Томск, Томская область, Россия
Томск, Томская область, Россия
Томск, Томская область, Россия
Томск, Томская область, Россия
Томск, Томская область, Россия
Целью работы явилось выявление рисков ингаляционного воздействия от вдыхания токсичных элементов, содержащихся в выбросах котельных, использующих различные виды топлива (уголь, нефть, газ, древесина), и выявление приоритетности загрязняющих веществ. Показатели канцерогенного и неканцерогенного риска вычислены через расчетные данные о концентрациях микроэлементов в атмосферном воздухе, на основании их содержания в твердой фазе снежного покрова, установленного экспериментально. По суммарному значению коэффициента опасности ингаляционного воздействия изученные территории можно ранжировать в виде следующего ряда котельных: угольные > дровяная >газовые ≥нефтяные. Воздействие указанных видов деятельности может быть расценено как допустимое и приемлемое. Ранжированы вклады тяжелых металлов в показатели риска. Mn, Cu, Ba, Al вносят наибольший вклад в коэффициент опасности и входят в число элементов-индикаторов для зольных выбросов угольных котельных. Для всех элементов, обладающих канцерогенными свойствами (Сr (VI), Сd, As, Be, Ni, Co, Pb), значения индивидуального канцерогенного риска ниже 10–5 для окрестностей всех рассматриваемых котельных. Такие значения соответствуют пренебрежимо малому уровню риска. С практической точки зрения, дифференциация выбросов тяжелых металлов как по природе, так и по содержанию при использовании различных видов топлива сказывается на показателях риска для здоровья и может быть информативна при выборе топлива для котельных индивидуального жилищного строительства.
сжигание топлива, твердый осадок снега, микроэлементы, ингаляционный риск.
1. Введение
Изучение влияния выбросов локальных котельных на окружающую среду и здоровье человека представляется актуальной задачей в настоящее время. Выбросы загрязняющих веществ предприятий теплоэнергетики, обусловленные процессами сгорания органического топлива, относятся к основным источникам загрязнения атмосферы. Объемы вредных пылегазовоздушных выбросов связаны с качеством и количеством сжигаемого топлива, полнотой его использования, а также с эффективностью в целом работы источника теплоснабжения. При сжигании твердого топлива, прежде всего угля, в атмосферу с дымовыми газами поступает летучая зола, частицы которой содержат углерод, диоксид кремния, оксиды алюминия и железа, серу, некоторые органические соединения, тяжелые металлы и другие химические элементы. При сжигании жидкого и газового топлива выход твердых частиц значительно меньше, однако они и газообразные продукты характеризуются высокими концентрациями многих вредных химических веществ [1]. Экологический фактор учитывается при выборе мест строительства поселков с собственной инфраструктурой, включающей локальные котельные. Кроме того, их обособленность и удаленность от более мощных источников выбросов позволит оценить именно влияние этого фактора — выбросов предприятий по производству электроэнергии для нужд конкретного потребителя. Выбросы теплоэнергетических предприятий, использующих ископаемые виды топлива, в первую очередь уголь и мазут, вносят существенный вклад в загрязнение атмосферного воздуха твердыми частицами, содержащими токсичные элементы [2]. Образующиеся при сжигании ископаемого топлива мелкие и ультрамелкие частицы могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему [3], органы дыхания [4]. Вдыхание пылевидных металлосодержащих частиц, образующихся при сжигании топлива, является фактором риска для здоровья человека. На основе вышеизложенного определение уровня загрязнения атмосферного воздуха пылевыми металлосодержащими частицами и оценка риска здоровью населения в окрестностях сельских объектов малой энергетики требует детальных исследований. Для выполнения такого рода комплексного исследования наиболее доступным и эффективным методом является снеговая съемка. Снеговой покров, являясь естественным планшетом-накопителем загрязняющих веществ из атмосферы, позволяет получить информацию об элементном и минерально-фазовом составе пылевых частиц и определить источники их поступления.
2. Материалы и методы
Исследования проведены в зоне влияния двух угольных, двух газовых, одной нефтяной и дровяной котельных, расположенных в сельской местности Томской области, отличающихся не только видом используемого топлива, но и производительностью [5].
1. Тайлашева Т. С., Красильникова Л. Г., Воронцова Е. С. Оценка вредных выбросов в атмосферу от котельных Томской области // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. — 2013. — Т. 322. — № 4. — С. 52–55.
