Кислицына В.В., Суржиков Д.В., Голиков Р.А., Мотуз И.Ю., Осипов В.Д.

НИИ комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний, Новокузнецкий государственный институт усовершенствования врачей – филиал РМАНПО Минздрава России,
г. Новокузнецк, Россия

ВЛИЯНИЕ АТМОСФЕРНЫХ ВЫБРОСОВ АБАГУРСКОЙ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ФАБРИКИ НА РИСК ЗДОРОВЬЮ ЖИТЕЛЕЙ НОВОКУЗНЕЦКА

Цель исследования – на основе оценки риска определить влияние атмосферных выбросов Абагурской агломерационной фабрики на здоровье жителей Новокузнецка.
Материалы и методы. Исследование проводилось с использованием данных тома предельно допустимых выбросов Абагурской агломерационной фабрики. Для оценки рисков были выбраны 40 точек воздействия в разных районах города. Расчеты максимальных и средних концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, создаваемых стационарными источниками аглофабрики в разных точках, выполнены с использованием программного комплекса «ЭКОцентр-Стандарт». Предельно допустимые концентрации определялись согласно СанПиН 1.2.3.3685-21. Неканцерогенные и индивидуальные канцерогенные риски рассчитывались по Руководству 2.1.10.3968-23.
Результаты. Рассчитанные максимальные и средние концентрации загрязняющих веществ в выбранных точках не превышали соответствующие предельно допустимые значения. Коэффициенты опасности для острых и хронических ингаляционных воздействий загрязняющих веществ в разных точках соответствовали минимальному или допустимому (приемлемому) уровням риска. Индексы опасности по критическим органам и системам для острых и хронических ингаляционных воздействий загрязняющих веществ также находились на минимальном или допустимом (приемлемом) уровнях. Суммарный индивидуальный канцерогенный риск (1,11×10^-6-8,11×10^-5) соответствовал допустимому (приемлемому) уровню.
Заключение. Атмосферные выбросы Абагурской агломерационной фабрики не оказывают значительного влияния на здоровье жителей Новокузнецка.

Ключевые слова: Новокузнецк; агломерационная фабрика; атмосферные выбросы; загрязняющие вещества; риск здоровью

Kislitsyna V.V., Surzhikov D.V., Golikov R.A., Motuz I.Yu., Osipov V.D.

Research Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases, Novokuznetsk State Institute for Further Training of Physicians,
Novokuznetsk, Russia

IMPACT OF ATMOSPHERIC EMISSIONS FROM THE ABAGUR SINTER FACTORY ON THE HEALTH RISK OF NOVOKUZNETSK RESIDENTS

The aim of the study was to determine the impact of atmospheric emissions from the Abagur Sinter Factory on the health of Novokuznetsk residents on the basis of a risk assessment.
Materials and methods. The study was conducted using data from the volume of maximum permissible emissions of the Abagur Sinter Factory. To assess the risks, 40 exposure points were selected in different districts of the city. Calculations of maximum and average concentrations of pollutants in the atmospheric air generated by the sinter factory’s stationary sources at various points were performed using the ECOcenter-Standard software package. Maximum permissible concentrations were determined in accordance with Sanitary Rules and Norms 1.2.3.3685-21. Non-carcinogenic and individual carcinogenic risks were calculated according to Guideline 2.1.10.3968-23.
Results. The calculated maximum and average pollutant concentrations at the selected points did not exceed the corresponding maximum permissible values. Hazard quotients for acute and chronic inhalation exposure to pollutants at various points corresponded to minimal or permissible (acceptable) risk levels. Hazard indices on critical organs and systems for acute and chronic inhalation exposure to pollutants were also at minimal or permissible (acceptable) levels. The total individual carcinogenic risk (1.11×10^-6 to 8.11×10^-5) corresponded to the permissible (acceptable) level.
Conclusion. Atmospheric emissions from the Abagur Sinter Factory do not have a significant impact on the health of Novokuznetsk residents.

