CC BY
51
[гиена и санитария 1/2013
О КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2013 УДК 614.72:616
В. С. Рукавишников, Н. В. Ефимова, Т. А. Елфимова
ИЗУЧЕНИЕ РИСКА ЗДОРОВЬЮ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННОЙ ИНГАЛЯЦИОННОЙ ЭКСПОЗИЦИИ в условиях лесных пожаров
Ангарский филиал ФГБУ Восточно-Сибирский научный центр экологии человека СО РАМН - НИИ медицины труда и экологии человека, Ангарск
Представлен алгоритм изучения риска здоровью населения при кратковременном высоком загрязнении атмосферного воздуха. Алгоритм апробирован на модельном примере. Установлено, что содержание в воздушном бассейне СО и взвешенных частиц в количествах выше референтных уровней приводит к увеличению обрашаемости за скорой медицинской помощью по поводу заболеваний органов дыхания и кровообращения.
Ключевые слова: загрязнение атмосферы, краткосрочная экспозиция, экосенситивные группы, риск
V S. Rukavishnikov, N. VEfimova, T. A. Elfimova - THE STUDY OF HEALTH RISK IN SHORT-TERM INHALATION EXPOSURE IN CONDITIONS OF FOREST FIRES
Angarsk Branch of Federal State Budgetary Institution "East Siberian Scientific Center of Human Ecology" of Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences - "Scientific Institute of Occupational Health and Human Ecology", 665827, Angarsk, Russian Federation
The algorithm of studying of risk to population health due to short-term high atmospheric air pollution is presented The algorithm was tested on a model example. The elevation of the content of a pool of carbon monoxide and the weighed particles in quantities above referential levels in the air are established to lead to increase in emergency medical aid appealability concerning diseases of respiratory and blood circulation organs.
Key words: atmosphere pollution, short-term exposure, ecosensitive groups
Риск здоровью - это вероятность того, что неблагоприятный эффект будет иметь место у индивидуума, группы лиц или в экологической системе при воздействии определенной дозы или концентрации опасного агента, т. е. он зависит как от степени токсичности опасного агента, так и от уровней воздействия [3, 6]. В настоящее время методические подходы к оценке риска здоровью при длительном воздействии разработаны и апробированы в достаточной мере, в то время как изучение высокодозной краткосрочной экспозиции населения проводится преимущественно в рамках пилотных проектов [4, 7, 9]. В связи с вышеуказанным целью работы явилась апробация алгоритма оценки риска здоровью населения при кратковременной ингаляционной экспозиции.
Общий алгоритм оценки медико-социальных потерь при кратковременном высоком загрязнении атмосферного воздуха включает несколько последовательных этапов: анализ динамики загрязнения атмосферного воздуха ^ анализ загрязнения атмосферного воздуха в критический период ^ анализ ежедневных потерь здоровья за критический период ^ расчет экологической компоненты потерь здоровья ^ расчет экологической компоненты потерь здоровья в группах высокого риска.
На первом этапе проводили ретроспективный анализ загрязнения атмосферного воздуха в населенном пункте по данным контроля Комитета по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды по интегральным показателям (ИЗА, "Р") и кратности превышения среднесуточных ПДК по отдельным химическим веществам. Среднегодовые данные о содержании примесей в атмосферном воздухе рассматривали за период 7-10 лет, при этом учтена динамика валовых выбросов от стационарных и передвижных источников. В связи со значительным разбросом содержания примесей в атмосферном воздухе было необходимо рассмотреть средние за месяц уровни загрязнения в зависимости от сезона года. для оценки среднемесячного загрязнения атмосферного воздуха проанализировали данные за 2 последних года.
Визуальный анализ результатов, представленных в графическом виде, позволил выявить критические периоды - периоды с наиболее высоким содержанием примесей в атмосферном воздухе, отличающиеся от среднесезонного и среднегодового загрязнения.
Анализ загрязнения атмосферного воздуха в критический период, проведенный по данным о разовых пробах Комитета по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, ФБУЗ Центры гигиены и эпидемиологии, дал возможность оценить уровень воздействия, его направленность и территории риска. для гигиенической оценки загрязнения атмосферного воздуха выполнен расчет кратности превышения ПДК (К), суммарного показателя Ксум для веществ, дающих эффект суммации и потенцирования. В качестве критических уровней загрязнения приняты следующие величины Кг для веществ 1 класса опасности - 3, 2 класса - 5, 3 класса - 7, 4 класса опасности - 12 [2].
