«Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова»

Вид материала

Содержание

Материалы, методы и объем исследований.
Industrial Source Complex – Short Term
Основные результаты собственных исследований

Подобный материал:

1 2 3

Материалы, методы и объем исследований.

Объектами исследования диссертационной работы являлись:

- анализ состояния качества атмосферного воздуха г. Москвы;

- исследование характеристик компонентов выбросов стационарных источников и автотранспорта на различных территориях столицы;

- моделирование распространения загрязнения от выявленных источников выбросов;

- установление экспозиционных характеристик для населения, проживающего в зонах влияния выбросов стационарных источников и автотранспорта;

- определение количественных связей между уровнем загрязнения атмосферного воздуха и неблагоприятными эффектами у населения;

- изучение пространственного и временного распределения уровней загрязнения атмосферного воздуха и соответствующего канцерогенного и не канцерогенного риска на исследуемых территориях г. Москвы;

- экономический анализ мероприятий по сокращению выбросов с целью снижения риска здоровью населения.

Для адекватной оценки качества воздушной среды анализировались результаты инструментальных измерений в течение нескольких лет ведущих атмосферных загрязнений рядом контролирующих организаций: данные мониторинга атмосферного воздуха, проводимого ГУ «Московский центр по гидрометеорологии и мониторингу состояния окружающей среды», ГУП «Мосэкомониторинг» Департамента природопользования Правительства Москвы и филиалами ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в г. Москве» в административных округах. Результаты исследований анализировались согласно СанПиН 2.1.6.1032-01 «Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест».

Оценка состояния загрязнения атмосферного воздуха также включала качественные и количественные данные о выбросах вредных веществ от различных типов источников (автомагистралей и промышленных предприятий). Оценка достаточности и достоверности этих данных осуществлялась с помощью анализа качественной и количественной характеристики выбросов на основе имеющихся материалов о параметрах выбросов загрязняющих веществ в атмосферу промышленными предприятиями и другими производственными объектами, являющимися источниками загрязнения воздушного бассейна г. Москвы (формы 2ТП- воздух, тома ПДВ, проекты по обоснованию СЗЗ, ОВОС и др.). Особое внимание уделялось полноте спектра вредных веществ, поступающих в атмосферу от источников выделения различного типа.

Для мобильных источников расчет выбросов оксида углерода, диоксида азота, сажевых частиц, диоксида серы, суммы углеводородов от автотранспортных потоков выполнялся по утвержденной Минприроды РФ и Минтрансом РФ методике.

Пробеговые выбросы бензола, формальдегида, бенз(а)пирена и диоксинов/фуранов, а также выбросы тяжелых металлов рассчитывались по методике Европейского Сообщества СOPERT 11. Пробеговые выбросы группы органических веществ (стирол, акролеин, толуол, ксилол и др.) рассчитывались по «Методике проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для автотранспортных предприятий», М., 1998г., НИИАТ.

Всего проанализировано до 500000 единиц исследуемой информации.

Для установления уровней экспозиции на основе моделирования рассеивания выбросов стационарных источников и автотранспорта определялись:

- расположение источников выбросов загрязняющих веществ, объемы их эмиссий;

- распространение загрязнителей с помощью моделирования рассеивания в транспортирующей среде (атмосферный воздух) от источников эмиссий до точек воздействия;

- расчетные среднегодовые, среднесуточные и максимальные разовые концентрации в точках воздействия и пути поступления в организм (ингаляционный).

Установлено до 100000 параметров.

Осуществлялся сбор доступной информации о метеопараметрах (устойчивость атмосферы, высота инверсного слоя, взаимодействие факела с осадками и землей).

Для моделирования рассеивания загрязняющих веществ, выбрасываемых автотранспортом, и расчетов среднегодовых концентраций использовалась программа CAL3QHC и на ее основе модель CALINE-3, разработанная по заказу Агентства по охране окружающей среды США (P.Benson, 1989; В.А.Петрухин, В.А.Виженский, Е.В. Пушкарева и др., 2000; M. Krzyzanowski, 2005).

Для расчетов средних значений концентраций загрязняющих веществ в атмосфере по модели CALINE –3 анализировались данные о совместной повторяемости категорий устойчивости атмосферы, высот слоя перемешивания, направлений и скоростей ветра за осредненный период. Для построения таблиц использовались данные, приведенные в «Справочнике по климату СССР», «Научно-прикладном справочнике по климату СССР» и данные метеорологической обсерватории МГУ. Кроме того, были проанализированы данные метеорологических станций Ленино-Дачное, Лосиноостровская, ТСХА, ВДНХ, Немчиновка, МГУ.

Моделирование рассеивания выбросов стационарных источников проводилось, в основном, с помощью гауссовой модели ISC3ST - Industrial Source Complex – Short Term (U.S. Environmental Protection Agency. Guideline on Air Quality Models, 2003). Осуществлялся учет дополнительных модельных факторов, таких, как учет экранирования дисперсии выбросов зданиями и озон-лимитирующая коррекция концентраций диоксида азота. Для каждой точки во времени и в пространстве вычислялись модифицирующие коэффициенты, учитывающие влияние каждого фактора. Для восполнения недостающих данных (в первую очередь, по устойчивости атмосферы) использовались различные модельные оценки. Под эгидой того же Агентства по охране окружающей среды США (EPA) различные исследователи разработали несколько вариантов таких оценок, использующих доступные и в РФ данные: скорость ветра, время суток, инсоляцию и т.д.

