CC BY
137
УДК 614.71:616-053.2
О.Ю. Катульская
ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА И СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ ДЕТЕЙ В ПРОМЫШЛЕННОМ ГОРОДЕ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ (ПРОСПЕКТИВНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)
Ангарский филиал ВСНЦ экологии человека СО РАМН - НИИ медицины труда и экологии человека
(Ангарск)
В статье представлены результаты проведенного проспективного исследования в 2002,2006 и в 2009гг. детей, проживающих в промышленном, городе Восточной Сибири (г. Ангарск, Иркутская область) и оценка адаптационных возможностей детского организма. В работе использовалась проба с физической нагрузкой. Доказано, чтодо 30 % изменений в заболеваемости детей г. Ангарска сердечно-сосудистыми болезнями можно отнести на счет, влияния загрязнения атмосферы. Согласно полученным, данным, к 2009 г. 35,5 % обследованных детей (выборка связная) имеют, сниженные адаптационные возможности. Проведенный тест, на реакцию сердечно-сосудистой, системы, показал, что с возрастом, происходит мобилизация, систем, организма с последующей, нормотонический реакцией у большинства обследованных. Ключевые слова: загрязнение атмосферного воздуха, дети, функциональное состояние сердечно-сосудистой системы
ATMOSPHERIC AIR POLLUTION AND HEALTH STATE IN CHILDREN OF AN INDUSTRIAL TOWN IN EASTERN SIBERIA (PROSPECTIVE STUDY)
O.Yu. Katulskaya
Institute of Occupational Health and Human Ecology ESSC HE SB RAMS, Angarsk
In this work the results of the prospective study of the children living in an industrial town of Eastern Siberia (t. Angarsk, Irkutsk Region) during 2002, 2006 and 2009 are presented, as well as the assessment of the adaptive capabilities of the child's organism is given. The sample with exercise has been used in this work. It is proved that up to 30 % of changes in the morbidity rate among the children of the town of Angarsk with the cardiovascular diseases are due to the environmental pollution effects. According to the findings, 35,5 % of the children examined, (selection bounded) indicated the reduced, adaptive capabilities by 2009. The test performed for the responsiveness of the cardio-vascular system, has shown that the organism, system, mobilization, was found, to occur with the next normotonic response in the most persons examined with age.
Key words: atmospheric air pollution, children, functional state of cardio-vascular system
Из всего комплекса экологических факторов наиболее выраженное влияние на здоровье населения урбанизированных территорий оказывает качество атмосферного воздуха [8, 10]. Вследствие морфофункциональных особенностей растущего организма дети являются одной из наиболее чувствительных к воздействию негативных антропогенных факторов окружающей среды категорий. Поэтому состояние здоровья детского населения часто рассматривается как один из наиболее достоверных индикаторов степени загрязнения окружающей среды.
Известно, что патология сердечно-сосудистой системы является одной из ведущих причин смертности населения, что обусловливает актуальность исследований. Несмотря на относительно небольшой вклад загрязнения окружающей среды в развитие указанной патологии, устранение фактора может значительно улучшить здоровье населения в силу широкого распространения названных болезней [5, 12]. Изучение особенностей состояния здоровья населения промышленных городов позволило предположить, что рост заболеваний сердечнососудистой системы может быть связан с высокими уровнями загрязнения окружающей среды.
Цель работы — оценка влияния атмосферного загрязнения г. Ангарска на функциональное состояние сердечно-сосудистой системы детей.
Когортное исследование проводилось в детских дошкольных учреждениях и школах города. Территория г. Ангарска относится к местностям с высоким потенциалом загрязнения атмосферного воздуха и плохой самоочищающейся способностью. Ситуация усугубляется местными мезо-климатическими особенностями формирования климата и орографическим строением местности. Для города характерны такие метеорологические факторы, как температурные инверсии, играющие важную роль в формировании застойных явлений в атмосфере, штили, слабые ветры, туманы, незначительные осадки, способствующие накоплению выбрасываемых в атмосферный воздух примесей. Эти метеорологические факторы обусловливают высокий потенциал загрязнения атмосферы.
