CC BY
3
Summary. Translocal pollution isthat resulted from the travel of effluents, discharges, and waste from one administrative area to another of the same country. Approaches to estimating interregional, intraregional, and intradistrict translocal pollution on the territory of the Russian Federation have not been developed so far. By using the calculation values, actual measurements with the background values borne in mind, the author assess intraregional pol-
lution in the Volgograd Region, substantiated its criteria, and proposed a classification of translocal pollution. The proposed nomenclature, criteria, and classification of translocal pollution may be used to assess the transfer and impact of pollutions at the interregional, intraregional, and intradistrict levels on the territory of the Russian Federation.
Гигиена окружающей среды и населенных мест
С КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 2002 УДК 614.72:616-053.2
Н. В. Зайцева, М. А. Зешянова, Д. А. Кирьянов
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ПО КРИТЕРИЮ ОБРАЩАЕМОСТИ ЗА МЕДИЦИНСКОЙ ПОМОЩЬЮ
Пермский научно-исследовательский клинический институт детской экопатологии
В последнее время возросло внимание к возможным последствиям загрязнения атмосферы после проведения ряда исследований, свидетельствующих о наличии зависимости острых реакций населения от кратковременных и незначительных колебаний концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе (в пределах 1 ПДК) |4]. Имеются данные о зависимости острых эффектов (увеличение смертности, частоты госпитализации по поводу респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний) от уровня отдельных загрязнителей (пыли, озона, аммиака, угарного и сернистого газа) |2, 5, 6]. Вместе с тем исследований по определению влияния кратковременных колебаний концентраций загрязнений в атмосфере на состояние здоровья населения к настоящему времени проведено недостаточно.
Целью настоящей работы являлось исследование влияния малых концентраций загрязнений и их кратковременных колебаний в атмосферном воздухе на состояние здоровья детского населения.
Исследования проводили на одной из самых экологически неблагоприятных территорий Пермской области — в Соликамске, входящем с 1993 г. в приоритетный список 44 городов России с наибольшим уровнем загрязнения атмосферы. Наиболее опасными примесями, содержащимися в атмосферном воздухе Соликамска, являются формальдегид, фенол, аммиак, хлор, сероводород, хлористый водород, диоксид азота, этилбензол (2-й и 3-й классы опасности).
На территории Соликамска в разных районах расположено 6 стационарных постов наблюдений за качеством атмосферного воздуха, на которых ежедневно контролируется 9 веществ: пыль, сернистый ангидрид (S02), диоксид азота (N02), сероводород (H2S), хлор (С12), хлороводород (HCl), окись углерода (СО), аммиак (NH3), формальдегид.
Качество атмосферного воздуха оценивали по результатам ежесуточных замеров концентраций в течение 1 года. Для оценки состояния здоровья детского населения использовали частоту обращаемости за скорой медицинской помощью детей в возрасте до 14 лет. На основе первичной информа-
ции сформированы две согласованные по дате компьютерные базы данных: I) база данных по загрязнению атмосферного воздуха с накопленной информацией о среднесуточных концентрациях загрязняющих веществ по 6 постам наблюдения; 2) база данных о частоте ежедневной обращаемости со всеми зафиксированными случаями обращений за скорой медицинской помощью для каждого класса болезней, пола и возраста с выделением контрольной группы (обращения в связи с травмами, отравлениями, гриппом, ОРВИ).
Исследование структуры обращаемости за экстренной медицинской помощью детского населения Соликамска в 1999 г. позволило установить, что доля вызовов в связи с аллергическими заболеваниями и обострениями хронических заболеваний органов дыхания, а также с аллергопатологией кожи составляет 5 и 2% соответственно. Несмотря на небольшой вклад перечисленных видов патологии в общий уровень обращаемости, в этиопатоге-незе их формирования определенную роль играют химические факторы загрязнения, поэтому при выполнении аналитических исследований наибольшее внимание уделяли обращаемости за экстренной медицинской помощью в связи с аллергическими заболеваниями кожи и органов дыхания, а также с обострениями хронических заболеваний верхних дыхательных путей.