Вышеуказанные расчетные модели использовались в рамках комплексной программы оценки интегрированной среды - EHIPS (rssi.ru/ehips/welcome.php). С помощью EHIPS выполнялись также все вспомогательные расчеты: усреднение и агрегация результатов, построение таблиц, карт и графиков, вычисление относительных вкладов и т.д.

При оценке пиковых (не постоянных) выбросов учитывалось, что наиболее неблагоприятным является сочетание момента пикового выброса с неблагоприятными метеоусловиями, и именно оно лежит в основе методики расчета по ОНД-86. Однако такие совпадения в реальной ситуации обычно маловероятны. Их вероятность тем меньше, чем реже события пикового выброса, т.е. чем больше превышение величины этого выброса над среднегодовым. Чтобы корректно учесть взаимодействие двух случайных факторов – величины выброса и характеристики метеоусловий – нужно знать не только распределение вероятности метеоданных (оно имеется в наличии), но и распределение вероятности величины выброса, для которого в томе ПДВ дается только среднее (т/г) и максимальное значение (г/с).

Для оценки вероятности совпадения момента пикового выброса с моментом наиболее неблагоприятных метеоусловий использовался метод Монте-Карло. Чтобы получить более или менее симметричное поле концентраций, эксперимент по методу Монте-Карло повторялся более 100 раз (M.E. Dakins, J.E. Toll, M.J. Small, and K.P. Brand, 1996; U.S. EPA. Guiding Principles for Monte Carlo Analysis, 1997).

В некоторых случаях расчет приземных концентраций загрязняющих веществ выполнялся по программе «Гарант-Универсал» в соответствии с ОНД-86 и «Методическим пособием по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух» (НИИ Атмосфера, СПб, 2005 г.).

В результате были получены карты с пространственным распределением среднегодовых и максимальных разовых концентраций на исследуемой территории.

Для картографического представления расчетные значения концентраций или рисков относились к середине каждой расчетной клетки, используемой при моделировании. Они представляются как вписанным в клетку текстом, так и цветовым кодом. В данной работе в дальнейшем информация, приведенная на всех картах распределения расчетных концентраций и уровней риска на территории исследования, представляется в одной и той же схеме цветового кодирования. Она включает 10 цветовых градаций от значения, соответствующего верхнему пределу, выбранному для нормировки анализируемой информации, до одной десятой доли этого значения (на рис.1 и 2 приведен пример растрового изображения загрязнения территории).

Рисунок 1. Деление исследуемой территории на клетки-рецепторы. Крестиками обозначены расчетные точки – центры клеток.

Рисунок 2. Максимальные разовые концентрации акролеина. Цветокод – красный цвет выше RFCacute

Всего получена информация о загрязнении воздуха в среднем не менее 30 компонентами в 3000 рецепторных точках со стороной квадрата от 50 до 400 метров (около 100000 расчетных измерений).

Для количественной оценки влияния загрязнения атмосферного воздуха на состояние здоровья населения использовалась процедура оценки риска, в рамках которой задействован алгоритм, рекомендованный Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), другими ведущими международными организациями и в полном соответствии с «Руководством по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» Р 2.1.10.1920-04, утвержденном Главным государственным санитарным врачом РФ 05.03.2004 г.

Расчет риска проводился отдельно для канцерогенов и веществ, не обладающих канцерогенным действием, во всех рецепторных точках исследуемых территорий.

Обобщенная информация, отражающая характеристику объектов наблюдения, используемые методы и объем исследований, приведена в Табл.1.

Таблица 1

Объекты наблюдения, методы и объем исследований

Объекты	Методы	Объем
Объемы эмиссий от источников выбросов	Анализ данных о выбросах химических ингредиентов стационарными источниками и автотранспортом	>100 тыс. единиц информации
Изучение пространственного и временного распределения уровней загрязнения атмосферного воздуха	Методы моделирования рассеяния атмосферных примесей	До 3000 рецепторных точек
Сбор и анализ данных о метеопараметрах на исследуемых территориях	Взяты имеющиеся в свободном доступе в Интернете данные метеостанций по г.Москве ospace.ru	> 10 тыс. единиц
Определение расчетных концентраций	Методом моделирования рассеяния	Не менее 30 химических веществ >90000 единиц измерений
Фактические концентрации в атмосферном воздухе	По результатам лабораторных исследований и мониторинга	>10000 единиц информации, суточные, ежемесячные и ежегодные
Вычисление модифицирующих коэффициентов, учитывающих влияние каждого фактора на уровень концентраций	Расчетным методом	>10000 единиц информации
Расчеты риска отдельно для канцерогенов и веществ, не обладающих канцерогенным действием, во всех рецепторных точках	Расчетным методом	>100000 единиц информации

В целом, границы рисков, рассчитанные в работе, включали:

- хронический не канцерогенный риск, выраженный через коэффициенты и суммарный индекс опасности по воздействию на различные системы организма, на основе среднегодовых концентраций, рассчитанных по выбросам в т/г;

- острый не канцерогенный риск, выраженный через коэффициенты и суммарный индекс опасности по воздействию на органы дыхания, – на основе максимума разовых концентраций, рассчитанных по выбросам в г/с;

- индивидуальный канцерогенный риск в течение всей жизни, выраженный через относительное увеличение заболеваемости, – на основе среднегодовых концентраций, рассчитанных по выбросам в т/г;

- популяционный риск в виде дополнительных случаев смертности или онкологических заболеваний за год.

