Оценка риска здоровью населения при воздействии выбросов Карачаганакского нефтегазоконденсатного месторождения по данным расчетных и инстурментальных исследований

УДК 614.1

ОЦЕНКА РИСКА ЗДОРОВЬЮ НАСЕЛЕНИЯ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВЫБРОСОВ КАРАЧАГАНАКСКОГО НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПО ДАННЫМ РАСЧЕТНЫХ И ИНСТУРМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ У.И. Кенесариев1, А.Т. Досмухаметов1, Д.У. Кенесары1, А.Ф. Кенжебаев2

Казахстан, 050012, г. Алматы, ул. Толе би, 94, № 1, учебный корпус 2,

Казахстан, 010000, г. Астана, Левый берег, ул. Орынбор, 8, Дом Министерств, 5-й подъезд

Показано, что приоритетными примесями, представляющими опасность для здоровья населения в зоне влияния выбросов ТОО «Карачаганак Петролеум Оперейтинг Б.В» на Карачаганакском нефтегазоконденсатном месторождении (КНГКМ), являются диоксид и оксид азота, диоксид серы и сероводород. Установлено, что индексы опасности в отношении наиболее поражаемой критической системы (органов дыхания), рассчитанные для населения, проживающего вблизи границ санитарно-защитной зоны объекта, не превышали 1,0 как при кратковременном, так и при длительном воздействии, что свидетельствовало

о допустимом уровне риска. При хронических воздействиях индексы опасности по разным направлениям от промышленной площадки более чем на 50 % формировались под влиянием уровней диоксида азота и диоксида серы, риски острых воздействий в основном определяются воздействием сероводорода. Полученные данные могут быть использованы при организации санитарно-защитной зоны предприятия, планировании природоохранных мер, в том числе ведения производственного контроля качества атмосферного воздуха в зоне влияния выбросов предприятия.

Безопасные условия проживания насе- вилах по установлению санитарно-защит-ления на территориях, прилегающих к круп- ной зоны производственных объектов» СП ным промышленным комплексам - источни- № 93 от 17.01.2012 г. для обоснования СЗЗ кам негативного воздействия на окружаю- промышленных объектов I и II классов щую среду обитания и здоровье человека, опасности требуется проведение оценки традиционно обеспечиваются организацией риска для здоровья населения, проживаю-санитарно-защитных зон (СЗЗ) [1, 2, 4, 5]. щего вблизи промышленного объекта [9].

В рамках требований санитарного за- Однако следует отметить, что методология конодательства размеры СЗЗ устанавлива- оценки риска еще недостаточно используются в соответствии с санитарной класси- ется в практических целях организациями фикацией предприятий и зависят от мощ- Республики Казахстан, несмотря на то что ности, условий эксплуатации, характера применение данных подходов рекомендо-объекта и количества выделяемых в окру- вано Всемирной организацией здравоохра-жающую среду загрязняющих веществ. нения, другими ведущими международны-В новых утвержденных «Санитарных пра- ми организациями (ЮНЕП, МОТ, ОЕСР

© Кенесариев У.И., Досмухаметов А.Т., Кенесары Д.У., Кенжебаев А.Ф., 2013

Кенесариев Усен Исмаилович - доктор медицинских наук, заведующий кафедрой общей гигиены и экологии, главный научный сотрудник (e-mail: kenesary@inbox.ru, тел.: 8 (727) 2926722).

Досмухаметов Асхат Турсынханович - кандидат медицинских наук, доцент кафедры общей гигиены и экологии, ведущий научный сотрудник (e-mail: zhantore_2009@mail.ru, тел.: 8 (727) 2926722).

Кенесары Динара Усеновна - докторант по специальности «Общественное здравоохранение», магистр общественного здравоохранения (e-mail: dku999@mail.ru, тел.: 8 (727) 2926722).

