CC BY
19
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 551.524.72
Р. Н. Андреев, Ю. Г. Выхованец, Д. О. Ластков, С. М. Тетюра, А. Н. Черняк
РОЛЬ ВЛИЯНИЯ ЧАСТЫХ ПЕРЕПАДОВ ТЕМПЕРАТУРЫ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НА ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ ЖИТЕЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОГО ГОРОДА
Оценка температуры атмосферного воздуха за ряд лет позволила выявить характер изменений амплитуд среднесуточных колебаний температуры воздуха в зависимости от сезона года. Средние колебания изучаемого показателя находились в пределах от 9,9 до 14,0 °С в разные сезоны года. Сезонные суточные перепады температуры атмосферного воздуха могут оказывать не только раздражающее, но и острое неблагоприятное воздействие на организм человека. Увеличение среднегодовых значений амплитуд изменений температуры атмосферного воздуха может приводить к росту заболеваемости, в первую очередь, органов дыхания и кровообращения. Цель нашего исследования заключается в оценке характера влияния изменений амплитуды среднесуточных колебаний температуры атмосферного воздуха на уровень заболеваемости органов дыхания и кровообращения у жителей Донецкого региона. Научные исследования проведены на базе психофизиологической лаборатории кафедры медицинской физики, математики и информатики и кафедры гигиены и экологии государственной образовательной организации высшего профессионального образования «Донецкий национальный университет имени М. Горького». В соответствии с планом научных исследований на первом этапе предусматривалось изучение и оценка физических факторов в регионах Донецкой области, которые в меньшей степени подвержены антропогенному воздействию. Второй этап включал проведение аналогичных исследований в черте города
Андреев Роман Николаевич — соискатель кафедры медицинской физики, математики и информатики (Донецкий национальный медицинский университет имени М. Горького, г. Донецк, Донецкая Народная Республика); e-mail: andreev.roman.1994@mail.ru.
Выхованец Юрий Георгиевич — доктор медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой медицинской физики, математики и информатики (Донецкий национальный медицинский университет имени М. Горького, г. Донецк, Донецкая Народная Республика); e-mail: andreev.roman.1994@mail.ru.
Ластков Дмитрий Олегович — доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой гигиены и экологии (Донецкий национальный медицинский университет имени М. Горького, г. Донецк, Донецкая Народная Республика); e-mail: andreev.roman.1994@mail.ru.
Тетюра Сергей Михайлович — кандидат медицинских наук, доцент, доцент кафедры медицинской физики, математики и информатики (Донецкий национальный медицинский университет имени М. Горького, г. Донецк, Донецкая Народная Республика); e-mail: andreev.roman.1994@mail.ru.
Черняк Алла Николаевна — кандидат медицинских наук, доцент, доцент кафедры медицинской физики, математики и информатики (Донецкий национальный медицинский университет имени М. Горького, г. Донецк, Донецкая Народная Республика); e-mail: andreev.roman.1994@mail.ru.
© Андреев Р. Н., Выхованец Ю. Г., Ластков Д. О., Тетюра С. М., Черняк А. Н., 2021
9
Донецка, отличающегося высокой плотностью населения и значительной антропогенной нагрузкой. На первом этапе научных исследований был проведён ретроспективный анализ температуры воздуха по г. Константиновка за ряд лет (2009—2011 гг.). Полученные данные были представлены Государственной метеорологической службой Донецкой Народной Республики (форма ТСГ-1). Заболеваемость органов дыхания и кровообращения (на 10 000 населения) изучалась по данным годовых статистических отчётов органов здравоохранения Донецкой Народной Республики.
