CC BY-ND
22
20
ЗНиСО июнь №C (219)
ЭКОЛОГО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ НА РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ БОЛЕЗНЕЙ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ В ГОРОДСКОЙ ДЕТСКОЙ ПОПУЛЯЦИИ
С.Б. Петров, Е.Н. Онучина
ECOLOGICAL AND EPIDEMIOLOGICAL ESTIMATION OF INFLUENCE OF AIRBORNE PARTICULAR MATTERS IN ATMOSPHERIC AIR ON PREVALENCE OF ILLNESSES OF RESPIRATORY ORGANS IN CITY CHILDRENS POPULATION
S.B. Petrov, E.N. Onuchina
ГОУ ВПО «Кировская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации»
В работе приведены материалы исследования по изучению влияния взвешенных веществ техногенной природы на развитие и распространенность болезней органов дыхания среди детского населения г. Кирова
Ключевые слова: атмосферный воздух городской среды, взвешенные вещества, детское население, болезни органов дыхания.
In work research materials on studying of influence of airborne particular matters of the technogenic nature on development and prevalence of illnesses of respiratory organs among the children's population of Kirov are resulted.
Keywords: atmospheric air in a city, airborne particular matters, the children’s population, illnesses of respiratory organs.
Среди загрязнителей окружающей среды большой удельный вес принадлежит аэрозолям с твердой фазой, источниками поступления которых в воздушный бассейн населенных мест являются промышленные предприятия, энергетические объекты, транспорт. Взвешенные вещества, наряду с оксидами серы, азота и углерода, отнесены к наиболее опасным для здоровья городского населения веществам, способствующих понижению защитно-приспособительных сил организма, повышению уровня заболеваемости, прежде всего легочными, сердечно-сосудистыми и аллергическими заболеваниями, злокачественными новообразованиями.
Целью настоящего исследования являлась эколого-эпидемиологическая оценка
влияния витающих в приземном слое атмосферного воздуха взвешенных частиц техногенной природы на развитие и распространенность болезней органов дыхания среди детского населения г. Кирова, одного из крупных промышленных городов северо-востока Российской Федерации. В задачи исследования входило проведение гигиенического районирования городской территории по уровням загрязненности атмосферного воздуха взвешенными веществами, статистического анализа заболеваемости детского населения болезнями органов дыхания с установлением причинно-следственных связей в системе «атмосферный воздух городской среды — взвешенные вещества — болезни органов дыхания».
июнь INC (219)
ЗНчС/О
2l
Материал и методы исследования. Оценка уровней загрязненности атмосферного воздуха взвешенными веществами (ВВ) проведена путем анализа данных территориального мониторинга суммарной запыленности с расчетом среднегодовых концентраций. Для районирования городской территории по уровню загрязненности атмосферного воздуха ВВ был проведен расчет коэффициентов концентрации (Кс) по формуле: Кс = C / RfC, где C — фактическая концентрация взвешенных веществ, мг/м3; RfC — референтная концентрация взвешенных веществ, мг/м3 [5].
Заболеваемость болезнями органов дыхания (БОД) детского населения изучалась путем анализа данных учета всех случаев обращений за медицинской помощью в городские учреждения здравоохранения (ф. № 12). Сбор информации проведен в поликлиниках, обслуживающих детское население районов, ранжированных по уровням загрязненности приземного слоя атмосферы взвешенными веществами.
Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием программы SPSS for Windows, версия 13. Для оценки нормальности распределений применялся тест Шапиро-Вилка, который не выявил статистически значимых отличий распределений изучаемых показателей от нормального распределения, что позволило применить в статистическом анализе параметрические методы. В качестве показателя для коэффициентов концентрации ВВ применено среднее арифметическое (M) и стандартная ошибка среднего (± m) для каждого изучаемого района. Показатель заболеваемости по каждому изучаемому району представлен относительной величиной (P) и ошибкой относительной величины (± mp) на 1 000 детского населения. Для сравнения уровня загрязненности атмосферного воздуха взвешенными веществами в разных районах города использован критерий Стьюдента для независимых выборок. Учитывая, что одним из условий применения данного критерия является равенство дисперсий показателя в сравниваемых совокупностях, для оценки равенства дисперсий был применен тест Левена, показавший допустимость применения критерия Стьюдента. Для сравнения изучаемых районов по уровню заболеваемости БОД был применен z-критерий, использование данного критерия обусловлено большим объемом сравниваемых выборок, а так же удобством его применения для срав-
нения выборочных относительных величин. В качестве критического уровня значимости принят уровень: р < 0,05. Для установления зависимости частоты распространенности БОД от уровня воздействия ВВ был применен однофакторный регрессионный анализ с построением уравнений регрессии. Моделирование проведено по фракционной концентрации — РМ25, которая определялась расчетным путем с использованием рекомендованного в литературе пересчетного коэффициента 0,26 [2]. Выбор данной фракции обусловлен результатами наших кониометрических исследований, показавших, что дисперсный состав взвешенных частиц на расстоянии свыше 1 км от источников пылевыбросов характеризуется преобладанием частиц размером < 2,5 мкм [4]. Достоверность и адекватность полученных данных оценивалась по коэффициенту корреляции Пирсона (г) и коэффициенту детерминации (г2), критерию Фишера — ^), а так же по оценке нормальности распределения остатков регрессии (тест Шапиро-Вилка).
Результаты исследования и их обсуждение. По средним значениям коэффициентов концентраций (Кс, М ± т) на городской территории были выделены районы, которые отличались по степени загрязненности атмосферного воздуха взвешенными веществами. Наиболее интенсивные уровни загрязнения атмосферного воздуха установлены в северозападном (Кс = 3,55 ± 0,26) и юго-восточном (Кс = 3,20 ± 0,23) секторах городской территории, где размещаются основные промышленные и энергетические объекты (районы 1, 2). Относительно высокие уровни отмечаются в центральном (Кс = 2,94 ± 0,21) и югозападном (Кс = 2,88 ± 0,20) секторах городской территории, входящих в зоны влияния промышленных выбросов по направлению господствующих ветров (районы 3, 4). Наименьший показатель загрязнения атмосферного воздуха ВВ (Кс = 2,08 ± 0,20) установлен в южном секторе городской территории, который был выбран в качестве контрольной территории (район 5; различие с показателями районов 1—4 статистически значимое — р < 0,05).
Как видно из приведенных в табл. 1 результатов медико-статистического анализа в исследуемых районах 1—4 по сравнению с контрольным районом наблюдается статистически значимое (р < 0,05) увеличение общего уровня распространенности БОД среди детского населения.
22
ЗНиСО ИЮНЬ № (219)
Таблица 1. Уровни распространенности болезней органов дыхания (%с, Р ± т)
Нозологические формы Районы исследования городской территории
№ 1 № 2 № 3 № 4 № 5
Аллергический ринит 10,22 ± 0,61* 10,82 ± 0,55* 5,04 ± 0,23 4,40 ± 0,12 6,57 ± 0,30
Хронический фарингит, назофарингит, синусит, ринит 3,40 ± 0,14* 4,03 ± 0,18* 2,57 ± 0,15* 2,72 ± 0,12* 1,24 ± 0,10
Хронические болезни миндалин и аденоидов 15,18 ± 0,70* 18,61 ± 0,77* 17,78 ± 0,62* 14,13 ± 0,52* 8,43 ± 0,68
Бронхиальная астма 21,0 ± 1,86* 17,45 ± 1,72* 20,88 ± 1,87* 17,25 ± 1,80* 11,30 ± 0,92
Общий уровень 1865,45 ± 8,2* 1758,20 ± 7,0* 568,91 ± 5,2* 1478,68 ± 5,4* 1410,72 ± 8,2
* — различия с контрольным районом статистически значимы (р < 0,05).
В данных районах по сравнению с контрольной территорией отмечается статистически значимое (р < 0,05) увеличение уровней распространенности хронического фаригита, назофарингита, синусита, ринита, хронических болезней миндалин и аденоидов, бронхиальной астмы. В северо-западном и юговосточном секторах городской территории (районы 1, 2) наблюдается статистически значимое (р < 0,05) увеличение частоты распространенности аллергического ринита.
В табл. 2 приведены математические модели связей фракционной концентрации (С РМ2 5) с показателями частоты распространенности болезней органов дыхания.