Создание промышленно-энергетического комплекса в долине двух рек — Ангара и Китой, явилось причиной возникновения местных особенностей распространения выбросов, способствующих повышению уровней загрязнения и распространению его на всю территорию города
(возникновение локальных замкнутых циркуляций воздуха в районе промышленно-энергетического комплекса, усиление инверсий, увеличение числа туманов) [2].
В г. Ангарске сформирован мощный индустриальный комплекс, включающий свыше 25 предприятий нефтехимической и нефтеперерабатывающей, химической, строительной, машиностроительной, лесной, деревоперерабатывающей, легкой и пищевой промышленности, тепловой и ядерной энергетики. По валовому выбросу вредных веществ в атмосферный воздух ситуация в городе Ангарске может оцениваться как неблагоприятная. В среднем за год на душу населения приходится до 680 кг вредных веществ.
Основная масса вредных примесей выделяется из источников предприятий (ОАО АНХК, ИТЭЦ—1, ИТЭЦ — 9, ИТЭЦ—10, предприятий стройиндустрии). Вклад выбросов автотранспорта в общий выброс города достигает 14,6 %. Суммарный вклад предприятий теплоэнергетики (52,9 — 59,1 %) в общий выброс города превышает вклад ОАО АНХК (37,6 — 42,9). Однако по степени опасности паро-га-зовой эмиссии вредных примесей для здоровья газо-выделениям ОАО АНХК принадлежит ведущая роль.
В целом перечень веществ, входящих в состав выбросов, насчитывает более 150 наименований. Среди ингредиентов, поступающих в атмосферу от различных источников, выделяются: а) общераспространенные примеси — взвешенные вещества, диоксиды серы и азота, оксид углерода, бенз(а) пирен, формальдегид; б) специфические — аммиак, углеводороды, сероводород, фенолы, фтористые соединения, амины, серная кислота и др. Из них 6 относятся к I классу опасности (бенз(а)пирен, пя-тиокись ванадия, оксид свинца, несимметричный диметилгидразин, нитрозодиметиламин, оксид хрома), ко II классу опасности — 27 веществ, к III классу — 34 вещества.
МЕТОДИКА
Для оценки уровней загрязнения воздуха использовались данные лаборатории физикохимических методов исследований НИИ МТ и ЭЧ (зав. лаб. д.б.н., профессор В.Б. Дорогова), химико-аналитических служб Ангарского центра Государственного комитета по гидрометеорологии и контролю окружающей среды.
Кроме первичных источников выделения вредных веществ в атмосферу для г. Ангарска существенна роль вторичных химических и фотохимических реакций, реакций взаимодействия с каплями тумана, веществ самой разнообразной природы [7].
Для выявления влияния техногенных факторов на здоровье изучена заболеваемость детей по данным лечебно-профилактических учреждений (за 1992 — 2005 гг.) и проведено обследование когорты детей 1992 — 1997 гг. рождения трижды (в 2002, 2006 и 2009 гг.), выборка связная. Изучалось состояние гемодинамики (по индивидуальным и среднегрупповым значениям фактических, должных и
относительных расчетных показателей: частоты сердечных сокращений, артериального давления). В качестве параметра, характеризующего степень адаптированности, функциональные резервы организма и прогнозирующего негативные изменения здоровья, применен индекс функциональных изменений по формуле Р.М. Баевского и А.П. Берсеневой [2]. В соответствии с ним [2] считали, что индекс функциональных изменений, имеющий значение до 2,10, свидетельствует о достаточных функциональных возможностях и удовлетворительной адаптации, от 2,11 до 3,20 — о состоянии функционального напряжения, более 3,20 — о срыве адаптации. Функциональные возможности кардиореспираторной системы оценивали, используя пробу с физической нагрузкой, позволяющей судить об адаптации к мышечной работе и о закономерностях восстановительных реакций. Оценка результатов пробы проводилась с учетом типов реакций на физическую нагрузку [7].
