CC BY
27
УДК 313.131+502.55
DOI: 10.24412/1816-1863-2021-2-53-58
ВЛИЯНИЕ ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НА РИСК РАЗВИТИЯ ЗАБОЛЕВАНИЙ НЕКАНЦЕРОГЕННОЙ ЭТИОЛОГИИ У НАСЕЛЕНИЯ КРУПНЫХ ГОРОДОВ
Н. И. Зазнобина, к. б. н., доцент кафедры экологии ФГАОУ ВО «Нижегородский исследовательский государственный университет им. Н. И. Лобачевского», nzaznobina@mail.ru, Нижний Новгород, Россия,
А. Д. Большакова, магистр кафедры экологии ФГАОУ ВО «Нижегородский исследовательский государственный университет им. Н. И. Лобачевского», anzhela.bolschakova@yandex.ru, Нижний Новгород, Россия, А. А. Нижегородцев, кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии ФГАОУ ВО «Нижегородский исследовательский государственный университет им. Н. И. Лобачевского», ecotoxnn@yandex.ru, Нижний Новгород, Россия,
И. Н. Калашников, кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России, kalashnikov@pimunn.ru, Нижний Новгород, Россия
CD
о ф
О
О -1
Урбанизация и сопутствующие ей социоэкономические факторы, такие как уровень благосостояния и образ жизни, а также особенности погодно-климатических условий городов, приводят к прогрессирующему ухудшению состояния окружающей среды, что является причиной роста заболеваемости населения, особенно в мегаполисах мира. Отечественная методика оценки риска развития заболеваний у населения позволяет на основе официальных статистических данных оценить возможность развития экологозависимых заболеваний среди населения мегаполисов. Исследование направлено на оценку риска развития неканцерогенных эффектов у населения крупных городов Российской Федерации (Москва, Санкт-Петербург, Казань, Нижний Новгород, Севастополь), Западной Европы (Лондон, Париж, Берлин, Вена и Минск) и Азии (Токио, Пекин, Сеул, Дели), рассчитанным на основе официальных статистических данных по выбросам поллютантов от автомобильного транспорта и эколого-экономическими показателями за 2013—2020 гг. Комплексная оценка экологического риска здоровью человека от воздействия поллютантов продемонстрировала высокую степень опасности для органов дыхания и сердечнососудистой системы (HI >1), что вносит значительный вклад в общую картину неблагоприятного влияния факторов окружающей среды для населения, проживающего на территории крупных городов РФ и Азии. С помощью корреляционного анализа выявлены и статистически подтверждены взаимосвязи между риском развития патологий различных систем органов и социо-эколо-го-экономическими факторами среды.
Urbanization and the accompanying socio-economic factors (level of well-being, lifestyle), as well as the peculiarities of the weather and climatic conditions of cities, lead to a progressive deterioration in the state of the environment, which is the cause of an increase in the incidence of the population, especially in the megalopolises of the world. The native methodology for assessing the risk of developing diseases in the population makes it possible, on the basis of official statistics, to assess the possibility of developing ecology-dependent diseases among the population of megacities. The study is aimed at assessing the risk of developing non-carcinogenic effects in the population of large cities of the Russian Federation (Moscow, St. Petersburg, Kazan, Nizhny Novgorod, Sevastopol), Western Europe (London, Paris, Berlin, Vienna and Minsk) and Asia (Tokyo, Beijing, Seoul, Delhi), calculated on the basis of official statistics on emissions of pollutants from road transport and environmental and economic indicators for 2013—2020. A comprehensive assessment of the environmental risk to human health from exposure to pollutants showed a high degree of danger to the respiratory system and the cardiovascular system (HI > 1), which makes a significant contribution to the overall picture of the adverse impact of environmental factors for the population living in large cities of the Russian Federation and Asia. Correlation analysis revealed and
statistically confirmed the correlation between the risk of developing pathologies of various organ systems and socio-ecological and economic factors of the environment.
О Ключевые слова: поллютанты, концепция экологического риска, здоровье населения; автотран-О спорт, индекс опасности, социо-эколого-экономические показатели.
g Keywords: pollutants, risk concept, public health, vehicles, hazard index, socio-ecological-economic in-Ф dicators.
Урбанизация и сопутствующий ей рост мировой автомобильной промышленности и частного автотранспорта приводит к прогрессирующему ухудшению состояния окружающей среды, что является причиной роста заболеваемости населения, особенно в крупных городах мира [1, 2]. Кроме этого, к обострению хронических заболеваний могут приводить составляющие погодно-климатических условий [3]. Несомненно, на состояние здоровья человека влияют такие социоэкономические факторы как образ жизни, уровень его благосостояния и т. п.