Key words: Novokuznetsk; sinter factory; atmospheric emissions; pollutants; health risks

Агломерационная фабрика (аглофабрика) является частью металлургического завода или горно-обогатительного комбината, на которой производят агломерат, подготавливают шихту к использованию в доменных печах. Агломерационная фабрика представляет собой сложный комплекс сооружений, механизмов и машин, обеспечивающих подготовку руд и концентратов к спеканию, собственно агломерацию и обработку готового спека. Основное оборудование аглофабрик – это агломерационные машины, охладители агломерата, конвейерное оборудование, промежуточные бункеры, тягодутьевое оборудование, газоочистные сооружения. В состав некоторых агломерационных фабрик входят специальные гаражи для размораживания вагонов в зимних условиях, вагоноопрокидыватели для приемки шихтовых материалов, усреднительные склады [1].
Агломерат представляет собой спекшуюся в пористые куски мелкую руду, используемую в дальнейшем для производства чугуна. Так, в металлошихте отечественных доменных печей среднее содержание агломерата составляет 70-80%. Производством агломерата в 2021 г. на территории России занимались 12 предприятий, на которых действовали 48 агломерационных машин с площадью спекания от 17 до 312 м² [2].
Абагурская обогатительная агломерационная фабрика входит в состав горнорудных предприятий АО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат» (ЕВРАЗ ЗСМК) и перерабатывает первичный концентрат, поступающий с Шерегешского, Таштагольского, Казского, Абазинского и Тейского рудников. Потребителем продукции фабрики является ЕВРАЗ ЗСМК. За прошедшие 50 лет на Абагурской аглофабрике было произведено 232 млн тонн агломерата [3]. Фабрика введена в эксплуатацию в 1967-1971 гг., имеет три агломерационные машины. Суммарная площадь спекания составляет 924 м², проектная мощность фабрики –7,1 млн т/год.
Известно, что здоровье населения является важным фактором развития общества, показателем его безопасности и благополучия, в значительной степени зависящим от состояния окружающей среды. В большинстве российских городов с развитыми отраслями промышленности в настоящее время экологическая ситуация является крайне неблагополучной. Особенно актуальна проблема загрязнения воздушной среды для урбанизированных территорий, где проживает основная часть населения и сконцентрировано большое количество промышленных предприятий на относительно небольших территориях. Сложная экологическая ситуация сложилась в городе Новокузнецке Кемеровской области, который является крупным центром черной и цветной металлургии, угледобычи, теплоэнергетики, строительства [4]. Определение количественной связи между воздействием факторов окружающей среды и состоянием здоровья населения является актуальной научной проблемой [5, 6]. Отдельными исследователями изучалось влияние вредных выбросов агломерационных фабрик на окружающую среду [7]. Также была проанализирована негативная экологическая ситуация, сложившаяся на хвостохранилищах Абагурской обогатительно-агломерационной фабрики [8]. При этом изучение влияния выбросов аглофабрики на здоровье жителей не проводилось, что и определяет актуальность настоящей работы.
