Викиди вугільних тес - вплив на здоров`я від вугільного паливного циклу

Збиток здоров`ю населення, обумовлений викидами вугільних ТЕС. Раніше вже наводилися дані, що свідчать про значних кількостях і великій різноманітності речовин, що викидаються в атмосферу при спалюванні вугілля (див. Табл. 11.5 і 13.1). Вплив викидів ТЕС на навколишню природу, в першу чергу на рослинність, найчастіше неважко помітити навіть на протязі багатьох кілометрів від ТЕС без спеціальних досліджень. Однак в спеціальній літературі є лише поодинокі і вельми слабо аргументовані оцінки можливого впливу цих викидів на здоров`я населення.
Головну увагу фахівців до цих пір привертав найбільш вагомий (істотний по масі) компонент викидів - двоокис сірки (SО2). В експериментах на тваринах вплив високих концентрацій SО2 викликає в повітроносних шляхах зміни, аналогічні тим, які спостерігаються у людей при хронічних бронхітах.

Таблиця 14.5. Можливі збитки здоров`ю персоналу вугільного паливного циклу від професійних факторів нерадіаційної етіології [віднесений до 1 ГВт (ел.) Рік]

При низьких концентраціях будь-яких негативних зрушень в організмі піддослідних тварин не спостерігається, однак при спільному впливі SО2 з іншими забруднюючими речовинами виявляються зміни легеневої вентиляції. У дітей, які проживають навколо ТЕС, зростає частота легеневих захворювань, частішають утяжеляются астматичні напади, зростає число бронхітів і хронічних захворювань легенів. Природно, що почастішання цього роду захворювань не можна відносити з повною упевненістю на рахунок дій тільки SО2, оскільки поряд з нею на людей поблизу ТЕС неминуче діє складний комплекс інших факторів - частинок летючого попелу, NO, СО, металів, органічних сполук і т. Д. внаслідок цього викликає заперечення ряд робіт, присвячених оцінці збитку від SО2, в яких надмірна захворюваність в забруднених (міських) районах в порівнянні з чистими (сільськими) районами пояснюється авторами дією SО2. В одній з подібних робіт вказується, що додаткове число смертей, викликаних дією SО2 серед населення, в разі використання звичайної для США технології становить 27,3 випадку за рік роботи ТЕС потужністю 1 ГBт (ел.), А при використанні малосірчистого вугілля і передової технології очищення в 10 разів менше [8]. Згідно з даними іншої роботи в околицях Нью-Йорка в 1962-1966 рр. при концентраціях 30 мкг / м3 ( «залишкова» концентрація) смертність серед населення була нижчою за звичайну на 1,5%, а при концентрації 500 мкг / м3 - на 2% вище [11]. Інша серія робіт американських авторів, виконана за аналогічною методикою, присвячена вивченню ролі пилового фактора. У них, зокрема, показано, що в 1959-1961 рр. загальна смертність на 100000 чол. при вмісті пилу менше 80 мкг / м3 становила 40 чол / рік, при 100-135 мкг / м3 - 100 чол / год і при утриманні нили вище 135 мкг / м3 -130 чол / рік. Автори подібних робіт відносять на рахунок впливу викидів ТЕС (і навіть не всіх викидів, а лише окремих компонентів - пилу, SО2) всі надлишкові захворювання смерті від них), в тому числі серцево-судинні та деякі інші захворювань, для етіологічної зв`язку яких з SО2 і іншими компонентами викидів ТЕС немає достатніх підстав.