Кенжебаев Амирхан Фазылович - эксперт (e-mail: a.kenzhebaev@mz.gov.kz, тел.: 8 (701) 6577793).

и др.) и широко апробировано при проектировании санитарно-защитных зон в Российской Федерации [3, 5, 7, 8].

Цель исследования - проведение сравнительной оценки риска для здоровья населения от воздействия загрязняющих веществ по расчетным данным на стадии проектирования и по данным инструментальных измерений на стадии ввода в эксплуатацию на реальную мощность производственного комплекса предприятий ТОО «Карачаганак Петролеум Оперей-тинг Б.В» (далее по тексту «КПО Б.В.») на Карачаганакском нефтегазоконденсатном месторождении (КНГКМ).

Материалы и методы. Оценку риска для здоровья населения на базе моделирования и инструментальных измерений качества воздуха выполняли по классической схеме, содержащей четыре этапа: идентификация опасности, оценка экспозиции, оценка зависимостей «доза-эффект» и характеристика риска.

Расчетное моделирование выполняли с применением программного комплекса «ЭРА риски» по данным «Проекта нормативов ПДВ КНГКМ на 2011-2015 гг.», разработанного в соответствии с введением новой технологической линии в комплексе предприятий ТОО «КПО Б. В.».

Инструментальные исследования имели характер годичных непрерывных замеров на станции экологического мониторинга (СЭМ).

Оценку приземных концентраций выполняли в 8 репрезентативных точках, расположенных по 8 румбам розы ветров по периметру месторождения на границе расчетной санитарно-защитной зоны КНГКМ на расстоянии от 3000 до 5000 метров от крайних источников выбросов. В этих точках находятся станции СЭМ (СЭМ 005-012), на которых были осуществлены натурные измерения качества воздуха.

Количественную оценку риска развития неканцерогенных эффектов проводили в соответствии с «Руководством...» [6], используя критерии при остром и хроническом воздействии и сравнения коэффициентов и индексов опасности с единицей. При величине коэффициента (индекса) опасности, равной или меньшей 1,0, риск вредных эффектов рассматривали как пренебрежимо малый, выше 1,0 - как неприемлемый.

Результаты и их обсуждение. Согласно ведомости инвентаризации источников выбросов ТОО «КПО Б.В.» на этапе проектирования было идентифицировано, что в атмосферный воздух поступает более 50 химических веществ общей массой 17920 т/год. С учетом критериев отбора веществ для включения в процедуру оценки риска ряд химических соединений исключили из списка для рассмотрения. Так, у 16 загрязнителей общий объем выбросов составил менее 0,007 %, у 14 веществ концентрации были значительно ниже референтных уровней (коэффициент опасности HQ < 0,1), индивидуальный канцерогенный риск у 7 веществ составлял менее 10-6. У 11 веществ отсутствовали адекватные данные о их биологическом действии, что не позволяло провести оценку риска или выполнить ориентировочный прогноз по показателям токсичности и опасности для организма.

Таким образом, приоритетный список химических веществ, формирующих 85 % проектной массы валового выброса и потенциально опасных в данных количествах для здоровья населения, составили четыре компонента: серы диоксид, азота диоксид, азота оксид, углерода оксид (табл. 1).

Как видно из представленных данных, среди приоритетных веществ наиболее высокий индекс сравнительной опасности был у серы диоксида, а относительно менее опасный - у оксида углерода.

На автоматизированных станциях (СЭМ) после ввода в строй новой технологической линии на полную проектную мощность наблюдения осуществлялись по 4 приоритетным компонентам и дополнительно - по сероводороду как примеси, специфичной для исследуемого производства.