Агрегация результатов расчета различных рисков проводилась в следующей последовательности: суммирование по загрязнителям для каждой клетки и каждого момента времени, затем расчет среднего значения или максимума по времени, затем усреднение клеток по пространственным зонам.

Оценка эффективности мероприятий по снижению выбросов на примере эксплуатации комплекса предприятий, размещенных в промзоне Чагино-Капотня г.Москвы, проведена на основе включенных в «План предложений по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на 2003-2007 г.г.» мер, разработанных для данных предприятий. Анализ эффективности затрат проведен по всем мероприятиям, с учетом доступных сметных оценок стоимости их реализации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

На основании анализа и обобщения данных литературы и собственного опыта в работе дан обзор существующих научно-методических подходов к управлению риском для здоровья в условиях антропогенной нагрузки, факторов и условий формирования риска для здоровья, способов управления этими рисками в сфере обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия и принятия управленческих решений при реализации градостроительных проектов в условиях крупного города.

Первоначально проведена сравнительная оценка уровней риска для здоровья населения от загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта при реализации проектов введения в эксплуатацию 2-х крупнейших внутригородских автомагистралей – третьего транспортного кольца (ТТК) и Краснопресненского проспекта в г. Москве.

Оценка возможных последствий для здоровья населения проводилась на территории площадью более 400 кв. км, при этом площадь селитебной территории составляет 250 кв. км. Количество муниципальных районов, на территории которых может наблюдаться основное изменение загрязнения атмосферного воздуха, обусловленное выбросами автотранспорта в связи с введением ТТК, составило 67 с общим количеством жителей около 3 млн. человек, а в зоне влияния Краснопресненского проспекта – 7 муниципальных районов Северо-западного и Западного административных округов г. Москвы.

Проектируемая трасса ТТК имеет общую протяженность 73,2 км. Прилегающие к ТТК территории отличаются крайней неоднородностью своего функционального назначения: наибольшую долю в структуре функционального назначения составляют производственные и коммунально-складские территории – 37 км или 50,6% от общей длины. На втором месте вдоль трассы находятся территории жилого назначения – 20 км или 27,3% общей длины. Территории природного комплекса (Государственный национальный парк «Лосиный остров», «Покровское – Стрешнево», «Петровско - Разумов-ское» и др.) вытянуты вдоль трассы на 13 км, что составляет 17,8% от ее длины. Часть трассы, протяженностью 3,2 км или 4,3% от ее общей длины, проходит в тоннелях.

Трасса 3-го транспортного автомобильного кольца проходит по жилым территориям 12 муниципальных районов с общей численностью населения 669,8 тыс. человек. Непосредственно примыкают к трассе 18 муниципальных районов с численностью населения на прилегающих территориях 978, 7 тыс. человек. Для остальных 37 периферийных районов лишь часть их территорий стала объектом исследований, так как влияние 3-го транспортного кольца на остальную территорию оказалось незначительным.

При оценке последствий для здоровья населения г. Москвы загрязнения атмосферного воздуха компонентами отработавших газов автотранспорта, которое может сформироваться на прилегающих к автомагистралям территориях в связи со строительством 3-го автотранспортного кольца, необходимо было иметь в виду, что введение в эксплуатацию этой важнейшей транспортной артерии существенно повлияет на перераспределение интенсивности транспортных потоков практически на всех основных магистралях внутри города.

Для адекватной сравнительной оценки загрязнения атмосферного воздуха в настоящее время, при «нулевом» варианте (в случае отказа от строительства ТТК) и после введения в эксплуатацию 3-го транспортного кольца единственно приемлемым способом мог явиться метод математического моделирования рассеивания атмосферных загрязнителей. Используя этот метод, был полностью идентифицирован путь воздействия от источника выбросов (автотранспорта) до рецепторных точек и агрегированных микрорайонов, определенных на исследуемой территории.

При моделировании учитывались скоростные характеристики транспортных потоков (3 диапазона скорости движения: < 45 км/ч, 45-60 км/ч, > 60 км/ч) и задержки транспорта на светофорных объектах.

Как для существующего положения, так и для прогноза интенсивность, состав и скоростной режим транспортных потоков принимался по данным НИиПИ Генплана г. Москвы с дополнениями по результатам экспериментальной съемки, выполненной с участием ЦИТИ и других организаций. Для 863-985 линейных участков выбранных магистралей был подготовлен файл с характеристиками движения транспорта на каждом участке.

Расчеты среднегодовых концентраций для существующей и перспективной ситуации при «нулевом» варианте и в связи со строительством 3-го транспортного кольца выполнены по 19-ти отобранным приоритетным веществам. Из них ведущими по вкладу в канцерогенный риск для здоровья оказались следующие, приведенные на Рис.3.

