СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

Полезная модель относится к медицине и экологии, а именно к организации охраны здоровья, охраны окружающей среды, экологической медицине и может быть использована для анализа, предупреждения или устранения негативного влияния экологических факторов на здоровье населения на конкретных территориях.
Ближайшим аналогом выбран способ комплексной оценки влияния окружающей среды на здоровье человека (Микшина B.C., Нерадько А.Г. Проблемы комплексного анализа медико-экологических данных для принятия управленческих решений в области охраны здоровья// Фундаментальные исследования. - 2004. -№3. - С. 77-87), который заключается в том, что анализ состояния здоровья в связи с экологической ситуацией выполняют на базе информационных технологий Oracle Dnscoverer, Statastaca, Марипго путем дифференцированного подхода к выбору критериев параметров состояния здоровья населения и действия на него факторов окружающей среды с учетом персонифицированной медико-экологической информации.
Признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемого способа, являются: использование геоинформационных технологий, комплекса методов математической статистики с использованием дополнительных критериев здоровья.
Причинами, препятствующими достижению ожидаемого научно-технического результата (повышение эффективности оценки путем определения наиболее значимых экологических факторов и степени их влияния на состояние здоровья населения на конкретных территориях), являются: отсутствие системного подхода, не учитываются ключевые звенья во взаимодействии в системе "человек-окружающая среда", что обуславливает ее характер и степень негативного влияния на здоровье, не учитывают природные особенности территорий, от которых зависит конечное влияние на здоровье человека экологических факторов техногенного происхождения.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования способа-прототипа путем учета биогеохимической организованности территорий и природных свойств экосистем к нейтралиации негативного влияния наиболее опасных загрязнителей, которые опосредуют их попадание в организм человека, и оценки экологической обусловленности состояния здоровья по определениям интегральных коэффициентов элементного дисбаланса и детерминаци им функционального состояния наиболее чувствительных систем.
Поставленная задача решается тем, что в способе комплексной оценки влияния окружающей среды на здоровье человека, включающием использование геоинформационных технологий, комплекс методов математической статистики с использованием дополнительных критериев здоровья, согласно полезной модели, выявляют территории с высоким риском для здоровья по анализу данных медицинской статистики, рассчитывают критические нагрузки приоритетных для региона поллютантов с учетом буферных свойств экосистем территории и возможного влияния на здоровье, далее определяют экологическую ситуацию по их превышению и содержанию поллютантов в организме человека, выполняют функциональное обследование систем-мишеней и
определяют степень экологической обусловленности здоровья населения на конкретной территории.
Оценка превышений критических нагрузок приоритетных для региона поллютантов дает намного более объективную информацию о загрязнении, нежели гигиенические нормативы, поскольку учитывает не только природную стойкость экосистем к загрязнению, но и колебания степени загрязнения и особенности его циркуляции в экосистемах в разные сезоны года.
Вторым звеном в предложенном системном подходе к решению медико-экологических задач на региональном уровне является интегрированная количественная оценка состояния здоровья, для которой рекомендовано определять степень адаптированности популяции к условиям конкретной среды и обусловленности функционального состояния иммунной, центральной и автономной нервной систем элементным дисбалансом в группах экологического риска. Известно, что токсические химические элементы кроме негативного влияния на организм ухудшают его состояние еще в большей степени, потому что находятся в конкурентных отношениях с необходимыми организму эссенциальными элементами, важными регуляторами функций, и содействуют их выведению из организма и развитию дефицитных состояний. Поэтому интегрированная количественная оценка элементного дисбаланса является ключевым звеном в оценке химического гомеостаза организма в экологически неблагоприятных условиях.
Интеграция с одной стороны обобщенных экологических данных, с другой стороны - таких данных о состоянии здоровья населения, - на основании предложенного системного подхода с целью их сочетанного анализа происходит поэтапно в пределах предложенной системы комплексной оценки экологического риска для здоровья, где на каждом уровне мониторинговых исследований последовательно решают конкретные
задачи с учетом региональной специфики, что позволяет получить конечный результат в виде количественного определения степени экологической обусловленности состояния здоровья населения на конкретной территории. Способ заключается в следующем.
Осуществляют анализ данных медицинской статистики и определяют на их основе временные и пространственные изменения в состоянии здоровья за как можно более продолжительный период наблюдения. Используют геоинформационные технологии, благодаря чему базы данных обрабатывают и визуализируют, что позволяет наглядно определить территории с наиболее неблагоприятными изменениями в состоянии здоровья. Выполняют кластерный анализ заболеваемости с целью типизации территорий со схожим нозологическим профилем, который должен указывать на общие факторы, обуславливающие такое состояние здоровья. По кластерам производят оценку относительного риска для здоровья, а потом используют факторный анализ для определения количества наиболее влиятельных факторов и степени их влияния на состояние здоровья населения на конкретной территории.