В настоящее время одним из наиболее распространенных приемов квантифика-ции является оценка риска. Концепция риска, включающая три взаимосвязанных элемента (оценку риска, управление риском и информирование о риске), — практически единственная возможность для получения количественных характеристик потенциальной угрозы здоровью населения.
Целью исследования является выявление корреляционной зависимости между риском развития неканцерогенных эффектов у населения крупных городов Российской Федерации (Москва, Санкт-Петербург, Казань, Нижний Новгород, Севастополь), Западной Европы (Лондон, Париж, Берлин, Вена и Минск) и Азии (Токио, Пекин, Сеул, Дели), рассчитанным на основе официальных статистических данных по выбросам поллютантов от автомобильного транспорта и эколого-экономическими показателями за 2013— 2020 гг. [4—18].
Материалы и методы
Риск здоровью населения от воздействия поллютантов неканцерогенной природы рассчитывался согласно методике, описанной в руководстве по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду [19].
Характеристика риска развития неканцерогенных эффектов от отдельных
веществ осуществлялась на основе расчета коэффициента опасности (hazard quotient, HQ) по формуле (1):
HQ = AD/RfD или HQ = AC/RfC, (1)
где HQ — коэффициент опасности; AD (average dose) — средняя доза, мг/кг; АС (average concentration) — средняя концентрация, мг/м3; RfD — референтная (безопасная) доза, мг/кг; RfC — референтная (безопасная) концентрация, мг/м3 [19].
Риск развития неканцерогенных эффектов при комбинированном воздействии химических соединений оценивался по значениям индекса опасности (hazard index, HI), рассчитанным по формуле 2:
HI = ZHQ/,
(2)
где HQi — коэффициенты опасности для отдельных компонентов смеси воздействующих веществ [19].
Корреляционный анализ с использованием непараметрического коэффициента ранговой корреляции Спирмена Я был проведен для населения исследуемых городов с целью проверки взаимосвязи между рассчитанными значениями индекса опасности (Н1) воздействия неканцерогенных веществ на органы дыхания, сердечно-сосудистую систему, систему кровообращения, с одной стороны, и эко-лого-климатическими (среднегодовая температура воздуха, количество осадков, атмосферное давление) и экономическими (валовый региональный продукт, количество автомобилей на душу населения) показателями, с другой стороны.
Результаты и их обсуждение
Согласно Руководству [19], на первом этапе исследования для оценки неканцерогенного риска развития заболеваемости населения были определены приоритетные поллютанты, поступающие в атмосферный воздух от автотранспорта: взвешенные частицы (РМ2.5 и РЫю), оксид и диоксид азота, монооксид углерода, диоксид серы и озона. Далее были определены
Таблица 1 _
Индекс опасности неканцерогенных веществ, влияющих на разные системы органов о
при комбинированном воздействии (Н1) за 2013—2020 гг. э
_____^
Город Н1 кровь Н1 органы дыхания Н1 ссс
Москва 0,34 - 0,46 3,35 - 3,60 0,73-0,91
Санкт- Петербург 0,34 - 0,43 2,72-2,85 0,21 - 0,32
Казань 0,41 - 0,60 2,39 - 2,59 0,31 - 0,35
Нижний Новгород 0,46 - 0,55 2,93-3,53 0,30-0,40
Севастополь 0,43 - 0,45 2,66-2,70 0,27-0,33
Лондон 0,66 - 0,72 3,77-4,13 0,35-0,53
Париж 0,42 - 0,55 3,55 - 3,82 0,50 - 0,63
Берлин 0,32 - 0,53 2,73-2,97 0,20-0,30
Вена 0,43 - 0,77 2,30-2,71 0,26-0,30
Минск 0,79 - 0,85 3,86-3,99 0,58-0,60
Токио 1,59 -1,65 5,02-5,25 0,40-0,60
Пекин 1,68 -1,75 8,10-8,3 0,50-0,75
Сеул 1,57 -1,70 4,38-4,45 0,38-0,50
Дели 1,48 -1,68 7,58-7,87 0,30-0,50
критические системы органов человека, которые наиболее чувствительны к воздействию выявленных загрязнителей: дыхательная, сердечно-сосудистая и кровеносная системы.