Рис. 3. Доля вкладов веществ в канцерогенный риск

Сценарий изменения движения транспорта для так называемого “нулевого” варианта, т.е. отказа от строительства 3-го транспортного кольца был предложен специалистами НИиПИ генплана г. Москвы. Предполагалось, что к 2015 году на существующей улично-дорожной сети (УДС) интенсивность движения в центральной части города (территория, ограниченная Садовым кольцом, плюс 2 км от него) увеличится в среднем на 38%, а на остальной территории - на 23%.

Прогнозный сценарий основывался на реализации как Правительством Москвы, так и Правительством Российской Федерации целого ряда мер по ужесточению экологических требований к автотранспортным средствам.

При расчетах выбросов вредных веществ учитывался затрудненный режим движения транспорта. При этом предполагалось, что в центральной части города на основных магистралях транспорт будет останавливаться через каждые 200-300 м, а на периферийных магистралях - через 400-500 м. Среднегодовые выбросы вредных веществ оценивались с учетом суточной и межсезонной динамики интенсивности движения, а также уменьшения движения транспорта в выходные дни. Переходный коэффициент от дневной интенсивности к среднегодовой составил величину 0,49.

Таким образом, оценка риска с использованием среднегодовых концентраций проводилась по следующей схеме:

- оценка канцерогенного риска (индивидуального в течение всей жизни и популяционного в течение года) отдельно для каждого вещества и суммарно для 10 веществ в каждой из рецепторных точек;

- средневзвешенная для 67 муниципальных районов, включенных в исследование;

- с учетом 3-х, - 4-х градаций индивидуального риска в каждом из 67 муниципальных районов и с установлением численности населения для каждой градации;

- на основе группировки муниципальных районов с учетом удаленности от Садового кольца;

- суммарно для всей исследованной территории г. Москвы;

2) не канцерогенный риск оценивался на основе расчета индексов опасности для 18 веществ.

При анализе уровней загрязнения химическими канцерогенами атмосферного воздуха от выбросов автотранспорта на исследуемых территориях г. Москвы было установлено, что величины канцерогенного риска находятся, в основном, на уровне 10^-4, характерном для большинства крупных городов. Рассчитанный средневзвешенный индивидуальный пожизненный риск канцерогенного воздействия от выбросов автотранспорта для постоянно проживающего населения в каждом из 67 муниципальных районах г. Москвы частично представлен в Таблице 2.

Таблица 2.

Средневзвешенный индивидуальный пожизненный канцерогенный риск (ICR) на некоторых исследованных территориях г. Москвы

Муниципальные районы	Значение ICR x 10^-4
Бескудниковский	1.49
Отрадное	2.27
Савеловский	6.43
Хорошевский	4.74
Хорошево-Мневники	2.88
Филевский парк	4.09
Марьина Роща	5.37
Беговой	6.97
Якиманка	4.13
Замоскворечье	4.73
Таганский	4.59
Дорогомилово	4.69
Арбат	6.80
Пресненский	6.10
Тверской	6.96
Мещанский	5.90
Красносельский	5.72
Басманный	5.02
Лефортово	3.61
Китай-Город	6.04

В настоящее время наиболее высокие уровни индивидуального канцерогенного риска отмечаются, в основном, в муниципальных районах Центрального административного округа. Так, в районах “Тверской”, “Арбат” этот уровень составляет соответственно: 6,96 х 10^-4 и 6,80 х 10^-4, а в муниципальных районах “Пресненский”, “Китай-город” он несколько ниже и равен соответственно 6,10 х 10^-4 и 6,04 х 10^-4. Наивысший уровень индивидуального канцерогенного риска из всех проанализированных в работе муниципальных микрорайонов наблюдается в районе “Беговой”, где он составил 6,97 х 10^-4.

На следующем этапе был проведен анализ характеристик индивидуального канцерогенного риска для населения изученных 67 муниципальных районов г. Москвы на основе группировки районов с учетом их удаления от Садового кольца в радиальном направлении от центра к периферии. Муниципальные районы подразделялись на 4 группы:

 в I группу вошли районы, через которые проходит Садовое кольцо;

 к II группе были отнесены районы, примыкающие к районам I группы;

 III группу муниципальных районов составляли такие районы изученной территории, которые условно были обозначены как срединная зона;

 IV группу представляли периферийные муниципальные районы, наиболее удаленные от Садового кольца.

Обобщенная характеристика сравнений канцерогенных рисков для четырех групп муниципальных районов наглядно свидетельствует, что уровни как индивидуального, так и популяционного канцерогенного риска, обусловленные выбросами в атмосферный воздух автотранспорта на территории г. Москвы, снижаются от центра к периферии(табл.3).

Таблица 3.

