УДК 614.66 – 07.618 – 0.99

Оценка реальной химической нагрузки на организм населения в регионе Тенгизского нефтегазового месторождения

У.З. Зинуллин

Департамент Комитета Госсанэпиднадзора Министерства здравоохранения Республики Казахстан по Атырауской области,

Научный центр гигиены и эпидемиологии имени Хамзы Жуматова

Актуальностью проблемы является изучение качества объектов окружающей среды и установление риск – факторов загрязняющих веществ на организм населения в регионе Каспийского нефтегазового месторождения.

Цель: оценить уровень загрязнения объектов окружающей среды и установить суммарные индексы загрязнения атмосферы (ИЗА₅) и реальную химического нагрузку на организм населения.

Материалы и методы исследования: объектами исследования являются – атмосферный воздух, вода водоисточников, пищевые продукты, газовые смеси (SО₂, NO_2, H₂S, CO, углеводороды), тяжелые металлы. Определение газовых смесей производили с использованием газожидкостной хромотографии. Определение тяжелых металлов производили на атомно–абсорбционном спектрофотометре АА6200 Shimadzu.

Установлено, что из всех вредных веществ выбрасываемых в атмосферу на долю факельных хозяйств приходятся 47,2%, на дымовые трубы – 39,0 %, на остальные источники загрязнения – 13,8%, так окись углерода (70%) образуется неполном сгорании природного газа в атмосфере, где он окисляется до углекислого газа и участвует в создании парникового эффекта. Выбросы углеводородов (90%) в атмосферу поступают из резервуаров, более 9% нефтепродуктов теряется при транспортировке и хранении нефти, 8% - за счет потери при сборе нефтяного газа.

Источниками загрязнения объектов окружающей среды так же являются сточные воды нефтегазоперерабатывающих заводов и нефтегазохранилищ. Выбросы и сбросы загрязняющих веществ относятся к различным классам опасности (SО₂, NO_2, H₂S, CO, углеводороды). Так, несгоревшие углеводороды образуют газовую смесь (от метана и этана) до конденсированных углеводородов (15 – 20%) и сажи (4-8%). Оксиды азота и сажа рассеиваются на расстоянии 1-2 км, а углеводороды могут мигрировать в приземном слое атмосферы до 5-8 км. Например, сероводород не разлагается в течение суток и может распространятся до 700 – 800 км, окись углерода не разлагается до 4 суток.

Оценка ингаляционной химической нагрузки на организм населения проводилась с использованием суммарного показателя - индекса загрязнения атмосферы (ИЗА-5) по наиболее распространенным вредным веществам в регионе Тенгизшевройл (ТШО). При этом были использованы максимально – разовые и среднесуточные ПДК газовых смесей, их классов опасности и безразмерных коэффициентов (учитывающие классы опасности веществ).

Ингаляционная химическая нагрузка на организм населения производилась по суммарному показателю (ИЗА-5 в сутки) с учетом времени пребывания (в долях суток) человека в производственной зоне (санитарно – защитная зона ТШО), жилой зоне и в условиях фоновых загрязнений (контроль).

Основная масса выбросов приходится на зону активного загрязнения предприятиями ТШО в радиусе 19,5 км. Следует отметить, что в регионе ТШО ветры скоростью более 6 м/с являются опасными, так как факелы источников промышленных выбросов прижимаются к земле. В регионе ТШО весной и осенью отмечается наибольшая повторяемость юго – западного направления ветра, зимой – восточного и летом северо – западного направлении. В регионе ТШО удельный вес больших скоростей ветра составляют 4-5 м/с (до 32%) и 6-7 м/с (16%). Поэтому выбросы вредных веществ (до 15%) могут распространяться в радиусе 150 км и только 25% сернистых соединении остаются в районе выброса.

В этих условиях ингаляционная химическая нагрузка определялась как сумма произведений суммарного химического загрязнения воздушной среды (ИЗА-5) в различных условиях на время пребывания человека. В качестве основных составляющих ИЗА5 (индекса загрязнения атмосферы) принимались дозы загрязняющих веществ, вдыхаемые с воздухом в условиях производственной среды, жилых и общественных зданий, фона или загородных зон рекреации, то есть на различным удалении от факельных выбросов, таблица 1.

Таблица 1 – Ингаляционная химическая нагрузка на организм населения в зоне под факельного выброса Тенгизшевройл на различном удалении.

