Нормативы и управление качеством

атмосферного воздуха в городах на примере

формальдегида Михайлюта Сергей Владимирович

December 7, 2014

Краевой центр медицинской профилактики,

Институт биофизики СО РАН,

Сибирский федеральный университет, СибГАУ,

Международный центр исследований экстремальных состояний организма

КНЦ СО РАН

2

Сколько это стоит, почему они платят и как это возможно

1По оценкам Агентства по охране окружающей среды США,федеральная политика качества воздуха накладывает ежегодныерасходы, превышающие 80 миллиардов долларов с основной цельюулучшения здоровья человека.

Но поскольку экологический ущерб от загрязнения воздуха приэтом достигает 200 миллиардов, то эффективность такой политики ~ 50%.

1Michelle L. Bell, Richard D. Morgenstern, Winston Harrington. Quantifying the human health benefits of air pollution policies: Review of recent studies and new directions in accountability research // Environmental science & policy 14 (2011) 357–368

3

Данные экологического мониторинга и политика в области качества окружающей среды

«….экологическая политика, связанная со здоровьем человека и окружающей природной средой, зависит от данных, которые описывают условия и состояние окружающей среды, такие как качество воздуха, воды, химическое загрязнение.

При этом экологические проблемы, такие как потепление и качество воздуха в городах – это не отдельные проблемы науки или политических решений, но междисциплинарные проблемы, которые требуют единого научно-политического подхода.

Это требует сотрудничества между исследователями и лицами, принимающими решения, чтобы преодолеть разрыв в понимании значений научного и политического, создавая информацию по результатам экологического мониторинга, которая будет полезна для государственной политики…. »

D.K. PriceThe Scientific Estate

The Belknap Press of Harvard University Press, Cambridge, MA (1965)

Декан школы государственного управления Гарвардского университета и Президент Американской ассоциации содействия развитию науки.

4

Инвентаризация выбросов

Инвентаризация выбросов, 1986 год – 80 загрязняющих веществ

Сводный том ПДВ для г. Красноярск, 2005 год:

• 443 промышленных объекта,

• 6381 стационарный источник,

• 203 ЗВ

Сводный том ПДВ для г. Красноярск, 2012 год:

• 649 промышленных объектов,

• 6086 стационарных источников,

• 248 ЗВ (96.9% - NO2, SO2, CO, PM, C, NO, CH3, Бензин, Керосин)

• 20 ЗВ для которых C > 1 ПДК (из них 1, 2 и 3 КО – Бп,

Тетрахлорэтилен, Al2O3, HF, Бензол, Mn, Метилбензол, С, Бутилацетат,

Этантиол, PM, Fe2O3, NO2 (формальдегид в этот список не входит)

• Вещества для которых расчетная С > 0.5 ПДК – Циклогексанон, PM,

Алканы, Метанол, Меркаптаны, Бутан, Формальдегид (0.77), Керосин,

Этилацетат, Пентан, Уайт-спирт, Cr (VI)

5

№ ЗВ CЗЗ ЖЗПДК (ОБУВ)

мг/м3 КО

1 Тетрахлорэтилен 0.9 1.0 0.5 2

2 Толуол 3.5 1.0 0.6 3

3 Пыль абразивная 30.4 1.2 0.04 -

4 Углерод 5.4 1.3 0.15 3

5 Бутилацетат 6.5 1.3 0.1 4

6 Пыль хлопковая 2.1 1.4 0.2 3

7 Этантиол 4.6 1.4 0.00005 3

8 Пыль неорганическая 21.7 1.4 0.5 3

9 Пыль вулканизата 10.4 1.4 0.1 -

10 Оксид алюминия 106.0 1.5 0.1000000* 2

11 Пентилены 5.1 1.5 1.5 4

12 Натрий гидроксид 3.9 1.5 0.01 -

13 Железа оксид 20.1 1.6 0.4000000* 3

14 Хрома соединения 0.9 1.6 0.01 -

15 Газообразные фториды 5.6 2.0 0.02 2

16 Бензол 7.5 2.2 0.3 2

17 Марганец и его соединения 32.9 4.1 0.01 2

18 Азота диоксид 83.7 5.4 0.2 3

19Пыль неорганическая: 70-20%

201.5 7.6 0.3 3

20 Бенз/а/пирен 5.2 1.5 0.0000700** 1

Концентрации загрязняющих веществ

Из 248 ЗВ:

• 14 ЗВ – 1 КО,

• 39 ЗВ – 2 КО,

• 64 ЗВ – 3 КО,

• 33 ЗВ – 4 КО,

• 96 ЗВ - ОБУВ

Загрязняющие вещества для которых расчётная

концентрация > 1 ПДК

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Ко

нц

ентр

аци

я, П

ДК

сс

(0.0

03 м

г/м

3)

Год

Формальдегид

*10 ПДКсс, **70ПДКсс

6

№ Территория

Вещество

Бенз(а)пирен Смол. вещества HF

Расчетная концентрация, ПДК (ОБУВ)

На границе зоны санитарной защиты

1 п. Песчанка и район ТЭЦ-3 17-20 ПДК до 208 ОБУВ 1,8 ПДК

В жилой зоне г. Красноярска

2 мкр. «Зеленая Роща» от 9 до 13 ПДК от 95 до 175 ОБУВ до 2,6 ПДК

3 мкр. «Солнечный» до 12 ПДК до 127 ОБУВ до 1,8 ПДК

4 мкр. «Северный» до 6 ПДК до 100 ОБУВ до 1,3 ПДК

5 мкр. «Взлетка» до 5 ПДК до 60 ОБУВ до 1,0 ПДК

6 район мед. академии (П. Железняка) до 4 ПДК до 60 ОБУВ до 0,8 ПДК

7 Центральная часть города до 3 ПДК от 25 до 40 ОБУВ до 0,4 ПДК

8 Академгородок до 1,5 ПДК до 18 ОБУВ до 0,1 ПДК

9 мкр. «Черемушки» до 4 ПДК до 60 ОБУВ до 0,6 ПДК

10 район КрасТЭЦ до 6 ПДК до 60 ОБУВ до 1,0 ПДК

11 к/т Родина до 4 ПДК до 60 ОБУВ до 0,7 ПДК

12 ДК «Автомобилист» до 3 ПДК до 60 ОБУВ до 0,7 ПДК

13 район «Бобрового лога» до 1,3 ПДК до 15 ОБУВ до 0,1 ПДК

Пригородная зона

14 п. Емельяново до 1,5 ПДК до 15 ОБУВ до 0,05 ПДК

15 п. Березовка до 6 ПДК до 62 ОБУВ до 1,2 ПДК

16 п. Зыково до 2 ПДК до 15 ОБУВ до 0,1 ПДК

Расчетные уровни загрязнения атмосферного воздуха в зоне влияния КРАЗ

7

Информационный продукт: Гигиеническое районирование

г. Красноярска по аэрогенной и токсической нагрузке на здоровье

населения

8

Концентрация формальдегида в атмосферном воздухе г. Красноярскабольшую часть зимнего периода находятся на уровне 2 ПДКм.р., но приповышении температуры воздуха его концентрация существенно возрастает.

При этом вместо природоохранных мероприятий по уменьшениюконцентраций формальдегида наблюдается тенденция к манипуляции снормативами качества атмосферного воздуха.

Так, постановлением Главного государственного санитарного врача РФот 17.06.2014 N 37 "О внесении изменения N 11 в ГН 2.1.6.1338-03 "Предельнодопустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухенаселенных мест" (Зарегистрировано в Минюсте России 04.07.2014 N 32967)были скорректированы нормативы для формальдегида.