Цель исследования – на основе оценки риска определить влияние атмосферных выбросов Абагурской агломерационной фабрики на здоровье жителей Новокузнецка.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследование проводилось в городе Новокузнецке Кемеровской области. В качестве источника исходных данных был использован том предельно допустимых выбросов Абагурской агломерационной фабрики. Для расчетов рисков были выбраны 40 точек воздействия концентраций (ТВК) в разных районах города: 6 точек – в Кузнецком районе, 3 точки – в Орджоникидзевском районе, 15 точек – в Центральном районе, 4 точки – в Заводском районе, 2 точки – в Новоильинском микрорайоне, 10 точек – в Куйбышевском районе. Ближайшая к предприятию точка (ТВК № 1) находилась на расстоянии 122 м в северо-восточном направлении. ТВК выбирались на основе климатической характеристики, включающей розу ветров, в которой преобладали ветры южного (25%) и юго-западного (21%) направлений.
Расчеты максимальных и средних концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, создаваемых стационарными источниками аглофабрики в разных ТВК, выполнены с использованием программного комплекса «ЭКОцентр-Стандарт». Максимальные разовые и среднегодовые предельно допустимые концентрации (ПДК) определялись согласно СанПиН 1.2.3.3685-21 [9]. Рассчитывались неканцерогенные (коэффициенты опасности (HQ), индексы опасности (HI) по критическим органам и системам для острых и хронических воздействий) и индивидуальные канцерогенные риски (CR) согласно Руководству 2.1.10.3968-23 [10].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Основными стационарными источниками аглофабрики, определяющими поступление загрязняющих веществ в воздушную среду Новокузнецка, являются агломашины, имеющие высоту 100-120 м, диаметр 5-5,5 м, скорость выхода газовоздушной смеси 1,03-14,35 м/с, температуру отходящей газовоздушной смеси 30-115℃. Также выбросы возникают в процессе работы бункеров, конвейеров, грохотов. Всего в атмосферный воздух от источников Абагурской аглофабрики поступает 70043 т/год (3207 г/с) загрязняющих веществ. В перечень веществ, отобранных для оценки неканцерогенного риска, были включены диоксид азота, углерод (сажа), диоксид серы, оксид углерода, бенз(а)пирен, хром шестивалентный (VI), формальдегид, свинец и его неорганические соединения, бензол. Для оценки канцерогенного риска выбраны следующие компоненты выбросов аглофабрики: формальдегид, бенз(а)пирен, углерод (сажа), хром (VI), свинец, бензол.
Рассчитанные максимальные концентрации загрязняющих веществ по точкам воздействия составили 0,008-0,100 мг/м³ у диоксида азота; 0,019-0,230 мг/м³ у диоксида серы; 0,16-1,58 мг/м³ у оксида углерода; 0,0005-0,090 мг/м³ у углерода (сажи); 1,37 × 10^-6-0,0003 мг/м³ у формальдегида; 1,27 × 10^-8-3,19 × 10^-5 мг/м³ у свинца; 0,0001-0,002 мг/м³ у бензола. Максимальные концентрации бенз(а)пирена и хрома (VI) не рассчитывались, т.к. у данных веществ отсутствуют максимальные разовые ПДК (ПДК_м.р.) согласно СанПиН 1.2.3.3685-21. Концентрации всех веществ во всех ТВК не превышали соответствующие ПДК_м.р.
Средние концентрации загрязняющих веществ по разным ТВК находились в диапазоне от 0,0004 до 0,014 мг/м³ у диоксида азота; от 0,002 до 0,034 мг/м³ у диоксида серы; от 0,020 до 0,160 мг/м³ у оксида углерода; от 1,80 × 10^-5 до 0,010 мг/м³ у углерода (сажи); от 8,94 × 10^-8 до 3,34 × 10^-6 мг/м³ у хрома (VI); от 9,93 × 10^-10 до 7,03 × 10^-8 мг/м³ у формальдегида; от 1,21 × 10^-10 до 1,68 × 10^-7 мг/м³ у свинца; от 2,02 × 10^-8 до 6,34 × 10^-6 мг/м³ у бензола; от 3,51 × 10^-10 до 4,89 × 10-8 мг/м³ у бенз(а)пирена. Средние концентрации всех веществ во всех ТВК не превышали ПДК.
В таблице 1 приведены диапазоны коэффициентов опасности (HQ) для острых и хронических ингаляционных воздействий загрязняющих веществ в разных ТВК.