У той же час, очевидно, виправданий підхід, при якому проводиться кореляційний аналіз надлишкової захворюваності легенів і бронхів і рівня забруднення повітря викидами ТЕС. Відомо, що в промислово розвинених країнах рак легенів в останні чотири - п`ять десятиліть став зустрічатися в 10-20 разів частіше: рак легенів серед інших видів раку перемістився в якості причини смерті з 15-17-го на 1-2-е місце. Показово, що захворюваність на рак легенів з запізненням, відповідним 20-25-річному латентному періоду, корелює із забрудненістю атмосфери, причому в містах смертність від раку легенів при інших рівних умов вище, ніж в Сільській місцевості. Переконливо доведено, що куріння прискорює рак легенів, притому досить добре вивчена кількісний зв`язок між курінням і ризиком померти від раку (10 сигарет, викурених в день, подвоюють ризик померти від раку легенів, одна викурена сигарета в день адекватна ризику опромінення природним фоном). В експерименті доведено здатність багатьох компонентів атмосферних забруднень, в тому числі, поліциклічних ароматичних вуглеводнів, миш`яку, нікелю та інших компонентів, що входять до складу продуктів згоряння вугілля, а також вихлопів двигунів внутрішнього згоряння, викликати багато видів раку, включаючи рак легенів. Тим самим показано, що зростання, частоти захворюваності на рак легенів з ростом забруднення атмосфери пов`язаний етіологічної залежністю. Оскільки відомі дозові навантаження на легені, викликані природним радіаційним фоном і медичними діагностичними процедурами, є можливість кількісно оцінити внесок куріння і опромінень в захворюваність на рак легенів і більш обгрунтовано.
Нам не представляються досить аргументованими і кількісними оцінки ризику, що пов`язана з наявністю кадмію в викидах ТЕС. Так є вказівки, що лише за рахунок цього елемента, що викидається ТЕС в США потужністю 100 ГВт, щорічно від раку помирає 20 000 чоловік. Однак навіть питання про канцерогенність кадмію ще не можна вважати вирішеним.
У роботі підраховується, що кожна, тонна вугілля, спаленого на душу населення, викликає в Великобританії 142 випадки смерті від раку легенів на 1 млн. Населення при існуючому там (найвищому в світі) рівні смертності від спонтанного раку легенів (всі причини, разом узяті ) - 750 випадків на рік.
Якщо врахувати, що в СРСР спалюється в рік на душу населення трохи більше 1 т вугілля, а потужність всіх вугільних станцій становить 66 ГВт (ел.), То робота однієї номінальної ТЕС повинна бути причиною 2,15 випадки смерті від раку легенів на 1 млн . населення, а в масштабах країни всі вугільні ТЕС служать причиною 36 210 додаткових випадків смерті від раку легенів. Одна номінальна ТЕС згідно подібним розрахунками в масштабах країни може служити причиною близько 550 додаткових щорічних випадків смерті від раку легенів.
Зазначені розрахунки, на наше переконання, не можуть претендувати на точність. Нам видається, що вони істотно завищують ризик. У розрахунках, зокрема, не враховано роль опромінення (яке, можливо, відповідальна за 5-10% всіх випадків раку легенів), а головне, важко сказати, чи дійсно виділена частка додаткових випадків смерті від раку легенів обумовлена атмосферними забрудненнями і саме тієї їх частиною, за яку відповідальний вугільна енергетика. Цілком очевидно, що в різних країнах внесок вугільної енергетики, автомобільного транспорту, металургії, хімічної та інших видів промисловості у забруднення повітря є неоднаковим. Залишається багато в чому неясною також канцерогенна роль микрокомпонентов атмосферних забруднень органічних канцерогенів, особливо 3,4-бензпірена- ряду металів летючої вугільної золи. З огляду на, що викиди підприємств вугільної енергетики вельми багаті цими канцерогенно-насиченими компонентами, а сама вугільна енергетика відповідальна приблизно за 30% всіх атмосферних загрязненій- представляється не позбавленим підстав віднести значну частину (адекватну співвідношенню 142: 750), т. Е. Близько 20% спонтанної смертності від раку легенів, на рахунок вугільної енергетики. При зазначеному підході і існуючому в СРСР спонтанному рівні смертності від раку легенів вся вугільна енергетика в масштабах країни буде нести відповідальність за 20 000 випадків смерті в рік із спостережуваних 90 000 щорічних випадків [13], а робота номінальної ТЕС протягом року викликає в країні ризик додаткової смертності близько 290 випадків (або 360 випадків на 1 ГВт (ел.) рік. Це адекватно втрати 8700 чол-років життя і 5800 чол-років працездатності. Зазначені розрахунки, природно, досить умовні. Можна стверджувати, що відбувається також почастішання захворювань на рак інших локалізацій (стравоходу, шлунка, печінки), оскільки туди теж потрапляють канцерогени, спочатку проникли в легені. Більш ніж імовірно також почастішання багатьох захворювань верхніх дихальних шляхів за рахунок місцевих впливів насамперед SО2, а також захворювань, обумовлених впливом викидів ТЕС на мікроклімат ( зниження освітленості, зокрема - біологічно активної ультрафіолетової компоненти- почастішання похмурих днів і опадів).

