Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Комплексная гигиеническая оценка аэрогенного риска бронхолегочной патологии населения промышленного города

рукописи

ФРОЛОВ Александр Борисович

КОМПЛЕКСНАЯ ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА АЭРОГЕННОГО РИСКА БРОНХОЛЕГОЧНОЙ ПАТОЛОГИИ НАСЕЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ГОРОДА

14.00.07 - гигиена

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицииских наук

Оренбург - 2007 г.

003065550

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор

Боев Виктор Михайлович

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

Кутепов Евгений Николаевич

доктор медицинских наук, профессор Березин Игорь Иванович

Ведущая организация: Российская медицинская академия

последипломного образования

Защита диссертации состоится « » октября 2007 года в 10 часов на заседании диссертационного Совета Д 208.066.01. при ГОУ ВПО «Оренбургская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» по адресу: 460000. г, Оренбург, ул. Советская, 6. Факс: (3532) 772459.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Оренбургской государственной медицинской академии.

Автореферат разослан « ¿> » се^ТлЗ/а 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор биологических наук,

профессор Соловых Галина Николаевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В современных условиях стало очевидно, что создание эффективной системы экологической безопасности зависит от разработки управленческих решений на основе методологии оценки риска и прогноза опасности воздействия многочисленных факторов в суммарном риске развития нарушений состояния здоровья населения (Рахманин Ю А с соавт, 2003-2006, Оншценко Г Г, 2003,2005)

В условиях урбанизированных территорий загрязнение воздушной среды химическими поллютантами оценивается как первостепенный фактор внешней среды, формирующий высокий уровень риска здоровью При этом неравномерность уровней воздействующих концентраций пол-лютантов значительно затрудняет оценку их влияния на человека (Пини-гин М А, 1993, Кутепов Е Н с соавт, 1999, Авалиани С Л, 2002, 2006, Боев В М с соавт, 2003,2004)

Болезни органов дыхания занимают первое место в структуре заболеваемости России, являются в промышленно развитых городах ведущей причиной временной нетрудоспособности и инвалидности населения в трудоспособном возрасте В формировании опасности данной патологии основными причинами являются антропогенные факторы среды обитания (Большаков А М, Акимова Е И, 1997, Зайцева Н В , Аверьянова Н И, Корюкина И П, 1997, ЮееЬе^ег Б К, 2005) В ранее проведенных исследованиях в промышленном городе (на примере г Оренбурга) показано, что в формировании многих нарушений состояния здоровья населения важное значение имеет загрязнение атмосферы оксидами азота, серо-соединениями, углеводородами, формальдегидом, тяжелыми металлами (Сетко Н П, 1990; Сетко с соавт, 2004, Быстрых В В с соавт, 1997,2000, Борщук Е Л, 2002, Дунаев В.Н, 2006), а доказательством опасности этих соединений является выявление специфических аллергических антител к ксенобиотикам и реакций иммунокомпетентных клеток на антигены (Смолягин А И с соавт, 1997, Скачкова М А, 2004)

Несмотря на большое количество исследований по оценке риска здоровью факторов среды обитания, остается невыясненным целый ряд вопросов, касающихся формирования суммарной антропогенной нагрузки у городского населения с учетом аэрогенной многосредовой экспозиции токсических веществ воздуха селитебных территорий и закрытых помещений До сих пор остаются недостаточно разработанными вопросы количественной оценки вклада токсикантов в формирование неспецефи-чекой патологии органов дыхания и смертности, характер сезонных, возрастных и территориальных особенностей обострения бронхиальной астмы у больных. Остается актуальным изучение количественных зависимостей в системе «среда обитания - здоровье» с привлечением современных методов математического моделирования

Перечисленный круг нерешенных вопросов определил актуальность и составил цель и задачи настоящей работы, которая проводилась в соответствии с планом НИР Оренбургской государственной медицинской академии (№ государственной регистрации 01 2.00 316164)

Цель исследования. Оценить уровень аэрогенного риска формирования заболеваний органов дыхания и прогноза обострения бронхиальной астмы у населения промышленного города Задачи исследования:

1 Провести идентификацию химических соединений в воздухе селитебных территорий и закрытых помещений промышленного города

2 Ретроспективно оценить популяционные характеристики патологии органов дыхания у населения

3 По результатам когортных исследований оценить распространенность обострений, сезонность и тяжесть течения бронхиальной астмы

4 Оценить вклад химических аэрогенных факторов в формирование риска бронхолегочной патологии и прогноз обострений бронхиальной астмы

Научная новизна. Впервые проведена комплексная оценка влияния многосредового суммарного загрязнения атмосферного воздуха и воздуха закрытых помещений на заболеваемость органов дыхания, дифференцируемого по возрасту, полу, пространственной локализации места проживания и тяжести течения Установлены региональные величины вероятностного эпидемиологического риска болезней дыхательной системы, являющихся маркерами антропогенного химического воздействия

Получены дополнительные сведения, характеризующие вклад природно-климатических и антропогенных факторов в заболеваемость, смертность и обращаемость за скорой медицинской помощью при обострениях бронхиальной астмы

Впервые проведена оценка риска обострений и тяжести течения бронхиальной астмы с учетом экологического состояния среды обитания Установлены уровни риска хронической интоксикации при многосредо-вой суммарной аэрогенной экспозиции токсичных веществ. Получены математические модели взаимосвязи в системе «заболеваемость органов дыхания - аэрогенные факторы среды обитания» и предложена методика прогнозирования заболеваемости Выявлены региональные тенденции в формировании аэрогенной антропогенной нагрузки и дан прогноз риска заболеваемости и смертности населения, основанный на результатах регрессионных соотношений

Практическая значимость работы и реализация результатов исследования. Установлены приоритетные вещества в атмосфере промышленного города, определяющие наибольший риск формирования патологии органов дыхания, возникновения сезонных обострений и тяжести течения бронхиальной астмы в отдельных административных районах

города По величине аппроксимации в качестве прогностической модели обострений бронхиальной астмы у больных города наиболее обосновано использовать модель «диоксид азота и суммарный показатель»

С учетом приоритетных факторов риска и источников загрязнения атмосферы разработаны гигиенически обоснованные мероприятия по охране окружающей среды и организации медицинской помощи населению города, рекомендации по рациональному анализу информации об аэрогенном загрязнении среды обитания в рамках программы социально-гигиенического мониторинга Созданы компьютерные базы данных социально-гигиенического мониторинга для промышленного города

Результаты исследования используются Комитетом по охране окружающей среды и природных ресурсов администрации Оренбургской области (акт внедрения от 06 07.2007г ), ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Оренбургской области» (акт внедрения от 07.02 2006г.), Управлением Роспотребнадзора по Оренбургской области (акт внедрения от 21 03 2006г), МУЗ «Станция скорой медицинской помощи» г Оренбург (акт о внедрении от 12 04 2006г) при решении вопросов управления окружающей средой и здоровьем населения Подготовлено информационное письмо «Первичная заболеваемость населения Оренбургской области в 2006 году» Материалы исследования включены в ежегодные доклады «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Оренбургской области» (2004-2006г)

Материалы диссертации используются в учебном процессе в Оренбургской медицинской академии, включены в программу курсов усовершенствования врачей - гигиенистов, врачей-лаборантов, помощников санитарных врачей в Оренбургской области (акт внедрения от 28.08 2007г.).