Объекты исследования. Время пребывания человека (в долях суток,t)	Индексы загрязнения атмосферы, ИЗА5 (SО2,NO2,H2S,CO, углеводороды)		Ингаляционная нагрузка (S) S = ∑ИЗА·t (в сутки)		Ингаляционная нагрузка (в %)
	Максимально – разовые концентр.	Средне – суточные концентр.	Максимально – разовые концентр.	Средне – суточные концентр.	Максимально – разовые концентр.	Средне – суточные концентр.
1. Производственная зона (санитарно – защитная зона, t-0,33 суток) - 1,0 км от факела - 2,0 км - 4,0 км 2. Жилая зона (t– 0,5 суток) - 8,0 км от факела - 10,0 км - 16,0 км 3. Фон (контроль), t - 0,063	8,6 9,8 9,7 9,2 5,5 6,3 6,0	27,1 28,6 25,4 32,7 21,3 19,2 11,2	2,8 3,2 3,2 4,6 9,7 3,1 0,64	8,9 9,4 8,4 16,3 10,6 9,6 1,2	13,83 15,81 15,81 22,72 13,34 15,33 3,16	13,82 14,60 13,04 25,31 16,46 14,41 1,86
4. Всего:	-	-	20,24	64,4	100	100

Из таблицы 1 видно, что наибольшие суммарные индексы загрязнения атмосферы (ИЗА) по максимально-разовым и средне-суточным концентрациям отмечаются в производственной зоне на расстоянии 4 км от факела (до 9,8-28,6) и жилой зоне – 8,0 км (9,2-32,7). На данном удалении (1-8 км) от выбросов факелов, ингаляционная химическая нагрузка на организм человека по 5 веществам достигала максимально 4,6-16,3 (15,8-25,3%). Степень опасности загрязнения на организм человека увеличивалась от сильной до очень сильной.

С увеличением расстояния (10-16 км) от выбросов факелов ТШО ИЗА₅ и ингаляционная нагрузка снизились до 1,7 раза, по сравнению с фоном в 3,0-13,5 раза. Степень опасности загрязнения на организм человека снижается от умеренной до допустимой.

В жилой зоне населенных пунктов (пос. ТШО и пос. Саркамыс) на расстояниях 5-8 км от санитарно-защитной зоны ИЗА₅ по сумме 5 загрязняющих веществ варьировал от 12,13 до 16,97 и ингаляционная нагрузка – от 5,1 до 12,15, что соответствовала по степени опасности для здоровья населения сильной степени загрязнения, таблица 2.

Таблица 2 – Ингаляционная химическая нагрузка на организм населения в жилой зоне на различном удалении от Тенгизшевройл

Объекты исследования. Время пребывания человека (в долях суток,t)	Индексы загрязнения атмосферы, ИЗА-S (SО2,NO2,H2S,CO, углеводороды)		Ингаляционная нагрузка (S) S = ∑ИЗА·t (в сутки)		Ингаляционная нагрузка (в %)
	Максимально – разовые концентр.	Средне – суточные концентр.	Максимально – разовые концентр.	Средне – суточные концентр.	Максимально – разовые концентр.	Средне – суточные концентр.
1. Жилая зона (t– 0,5 суток) - пос. Саркамыс (5 км от ТШО); - пос. ТШО (8 км от ТШО); - вахт.пос. Тенгиз (10 км от ТШО); - пос. Каратон (16 км от ТШО); - пос. Кульсары (60 км от ТШО)	12,13 10,24 6,80 2,6 2,4	24,3 21,6 16,97 5,6 5,2	4,65 5,1 4,1 1,3 1,2	12,15 10,8 8,5 2,8 2,6	28,41 31,19 25,08 7,95 7,34	32,97 29,31 23,06 7,61 7,05
2. Всего:	-	-	16,35	36,85	100	100

С увеличением расстояния от промзоны (таблица 2) на расстояниях 10-16 км (вахтовый пос. Тенгиз и пос. Каратон) ИЗА₅ по сумме 5 загрязняющих вществ снижался до 4,0 раз и ингаляционная нагрузка до 4,0-5,0 раз. Степень опасности загрязнения на организм населения была умеренной опасности, а на расстояний 60 км от выбросов факелов ТШО (пос. Кульсары) она была допустимой.