9

Изменение № 11 в ГН 2.1.6.1338-03. Строку N 541 таблицы главы II "Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе

населенных мест" с наименованием вещества "Формальдегид" изложить в редакции:

№Наименование

вещества

Номер

CASФормула

Величина ПДК, мг/м3 Лимитиру

ющий

показател

ь

Класс

опасностиМаксимально

разоваяСреднесуточная

541 Формальдегид 50-00-0 CH2O 0.05 0.01 рефл.-рез. 2

Было: ПДКм.р. = 35 мкг/м3 – стало 50 мкг/м3 (увеличение в 1.4) Было: ПДКc.c. = 3 мкг/м3 – стало 10 мкг/м3

10

(по данным ФГБУ «Среднесибирское УГМС» )

0

5

10

15

20

25

30

35

мкг

/м3

2012 2013

Средняя за год концентрация формальдегида на территории г. Красноярска

Наблюдаемые уровни загрязнения более чем в три раза превышают установленный норматив ПДК

11

По оценкам американского агентства по охране окружающей среды EPA(http://www.epa.gov/ttn/atw/hlthef/formalde.html), если человек будет постояннодышать воздухом, содержащим формальдегид в среднем на уровне 0.08 мкг/м3 втечение всей его жизни, то теоретически будет иметь место один случай намиллион развития рака в результате прямого вдыхания воздуха, содержащегоформальдегид.

Точно также по оценкам EPA – 0.8 мкг/м3 - 1 cлучай на 100 000, 8 мкг/м3 -1 на 10 000

В России новый годовой норматив 10 мкг/м3, а измеренная вг. Красноярске концентрация, в отдельных районах, превышает 30 мкг/м3 и,соответственно, теоретически – 3 случая развития рака на 1000.

12

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) приняла пороговыйуровень содержания формальдегида в атмосферном воздухе на уровне 100мкг/м3 в качестве среднего за 30 минут (http://www.mfe.govt.nz/publications/air/11-hazardous-air-oct00.pdf).

Но для населенных мест городов ВОЗ рекомендует максимальноразовый уровень содержания формальдегида в атмосферном воздухе непревышающий 10 мкг/м3.

13

Максимальные уровни загрязнения атмосферного воздуха формальдегидом, измеренные на территории г. Красноярска

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

мкг

/м3

2012 2013

ПДКмр РФ

Рекомендовано

ВОЗ для

максимально

разовых

Пороговый

уровень ВОЗ

14

Таким образом, в г. Красноярске наблюдается почти двукратноепревышение пороговых уровней содержания формальдегида в воздухе идесятикратное для рекомендованных ВОЗ для стран Европы.

В следствие этого в некоторых районах города Красноярска уровни рискапревышают верхнюю границу категории низкого риска в 1,3 – 1,4 раза, чтоприемлемо только для производственных условий, но не для территории жилойзастройки и имеется явная тенденция к росту этого показателя.

Формальдегид вносит основной вклад в уровень популяционногоканцерогенного ингаляционного риска в г. Красноярске (значенияпопуляционного канцерогенного риска в отдельные периоды колеблется вдиапазоне от 17 до 87 дополнительных случаев в год).

Наилучшие результаты в области управления качеством атмосферноговоздуха демонстрируют города США.

В соединенных штатах Америки годовой норматив качестваатмосферного воздуха для формальдегида принят и действует с 2011 года науровне 0.08 мкг/м3 (в РФ – 10 мкг/м3).

15

Каждый штат может и устанавливает свои региональные нормативы по формальдегиду

№ Штат Усреднение Норматив, мкг/м3

1 Connecticut 8 часов 1.2

2 Florida, Fort Lauderdale 8 часов 0.015

3 Florida, Pinellas County

8 часов 4.5

24 часа 1.8

год 0.077

4 Indiana8 часов 6

год 0.077

5 Indianapolis, IN 8 часов 1.8

6 Kansas год 0.0769

7 Massachusetts24 часа 0.33

год 0.08

8 Maine15 минут 6.7

год 0.04

Нормативы качества атмосферного воздуха США для формальдегида

Такое «разнообразие» нормативов продиктовано особенностями американской системымониторинга атмосферного воздуха, ориентированной на взаимосвязь между уровнями рискаи объемами эмиссии загрязняющих веществ из контролируемых источников.

