О новых возможностях прогноза заболеваемости населения промышленных городов

УДК [574.2:614.78]:616-036

О НОВЫХ ВОЗМОЖНОСТЯХ ПРОГНОЗА ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ НАСЕЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГОРОДОВ

© 2005 г. С. В. Сенотрусова

Дальневосточный государственный университет, г. Владивосток

Природные и антропогенные факторы оказывают комплексное влияние на здоровье населения. Отклик на неблагоприятную экологическую обстановку может быть как сиюминутным, так и аккумулятивным, проявляющимся через месяцы, годы, иногда и десятки лет. Проблеме воздействия загрязнения окружающей среды на здоровье населения посвящено множество работ [1 —4, 6—8]. Тем не менее вопросы перспективного прогноза заболеваемости населения промышленных городов остаются недостаточно изученными.

Сохраняя традиции в исследовании влияния загрязнения среды на здоровье, мы использовали два новых подхода. Первый состоит в том, что в отличие от исследований большинства авторов, которые применяют информацию о концентрациях загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, в работе проанализировано влияние выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников и автотранспорта на здоровье населения как более объективного показателя. Следует признать, что, во-первых, мониторинг концентраций во многих городах не проводится и, во-вторых, концентрации являются случайными величинами, говорящими только о локальном загрязнении.

Второй подход состоит в том, что в отличие от исследований многих авторов, которые в качестве критерия оценки заболеваемости применяют показатели загрязнения питьевых вод, в работе используются факторы загрязнения речных вод. Качество поверхностных вод является интегральным показателем, который дает представление о загрязнении среды в целом, поскольку они являются коллектором, на своем пути вбирающим в себя все. Поверхностные воды, неся в себе информацию о загрязнении, говорят и о качестве воды, которую мы пьем.

Исследовано длительное (1981 —2003) влияние поллютантов на заболеваемость населения при годовом периоде осреднения. Значимость наблюдений за длительный промежуток времени состоит в том, что только такие исследования позволяют выделить тренд, учесть прямое и опосредованное действие факторов, показать, что процесс имеет хронический характер. Используя интегральные показатели, мы разработали модели прогноза заболеваемости, которые позволили оценить комбинированное и совокупное действие независимых факторов загрязнения среды.

Проанализированы данные о структуре выбросов таких загрязняющих веществ, как диоксид серы ^02), диоксид азота (N02), оксид углерода (СО), взвешенные вещества (ВВ), углеводороды (ПАУ), а также показатели химического загрязнения поверхностных вод: количество взвешенных веществ (кВВ); содержание растворенного кислорода (О2); биологическое потребление кислорода (БПК5); концентрация аммонийного азота ^Н4); нитритов (N02); нитратов (N03); железа ^е); меди (Си); нефтепродуктов; фенолов; синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ). Это компоненты обязательного набора контролируемых параметров в системе

Представлены результаты исследований длительного (за 23 года) влияния загрязнения атмосферного воздуха и поверхностных вод рек на заболеваемость населения промышленных городов. Продемонстрированы значимые связи между загрязнением окружающей среды и здоровьем населения. Показаны уравнения перспективного прогноза заболеваемости населения, учитывающие комбинированное и совокупное влияние факторов среды. Определено, что вклад экологических факторов в ухудшение здоровья населения промышленных городов, составляет от 50 до 70 %.

Ключевые слова: загрязнение среды, заболеваемость населения, прогноз заболеваемости населения.

мониторинга, и только по ним есть репрезентативные выборки. Изучено качество поверхностных вод рек Раздольная, Комаровка и Раковка, протекающих через Уссурийск. Посты наблюдений за качеством речных вод располагаются выше города, в самом городе, а также ниже его по течению реки. Для оценки воздействия загрязнения окружающей среды на здоровье использованы основные медико-демографические показатели, сведения о заболеваемости и распространенности болезней среди населения по обращаемости за медицинской помощью. Для оценки влияния загрязнения среды на заболеваемость использовались методы корреляционного и регрессионного анализа. Значимыми величинами коэффициента корреляции на 5 % уровне являлось г = 0,42; на 1 % уровне — г = 0,54.