Ключевые слова: погода, климат, физические факторы, окружающая среда, заболеваемость. Р01: 10.24412/2227-1384-2021 -344-9-16
В результате глобального изменения климата на планете начал изменяться и характер воздействия климатических и погодных факторов на организм человека. В докладе Европейского бюро Всемирной организации здравоохранения и Европейской экономической комиссии Организации Объединённых Наций отмечается, что изучение изменений климата и погоды, их влияния на организм человека является одним из важнейших международных вопросов и представляет собой комплексную междисциплинарную проблему, охватывающую медицинские, экологические и социальные аспекты [1, 7]. Актуальность этой проблемы обусловлена значительным ростом острых и хронических заболеваний, смертности населения в результате неблагоприятного действия экстремальных погодных и климатических факторов окружающей среды на человека [2, 4, 6]. В многочисленных научных исследованиях приводятся данные о существовании взаимосвязи между перепадами температуры, влажности атмосферного воздуха, величиной атмосферного давления и уровнем заболеваемости органов дыхания, кровообращения, нервной системы у человека [1, 12]. Степень влияния этих факторов зависит от географических, климатических и экологических условий проживания человека [1]. Например, температура и влажность атмосферного воздуха зависят от географической широты, высоты над уровнем моря, а также времени года [2, 7], что в сочетании с антропогенным загрязнением окружающей среды может представлять серьёзную угрозу для здоровья человека [1, 7]. Учитывая актуальность этой проблемы, мы понимаем, что важной задачей является оценка влияния физических факторов окружающей среды в условиях антропогенного загрязнения территории проживания на состояние здоровья человека.
Рассматриваемая проблема весьма актуальна для Донецкого индустриального региона. Высокая концентрация промышленного и сельскохозяйственного производства, развитая транспортная инфраструктура создают чрезвычайно высокую техногенную и антропогенную нагрузку на организм жителей Донецкого региона [2]. Климат на этой территории характеризуется значительными годовыми, а также суточными колебаниями температуры, влажности, скорости движения воздуха, атмосферного давления как в летний, так и в зимний периоды года. Частые туманы, засушливо-суховейные атмосферные процессы усиливают отрицательное
10
воздействие этих факторов на организм человека. Таким образом, все вышеперечисленные особенности территории Донецкого региона определяют актуальность изучения влияния физических и экологических факторов окружающей среды на состояние здоровья его жителей.
При анализе среднесуточных показателей метеорологических факторов по г. Константиновка за 2009 — 2011 гг. было установлено, что минимальное значение температуры воздуха в этот период наблюдалось в феврале 2011 г. и составило -4,4 ± 1,6 (95 % ДИ: -8,3—0,4) °С. В этом же месяце в 2009 г. и 2010 г. минимальные значения температуры воздуха составили 1,4 ± 0,6 (95 % ДИ: -1,1—1,8) °С и -1,1 ± 0,8 (95 % ДИ: -2,9— 0,5) °С соответственно. Максимальная температура воздуха отмечалась в августе 2010 г. и составляла 28 ± 1 (95 % ДИ: 24 — 29,8) °С, а в этот же период 2009 г. и 2011 г. были отмечены значения 21,3 ± 0,7 (95 % ДИ: 19,5 — 22,6) °С и 21,9 ± 0,7 (95 % ДИ: 21 — 22,6) °С соответственно. Для оценки сезонных изменений температуры воздуха был проведён расчёт сезонных амплитуд среднесуточных колебаний температуры воздуха на изучаемой территории по каждому месяцу за ряд лет.
Сезонные амплитуды среднесуточных изменений температуры воздуха за 2009—2011 гг. представлены на рисунке 1.
Рис. 1. Сезонные амплитуды среднесуточных изменений температуры воздуха (°С) за 2009—2011 гг.