2. Sharma R., Pervez Y., Pervez S. Seasonal evaluation and spatial variability of suspended particulate matter in the vicinity of a large coal-fired power station in India — A case study. Environ monit assess. — 2005. — V.102. — pp. 1–13.
3. Samet J., Rappold A., Graff D., et al. Concentrated ambient ultrafine particle exposure induces cardiac changes in young healthy volunteers. Am J Respir Crit Care Med. — 2009. — V.179. — pp. 1034–1042
4. Величковский Б. Т. Патогенетическое значение пиковых подъемов среднесуточных концентраций взвешенных частиц в атмосферном воздухе населенных мест // Гигиена и санитария. — 2002. — № 6. — С. 14–16.
5. Таловская А. В., Язиков Е. Г., Филимоненко Е. А., Осипова Н. А., Шахова Т. С. Микроэлементный состав снежного покрова в окрестностях угольных и газовых котельных как показатель экологичности используемого топлива // Безопасность в техносфере. — 2017. — № 3. — С. 3–12.
6. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территорий городов химическими элементами. М.: ИМГРЭ, 1982. — 111 с.
7. Сает Ю. Е., Ревич Б. А., Янин Е. П., и др. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990. — 335 с.
8. Пат. 2229737 Россия, МПК7 G 01 V 9/00. Способ определения загрязненности снегового покрова техногенными компонентами / Язиков Е. Г., Шатилов А. Ю., Таловская А. В.; заявитель и патентообладатель. Томский политехнический университет. — № 2002127851; заявл. 17.10.2002; опубл. 27.05.2004
9. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду: Р. 2.1.10.1920–04. — М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава РФ, 2004. — 273 с.
10. USEPA. (US Environmental Protection Agency). 1989. Risk Assessment Guidance for Superfund: Volume 1 — Human Health Evaluation Manual. Part A. Interim Final. Office of Solid Waste and Emergency Response, Washington, DC, USA
11. Ивлев Л. С. Химический состав и структура атмосферных аэрозолей. Л.: ЛГУ, 1982. — 365 с.
12. Осипова Н. А., Филимоненко Е. А., Таловская А. В., Язиков Е. Г. Экологические риски от влияния токсичных элементов в атмосферном воздухе на основе изучения снежного покрова в районе расположения Томской ГРЭС‑2 // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. — 2018. — Т. 329. — № 4. — С. 54–69.
13. Таловская А. В., Язиков Е. Г., Шахова Т. С., Филимоненко Е. А. Оценка аэротехногенного загрязнения в окрестностях угольных и нефтяных котельных по состоянию снегового покрова (на примере Томской области) // Известия Томского политехнического университета. — 2016. — Т. 327. — С. 116–130.
14. Филимоненко Е. А., Таловская А. В., Язиков Е. Г. и др. Минералогия пылевых аэрозолей в зоне воздействия промышленных предприятий г. Томска // Фундаментальные исследования. — 2013. — № 8–3. — С. 760–765.
15. Волостнов А. В., Арбузов С. И. Токсичные элементы в углях Сибири // Энергетик. — 2011. — № 3. — С. 39–44.
16. Сафонов М. А., Шамраев А. В., Дволучанская Ю. В., Башкатова Е. В. Накопление тяжелых металлов в системе «почва-дерево-гриб» в южном Приуралье // Вестник ОГУ, — 2013. — № 6 (155). — С. 127–123.
17. Захаренков В. В., Кислицына В. В. Определение приоритетности природоохранных мероприятий на основе оценки риска для здоровья населения промышленного города // Успехи современного естествознания. — 2014. — № 2. — С. 12–15.
18. Hongxia Li, Hongbing Ji. Chemical speciation, vertical profile and human health risk assessment of heavy metals in soils from coal-mine brownfield, Beijing, China. Journal of Geochemical Exploration. — 2017. — 183 (A). — pp. 22–32.
19. Суржиков В. Д., Суржиков Д. В., Голиков Р. А. Загрязнение атмосферного воздуха промышленного города как фактор неканцерогенного риска для здоровья населения // Гигиена и санитария. — 2013. — № 1. — С. 47–49.
20. Якуцени С. П. Распространенность углеводородного сырья, обогащенного тяжелыми элементами-примесями. Оценка экологических рисков. СПб.: «Недра», 2005. — 372 c.