Таблица 1. Диапазоны коэффициентов опасности для острых и хронических ингаляционных воздействий загрязняющих веществ
Table 1. Ranges of hazard quotients for acute and chronic inhalation exposure to pollutants

Загрязняющее вещество	Коэффициент опасности
	Острое воздействие	Хроническое воздействие
Диоксид азота	0,017-0,213	0,010-0,350
Диоксид серы	0,070-0,348	0,040-0,680
Оксид углерода	0,007-0,069	0,004-0,032
Формальдегид	0,00001-0,006	0,0000003-0,0001
Бензол	0,007-0,074	0,000004-0,001
Углерод (сажа)	-	0,001-0,400
Хром (VI)	-	0,001-0,033
Свинец	-	0,000001-0,001
Бенз(а)пирен	-	0,0004-0,049

Таким образом, рассчитанные значения коэффициентов опасности для острых и хронических ингаляционных воздействий загрязняющих веществ в разных точках соответствовали минимальному или допустимому (приемлемому) уровням риска.
В таблице 2 представлены диапазоны индексов опасности (HI) по критическим органам и системам для острых и хронических ингаляционных воздействий загрязняющих веществ в разных ТВК.

Таблица 2. Диапазоны индексов опасности по критическим органам и системам для острых и хронических ингаляционных воздействий загрязняющих веществ
Table 2. Ranges of hazard indices on critical organs and systems for acute and chronic inhalation exposure to pollutants

Органы и системы	Индекс опасности
	Острое воздействие	Хроническое воздействие
Органы дыхания	0,036-0,561	0,052-1,463
Сердечно-сосудистая система	0,007-0,069	0,004-0,032
Глаза	0,00001-0,006	-
Репродуктивная система	0,003-0,074	0,000001-0,001
Иммунная система	0,003-0,074	0,000004-0,001
Развитие	0,003-0,074	0,004-0,082
Кровь	0,003-0,074	0,014-0,384
Зубы	-	0,001-0,400
Центральная нервная система	-	0,004-0,033
Почки	-	0,001-0,000001
Эндокринная система		0,000001-0,001

При остром ингаляционном воздействии на органы дыхания влияние оказывают диоксид азота, диоксид серы; на сердечно-сосудистую систему – оксид углерода; на глаза – формальдегид; на репродуктивную систему, развитие, иммунную систему, кровь – бензол. При хроническом ингаляционном воздействии на органы дыхания воздействуют диоксид азота, диоксид серы, сажа, хром (VI), формальдегид; на кровь – диоксид азота, оксид углерода, свинец, бензол; на зубы – углерод (сажа); на нервную систему – оксид углерода, свинец; на сердечно-сосудистую систему – оксид углерода; на развитие – оксид углерода, свинец, бенз(а)пирен; на репродуктивную и эндокринную системы, почки – свинец; на иммунную систему – бензол. Индексы опасности по критическим органам и системам для острых и хронических ингаляционных воздействий загрязняющих веществ находились на минимальном или допустимом (приемлемом) уровнях. Максимальное значение HI выявлено в ТВК № 1 (1,463) при хроническом воздействии на органы дыхания.
Диапазоны рассчитанных значений индивидуального канцерогенного риска (CR) для здоровья населения, определяемого влиянием канцерогенных загрязняющих веществ аглофабрики, представлены в таблице 3.

Таблица 3. Диапазоны индивидуального канцерогенного риска для здоровья
Table 3. Ranges of individual carcinogenic risk to health

Суммарный индивидуальный канцерогенный риск варьируется в пределах от 1,11 × 10^-6 до 8,11 × 10^-5 в зависимости от расположения ТВК, что соответствует допустимому (приемлемому) уровню.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенное исследование показало, что рассчитанные максимальные и средние концентрации загрязняющих веществ, попадающих в воздушную среду Новокузнецка от стационарных источников Абагурской агломерационной фабрики, не превышают соответствующие предельно допустимые значения во всех выбранных точках воздействия. Острые и хронические ингаляционные неканцерогенные риски для здоровья населения города находятся на минимальном и допустимом уровнях. Индексы опасности по критическим органам и системам также соответствуют минимальному и допустимому уровням риска. Суммарный индивидуальный канцерогенный риск во всех точках находится на допустимом (приемлемом) уровне. Таким образом, атмосферные выбросы Абагурской аглофабрики не оказывают значительного влияния на здоровье жителей Новокузнецка.

