CC BY
149
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2013 УДК 614.72:616
В. Д. Суржиков1, Д. В. Суржиков2, Р. А. Голиков2
ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ПРОМЫШЛЕННОГО ГОРОДА КАК
фактор неканцерогенного риска для здоровья населения
'Кузбасская государственная педагогическая академия, Новокузнецк; 2НИИ комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний СО РАМН, Новокузнецк
В статье представлены результаты исследования, посвященного оценке риска воздействия атмосферных загрязнений крупного промышленного города на здоровье населения, включая оценку индивидуального как немедленного, так и хронического риска для селитебной зоны города. Выявлены регрессионные соотношения между концентрациями различных веществ и общей заболеваемостью населения, на основании которых определен риск дополнительной заболеваемости и получены таксономические величины, характеризующие вклад отдельных загрязняющих веществ в риск нарушения здоровья населения.
Ключевые слова: загрязнение атмосферного воздуха, риск здоровью человека
V.D. Surzhikov1, D.V Surzhikov2, R.A. Golikov2 - ATMOSPHERIC AIR POLLUTION IN AN INDUSTRIAL CITY AS THE FACTOR OF NON-CARCINOGENIC RISK FOR HEALTH OF COMMUNITIES
1Federal State Budgetary Institution of Higher Professional Education "Kuzbass State Pedagogical Academy" of the Ministry of Health care and Social Development, 654027, 2 Federal State Budgetary Establishment "Research Institute for Complex Problems of Hygiene and Occupational Diseases” of Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences, 654041, Novokuznetsk, Russian Federation
The paper deals with the results of the research on risk of exposure of atmospheric air pollution in a large industrial city to health of communities. The results of individual both immediate and chronic risk estimation for selectable city zones are presented. Regression ratios of various substances concentrations and disease incidence are revealed. On their basis the estimation of risk of additional disease incidence is carried out and taxonomic values characterizing the contribution of separate pollutants to risk of health of communities ’ disorder are obtained.
Key words: atmospheric air pollution, risk for human health.
В настоящее время негативные тенденции в изменении показателей здоровья населения России и состояния окружающей среды обитания человека относят научную проблему "окружающая среда - здоровье человека" к разряду приоритетных задач государственной политики [9]. Выполнение поставленных задач требует внедрения методологии оценки риска и разработки на ее основе управленческих решений по оптимизации окружающей среды и состояния здоровья населения [2]. Развитие методологии оценки риска обусловлено полиэтилогиче-ской природой многих нарушений состояния здоровья человека. В связи с этим предвидеть эффекты действия многочисленных факторов без определения атрибутивной доли каждого фактора в совокупном риске развития нарушений здоровья [6].
Реформирование экономики России привело в ряде регионов к увеличению давления на окружающую среду, что связано с приоритетом принципа получения максимальных прибылей в условиях экстенсивного использования природных ресурсов. Наиболее критическое положение сложилось в городах с металлургической промышленностью, в которых загрязнение окружающей среды и экологический риск находятся на высоком уровне из-за несовершенства применяемых технологий, износа оборудования, низкой эффективности очистных сооружений [10].
Остается актуальным изучение количественных зависимостей специфических и неспецифических показателей здоровья от комбинированного и комплексного воздействия на организм человека многокомпонентного загрязнения окружающей среды в районах размещения промышленных комплексов металлургии и теплоэнергетики. Накопление информации о механизме и степени влияния факторов окружающей сре-
ды на здоровье населения, количественное описание существующих закономерностей в системе "окружающая среда - здоровье" позволяют оптимизировать разработку и реализацию природоохранных мероприятий. Актуальной является верификация степени выраженности факторов риска для здоровья человека. С атмосферным воздухом связана наибольшая часть всех рисков здоровью от воздействия факторов окружающей среды [4, 8].