Сравнительная характеристика индивидуальных и популяционных канцерогенных рисков для населения на изученных территориях с учетом группировки территорий по удаленности от Садового кольца

Группа муниципальных районов	Количество населения (тыс. чел.)	ICR*	PCR**
I	637,2	5,49	4,94
II	902,7	3,82	4,83
III	862,9	2,63	3,19
IV	527,3	1,65	1,30
Сумма	2930,1		14,26

* Индивидуальный пожизненный канцерогенный риск х 10^-4;

** Популяционный канцерогенный риск характеризует число дополнительных (к фоновому) случаев онкологических заболеваний в год в данной популяции (для данной численности населения)

Для более детальной оценки несомненный интерес представлял анализ структурного распределения по численности населения, подвергающегося различным уровням индивидуального канцерогенного риска, в каждом муниципальном районе и в целом на всей изученной территории Москвы. С учетом данных о плотности населения было рассчитано то его количество, которое проживает на территориях с 4-мя различными уровнями индивидуального канцерогенного риска: менее 3 x 10^-4; от 3 до 6 x 10^-4; от 6 до 9 x 10^-4; и более 9 x 10^-4. Результаты этих расчетов для всей исследованной территории представлены в табл. 4.

Таблица 4.

Количество населения с разной степенью риска от выбросов автотранспорта

Количество населения, тыс.	Уровень индивидуального канцерогенного риска
1255	< 3.0 x 10-4
1128	От 3.0 до 6.0 x 10-4
343	От 6.0 до 9.9 x 10-4
204	> 1.0 x 10-3

Наибольшему риску подвергается население в 204 тыс. человек, проживающее в Центральном административном округе, для которого установлен очень высокий уровень риска, достигающий величины 10^-3, что соответствует в международной практике количественному критерию, при котором должны проводиться экстренные меры по его снижению. Приближается к этому уровню риска и население численностью 343 тыс. человек, что в сумме с приведенной выше субпопуляцией составляет более 500 тыс. человек.

Распределение индексов опасности развития не канцерогенных эффектов, рассчитанных для 16 атмосферных загрязнителей, на изученной территории г. Москвы повторяет основные закономерности, установленные для канцерогенного риска. Основной вклад в суммарный индекс опасности вносят: акролеин, диоксид азота, формальдегид, медь, сажа и свинец. Вклад остальных веществ (диоксид серы, 1,3 бутадиен, толуол, ксилолы, стирол, ацетальдегид, бензол, кадмий, никель, цинк) существенно ниже.

Результаты исследований также показали, что перераспределение потоков автотранспорта после ввода в эксплуатацию ТТК привело к снижению канцерогенного риска в целом и более равномерному распределению его на всей изученной территории. Так, ожидаемое число ежегодных дополнительных случаев онкологических заболеваний, превышающих фоновые показатели, при положении до строительства ТТК составляет 14,26; в случае отказа от строительства ТТК, так называемом «нулевом» варианте – 15,88 и при вводе в эксплуатацию ТТК – 12,97, то есть ниже, несмотря на рост количества автотранспортных единиц.

Для показателей не канцерогенного риска на основе прогнозных величин, рассчитанных на всей изученной территории, в сравнении с «нулевым» вариантом, снижение риска может быть отмечено в 36 муниципальных районах, в 30 районах можно прогнозировать некоторое увеличение риска, но оно практически во всех случаях будет незначительным. После ввода в эксплуатацию ТТК наибольшее уменьшение суммарных индексов опасности неонкологических заболеваний как при сравнении с положением до его ввода, так и при сравнении с «нулевым» вариантом» ожидается в центральных районах города. В то же время при «нулевом» варианте в этих районах индексы опасности значительно возрастут.

Таким образом, преимущество введения в эксплуатацию ТТК подтверждается рассчитанным канцерогенным (индивидуальным и популяционным) и не канцерогенным риском для здоровья населения.

Установленные закономерности в определенной степени подтверждены при анализе последствий введения в эксплуатацию другой крупной новой транспортной магистрали города Москвы – Краснопресненского проспекта. При этом сравнивались два сценария: настоящая ситуация, отражающая экстраполируемый на расчетный период (2013 г.) риск вблизи существующей развязки ул. Маршала Жукова с ул. Народного Ополчения, и прогнозируемая ситуация после строительства на ее месте новой развязки Краснопресненской магистрали с ул. Народного Ополчения. Эти два сценария в дальнейшем обозначались как «текущий» и «прогнозный».

Прогнозный расчет проведен в рамках градостроительного обоснования, выполненного ГУП НИиПИ генерального плана города Москвы, и моделирования транспортных потоков на расчетный срок (2020 г.) с учетом увеличения доли пользования индивидуальным легковым автотранспортом за счет роста уровня автомобилизации. Данные моделирования показали, что ввод в эксплуатацию Краснопресненского проспекта с организацией непрерывного движения от Садового кольца до МКАД приведет в перспективе к заметному снижению интенсивности движения (авт./ч) на всех прилегающих крупных автомагистралях: на Волоколамском шоссе снижение составит 800 авт./час, на Ленинградском проспекте - на 650 авт./час, на Строгинском шоссе на 1050 авт./час. Также произойдет разгрузка МКАД на участке от Рублевского шоссе до автодороги «Балтия».

