Зависимость показателей эндокринологической заболеваемости взрослого населения от применения химических средств в сельском хозяйстве и загрязнения атмосферного воздуха

24

ЗНиСО ОЖМ, №40

ся одним из ведущих регионов России по объему производимой сельскохозяйственной продукции, характеризуясь высокой плотностью населения (56,7 человек/км ; усредненная по РФ - 8,55 человек/км ) и неоднородностью факторов окружающей среды по территории.

Цель исследования - оценка зависимости заболеваемости эндокринной системы взрослого населения от загрязнения атмосферного воздуха, применения пестицидов, минеральных удобрений и новых технологий обработки пашни в Республике Татарстан.

Методы исследования. Известно, что наиболее весомым доказательством опасности или безопасности совокупности факторов, в том числе обусловленных загрязнением среды, являются эпидемиологические данные за длительный период, позволяющие определить суммарный эффект прямого и опосредованного воздействия на ту или иную систему. Нами выбран пятнадцатилетний период наблюдения, который рекомендован для выявления взаимосвязей между экологическими факторами и отсроченными во времени эффектами на состояние здоровье, к которым относят хроническую неинфекционную заболеваемость [1].

Источником информации служили материалы министерства здравоохранения РТ, министерства экологии и природных ресурсов РТ и ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Татарстан (Татарстан)» за 20002014 годы. Химическую нагрузку на атмосферный воздух оценивали по объему и составу основных выбросов. Применение химических средств в агропромышленном секторе - по площади внесения и расходу пестицидов и минеральных удобрений, структуре препаратов и территориальной нагрузке (ТН). Обработку данных проводили методами параметрической и непараметрической статистики с применением корреляционного, множественного регрессионного анализов 2и указанием коэффициентов детерминации (R ) и 95%-х доверительных интервалов (ДИ) в операционной системе Windows на базе стандартных прикладных пакетов Excel.

Результаты исследования. За 15 лет частота новых случаев БЭС взрослого населения РТ выросла в 2,0 раза, а распространенность - в 2,4 раза (рис. 1). Если рост первичной эндокринологической заболеваемости по коэффициенту детерминации аппроксимации линии тренда оценивается как неустойчивый и слабый, то распространенности - устойчивый и высокий. Первичная заболеваемость БЭС ежегодно варьировала с пиковыми значениями в 20062007 гг. (837,4-844,1 случаев на 100 тыс. населения) и 2014 г. (894,8 случаев), тогда как распространенность нарастала постепенно, но неуклонно (темп прироста 89,7 %).

В структуре обоих видов заболеваемости лиц 18 лет и старше в соответствии с общемировым классическим вариантом преобладали сахарный диабет (32,9-49,0 %), до 90,0-95,2 % которого в зависимости от года представлен инсулиннеза-висимым II типом; болезни щитовидной железы (20,5-24,9 %) и ожирение (10,2-14,4 %).

С 2000 г. в республике наблюдается активи- с=р зация в сфере использования химических пестицидов. К 2014 г. обрабатываемая ими пло- ^^ щадь увеличилась в 2,3 раза; расход - с 939,7 = до 1818,97 тыс. тонн; ТН, по официальным данным, варьировала от 0,21 до 0,78 кг/га при су- С=Р щественных различиях между районами.

В Республике Татарстан расширили пло- ^ щадь обработки пашни по минимальной технологии с 342,2 тыс. га в 2002 г. до 1 106,6 в ^ 2014 г. и по нулевой - с 8,7 до 195,3 тыс. га. В ^ 2014 г. 39,7 % всей пашни, составляющей ^^ 48,4 % территории республики, обрабатывали по новым технологиям. Наращивание площади обработки пашни по ресурсосберегающим технологиям обусловило рост применения гербицидов (доля в общем объеме препаратов увеличилась с 48 до 70,7 %; объем с 451 до

1 286,19 тыс. тонн) и ориентацию на препараты для борьбы с многолетними сорняками, в качестве которых выступили глифосатсодержащие гербициды. В эти годы применяли глифос, глифор, глидер, глифоголд, раундап, торнадо, аргумент и факел. С 2002 г. доля глифосатных препаратов выросла с 1,8 до 34,2 % (347,5 тыс. тонн) в 2011 г., снизившись в 2014 г. до 26,0 % (334,7 тыс. тонн). В 2011—2014 гг. глифосат стал лидирующим активным ингредиентом.