При этом следует отметить, что в процессе эксплуатации предприятия было установлено, что реальные (фактически установленные) выбросы были ниже заложенных

Таблица 1

Приоритетные загрязнители выбросов предприятий «КПО Б.В.» по данным проектной документации

Код Наименование вещества САЯ Суммарный выброс, т/ год Референтная концентрация для острых воздействий, мг/м3 Референтная концентрация для хронических воздействий, мг/м3 Индекс сравнительной опасности, НШ Ранг по неканцерогенному действию

в проектную документацию на 10-50 % для разных веществ, что позволяло предположить наличие высокой технологической дисциплины на предприятии (табл. 2).

В целом данные о состоявшихся выбросах в атмосферу подтвердили правильность выбора приоритетных веществ для проведения натурных исследований и оценки риска для здоровья.

В табл. 3 приведены обобщенные результаты измерений на постах мониторинга, которые впоследствии были использованы при оценке реальной экспозиции на-селения1.

Как видно из табл. 3, практически повсеместно приземные концентрации химических примесей, полученные в ходе инструментальных исследований, были выше, чем определенные в результате расчетов рассеивания, однако пространственные закономерности остались неизменными (рис. 1).

Полученное несоответствие может определяться высокими фоновыми уровнями загрязнения, не учтенными при выполнении моделирования. В целом соответствие расчетных и натурных данных при определении кратковременных уровней загрязнения было существенно выше, чем при определении среднегодовых концентраций.

Значения индексов опасности по расчетным и натурным данным при хронических и острых воздействиях в отношении органов дыхания на территории расчетной СЗЗ КНГКМ после вода 4-й технологической линии представлены в табл. 4.

Полученные данные свидетельствуют об отсутствии недопустимого риска на границе санитарно-защитной зоны исследуемого объекта. Наибольшие значения индекса опасности в отношении органов дыхания были получены при расчете хронического риска и составили 0,77-0,79 на северном, северо-западном и западном направлениях относительно промышленной площадки. Однако в целом уровни риска по разным румбам розы ветров вокруг предприятия были близки.

Индексы опасности острых воздействий находились в диапазоне от 0,32 до 0,39 по данным расчетов рассеивания и от 0,37 до 0,61 - по данным инструментальных исследований. В отношении других органов и систем индексы опасности были существенно ниже, риск также квалифицировался как приемлемый.

Структура индексов опасности при острых и хронических воздействиях в отношении органов дыхания существенно отличалась. Если при хронических воздействиях индексы опасности по разным направлениям от промышленной площадки более чем на 50 % формировались под влиянием уровней диоксида азота и диоксида серы, то риски острых воздействий практически всегда определялись воздействием сероводорода (рис. 2).

Таблица 2

Сравнительные показатели по суммарным выбросам проектной мощности и реальной мощности работы предприятий ТОО «КПО Б.В.»

Вещество Реальный суммарный выброс за 2012 г., т/год Доля от проектного суммарного выброса, %

Серы диоксид 4956,47 50,28

Диоксид азота 1672,97 71,47

Оксид азота 282,48 70,06

Оксид углерода 1461,79 47,62

Сероводород 28,55 89,60

Таблица 3

Расчетные и полученные по данным инструментальных измерений приземные концентрации химических примесей на границе санитарно-защитной зоны ТОО «КПО Б.В.» (мг/м3)

Точка отбора пробы Азота диоксид Серы диоксид Азота оксид Сероводород

фактич. расчетн. фактич. расчет. фактич. расчет. фактич.

