CC BY
4
Г. Н. КРАСОВСКИЙ, В. В. ТОРОПКОВ, 1990
УДК 618.33-02:613.632:678.032]-07
Г. Н. Красовский, В. В. Торопкое
МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ИЗУЧЕНИЮ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ В СВЯЗИ С ЗАГРЯЗНЕНИЕМ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ АНТРОПОГЕННЫМИ ХИМИЧЕСКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ, ОКАЗЫВАЮЩИМИ СПЕЦИФИЧЕСКОЕ ЭМБРИОТРОП НОЕ ДЕЙСТВИЕ
ПРИМЕРЕ ПРОИЗВОДСТВА СИНТЕТИЧЕСКОГО ИЗОПРЕНОВОГО КАУЧУКА)
(НА
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва; Ленинградский санитарно-гигиенический
медицинский институт
В проблеме совершенствования системы охраны здоровья населения центральное место принадлежит методологическим и методическим разработкам. В формировании здоровья населения роль водного фактора общепризнанна, поэтому необходимость и актуальность установления взаимосвязи между ними не вызывают сомнений и определяются, с одной стороны, растущим загрязнением водных объектов органическими веществами, а с другой — несовершенством методических основ данного направления в гигиене. В связи с этим особое значение приобретают методические вопросы организации и проведения указанных исследований.
Была поставлена цель применить в исследованиях такой методический подход, который позволял бы получить количественную оценку последствий действия антропогенных загрязнителей водных объектов на организм животных и человека, и использовать его в качестве основного критерия при разработке и оценке эффективности санитарно-охранных мероприятий.
На первом этапе объектами исследований служили приоритетные индивидуальные химические соединения, представляющие собой побочные продукты диоксанового синтеза изопрена, а также натуральные сточные воды данного производства. В процессе их токсиколого-гигиенической оценки было установлено, что при длительном воздействии на организм теплокровных животных они оказывали специфическое действие на органы половой системы. Изменение процессов репродукции у самок белых крыс сопровождалось нарушением регулярности эстрального цикла, увеличением его продолжительности, а также значительным сокращением стадии течки. Наряду с дисфункциональными изменениями в яичниках наблюдалось достоверное увеличение общей эмбриональной смертности, главным образом за счет предымплантационной гибели зародышей. Кроме того, были отмечены отклонения со стороны массы и размеров тела эмбрионов.
Полученные результаты давали основание полагать, что при спуске биологически очищенных сточных вод в водоем не будет обеспечиваться безопасность по эмбриотропному показателю, и позволяли на следующем этапе рассматривать
здоровье как характеристику воспроизводства полноценного потомства и целенаправленно изучать вполне определенные группы населения.
На втором этапе исследований изучению подвергались детородная функция женщин и состояние новорожденных в связи с загрязнением водоема сточными водами производства изопрена.
При сравнительном методе анализа состояния здоровья за два сопоставляемых периода — до и после вступления в строй единственного мощного источника загрязнения водного объекта — обычно не возникает затруднений при выборе района исследования. Особое внимание было уделено подбору групп и способу формирования выборочной совокупности. Способ направленного отбора позволил устранить возможное влияние существенных биологических, социально-бытовых условий и более правильно оценить влияние загрязнения водоема на здоровье.
Ретроспективный анализ детородной функции женщин осуществляли по данным историй родов городского родильного дома. Учитывая, что при потреблении воды население подвергается воздействию факторов малой интенсивности и изменения в организме при непрерывной экспозиции могут наступать лишь спустя определенное время, изучение детородной функции проводили за 4 года до и 3 года после пуска предприятия по синтезу изопрена. При выборе первичных данных для исследования учитывали истории родов только практически здоровых женщин, первородящих в возрасте 20—30 лет, разрешившихся одноплодными родами. Женщин, контактирующих с химическими веществами (гальванические цеха), а также приезжих из сельских районов, не учитывали. Для вычленения влияния изучаемого фактора (загрязнение водного объекта) проводили учет и социально-бытовых условий, которые для данных исследований имеют важное значение.