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на международных, всероссийских, межрегиональных и региональных конференциях XV Международном симпозиуме «Медико-экологическая безопасность, реабилитация и социальная защита населения», Италия, 2004, Международной научно-практической конференции «Проблемы оценки риска здоровью населения от воздействия факторов окружающей среды», посвященной 60-летию образования АМН СССР -РАМН и 125-летию со дня рождения академика АМН СССР А Н Сысина, Москва, 2004, научно-практической конференции «Социально-гигиенический мониторинг среды обитания и здоровья населения», Оренбург, 2004, научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов, Оренбург, 2004,2005,2006

Публикации По теме диссертации опубликовано 11 работ, из них 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Приоритетные показатели среды обитания, определяющие антропогенную аэрогенную нагрузку на систему дыхания

2 Экологически обусловленные риски заболеваемости и обострений патологии органов дыхания среди населения города

3 Территории и группы повышенного риска формирования болезней системы дыхания

4 Методические подходы к прогнозированию экологической ситуации, профилактике и оказанию медицинской помощи при болезнях системы дыхания

Объем и структура диссертации Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка используемой литературы, приложения документов, подтверждающих внедрение полученных результатов в практику Текст изложен на 165 страницах, иллюстрирован 19 таблицами и 63 рисунками

Список литературы содержит 311 источников (в том числе 109 иностранных)

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Для решения поставленных задач были выполнены собственные исследования, проведена ретроспективная комплексная оценка и анализ лабораторных данных ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Оренбургской области» по исследованию воздушной среды селитебных территорий и закрытых помещений; отчетных форм Главного управления здравоохранения администрации Оренбургской области и лечебно-профилактических учреждений о заболеваемости органов дыхания населения г. Оренбурга В качестве объекта исследования выбран город Оренбург с населением 525,2 тыс. человек Изучаемые объекты наблюдения выбраны " в соответствии с «Методическими указаниями по вопросам сбора, обработки и порядка представления данных об изменениях состояния здоровья населения, связанных с загрязнением окружающей среды» № 3861-85 для целей социально-гигиенического мониторинга среды обитания Анализ всех исследуемых параметров воздушной среды проводился в разрезе выбранных зон наблюдения в разных районах города, характеризующихся различными условиями формирования аэрогенной нагрузки

Комплексный анализ воздушной среды включал основные химические факторы, участвующие в формировании антропогенной нагрузки воздуха закрытых помещений и селитебных зон: взвешенные вещества, диоксид азота, диоксид серы, сероводород, формальдегид, оксид углерода, аммиак, хром, никель, кобальт, бенз/а/пирен, марганец, ванадий, в т.ч по группам суммации веществ однонаправленного действия на органы дыхания Всего в данной работе проанализированы результаты 26300 ис-

следований воздушной среды за 1987 -2005 годы, в т ч по воздуху закрытых помещений - 1430 исследований Отбор проб и анализ содержания вредных веществ в воздушной среде проводился в соответствии с ГОСТ 12 1 016-79 (с исправлениями от 1992г), ГОСТ 17 2 3 01-86, РД52 04 18689 Исследования проводились аттестованными фотометрическими, хро-матографическими, атомно-абсорбционными методами на средствах измерения аккредитованных лабораторий

Идентификация химических веществ с направленностью воздействия на органы дыхания проведена за период 2000-2004 гг на основе Методических рекомендаций «Перечень приоритетных показателей для выявления изменений состояния здоровья детского населения при вредном воздействии ряда факторов среды обитания» (М, 2000), Руководства по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду (Р2 1 10 1920-04), баз данных Интегрированной информационной системы о рисках (IRIS) Агентства по охране окружающей среды США (U S ЕРА), Национальной токсикологической программы США (U S NTP), Американского общества правительственных промышленных гигиенистов (ACGIH), а также с учетом данных литературы

В качестве гигиенических нормативов использованы ПДК по ГН 2 1 6 1338-03 «Предельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест» Определялся коэффициент превышения ПДК и суммарный показатель загрязнения атмосферного воздуха — Ксум В качестве дополнительного комплексного показателя использовался ИЗА5 (РД 52 04.186-89) Для атмосферных примесей с однонаправленным действием на органы дыхания рассчитывался суммарный показатель Квоздух

Идентификация источников загрязнения атмосферного воздуха осуществлялась с учетом особенностей выбросов крупных промышленных предприятий (данные государственной статистической отчетности по форме 2-тп «воздух»), результатов анализа маршрутных и стационарных источников загрязнения атмосферы

Сбор и анализ информации о показателях здоровья проведен в соответствии с «Порядком деятельности санитарно-эпидемиологической службы по оценке состояния здоровья населения в связи с воздействием факторов окружающей среды» (М, 1989), «Методическими указаниями по вопросам сбора, обработки и порядка представления данных об изменениях состояния здоровья населения, связанных с загрязнением окружающей среды» №3861-85 (М, 1985), по данным Регионального информационного фонда социально-гигиенического мониторинга ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Оренбургской области»

Проведено когортное исследование за 358 больными бронхиальной астмой, госпитализированных по поводу обострения течения астмы в Об-

ластную клиническую больницу №2 Анализ особенностей распространения обострений у взрослого населения проведен в 2000-2003 гг. по первичным документам о заболевших и умерших, с учетом места проживания, возраста, пола, периода года

Расчет фоновых значений, эпидемиологических и вероятностных рисков патологии органов дыхания проводился на основе методических рекомендаций «Унифицированные методы сбора данных анализа и оценки заболеваемости населения с учетом комплексного воздействия факторов окружающей среды» (М , 1996)

Относительный эпидемиологический риск (RJ') определялся как вероятность отклонения показателя от фоновой величины Полученные фоновые значения использовались для определения показателей относительного эпидемиологического риска

Расчет поглощенных ингаляционных доз химических веществ и оценка неканцерогенного и канцерогенного риска здоровью были произведены в соответствии с руководством Р 2 1.10 1920-04 (Москва, 2004)

Анализ данных осуществлялся при помощи пакета программ Statis-tica for Windows, Release 6.0, "StatSoft Inc " Для оценки различий показателей по сравнению с исходными данными были использованы t - критерий Student и непараметрические методы Для изучения связей между признаками применялся корреляционный анализ Спирмена и статистическая модель множественной регрессии Достоверность качественных различий вычислялась с помощью Fisher's exact test Полученные данные считали достоверными при значениях р < 0,05 Расчеты осуществлялись на персональных IBM-совместимых компьютерах

Результаты исследования и их обсуждение

Идентификация аэрогенных факторов риска в промышленном городе

На первом этапе проведен анализ загрязнения воздуха закрытых помещений и атмосферы селитебных территорий города по данным стационарных и маршрутных постов наблюдения, с идентификацией основных источников выбросов в атмосферу токсических соединений

По среднемноголетним показателям индекса загрязнения атмосферы (ИЗА5) Оренбург относится к городам с высоким индексом загрязнения воздушной среды (р < 0,05) и высоким удельным весом проб (17 %) атмосферного воздуха с превышением ПДК (расчет проводился по среднесуточным ПДК) Максимальное количество проб с превышением ПДК зарегистрировано в Центральном (19,8 %) и Дзержинском (18,7 %) районах города Из общего количества анализируемых веществ (всего 58 химических веществ и соединений), содержание которых определяется в воздушной среде, по семи из них ежегодно регистрируются превышения ПДК Наибольший удельный вес проб выше ПДК зарегистрирован по

взвешенным веществам (29 %), диоксиду азота (39,25), оксиду углерода (4%), никелю (13%) и хрому (4,6%)

На следующем этапе были проанализированы тенденции формирования загрязнения атмосферного воздуха поллютантами, в том числе с однонаправленным действием на органы дыхания

Таблица 1

Среднемноголетние показатели загрязнения атмосферного

воздуха (в долях ПДК)

Наименование Среднее значение (М) Стандартное отклонение (о) Стандартная ошибка (ш)