На основном этапе исследований изучено формирование концентраций выбранных приоритетных загрязняющих веществ с учетом озон-лимитированного преобразования оксидов азота в диоксид азота и с учетом экранирующей роли зданий. Вычислялись модифицирующие коэффициенты, учитывающие влияние каждого фактора для каждой точки во времени и пространстве. Учет каждого из этих факторов, как правило, приводил к существенному снижению расчетных концентраций. Итоговые оценки уровней экспозиции получены с учетом совместного воздействия этих факторов при предположении их независимого влияния. С использованием моделей рассеивания химических веществ в атмосферном воздухе показано единство подходов к оценке пространственного и временного распространения уровня экспозиции для населения в зоне влияния выбросов подвижных источников загрязнения.

Перераспределение транспортных потоков в связи со строительством развязки Краснопресненского проспекта с ул. Народного Ополчения обусловило существенное изменение качества атмосферного воздуха на прилегающих к развязке участках. Согласно проведенному расчету рассеивания, средние уровни содержания всех загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, характерных для выбросов автотранспорта (кроме диоксида азота), возрастут в среднем по территории примерно в 2 раза. Однако для жилых кварталов увеличение концентраций атмосферных загрязнителей будет меньшим, а на некоторых территориях уровни загрязнения даже будут снижаться.

Во всех жилых кварталах уровень канцерогенного риска в обоих сценариях классифицируется как «средний». При переходе от текущего к прогнозному сценарию уровни канцерогенного риска вдали от трасс, в основном, увеличиваются в 1,2 – 1,4 раза, вблизи вновь создаваемых или реконструируемых магистралей – в 2 раза и более. Наивысший для данной территории уровень индивидуального канцерогенного риска в прогнозном сценарии составляет около 7 х 10^-4, то есть приближается к «высокому». В тоже время, в некоторых рецепторных точках риски снижаются на 30%.

Риск развития хронических заболеваний органов дыхания при переходе от текущего к прогнозному сценарию увеличивается у населения в 6 из 10 прилегающих к трассе кварталов и достигает категории «высокий» и «очень высокий» (HI > 10). В некоторых расчетных точках уровень этого риска возрастет в 3 раза, что обусловлено воздействием чрезвычайно токсичного компонента отработавших газов автомашин - акролеина.

Относительные вклады атмосферных загрязнений в хронический риск развития неонкологических заболеваний органов дыхания в текущем сценарии в среднем для территории распределились следующим образом: акролеин, бензин нефтяной, азота диоксид и формальдегид вносят почти 99% в величину суммарного риска, остальные вещества менее 1%; а вклады в острый риск заболеваний органов дыхания равны: акролеин 81%, азота диоксид 11%, формальдегид 5%, остальные вещества менее 1%. В прогнозном сценарии относительные вклады загрязняющих веществ в уровни рисков остаются приблизительно такими же, как и в текущем сценарии.

Пространственное распределение уровней канцерогенного риска на исследуемой территории представлено на рис. 4.

Рисунок 4. Канцерогенный риск, прогнозное состояние, после учета экранирующей роли зданий. Максимум цветокода (красный цвет) = 10^-3.

Таким образом, можно прийти к заключению, что организация дорожного движения и строительство новых автомагистралей, как и планировочные мероприятия в городах в целом, остаются существенным элементом, позволяющим не только улучшить качество сообщения, но и, что особенно важно, уменьшить риск для здоровья населения от загрязнения атмосферного воздуха выбросами автотранспорта. Однако, для некоторой части населения, проживающего на отдельных участках вблизи новых магистралей, риск может возрастать.

Вместе с тем, градостроительные и планировочные мероприятия, способствующие только перераспределению транспортных потоков, в целом являются недостаточными для обеспечения требуемого снижения риска для здоровья населения от выбросов автотранспорта и требуют принятия дополнительных мер.

Кроме того, целесообразно проводить оценку риска для здоровья населения в период разработки проекта и вариантов прокладки трасс, что будет способствовать выбору наиболее оптимальных вариантов с учетом предупреждения неблагоприятных последствий для здоровья населения.

Для оценки вклада в загрязнение атмосферного воздуха выбросов стационарных источников был выбран крупный промышленный узел Чагино –Капотня, расположенный в юго-восточной части г. Москвы. Этот объект представлял значительный интерес с позиций обоснования управленческих решений, поскольку на территории основного предприятия – Московского нефтеперерабатывающего завода (МНПЗ) и вблизи от него находится 18 предприятий – источников выброса загрязнителей, которые были учтены при расчете экспозиции.

При выполнении работы решались две ключевые задачи:

Выбрать адекватные методы расчета концентраций, в первую очередь, для источников с мощными непостоянными выбросами.
Определить источники, вносящие наибольший вклад в уровни экспозиции и рисков на исследуемой территории в зоне влияния выбросов Чагино –Капотня.

В этой связи учет импульсного (непостоянного) характера выбросов источников приобретал особое значение. Без учета этого фактора можно было бы прийти к неверному заключению о значительном и нереалистичном завышении пиковых концентраций, например, от выбросов диоксида азота. При учете импульсного характера выбросов ряда источников принималась во внимание малая вероятность совпадения момента выброса таких источников с наиболее неблагоприятными метеоусловиями. Эта оценка проводилась случайным розыгрышем разных вариантов моментов выброса каждого из импульсных источников (метод Монте-Карло).