Материалы и методы
Для оценки риска, имплицированного загрязнением атмосферного воздуха, нами проанализированы данные лаборатории экологического мониторинга воздушной среды Новокузнецкого филиала-института Кемеровского государственного университета (НФИ КемГУ). Стационарная лаборатория, расположенная в Центральном районе Новокузнецка, представляет собой комплекс оборудования для мониторинга воздушной среды, определяющий концентрации 8 атмосферных примесей, в том числе озона. Ежедневные 30-минутные концентрации атмосферных загрязнений по изучаемым ингредиентам были статистически обработаны. Нами также определялись взвешенные индексы сезонности, позволяющие оценить уровень загрязнения атмосферного воздуха отдельными примесями по сезонам года [3]. Для расчета эффектов, связанных с длительным (хроническим) воздействием веществ, загрязняющих воздух, использовали информацию об их осредненных (за несколько лет) концентрациях. Оценка риска хронической интоксикации основывалась на апостериори, что при длительном воздействии примеси на уровне пороговой концентрации риск проявления неспецифических токсических эффектов составляет 0,16 в долях единицы [5].
47
[гиена и санитария 1/2013
С целью верификации риска нами были получены данные о заболеваемости населения на основе информации персонифицированной базы данных "Заболеваемость, форма 025-2/у" Кустового медицинского информационно-аналитического центра Новокузнецка. На территории центрального района Новокузнецка была выбрана селитебная зона радиусом 2 км, центром данного круга являлась лаборатория экологического мониторинга НФИ Кемгу Из базы данных "Заболеваемость" выбирали только те случаи обращения к врачу, которые были зафиксированы среди жителей выделенной зоны. для установления зависимости между состоянием здоровья населения и концентрациями загрязняющих веществ в воздушном бассейне мы использовали методы множественного регрессионного анализа [1]. После получения моделей влияния загрязнений атмосферного воздуха на заболеваемость населения нам представилась возможность определить таксономическую величину, характеризующую опасность отдельных загрязнителей воздушной среды для жителей рассматриваемой селитебной зоны [7]. С помощью таксономической величины можно оценить средний уровень изучаемого потенциально опасного для здоровья человека фактора загрязнения атмосферного воздуха. В качестве признаков, оказывающих стимулирующее (повышающее) действие на уровень опасности, были приняты значения риска хронической интоксикации, имплицированные с конкретным загрязнителем; значения риска дополнительной заболеваемости по максимально возможному регрессионному росту данного показателя под воздействием атмосферной примеси. Таксономическая величина интерпретируется следующим образом: фактор загрязнения тем более опасен для населения, чем ближе к единице соответствующее ему значение показателя таксономии.
Результаты и обсуждение
установлено, что максимальный уровень концентрации озона достигается в весенний период. Это связано с высоким притоком солнечной радиации, в том числе ультрафиолетовой, а также с наиболее интенсивным переносом озона из стратосферы в это время года. Взвешенные средние индексы сезонности, установленные по средним концентрациям озона для каждого периода года, составили в зимний период 125,1%, в весенний - 160,3%, в летний - 93,6%, в осенний - 50,7%. Максимальная запыленность атмосферного воздуха центральной части города достигается в летний сезон года. В зимний период достигают максимума уровни загрязнения воздушного бассейна оксидом азота, оксидом углерода и аммиаком (взвешенные индексы сезонности 167,7, 125,7 и 124,4% соответственно). За период 2001-2007 гг. средняя концентрация взвешенных частиц в воздушном бассейне превышала гигиенический норматив в 1,24 раза, озона - в 1,27 раза, сероводорода - в 4,2 раза. Средняя концентрация оксида азота находилась на уровне 0,69 среднесуточной ПДК (ПДК _), диоксида азота - 0,76 ПДКс, диоксида серы - 0,42 пДКс, оксида углерода - 0,76 ПДКсс, аммиака
- 0,41 ПДКсс. Суммарный индивидуальный риск хронической интоксикации, имплицированный с загрязнением атмосферного воздуха, для населения, проживающего в рассматриваемой селитебной зоне, составил 0,283, в том числе риск, связанный с взвешенными веществами
- 0,047, с оксидом углерода - 0,043, с озоном - 0,029, с диоксидом азота - 0,022. Следует отметить высокий удельный вес в риске специфических загрязняющих веществ,
таких как сероводород (риск - 0,115) и аммиак (риск -0,024). Средняя из максимальных (за год) концентрация взвешенных частиц в атмосферном воздухе за рассматриваемый период превышала максимально разовую ПДК (ПДКмр) в 3,32 раза, диоксида азота - в 1,41 раза, озона - в 1,52 раза, но наиболее критическая ситуация сложилась с загрязнением воздушного приземного слоя сероводородом, концентрация которого превышала ПДК в 19,83 раза. Суммарный риск немедленного действия составил величину 0,999 (в долях единицы), означающую, что доля населения, которая рефлекторно подвержена действию максимальных уровней загрязнения атмосферного воздуха на этой селитебной зоне, составляет 99,9%. Такой высокий уровень риска определяется риском, имплицированным с сероводородом.