Исследование проведено во всех промышленных городах Приморского края [9], в данной работе в качестве примера рассмотрен Уссурийск. Город расположен в низине, для него характерен муссонный климат, промежуточный между морским и континентальным, в зимнее время здесь замедлены явления атмосферного переноса. В Уссурийске нет ТЭЦ, т. е. нет высокой трубы, для которой характерна большая полнота сжигания топлива и рассеивание выбросов на далекие расстояния, а имеются сотни котельных. Основными источниками выбросов в атмосферу являются предприятия жилищно-коммунального хозяйства, пищевой и легкой промышленности, транспорта, машиностроения, металлообработки и сельского хозяйства. Вклад автотранспорта в суммарные выбросы составляет около 22 %, в том числе оксида углерода 35 %, диоксида азота 28 % и углеводородов 78 % [10]. По данным Госком-гидромета, Уссурийск вошел в список городов России с наибольшим уровнем загрязнения воздуха за последние семь лет по превышениям ПДК взвешенных веществ, диоксида азота, бенз(а)пирена. Также Уссурийск числится в списке городов России, в атмосфере которых зарегистрированы максимальные концентрации примесей, превышающие ПДК в десятки раз (например, ПДК бенз(а)пирена в 1996 году была превышена в 18,2 раза; в 1997 — в 25,1; в 2000 — в 12,9; в 2002

— в 10,4 (см. «Ежегодники загрязнения атмосферы в городах на территории России, 1997—2003»).

Изучение взаимосвязей между выбросами в атмосферу загрязняющих веществ (взвешенные вещества, оксид углерода, диоксид азота, углеводороды) и общей заболеваемостью взрослых болезнями органов дыхания выявило значимые коэффициенты корреляции — 0,76; 0,68; 0,65; 0,80 соответственно. Это означает, что от 45 до 64 % изменчивости общей заболеваемости патологией дыхательной системы в Уссурийске связано с загрязнением атмосферы. При детальном анализе влияния выбросов углеводородов и оксида углерода на отдельные классы болезней (пневмония, хронические болезни миндалин, хронический бронхит, хронический отит) получены следующие коэффициенты корреляции: 0,57 и 0,63; 0,74 и 0,65; 0,50 и

0,45; 0,79 и 0,81 соответственно. Таким образом, вклад выбросов углеродсодержащих веществ в изменчивость заболеваемости составляет от 25 до 65 %. Очевидно,

что оставшаяся часть изменчивости приходится на другие составляющие (климатические условия, питьевая вода, питание, курение и пр). Именно местные факторы среды, неодинаковые в различных городах, определяют различия в уровнях заболеваемости. Отмечаются также значимые коэффициенты корреляции между выбросами взвешенных веществ и заболеваемостью хроническим бронхитом, пневмонией, хроническими болезнями миндалин, хроническим отитом (0,60; 0,56; 0,68; 0,78 соответственно). Получены достоверные взаимосвязи между выбросами сернистого газа и заболеваемостью населения хроническими болезнями миндалин (0,58), пневмонией (0,58), хроническим бронхитом (0,46), хроническим отитом (0,72) а также между выбросами диоксида азота и заболеваемостью хроническим бронхитом (0,48).

Исследования показывают, что взвешенные вещества, оксид углерода, углеводороды, сернистый газ при длительном воздействии на организм человека могут быть охарактеризованы как факторы, способствующие возникновению хронического бронхита, хронических болезней миндалин, пневмонии, хронического отита и общей заболеваемости патологией дыхательной системы населения города.

Табл. 1 демонстрирует значимые связи между выбросами аэрополлютантов и заболеваемостью населения Уссурийска отдельными видами патологии.

Таблица 1

Значимые коэффициенты корреляции между выбросами аэрополлютантов и заболеваемостью населения Уссурийска некоторыми видами патологии

Вид патологии Загрязняющее вещество

ВВ 802 СО N02 ПАУ

Болезни эндокринной системы 0,54 0,55 0,48 0,54

Болезни кровообращения 0,60 0,44 0,58 0,49 0,64

Болезни пищеварения 0,63 0,73 0,50 0,71 0,45

Хронический гастрит — 0,51 0,46 — 0,62

Болезни кожи 0,71 — 0,64 0,44 0,44

Получено, что одновременно все исследуемые загрязняющие вещества достоверно влияют на заболеваемость населения болезнями кровообращения и пищеварения. Комплекс таких поллютантов, как диоксид азота, взвешенные вещества, углеводороды, влияет на заболеваемость болезнями эндокринной системы и кожи.