На первом этапе определения критических параметров загрязнений атмосферного воздуха проанализировали зависимость количества ежедневных вызовов от осредненной концентрации веществ по постам наблюдений. При этом рассматривался вариант сдвига отклика (обращаемости за скорой помощью) от концентрации загрязнителя — временной лаг. Величина лага варьировалась от 1 до 30 дней. В качестве критерия взаимосвязи использовали коэффициент линейной корреляции.
По результатам исследования можно утверждать, что зависимость уровня обращаемости от абсолютных значений уровня загрязнения при малых концентрациях и временнбй лаг наступления эффекта отсутствуют. Этот вывод проверялся для различных видов обращений, а именно: вся обра-
щаемость, обращаемость в связи с заболеваниями органов дыхания в целом и по отдельным нозоло-гиям (бронхит, трахеит, бронхиальная астма), аллергические заболевания кожи.
На втором этапе проводили исследования зависимости частоты обращаемости от изменения уровня концентраций (градиента) загрязнителя. Достоверность коэффициента корреляции проверяли методом однофакторного дисперсионного анализа.
Статистически значимые положительные связи между градиентом концентрации загрязнителя и частотой обращаемости за скорой медицинской помощью были получены: 1) для общей обращаемости (исключая контрольную) — связь с градиентом концентрации формальдегида, HCl, Cl2 (R2 от 0,142 до 0,12, р < 0,05); 2) для аллергических заболеваний кожи — связь с градиентом концентрации H2S, NH3, HCl, формальдегида (R2 от 0,248 до 0,131, р < 0,05); 3) для заболеваний органов дыхания в целом (исключая острые инфекционные заболевания) — связь с градиентом концентрации формальдегида, HCl, Cl2, H,S (R2 от 0,147 до 0,101, р < 0,05).
Следует отметить отсутствие временного лага повышения уровня обращаемости в ответ на изменение концентрации веществ.
Важным этапом исследования являлось установление уровня градиента концентрации, при котором наблюдалось достоверно значимое изменение обращаемости. Для этого ввели понятие "фоновый уровень обращаемости", для оценки которого проанализировали динамику изменения обращаемости за скорой помощью детского населения в Соликамске в течение исследуемого года. График динамических изменений показателя представлен на рисунке, из которого видно, что динамика обращаемости носит скачкообразный характер, обусловленный сменой рабочих и выходных дней и наличием различных случайных факторов, что приводит к необходимости считать обращаемость случайной величиной. Установлено, что в течение недели максимум обращаемости приходится на воскресенье, а минимум — на среду. Это дает возможность предположить наличие некоторой неслучайной составляющей. Пик в левой части графика соответствует эпидемии гриппа. Следует отметить, что в среднем 1 раз в неделю происходит значительное падение обращаемости (в 1,8—2 раза). Это говорит о том, что существует некоторый фоновый уровень обращаемости, который регистрируется в "относительно благополучные дни". Для оценки фонового уровня обращаемости определяли совокупность точек, соответствующих локальным минимумам обращаемости. Среднее значение соответствует среднегодовому фону и состаш1яет 10,7 ± 0,74 случая в сутки. При этом установлено наличие трендовой составляющей, которая соответствует сезонным изменениям климата. Максимальный уровень фона наблюдался в осенний, минимальный — в весенний период.
Для определения уровня градиента концентрации (ДСкр), при котором наблюдается значимое изменение обращаемости за скорой помощью, значения ДС разделили на две области. Первая область характеризовала незначимые изменения обращаемости при изменении градиента фактора. Вторая
юо во во
40
го
1_
0
I 1 II 1 Л iJiL lu iL
г_
ФОН1
I S Ш 17 7 Ш Ш Ш а X И XI
1999год
Динамика обращаемости за скорой медицинской помощью детского населения Соликамска.
Г1о оси абсцисс — дата обращений (с 01.01 по 01.12.99); по оси ординат — количество обращений (случаи).