Взвешенные вещества* 1,16 0,26 0,06

Диоксид серы* 0,31 0,31 0,07

Оксид углерода 0,42 0,09 0,02

Диоксид азота* 1,37 0,18 0,04

Оксид азота* 0,48 0,11 0,02

Сероводород* 0,36 0,11 0,02

Формальдегид* 1,56 0,47 0,11

802+Ж)2* 1,68 0,35 0,08

БОг+НгБ* 0,66 0,30 0,07

НгБ+Богт* 1,92 0,51 0,12

Бенз/а/пирен 2,65 0,90 0,20

К суммарный 8,0

К воздух 5Д

Прим * - действующие на систему дыхания,

В период 1987-2005 гг. среднегодовые концентрации формальдегида, диоксида азота, взвешенных веществ, а также по группам суммации диоксид азота + диоксид серы, сероводород + формальдегид на протяжении большинства лет превышали среднесуточную ПДК (табл 1) Из анализируемых металлов (хром, никель, ванадий, кобальт и марганец) среднегодовые концентрации по хрому превышали гигиенический норматив в 2,5 раза (р < 0,05) По остальным металлам наблюдалось снижение, за исключением никеля (0,94 ± 0,11 ПДК) Из числа определяемых металлов воздействием на органы дыхания обладают никель и хром

Среднее содержание примесей в закрытых помещениях по формальдегиду, диоксиду азота, взвешенным веществам не превышало 0,5 -0,6 ПДК для атмосферного воздуха, а по металлам было ниже предела обнаружения применяемых методик и не учитывалось в дальнейшем при анализе

Таким образом, идентифицированы приоритетные поллютанты в атмосфере и воздухе закрытых помещений (формальдегид, хром, диоксид азота, диоксид серы, взвешенные вещества, никель), формирующие

воздействие на органы дыхания населения. Токсичные соединения однонаправленного действия: диоксид серы, диоксид азота и но эффекту сум-мации 502+]\702; Н2Б+Рогт., стабильно превышают допустимый уровень в атмосфере города за последние 20 лет. Установлено, что в общей структуре атмосферных примесей с однонаправленным действием на органы дыхания наибольшую потенциальную опасность представляет хром (40,4%), Удельный вес формальдегида был равен 17,8%, диоксида азота и никеля по 15%.

Для осуществления комплексной оценки уровня аэрогенного воздействия с учетом классов опасности веществ как в целом по городу и в закрытых помещениях, так и по отдельным его территориям и временам года, проведена оценка степени загрязнения воздуха по суммарному показателю КВОзДух. Значения показателя К„оэдух по среднегодовым концентрациям атмосферных примесей с однонаправленным действием на органы дыхания населения (формальдегид, хром, диоксид азота, взвешенные вешества) в 11 раз выше нормируемых величин (К* <1,0) для атмосферы селитебных территорий. Несмотря на то, что в воздухе закрытых помещений содержание примесей не превышает ПДК, их суммарное содержание (КМ1цух) выше установленной нормы (Кх <1,0) практически в 3 раза.

Установленная ранее высокая вариабельность в течение года содержания примесей в атмосферном воздухе селитебных территорий города и выявленные особенности возникновения и обострения аллергических заболеваний у детей в разное время года, позволили авторам предположить их связь с колебаниями уровней загрязнения атмосферы (Быстрых В.В., 2000; Кудрин В.И., 2000). Проведенные исследования (рис. 1) пока-

■ хром □ никель Иформальдегид ^диоксид ээота Е2 вэзеи-енгный зеществэ Исумма

Рисунок I. Сезонные особенности формирования загрязнения атмосферного воздуха 10

зали, что по среднемесячным концентрациям наиболее высокий уровень загрязнения атмосферы приходится на осенне - зимний период Так, самый высокий суммарный показатель (Квоздух) был зарегистрирован в зимние месяцы и в 2,2 раза превышал уровень, характерный для летнего времени

Это было обусловлено воздействием (в порядке значимости) хрома, никеля и диоксида азота (самые высокие уровни в зимнее время) Весной и осенью регистрировалось наиболее высокое воздействие формальдегида и взвешенных веществ В летнее время регистрировалась минимальная аэрогенная нагрузка Анализ результатов помесячного наблюдения позволил определить месяцы наибольшего риска ноябрь — февраль

Анализ внутритерриториальных особенностей формирования аэрогенной нагрузки в городе показал, что значения показателя КВОздух по среднегодовым концентрациям в 4 районах отмечались в пределах 5,0 -10,1.

Самая высокая суммарная нагрузка была установлена для населения Промышленного района (Квоздух - 10,1), на втором ранговом месте -Центральный (КВОздух - 6,5) Суммарная нагрузка в отмеченных районах в 1,3 - 2,0 раза выше, чем в других районах за счет выбросов токсикантов в атмосферу предприятиями ОАО «Инвертор», шпалопропиточный завод, АО «Радиатор», мебельный комбинат, локомотиворемонтный завод, а также автотранспортом

Эпидемиологическая характеристика заболеваемости органов дыхания у взрослого населения промышленного города

Одним из важнейших показателей здоровья населения является заболеваемость - наиболее характерная, официально регистрируемая реакция на вредное воздействие среды обитания Проведенные исследования показали, что по среднемноголетним (1991-2005 гг ) данным, в структуре заболеваемости среди всего населения промышленного города первое место занимают болезни органов дыхания

Анализ динамики первичной заболеваемости всего населения за исследуемый период продемонстрировал, что показатели заболеваемости органов дыхания варьировали от 322,4 до 393,0 на 1000 населения г Оренбурга и были стабильно выше, чем средние показатели по Оренбургской области (247,6 - 329,6 на 1000) При этом, средний показатель первичной заболеваемости болезнями органов дыхания взрослых составил 487,1 + 11,04 (на 1000 взрослых) и превысил фоновый показатель (346,4 на 1000 взрослых) на 27,8% (р < 0,05) Средний показатель распространенности болезней органов дыхания среди взрослого населения города превысил фоновый уровень на 26,5% с тенденцией к росту, что в дальнейшем подтверждается расчетными показателями вероятностного эпидемиологического риска

болезней органов дыхания у взрослого населения (1991-2005 годы)

Как видно из рисунка 2, в динамике анализируемого периода уровни риска распространенности и первичной заболеваемости болезнями органов дыхания имели одинаковые закономерности (г = 0,96, р < 0,05) Неблагоприятные тенденции стали развиваться с 1995 года Таким образом, отмечены тенденции к росту заболеваемости болезнями органов дыхания взрослого населения промышленного города, величина вероятностного эпидемиологического риска за анализируемый период выросла в 1,3 раза Максимальный уровень риска был зарегистрирован в 2004-2005 гг. - 0,54 - 0,56 (повышенный риск) при среднемноголетнем показателе 0,45 ±0,018 (средний риск)

В 80 - 90 гг в Оренбургской области отмечены неблагоприятные тенденции в распространении онкопатологии. показатели превышали среднероссийский уровень на 5,1 - 7,5% (1998-1999), в основном, за счет более высоких показателей заболеваемости органов дыхания, а первичная заболеваемость в городах была выше на 17,5% (Боев В М, Куксанов В Ф, Быстрых В В , 2002). Проведенный анализ динамики заболеваемости злокачественными новообразованиями трахеи, бронхов, легкого в последующий период (1999-2006) показал, что показатели варьировали с 50,1 (1999) до 37,5 (2006) на 100 тыс населения Снижение показателя произошло на 33,7% По среднемноголетним данным наиболее высокие уровни заболеваемости отмечаются в Промышленном и Центральном районах города

Смертность относится к интегральным показателям состояния здоровья, характеризующим его на популяционном уровне

При анализе внутритерриториальной смертности населения от болезней органов дыхания было установлено (рис 3), что по среднемноголетним данным, наиболее высокие показатели отмечаются в Промышленном и Центральном районах - 64,9 и 57,0 (на 100 тыс ) Показатели

смертности от злокачественных новообразований органов дыхания за 2002-2006гг. варьировали от 30,6 до 37,3 (на 100 тыс. населения) при среднем ноголстн их, наиболее высоких показателях в Центральном (37,0; 31,1- 45,6) и Промышленном {38,6; 33,7 - 43.2) районах, по городу (34,2 на 100 тыс.).