Оценку потенциального риска развития неспецифических эффектов при кратковременном ингаляционном воздействии проводят по двум направлениям: оценка общетоксических эффектов в сравнении с референтными дозами (концентрациями) и оценка рефлекторного действия. Расчет потенциального риска общетоксических эффектов производят в соответствии с Р 2.1.10.1920-04 по коэффициентам (HQacute) и индексам опасности (HIacute) с учетом референтных величин (ARfC), изложенных в работе [5]. Для примесей, оказывающих однонаправленное влияние на органы-мишени, рассчитывают индекс опасности. Потенциальный риск развития неспецифических токсических эффектов при кратковременном действии примесей, оказывающих рефлекторное действие, в зависимости от класса опасности следует рассчитывать в соответствии с уравнениями 1-4.
1 класс РгоЬ = -9,15 + 11,66 ■ ^(С/ПДКА (1)
2 класс РгоЬ = -5,51 + 7,49 ■ ^(С/ПДКГ (2)
3 класс РгоЬ = -2,35 + 3,73 ■ ^(С/ИДКА (3)
4 класс РгоЬ = -1,41 + 2,33 ■ lg (С/ПДКр) (4),
50
где Prob - величина, связанная с риском по закону нормального вероятностного распределения, С - содержание примесей в атмосферном воздухе, ПДК - предельно допустимая максимально разовая концентрация примеси.
Анализ ежедневных потерь здоровья за критический период проведен по данным об обращаемости на станцию скорой медицинской помощи и о смертности. В ходе анализ сравнивали фоновые показатели обратимых и необратимых потерь здоровья с данными на территориях риска. При изучении ежедневной обращаемости за медицинской помощью учтены классы болезней и/или нозологические формы, соответствующие мишеням воздействия примесей. Расчет показателей проведен на 100 тыс. населения с разбивкой по полу и возрасту, особое внимание уделено детям, лицам старших возрастных групп в связи с тем, что они являются наиболее экосенситивными [1, 6, 8]. Расчет экологической компоненты в показателях заболеваемости и смертности осуществлен по эпидемиологическим данным в два этапа: определение относительного риска (RR) и добавочной доли популяционного риска (EC), которую расцениваем как вклад изучаемого фактора в общие потери здоровья. Для определения RR в качестве основной (экспонированной) рассматривалась группа населения, подвергшегося высокой кратковременной экспозиции к загрязнителям атмосферного воздуха (население зоны риска), в качестве группы сравнения - население фоновой (неэкспонированной) территории. Отметим, что если выбрать неэкспонированную территорию невозможно, то в качестве данных по группе сравнения можно рассматривать данные о частоте эффекта среди населения территории риска за фоновый период, равный по продолжительности времени повышенного загрязнения и соответствующий по сезону года. Расчет RR проводили на основе таблицы сопряженности. для характеристики риска определяют критерий %2 и 95% доверительный интервал (ДИ), значения которого позволяют оценить уровень RR. В случае, если нижняя граница ДИ RR больше 1, связь между фактором и частотой отклика считаем достоверной. Критерием детерминирующего признака для экологически обусловленных эффектов принимаем RR > 2 и EC > 30%.
Определение прироста фактических и потенциальных потерь здоровья в группах высокого риска с целью обоснования управляющих решений проведено с учетом повышения загрязнения атмосферного воздуха. Фактический прирост потерь здоровья (Fact) в группах высокого риска рассчитывали на единицу HQ, HIn для оценки влияния как отдельных загрязнителей атмосферного воздуха на здоровье населения, так и веществ однонаправленного действия. В качестве негативного эффекта рассматривали заболеваемость по классам болезней и нозологическим формам, которые могут являться следствием воздействия химического агента на органы-мишени.
Расчет потенциального прироста потерь здоровья (Ppz) в группах высокого риска в связи с повышением загрязнения атмосферного воздуха проводили исходя из опыта эпидемиологических исследований, по которым определен фактор наклона (SF), с помощью общей формулы 5 для оценки влияния отдельных загрязнителей на здоровье населения:
Ppz = (SF ■ ДС/10) ■ 100 (5),
где ДС = C - ARfC (концентрация i-го вещества, превышающая референтный уровень, мг/м3), 100 - коэффи-
циент, позволяющий перевести мг в мкг.