Информация о финансировании и конфликте интересов

Исследование не имело спонсорской поддержки.
Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES:

1.     Korshikov GV. O teorii i praktike aglomeracionnogo proizvodstva. Steel. 2018; (1): 12-19. Russian (Коршиков Г.В. О теории и практике агломерационного производства //Сталь. 2018. № 1. С. 12-19)
2.     Odintsov AA. The current state of iron ore agglomerate production technology in domestic metallurgy. Bulletin of the Siberian State Industrial University. 2022; (3): 28-36. Russian (Одинцов А.А. Современное состояние технологии производства железорудного агломерата в отечественной металлургии //Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2022. № 3. С. 28-36)
3.     Dyachok NG, Shentsov AI. Main stages of improving technology and equipment at the sintering plant of PC EVRAZ ZSMK. Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information. 2019; 75(6): 683-689. Russian (Дячок Н.Г., Шенцов А.И. Основные этапы совершенствования технологии и оборудования на агломерационной фабрике ОАО ЕВРАЗ ЗСМК //Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2019. Т. 75, № 6. С. 683-689)
4.     Surzhikov DV, Kislitsyna VV, Shtaiger VA, Golikov RA. Experience in using statistical and mathematical technologies to assess the impact of atmospheric pollution on public health in a large industrial center. Hygiene and Sanitation, Russian journal. 2021; 100(7): 663-667. Russian (Суржиков Д.В., Кислицына В.В., Штайгер В.А., Голиков Р.А. Опыт применения статистико-математических технологий для оценки влияния атмосферных загрязнений на здоровье населения в крупном промышленном центре //Гигиена и санитария. 2021. Т. 100, № 7. С. 663-667.) doi: 10.47470/0016-9900-2021-100-7-663-667
5.     Skovronskaya SV, Meshkov NA, Valtseva EA, Ivanova SV. Priority risk factors for population health in large industrial cities. Hygiene and Sanitation, Russian journal. 2022; 101(4): 459-467. Russian (Сковронская С.А., Мешков Н.А., Вальцева Е.А., Иванова С.В. Приоритетные факторы риска для здоровья населения крупных промышленных городов //Гигиена и санитария. 2022. Т. 101, № 4. С. 459-467.) doi: 10.47470/0016-9900-2022-101-4-459-467
6.     Myakisheva YuV, Fedoseikina IV, Mikhayluk NA, Skazkina OYa, Aleshina YuA, Pavlov AF. Ambient air pollution and population health risks in a contaminated area of a large industrial center. Public health and life environment – PH&LE. 2022; 30(3): 44-52. Russian (Мякишева Ю.В., Федосейкина И.В., Михайлюк Н.А., Сказкина О.Я., Алешина Ю.А., Павлов А.Ф. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на формирование риска здоровью населения экологически неблагополучного района крупного промышленного центра //Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2022. Т. 30, № 3. С. 44-52.) doi: 10.35627/2219-5238/2022-30-3-44-52
7.     Frolov YuA, Kaplun LI, Mishchenko IF, Aslamova YaYu. Status and development prospects of sinter production technology. Part 11. Technological methods of environmental protection from harmful emissions from sintering plants. Ferrous metallurgy. Bulletin of scientific, technical and economic information. 2018; (2): 16-31. Russian (Фролов Ю.А., Каплун Л.И., Мищенко И.Ф., Асламова Я.Ю. Состояние и перспективы развития технологии производства агломерата. Часть 11. Технологические методы защиты окружающей среды от вредных выбросов агломерационных фабрик //Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. 2018. № 2. С. 16-31)
8.     Dvurechensky VG, Filonova EN. The reduction to the anthropogenic environmental stress in the South Kuzbass agglomeration caused by waste. Life safety. 2016; (8): 50-55. Russian (Двуреченский В.Г., Филонова Е.Н. Пути снижения антропогенной нагрузки на окружающую среду Южного Кузбасса, связанной с отходами агломерации //Безопасность жизнедеятельности. 2016. № 8. С. 50-55)
9.     SanPiN 1.2.3685-21 «Hygienic standards and requirements for ensuring the safety and (or) harmlessness of environmental factors for humans». M.; 2021. 465 p. Russian (СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания». М., 2021. 465 с.)
10.   Guidelines for assessing the risk to public health when exposed to chemicals polluting the environment “R 2.1.10.3968-23”. Moscow: Federal Service for Surveillance in Healthcare; 2023. 203 p. Russian (Руководство по оценке риска здоровью населения при воздействии химических веществ, загрязняющих среду обитания: Р 2.1.10.3968-23. М.: Федеральная служба по надзору в сфере здравоохранения, 2023. 203 с.)