Степень загрязнения атмосферного воздуха от ТЭЦ, по данным горСЭС за целый ряд лет, не превышала ПДК. Других источников загрязнения атмосферного воздуха токсичными веществами в городе нет. Основными промышленными объектами являются электро- и радиопредприятия, швейная
Таблица 1
Данные (в %) по годам о состоянии менструальной функции у женщин до и после пуска завода синтетического каучука
Показатель 1980 1981 1982 1983 Всего 1985 1986 1987 Всего
Менструальный цикл:
до 28 дней 13,4 14,1 15 20 15,6ч- 1,07 22,3 21,3 23 22,24-1,25*
до 30 дней 61,1 58,1 60,3 51,4 57,84-1,46 52,6 50,4 39,6 46,64-1,51*
более 30 дней 2 2,7 1,5 1,8 24=0,41 4,7 2,6 5,4 4,34-0,61*
нерегулярный 1,3 0,3 0,7 0,64=0,23 0,36 1,1 3,4 1,8±0,4*
Длительность менструаций, дни:
2 0,31 - 0,38 0,71 0,354=0,11 1,1 3,44 2,26 2,414-0,98*
3—6 95,6 96,6 95,9 93,2 95,34-0,62 91,9 90,7 90,5 90,94-0,87*
7 и более 4,1 3,36 3,76 6,07 4,3ч=0,76 6,99 5,82 7,22 6,684=0,59*
Менструальная функция:
нормальная 89,8 89,4 88,4 88,4 894-0,65 81,5 84,7 81,5 82,64-0,81*
нарушенная 10,2 10,6 11,6 11,6 114=0,65 18,5 15,3 18,6 17,44=0,81*
Примечание. Звездочка — результаты статистически достоверны
и обувная фабрики, а также ряд заводов пищевой промышленности. Завод по производству изопрена вошел в строй в 1984 г.
Всего взято в разработку 2670 историй родов и столько же историй новорожденных, из них 1321 история родов и новорожденных за 1980—1983 гг. (до пуска завода) и 1349 — за 1985—1987 гг. (после пуска завода). Для удобства последующего изложения и сравнения полученных данных женщин и новорожденных, наблюдаемых до пуска завода, включили в 1-ю группу, а после пуска — во 2-ю. Комплексное изучение влияния загрязнения водного объекта на детородную функцию и состояние новорожденных предусматривало ретроспективный анализ состояния менструальной функции женщин, возможного влияния водного фактора на течение беременности и родов, состояния новорожденных, а также установление количественных закономерностей изменений изучаемых показателей с помощью математических методов статистического анализа.
Сравнительный анализ состояния менструальной функции у женщин представлен в табл. 1, из которой видно, что после ввода в строй завода синтетического каучука у женщин стал наблюдаться более короткий (менее 28 дней; р<0,001), а также нерегулярный менструальный цикл, чаще с минимальной продолжительностью (2 дня; 0,05). Нарушение функции яичников проявлялось достоверным увеличением частоты обильных и главным образом болезненных менструаций (р<0,001).
При анализе течения беременности прежде всего учитывали выявление патологии ее первой и второй половин, особое внимание было уделено недоношенности. Полученные результаты показали, что в последние годы, начиная с 1985 г., показатель недоношенности заметно увеличился. Если в 1-й группе она составляла 13,1±1,06% с колебаниями от 11,1 до 14,9% за период с 1980 по 1983 г., то во 2-й группе она увеличилась до 23,7±2,2 % с колебаниями от 20,9 до 26,1 % за период с 1985 по 1987 г., т. е. почти в 2 раза. Значительный рост во 2-й группе числа беременных женщин с ранней отслойкой плаценты (4,7±1,7 % против 0,98±0,28 %; р<0,02), особенно при ее низком расположении (2,9±0,9 % против 0,53±0,2 %; р<0,01), согласовывался с увеличением числа случаев недоношенности беременности, так как эта патология чаще всего служит причиной преждевременных родов [1]. Несколько неожиданным было достоверное увеличение у недоношенных новорожденных массы тела, главным образом за счет группы мальчиков, при отсутствии значимых различий в показателях роста. Совпадение отмеченного факта с аналогичным явлением, полученным в эксперименте, давало основание расценивать его как свидетельство активности адаптационных механизмов при воздействии факторов малой интенсивности [4]. Анализ распределения недоношенных новорожденных по массе показал, что во 2-й группе произошли весьма существенные перераспределения массовых категорий. Значительно увеличился процент рождения этой группы детей в крайних, наиболее прогностически неблагоприятных категориях. Если доля новорожденных с низкой массой (1500 г и менее) значительно увеличилась по сравнению с таковой в 1-й группе, то категории с большой массой (3001—3500 и 3501 — 4000 г) появились лишь во 2-й и, что самое важное, имели явную тенденцию к нарастанию от года к году.