При анализе и оценке сезонных амплитуд среднесуточных изменений температуры воздуха было установлено, что значительные перепады этого показателя отмечались в течение всего изучаемого трёхгодового периода. Отмечалась общая тенденция к увеличению значений перепадов температуры при переходе от зимнего к летнему сезону года и их уменьшению при переходе от летнего к осеннему периоду. Наибольшие сезонные амплитуды среднесуточных изменений температуры воздуха отмечались в 2011 г. и составляли в зимний период года 6,9 °С, в весен-
11
ний 10,2 °С, в летний — 14,0 °С и в осенний — 10,3 °С. Наименьшие перепады изучаемого показателя отмечались в зимний период года и составляли 3,8 — 6,9 °С, а наибольшие значения изменений температуры были в летний период: 7,9 — 14,0 °С.
Выраженные суточные перепады значений некоторых метеорологических факторов могут оказывать существенное влияние на формирование состояния здоровья человека. По данным литературы известно, что суточные перепады температуры воздуха от 2 до 4 °С, относительной влажности воздуха от 70 до 90 %, скорости движения воздуха от 3 до 9 м/ с при изменении атмосферного давления от 4 до 8 гПа могут оказывать раздражающее действие на самочувствие человека [1]. Более значительные перепады этих факторов могут приводить как к острому воздействию на человека, так и к обострению хронических заболеваний [4, 6]. По данным литературы, резкие изменения температуры воздуха и атмосферного давления, типичные в осенне-весенний период, приводят к изменению содержания в воздухе кислорода, при этом возникают условия, оказывающие негативное влияние на людей с заболеваниями органов дыхания и сердечно-сосудистой системы [8, 9, 10]. Исследованиями была установлена взаимосвязь между перепадами среднесуточной температуры воздуха окружающей среды (более чем на 8—10 градусов) и кратностью возникновения гипертонических кризов, а также пароксизмов фибрилляции предсердий. Чаще всего они возникали на фоне резкого снижения среднесуточной температуры воздуха [12, 13]. При оценке влияния среднесуточных колебаний температуры атмосферного воздуха на частоту возникновения ишемических инсультов (ИИ) было установлено увеличение их количества в периоды значительных перепадов температуры воздуха и атмосферного давления. При этом максимальное количество ИИ было зарегистрировано в зимний и осенний периоды года [6, 12].
Нами была проведена оценка влияния изменений среднесуточной амплитуды температуры воздуха (°С) на заболеваемость органов дыхания и кровообращения у жителей Донецкого региона за 2009 — 2011 гг. Динамика заболеваемости органов дыхания, кровообращения (на 10 000 населения) на фоне среднесуточной амплитуды изменений температуры воздуха (°С) за 2009—2011 гг. представлена на рисунке 2.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что среднесуточные изменения амплитуды температуры атмосферного воздуха в пределах от 6,9 до 14 (°С) в разные периоды года могут оказывать существенное влияние на заболеваемость органов дыхания и кровообращения у жителей региона. Увеличение среднесуточных значений изменений температуры атмосферного воздуха в среднем на 44 ± 4,9 % приводит к росту заболеваемости органов дыхания в среднем на 12 ± 3,2 %. Кроме этого, суточные колебания температуры атмосферного воздуха сказываются и на показателях заболеваемости органов кровообращения. При увеличении амплитуды среднесуточных колебаний температуры атмосферного
12
воздуха на 0,3 ± 0,01 % заболеваемость органов кровообращения повышается на 1,6 ± 0,04 %. Установлена положительная корреляционная связь между суточными изменениями температуры атмосферного воздуха и заболеваемостью органов дыхания (г = 0,43, р < 0,05) и кровообращения (г = 0,31, р < 0,05). Таким образом, полученные данные свидетельствуют об относительно неблагоприятном влиянии изучаемых факторов на состояние здоровья человека.
Рис. 2. Динамика заболеваемости органов дыхания и системы кровообращения на фоне среднесуточной амплитуды изменений температуры воздуха (°С)
за 2009-2011 гг.