Установлена зависимость первичной заболеваемости и распространенности БЭС взрослого населения республики от площади внесения, объема расхода пестицидов и гербицидов (рис. 2). Кроме того, общая заболеваемость БЭС лиц 18 лет и старше высоко значимо коррелировала с расходом глифосатсодержащих препаратов, площадью обработки пашни по минимальной и нулевой технологии.

Нагрузка минеральных удобрений на единицу пашни в республике все эти годы была ниже мирового уровня и рекомендуемого специалистами. Площадь их внесения (медиана -

2 238,8 тыс. га; 95%-й ДИ = 2 004,8 - 2 460,2) и ТН (67,5 кг/га; 95%-й Ди = 53 - 74) варьировала незначительно (Я = 0,023 и 0,008 соответственно) и статистически достоверные связи с эндокринологической заболеваемостью не выявлены.

Перемены в аграрном секторе происходили на фоне стабильности выбросов в атмосферу учтенными стационарными источниками (Я = 0,02), роста - передвижными (Я = 0,62) и разнонаправленности эмиссии отдельных компонентов. Основными загрязняющими веществами предприятий были углеводороды, оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота и взвешенные вещества, суммарно составлявшие более 98,8 % всей эмиссии. Наиболее существенно увеличились выбросы оксида углерода (до 331,9 тыс. т), прежде всего, за счет роста индивидуального автопарка; снизились - оксидов азота, диоксида серы от промышленности и автотранспорта, взвешенных частиц - лишь от предприятий при тенденции роста от автотранспорта. Объемы выбросов углеводородов на протяжении рассматриваемых лет варьировали незначительно.

октябрь Ною (295) ЗНиСО

25

80 60 40 20 0

Рис.

у=0,2339х + 4,8619

Я2 = 0,561

у = 1,2007х + 33,881 2 : 0,1013 и

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

I первичная заболеваемость

I распространенность болезней

1. Первичная заболеваемость и распространенность БЭС среди взрослого населения Республики Татарстан, на 100 тыс. населения

Хорошим индикатором состояния атмосферного воздуха считают осадки. Как известно, осаждение загрязняющих веществ, поступивших в атмосферу, происходит сухим осаждением и вымыванием атмосферными осадками, особенностям которых в последнее время уделяют повышенное внимание. Среднегодовые выпадения загрязняющих веществ с осадками на территорию республики варьировали в диапазоне 7,2 - 14,9 г/м (т/км ) при медиане за анализируемый период 11,6 т/км (р < 0,001; 95%-й ДИ = 8,7 - 14,9), что на 16,7 - 48,2 % больше, чем от учтенных выбросов в атмосферный воздух - 8,02 (р < 0,01; 95%-й ДИ = 6,9 - 9,1). Причины расхождения, по-видимому, обусловлены не только трансграничными переносами, но и недоучетом выбросов предприятий надзорными органами и несовершенством расчетных методов определения эмиссии автотранспортом.

Статистический анализ определил зависимость частоты новых случаев БЭС от суммарной эмиссии всех загрязняющих веществ в атмосферу (95%-й ДИ = 0,19 - 0,87) и оксида углерода (95%-й ДИ = 0,46 - 0,93) с выделением автотранспорта (95%-й ДИ = 0,25 - 0,88). Непараметрический коэффициент корреляции между распространенностью БЭС и перечис-

ленными параметрами загрязнения атмосферного воздуха варьировал от 0,78 до 0,92 при р < 0,01 и 0,001. В отношении объема выбросов углеводородов этот показатель был ниже: г = 0,50; р < 0,05; 95%-й ДИ = 0,01 - 0,81. Корреляция между обоими видами заболеваемости БЭС и выпадениями загрязняющих веществ с осадками была статистически недостоверной.

По результатам множественного анализа с использованием стандартизованных регрессионных коэффициентов обобщенная дисперсия объясняет 99 % дисперсий исходных 28 показателей химического загрязнения окружающей среды, положительно или отрицательно коррелирующих с первичной заболеваемостью БЭС при высокозначимом (р < 0,001) прямом вкладе выбросов в атмосферу оксида углерода (29,69 %) и углеводородов (28,08 %). Относительно распространенности БЭС значение оказалось меньше (76 %) и прямой вклад вносил лишь один показатель - площадь обработки пестицидами (30,59 %). Помимо показателей химической нагрузки на атмосферный воздух промышленностью и на почву автотранспортом и сельским хозяйством, рассматриваемые в данной работе, учитывали объемы бытовых, животноводческих и промышленных отходов, объемы сброса загрязняющих веществ в поверхностные водные объекты.