Как видно из данной таблицы, регрессионный анализ позволил определить четкую связь между общим уровнем распространенности БОД, частотой распространенности хронического фарингита, назофарингита, синусита, ринита, бронхиальной астмы и средними концентрациями РМ25. Выявленные связи являются прямыми, сильными и стати-
стически значимыми (р < 0,05). Связь частоты распространенности аллергического ринита, хронических болезней миндалин и аденоидов с уровнями загрязненности атмосферного воздуха РМ2 5 является статистически не значимой (р > 0,05).
Уравнения регрессии, описывающие связи С РМ2 5 и уровней распространенности БОД: у = 228,63 • С РМ25 + 753,08 (общий уровень); у = 1,27 • С РМ25 — 1,98 (хронический фарингит, назофарингат, синусит, ринит); у = 4,7 • С РМ25 — 0,18 (бронхиальная астма).
Таким образом, приведенные выше результаты эколого-эпидемиологического исследования свидетельствуют о влиянии взвешенных веществ в атмосферном воздухе городской среды на развитие и распространенность среди детского населения болезней органов дыхания. Первичные механизмы патогенного действия твердых аэрозолей в первую очередь связаны с их способностью генерировать свободные радикалы, которые, обладая высокой химической активностью, вызывают асептическое воспале-
Таблица 2. Связь фракционной концентрации взвешенных веществ (С РМ2 5) и уровней распространенности болезней органов дыхания
Нозологические формы г г2 F р
Аллергический ринит 0,520 0,270 1,10 0,37
Хронический фарингит, назофарингит, синусит, ринит 0,886 0,786 11,06 0,044
Хронические болезни миндалин и аденоидов 0,780 0,610 4,67 0,12
Бронхиальная астма 0,881 0,776 10,44 0,048
Общий уровень 0,886 0,785 11,0 0,045
июнь NC (2l9)
ЗНчС/О
23
ние в органах дыхания и как следствие развитие хронических бронхообструктивных заболеваний [1, 6, 7]. Патогенетическое значение имеют также рефлекторный и аллергический механизмы, раздражающее и цитотоксическое действие адсорбированных на поверхности пылевых частиц газообразных соединений. На исследуемой территории основными источниками загрязнения атмосферного воздуха твердыми веществами являются предприятия теплоэнергетики (ПТЭ), значительный объем пылевых выбросов которых, составляют аэрозоли летучей золы. По данным наших экспериментальных исследований, биологическое действие пыли летучей золы ПТЭ, в том числе в составе пылегазовой смеси, при хроническом воздействии характеризуется активизацией процессов свободнорадикального окисления, дестабилизацией системы антиоксидантной защиты и формированием иммунопатологических процессов [3].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Величковский Б.Т. Экологическая пульмонология (роль свободнорадикальных процессов). Екатеринбург, 2003. 141 с.
2. Воронин С.А. Организация фракционного мониторинга загрязнения атмосферного воздуха взвешенными веществами в России /С.А. Воронин,
Б.А. Кацнельсон, Е.А. Селезнева //Гигиена и санитария. 2007. № 3. С. 60—63.
3. Петров С.Б. Исследование биологического действия летучей золы в составе пылегазовой смеси /С.Б. Петров, Б.А. Петров, П.И. Цапок, Т.И. Шешунова //Экология человека. 2009. № 12.
C. 13—16.
4. Петров С.Б. Медико-экологическая оценка района размещения предприятий теплоэнергетики /С.Б. Петров //Известия Самарского научного центра Российской академии наук: Спец. выпуск «XIII конгресс «Экология и здоровье человека». 2008. Т. 1. С. 209—211.
5. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. 143 с.
6. Li N. The Adjuvant Effect of Ambient Particulate Matter Is Closely Reflected by the Particulate Oxidant Potential /N. Li, M. Wang , L.A. Bramble,
D.A. Schmitz //Environ Health Perspect. 2009. Vol. 117. № 7. P. 1116—1123.
7. Weinmayr G. Short-Term Effects of PM10 and NO2
on Respiratory Health among Children with Asthma or Asthma-like Symptoms: A Systematic Review and Meta-Analysis /G. Weinmayr, E. Romeo., M. De Sario, S. Weiland, F. Forastiere //Environ Health Perspect. 2010. Vol. 118, № 4. P. 449—457._________
Контактная информация:
Петров Сергей Борисович, тел.: (8332)357095
Contact information:
Petrov Sergei Borisowitch, tel.: (8332)357095