2004г. 200 5 г.

2006г. С рад немного лет

а Дзержинский район □ промышленный район

еа Л ени не ки й район □ Центральный район

Рисунок 3. Динамики смертности населении от болезней органов дыхания в административных районах города.

Неблагоприятная экологическая ситуация, обусловленная антропогенными факторами, отрицательно сказывается па состоянии больных с хронической патологией органов дыхания, и в большей степени - на течении бронхиальной астмы. Бронхиальная астма (БА) принадлежит к числу наиболее распространенных заболеваний и представляет собой серьезную проблему для здравоохранения во всех странах мира.

На данном этапе работы проведены когортные исследования в четырех административных территориях города. Под наблюдением находились 358 жителей г.Оренбурга обратившихся за скорой медицинской помощью (2000 - 2003гг.) и проходивших лечение по поводу обострения течения бронхиальной астмы. За данный период количество больных, поступивших с обострением на лечение, составило от 4,74 до 23,91, в среднем, 16,3 на 100 тыс. населения.

Анализ обращаемости больных с бронхиальной астмой показал, что наибольший уровень характерен для территорий Центрального и Промышленного районов (рис. 4), с увеличением числа обострений с января по март месяцы, а основной пик количества обострений приходится на март. Данная закономерность подтверждается и длительностью лечения больных(14,1 ±4,1 - 14,6±4,4 дня), что соответствует тяжести течения заболевания (легкая степень тяжести у 9,2% больных, средняя -39,6%, тяжелая - 51,2%). В младшей возрастной категории заболевших мужчин в 2 — 3 раза больше, а в старших категориях преобладают жен-

щины. Для Промышленного района характерен более длительный и стабильный период риска возникновения обострений бронхиальной астмы протяженностью четыре месяца (с января по апрель).

80 70 60 50 40 30 20 10 0

Центральный Промышленный Дзержинский Ленинский

Рисунок 4. Уровень обострений бронхиальной астмы по районам города

Гигиеническая оценка аэрогенного риска и прогноз обострений бронхиальной астмы

Для определения взаимосвязи заболеваемости органов дыхания, смертности и частотой обострения бронхиальной астмы с уровнем загрязнения атмосферного воздуха, нами использован метод парной корреляции и множественной регрессии. Модели, описывающие эту взаимосвязь, были построены на основе идентификации приоритетных токсикантов с однонаправленным действием на органы дыхания: взвешенные вещества, формальдегид, диоксид азота, диоксид серы, никель, хром, группа суммации: диоксид азота и диоксид серы. Дополнительно включены вещества из списка ИЗА5, не являющиеся приоритетными по уровню содержания в атмосфере города - оксид углерода и сероводород, а также суммарный показатель КЕОМух.

Характерно, что корреляционный анализ выявил определенные закономерности в структуре связей ксенобиотиков при заболеваемости органов дыхания (распространенность, первичная). Так, среди атмосферных примесей, наибольший вес (г = 0,42 - 0,56, умеренная степень) при распространенности заболеваний органов дыхания у взрослого населения имеют диоксид азота (г = 0,56), хром (г = 0,53), взвешенные вешества (г = 0,42) и формальдегид (г = 0,42), а при первичной заболеваемости - оксид углерода, сероводород {г = 0,84 и 0,77, высокая связь) и хром (г = 0,54, умеренная).

Оценка корреляции концентраций самих ксенобиотиков между собой при анализе распространенности заболеваний органов дыхания и первичной заболеваемости, показывает наличие однотипных корреляци-

65,26

§| i 1 ■ 1 ■ 54,00

ЙЛ 48,21

F 1 Я —

- ¡K

онных связей- высокая связь между концентрациями формальдегида, хрома, никеля и взвешенными веществами, диоксидом азота (г = 0,66 -0,75), при умеренной степени (г = 0,57 - 0,59) - с диоксидом серы, что позволяет сделать предположение об источниках загрязнения атмосферного воздуха Отсутствие значимых корреляций с основными примесями (оксид углерода, диоксид серы, диоксид азота - «автомобильные токсиканты») от выбросов автотранспорта позволяет предположить, что основными источниками загрязнения атмосферы, влияющими на формирование заболеваемости органов дыхания, являются в большей степени стационарные, требующие более детального изучения

Воздействие атмосферных токсикантов осуществляется комбинированно, а не независимо, поэтому более объективно заболеваемость следует сравнивать с суммарным воздействием веществ, критерием чего является взаимозависимость с комплексным показателем загрязнения Квоздух, тем более, что для сравнения нами приняты вещества с однонаправленным токсическим действием Установлена умеренной степени корреляционная зависимость между суммарным загрязнением атмосферного воздуха с распространенностью (г = 0,74, р<0,01), а также с первичной заболеваемостью органов дыхания (г = 0,53, р<0,05) населения с лагом в 2 года.

Для оценки влияния аэрогенных загрязнителей на уровень смертности населения был использован метод парной корреляции, а модель, описывающая эту взаимосвязь, была построена по территориальному признаку на основе следующих факторов взвешенные вещества, диоксид азота, диоксид серы, формальдегид, хром, никель, группы суммации диоксид азота и диоксид серы, оксид углерода, сероводород

Таблица 2

Корреляционная зависимость между уровнем смертности населения города от болезней органов дыхания и загрязнением атмосферного воздуха

Дзержинский Промышленный Центральный Ленинский Город

Взвешенные вещества 0,30 -0,84 0,46 -0,55 0,23

Диоксид азота 0,16 0,26 0,59 0,53 0,72

Диоксид серы 0,43 0,60 0,1 -0,45 0,51

Формальдегид 0,05 -0,08 0,24 -0,49 0,45

Хром -0,14 0,62 0,33 -0,52 0,56

Никель -0,18 -0,47 0,52 -0,89 0,28

ИОз+ЗОг -0,57 0,44 0,68 -0,45 0,63

Проведенный анализ показал (табл 2), что для промышленного города характерна высокая связь смертности с диоксидом азота (г = 0,72) и умеренная степень зависимости от уровня диоксида серы (г = 0,51), фор-

мальдегида (г = 0,45), хрома (г = 0,56) и группы суммации диоксид азота и диоксид серы (г = 0,63) Связь с содержанием в атмосфере города оксида углерода и сероводорода не выявляется Территориально наибольшее количество корреляционных связей умеренной степени установлено для Промышленного и Центрального районов города

Таким образом, корреляционный анализ выявил определенные закономерности в структуре связей ксенобиотиков при заболеваемости органов дыхания у взрослого населения (распространенность, первичная) и смертностью, когда наибольшее количество связей показателей смертности практически соответствует структуре связей распространенности заболеваний органов дыхания, а не первичной заболеваемости, что математически подтверждает значение аэрогенных антропогенных факторов в формировании патологии органов дыхания у населения промышленного города