При анализе комплексной оценки состояния новорожденных по шкале Апгар [5] установлено увеличение более чем в 2 раза количества недоношенных детей, рождающихся в состоянии средней и тяжелой степени асфиксии (53,6± ±6,7 % против 24,3±2,8 %; /;<0,001).
Вместе с тем во 2-йiгруппе беременных женщин в последние годы выявлено перенашивание беременности, чего ранее не наблюдалось; в 1986 г. оно уже составило 0,44 %, а в 1987 г.— 1,32 %.
Угроза прерывания и токсикоз беременности, так же как и недоношенность,— свидетельства неблагоприятного ее течения. Хотя во 2-й группе достоверного увеличения количества токсикозов отмечено не было, частота угроз прерывания беременности носила статистически значимый характер, составив 1,5±0,37 % против 0,3±0,01 % (р<0,002), и более выраженной была в первой половине (р<0,001), чем во второй (р<0.01).
Таблица 2
Влияние водного фактора на частоту недоношенности
Фактор
п2 °/
Л > /о
п
о
выч
F табл
0,95
0,99
А Z
89,8 10,2
1
5
188,28 4,25
44,3 6,61 16,26
0,99
Ретроспективный анализ родовой деятельности женщин показал, что во 2-й группе имели место существенные отклонения. Частота преждевременного отхождения околоплодных вод увеличивалась по сравнению с таковой в 1-й группе более чем в 2,5 раза (с 8,2±2,2 до 20,8±5,7 %, р<0,05), а слабость родовой деятельности (первичная и вторичная) — более чем в 2 раза. Хотя достоверность этого показателя и не получила статистического подтверждения, динамика его была явно неблагоприятной: 1,2% в 1985 г., 1,5% в 1986 г. и 4,2% в 1987 г.
Таким образом, полученные результаты позволяли считать, что репрезентативным критерием оценки состояния здоровья экспериментально обоснованной категории населения является детородная функция, и прежде всего ее наиболее важная характеристика — недоношенность.
Количественную оценку влияния водного фактора на здоровье населения проводили с помощью дисперсионного анализа, который позволил выявить влияние действующих и случайных факторов в одном исследовании и статистически оценить влияние изучаемых факторов на величину результативного признака [3].
В связи с тем что наиболее чувствительным и прогностически важным показателем патологии беременности оказалась частота недоношенности, для углубленного изучения закономерности влияния загрязнения водного объекта на данный показатель был проведен однофакторный дисперсионный анализ (табл. 2).
Оценка значимости сравниваемых средних величин по градациям фактора А (водного): А\—до пуска завода, Л2 — после пуска завода, рассчитанная по ниже приведенной формуле, показала достоверность их различий:
/г,-я2 {Х\—Хо)2
F
4-3 (13,15—23,63)
выч.
П\+По
ОТ
4+3
4,25
44,12.
Таким образом, результаты дисперсионного анализа, представленные в табл. 2, дали основание для вывода о том, что градация Аг является определяющей в увеличении частоты недоношенности. При этом 89,8 % статистического влияния на этот показатель приходилось на действие учтенного в эксперименте фактора — водного, а на долю случайных —
ШШ \
Хотя при направленном отборе групп исследования была учтена большая часть условий биологического и социального значения, однако при создании репрезентативных по количеству групп беременных женщин трудно было элиминировать такие важные для изучения детородной функции женщин аспекты, как характер труда и уровень образования. С целью определения доли их вклада в недоношенность (табл. 3) был проведен двухфакторный анализ неравномерного дисперсионного комплекса [2].
Сравнение вычисленных величин с табличными значениями
Таблица 3
Совместное влияние водного фактора (Л) и характера труда беременных женщин (В) на частоту недоношенности
Показатель А В АВ X Z Y
С О г\ * 63,9 9,6 1,28 74,79 2,2 76,99
л2. % 82.9 12,5 1,7 97,1 2,9 -
V 1 2 2 5 15 20
а2 63,9 4,8 0,64 14,96 0,15 —
F 434,43 32,63 4,36 101,69 — -
Р >0,999 >0,999 >0,95 >0,999 — -
f
ф
Таблица 4
Сопоставление данных, полученных в натурных и экспериментальных условиях
. * • Уровень
достоверности
Результаты экспе-
натурные римен-
данные тальные
данные
Функциональные изменения в яичниках: менструальной функции - эстральной функции длительности менструального цикла длительности эстрального цикла продолжительности менструаций продолжительности стадии эструса Нарушение эмбрионального развития: масса тела плодов масса тела плодов крыс рост новорожденных длина тела плодов крыс частота мертворождаемости общая эмбриональная гибель плодов крыс -
+ + + + + + + + +
+ + + + + + +
+ + + + + + +
+ + + + + +
+ +
Примечание. + + + р < 0,01; + + р<0,05.