Корреспонденцию адресовать:

КИСЛИЦЫНА Вера Викторовна
654041, г. Новокузнецк, ул. Кутузова, д. 23, ФГБНУ НИИ КПГПЗ
Тел: 8 (3843) 79-65-49   E-mail: ecologia_nie@mail.ru

Сведения об авторах:

КИСЛИЦЫНА Вера Викторовна
канд. мед. наук, ведущий науч. сотрудник лаборатории экологии человека и гигиены окружающей среды, ФГБНУ НИИ КПГПЗ, 654041, г. Новокузнецк, ул. Кутузова, д. 23, Россия
E-mail: ecologia_nie@mail.ru    ORCID: 0000-0002-2495-6731

СУРЖИКОВ Дмитрий Вячеславович
доктор биол. наук, доцент, зав. лабораторией экологии человека и гигиены окружающей среды, ФГБНУ НИИ КПГПЗ, 654041, г. Новокузнецк, ул. Кутузова, д. 23, Россия
E-mail: ecologia_nie@mail.ru    ORCID: 0000-0002-7469-4178

ГОЛИКОВ Роман Анатольевич
кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории экологии человека и гигиены окружающей среды, ФГБНУ НИИ КПГПЗ, 654041, г. Новокузнецк, ул. Кутузова, д. 23, Россия
E-mail: ecologia_nie@mail.ru    ORCID: 0000-0003-3112-2919

МОТУЗ Ирэна Юрьевна
старший научный сотрудник лаборатории экологии человека и гигиены окружающей среды, ФГБНУ НИИ КПГПЗ, 654041, г. Новокузнецк, ул. Кутузова, д. 23, Россия
E-mail: ecologia_nie@mail.ru    ORCID: 0000-0003-2398-1828

ОСИПОВ Виктор Дмитриевич
доктор мед. наук, доцент, профессор кафедры оториноларингологии им. проф. А.Н. Зимина, НГИУВ – филиал ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России, 654005, г. Новокузнецк, пр. Строителей, д. 5, Россия
Е-mail: ecologia_nie@mail.ru   ORCID: 0009-0005-6564-4469

Information about authors:

KISLITSYNA Vera Victorovna
candidate of medical sciences, leading researcher of the human ecology and environmental health laboratory, Research Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases, 654041, Novokuznetsk, Kutuzova St., 23, Russia
E-mail: ecologia_nie@mail.ru    ORCID: 0000-0002-2495-6731

SURZHIKOV Dmitry Vyacheslavovich
doctor of biological sciences, docent, head of the human ecology and environmental health laboratory, Research Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases, 654041, Novokuznetsk, Kutuzova St., 23, Russia
E-mail: ecologia_nie@mail.ru   ORCID: 0000-0002-7469-4178

GOLIKOV Roman Anatolyevich
candidate of medical sciences, senior researcher of the human ecology and environmental health laboratory, Research Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases, 654041, Novokuznetsk, Kutuzova St., 23, Russia
E-mail: ecologia_nie@mail.ru   ORCID: 0000-0003-3112-2919

MOTUZ Irena Yuryevna
senior researcher of the human ecology and environmental health laboratory, Research Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases, 654041, Novokuznetsk, Kutuzova St., 23, Russia
E-mail: ecologia_nie@mail.ru   ORCID: 0000-0003-2398-1828

OSIPOV Viktor Dmitrievich
doctor of medical sciences, docent, professor of the otorhinolaryngology sub-department named after prof. A.N. Zimin, Novokuznetsk State Institute for Further Training of Physicians, 654005, Novokuznetsk, Stroiteley Ave., 5, Russia
E-mail: ecologia_nie@mail.ru    ORCID: 0009-0005-6564-4469