Интересные результаты получены при изучении связи качества поверхностных вод рек, протекающих через Уссурийск, с заболеваемостью населения города. Реки Раздольная, Раковка и Комаровка, принимающие различные стоки и сбросы, протекают в разных местах города, тем не менее для каждой из них наблюдается повторяемость значимых связей между концентрациями загрязняющих веществ в них и заболеваемостью населения. Полученные результаты позволили выделить достоверные связи между загрязнением рек в черте города и возникновением некоторых видов хронической патологии и слабые связи или отсутствие таковых между загрязнением рек выше и ниже по их течению и заболеваемостью населения. Это очевидно, так как город влияет прежде всего на состояние реки в черте города,

а ниже по течению происходит разбавление вод, состав химического загрязнения меняется и связи теряются. Загрязнение рек в черте города отражает химическое загрязнение окружающей среды. Наибольшее количество достоверных связей получено между содержанием фенолов, меди, аммонийного азота, нитритов и нитратов, взвешенных веществ, биологическим потреблением кислорода и заболеваемостью населения.

Табл. 2 показывает, какое влияние оказывает повышенное содержание органических примесей (о чем свидетельствует достоверная связь БПК с патологией), фенолов и аммонийного азота на заболеваемость гастритом и дуоденитом, болезнями эндокринной системы и кожи. Положительные связи выявлены между концентрацией взвешенных веществ и заболеваемостью тиреотоксикозом и болезнями кожи (0,45 и 0,48), а также между количеством синтетически поверхностно-активных веществ в воде и этими же видами патологии (0,46 и 0,65). Это говорит об обусловленности данных заболеваний загрязнением речных вод хозяйственно-бытовыми стоками. Значимые коэффициенты получены между концентрацией взвешенных веществ (0,51), аммонийного азота (0,64), нитратов (0,50), нефтепродуктов (0,51), фенолов (0,61) и заболеваемостью хроническим отитом. Единичные достоверные коэффициенты корреляции выявлены между количеством нитратов (0,88), взвешенных веществ (0,66) и общей заболеваемостью болезнями органов пищеварения, а также между содержанием взвешенных веществ (0,42), аммонийного азота (0,50) и заболеваемостью язвенной болезнью желудка.

Таблица 2

Значимые коэффициенты корреляции между показателями химического загрязнения поверхностных вод и заболеваемостью населения Уссурийска

Вид патологии Раздольная Комаровка Раковка

БПК5 Ф БПК5 Ф БПК5 ЫН4 Ф

Гастрит 0,47 — 0,55 0,67 — 0,56 0,69 — —

Болезни кожи 0,52 0,48 0,56 0,45 0,62 0,80 0,54 0,62 0,71

Тиреотоксикоз 0,56 0,44 0,42 0,63 0,63 0,47 0,54 0,75 0,45

Болезни эндо-

кринной системы 0,51 — 0,65 0,59 — 0,73 0,63 — —

Из данных табл. 3 видно, что с содержанием металлов и растворенного кислорода в воде коррелирует заболеваемость органов мочеполовой системы, органов системы кровообращения, мочекаменной болезни. Высокие коэффициенты корреляции встречаются также между концентрацией нитритов (от 0,66 до 0,80), БПК (от 0,43 до 0,57) и этими же видами патологии.

Таблица 3

Значимые коэффициенты корреляции между показателями химического загрязнения поверхностных вод и заболеваемостью населения Уссурийска

Болезни Раздольная Комаровка Раковка

О2 Ее Си О2 Ее Си О2 Ее Си

Мочеполовой системы 0,77 0,56 0,89 0,78 0,68 0,89 0,78 — 0,85

Мочекаменная 0,50 0,46 0,91 0,85 0,48 0,91 0,84 — 0,93

Кровообращения 0,52 0,80 0,73 0,63 0,91 0,79 — 0,81

Таким образом, при анализе взаимосвязей между показателями химического загрязнения поверхностных вод и заболеваемостью населения Уссурийска выявлено, что содержание фенолов, аммонийного азота, взвешенных веществ и синтетических поверхностно-активных веществ оказывает значимое влияние на возникновение гастрита, болезней кожи, эндокринной системы. Количество тяжелых металлов и азотсодержащих веществ в речных водах, отражающее загрязнение окружающей среды в городе, является одним из факторов, провоцирующих заболеваемость органов мочеполовой системы и системы кровообращения у населения Уссурийска.