Зона исследования охватывала довольно значительную территорию размером 6,5 х 6,5 км (Рис. 5). Было проведено сравнение вкладов отдельных источников выбросов в уровни концентраций в «ключевых клетках», расположенных в ближайшей рецепторной точке от территории предприятия, т.е. наиболее подверженной воздействию выбросов предприятия, для одного из жилых или посещаемых районов.

Рисунок 5. Система разделения на районы

Вклад импульсных источников анализировался после коррекции методом Монте-Карло. В целом по большинству загрязнителей вклад в максимальные разовые концентрации выбросов постоянных источников больше, чем вклад импульсных источников. Исключение составляют только акролеин и пыль с содержанием SiO₂ 20-70%, для которых вклады этих двух групп источников в целом по территории сравнимы. Правда, по диоксиду азота значительно больше вклад импульсных источников, но он, в основном, формируется выбросами специфического источника - тепловоза.

На заключительной стадии обработки расчетных данных анализировались уже вклады не групп источников, а отдельных предприятий по выбросам всех групп источников, учтенных в данной работе, в суммарные максимальные разовые концентрации приоритетных загрязнителей в аналогичных ключевых клетках. Данная информация имела важнейшее значение для оценки долевого вклада различных предприятий промышленного комплекса в формирование загрязнения воздушной среды на прилегающих территориях ЮВАО с проживающим населением. По большинству приоритетных веществ вклады в их суммарные максимальные концентрации от выбросов МНПЗ оказались наибольшими. В частности, это касается акролеина, едкого натра, углеводородов группы С6-С10 и ряда других соединений.

Расчеты риска показали, что риск острого воздействия является ведущим от выбросов предприятий промузла Чагино-Капотня. Как показывает анализ полученных результатов, наиболее существенные вклады в этот вид риска по воздействию на органы дыхания вносят: диоксид азота, диоксид серы, сероводород, акролеин и пыль с содержанием SiO₂ 20-70%. Вклады в этот вид риска импульсных источников в целом меньше, чем условно-постоянных источников.

Уровни индивидуального пожизненного канцерогенного риска, связанные с выбросами МНПЗ, находятся в пределах величин приемлемого риска по принятой классификации уровней социально-значимых рисков.

Результаты проведенных исследований показали, что на всей территории в зоне влияния выбросов Московского НПЗ уровни хронического риска соответствуют приемлемым значениям, в соответствии с принятыми критериями классификации рисков, включая канцерогенные эффекты и прирост случаев смертности от воздействия мелкодисперсных частиц.

Абсолютная величина риска острого воздействия не превышает значений 1.3 – 1.4 по суммарному индексу опасности (при нормативном уровне, равном 3), а по коэффициенту опасности - 1.0 для отдельных веществ во всех рецепторных точках (клетках) за пределами СЗЗ, что соответствует приемлемому уровню риска.

Условно-постоянные источники вносят значительно более весомый вклад в уровни острого риска по сравнению с импульсными источниками.

Эти позитивные результаты были получены на основе рекомендаций к разработке стратегии действий по сокращению выбросов с помощью использования современных подходов к анализу экономической эффективности оздоровительных мероприятий при управлении риском здоровью.

В основу оценки эффективности мероприятий по снижению выбросов были положены расчеты, проведенные для комплекса предприятий, размещенных в промзоне Чагино-Капотня. На основе включенных в План предложений по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на 2003-2007 г.г. с целью достижения нормативов ПДВ, предполагалось сократить объем их с 21,3 млн. до 6,1 млн. тонн в год. Для более подробного анализа показателей эффективности из всего перечня указанных в Плане 30 мероприятий были отобраны мероприятия по источникам, имеющим наибольший вклад в выбросы загрязняющих веществ, а также вносящим наибольший вклад в показатели риска для здоровья населения (согласно оценкам, полученным в исследовании на этапе оценки риска). Всего было отобрано 9 основных мероприятий, по которым в дальнейшем проводился анализ показателей снижения риска и эффективности затрат.

На долю источников, включенных в эти 9 мероприятий, приходится значительная часть текущих выбросов: 39% суммарных выбросов загрязняющих веществ, 35% выбросов углеводородов, 85% сероводорода, более 50% всех выбросов бензола, диоксида серы, ксилола, толуола и фенола.

Вклад отобранных для анализа мероприятий в суммарное снижение выбросов, установленного Планом, составлял 46%, при этом для отдельных веществ, представляющих наибольшую опасность с точки зрения воздействия на здоровье населения, этот показатель составлял от 77% и выше.

Таким образом, учитывая существенную роль этих мероприятий в суммарных выбросах загрязняющих веществ и снижении выбросов, их выбор для углубленного анализа эффективности представлялся вполне правомерным.

Одним из наиболее важных критериев являлась агрегированная оценка эффективности всех мероприятий, предусмотренных Планом, в показателях снижения риска здоровью населения. Сравнительный анализ 9 мероприятий проводился по следующим показателям: снижение суммарных выбросов загрязняющих веществ; снижение уровней интегрального риска; снижение риска эффектов на органы дыхания; снижение риска для ЦНС; эффективность затрат на снижение риска. Сравнение эффектов от различных мероприятий по показателю снижения суммарных выбросов загрязняющих веществ и оценки снижения риска по всем отобранным мероприятиям показало, что ранговые характеристики мероприятий по показателю снижения риска несколько отличаются от приоритетных мер по показателю снижения суммарных выбросов (табл. 5).