В регионе Прикаспия размещены крупные промышленные предприятия химической отрасли, морской порт для транспортировки нефти, нефтяные терминалы, нефтегазовые магистрали «Каламкас-Актау» и «Актау-Узень», хвостохранилища «Кошкар-Ата». За последние годы (2006-2007 гг.) в п. ТШО максимальные суммарные показатели загрязнения атмосферы (пыль, SO₂, CO, NO₂, NH₃, углеводороды) снизились по сравнению с 2003-2004 гг. от 1,5 до 2,8 раз (с 66,5 до 40,0) в основном за счет уменьшения загрязнений по пыли и двуокиси серы. Ингаляционная химическая нагрузка на организм населения Жылыойского района за 2004-2007 гг. показана в таблице 3.

Таблица 3 – Ингаляционная химическая нагрузка на организм населения в различных зонах пребывания в п. ТШО

Объекты исследования. Время пребывания человека (в долях суток,t)	Индексы загрязнения атмосферы, ИЗА-5(SО2,NO2,H2S,CO, углеводороды)	Ингаляционная нагрузка (S) S = ∑ИЗА·t (в сутки)
		В сутки	В %
1. Производственная зона (0,33 суток)	40,03	13,21	80,27
2. Жилая зона (0,5 суток)	4,14	2,07	12,57
3. Автотранспорт (поездка населения по городу), 0,063 суток	8,57	0,54	3,28
4. Загородная зона (фон), 0,107 суток	6,00	0,64	3,88
5. Всего:	-	16,46	100

Из таблицы 3 видно, что наибольшее загрязнение атмосферы п. ТШО по суммарным среднегодовым показателям (ИЗА₅) отмечается в производственной зоне (40,03) и высокой ингаляционной нагрузкой (13,21), что характеризуется очень сильной степени опасности для организма населения. Это связано, в основном, наиболее высокими максимальными концентрациями пыли (12,0 ПДК), NO₂ (5,2 ПДК), NH₃ (3,3 ПДК), углеводородам (2,2 ПДК).

В жилой зоне п. ТШО суммарные показатели загрязнения (ИЗА₅) снижаются по сравнению с промзоной в 10 раз (с 40,0 до 4,14), ингаляционная химическая нагрузка на население снизилась в 6,5 раз (с 13,2 до 2,0). Степень опасности загрязнения атмосферы на здоровье населения является слабой.

В зоне автотранспорта (при поездке населения по городу), суммарные показатели загрязнения (ИЗА₅) снижаются по сравнению с промзоной в 4,6 раз, а ингаляционная химическая нагрузка на население снижается в 24,4 раза. Степень загрязнения атмосферы на здоровье населения умеренная.

В загородной зоне (фон) уровень загрязнения атмосферы резко снижается (в 6,6 раза), а ингаляционная химическая нагрузка на население снижается в 21,6 раза. При этом опасность загрязнения атмосферы на здоровье человека характеризуется слабой степенью. Следует отметить, что наибольший удельный вес (до 80%) ингаляционной химической нагрузки на население отмечается в промзоне, наименьшая в жилой (12,5%) и в зоне автотранспорта и загородной зоне (0,5-0,6%).

Реальная химическая нагрузка (РХН) питьевой воды на организм населения показана в таблице 4.

Таблица 4 – Реальная химическая нагрузка питьевой воды на организм населения в регионе нефтегазовых месторождений за 2005-2006 гг.

Объекты исследования	Физиол. потребность населения воды, (л/сут.)	Сульфаты мг/сут		Железо мг/ сут		Фтор мг/сут		Фенолы мег/сут
		2000	2006	2000	2006	2000	2006	2000	2006
1. п. ТШО	3,0	324,0	240,0	5,1	0,6	1,8	1,2	0,0	0,0
2. Жылыойский район	3,0	1110,0	1140,0	0,36	0,30	3,0	3,6	0,0	0,0
3. п. Кульсары	3,0	231,0	144,0	2,7	2,1	1,68	0,9	0,018	0,0
4. Макатский район	3,0	1470,0	1500,0	6,0	0,9	3,3	2,7	0,0	0,0
Допустимая суточная нагрузка, мг/ сут.	-	800,0	800,0	0,9	0,9	1,2-3,4	1,2-3,4	0,003	0,003

Из таблицы 4 видно, что наибольшая сульфатная нагрузка с питьевой водой отмечены у населения Жылыойского и Макатского районов, превышающая допустимую в 1,4-1,9 раза. Высокая РХН по железу отмечена (в 3,0 раза выше допустимой) и в 6 раз по фенолу у населения п. Кульсары.

