Воздействие ОАО «Волгоградский алюминий» на состояние окружающей среды и здоровье населения в Волгограде

     В процессе эксплуатации оборудования электролизного цеха возможны протекания жидкого алюминия и электролита из шахты электролизера через стенки кожуха.В процессе эксплуатации оборудования электролизного цеха возможен выброс паров пека и продуктов его сгорания при протеке анодной массы вследствие выгорания тела анода под анодным кожухом. (Инвентаризация источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для ОАО «Волгоградский алюминий». Книги 1 и 2., 2003). 

     2.2 Эколого-экономические нормативы (ПДВ и ВСВ) 

     В Приложении 2 даны нормативы выбросов (ПДВ) по источникам для всех загрязняющих веществ раздельно, а также срок установления нормативов ПДВ (в части 1-ой приводятся вещества, для которых выбросы не изменяются в период 2004-2008 гг. и ПДВ совпадает с выбросами на существующее положение, а в части 2-ой – остальные выбрасываемые вещества). Завершается каждый раздел таблицы суммарными значениями нормативов для каждого вещества. При составлении этой таблицы учитывались результаты оценки значимости выбрасываемых вредных веществ, анализ расчетов на ЭВМ полей максимальных приземных концентраций на существующее положение и перспективу с учетом фонового загрязнения. В итоге, нормативы ПДВ определены для 65 загрязняющих веществ (Временная методика нормирования промышленных выбросов в атмосферу, 1981).

     По  фтористому водороду (газообразным фторидам), нафталину и бенз(а)пирену нормативы ПДВ устанавливаются с 01.01.2007 г., а по диоксиду азота с 01. 01. 2008 г. после осуществления необходимых мероприятий по сокращению выбросов. Более поздний срок установления ПДВ по диоксиду азота связан с тем, что по группам суммации, включающим его, в более ранний период отмечаются превышения ПДК на территории ближайшей жилой застройки.

     Реализация  намеченных мероприятий по снижению негативного воздействия выбросов ВгАЗа на атмосферный воздух позволит сократить размеры существующей СЗЗ (www. actmetal. ru).

     2.3 Характер вредного воздействия выбросов на человека и элементы природной среды 

     В курсовой работе был изучен ряд литературных источников, посвященных влиянию алюминиевых заводов на ОС и здоровье населения. Сделан вывод, что в настоящее время хозяйственная деятельность человека все чаще становится основным источником загрязнения биосферы. В природную среду во все больших количествах попадают газообразные, жидкие и твердые отходы производств. Различные химические вещества, находящиеся в отходах, попадая в почву, воздух или воду, переходят по экологическим звеньям из одной цепи в другую, попадая, в конце концов, в организм человека. Ниже приведен рисунок (Рис. 1) воздействия атмосферных загрязнений на организм человека (Протасов, Молчанов 2000). 

     Рис. 1. Воздействие атмосферных загрязнений  на организм человека 

     Проанализировав выбросы изучаемого завода, был сделан вывод, что основная масса поллютантов представлена веществами: взвесями, окислами алюминия, серы, углерода, азота, а также многочисленными тяжелыми металлами, поступающими в воздух виде неорганической пыли (Приложение 2). Они являются как канцерогенными (влияют на наследственность, индуцируя генетические эффекты - увеличение частоты ряда генетически обусловленных заболеваний), так и неканцерогенными (вызывают широкий спектр нарушений состояния здоровья человека, которые можно рассматривать как разные формы проявлений токсических эффектов, регистрируемых на молекулярном, клеточном, тканевом, организменном или популяционном уровнях). Постоянное воздействие загрязненного воздуха на здоровье населения, в конце концов, отражается в росте показателей заболеваемости и смертности. В первую очередь - это увеличение хронических заболеваний органов дыхания и связанной с этими болезнями смертности, а также повышение смертности в результате различных сердечно-сосудистых болезней. В группу неканцерогенных загрязняющих веществ входят наиболее распространенные и повсеместно контролируемые вещества, так называемые «классические загрязнители», как взвешенные вещества, диоксиды азота и серы, оксид углерода и озон. Большинство этих загрязняющих веществ обладают раздражающим действием и негативно влияют на состояние органов дыхания. Ниже приведены некоторые загрязнители и болезни, влекомые ими (Ревич и др., 2004).