Оценка риска здоровью осуществляется применительно к перспективным ситуациям, когда еще не существуют адекватные медико-статистические данные, достоверно характеризующие заболеваемость населения, что вызывает затруднения при сопоставлении результатов оценки риска с данными медицинской статистики. Некоторые типы риска вообще не подвержены статистическому учету. Адекватное сопоставление с данными медицинского мониторинга возможно лишь на уровне хронического неспецифического риска. Среди показателей статистического учета риску хронического воздействия наиболее адекватно соответствует уровень общей заболеваемости [11]. Поэтому апостериорная оценка риска проведена на основе моделей, аппроксимирующих зависимость общей заболеваемости от загрязнения воздушного бассейна. Поскольку многие симптомы и жалобы могут возникнуть не сразу, а через некоторое время, но не более чем через 1 мес, необходимо было проанализировать наличие взаимосвязи между концентрацией веществ в прошлом месяце и болезненностью в текущем месяце (т. е. с лагом, равным единице). Всего были построены 4 регрессионные модели: 1-я - в качестве объясняющих результативный признак факторов были использованы среднемесячные концентрации 8 атмосферных примесей (8 факторов); 2-я - использовались и среднемесячные и максимальные за месяц концентрации (16 факторов); 3-я - применялись среднемесячные как текущие, так и лагированные концентрации, а также максимальные за текущий месяц (24 фактора); 4-я - факторами служили и текущие и лагиро-ванные среднемесячные и максимальные концентрации (32 фактора). По моделям регрессии отмечено снижение средней ошибки аппроксимации (от 16,75 до 8,02%) с ростом числа объясняющих факторов загрязнения атмосферного воздуха. Значения индексов множественной корреляции получены в пределах от 0,41 до 0,82, по ряду моделей степень связи между результативным признаком и объясняющими факторами является сильной. От 16,9 до 67,4% (в зависимости от рассматриваемой регрессионной модели) дисперсии общей заболеваемости имплицировано с факторами загрязнения атмосферного воздуха.
Определены показатели эластичности заболеваемости населения рассматриваемой селитебной зоны, анализ которых показал, что наибольшее влияние на заболеваемость населения оказывают взвешенные частицы, озон, оксид углерода и сероводород (см. таблицу).
установлено, что при увеличении среднемесячной концентрации взвешенных частиц на 10% возможно увеличение общей заболеваемости на 0,69-0,96%; при аналогичном увеличении концентрации озона рост заболеваемости может составить 0,1—0,7% в зависимости от модели регрессии. При увеличении среднемесячной концентрации окси-
48
Коэффициенты эластичности общей заболеваемости, связанные с загрязнением воздушного бассейна (в %)
Фактор
Коэффициент
эластичности
Нормированный на 10 мкг/м3 коэффициент эластичности*
Взвешенные вещества Оксид азота диоксид серы Озон
Оксид углерода Сероводород
0,069-0,096
0,042
0,054-0,094
0,01-0,07
0,130-0,158
0,040-0,088
0,36-0,51
1,0
2,58-4,54
0,26-1,84
0,056-0,088
1,23-2,6
Примечание: * - нормированный коэффициент эластичности показывает, насколько в среднем увеличивается результативный признак при росте значения фактора на 10 мкг/м3.