Предлагаемый алгоритм апробирован на модельном примере. Рассматривая динамику качества атмосферного воздуха в Чите, выявили периоды наибольшего загрязнения: 2001-2002 и 2008 гг., когда уровень интегрального загрязнения оценивался как высокий (16 < "Р" < 24). В ходе дальнейшего анализа сравнили среднемесячные суммарные показатели загрязнения за 2008 г. с данными 2007 г., рассматриваемого как "фоновый". Максимальное отклонение от фонового уровня загрязнения зарегистрировано в апреле и мае (+44,5 и +25% соответственно). Средние отношения к ПДКсс в данный период составили: взвешенные вещества - 1,6, диоксид серы
- 0,2, оксид углерода - 1,1, диоксид азота - 0,5, сажа -0,1, формальдегид - 3. За изучаемый период 100% разовых проб ПДК не превышали диоксид серы и диоксид азота. Умеренные уровни загрязнения наблюдались по взвешенным веществам в 32% случаев, оксиду углерода
- в 19,4% случаев, саже - в 3% случаев. На всей территории города пики концентраций приходились на середину апреля с 15-го по 21-е число. Рассматривая возможные источники загрязнения воздушного бассейна в данный период, установили, что при стабильной работе предприятий теплоэнергетики и автотранспорта в лесах, прилегающих к городу, наблюдались массовые лесные пожары. В этот период в городе отмечены скорость ветра 0-0,5 м/с, относительная влажность воздуха менее 40%, дневная температура воздуха 14-20°С.
Индексы опасности заболеваний органов дыхания и кровообращения в критический период апреля 2008 г. превышали приемлемый уровень, 25-75% интервал находился в пределах 2,5-5,7, а в фоновый период - 0,72,6. Так как среди изучаемых веществ имеются вещества рефлекторного действия, следующим шагом был расчет потенциального риска развития неспецифических эффектов (табл. 1). На изучаемой территории максимальные уровни риска развития острых эффектов со стороны органов дыхания и кровообращения были обусловлены присутствием взвешенных веществ и СО. Так, при концентрации взвешенных веществ в атмосферном воздухе на уровне 4,8 мг/м3 формируется риск, равный 0,903, что свидетельствует о возможности развития рефлекторных симптомов со стороны верхних дыхательных путей у 90% экспонированного населения. Содержание оксида привело к риску 0,618, что отражает возможность негативных реакций со стороны сердечно-сосудистой системы у 62% населения, подвергавшегося такому воздействию. При уровнях загрязнения диоксидами серы и
Таблица 1
Оценка потенциального риска неспецифических эффектов для населения читы (апрель, 2008 г.)
Ингредиент Максимальная концентрация, мг/м3 ARfC/ПДК^, мг/м3 HQ Prob Риск
Взвешенные вещества 4,8 0,3/0,5 11,6 1,3 0,903
so2 0,068 0,66/0,5 0,1 -1,8 0,036
NO2 0,13 0,47/0,085 0,3 -1,7 0,045
CO 27 23/5 1,2 -2,8 0,618
Формальде- гид 0,031 0,048/0,035 0,6 -6,1 < 0,001
51
[гиена и санитария 1/2013
Таблица 2
Медицинские потери по сенситивным возрастным группам
Показатель (группа)
Период
критический
фоновый
RR [ДИ]
Обращаемость по по- 44,5
воду болезней органов дыхания (0-17 лет),
%ооо%уТ
Обращаемость по по- 41,4
воду болезней органов дыхания (старше 65 лет), %оооо/сут
Обращаемость по по- 100,8
воду болезней органов кровообращения (старше 65 лет), %оооо/сут
Смертность от болез- 4,08
ней органов кровообращения (старше 20 лет), %оооо/сут
20,6 2,2 [1,9-6,1]
8,9 4,6 [3,8-25,8]
71,2 1,4 [1,3-2,6]
1,84 2,2 [1,1-6,5]
азота могло проявиться раздражающее действие у 3,64,5% населения, проживающего на данной территории.