- Первичная заболеваемость Распространенность болезни

Рис. 2. Непараметрические прямые связи эндокринной заболеваемости взрослого населения РТ с параметрами техногенной нагрузки на почву и атмосферный воздух

2С

ЗНиСО октябрь №0

Таким образом, активное внедрение новых технологий обработки пашни существенно изменило пестицидную ситуацию в республике, определив рост использования глифосатсодер-жащих препаратов, которые из-за низкой стоимости и широкого спектра действия в последнее десятилетие вышли на первое место по объему и площади внесения во многих странах [3, 10, 12]. Однако достоверная информация по параметрам их применения и эффектам воздействия до сих пор является весьма ограниченной и противоречивой [4, 8]. Период полураспада глифосата в почве превышает 100 дней, а основного продукта его трансформации (аминометилфосфоновая кислота) колеблется (119-958 дней). Глифосат не только фиксируется в почве, но и хорошо адсорбируется растворенными в ней гуминовыми веществами и может поступать в подземные воды [2]. Кроме того, при широком применении препарата и минимальной и нулевой обработке пашни в3 атмосферном воздухе находят 0,01-9,1 мг/м глифосата [9]. Следовательно, риск для здоровья населения не исключается.

Однако кардинальное изменение структуры применяемых пестицидов по действующему веществу в республике не сопровождалось организацией регулярного контроля глифосата, аминометилфосфоновой кислоты и других компонентов. Неблагоприятные эффекты воздействия глифосатсодержащих препаратов в концентрациях, реально присутствующих в окружающей среде, при их использовании связывают с компонентами коммерческих препаратов, в эксперименте проявляющих свойства эндокринных дескрипторов, острая токсичность которых в 100 и более раз выше самого глифосата [11, 15]. Настораживает и то, что все чаще для производства пестицидов, в том числе гли-фосатных, применяют технические продукты от новых производителей (Китай, Индия, Южная Африка), содержащие новые примеси и имеющие другую чистоту действующего вещества [5].

Выводы. Зависимость эндокринологической заболеваемости взрослого населения субъекта Федерации с развитой многоотраслевой деятельностью от параметров применения пестицидов, ресурсосберегающих технологий обработки пашни и известных показателей загрязнения атмосферного воздуха является высокозначимой и сопоставимой по воздействию на эндокринную систему. Полученные результаты подтверждают информативность суммарных показателей химического загрязнения атмосферного воздуха и почвы для оценки экологической ситуации с учетом интегрального характера воздействия на окружающую среду и здоровье населения и обосновывают направления углубленного изучения и управления эндокринологическими рисками, совершенствования социально-гигиенического мониторинга, корректировки структуры лабораторного контроля в сельскохозяйственных зонах.

ЛИТЕРАТУРА

(п. 8-15 см. References) 1. Бакуменко Л.П. и др. Статистический анализ влияния качества питьевой воды на здоровь е населения региона / Л.П. Бакуменко, П.А. Коротков // Прикладная эконометрика. 2011. Т. 22. № 2. С. 32—47.

Владимирова Н.Г. Гербициды как новая биологическая опасность для человечества // IV Лужские научные чтения. Современное научное знание: теория и практика. Мате-

риалы международ. научно-практич. конф. СПб.: Изд-во Ленинградского гос. ун-та, 2016. С. 50-52.

3. Мирошникова Д.И. и др. Токсико-гигиеническая характеристика пестицидов на основе глифосата / Д.И. Мирошникова, Т.В. Моталева // Материалы ежегодной научной конференции Рязанского государственного мед. ун-та им. академика И.П. Павлова. Рязань: РИО РязГМУ, 2016. С. 313-316.

4. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2014 году: Государственный доклад. М., 2015: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.

5. Пестициды 2016: Материалы конференции. Организатор CreonEnergy: Электронная версия: http://www.creonenergy. ru/consulting/detailConf.php (дата обращения 8 октября 2017 г.).

6. Суржиков В.Д. и др. Загрязнение атмосферного воздуха промышленного города как фактор неканцерогенного риска для здоровья населения / В.Д. Суржиков, Д.В. Суржиков, Р.А. Голиков // Гигиена и санитария. 2013. N° 1. С. 47-49.