В таблице 1 представлен разброс значений индекса опасности (НГ) развития неканцерогенных эффектов при комбинированном воздействии приоритетных химических соединений для населения исследуемых городов, рассчитанных по формуле (2) за 2013—2020 гг. Комплексная оценка экологического риска здоровью человека от воздействия поллютантов продемонстрировала высокую степень опасности для органов дыхания и сердечнососудистой системы (Н1 > 1), что вносит значительный вклад в общую картину неблагоприятного влияния факторов окружающей среды для населения, проживающего на территории крупных городов РФ и Азии.
С ц елью выявления взаимосвязи м ежду эколого-экономическими показателями и значениями риска развития неканцерогенных патологических изменений у населения крупных городов Российской Федерации, Западной Европы и Азии были рассчитаны непараметрические коэффициенты ранговой корреляции Спирмена Я. Полученные значения представлены в табл. 2.
Как видно из табл. 2, прямые корреляционные зависимости выявлены между значениями индексов опасности воздействия поллютантов, поступающих в ат-
мосферный воздух от автотранспорта на системы верхних дыхательных путей (для городов РФ), кровообращения и на сердечно-сосудистую систему (для городов РФ и Азии), и экономическими показателями (уровнем ВРП и количеством автомобилей). Необходимо заметить, что впол-
Таблица 2 Значения коэффициента ранговой корреляции Спирмена между значениями индекса опасности (И1) и социо-эколого-экономическими показателями, р < 0,05
Показатели Н1 кровь Н1 верх. дых. пути Н1 ссс
РФ
ВРП 0,45* 0,43 0,73
Количество автомо- 0,44 0,35 0,72
билей
Температура -0,03 0,09 -0,41
Осадки -0,30 0,70 0,32
Западная Европа
ВРП -0,27 0,06 -0,37
Количество автомо- -0,27 -0,08 0,09
билей
Температура 0,26 0,05 -0,35
Осадки -0,35 0,17 0,26
Азия
ВРП 0,70 -0,06 0,76
Количество автомо- 0,40 -0,56 0,42
билей
Температура -0,39 0,53 -0,36
Осадки -0,28 -0,11 -0,24
* — жирным шрифтом выделены статистически значимые значения корреляции
О ^
т О ш
не естественным является однонаправленность корреляционных связей у ВРП и количества автомобилей. При этом прослеживается для городов РФ незначительно более высокая корреляция между ВРП и рассматриваемыми показателями по сравнению с показателем «количество автотранспорта». Однако для городов Азии корреляция между ВРП и значениями индекса опасности выше почти в два раза, чем для количества автомобилей. Понятно, что автотранспорт уже «присутствует» в ВРП, но для регионов России он по сути и дает основной вклад в ВРП. Кроме того, недостаточное муниципальное финансирование отечественной сферы здравоохранения и существующий менталитет русского человека, обуславливающий несвоевременное обращение в медицинские учреждения, порождает проблемы поздней диагностики заболеваний. Очевидна прямая взаимосвязь между уровнем ВРП и уровнем автомобилизации населения. Рост автомобильного трафика в крупных городах приводит к сильной загазованности атмосферного воздуха, вплоть до образования фотохимического смога. С точки зрения обывателя, ожидаема взаимосвязь заболеваний верхних дыхательных путей с загрязнением атмосферного воздуха. Однако наибольший коэффициент корреляции для городов Российской Федерации и Азии получен для заболевании сердечнососудистой системы, что является следствием недостаточной очистки воздуха в городах за счет низкой доли зеленых насаждений вдоль автомобильных трасс, большая доля невысокого качества топлива (Евро-3, Евро-4), а также отсутствие внешних систем очистки атмосферного воздуха. При этом содержащиеся в выбросах автотранспорта тяжелые металлы, в совокупности с взвешенными частицами приводят к обострению заболеваний сердечно-сосудистой системы [20] (табл. 2).
Что же касается Западной Европы, то можно констатировать отрицательную корреляцию между ВРП и заболеваниями сердечно-сосудистой системы, и отсутствие статистически значимой корреляции с другими показателями. Это объясняется тем, что в европейских странах активно развивается система городского общественного транспорта, соблюдаются нормы выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта и менталитетом населения,
которое предпочитает пользоваться общественным транспортом в повседневной жизни.
Резкие перепады температуры воздуха на территории РФ, а соответственно и атмосферного давления в зимне-весенний период, приводят ухудшению самочувствия людей, страдающих заболеваниями сердечно-сосудистой системы. Так, резкое похолодание может вызвать спазм кровеносных сосудов и, как следствие, скачок артериального давления, являющегося причиной гипертонического криза, инсульта, что объясняет отрицательную корреляционную зависимость между температурным фактором и риском развития заболеваний сердечно-сосудистой системы (табл. 2).