Поскольку наиболее чувствительным к неблагоприятному воздействию считается организм в критические периоды (активного роста и развития либо в пожилом возрасте), остановимся на обращаемости за медицинской помощью по двум группам: от 0 до 18 лет и более 65 лет (табл. 2). Среди детей и подростков, проживающих на территории с наибольшими рисками развития общетоксических эффектов, среднее количество обращений по поводу заболеваний органов дыхания в сутки составило 44,5 случая на 100 тыс. человек, причем наибольшее количество обращений равно 82,4%оо»о/ сут, а наименьшее (в фоновый период) - 10,3%оооо/сут. В группе лиц старшего возраста среднее число обращений по поводу болезней органов дыхания составило 41 ,1^^оооо, а по поводу заболеваний сердечно-сосудистой системы -100,8%оооо, максимальное значение суточной обращаемости за скорой медицинской помощью - 106,8 и 249,2%оо»о соответственно, а фоновое - 8,9 и 71,2 случая на 100 тыс. населения данного возраста.
Отмечено увеличение RR в критический период в экосенситивных группах. Так, RR заболеваний органов дыхания у детей и подростков составил 2,2 (х2 = 5,8; р = 0,015), экологическая компонента - 54,5%. У лиц в возрасте старше 65 лет увеличился риск заболеваний органов дыхания - RR = 4,6 (х2 = 7,2; р = 0,007) и кровообращения - RR = 1,4 (х2 = 4,1; р = 0,047). Экологическая компонента при этом составила 78,2 и 28,6% соответственно. Следовательно, можно считать фактор этиологически значимым в плане развития негативных эффектов. RR смертности взрослого населения города от заболеваний органов кровообращения, равный 2,2, X2 = 5,1 (р = 0,024), и ДИ - 1,1=6,58 свидетельствуют о его статистической значимости. Экологическая компонента достигала 54,5%.
Опираясь на формулу 5, рассчитали потенциальный прирост потерь здоровья, исходя из уровня загрязнения атмосферного воздуха. Так, потенциальный прирост обращаемости, связанный с концентрацией взвешенных веществ (TPM), составил 2,16 (оценка в интервале 1,17— 3,15) случая острого бронхита на 1 млн детей и 2,58 (0,75-2,84) случая госпитализации по поводу острых респираторных заболеваний - для 1 млн взрослого населения. При высоком содержании в воздухе оксида углерода, согласно данным работ [4, 6], обращаемость за скорой медицинской помощью по поводу респираторных заболеваний лиц в возрасте 65 лет и старше увеличивается в пропорции: У = 0,00000011 • С/1,15. Для зарегистрированного максимального загрязнения СО воздушного бассейна в Чите в период лесных пожаров данный показатель составил 2,6 (0,81-4) дополнительного случая на 1 млн населения данной группы.
Таким образом, апробация алгоритма проведенная на примере загрязнения воздушного бассейна Читы, позволила установить, что при увеличении содержания примесей в атмосферном воздухе максимальные уровни риска развития острых эффектов со стороны органов дыхания и кровообращения обусловлены присутствием взвешенных веществ и СО. Уровни относительного риска заболеваемости и экологической компоненты в критический период свидетельствуют о детерминирующем влиянии краткосрочного ингаляционного воздействия на состояние органов дыхания и кровообращения у лиц групп риска.
Литер атура
1. ВельтищевЮ. Е. // Рос. вестн. перинатол. и педиат. - 1996. -№ 2. - С. 5-12.
2. Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия - М., 1992.
3. Новиков С. М., Шашина Т. А., СкворцоваН. С. // Гиг. и сан. -2001. - № 5. - С. 87-89.
4. Основы оценки риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду / Онищенко Г. Г, Новиков С. М., Рахманин Ю. А. и др.; Под ред. Ю. А. Рахманина, Г Г Онищенко. - М.: НИИ ЭЧ и ГОС, 2002.
5. Р 2.1.10.1920-04. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. Федеральная служба по надзору в сфере прав потребителей и благополучия человека.
- М.,2004.
6. Aldrich T., Griffith S., Cooke C. Environmental epidemiology and risk assessment. - New York: John Wiley & Son, 1993.
7. Burnett R. T. // Arch. Environ. Health. - 2004. - Vol. 59. - P. 228-236.
8. Health effects of outdoor air pollution in attributable to selected major risk factors. - Geneva: World Health Organization, 2002.
- P. 1353-1361.
9. Wong J. // Environ. Health Perspect. - 2006. - Vol. 114. - Р 542548.
Поступила 08.02.12
52