Однак оцінити подібне ефекти кількісно поки не представляється можливим, та й навряд чи вони суттєво вплинуть на оцінку сумарного збитку, основний внесок в який дають ракові захворювання.
Це призводить до необхідності зробити додаткову оцінку канцерогенної небезпеки викидів ТЕС, використовуючи експериментальні дані, отримані в 1979 р в Інституті біофізики МОЗ України і дозволяють кількісно оцінити небезпеку 3, 4-бензпірен (БП) - одного з найсильніших канцерогенів [14]. У зазначених експериментах з 3, 4-бензпірен вперше була показана його здатність при природному, інгаляційному шляху надходження у вигляді аерозолю викликати у піддослідних тварин рак легенів, гістологічно нагадує рак легенів людини.
Згідно з даними [14] найбільш характерна для повітря міст СРСР концентрація 3, 4-бензпірен 0,01 мкг / 100 м3 теоретично може викликати близько 100 додаткових випадків раку легенів на 1 млн. Жителів в рік (діюча гранично допустима концентрація для атмосферного повітря в 10 раз більше і становить 0,1 мкг / 100 м в реальних умовах в повітрі багатьох міст світу 3, 4-бензпірен міститься на рівні цієї ГДК, а в багатьох випадках-істотно вище). За ризиком канцерогенезу присутність в атмосфері міст 3, 4-бензпірен в такій концентрації, мабуть, аналогічно щорічної дозі опромінення 0,01 0,02 Зв [15]. Можна прийняти, що діють в країні ТЕС загальною потужністю близько 70 ГВт (ел.) Відповідальні за підтримання в атмосферному повітрі концентрації 3, 4-бензпірен на рівні, який становить 1/5 спостережуваного (основний внесок обумовлений автотранспортом), т, е, 0002 мкг / 100 м3. Разом з тим 3, 4-бензпірен, очевидно, обумовлює лише якусь частину, також приблизно 1/5, канцерогенної небезпеки, пов`язаної з наявністю у викидах ТЕС інших канцерогенів. Якщо таким повітрям дихають 140 млн. Чол. (Все міське населення країни), то теоретично робота однієї номінальної ТЕС протягом року середньому призводить до 200 додатковим випадкам раку, визванного- викидами Б і інших ПАУ.  
Така оцінка заснована на тому, що в реальних умовах вугільні ТЕС, очевидно, відповідальні лише за невелику частку спостерігається в містах концентрації 3, 4-бензпірен в повітрі, оскільки внесок автотранспорту в забруднення атмосфери міст 3, 4-бензпіреном значно вище, ніж внесок ТЕС . Разом з тим слід врахувати, що викиди ТЕС містять велику кількість інших канцерогенів крім 3, 4-бензпірен. Тому можна прийняти, що остання оцінка ролі викидів ТЕС близька до реальної. Наведений, розрахунок непогано узгоджується з наведеними вище даними (290 додаткових випадків раку від всіх компонентів викидів номінальної ТЕС). Слід, однак, відзначити, що зміст 3, 4-бензпірен в викидах в вирішальною мірою залежить від режиму спалювання вугілля. На сучасних ТЕС з ефективним спалюванням вугілля зміст 3, 4-бензпірен в золі становить за даними Інституту біофізики МОЗ CCCР близько 1 10 ~ 10, в той час як в золі «старих» і менш ефективних ТЕС - 2 -10⁶ .   

Останнім часом, як було скасовано вище, з`явилися дані, що вказують на здатність сланцевої золи, до того ж золи з низькою концентрацією 3, 4-бензпірен, отриманої на потужних сучасних `ГЕС, викликати рак легенів (див. [26] в гл. 3) . Тривале вдихання аерозолю сланцевої золи (5 мг / м3) повітря викликало рак легенів приблизно у 1/3 піддослідних тварин. При штучному збільшенні змісту 3, 4-бензпірен в сланцевої золі ефект посилювався. Якщо вугільна зола має аналогічну дію, 3, 4-бензпірен і зола в сумі можуть бути відповідальні за основну частку ефекту.
Таким чином, наявні експериментальні дані і результати епідеміологічних обстежень дають пряму вказівку на здатність ряду компонентів викидів ТЕС викликати почастішання ракової захворюваності. Вельми важливо відзначити, що підвищення ефективності уловлювання золи на ТЕС не дає пропорційного ефекту з точки зору зниження шкоди для здоров`я, оскільки підвищення ефективності золоулавліванія йде переважно за рахунок уловлювання крупнодисперсних частинок, в той час як саме слабоулавліваемие високодисперсні частинки багаті мікроелементами, мають надзвичайно розвиненою поверхнею і, тим самим, високу хімічну і біологічну активність.
Узагальнюючи все сказане, можна констатувати, що викиди вугільної ТЕС завдають різноманітний шкоду здоров`ю населення, в тому числі підвищують загальну смертність, перш за все від peспіpaторних захворювань, а також смертність від ракових захворювань, серед яких основне значення має рак легенів. Згідно з деякими кількісними оцінками викиди номінальної ТЕС щорічно можуть призводити до смерті від раку легенів 550 осіб. Однак подібний оцінки не доведені і представляються істотно завищеними. Більш вірогідний загальний збиток від роботи вугільної ТЕС протягом року внаслідок впливу всіх нерадіоактивних компонентів її викидів до 200 додаткових випадків смертей на рік від раку легенів. Цей ризик для населення приблизно в 5000 разів вище ризику, пов`язаного з викидами АЕС, і майже в 400 разів вище ризику від всіх етапів ядерного паливного циклу [16, 17].
Разом з тим цей ризик розрахований для відносно високих викидів золи (коефіцієнт уловлювання 90%) і високий вміст 3, 4-бензпірен в викидах. Сучасні ГРЕС дозволяють істотно знизити викид зазначених компонентів. В результаті поступового переведення на більш досконалу очищення збиток від вугільних ТЕС, очевидно, можна знизити в найближчі роки в десятки разів і більше.