В многофакторной статистической модели зависимости обострений бронхиальной астмы от уровня аэрогенной нагрузки, с построением модели множественной регрессии, рассчитываемой с учетом условий каждого района загрязнения атмосферы селитебных территорий, включались следующие показатели Уп+4 - количество обострений бронхиальной астмы за период 2000-2003 гг, Хрт- концентрация в атмосферном воздухе взвешенных веществ, Хг- концентрация в атмосферном воздухе формальдегида, Хп- концентрация в атмосферном воздухе диоксида азота, Х5-концентрация в атмосферном воздухе диоксида серы, Х-показатель суммарного загрязнения атмосферного воздуха Модель множественной регрессии показывает количество токсикантов, наиболее тесно связанных с заболеваемостью при их совместном действии и предсказывает изменения заболеваемости при изменениях концентраций токсикантов в атмосфере в реальных условиях Для описания взаимосвязи использованы только четыре вещества и суммарный показатель Квозяух, которые более объективно отражают территориальное распределение примесей в атмосфере, так как расчет и сопоставление значений проводились по среднесуточным показателям стационарных постов наблюдения с периодом усреднения за месяц Корреляционно-регрессионный анализ (табл 3) выявил высокую зависимость между числом обострений бронхиальной астмы у жителей города с диоксидом азота (г = 0,87) и умеренной степени с диоксидом серы (г = 0,54), формальдегидом (г = 0,45) и суммарным показателем (г = 0,74) Отсутствует зависимость с взвешенными веществами, что подтверждает наличие выраженных, сезонных увеличений обострений (январь — март) и уменьшения в этот период взвешенных примесей в атмосфере города

По административным районам города установлена высокая зависимость в Ленинском районе с диоксидом серы (г = 0,87) и умеренной степени с диоксидом азота (г = 0,44) Для Промышленного района связи с

диоксидом серы и взвешенными веществами не выявлены, но обнаружены связи умеренной степени с диоксидом азота (г = 0,44), с формальдегидом (г = 0,57), группой суммации диоксид азота + диоксид серы (г = 0,53) и суммарным показателем (г = 0,59) В Центральном районе не определяется связь с диоксидом азота и взвешенными веществами, но выявляются умеренной степени связи с диоксидом серы (г = 0,58), формальдегидом (г = 0,44), группой суммации диоксид азота + диоксид серы (г = 0,48) Не установлена корреляционная зависимость между примесями в атмосферном воздухе и количеством обострений бронхиальной астмы в Дзержинском районе города

Таблица 3

Связь мезвду количеством обострений бронхиальной астмой и уровнем загрязнения атмосферного воздуха

Уравнение множественной регрессии* Коэффициент корреляции

Взвешенные вещества Уп+4 = 7Е-05х6рщ - 0,0028х5рт + 0,0433х4рт -0,3121х3рт + 0,989х2рт - 0,5085х + 26,6 0,27

Диоксид азота Уп+4 = -0,0005х6п + 0,019х5„ - 0,2887х\ + 2,0659х3„ - 6,9371х2п + 10,605х + 18,555 0,87**

Диоксид серы Уп+4 = 7Е-05х°8 - 0,0028х35 + 0,043Зх45 -0,3121х38 + 0,989х\ - 0,5085х + 26,6 0,54***

Формальдегид Уп+4 = 0,001х\ - 0,0362х\ + 0,5301х\ -З,775х3£ + 13,324х2£ - 19,716х + 28,707 (Я2 = 0,99) 0,45

К воздух Уп+4 = -0,0001хьс + 0,0054х3с - 0,0783х4с + 0,5228х3с - 1,6258х2с + 3,1419х + 22,674 0,74**

♦Коэффициент детерминации (Ы2 = 0,99), ** Р<0,01, *** Р<0,05

Как видно из представленных уравнений множественной регрессии, по величине аппроксимации в качестве прогностической модели обострений бронхиальной астмы у больных города наиболее обоснованно использовать модель «диоксид азота и суммарный показатель»

Оценка риска влияния факторов окружающей среды на здоровье населения осуществляется либо на основании параметров зависимости «концентрация — ответ», представленных нами выше, либо на характеристике токсических эффектов при сравнении фактических уровней экспозиции с безопасным уровнем воздействия В основе современной методологии оценки риска лежит рассчитываемая потенциальная опасность для здоровья отдельной личности, отдельных групп или населения в целом в связи с воздействием антропогенных факторов среды обитания

Оценка риска, как правило, имеет проспективный характер и направлена на прогноз возможных изменений в будущем при условии соблюдения принятого нами сценария воздействия, что и являлось одной из задач нашего исследования

Для оценки риска возникновения хронических токсических эффектов от воздействия примесей атмосферного воздуха, с однонаправленным действием на органы дыхания, были рассчитаны коэффициенты токсической опасности (HQ, Р 2 1 10 1920-04) Табл 4

Таблица 4

Коэффициенты токсической опасности и суммарный индекс

(THI) п эимесей атмосферного воздуха

взвешенные вещества диоксид азота диоксид серы формальдегид THI

1998г 2,99 1,24 0,49 0,73 5,61

1999г 2,91 1,35 0,00 1,29 5,87

2000г 4,13 2,07 0,34 2,36 9,50

2001 г 4,14 2,49 0,41 2,53 10,13

2002г 6,25 2,22 0,34 2,63 11,93

2003г 4,26 2,06 0,57 2,40 9,82

2004г 5,59 2,51 0,65 3,02 12,16

2005г 5,60 2,50 0,62 2,67 11,89

Среднее 4,48±0,35 2,05±0,13 0,43±0,06 2,20 ±0,21 9,61±0,79

Как видно из таблицы 4, риск развития хронических токсических неканцерогенных эффектов от загрязнения воздуха диоксидом серы не превышал допустимый (Н0<1), от взвешенных веществ, диоксида азота и формальдегида был выше допустимого (Н0>1) В течение всего анализируемого периода (1998-2005) отмечается нарастание риска в 2,0-2,5 раза Неканцерогенная опасность определялась воздействием (в порядке убывания значимости) взвешенных веществ (НО = 4,48), формальдегида (НО = 2,2), диоксида азота (НО = 2,05) Суммарный индекс опасности от воздействия поллютантов атмосферного воздуха ежегодно оценивается как высокий (НО - 5,61-12,16), наиболее высокий он регистрировался в 2004 году Среднемноголетний суммарный индекс опасности составил -9,61±0,79 Установлено, что при постоянном воздействии загрязняющих атмосферный воздух веществ, суммарный риск (ТН1) хронической интоксикации варьировал в зависимости от района проживания населения в пределах от 11,1 до 14,9 Самый высокий риск отмечался в Промышленном районе (14,9)

Учитывая, что среди примесей атмосферного воздуха, воздействующих на органы дыхания, идентифицировались и вещества, обладающие канцерогенным действием (хром, никель, формальдегид и бенз/а/-

пирен), был проведен расчет и анализ индивидуального канцерогенного риска (Р 2 1 10 1920-04). Канцерогенный аэрогенный суммарный риск за период 1998-2005 гг составил 1,26Е-02, что оценивается как высокий неприемлемый уровень и обусловлен суммарным содержанием формальдегида, бенз/а/пирена, никеля (высокий уровень), хрома (средний уровень) Наиболее приоритетным является загрязнение атмосферного воздуха бенз/а/пиреном В ранее проведенных исследованиях (Быстрых В В , 2000) аэрогенный канцерогенный риск в городе составлял 2,52Е-03 (рассчитанный по 6 веществам) Следовательно, неприемлемый канцерогенный риск стабильно сохраняется последние десять лет с тенденцией к увеличению.

Таким образом, модель множественной регрессии и оценка токсического и канцерогенного риска обосновывают и подтверждают сформировавшийся уровень бронхолегочной патологии в условиях высокого уровня воздействия на население токсических соединений однонаправленного влияния на органы дыхания.