Нами проведено исследование комбинированного и совокупного влияния факторов загрязнения среды на здоровье человека [9]. С использованием регрессионного анализа построены уравнения прогноза заболеваемости населения Приморского края отдельными видами патологии, учитывающие только независимые факторы среды. В качестве примера приведены модели прогноза заболеваемости болезнями эндокринной системы населения Уссурийска (табл. 4—6).

Таблица 4

Уравнение, учитывающее влияние атмосферных факторов

Шх Ш2 Ь Я г2 Е к

Y2 0,9 26,8 0,55 0,30 5,6 19

Y1 0,7 6,7 14,2 0,58 0,34 3,1 18

ш1 и ш2 — весовые коэффициенты при переменных СО и N0^

Таблица 5

Уравнение, учитывающее влияние водных факторов

Ш3 Ш4 Ш5 Ь Я г2 Е к

У3 10,8 19,6 0,75 0,56 12,7 19

У4 14,5 2,6 6,4 0,79 0,62 7,5 18

Уз 14,9 3,3 0,3 1,4 0,81 0,66 5,0 17

ш3, ш4 и ш5 — весовые коэффициенты уравнения при переменных NH4, (Си, кВВ

Таблица 6

Уравнение, учитывающее совместное влияние водных и атмосферных факторов

Ш3 Ш4 Ш2 Ь Я г2 Е к

У 9,8 6,4 -256,0 27,7 0,86 0,74 6,7 17

т3 и т4 — весовые коэффициенты уравнения при переменных NH и Си; т — весовой коэффициент при переменной N0

Где Y — зависимая переменная (предиктант); х1, х2...хп— независимые переменные (предикторы — данные о суммарных выбросах загрязняющих атмосферу веществ от предприятий и автотранспорта и значения концентраций загрязняющих веществ в поверхностных водах рек); т1, т2...тп — весовые коэффициенты, соответствующие независимым переменным х,, х„...х ; Ь — значение постоянной; Н — ко-

1 ’ 2 П ’

эффициент множественной корреляции; г2 — коэффициент детерминированности; F — критерий Фишера; к — степени свободы.

Таким образом, в результате моделирования получено, что учет влияния атмосферных факторов позволяет описать 34 % дисперсии исходных данных, учет влияния водных факторов — 66 %, совокупный учет факторов среды — 74 % дисперсии заболеваемости эндокринной патологией населения Уссурийска.

В отечественной и иностранной литературе, а также в рекомендациях ВОЗ получила широкое распространение формула соотношения вклада в нарушение здоровья таких обобщенных факторов, как генетика (около 20 %), экология (около 20 %), образ жизни (порядка 50 %) и система здравоохранения (менее 10 %). На основании данного соотношения в России делаются ошибочные выводы о малой значимости экологических факторов для состояния здоровья. Действительно, данное соотношение точнее отражает долевой вклад основных факторов, определяющих уровень здоровья населения развитых стран, поскольку там за последние 20—30 лет значительно лучше решались насущные проблемы экологии и здравоохранения.

Однако в случае с Россией, где экологический кризис прогрессирует, вклад факторов загрязнения среды в состояние здоровья выглядит иначе. Для ресурсных районов более справедливы расчеты, определяющие долевой вклад факторов загрязнения среды в ухудшение здоровья и основные формы патологии в пределах от 40 до 60 % [5]. К тому же такое содержательное понятие, как образ жизни и возможность его обеспечения, в условиях нашей страны имеет также существенное отличие от такового в западных странах. Это важно подчеркнуть, поскольку мы, считая, что основной вклад в ухудшение здоровья вносит несоблюдение индивидуумом здорового образа жизни, тем самым констатируем, что основная вина за неблагоприятные изменения состояния здоровья (более чем на 50 %) ложится на самого человека. Понятие «образ жизни» включает в себя не только и не столько так называемые вредные привычки человека, но и то, каким воздухом в силу объективных причин мы вынуждены постоянно дышать и в быту, и на отдыхе, и на производстве; какого качества воду мы ежедневно потребляем; насколько загрязнены токсичными веществами продукты питания, приобретенные в магазинах и выращиваемые на загрязненных почвах; насколько доступны для каждого человека места и методы оздоровления, рекреации, а также экологически чистые зоны отдыха и профилактика здоровья. В силу объективных причин человек вынужден дышать загрязненным воздухом, употреблять загрязненные продукты питания, некачественную воду.