     Взвешенные  частицы. Способность взвешенных частиц неблагоприятно влиять на здоровье человека была замечена еще многие столетия назад, но только исследованиями последних лет доказана серьезная угроза здоровью людей при воздействии взвешенных частиц. Так, достоверно установлена связь между уровнем взвешенных частиц в атмосферном воздухе и увеличением суточной смертности. Взвешенные частицы представляют собой собирательное понятие, включающее твердые частицы, атмосферные аэрозоли, непосредственно поступающие в воздух, и те частицы, которые образуются в процессе превращения газов. Размер частиц в воздухе колеблется от 0,01 микрометров (мкм) до 100 мкм. Крупные частицы размером больше 10 мкм осаждаются быстрее и улавливаются, в основном, при очистке. Мельчайшие частицы от 0,01 мкм до 0,1 мкм определяются в большинстве случаев в небольшом количестве проб воздуха. Среди мелкой фракции частиц, которые накапливаются в воздухе и могут переноситься на большие расстояния, преобладают частицы размером от 0,1 до 2,5 мкм. Взвешенные частицы могут быть причиной биологического загрязнения воздуха, то есть содержать вредные микроорганизмы, включающие бактерии, вирусы и грибки. Первоначально считалось, что размер частиц не имеет существенного значения при изучении влияния взвешенных веществ на организм человека, однако дальнейшие исследования показали принципиальное отличие в механизмах воздействия частиц разных размеров и чем меньше их размер, тем глубже они проникают в альвеолярные отделы дыхательного тракта и больше их опасность для здоровья (Новиков, 2002).

     В России влияние повышенных концентраций взвешенных частиц, содержащихся в  атмосферном воздухе, испытывает более 70 млн. человек, т.е. каждый второй житель страны, причем более 2,4 млн. человек подвергаются воздействию высоких концентраций - более 300 мкг/м³ и 20 млн. человек - концентраций выше ПДКсс, равной 150 мкг/м³. Для сравнения укажем, что в городах США воздействию суммарных взвешенных частиц, концентрация которых в воздухе составляет более 300 мкг/м³, подвергается более 2 млн. человек (Лесовская, Научный анализ результатов «Всемирной конференции по изменению климата», 2004).

     Влияние взвешенных частиц на здоровье проявляется  широким спектром биологических  эффектов - от увеличения частоты кашля и других симптомов со стороны верхних и нижних дыхательных путей, обострения бронхиальной астмы, возрастания частоты случаев бронхита до увеличения случаев смертности от заболеваний органов дыхания и сердечно-сосудистых заболеваний. При возрастании в атмосферном воздухе концентраций мелкодисперсных взвешенных частиц (размер менее 10 мкм) на каждые 10 мкг/м³ обращаемость или госпитализация населения по поводу заболеваний органов дыхания увеличивается соответственно в интервале на 0,5%-3,4% . Это особенно касается лиц старше 65 лет. Наиболее часто неблагоприятное хроническое воздействие взвешенных веществ оценивается по увеличению случаев общей смертности среди населения (на 0,5%-1,3% на каждые 10 мкг/м³). Хроническое воздействие взвешенных частиц может приводить к увеличению случаев хронического и острого бронхита, как у детей, так и лиц старше 30 лет, увеличению числа случаев госпитализации по поводу заболеваний органов дыхания и сердечно-сосудистой системы, учащению приступов бронхиальной астмы. Во многих городах России с повышенным уровнем загрязнения атмосферного воздуха взвешенными частицами и другими «классическими» загрязняющими веществами действительно наблюдается повышенная заболеваемость детского населения (фарингиты, конъюнктивиты, бронхиты, бронхиальная астма и др.), а также изменения функции внешнего дыхания. Доказано также влияние атмосферного воздуха, загрязненного взвешенными частицами, на заболеваемость органов дыхания для взрослого населения.

     Диоксид азота. Основные источники выделения диоксида азота (NO₂) металлургические производства, выхлопные газы автотранспорта, тепловые электростанции и различные отопительные установки. Оксид азота (NО) всегда сопутствует диоксиду азота, и сочетание этих веществ принято называть оксидами азота и обозначать как NOx. Выброс диоксида азота от стационарных источников ежегодно сокращается, а от автомобильного транспорта постоянно растет. В результате резкого увеличения количества автомобилей за последние годы выбросы оксидов азота от автомобильного транспорта увеличились на 30-40% и наиболее высокие концентрации диоксида азота регистрируются в крупнейших городах. За последние годы концентрации диоксида азота в атмосферном воздухе городов России увеличились более, чем на 20%. ПДКсс диоксида азота составляет в России 40 мкг/м³, но в последние годы появились новые данные зарубежных исследователей о негативном воздействии и этих концентраций, поэтому обсуждается вопрос о возможном установлении среднегодового норматива на уровне 20 мкг/м³. В городах России с повышенным уровнем загрязнения атмосферного воздуха диоксидом азота (т.е. свыше 40 мкг/м³) проживает до 6 млн. человек - 6% горожан, в том числе 3,6 млн. человек при воздействии концентраций от 60-70 мкг/м³ и 2 млн. человек - при концентрациях от 70 до 120 мкг/м³. Если же ориентироваться на возможный новый норматив - 20 мкг/м³, то численность экспонированного населения, которое подвергается опасному воздействию, будет значительно выше. Диоксид азота обладает раздражающим действием на слизистые оболочки и органы дыхания. Длительное воздействие повышенных концентраций диоксида азота вызывает широкий спектр ответных реакций организма, в первую очередь, со стороны респираторной системы, особенно у восприимчивой части населения, например, у астматиков. Среди 3,6 млн. человек, подвергающихся воздействию диоксида азота в концентрациях до 70 мкг/м³, может наблюдаться, как минимум, 20%-ое увеличение частоты заболеваний нижних дыхательных путей и 11 %-ное увеличение частоты появления симптомов со стороны верхних дыхательных путей у детей. В тоже время у 2 млн. жителей России, которые подвергаются влиянию еще более высоких уровней диоксида азота (до 120 мкг/м³), аналогичные неблагоприятные эффекты могут возрастать соответственно более чем на 50% и 30%.