Среднегодовая концентрация, 95%-ная верхняя доверительная граница диапазона

Восток СЗЗ (СЭМ 005) 0,002 0,0008 0,004 0,00225 0,006 0,00004 0,001

Северо-восток СЗЗ (СЭМ 006) 0,002 0,0004 0,004 0,003 0,006 0,00005 0,001

Север СЗЗ (СЭМ 007) 0,003 0,0004 0,007 0,0035 0,0042 0,00006 0,001

Северо-запад СЗЗ (СЭМ 008) 0,003 0,0002 0,006 0,0025 0,0042 0,00006 0,001

Запад СЗЗ (СЭМ 009) 0,004 0,0004 0,005 0,002 0,0042 0,00005 0,001

Юго-запад СЗЗ (СЭМ 010) 0,003 0,00034 0,004 0,00225 0,006 0,00004 0,001

Юг СЗЗ (СЭМ 011) 0,002 0,0004 0,005 0,0025 0,0042 0,00039 0,001

Юго-восток СЗЗ (СЭМ 012) 0,004 0,00032 0,004 0,0025 0,0042 0,00004 0,001

Максимальная из разовых, 95%-ный перцентиль

Восток СЗЗ (СЭМ 005) 0,01 0,004 0,004 0,00225 0,0288 0,0576 0,001

Северо-восток СЗЗ (СЭМ 006) 0,01 0,002 0,004 0,003 0,0288 0,0504 0,001

Север СЗЗ (СЭМ 007) 0,015 0,002 0,007 0,0035 0,0792 0,0504 0,001

Северо-запад СЗЗ (СЭМ 008) 0,015 0,001 0,006 0,0025 0,072 0,0576 0,001

Запад СЗЗ (СЭМ 009) 0,02 0,002 0,005 0,002 0,0216 0,0576 0,001

Юго-запад СЗЗ (СЭМ 010) 0,015 0,0017 0,004 0,00225 0,0288 0,0576 0,001

Юг СЗЗ (СЭМ 011) 0,01 0,002 0,005 0,0025 0,0288 0,0504 0,001

Юго-восток СЗЗ (СЭМ 012) 0,02 0,0016 0,004 0,0025 0,0288 0,0504 0,001

Север СЗЗ Север СЗЗ

Юг СЗЗ Юг СЗЗ

—фактич. - - ■ расчетн. ■ фактич. - -ь - ■ расчеты.

Рис. 1. Распределение уровней среднегодовых концентраций диоксида азота (а) и диоксида серы (б) по румбам розы ветров

Таблица 4

Индексы опасности возникновения нарушений органов дыхания у населения, проживающего вблизи границы санитарно-защитной зоны (по данным расчетов рассеивания и инструментальных исследований)

Наименование фиксированных точек наблюдения Индекс опасности хронических воздействий (ИГ) Индекс опасности острых воздействий (ИГ)

по данным измерений по данным расчетов (без учета И28) по данным измерений по данным расчетов (без учета И28)

Восток СЗЗ (СЭМ 005) 0,73 0,07 0,43 0,39

Северо-восток СЗЗ (СЭМ 006) 0,73 0,07 0,45 0,33

Север СЗЗ (СЭМ 007) 0,79 0,08 0,55 0,35

Северо-запад СЗЗ (СЭМ 008) 0,77 0,06 0,50 0,32

Запад СЗЗ (СЭМ 009) 0,77 0,05 0,49 0,34

Юго-запад СЗЗ (СЭМ 010) 0,76 0,05 0,37 0,36

Юг СЗЗ (СЭМ 011) 0,72 0,07 0,61 0,37

Юго-восток СЗЗ (СЭМ 012) 0,75 0,06 0,38 0,36

П р и м е ч а н и е: на проектной стадии расчеты коэффициентов опасности сероводорода не проводились в связи с исключением его из списка анализируемых веществ.

Рис. 2. Долевой вклад отдельных примесей в формирование индексов опасности при хроническом (а) и остром (б) воздействии выбросов предприятия (по румбам розы ветров)

Полученные результаты целесообразно учитывать при принятии решений по размещению дополнительных источников выбросов диоксида азота, серы и сероводорода на предприятии.