ВЫВОДЫ

1 Установлено, что в крупном промышленном городе (г Оренбург) за многолетний период (1987-2005 гг) основными примесями, загрязняющими атмосферный воздух, в порядке значимости являются диоксид азота, взвешенные вещества, формальдегид, бенз(а)пирен, диоксид серы, никель и хром. Содержание в атмосфере диоксида азота, формальдегида, бенз(а)пирена по их однонаправленному токсическому и канцерогенному действию на органы дыхания и эффекту суммации (диоксид серы -+диоксид азота; сероводород + формальдегид) за последние 20 лет стабильно превышает нормируемые показатели

2 Показано, что суммарное загрязнение воздуха, рассчитанное по максимально разовым концентрациям, составило по показателю Кс - 4,9 -10,1 в жилых районах и 0,96 - 2,9 в закрытых помещениях Приоритетные химические соединения с однонаправленным действием на органы дыхания по суммарному показателю (К^дух), в 11 раз выше нормируемых величин для атмосферы селитебных территорий и в 3 раза для закрытых помещений Наиболее высокий уровень аэрогенного воздействия на население зарегистрирован в зимние месяцы, в 2,2 раза превышая уровень, характерный для летнего времени Суммарная аэрогенная нагрузка в Промышленном и Центральном районах в 1,3-2,1 раза выше, чем в других районах проживания населения и в зимние месяцы в 2,2 раза выше летнего периода

3 Определено, что по среднемноголетним данным (1991-2005годы) показатель первичной заболеваемости болезнями органов дыхания взрослых составил 487,1±11,04 (на 1000 взрослых) и превысил фоновый пока-

затель на 27,8% (р < 0,05) Показатель распространенности превысил фоновый уровень на 26,5%, с тенденцией к росту, что подтверждается расчетными показателями вероятностного эпидемиологического риска (0,45 ± 0,018, увеличение в 1,3 раза) Наиболее высокие показатели смертности отмечаются в Промышленном и Центральном районах города - 64,9 и 57,0 на 100 тыс населения Аналогичная закономерность установлена по показателям заболеваемости и смертности от злокачественных новообразований органов дыхания

4 Наибольший уровень обострений бронхиальной астмы выявлен у больных Центрального и Промышленного районов В сезонной динамике по среднемноголетним данным максимальное число случаев обострений у больных приходится на январь, февраль и март, для Промышленного района характерен более длительный и стабильный период риска возникновения обострений протяженностью четыре месяца (январь — апрель) Количество случаев обострений с тяжелым течением соответствует наибольшему уровню загрязнения атмосферного воздуха селитебных территорий веществами, обладающими однонаправленным действием на органы дыхания

5 Установлена положительная умеренная корреляция распространенности заболеваний органов дыхания с диоксидом азота (г = 0,56), хромом (г = 0,53), взвешенными веществами (г = 0,42), формальдегидом (г = 0,42) и суммарным загрязнением атмосферы (г = 0,63) Для первичной заболеваемости выявлены более высокие уровни связи с оксидом углерода (г = 0,84), сероводородом (г = 0,77) и умеренной степени - с хромом (г = 0,54) и суммарным загрязнением атмосферы (г = 0,53) Наиболее опасными атмосферными примесями, влияющими на смертность населения, являлись диоксид азота (г = 0,72), хром (г = 0,56), диоксид серы (г = 0,51), группа суммации диоксид азота + диоксид серы (г = 0,63) и формальдегид (г = 0,45) Наибольшее количество корреляционных связей умеренной степени получены между концентрациями атмосферных загрязнителей и смертностью в Промышленном и Центральном районах

6 Получена высокая зависимость между числом обострений бронхиальной астмы у больных города с диоксидом азота (г = 0,87) и суммарным показателем (г = 0,74) и умеренной степени - с диоксидом серы (г = 0,54), формальдегидом (г = 0,45), группой суммации диоксид азота + диоксид серы (г = 0,53) Отсутствие зависимости количества обострений с взвешенными веществами подтверждает рост сезонных обострений (январь - март) и уменьшение в этот период взвешенных примесей в атмосфере По величине аппроксимации в качестве прогностической модели обострений бронхиальной астмы у больных города наиболее обосновано использовать модель « диоксид азота и суммарный показатель»

7 Определено, что риск развития неспецефических токсических эффектов (1998-2005 гг) от загрязнения примесями атмосферного возду-

ха города был стабильно выше допустимого уровня (HQ>1), с увеличением суммарного индекса опасности с 5,6 (1998г) до 12,2 (2004), при сред-немноголетнем HQ 9,61 ± 0,79 и определялся воздействием на население взвешенных веществ (HQ = 4,5), формальдегида (HQ = 2,2) и диоксида азота (HQ = 2,05) По токсикантам с однонаправленным действием на органы дыхания наибольший суммарный неканцерогенный риск отмечается в Промышленном (HQ = 14,9) и Центральном (HQ = 12,4) районах Индивидуальный суммарный канцерогенный риск для населения города оценивается как высокий неприемлемый уровень (1,26Е-02) по воздействию формальдегида, бенз/а/пирена, никеля (высокий уровень) и хрома (средний уровень).

8 Модель множественной регрессии, оценка токсического и канцерогенного риска обосновывают и подтверждают сформировавшийся уровень патологии органов дыхания в условиях высокого уровня воздействия на население атмосферных примесей однонаправленного действия на органы дыхания Полученные модели зависимости «аэрогенное воздействие - заболеваемость» позволяют ранжировать загрязнение среды обитания по значимости для здоровья населения, а также разрабатывать прогноз заболеваемости органов дыхания и обострений бронхиальной астмы

Практические рекомендации

1 Развивать и совершенствовать региональную программу социально-гигиенического мониторинга путем внедрения в нее показателей риска д ля прогнозной оценки и принятия управленческих решений

2 Апробированная методика оценки риска может быть использована при планировании и проведении природоохранных мероприятий в целях сохранения и укрепления здоровья населения

3.Министерству здравоохранения области предусмотреть мероприятия по оказанию скорой медицинской помощи с учетом сезонных и территориальных особенностей обострений бронхиальной астмы в г Оренбурге и в других муниципальных образованиях области

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 Фролов А.Б. Бронхолегочная патология среди населения промышленного города с высокой аэрогенной антропогенной нагрузкой // Вестник Оренбургского государственного университета. -2006. - № 13 (63). - С. 292-294.

2 Фролов А.Б. Комплексная гигиеническая оценка риска бронхолегочной патологии населения промышленного города / А.Б. Фролов, E.JI. Борщук, В.М. Боев // Здоровье населения и среда обитания. - 2007. - № 3. - С. 39-42.

3 Фролов А.Б. Атмосферный воздух г Оренбурга и здоровье населения // Региональная научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов Сб материалов - Оренбург, 2004 - Ч I - С 63-65

21

4 Осиян С А Биологические маркеры в гигиенической оценке среды обитания / С.А. Осиян, В М Боев, А.Б. Фролов, А И Коноплев, А А Васильев, О JI Чернова // Материалы XV международного симпозиума «Медико-экологическая безопасность, реабилитация и социальная защита населения» —Италия -2004 -С 191-195

5 Коноплев А И Профессиональная составляющая аэрогенной дозы, формируемой в условиях городской среды / А И Коноплев, В М Боев, Н Н Верещагин, В Н. Дунаев, А П Воробьев, В Н Аверьянов, А.Б. Фролов // Материалы III Всероссийского конгресса «Профессия и здоровье» - М, 2004 - С 109-111

6 Сетко И М Онкоэпидемиологическая ситуация в условиях промышленного потенциала современного города /ИМ Сетко, М С Журавлева, А.Б. Фролов // Материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Окружающая среда и здоровье» - Суздаль, 2005. - С 191-193

7 Коноплев А И. Формирование поглощенной дозы с учетом профессиональной составляющей антропогенной нагрузки / А И Коноплев, А.Б. Фролов // Материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Окружающая среда и здоровье» - Суздаль, 2005 -С.457-458

8. Фролов А.Б. Гигиеническая оценка антропогенного загрязнения атмосферного воздуха селитебных территорий г Оренбурга // Региональная научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов Сб материалов. - Оренбург, 2005 -Ч II.-С 63-64

9 Боев В М. Оценка риска факторов среды обитания на здоровье населения урбанизированных и сельских территорий / В М Боев, Н Н Верещагин, М.В Боев, А.Б. Фролов, Р.М Шагеев // Сб научных работ «Актуальные проблемы и перспективы развития медико-профилактического дела в Российской Федерации», посвященной 75-летию медико-профилактических факультетов - Казань, 2006. - С 181-183