К основным загрязнителям окружающей среды, влияющим на развитие сердечно-сосудистой патологии, относятся такие широко распространенные примеси, как оксид углерода, сероуглерод, формальдегид, фенол. Среди веществ, присутствующих в атмосферном воздухе г. Ангарска, некоторые способны оказывать воздействие на сердечно-сосудистую систему. В частности, при остром ингаляционном воздействии кардиотроп-ным действием обладает оксид углерода, а при хроническом — фенол.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Следует отметить, что основными химическими загрязнителями атмосферного воздуха города являлись диоксид азота (2 класс опасности до 3,3 ПДК) и формальдегид (до 1,9 ПДК), фенол и оксид углерода. Проведенная оценка загрязнения атмосферного воздуха с учетом интегрального показателя Р [10] в динамике свидетельствует, что в 1995 и 2004 гг. оно было сильным, а в 1997—1999 гг. и 2006 — 2008 гг. — умеренным. Среднегодовой уровень загрязнения атмосферного воздуха по интегральному показателю за изучаемый период составлял 12,1 у.е. За последние семь лет повысился средний уровень загрязнения взвешенными веществами, оксидом углерода, что связано в первую очередь, по нашему мнению, с увеличением количества автотранспорта в городе.
Известно, что воздушная среда в зданиях формируется, в основном, под влиянием атмосферного воздуха и внутренних источников загрязнения. Установлено, что воздух помещений загрязнен химическими примесями более интенсивно, чем атмосферный воздух соответствующей территории города. Соотношение средних концентраций (составленное по связанным выборкам) представлено в таблице 1. Наиболее близкие уровни содержания в открытых и закрытых воздушных средах: диоксида азота (соотношение 1:1,6 в атмосфере и в воздухе классных комнат) и оксида углерода (1:1,3 в классных и 1:1,8 в жилых комнатах). Количественно
общий уровень химического загрязнения внутри жилых зданий превосходит уровень атмосферного воздуха, вероятно, в зависимости от интенсивности внутренних источников загрязнения.
Все здания имеют постоянный воздухообмен с внешней средой и, как показали наши исследования и результаты других работ [6, 13], не защищают своих обитателей от загрязненного атмосферного воздуха даже в зданиях, имеющих систему кондиционирования воздуха.
Анализ распространенности болезней сердечно-сосудистой системы у детей г. Ангарска показал, что с 2001 по 2006 г. распространенность
увеличилась почти в 2 раза. Отмечен подъем распространенности заболеваний сердечно-сосудистой системы, которая была представлена функциональными кардиопатиями, сосудистыми дистониями, функциональным сердечным шумом, кардиалгиями и артериальной гипертензией. В последующие годы наблюдается незначительный спад заболеваемости (рис. 1).
Корреляционный анализ данных о загрязнении атмосферного воздуха и заболеваемости детей г. Ангарска болезнями сердечно-сосудистой системы, проведенный с использованием рангового коэффициента корреляции (Спирмэна (г8), позволил
Таблица 1
Содержание химических примесей в параллельно отобранных пробах атмосферного воздуха и воздуха
помещений г. Ангарска
Примеси Концентрации (мг/м3)
Атмосферный воздух, М ± м Воздух помещений, М ± м
Диоксид азота 0,045 ± 0,009 0,071 ± 0,008* Учебные классы
Диоксид серы 0 0,08 ± 0,03
Формальдегид 0,002 ± 0,001 0,027 ± 0,006*
Взвешенные вещества 0 0,57 ± 0,09
Оксид углерода 1,7 ± 0,2 2,2 ± 0,15
Диоксид серы 0,002 ± 0,0003 0,08 ± 0,01* Жилые комнаты
Формальдегид 0,002 ± 0,0004 0,021 ± 0,001*
Взвешенные вещества 0,02 ± 0,01 0,6 ± 0,06*
Оксид углерода 1,5 ± 0,1 2,7 ± 0,15*
Диоксид серы 0,001 ± 0,0003 0,08 ± 0,01* Все помещения
Формальдегид 0,002 ± 0,0005 0,022 ± 0,002*
Взвешенные вещества 0,02 ± 0,006 0,59 ± 0,05*
Оксид углерода 1,5 ± 0,1 2,6 ± 0,14*
Примечание: * - достоверные различия по Г-критерию Стьюдента (р < 0,05).