свидетельствовало о сильной степени влияния фактора А на результативный признак. Оно оказалось очень значительным — 82,9 % от действия всей совокупности. В то же время вклад фактора В оказался незначительным, но достаточно достоверным.
Аналогично проводили дисперсионный анализ с учетом
влияния водного фактора и образования беременных женщин, результаты которого показали, что доля влияния первого была высокодостоверна и составляла 68,4%, а второго — 3,5%. Таким образом, проведенное исследование дало четкие и репрезентативные результаты.
На заключительном этапе было проведено сопоставление данных, полученных в натурных и экспериментальных условиях (табл. 4).
Данные, приведенные в табл. 4, указывали на полное совпадение результатов по целому ряду показателей, характеризующих функциональные изменения в яичниках и нарушения эмбрионального развития как у экспериментальных животных, так и у обследованной группы населения.
Разработанная методическая схема установления влияния антропогенного загрязнения водных объектов на здоровье населения на примере эмбриоэффектов позволяет экспериментально обосновать целенаправленный выбор контингентов населения, критериев оценки состояния здоровья последних с последующим использованием этих критериев в качестве основных при оценке эффективности разрабатываемых сани-тарно-охранных мероприятий.
Литература
1. Игнатьева Р. К. Вопросы статистики недоношенности.— М., 1973.
2. Плохинский И. А. Дисперсионный анализ.— Новосибирск, 1960.
3. Поляков Л. Е. Статистические методы исследования в медицине и здравоохранении.— Л., 1971.
4. Элис Ю. // Вопросы гигиенического нормирования при изучении отдаленных последствий воздействий промышленных химических веществ.—М., 1972.— С. 107—119.
5. Apgar V. И Curr. Res. Anesth.— 1953.—Vol. 3, N 32.— P. 260.
Поступила 18.05.89
КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1990
§
УДК 614.777:574.635
Н. В. Зайцева, 3. И. Жолдакова, М. Б. Степанова, В. Ю. Малков, Д. А. Гимерверт
ГУ
МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО И МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ
ЕСТЕСТВЕННОГО САМООЧИЩЕНИЯ ВОДОЕМОВ
Пермский политехнический институт; НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
' Развитие методов ускоренной регламентации вредных веществ в воде водных объектов выдвигает задачу дальнейшего совершенствования методических подходов к изучению и прогнозированию влияния химических соединений на процессы самоочищения водоемов. Определенные перспективы в этом направлении открываются в связи с повышением уровня химико-аналитического обеспечения гигиенинеских исследований по обоснованию ПДК вредных веществ в воде водных объектов [1 ].
В настоящей работе предпринята попытка использования приемов экспериментального и математического моделирования зависимостей концентрация вещества — убыль кислорода — время для определения пороговых концентраций (ПКсан) по влиянию вредных веществ на кислородный режим водоема. Данные исследования сопоставляли с результатами, полученными традиционным методом [3].
Известно [2], что кинетические модели изменения концентрации кислорода в опыте и контроле и убыль биохимически окисляемого вещества в концентрации ПКсан могут быть описаны экспоненциальным уравнением 1-го порядка:
С°_0=е-*.<,
-хг/
с
к—0:
(1)
С
К—К
Ск°-к - е-
С
В
е— х3/
(2) (3)
где Ск_0 и Ск_к — содержание кислорода в опыте и контроле соответственно, мг/л; Св — содержание вещества в опыте, мг/л; С°_0 и С°_к—исходная концентрация кислорода в опыте и контроле, мг/л; С° — исходная концентрация вещества в опыте, мг/л; / — время, сут; Х|, Х2, хз — константы скорости убыли кислорода в опыте и контроле и вещества соответственно.
Для прогнозирования параметров процессов убыли кислорода, моделируемых в эксперименте в присутствии нормируемого в воде соединения, нами рассмотрена взаимосвязь между концентрацией вещества при изолированном присутствии и содержанием растворенного кислорода. Используя уравнения (1) и (3) для любого момента времени, была получена зависимость (4):
(4)
на уровне где
А
Г°
в
С°_0Хз/Х|
(5);
В
Хз
XI
(6).
Убыль кислорода £/(/) в любой момент времени рассчитывали по уравнению (7):