Таблица 5.

Сравнительный анализ приоритетных мероприятий по различным показателям (на каждой строке в каждом столбце – номер мероприятия)

Ранговая характеристика	По снижению выбросов	По снижению интегрального риска	По снижению риска ОД	По снижению риска ЦНС
Номер мероприятия
Приоритет 1	2	7	7	7
Приоритет 2	9	9	9	9
Приоритет 3	1	8	5	8
Приоритет 4	8	5	8	5
Приоритет 5	5	6	6	6
Приоритет 6	6	2	3	2
Приоритет 7	7	3	1	3
Приоритет 8	3	1	2	1
Приоритет 9	4	4	4	4

Так, приоритетными по показателям снижения рисков являются (в порядке убывания) мероприятия: 7, 9, 8, 5 и 6. Наиболее значимое снижение риска дает мероприятие 7, которое по показателю снижения валовых выбросов находится лишь на 7 месте. Это еще раз подтверждает, что валовые показатели являются недостаточными для определения приоритетных мер в области снижения риска здоровью населения и выработки эффективной политики в области оздоровления окружающей среды.

Анализ эффективности затрат был проведен по всем мероприятиям, с учетом доступных сметных оценок стоимости их реализации и расчетов эффективности затрат на 1% снижения риска. Наиболее эффективным (из указанных 9 мероприятий) оказалось мероприятие 5, поскольку удельные затраты на снижение риска при его реализации минимальны, причем это мероприятие являлось только 4 по снижению уровней интегрального риска.

В то же время мероприятие 9, являющееся вторым по приоритету в отношении не только снижения риска, но и выбросов, дает достаточно высокое значение затрат на 1% снижения риска - 3658 тыс. руб. Поэтому, несмотря на его высокую эффективность в виде сокращения риска, высокая стоимость этого мероприятия приводит к показателю удельных затрат на снижение риска, позволяющему отнести это мероприятие только к 6 ранговому месту в классификации приоритетов. В этой связи, необходимо учитывать, что при ограниченных ресурсах для реализации мероприятий, в качестве наиболее приоритетных по показателям снижения риска могут рассматриваться именно те, которые дают наибольший эффект на единицу затрат. В данном случае следовало бы в первую очередь реализовать мероприятие 5, затем мероприятие 8 и лишь потом мероприятие 7.

Наряду с экономическим анализом, представляется целесообразным провести финансовый анализ с учетом возможных источников и условий софинансирования мероприятий, предусмотренных Планом. От этих условий в решающей степени может зависеть привлекательность тех или иных мероприятий. В качестве возможных источников финансирования следует рассматривать не только доходы и прибыль самого предприятия, но и кредиты, целевые инвестиции, субвенции из бюджета г. Москвы, а также возможные схемы софинансирования данных мероприятий со стороны риэлторских и инвестиционных компаний, заинтересованных в строительстве объектов на территориях, которые могут быть предоставлены под застройку в случае снижения негативного воздействия от источников, расположенных в зоне исследования (например, застройка территории Марьино).

Не исключено, что доходы от застройки на этих территориях могут существенно окупить затраты на реализацию Плана по снижению выбросов и рисков для здоровья населения. Кроме того, с учетом стоимости лечения заболеваний и среднестатистической жизни человека данные мероприятия могут рассматриваться как социально значимые и, соответственно, привлекательные для финансирования из федерального и городского бюджета.

Таким образом, в результате выполненных исследований разработана последовательная этапная схема обоснования оптимальных управленческих решений по снижению риска для здоровья с целью обеспечения безопасных условий проживания населения города-мегаполиса при реализации градостроительных проектов, которая должна включать:

1) систематизированные и обобщенные данные об эмиссиях промышленных предприятий и автотранспорта (с учетом отдельных компонентов выбросов); данные мониторинга уровней загрязнения атмосферного воздуха; характеристику основных метеорологических параметров, суточных и годовых показателей смертности и т.д.;

2) ранжирование компонентов выбросов и выявление приоритетных по степени опасности источников и вредных факторов;

3) пространственно-временную характеристику распространения загрязнения атмосферного воздуха для широкого спектра приоритетных веществ с любой степенью требуемой детализации;

4) информацию о плотности распределения населения по территории и о его динамике в ходе суточной деятельности;

5) установленные количественные характеристики канцерогенных и не канцерогенных рисков и их распределение на территории;

6) обязательное определение долевого вклада в уровни экспозиции и рисков от различных факторов и источников выбросов;

7) принятие решений по достижению поставленной цели (принятие плана действий по снижению риска) на основе экономического анализа альтернатив по минимизации риска;

8) обоснование приоритетности мероприятий по снижению выбросов по критерию эффективности затрат на единицу снижения риска;

9) выработку наилучшего сценария сокращения риска, затем соответствующего плана действий по выбору мероприятия или набора мероприятий и их реализации.

Blog

«Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова»

Содержание