область характеризовала значимый отклик обращаемости в связи с изменением градиента фактора. Критерием оценки степени влияния фактора на обращаемость служил коэффициент корреляции по Пирсону (г) 11 ].
Для определения ДСкр необходимо определить значение градиента фактора, который делит все наблюдения на две группы (I и II), в которых гм -> max. При этом должны выполняться ограничения:
2 1 - г,
< IW (1)
А/-3 !„!+/•„
1 -г.
> U1<fl, (2)
где л, — число наблюдений в первой группе; г, — коэффициент корреляции для первой группы; л„ — число наблюдений во второй группе; гм — коэффи-цент корреляции для второй группы; н,.а/2 — квантиль стандартного нормального распределения порядка 1-а/2; а — уровень значимости (а = 0,05); In — натуральный логарифм.
Для этого применили метод перебора значений ДС по всей области определения с шагом 0,01 и выбирали ДСкр, при котором значение г„ максимально и выполняются условия (1) и (2). В результате определяли критический уровень градиента концентрации веществ в атмосферном воздухе, при котором начинает проявляться значимый отклик (увеличение частоты обращаемости за скорой медицинской помощью). Результаты моделирования влияния кратковременных колебаний концентрации загрязнений атмосферного воздуха на частоту обращаемости за скорой медицинской помощью в Соликамске представлены в таблице, они позволяют сделать вывод о наличии довольно четкой зависимости частоты обращаемости от изменения концентрации загрязняющих веществ в воздухе, при этом определены индикаторы прямого токсического воздействия на органы дыхания — H2S, Cl2, S02, HCl и на кожные покровы — формальдегид, С02, HCl. Значения критического градиента концентраций данных соединений укладываются в диапазон 31—69%. Наибольшее влияние на частоту обращаемости за скорой помощью детского населения оказывает изменение концентрации S02 и H2S. При градиенте концентрации S02 на 57% прирост общей обращаемости составит 3,5 случая в сутки. При градиенте концентрации H2S на 37% прирост
Результаты моделирования влияния кратковременных колебаний малых концентраций загрязнений атмосферного воздуха на частоту обращаемости за скорой медицинской помощью (на примере Соликамска)
Вид обращаемости Обращае-мостъсредняя, случаи/сут (4 ± т) Обращаемость фоновая, случаи/сут <2Ф ± «> Вид загрязнителя атмосферы Концентрация средняя. доли ПДКс.с/под (С„ ± т) Градиент концентрации средний за год (ЛС1Р ± т) Градиент концентрации критиче-скнй/сут <ДСЧ1) Коэффициент корреляции С.) Коэффициент корреляции (1.) Линейная регрессионная модель обращаемости (Z), случаи/сут Обращаемость при ДС^, случаи/сут Прирост обращаемости, случаи/сут
Обращае- Формаль-
мость в 14,98 ± 0,62 10,7 ± 0,74 дегид 4,77 ± 0,32 0,28 ±
целом SOj NO, ci, 0,26 ± 0,19 0,63 ± 0,02 1,05 ± 0,04 0,48 ± 0,23 ± 0.30 ±
Аллерги- Формаль-
ческие за- 0,21 ± 0,05 0,0 ± 0,0 дегид 4,77 ± 0,32 0.28 ±
болева- SOj 0,26 ± 0,19 0,48 ±
ния кожи НС1 0,35 ± 0,02 0,32 ±
Заболева- 2,81 ± 0,26 1,21 ± 0,27 HjS 0,20 ± 0,02 0,39 ±
ния орга- SO; 0,26 ± 0,19 0,48 ±
нов дыхания ci, 1,05 ± 0.04 0,30 ±
HCI 0,35 ± 0.02 0,32 ±
0,03 0,48 0,02 0,40 0,035 ± 22,9*ДС 11,05 0,32
0,04 0.57 0,07 0,11 11,4 ± 4,90*ДС 14,20 3,50
0,02 0,50 -0.01 0,36 4.1 ± 13,40*ДС 10,73 0,03
0,03 0.69 0.14 0,59 -7,1 ± 28,10'ДС 12,30 1.60
0,03 0,51 -0,09 0,19 -0,25 ± 0,48*дС 0,00 0,00
0,04 0,31 0.09 0,20 -0,11 ± 0,40*ДС 0,01 0,01
0,03 0.59 0,13 0.31 -0,69 ± 1,15*ДС 0,00 0,00
0,04 0,37 -0,06 0,16 1,52 ± 2,40*ДС 2,40 1.19
0,04 0,51 -0,08 0,24 0,03 ± 3,31*ДС 1,70 0,51
0,03 0,63 0,12 0,54 -5,0 ± 10,30*ДС 1.48 0,27
0,03 0.71 -0,08 0,23 -0,75 ± 3,50*ДС 1.74 0,53
обращаемости в связи с заболеваниями органов дыхания составит 1,2 случая в сутки.