Таким образом, можно сделать выводы:

- приоритетными примесями, представляющими опасность для здоровья населения в зоне влияния выбросов ТОО «Карачаганак Петролеум Оперейтинг Б.В» на Карачага-накском нефтегазоконденсатном месторождении (КНГКМ), являются диоксид и оксид азота, диоксид серы и сероводород;

- результаты инструментальных измерений в целом свидетельствуют о более

высоких уровнях приземных концентрациях исследованных химических веществ в сравнении с расчетными, как следствие, оценку риска для здоровья выполняли с использованием как модельных, так и натурных данных;

- индексы опасности в отношении наиболее поражаемой критической системы (органов дыхания), рассчитанные для населения, проживающего вблизи границ санитарно-защитной зоны объекта, не превышали 1,0 как при кратковременном, так и при длительном воздействии, что свидетельствовало о допустимом уровне риска;

- при хронических воздействиях индексы опасности по разным направлениям от промышленной площадки более чем на 50 % формировались под влиянием уровней диоксида азота и диоксида серы, риски острых воздействий в основном определялись воздействием сероводорода;

- полученные данные могут быть использованы при организации санитарно-защитной зоны предприятия, планировании природоохранных мер, в том числе ведения производственного контроля качества атмосферного воздуха в зоне влияния выбросов предприятия.

Список литературы

References

proektov sanitarno-zashhitnyh zon dlja dejstvujushhih i proektiruemyh predprijatij Rossii (v tom chisel respubliki Tatarstan) [An experience of a comprehensive solution of ecological safety issues and of ensuring health and environmental hygiene requirements in the development of buffer zone projects for the operating companies and those under construction in Russia (including the Republic of Tatarstan)]. Teoreticheskie i prikladnye problemy servisa, 2010, no. 3 (36), pp. 7-19.

HUMAN HEALTH RISK ASSESSMENT OF EXPOSURE TO EMISSIONS FROM THE KARACHAGANAK OIL AND GAS CONDENSATE FIELD ACCORDING TO CALCULATIONS AND MONITORING DATA U.I. Kenesariyev1, A.T. Dosmukhametov1, D.U. Kenesary1, A.F. Kenzhebaev2

Kazakhstan, Almaty, Academic Building 2, 1 Tole bi 94 St., 050012,

of the Ministry of Public Health of the Republic of Kazakhstan,The Ministries& Building,

Kazakhstan, Astana, 8 Orynbor, Left Bank, 010000

The majorpollutants, hazardous to human health in the area influenced bythe emissions from Karachaga-nak Petroleum Operating BV LLP at the Karachaganak oil and gas condensate field,were shown to benitrogen dioxide, nitrogen oxide, sulfur dioxide and hydrogen sulfide. It was found that hazard indices for the most affected critical system - the respiratory system- calculatedfor the population living near the buffer zone borders of the field, did not exceed 1.0 under both short-term and long-term exposure, suggesting an acceptable risk level. Under chronic exposure, hazard indices in different directions from the industrial area were influenced by the levels of nitrogen dioxide and sulfur dioxide by more than 50 %, the risks of acute effects being largely determined by the impact of hydrogen sulfide. The obtained data can be used in the organization of buffer zones, planning ofenvironmental protection measures, includingthe monitoring ofambient air quality by the production facilities themselves, in the area influenced by their emissions.

© Kenesariyev U.I., Dosmukhametov A.T., Kenesary D.U., Kenzhebaev A.F., 2013

Kenesariyev Usen Ismailovich - DSc in Medicine, Head of the Department of General Hygiene and Ecology (e-mail: kenesary@inbox.ru, tel.: 8 (727) 292-67-22).

Dosmukhametov Askhat Tursynkhanovich - PhD in Medicine, Docent of the Department of General Hygiene and Ecology, Leading Researcher (e-mail: zhantore_2009@mail.ru, tel.: 8 (727) 292-67-22).

Kenesary Dinara Usenovna - PhD Student in Public Health, MA in Public Health (e-mail: dku999@mail.ru, tel.: 8 (727) 292-67-22).

Kenzhebaev Amirkhan Fazylovich - Expert (e-mail: a.kenzhebaev@mz.gov.kz, tel.: 8 (701) 657-77-93).