H, Мухамбетова JI.X, Коганова 3 И , Шамарин А А , Солнцева H В Оценка влияния выбросов табачной фабрики г Ярославля на состояние здоровья детей по результатам неинвазивной диагностики /В кн Теоретические основы и практические решения проблем санитарной охраны атмосферного воздуха (под редакцией академика РАМН Ю А Рахманина) -М -2003 -С 100-103

10 Пинигин MA, Бударина OB, Ходин СП, Баева И В , Плахин АЕ. К развитию положений В А Рязанова о навязчивости запаха при оценке качества

атмосферного воздуха/В кн Теоретические основы и практические решения проблем санитарной охраны атмосферного воздуха (под редакцией академика РАМН Ю А Рахманина) -М -2003 - С 228-230

11 Пинигин М А, Петрова И В , Мольков Ю Н , Лещенко Г М, Бударина О В .Баева И В Поэтапность неинвазивных методов определения иммунного статуса у населения при осуществлении социального гигиенического мониторинга/В кн Материалы научной конференции с международным участием -С -Петербург -2004 -С 18-19

12 Петрова И В , Пинигин М А , Мольков Ю Н, Бударина О В , Баева И В Определение иммунного статуса у человека неинвазивными методами/В кн «14-th National Congress on Lung Diseases» Moscow June 22-26,2004, p 289

13 Баева И В , Круглов А И Гигиеническая оценка загрязнения атмосферного воздуха в районе размещения табачного производства веществами, обладающими специфическим запахом, по данным наблюдений за 2004г /В кн Материалы третьей научно-практической конференции - Ярославль -2005, -С 169-172

14 Пинигин М А ,Мольков Ю Н,Бударина О В .Баева ИВ Оценка влияния среды жилых и производственных помещений на здоровье человека по данным иммунитета /В кн Итоги и перспективы научных исследований по проблеме экологии человека и гигиены окружающей среды (под редакцией академика РАМН ЮА Рахманина) - М 2005,С 197-214

Лицензия ПД 00661 от 30 06 2002 г Печ л 1 Заказ 705 Тираж 100 Отпечатано в типографии Ярославского государственного технического университета г Ярославль, ул Советская, 14 а, тел 30-56-63