Величину экономического ущерба, обусловленного дополнительными вызовами скорой медицинской помощи при кратковременных колебаниях концентраций загрязнителя атмосферы, рассматривали на примере увеличения частоты обращаемости за скорой медицинской помощью в Соликамске при заболеваниях органов дыхания у детей в связи с изменением концентрации БО, и рассчитывали как сумму дополнительных затрат на медицинское обслуживание, социальное обеспечение и уровень недополученного дохода |3|. В результате расчета установили, что общий ущерб в 1999 г. составил около 68 ООО руб.
Выводы. 1. Результаты исследований подтверждают неблагоприятное влияние загрязнений атмосферного воздуха на состояние здоровья детского населения при кратковременных колебаниях концентраций в пределах ПДК.
2. Количественная оценка выявила зависимость острых эффектов воздействия (частоты случаев обращаемости за экстренной медицинской помощью) при малых концентрациях не от абсолютных значений уровня загрязнения в атмосфере, а от его градиента.
3. Увеличение уровня обращаемости за скорой медицинской помощью при кратковременных колебаниях малых концентраций загрязнений в атмосфере происходит без отсрочки по времени.
4. Введение понятия "фоновый уровень обращаемости" за скорой медицинской помощью позволяет выделить долю случаев, обусловленных воздействием загрязнений атмосферного воздуха.
5. Химические вещества раздражающего действия (Н2$, С12, БСК) оказывают прямое токсическое воздействие на органы дыхания и кожные покровы
при скачкообразном характере изменения их концентрации в атмосфере даже при соблюдении нормативных уровней.
6. Данный метод эколого-эпидемиологического исследования доказывает необходимость регламентирования загрязнений атмосферного воздуха не только по гигиеническим нормативам, но и с учетом кратковременных (в течение суток) колебаний концентрации.
Л итература
1. Гланц С. Медико-биологическая статистика. — М., 1998. - С. 59.
2. Кацнельсон Б. А., Кошелева А. А., Привалова Л. И. и др. // Гиг. и сан. - 2000. - № 1. - С. 15-18.
3. Пушкарева М. В. Критерии и методы минимизации воздействия экологических нагрузок на население: Дис. ... д-ра мед. наук. — Пермь, 1995.
4. Dockery D., Pope А. // Particles in our Air. Concentrations and Health Effects / Eds R. Wilson, J. Spengler. - Boston, 1996. - P. 123-148.
5. Kinney P. L., Ozkaynak H. // Environ. Res. - 1991. -Vol. 54. - P. 99-120.
6. Schwartz J. // Epidemiology. — 1996. — Vol. 7. — P. 20-28.
Поступили 09.04.01
Summary. The atmospheric environment in the town of Solikamsk was estimated by the daily measurements of 9 compounds at 6 stations of the Russian Committee of Hydrome-tereology during a year. The health status of the children under 14 years was evaluated by the rate of referrals for emergency health care. The results of stimulation of the impacts of short-term variations in the magnitude of ambient air pollution on the rate of referrals suggest that there is a rather clear correlation of the rate of referrals with gradient of the air concentrations of pollutants rather than with the absolute values. The indicators of direct toxic effects on respiratory organs are H,S, CI, SO,, HC1 and those on the skin are formaldehyde, S02, HC1.