Как известно, над любым крупным городом формируется «остров тепла». Повышенная температура атмосферного воздуха способствует концентрации поллютантов, что особенно характерно для урбанизированных районов Азии. Это демонстрирует выявленная положительная корреляция температуры и риска развития заболеваний верхних дыхательных путей.
Как правило, гипоксический, раздражающий тип погоды, характеризующийся низким атмосферным давлением, теплым фронтом, повышенной влажностью, провоцирует обострение хронических заболеваний, в первую очередь органов дыхания: учащение кашля, развитие одышки, удушья. При исследовании легочной вентиляции в период метеотропных проявлений у больных отмечается снижение жизненной емкости легких и других показателей, характеризующих функцию внешнего дыхания, что повышает риск развития пневмонии и бронхиальной астмы. Это подтверждает выявленная положительная корреляция между количеством осадков и риском развития заболеваний верхних дыхательных путей для жителей РФ. Действительно, в нашем умеренном климатическом поясе учащение бронхоспастичес-ких приступов наблюдается в весеннее и осенне-зимнее время.
Полученные данные доказывают комплексное влияние эколого-экономических показателей на популяционные показатели здоровья населения и способствуют принятию взвешенных решений по регулированию состояния атмосферного воздуха в крупных городах мира.
Список литературы
1. Онищенко Г. Г. Оценка и управление рисками для здоровья как эффективный инструмент ре- О шения задач обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения Российской к Федерации // Анализ риска здоровью. — 2014. — № 1. — С. 4—14. л
2. Официальный сайт ВОЗ // [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.who.int, дата до- г ступа 02.02.2021. я
3. Бикмухаметова Л. М. Влияние климатоэкологических факторов на здоровье населения в условиях севера России: дис. канд. биол. наук: 03.02.08. — Сургут, 2020. — 172 с.
4. Официальный сайт Федеральной службы государственной статистики // [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.gks.ru, дата доступа 02.02.2021.
5. Государственные доклады «О состоянии окружающей природной среды Москвы» [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.mos.ru, дата доступа 02.02.2021.
6. Государственные доклады «Об экологической ситуации в Санкт-Петербурге» // [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.gov.spb.ru, дата доступа 02.02.2021.
7. Официальный сайт Министерства экологии и природных ресурсов Республики Татарстан // [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://eco.tatarstan, дата доступа 02.02.2021.
8. Официальный сайт Министерства экологии и природных ресурсов Нижегородской области // [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://mineco-nn.ru, дата доступа 02.02.2021.
9. Официальный сайт Главного управления природных ресурсов и экологии Севастополя: // [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://ecosev.ru, дата доступа 02.02.2021.
10. Официальный сайт г. Лондона // [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https:// www.london.gov.uk/, дата доступа 02.02.2021.
11. Официальный сайт Министерства экологии Парижа // [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.environnement.gouv.fr, дата доступа 02.02.2021.
12. Федеральное ведомство по охране окружающей среды Берлина // [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.umweltbundesamt.de, дата доступа 02.02.2021.
13. Официальный сайт Министерства экологии Вены // [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.bmnt.gv.at/, дата доступа 02.02.2021.
14. Официальный сайт Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Минска // [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.minpriroda.gov.by, дата доступа 02.02.2021.
15. Официальный сайт Токийского столичного правительства // [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.metro.tokyo.lg.jp/, дата доступа 02.02.2021.
16. Официальный сайт администрации Пекина // [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http:// www.xzqh.org/, дата доступа 02.02.2021.
17. Официальный сайт администрации Сеула // [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http:// seoul.go.kr/, дата доступа 02.02.2021.
18. Официальный сайт администрации Дели // [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https:// www.delhionline.in/administration/.
19. Р 2.1.10.1920—04 Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. — М., 2004. — 143 с.
20. Колпакова А. Ф., Шарипов Р. Н., Волкова О. А. Загрязнение воздуха взвешенными частицами как фактор риска сердечно-сосудистых заболеваний // Гигиена и санитария. — 2017. — № 2. — C. 39—43.