Вывод. Оценка температуры атмосферного воздуха за ряд лет позволила выявить общую тенденцию к увеличению среднесуточной амплитуды среднесуточных изменений температуры воздуха при переходе от зимнего к летнему сезону и к их уменьшению при переходе от летнего к осеннему периоду года. Выявлены колебания изучаемой температуры атмосферного воздуха за 3 года в пределах от 9,9 до 14,0 (0С) в разные периоды года. Эти перепады температуры атмосферного воздуха оказывают не только слабо раздражающее, но и остро раздражающее воздействие на организм человека, что подтверждается существованием корреляционной зависимости между среднесуточными изменениями амплитуды температуры воздуха и заболеваемостью органов дыхания и кровообращения. Проведение дальнейших научных исследований по оценке влияния температуры атмосферного воздуха и других метеорологических факторов на состояние здоровья человека с учётом антропогенного загрязнения окружающей среды позволит не только своевременно выявлять и предотвращать различные нарушения функционирования органов и систем, но и способствовать уменьшению острых заболеваний.
13
Список литературы
1. Акимов В. А., Дурнев Р. А., Соколовский Ю. И. Защита населения и территорий Российской Федерации в условиях изменения климата. М.: ФГБУ ВНИИ ГО ЧС (ФЦ), 2016. 388 с.
2. Андреев Р. Н. Роль метеофакторов и гелиогеофизической активности в формировании психоэмоционального состояния учащихся в условиях дистанционного обучения / Р. Н. Андреев, С. Ф. Ветров, Ю. Г. Выхованец [и др.]. / / Вестник Приамурского государственного университета им. Шолом-Алейхема. 2020. № 3 (40). С. 9 — 17.
3. Дегтева Г. Н., Корнеева Я. А., Симонова Н. Н. Личностный ресурс работников нефтегазодобывающих компаний в контексте адаптации к неблагоприятным климатогеографическим условиям Арктики / / Экология человека. 2017. № 9. С. 15 — 21.
4. Капшук Е. А. «Метеочувствительность» как фактор риска острых кардиоваску-лярных заболеваний / Е. А. Капшук, В. О. Корсак, О. Е. Терехова, В. В. Блинова / / Бюллетень медицинских Интернет-конференций. 2018. Т. 8. № 1. С. 17—18.
5. Кисляк О. А., Касатова Т. Б., Постникова С. Л. Коррекция симптомов метеочувствительности у пациентов с артериальной гипертензией / / Терапия. 2018. № 6 [24]. С. 111—120.
6. Кузьменко Н. В., Плисс М. Г., Цырлин В. А. Зависимость цирканнуальной динамики артериального давления от сезонных колебаний метеорологических и гелиофизических факторов. Мета-анализ / / Российский кардиологический журнал. 2019. № 24 (1). С. 80 — 93.
7. Ластков Д. О., Клименко А. И., Михайлова Т. В. Гигиеническое значение экстремальной погоды (аналитический обзор) //Архив клинической и экспериментальной медицины. 2018. № 3. С. 88 — 95.
8. Ревич Б. А., Шапошников Д. А. Особенности воздействия волн холода и жары на смертность в городах с резко континентальным климатом / / Сибирское медицинское обозрение. 2017. № 2. С. 84 — 90.
9. Салтыкова М. М. Основные физиологические механизмы адаптации человека к холоду / / Российский физиологический журнал им. Сеченова. 2017. Т. 103. № 2. С. 128—151.
10. Яковлев М. Ю. Психологический аспект влияния метеофакторов у пациентов с болезнями системы кровообращения / М. Ю. Яковлев, И. П. Бобровницкий, С. Н. Нагорнев [и др.]. / / Российский журнал восстановительной медицины. 2018. № 1. С. 32—38.
11. Яковлев М. Ю. Основные механизмы, обуславливающие развитие метеотроп-ных реакций / М. Ю. Яковлев, М. М. Салтыкова, А. Д. Банченко [и др.]. // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2018. № 10. С. 187— 192.
12. Яковлев М. Ю., Шашлов С. В. Диагностика и последующая коррекция повышенной метеочувствительности у пациентов с болезнями системы кровообращения // Российский журнал восстановительной медицины. 2018. № 4. С. 37— 44.