10 Боев В М Санитарно-эпидемиологическая характеристика риска здоровью при обосновании функциональных зон селитебных территорий / В М Боев, С.И Красиков, А А Неплохое, А.Б. Фролов, М В Боев // Сб научных работ «Экология человека, гигиена и медицина окружающей среды на рубеже веков: состояние и перспективы развития» (под ред акад РАМН Ю.А Рахманина) - М, 2006. - С. 220-224

11 Фролов А.Б. Химическая атропогенная нагрузка на систему дыхания населения промышленного города / А Б Фролов, Е JI. Борщук, В М Боев // Сб научных работ «Экология человека, гигиена и медицина окружающей среды на рубеже веков: состояние и перспективы развития» (подред акад РАМНЮ А. Рахманина) -М,2006.-С 502-507

ФРОЛОВ Александр Борисович

КОМПЛЕКСНАЯ ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА АЭРОГЕННОГО РИСКА БРОНХОЛЕГОЧНОЙ ПАТОЛОГИИ НАСЕЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ГОРОДА

14.00.07 -гигиена

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Лицензия ПД-! 1-0002 от 15.12.99.

Подписано в печать 29.08.2007 г. Тираж 100 экз. Уч. изд. л. 1,0 Формат 60x84/16. Набор компьютерный. Заказ № 509.

Отпечатано в ООО Печатный дом «Пресса» 460000. г. Оренбург, ул. Комсомольская, 45.

В современных условиях стало очевидно, что создание эффективной системы экологической безопасности зависит от разработки управленческих решений на основе методологии оценки риска и прогноза опасности воздействия многочисленных факторов в суммарном риске развития нарушений состояния здоровья населения (Рахманин Ю.А. с соавт., 2003-2006; Онищенко Г.Г., 2003; 2005).

В условиях урбанизированных территорий загрязнение воздушной среды химическими поллютантами оценивается как первостепенный фактор внешней среды, формирующий высокий уровень риска здоровью. При этом неравномерность уровней воздействующих концентраций поллютантов значительно затрудняет оценку их влияния на человека (Пинигин М.А., 1993; Кутепов Е.Н. с соавт., 1999; Авалиани С.Л., 2002; 2006; Боев В.М. с соавт., 2003; 2004).

Болезни органов дыхания занимают первое место в структуре заболеваемости России, являются в промышленно развитых городах ведущей причиной временной нетрудоспособности и инвалидности населения в трудоспособном возрасте. В формировании опасности данной патологии основными причинами являются антропогенные факторы среды обитания (Большаков A.M., Акимова Е.И., 1997; Зайцева Н.В., Аверьянова Н.И., Корюкина И.П., 1997; Kleeberger S. R., 2005). В ранее проведенных исследованиях в промышленном городе (на примере г.Оренбурга) показано, что в формировании многих нарушений состояния здоровья населения важное значение имеет загрязнение атмосферы оксидами азота, серосоединениями, углеводородами, формальдегидом, тяжелыми металлами (Сетко Н.П., 1990; Сетко с соавт., 2004; Быстрых В.В. с соавт., 1997; 2000; Борщук E.JL, 2002; Дунаев В.Н., 2006), а доказательством опасности этих соединений является выявление специфических аллергических антител к ксенобиотикам и реакцией иммунокомпетентных клеток на антигены (Смолягин А.И.с соавт., 1997; Скачкова М.А., 2004).

Несмотря на большое количество исследований по оценке риска здоровью факторов среды обитания, остается невыясненным целый ряд вопросов, касающихся формирования суммарной антропогенной нагрузки у городского населения с учетом аэрогенной многосредовой экспозиции токсических веществ воздуха селитебных территорий и закрытых помещений. До сих пор остаются недостаточно разработанными вопросы количественной оценки вклада токсикантов в формирование неспецефичекой патологии органов дыхания и смертности, характер сезонных, возрастных и территориальных особенностей обострения бронхиальной астмы у больных. Остается актуальным изучение количественных зависимостей в системе «среда обитания — здоровье» с привлечением современных методов математического моделирования.

Перечисленный круг нерешенных вопросов определил актуальность и составил цель и задачи настоящей работы, которая проводилась в соответствии с планом НИР Оренбургской государственной медицинской академии (№ государственной регистрации 01.2.00 316164).

Цель и задачи исследования.

Целью настоящей работы явилась оценка уровня аэрогенного риска формирования заболеваний органов дыхания и прогноза обострения бронхиальной астмы у населения промышленного города.

В соответствии с поставленной целью были сформулированы следующие задачи:

1. Провести идентификацию химических соединений в воздухе селитебных территорий и закрытых помещений промышленного города.

2. Ретроспективно оценить популяционные характеристики патологии органов дыхания у населения.

3. По результатам когортных исследований оценить распространенность обострений, сезонность и тяжесть течения бронхиальной астмы.

4. Оценить вклад химических аэрогенных факторов в формирование риска бронхолегочной патологии и прогноз обострений бронхиальной астмы.

Научная новизна исследования

Впервые проведена комплексная оценка влияния многосредового суммарного загрязнения атмосферного воздуха и воздуха закрытых помещений на заболеваемость органов дыхания, дифференцируемого по возрасту, полу, пространственной локализации места проживания и тяжести течения. Установлены региональные величины вероятностного эпидемиологического риска болезней дыхательной системы, являющихся маркерами антропогенного химического воздействия.

Получены дополнительные сведения, характеризующие вклад природно-климатических и антропогенных факторов в заболеваемость, смертность и обращаемость за скорой медицинской помощью при обострениях бронхиальной астмы.

Впервые проведена оценка риска обострений и тяжести течения бронхиальной астмы с учетом экологического состояния среды обитания. Установлены уровни риска хронической интоксикации при многосредовой суммарной аэрогенной экспозиции токсичных веществ. Получены математические модели взаимосвязи в системе «заболеваемость органов дыхания - аэрогенные факторы среды обитания» и предложена методика прогнозирования заболеваемости. Выявлены региональные тенденции в формировании аэрогенной антропогенной нагрузки и дан прогноз риска заболеваемости и смертности населения, основанные на результатах регрессионных соотношений.

Практическая значимость работы и реализация результатов исследования

Установлены приоритетные вещества в атмосфере промышленного города, определяющие наибольший риск формирования патологии органов дыхания, возникновения сезонных обострений и тяжести течения бронхиальной астмы в отдельных административных районах города. По величине аппроксимации в качестве прогностической модели обострений бронхиальной астмы у больных города наиболее обосновано использовать модель «диоксид азота и суммарный показатель».

С учетом приоритетных факторов риска и источников загрязнения атмосферы разработаны гигиенически обоснованные мероприятия по охране окружающей среды и организации медицинской помощи населению города, рекомендации по рациональному анализу информации об аэрогенном загрязнении среды обитания в рамках программы социально-гигиенического мониторинга. Созданы компьютерные базы данных социально-гигиенического мониторинга для промышленного города.

Результаты исследования используются Комитетом по охране окружающей среды и природных ресурсов администрации Оренбургской области (акт внедрения от 06.07.2007г.), ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Оренбургской области» (акт внедрения от 07.02.2006г.), Управлением Роспотребнад-зора по Оренбургской области (акт внедрения от 21.03.2006г.), МУЗ «Станция скорой медицинской помощи» г.Оренбург (акт о внедрении от 12.04.2006г.) при решении вопросов управления окружающей средой и здоровьем населения. Подготовлено информационное письмо «Первичная заболеваемость населения Оренбургской области в 2006 году». Материалы исследований включены в ежегодные доклады «О санитарно-эпидемиологической обстановке в Оренбургской области» (2004-2006г).