INFLUENCE OF ECOLOGICAL AND ECONOMIC INDICATORS ON THE NON-CANCEROGENIC ETIOLOGY DISEASES RISK FOR THE POPULATION OF CITIES
N. I. Zaznobina, Ph. D. (Biology), assoc. professor of the Department of ecology, Lobachevsky Nizhny Novgorod Research State University, nzaznobina@mail.ru, Nizhny Novgorod, Russia,
A. D. Bolshakova, master student of the Department of ecology Lobachevsky Nizhny Novgorod Research State University, anzhela.bolschakova@yandex.ru, Nizhny Novgorod, Russia, A. A. Nizhegorodtsev, Ph. D. (Biology), assoc. professor of the Department of ecology, Lobachevsky Nizhny Novgorod research state University, ecotoxnn@yandex.ru, Nizhny Novgorod, Russia,
I. N. Kalashnikov, Ph. D. (Biology), assoc. professor of the Department of biology of the Privolzhsky Research Medical University of the Ministry of Health
of the Russian Federation, ilia17ne@mail.ru, Nizhny Novgorod, Russia 57
IK
O ^
m O CD
References
1. Onishhenko G. G. Analiz riska zdorovyu. [Population risk analysis] // Analys riska zdorov'u. — 2014. — № 1. — P. 4—14 [in Russian]
2. Official site World health organization // [Electronic resource]. — URL: http://www.who.int, access date: 02.02.2021.
3. Bikmukhametova L. M. Vliyanie klimatoe'kologicheskikh faktorov na zdorov'e naseleniya v usloviyakh severa Rossii //dis. kand. biol. nauk: 03.02.08 (biologicheskie nauki. — Surgut, 2020. — 172 p. [in Russian].
4. Official site of Federal staticstics // [Electronic resource]. — URL: https://www.gks.ru, access date: 02.02.2021.
5. Gosudarstvennye doklady "O sostoyanii okruzhayushhej prirodnoj sredy Moskvy" // [Electronic resource]. — URL: https://www.mos.ru, access date: 02.02.2021.
6. Gosudarstvennye doklady "Ob ekologicheskoj situaczii v Sankt — Peterburge" // [Electronic resource]. — URL: https://www.gov.spb.ru, access date: 02.02.2021.
7. Oficzialnyj sajt Ministerstva ekologii i prirodnykh resursov Respubliki Tatarstan // [Electronic resource]. — URL: (https://eco.tatarstan).
8. Oficzialnyj sajt Ministerstva ekologii i prirodnykh resursov Nizhegorodskoj oblasti // [Electronic resource]. — URL: https://mineco-nn.ru, access date: 02.02.2021.
9. Oficzialnyj sajt glavnogo upravleniya prirodnykh resursov i ekologii Sevastopolya// [Electronic resource]. — URL: https://ecosev.ru, access date: 02.02.2021.
10. Oficzialnyj sajt g. Londona// [Electronic resource]. — URL: https://www.london.gov.uk/, access date: 02.02.2021.
11. Oficzialnyj sajt Ministerstva ekologii Parizha // [Electronic resource]. — URL: https://www.environne-ment.gouv.fr, access date: 02.02.2021.
12. Federalnoe vedomstvo po okhrane okruzhayushhej sredy Berlina // [Electronic resource]. — URL: https:// www.umweltbundesamt.de, access date: 02.02.2021.
13. Oficzialnyj sajt Ministerstva ekologii Veny// [Electronic resource]. — URL: https://www.bmnt.gv.at/, access date: 02.02.2021.
14. Oficzialnyj sajt Ministerstva prirodnykh resursov i okhrany okruzhayushhej sredy Minska // [Electronic resource]. — URL: https://www.minpriroda.gov.by, access date: 02.02.2021.
15. Oficzialnyj sajt Tokijskogo stolichnogo pravitelstva // [Electronic resource]. — URL: https://www.met-ro.tokyo.lg.jp/), access date: 02.02.2021.
16. Oficzialnyj sajt administraczii Pekina// [Electronic resource]. — URL: http://www.xzqh.org/, access date: 02.02.2021.
17. Oficzialnyj sajt administraczii Seula// [Electronic resource]. — URL: http://seoul.go.kr/, access date: 02.02.2021.
18. Oficzialnyj sajt administraczii Deli // [Electronic resource]. — URL: https://www.delhionline.in/admin-istration/, access date: 02.02.2021.
19. R 2.1.10.1920—04 Rukovodstvo po ocenke riska dlya zdorovya naseleniya pri vozdejstvii himicheskih vesh-estv, zagryaznyayushih okruzhayushuyu sredu [Guidelines for assessing the risk to public health from exposure to chemicals that pollute the environment]. — M., 2004. — 144 p. [in Russian]
20. Kolpakova A. F., Sharipov R. N., Volkova O. A. Zagryaznenie vozduha vzveshennymi chasticami kak faktor riska serdechno—sosudistyh zabolevanij [Air pollution by suspended particles as a risk factor for cardiovascular diseases] // Gigiena i sanitariya. — 2017. — № 2. — P. 39—43 [in Russian].
58