13. Яшкичев В. И. К вопросу о метеозависимости пожилых людей / / Евразийское
Научное Объединение. 2019. № 5-3 (51). С. 157 — 160.
* * *
14
Andreev Roman N., Vykhovanets Yuri G., Lastkov Dmitry O., Tetyura Sergei M., Chernyak Alla N.
ROLE OF THE INFLUENCE OF FREQUENT DROPS IN THE ATMOSPHERIC AIR TEMPERATURE ON THE INCIDENCE RATE OF THE INDUSTRIAL CITY
(M. Gorky Donetsk National Medical University, Donetsk, Donetsk People's Republic)
DOI: 10.24412/2227-1384-2021 -344-9-16
Assessment of the ambient air temperature over a number of years made it possible to reveal the nature of changes in the amplitudes of the average daily fluctuations in air temperature depending on the season of the year. Average fluctuations of the studied indicator ranged from 9.9 to 14.0 (°C) in different seasons of the year. Seasonal daily changes in ambient air temperature can have not only irritating, but also an acute adverse effect on the human body. An increase in the average annual values of the amplitudes of changes in the temperature of atmospheric air can lead to an increase in the incidence rate, first of all, of the respiratory and circulatory organs. The purpose of our study is to assess the nature of the influence of changes in the amplitude of average daily fluctuations in ambient air temperature on the level of respiratory and circulatory diseases of residents of the Donetsk region. Scientific research was carried out on the basis of the psychophysiological laboratory of the Department of Medical Physics, Mathematics and Informatics and the Department of Hygiene and Ecology of the State Educational Organization of Higher Professional Education "M. Gorky Donetsk National University". In accordance with the research plan at the first stage, it was envisaged to study and assess physical factors in the regions of Donetsk region, which are less susceptible to anthropogenic impact. The second stage included conducting similar studies within the city of Donetsk, which is characterized by a high population density and significant anthropogenic pressure. At the first stage of scientific research, a retrospective analysis of the air temperature in the city of Konstantinovka for a number of years (2009—2011) was carried out. The data obtained were submitted by the State Meteorological Service of the Donetsk People's Republic (TSG-1 form). The incidence of respiratory and circulatory organs (per 10,000 population) was studied according to the annual statistical reports of the health authorities of the Donetsk People's Republic.
Keywords: weather, climate, physical factors, environment, morbidity.
References
1. Akimov V. A., Durnev R. A., Sokolovskiy Yu. I. Zashchita naseleniya i territoriy Rossiyskoy Federatsii v usloviyakh izmeneniya klimata (Protection of the population and territories of the Russian Federation in the face of climate change), Moscow, 2016. 388 p.
2. Andreev R. N., Vetrov S. F., Vykhovanets Yu. G., Tetyura S. M., Vaschenko A. V., Lygina Yu. A., Egorov V. S., Tolstyuk V. I. Meteorological factors and heliogeophysical activity in the formation of the psychoemotional state of students in the conditions of distance learning [Rol' meteofaktorov i geliogeofizicheskoy aktivnosti v formirovanii psikhoemotsional'nogo sostoyaniya uchashchikhsya v usloviyakh distantsionnogo obucheniya], Vestnik Priamurskogo gosudarstvennogo universiteta im. Sholom-Aleykhema, 2020, no. 3 (40), pp. 9—17.
3. Degteva G. N., Korneeva Ya. A., Simonova N. N. Personal resource of workers of oil and gas producing companies in the context of adaptation to unfavorable climatic and geographical conditions of the Arctic [ Lichnostnyy resurs rabotnikov neftegazodobyvayushchikh kompaniy v kontekste adaptatsii k neblagopriyatnym klimatogeograficheskim usloviyam Arktiki], Ekologiya cheloveka, 2017, no. 9, pp. 15—21.