Материалы диссертации используются в учебном процессе в Оренбургской медицинской академии, включены в программу курсов усовершенствования врачей - гигиенистов, врачей-лаборантов, помощников санитарных врачей в Оренбургской области (акт внедрения от 28.08.2007г.).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Приоритетные показатели среды обитания, определяющие антропогенную аэрогенную нагрузку на систему дыхания.

2. Экологически обусловленные риски заболеваемости и обострений патологии органов дыхания среди населения города.

3. Территории и группы повышенного риска формирования болезней системы дыхания.

4. Методические подходы к прогнозированию экологической ситуации, профилактике и оказанию медицинской помощи при болезнях системы дыхания.

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на международных, всероссийских, межрегиональных и региональных конференциях: XV Международном симпозиуме «Медико-экологическая безопасность, реабилитация и социальная защита населения», Италия, 2004; Международной научно-практической конференции «Проблемы оценки риска здоровью населения от воздействия факторов окружающей среды» посвященной 60-летию образования АМН СССР - РАМН и 125-летию со дня рождения академика АМН СССР А.Н. Сысина, Москва, 2004; научно-практической конференции «Социально-гигиени-ческий мониторинг среды обитания и здоровья населения», Оренбург, 2004; научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов, Оренбург, 2004, 2005, 2006.

По теме диссертации опубликовано 11 работ, из них 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка используемой литературы, приложенных документов, подтверждающих внедрение полученных результатов в практику. Текст изложен на 165 страницах, иллюстрирован 19 таблицами и 63 рисунками. Список литературы содержит 311 источников (в том числе 109 иностранных).

Выводы

1.Установлено, что в крупном промышленном городе (г.Оренбург) за многолетний период (1987-2005 гг.) основными примесями, загрязняющими атмосферный воздух, в порядке значимости являются: диоксид азота, взвешенные вещества, формальдегид, бенз(а)пирен, диоксид серы, никель и хром. Содержание в атмосфере диоксида азота, формальдегида, бенз(а)пирена по их однонаправленному токсическому и канцерогенному действию на органы дыхания и эффекту суммации (диоксид серы +диоксид азота; сероводород + формальдегид) за последние 20 лет стабильно превышает нормируемые показатели.

2.Показано, что суммарное загрязнение воздуха, рассчитанное по максимально разовым концентрациям, составило по показателю Кс - 4,9 - 10,1 в жилых районах и 0,96 - 2,9 в закрытых помещениях. Приоритетные химические соединения с однонаправленным действием на органы дыхания по суммарному показателю (Кпоздух), в 11 раз выше нормируемых величин для атмосферы селитебных территорий и в 3 раза для закрытых помещений. Наиболее высокий уровень аэрогенного воздействия на население зарегистрирован в зимние месяцы, в 2,2 раза превышая уровень, характерный для летнего времени. Суммарная аэрогенная нагрузка в Промышленном и Центральном районах в 1,3-2,1 раза выше, чем в других районах проживания населения и в зимние месяцы в 2,2 раза выше летнего периода.

3.Определено, что по среднемноголетним данным (1991-2005годы) показатель первичной заболеваемости болезнями органов дыхания взрослых составил 487,1±11,04 (на 1000 взрослых) и превысил фоновый показатель на 27,8% (р < 0,05). Показатель распространенности превысил фоновый уровень на 26,5%, с тенденцией к росту, что подтверждается расчетными показателями вероятностного эпидемиологического риска (0,45 ± 0,018, увеличение в 1,3 раза). Наиболее высокие показатели смертности отмечаются в Промышленном и Центральном районах города - 64,9 и 57,0 на 100 тыс. населения. Аналогичная закономерность установлена по показателям заболеваемости и смертности от злокачественных новообразований органов дыхания.

4. Наибольший уровень обострений бронхиальной астмы выявлен у больных Центрального и Промышленного районов. В сезонной динамике по сред-немноголетним данным максимальное число случаев обострений у больных приходится на январь, февраль и март; для Промышленного района характерен более длительный и стабильный период риска возникновения обострений протяженностью четыре месяца (январь - апрель). Количество случаев обострений с тяжелым течением соответствует наибольшему уровню загрязнения атмосферного воздуха селитебных территорий веществами, обладающими однонаправленным действием на органы дыхания.

5. Установлена положительная умеренная корреляция распространенности заболеваний органов дыхания с диоксидом азота (г = 0,56), хромом (г = 0,53), взвешенными веществами (г = 0,42), формальдегидом (г = 0,42) и суммарным загрязнением атмосферы (г = 0,63). Для первичной заболеваемости выявлены более высокие уровни связи с оксидом углерода (г = 0,84), сероводородом (г = 0,77) и умеренной степени — с хромом (г = 0,54) и суммарным загрязнением атмосферы (г = 0,53). Наиболее опасными атмосферными примесями, влияющими на смертность населения, являлись диоксид азота (г = 0,72), хром (г = 0,56), диоксид серы (г = 0,51), группа суммации диоксид азота + диоксид серы (г = 0,63) и формальдегид (г = 0,45). Наибольшее количество корреляционных связей умеренной степени получены между концентрациями атмосферных загрязнителей и смертностью в Промышленном и Центральном районах.

6. Получена высокая зависимость между числом обострений бронхиальной астмы у больных города с диоксидом азота (г = 0,87) и суммарным показателем (г = 0,74) и умеренной степени — с диоксидом серы (г = 0,54), формальдегидом (г = 0,45), группой суммации: диоксид азота + диоксид серы (г = 0,53). Отсутствие зависимости количества обострений с взвешенными веществами подтверждает рост сезонных обострений (январь — март) и уменьшение в этот период взвешенных примесей в атмосфере. По величине аппроксимации в качестве прогностической модели обострений бронхиальной астмы у больных города наиболее обосновано использовать модель « диоксид азота и суммарный показатель».

7. Определено, что риск развития неспецефических токсических эффектов (1998-2005 гг.) от загрязнения примесями атмосферного воздуха города был стабильно выше допустимого уровня (HQ>1), с увеличением суммарного индекса опасности с 5,6 (1998г.) до 12,2 (2004), при среднемноголетнем HQ 9,61 ± 0,79 и определялся воздействием на население взвешенных веществ (HQ = 4,5), формальдегида (HQ = 2,2) и диоксида азота (HQ = 2,05). По токсикантам с однонаправленным действием на органы дыхания наибольший суммарный неканцерогенный риск .отмечается в Промышленном (HQ = 14,9) и Центральном (HQ = 12,4) районах. Индивидуальный суммарный канцерогенный риск для населения города оценивается как высокий неприемлемый уровень (1,26Е-02) по воздействию формальдегида, бенз/а/пирена, никеля (высокий уровень) и хрома (средний уровень).

8.Модель множественной регрессии, оценка токсического и канцерогенного риска обосновывают и подтверждают сформировавшийся уровень патологии органов дыхания в условиях высокого уровня воздействия на население атмосферных примесей однонаправленного действия на органы дыхания. Полученные модели зависимости «аэрогенное воздействие - заболеваемость» позволяют ранжировать загрязнение среды обитания по значимости для здоровья населения, а также разрабатывать прогноз заболеваемости органов дыхания и обострений бронхиальной астмы.

Практические рекомендации

1.Развивать и совершенствовать региональную программу социально-гигиенического мониторинга путем внедрения в нее показателей риска для прогнозной оценки и принятия управленческих решений.

2.Апробированная методика оценки риска может быть использована при планировании и проведении природоохранных мероприятий в целях сохранения и укрепления здоровья населения.

3 .Министерству здравоохранения области предусмотреть мероприятия по оказанию скорой медицинской помощи с учетом сезонных и территориальных особенностей обострений бронхиальной астмы в г.Оренбурге и в других муниципальных образованиях области.