Далее оценивают экологическую ситуацию по унифицированным европейским методикам определения критических нагрузок и их превышений для наиболее опасных загрязнителей (Конвенции о транспограничных переносах атмосферных загрязнителей). Для этого расчитывают критические нагрузки загрязнителя с учетом природных буферных свойств экосистем территории с учетом влияния на здоровье по методикам, рекомендованным конвенцией LRTAP; проводят мониторинговое исследование фактических выпадений поллютантов на территорию, определяют превышения и территории, где превышения имеют место и являются существенными.
Выполняют анализ нозологического профиля (структуры заболеваемости на данной территории) состояния здоровья населения и
сопоставления с данными оценки экологической ситуации с привлечением теоретических сведений об экологической обусловленности тех или иных заболеваний, определяют поллютанты для биомониторингового исследования их содержания в организме человека и наиболее чувтсвительны к ним системы.
Выполняют биомониторинговое исследование содержания определенных поллютантов, функциональное обследование систем-мишеней, определяют состояние адаптации, анализируют отдельное и комплексное влияние химических элементов и соединений по данным множнственной регрессии и результатам корреляционного и регрессионного анализа. Расчитывают коэффициенты дисбаланса и детерминации функционального состояния систем определенными загрязнителями.
Поэтапное определение экологической обусловленности состояния здоровья населения выполнено на примере крымского региона.
С помощью ПС-технологий проанализированы данные медицинской статистики за 30-летний период, что позволило определить территориальное распределение динамики заболеваемости населения на территории Автономной республики Крым и определить наиболее неблагоприятные территории в центральной части Крыма.
Кластерным анализом на территории Автономной республики Крым определено 3 типа территорий со схожей нозологической структурой. При этом наиболее высокий уровень заболеваемости наблюдали на территориях, которые принадлежали к 1 -му кластеру. Там имел место и наиболее высокий относительный риск для здоровья. Этот кластер был выбран для дальнейшего исследования и определения степени экологической обусловленности состояния здоровья.
Факторный анализ во всех кластерах показал, что в 1-м кластере только 2 фактора обуславливали более, чем 90% определенного в нем состояния здоровья населения, в то время как в других кластерах количество таких
факторов было большим, а их значения меньшими. Это свидетельствует о том, что в первом кластере имело место влияние не отдельных экологических факторов, а комплексное воздействие достаточно существенных факторов, или их совместимое воздействие делало такое влияние существенным. Анализ структуры заболеваемости, их сопоставления с литературными сведениями об экологической обусловленности различных видов заболеваний теми или иными факторами окружающей среды, а также характер территорий 1-го кластера- городская среда, свидетельствовало о том, что интегрированным следствием неблаогоприятного влияния экологической ситуации на жителей города может быть элементный дисбаланс, обусловленный поступлением в организм различными путями токсических элементов и возможным дефицитом эссенциальных. Для проверки этого предположения выполнена оценка экологической ситуации по европейским методикам, прежде все - тяжелых металлов, загрязнения которыми в городской среде являются одними из приоритетных.
Оценка экологической ситуации включала определение фактических нагрузок тяжелыми металлами (свинец, кадмий, ртуть) на конкретную территорию с определенными типами экосистем и расчеты превышений критических нагрузок по стандартам ЕС (Конвенция о транспограничных переносах атмосферных загрязнителей - LRTAP).
Поскольку в центральном регионе Крыма, включая г. Симферополь, были определены наиболее значительные превышения токсических тяжелых металлов, это свидетельствовало об обоснованности определения экологического риска для здоровья, прежде всего от воздействия тяжелых металлов. Для этого было исследовано их содержание в волосах и выполнено функциональное исследование состояния иммунной, центральной и автономной нервной систем и их обусловленности элементным дисбалансом в выборочных чувствительных контингентах (дети).
По иммунным показателям оценивали состояние адаптивных реакций. На основании расчета интегральных показателей состояния различных звеньев иммунитета и степени их отклонения от оптимальных значений определены типы адаптационных реакций у 84 детей - 1-6, 7-11 и 12-15 лет и 50 взрослых - 20-45 и 46-70 лет. Выявлено, что наимение стойкой было специфическое клеточное звено, где неудовлетворительная адаптация (декомпенсация и иммунодефицита разной степени) выявлены в 94-95% детей, подростков и взрослых. Более удовлетворительное состояние адаптированности к среде имело место со стороны неспецифического клеточного иммунитета: около половины детей, подростков и взрослых имели иммунодефицит, но в 33-45% тестированных выявлена реакция компенсаторного напряжения. Состояние специфического гуморального иммунитета было наиболее удовлетворительным: 3-27% детей и 10-40% взрослых имели удовлетворительную адаптацию, в других отмечено высокое разнообразие адаптационных реакций, что свидетельствовало о дисбалансе компонентов этого звена иммунитета. Множественный регрессионный анализ иммунных показателей и содержания тяжелых металлов в волосах показал, что комплекс металлов влечет более значительное воздействие, нежели их отдельное воздействие на функциональное состояние иммунной системы.