16

Средние концентрации Формальдегид, мкг/м3

Сент-Питерсберг, Флорида (AZFL) – Индианаполис, Индиана (WPIN)

Bountiful, Юта

17

Максимальная концентрация наблюдается в городе Bountiful, штат Юта исоставляет 4,5 мкг/м3.

Таким образом, действующая в городах США система мониторингаатмосферного воздуха обеспечивает надлежащее (уровень приемлемого риска)качество атмосферного воздуха (не только по формальдегиду, но и по остальнымзагрязняющим веществам, всего около 300 загрязняющих веществ.

В г. Красноярске инвентаризация выбросов проводится только по 248веществам, а в атмосферном воздухе городских районов измеряется только 35).

В городах мира концентрации формальдегида средние за 1 часнаблюдаются на уровне 8 – 30 мкг/м3, а средние за год – 1 – 5 мкг/м3.

В Красноярске максимальная концентрация – 180 мкг/м3, а средняя загод – 30 мкг/м3.

18

Важность ориентирования системы мониторинга на обеспечениевзаимосвязи между концентрациями и объемами эмиссии можнопродемонстрировать на примере, типичной для всех городов России, системымониторинга атмосферного воздуха действующей в г. Красноярске.

Доминирующим источником фтористого водорода в г. Красноярскеявляется красноярский алюминиевый завод.

Официальная информация об инвентаризации выбросов,представленная в государственных докладах (Государственные доклады «Осостоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае за 1998 – 2010 гг.».– Красноярск. 1999 – 2011 гг.), показывает, что объем выбросов фтористоговодорода связан (коэффициент корреляции 0.8) с общим объемом эмиссииалюминиевого предприятия.

19

Объемы эмиссии РУСАЛ Красноярск (валовый и HF)

1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 20100.0

0.5

1.0

1.5

2.0

50556065707580859095

100О

бъ

ем в

ыбр

осо

в (

ты

с.тон

н/г

од)

Год Объем выбросов РУСАЛ Красноярск

Объем выбросов HF

20

Изменение объема выбросов и концентраций HF

1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 20100.00150.00200.00250.00300.00350.00400.00450.00500.0055

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

Ко

нц

ентр

ац

ия

HF

,

мг/

м3

Об

ъем

вы

бр

осо

в H

F,

ты

с. т

/го

д

Год Концентрация HF

Объем выбросов HF

21

Это свидетельствует о том, что система мониторинга не ориентирована наисточники эмиссии загрязняющих веществ, а данные с такой системы не могут бытьиспользованы для задач оценки риска и управления качеством.

При этом динамику онкологической заболеваемости в г. Красноярскехарактеризует наибольший показатель заболеваемости и смертности вЦентральном районе, который остается практически неизменным на протяжениипоследних десяти лет.

Обнаружен «резкий скачок» заболеваемости в Свердловском и Солнечномрайонах города. Это свидетельствует о действии мощных онкогенных факторов вокружающей среде этих территорий.

В целом по Красноярскому краю наблюдается рост заболеваемостисреди детей (до 14 лет) по всем группам заболеваний и значительный ростонкологических заболеваний и болезней органов кровообращения.

22

Эффективное управление качеством атмосферного воздуха в городах впервую очередь должно базироваться на такой системе наблюдений, котораяспособна выявить связь между объемами эмиссии загрязняющих веществ иконцентрациями этих веществ, в атмосферном воздухе контролируемых районов.

Необходимо совершенствование системы оценок и целевых показателей.