7. Хамитова Р.Я. Химический фактор в развитии эндокринологических болезней // Гигиена и санитария. 2015. N° 8. С. 12-16.

REFERENCES

1. Bakumenko L.P., Korotkov P.A. Statisticheskiy analiz vli-yaniya kachestva pityevoy vody na zdorovye naseleniya re-giona [Statistical analysis of the influence of drinking water quality on population health of the region]. Prikladnaya Eko-nometrika, 2011, vol. 22. no. 2. pp. 32-47.

2. Vladimirova N.G. IV Luzhskiye nauchnyye chteniya. Sovre-mennoye nauchnoye znaniye: teoriya i praktika. Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [IV Luga scientific readings. Modern scientific knowledge: theory and practice. The materials of the international scientific-practical conference]. St. Petersburg. Publishing house of the Leningrad state University, 2016, pp. 50-52.

3. Miroshnikova D.I., Motaleva T.V. Materialy ezhegodnoy nauchnoy konferentsii Ryazanskogo gosudarstvennogo med.un-ta im.akademika I.P. Pavlova [Proceedings of annual scientific conference of the Ryazan state medical University named after academician I.P. Pavlov]. Ryazan: RIO RZGMU, 2016, pp. 313-316.

4. State report «On the state sanitary and epidemiological wellbe-

ing of the population in the Russian Federation in 2014». M., 2015: the Federal service for supervision of consumer rights protection and human well-being.

5. Proceedings of the conference «Pesticides in 2016». Organizer CreonEnergy: Electronic version available at: http://www.creonenergy. ru/consulting/detailConf.php

6. Surzhikov V.D., Surzhikov D.V., Golikov R.A. Zagryazneniye atmosfernogo vozdukha promyshlennogo goroda kak faktor ne-kantserogennogo riska dlya zdorovia naseleniya [Air pollution in an industrial city as the factor of non-carcinogenic risk for health of population] .Gigiena i sanitariya 2013, no. 1. pp. 47-49.

7. Khamitova R.Ya. Khimicheskiy faktor v razvitii endokri-nologicheskikh bolezney [Chemical factor in the development of endocrine diseases]. Gigiena i sanitariya, 2015, no. 8. pp. 12-16. (In Russian).

8. Benbrook Ch.M. Trends in glyphosate herbicide use in the United States and globally. Environ. Sci.Eur, 2016, vol. 28, no. 3. pp. 2-15.

9. Chang F.C., Simcik M.F., Capel P.D. Occurrence and fate of the herbicide gliphosate and its degradate aminomethylphos-phonic acid in the atmosphere. Toxicol. Chem. 2011, vol. 30, no. 3, pp. 548-555.

10. Conrad A., Schroter-Kermani Ch., Hoppe H.-W. [et al.] Glyphosate in German adults - Time trend (2001 to 2015) of human exposure to a widely used herbicide. International Journal of Hygiene and Environmental Health. 2017, vol. 220, no. 1. pp. 8-16.

11. Defarge N., Mesnage R., Gress S., SeraliniG.F. Letter to the editor: developmental and reproductive outcomes of roundup and glyphosate in humans and animals. J. Toxicol. Environm. Health. Part B, Critical reviews. 2012, vol. 15. pp. 433-437.

12. Gasnier C., Dumont C., Benachour N. [et al.] Glyphosatebased herbicides are toxic and endocrine disruptors in human cell lines. Toxicology, 2009, vol. 262, no. 3. pp. 184-191.

13. Environmental Protection Agency. Endocrine Disruptor Screening Program. Universe of Chemicals and Validation Principles. November, 2012.

14. Meo S.A., Sheikh S.A. [et al.] Effect of environmental air pollution on type 2 diabetes mellitus. Eur. Rev. Med. Pharmacol. Sci, 2015, vol. 19, no. 1. pp. 123-128.

15. Williams A.L., Watson R.E., DeSesso J.M. Developmental and reproductive outcomes in humans and animals after gly-phosate exposure: a critical analysis. J. Toxicol. Environ. Health. Crit. Rev. 2012, vol. 15, no. 1, pp. 39-96.

Контактная информация:

Сабирзянов Айрат Ринатович, тел.: 8 (843) 221-90-99, e-mail: fbuz.sabirzyanov@tatar.ru.

Contact information: Sabirzyanov Airat, phone: 8 (843) 221-90-99, e-mail: buz.sabirzyanov@tatar.ru.