Учитывая особенную чувствительность центральной нервной системы к воздействию тяжелых металлов, были обследованы 200 детей, жителей г. Симферополя, и для сравнения и оценки информативности предложенных подходов, детей-жителей промышленных городов восточной Украины. Содержание 20 химических элементов характеризовалось в большинства случаев и в среднем относительно нормальными концентрациями токсических элементов у крымских детей. В то же время более существненный был недостаток эссенциальных элементов, таких как цинк,
медь, кальций. У детей с промышленных городов в большей степени определялось превышение токсичных металлов.
Степень элементного дисбаланса расчитывали по формуле:
дис
1
и
1
и
K= ±[(x+…х)+(y+…y)]/n,
дис
где K - показатель элементного дисбаланса группы обследованных; x, у - сумма степеней отклонения от нормы чрезмерных и дефицитных элементов соответственно; n - общее количество исследованных элементов, включая элементы с нормальным содержанием в волосах. Степень отклонения определяли как ±1, 2, 3, 4... В - при отклонении от верхней или нижней границы нормы на 10, 25, 50, 75% - Ρ соответственно. Брали абсолютное значение числителя, которому присваивали знак "-" если преобладала сумма дефицитных элементов, знак "+" - если преобладала сумма элементов, содержащихеся в избытке. Абсолютная величина числителя характеризирует степень дисбаланса, а знак указывает на его характер: преобладающий гипо- или гиперэлементоз.
Для определения степени экологического риска для здоровья на основании результатов корреляционного анализа и множественного регрессионного анализа показателей ЭЭГ и содержания исследуемых элементов расчитывали коэффициент детерминации функционального состояния центральной нервной системы элементным дисбалансом по формуле:
детЦНС
д1
дети
дис
К=Σ(К...+К)/Ν×K,
детЦНС
дет1
дети
дис
где К - коэффициент детерминации функционального состояния центральной нервной системы элементным дисбалансом, К... К - статистически достоверные коэффициенты детерминации функциональных показателей ЭЭГ-характеристик содержанием элемента в волосах по результатам регрессионного анализа, N - количество выявленных достоверных корреляционых связей, K - показатель элементного дисбаланса данной группы.
дис
дис
Для детей г. Симферополь показатель дисбаланса составил K=-0,7 отн. ед. У детей промышленных городов восточной Украины показатель элементного дисбаланса составил K=+1,7 отн. од.
дехЦНС
детЦНС
С учетом коэффициента дисбаланса был рассчитан показатель детерминации функционального состояния ЦНС элементным дисбалансом, который в группе детей из загрязненных регионов Украины составил К=0,26*1,7=0,45, а в группе детей с г. Симферополь К=0,20*0,7=0,14.
Таким образом, у школьников промышленно загрязненных городов, которые имели существенный дисбаланс элементов, коэффициент детерминации функционального состояния центральной нервной системы был почти втрое больше, что позволяет определить втрое большую степень экологического риска. Сравнительно низкий коэффициент детерминации состояния центральной нервной системы указывает на относительно низкую обусловленность элементным дисбалансом в г.Симферополе, а если он и имел место, то, прежде всего, вследствие дефицита эссециальных элементов. Это указывает на возможный более весомое влияние других, возможно не экологических факторов, в частности на состояние центральной нервной системы.
Данный способ позволяет интегрировать медицинские и экологические данные для обобщенной количественной оценки обусловленности здоровья населения на конкретных территориях именно экологической составляющей, а также выяснить весомость отдельных экологических факторов, в наибольшей степени влияющих на здоровье.
Разработанный и апробированный способ комплексной оценки влияния окружающей среды на здоровье человека представляет поэтапное исследование и анализ данных медико-экологического мониторинга различного уровня с учетом ключевых звеньев взаемодействия в системе "здоровье-окружающая среда" и специфики региона, позволяет получить наиболее объективную информацию относительно степени и характера
влияния на здоровье населения именно экологической ситуации с наименее возможными затратами и может быть рекомендован для использования органами самоуправления в области охраны здоровья и окружающей среды на муниципальном уровне.