4. Kapshuk E. A., Korsak V. O., Terekhova O. E., Blinova V. V. "Meteosensitivity" as a risk factor for acute cardiovascular diseases [«Meteochuvstvitel'nost'» kak faktor riska ostrykh kardiovaskulyarnykh zabolevaniy], Byulleten' meditsinskikh Internet-konferentsiy, 2018, vol. 8, no. 1, pp. 17—18.
15
5. Kislyak O. A., Kasatova T. B., Postnikova S. L. Correction of symptoms of meteosensitivity in patients with arterial hypertension [Korrektsiya simptomov meteochuvstvitel'nosti u patsientov s arterial'noy gipertenziey], Terapiya, 2018, no. 6 [24], pp. 111-120.
6. Kuzmenko N. V., Pliss M. G., Tsyrlin V. A. Dependence of the circannual dynamics of blood pressure on seasonal fluctuations of meteorological and heliophysical factors. Meta-analysis [Zavisimost' tsirkannual'noy dinamiki arterial'nogo davleniya ot sezonnykh kolebaniy meteorologicheskikh i geliofizicheskikh faktorov. Meta-analiz], Rossiyskiy kardiologicheskiy zhurnal, 2019, no. 24 (1), pp. 80—93.
7. Lastkov D. O., Klimenko A. I., Mikhailova T. V. Hygienic value of extreme weather (analytical review) [Gigienicheskoe znachenie ekstremal'noy pogody (analiticheskiy obzor)], Arkhiv klinicheskoy i eksperimental'noy meditsiny, 2018, no. 3, pp. 88—95.
8. Revich B. A., Shaposhnikov D. A. Features of the impact of cold and heat waves on mortality in cities with a sharply continental climate [Osobennosti vozdeystviya voln kholoda i zhary na smertnost' v gorodakh s rezko kontinental'nym klimatom], Sibirskoe meditsinskoe obozrenie, 2017, no. 2, pp. 84 — 90.
9. Saltykova M. M. Basic physiological mechanisms of human adaptation to cold [Osnovnye fiziologicheskie mekhanizmy adaptatsii cheloveka k kholodu], Rossiyskiy fiziologicheskiy zhurnal im. Sechenova, 2017, vol. 103, no. 2, pp. 128 — 151.
10. Yakovlev M. Yu., Bobrovnitskiy I. P., Nagornev S. N., Banchenko A. D., Gozulov A. S. The psychological aspect of the influence of meteorological factors in patients with diseases of the circulatory system [Psikhologicheskiy aspekt vliyaniya meteofaktorov u patsientov s boleznyami sistemy krovoobrashcheniya], Rossiyskiy zhurnal vosstanovitel'noy meditsiny, 2018, no. 1, pp. 32—38.
11. Yakovlev M. Yu., Saltykova M. M., Banchenko A. D., Fedichkina T. P., Nagornev S. N., Khudov V. V., Balakaeva A. V., Bobrovnitskiy I. P. The main mechanisms causing the development of meteotropic reactions [Osnovnye mekhanizmy, obuslavlivayushchie razvitie meteotropnykh reaktsiy], Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental'nykh issledovaniy, 2018, no. 10, pp. 187—192.
12. Yakovlev M. Yu., Shashlov S. V. Diagnostics and subsequent correction of increased meteosensitivity in patients with circulatory system diseases [Diagnostika i posleduyushchaya korrektsiya povyshennoy meteochuvstvitel'nosti u patsientov s boleznyami sistemy krovoobrashcheniya], Rossiyskiy zhurnal vosstanovitel'noy meditsiny, 2018, no. 4, pp. 37— 44.
13. Yashkichev V. I. On the question of meteorological dependence of elderly people [K voprosu o meteozavisimosti pozhilykh lyudey], Evraziyskoe Nauchnoe Ob"edinenie, 2019, no. 5-3 (51), pp. 157— 160.
•Jc -Jc -Jc
16