Реальная химическая нагрузка пищевых продуктов на организм населения показана в таблице 5.

Таблица 5 – Реальная химическая нагрузка (РХН) пищевых продуктов на организм населения в регионе нефтегазовых месторождений за 2005-2007 гг.

Наименование продукта	Масса пищевого продукта, потребляемого в составе суточного рациона (кг)	Реальная химическая нагрузка пищевого продукта на организм населения, мг/сут. (мин., макс.)
		Pb	Cu	Zn	Cd	As
1. Хлеб, хлебобулочные изделия	0,375	0,00037	0,018	0,034	0,00034	0,00037
		0,0487	0,45	4,575	0,022	0,0108
2. Рыба, рыбопродукты, консервы	0,05	0,00006	0,0055	0,015	0,0	0,0004
		0,025	0,553	3,16	0,0	0,735
3. Мясо, мясные продукты, колбасы, консервы	0,192	0,002	0,017	0,001	0,0019	0,0009
		0,007	0,816	0,610	0,019	0,0009
4. Молочные продукты, консервы	0,986	0,02	0,0068	0,039	0,008	0,0
		0,078	1,498	2,129	0,069	0,0
РХН, мг/сут.	-	0,0224	0,0473	0,089	0,01	0,0017
		0,158	3,317	10,474	0,11	0,746
РХН, мг/сутки с учетом поглощения	-	0,0022	0,023	0,089	0,006	0,00002
		0,0159	1,66	10,474	0,066	0,0075
Допустимая РХН мг/сут	-	0,1-0,5	2,0-3,0	10,0-15,0	0,057-0,071	0,05

Из таблицы 5 видно, что РХН с учетом поглощения веществ организмом пищевых продуктов на организм населения в регионе нефтегазовых месторождений не превышает допустимых, рекомендованных ВОЗ. Наибольшая максимальная нагрузка у населения отмечена по свинцу (30,0-49,4%), с хлебом и хлебобулочными изделиями, меди (24,2-45,1%), мясными и молочными продуктами, цинку (29,8-43,9%), молочными и хлебобулочными продуктами, кадмию (62,7%) – молочными продуктами, мышьяку (до 100%) – рыбными продуктами.

РЕЗЮМЕ

Оценка реальной химической нагрузки на организм населения

в регионе Тенгизского нефтегазового месторождения

Наибольшая ингаляционная нагрузка на организм населения по сумме веществ (H₂S, SO₂, NO₂, CO, углеводороды) отмечена у рабочих и у населения от 8,4 до 16,3 ПДК на расстояниях 1,0-8,0 км от выбросов Тенгизшевройл.

Установлено, что пос. Саркамыс, пос. ТШО, вахтовый пос. Тенгиз (5-10 км от нефтегазовых выбросов) ингаляционная нагрузка газовыми смесями на организм населения достигала от 8,5 до 12,1 ПДК/сутки.

Более высокая ингаляционная нагрузка химическими веществами (пыль, NO₂, NH₄, углеводороды) получают рабочие в производственной зоне п. ТШО до 40,0 ПДК, наименьшую население жилой зоны и автотранспорта – от 0,5 до 2,0 ПДК/сутки.

SUMMARY

Estimation of the real chemical loading on an organism of the population

in the region of Tengiz oil-and-gas deposit

The greatest inhalation loading on an organism of the population according to the sum of substances (H₂S, SO₂, NO₂, CO, hydrocarbons) is noted at workers and the population from 8,4 up to 16,3 MPC on the distances of 1,0-8,0 km from Теngizshevroil’s emissions.

It is established, that inhalation loading by gas mixes on an organism of the population in Sarkamys settlement, TSО settlement, Теngiz camp (5-10 km from oil-and-gas emissions) reached from 8,5 up to 12,1 MPC/day.

Workers in the industrial zone of TSО settlement town receive higher inhalation loading by chemical substances (dust, NO₂, NH₄, hydrocarbons) - up to 40,0 MPC, the population of the residential zone and motor transport receive the least inhalation loading - from 0,5 up to 2,0 MPC/day.