ни загрязнения воздушного бассейна регистрируются в зимний период года, что объясняется наличием в атмосфере в это время приподнятых и свободных инверсий, а также застоев воздуха. Атмосферные загрязнители связаны с риском для здоровья населения как хронического, так и немедленного характера. Из рассматриваемых 8 примесей 6 имеют положительные значения показателей эластичности в регрессионных моделях. Таксономическая величина может служить показателем, используемым для ранжирования атмосферных загрязнителей по их потенциально возможному влиянию на состояние здоровья населения. Использованные подходы и методы изучения влияния факторов могут быть использованы для количественной оценки доли каждого фактора в суммарном риске для здоровья населения, связанном с загрязнением атмосферного воздуха.
да углерода на 10 мкг/м3 показатель общей заболеваемости возрастает на 0,06-0,09%; при аналогичном увеличении среднемесячного содержания сероводорода в воздушном бассейне происходит рост показателя заболеваемости на 1,23-2,6% в зависимости от выбранной регрессионной модели. По аммиаку и диоксиду азота не были получены положительные значения показателей эластичности. На основании полученных регрессионных соотношений нами была проведена оценка риска дополнительной заболеваемости населения. Число дополнительных случаев обращений в лечебные учреждения может составить от 873 до 2321 в год на 10 тыс. человек, проживающих в выбранной селитебной зоне Новокузнецка. Атрибутивный риск - доля в показателе заболеваемости в экспонированной популяции, связанная с воздействием загрязнения атмосферного воздуха, - установлен на уровне 6,0-14,5%. Определены значения таксономической величины, характеризующей опасность отдельных загрязнителей атмосферного воздуха. Значение таксономической величины составило по оксиду углерода - 0,546, озону - 0,433, аммиаку - 0,344, оксиду азота - 0,314, диоксиду серы - 0,312, диоксиду азота - 0,176. Наибольшими значениями показателя таксономии характеризуются взвешенные частицы - 0,566 и сероводород - 0,973.
заключение
Атмосферный воздух крупного индустриального центра загрязнен по ряду примесей выше предельно допустимых гигиенических нормативов. Наибольшие уров-
Литер атур а
1. Айвазян С. А., Мхитарян В. С. Прикладная статистика. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.
2. Боев В. М. // Гиг. и сан. - 2009. - № 4. - С. 4-8.
3. Елисеева И. И., Юзбашев И. И. Общая теория статистики. -М.: Финансы и статистика, 1998.
4. Окружающая среда и здоровье: подходы к оценке риска / Щербо А. П., Киселев А. В., Негриенко К. В. и др. - СПб.: МАПО, 2002.
5. Основы оценки риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду / Онищенко Г. Г., С Новиков С. М., Рахманин Ю. А. и др. - М.: НИИ ЭЧ и ГОС, 2002.
6. Новиков С. М., Иваненко А. В., Волкова И. Ф. и др. // Гиг. и сан. - 2009. - № 6. - С. 41-43.
7. Рахманин Ю. А., Новиков С. М., Румянцев Г. И., Иванов С. И. // Гиг. и сан. - 2006. - № 5. - С. 10-13.
8. Плюта В. Сравнительный многомерный анализ в экономических исследованиях: Пер. с польск. - М.: Статистика, 1980.
9. Рахманин Ю. А. // Актуализированные проблемы здоровья человека и среды его обитания и пути их решения: Материалы Пленума Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РФ. - М.: НИИ ЭЧ и ГОС, 2011. -С. 3-16.
10. Суржиков Д. В., Суржиков В. Д. // Гиг. и сан. - 2007. - № 5. -С. 32-34.
11. Щербо А. П., Киселев А. В. Оценка риска воздействия факторов окружающей среды на здоровье. - СПб.: МАПО, 2005.
Поступила 15.02.12
49