По результатам моделирования рассчитаны средние дисперсии заболеваемости населения региона, в описание которых вносит свой вклад комплексное и совокупное влияние факторов химического загрязнения. Средняя дисперсия заболеваемости, описываемая комплексным воздействием атмосферных факторов, составляет 52 %; описываемая комплексным воздействием водных факторов — 65 %; описываемая совокупным воздействием атмосферных и водных факторов — 71 %.

Таким образом, мы можем утверждать, что вклад в ухудшение здоровья экологических факторов, способствующих формированию основных форм патологии населения промышленных городов, составляет от 50 до 70 %. Учитывая то, что мы использовали интегральные показатели загрязнения среды, которые имели большой период осреднения и, следовательно, пара-

метрически включали в себя другие глобальные процессы, например влияние социальных, климатических, метеорологических и других составляющих, воздействие факторов загрязнения может быть несколько ниже, но тем не менее остается достаточно высоким, чтобы им можно было пренебрегать. Загрязнение среды становится лимитирующим фактором состояния здоровья, независимо от уровня жизни и доходов населения.

Список литературы

1. Абросимова Ю. Е. Состояние здоровья населения промышленных городов в связи с загрязнением атмосферного воздуха: Атлас «Окружающая среда и здоровье населения России» / Ю. Е. Абросимова, В. Л. Ушаков. — М.: ПАИМС, 1995.

2. Авалиани С. Л. Окружающая среда. Оценка риска для здоровья (мировой опыт) / С. Л. Авалиани, М. М. Андрианова, Е. В. Печенникова, О. В. Пономарева.

— М., 1996. — 59 с.

3. Безуглая Э. Ю. Состояние здоровья городского населения в связи с загрязнением атмосферы / Э. Ю. Безуглая // Ежегодник состояния загрязнения атмосферы в городах на территории России за 1993 г. — СПб.: Гидро-метеоиздат, 1994, — С. 312—320.

4. Безуглая Э. Ю. Влияние загрязнения атмосферы на здоровье населения / Э. Ю. Безуглая, Е. К. Завадская // Мониторинг загрязнения атмосферы в городах: Труды ГГО, вып. 549. — СПб., 1998, — С. 171 — 199.

5. Гичев Ю. П. Современные проблемы экологической медицины / Ю. П. Гичев. — Новосибирск: Изд-во РАМН, 1996. — 174 с.

6. Калабеков А. Л. Структурно-функциональная организация и экологический мониторинг урбосистемы мегаполиса: Автореф. дис. ... д-ра биол. наук / Калабеков А. Л.

— М., 2003. — 42 с.

7. Кику П. Ф. Экологические проблемы здоровья / П. Ф. Кику, Б. И. Гельцер. — Владивосток: Дальнаука, 2004. — 228 с.

8. Ревич Б. А. Загрязнение окружающей среды и здоровье населения. Введение в экологическую эпидемиологию: Учебное пособие / Б. А. Ревич. — М.: Изд-во МНЭПУ 2001. — 264 с.

9. Сенотрусова С. В. Загрязнение атмосферы и заболеваемость населения (Приморский край) / С. В. Сенотрусо-ва. — СПб.: Изд-во НПО «Атмосфера», 2004. — 280 с.

10. Сенотрусова С. В. К экологической безопасности населения промышленных городов юга Дальнего Востока / С. В. Сенотрусова, В. Г. Свинухов // Безопасность Евразии. — 2003. — № 6 (16). — С. 191 — 199.

ABOUT NEW OPPORTUNITIES OF MORBIDITY PROGNOSIS FOR POPULATION OF INDUSTRIAL TOWNS

S. V. Senotrusova

Far-East State University, Vladivostok

There are given the results of the study of long (23 years) influence of atmospheric air and river surface water pollution on morbidity of population of industrial towns. There are demonstrated the significant connections between environmental pollution and population health. There are shown the equations of perspective prognosis of population morbidity that take into consideration combined and joint influence of environmental factors. It has been assessed that contribution of ecological factors into worsening of population health in industrial towns is 50—70 %.

Key words: environmental pollution, population morbidity, prognosis of population morbidity.