     Диоксид серы по массе выбросов занимает ведущее место среди других загрязнителей воздуха. Это вещество поступает в воздух при сжигании топлива на ТЭЦ, в котельных, печках, с выбросами металлургических, горнодобывающих и других производств, дизельных двигателей. Диоксид серы обладает выраженным раздражающим действием, сочетающимся с резким неприятным запахом. Поражает, в первую очередь, органы дыхания, глаза, центральную нервную систему, кожу, угнетает окислительные процессы. Увеличение среднесуточной концентрации этого вещества в атмосферном воздухе на 10 мкг/м³ приводит к возрастанию показателя общей смертности на 0,6%. Смертность от сердечно-сосудистых заболеваний и заболеваний органов дыхания возрастает еще в большей степени (до 0,9% на каждые 10 мкг/м³ диоксида серы). Увеличение же случаев госпитализации или обращаемости за скорой медицинской помощью по поводу респираторных заболеваний лиц в возрасте 65 лет и более оценивается из расчета 0,5% на каждые 10 мкг/м³ диоксида серы. В тех городах, где содержание диоксида серы в атмосферном воздухе превышает нормативные уровни, с учетом вышеприведенных критериев оценки эффектов острого воздействия этого вещества, можно ожидать, например, увеличение дополнительных случаев смертности над фоном на 2-3%.

     Оксид углерода. В городах с содержанием оксида углерода в атмосферном воздухе 3,1-6,0 мг/м³ проживает до 4,7 млн. человек. Действие высоких концентраций оксида углерода приводит к острому отравлению, при хроническом воздействии наблюдается уменьшение транспорта кислорода к тканям из-за увеличения содержания в крови карбоксигемоглобина, изменение психомоторных реакций у детей и в последнее время появились сведения о негативном воздействии этого вещества на репродуктивное здоровье женщин. Хроническое воздействие оксида углерода ведет к увеличению частоты госпитализаций и/или обращаемости по поводу заболеваний сердца среди лиц старше 65 лет и учащению приступов стенокардии у некурящих больных. В следующей таблице (Таблица 1) зафиксированы самые опасные вещества, образующиеся в процессе производства алюминия, и нарушения в здоровье населения (Протасов, Молчанов 2000). 

     Таблица 1. Вещества, образующиеся при производстве алюминия, и нарушения от них в здоровье

     Как видно из предлагаемого перечня, вещества-загрязнители очень разнообразны. В зависимости от своей природы, концентрации, времени действия на организм человека они могут вызвать различные неблагоприятные последствия. Кратковременное воздействие небольших концентраций таких веществ может вызвать головокружение, тошноту, першение в горле, кашель. Попадание в организм человека больших концентраций токсических веществ может привести к потере сознания, острому отравлению и даже смерти. Примером подобного действия могут являться смоги, зачастую образующиеся в низинах нашего города в безветренную погоду, или аварийные выбросы токсичных веществ от завода в атмосферу.

     При систематическом или периодическом  поступлении организм сравнительно небольших количеств токсичных  веществ происходит хроническое отравление. Признаками хронического отравления являются нарушение нормального поведения, привычек, а также нейропсихического отклонения: быстрое утомление или чувство постоянной усталости, сонливость или, наоборот, бессонница, апатия, ослабление внимания, рассеянность, забывчивость, сильные колебания настроения. При хроническом отравлении одни и те же вещества у разных людей могут вызывать различные поражения почек, кроветворных органов, нервной системы, печени. Установлено, что яд, поступивший ингаляционным путем, нередко действует в 80-100 раз сильнее, чем при поступлении через желудочно-кишечный тракт (Протасов, Молчанов 1995).

     Высокоактивные  в биологическом отношении химические соединения, находящиеся в отработанных газах, могут вызвать эффект отдаленного влияния на здоровье человека: хронические воспалительные заболевания различных органов, изменение нервной системы, действие на внутриутробное развитие плода, приводящее к различным отклонениям у новорожденных.

     Особый  вред выбросы алюминиевого завода наносят окружающей среде: беднеют флора и фауна, загрязняются поверхностные и подземные воды, воздух, почвы, вплоть до ухудшения свойств всего ландшафта территории. 

     2.4 Канцерогенный риск для здоровья населения от выбросов в атмосферу ОАО «Волгоградский алюминий» 

     Общие принципы обеспечения экологической  безопасности граждан предусматривают, прежде всего, необходимость организации  постоянного мониторинга окружающей среды.

     Мониторинг  качества атмосферного воздуха направлен  на предупреждение острых воздействий и в меньшей степени – на прогнозирование и предотвращение хронических эффектов при длительном воздействии малых уровней загрязнений (Тимохина, 2005).