Годы
Рис. 1. Динамика распространенности болезней сердечно-сосудистой системы у детей г. Ангарска в 1995-2009 гг. (на 100 тыс. населения).
установить между ними статистически значимую связь, с учетом запаздывания (табл. 2).
При отсутствии лага и одно- двухлетнем сдвиге показателя заболеваемости от наблюдаемого загрязнения корреляционная связь практически отсутствует, но начиная с запаздывания на три года коэффициент корреляции увеличивается и при лаге в пять лет достигает своего максимума (^тах = 0,545), достоверно превышающего нулевое значение. С учетом коэффициента корреляции можно говорить о вкладе в вариабельность заболеваемости загрязнения атмосферного воздуха в городе, который может достигать 30 %. Выявленное поведение коэффициента корреляции позволяет достаточно уверенно говорить о наличии связи между заболеваниями и загрязнением атмосферного воздуха в городе.
В связной выборке детей, обследованных в динамике, за изучаемый период количество детей с напряжением адаптационных возможностей выросло в 2,3 раза. В 2002 г. показатель ИФИ был выше нормы у 15,4 % обследованных детей, к 2009 г. количество таких детей выросло до 35,5 %. При изучении возрастной динамики индекса функциональных изменений отмечено, что наибольшая доля детей с превышением нормальных значений индекса функциональных изменений приходилась на препубертатный (10—11 лет) и пубертатный возраст (12—15 лет). Длительное воздействие со-
держащегося в атмосферном воздухе комплекса химических примесей, включающего вещества с возможным влиянием на сердечно-сосудистую систему и развитие организма, приводит к росту напряжения адаптационных возможностей детского организма.
При проведении степ-теста установлено, что к 2009 г. численность детей с нормотоническим типом реакции выросла в 1,3 раза (с 58,9 % до 80,0 %). Указанный факт свидетельствует о способности детского организма приспособиться к неблагоприятным условиям окружающей среды. Дистонический тип реакции на физическую нагрузку, считающийся неблагоприятным, напротив, имел тенденцию к снижению. В 2002 г. дистоническая реакция наблюдалась у 15,4 % обследованных детей; в 2006 г. — у 4,8 % детей; в 2009 г. — у 2,2 % подростков зафиксирован дистонический тип реакции на нагрузку.
Указанные особенности состояния организма обследованных детей в динамике представлены на рисунке 2 (где за единицу взяли удельный вес детей с указанными показателями при первичном обследовании).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Известно, что неблагоприятное воздействие факторов окружающей среды при достаточном функциональном резерве нередко в течение долгого времени не вызывает нарушения миокардиально-
Таблица2
Корреляция между заболеваемостью детей г. Ангарска болезнями сердечно-сосудистой системы и загрязнением атмосферного воздуха (Р) при разном времени запаздывания показателя заболеваемости
от наблюдаемого загрязнения
Запаздывание заболеваемости от наблюдаемого загрязнения (лет) 0 1 2 3 4 5 6
Коэффициент корреляции Спирмэна (г8) 0,179 0,021 -0,082 0,246 0,458 0,545* -0,143
Примечание: * - достоверное превышение г3 = 0 при уровне значимости р < 0,1; ИФИ - индекс функциональных изменений; Нормот. р-ция - нормотоническая реакция; Дистонич. р-ция - дистоническая реакция.
Годы
Рис. 2. Динамика реакции на физическую нагрузку и показателя индекса функциональных изменений (ИФИ) в связной выборке детей.
гемодинамического гомеостаза, а лишь ведет к некоторому смещению значений физиологических показателей в пределах общепринятого диапазона норм. Однако, даже в условиях покоя напряжение регуляторных систем может быть высоким, если человек не имеет достаточных функциональных резервов [1]. В условиях умеренной нагрузки возможна активация адаптационных возможностей [4], чем, вероятно, можно объяснить выявленные факты. Проведенный тест на реакцию сердечно-сосудистой системы показал, что с возрастом происходит мобилизация систем организма с последующей нормотонический реакцией у большинства обследованных. Подобная тенденция свидетельствует о том, что в условиях многолетнего высокого загрязнения атмосферного воздуха, характерного для г. Ангарска, с возрастом у детей развивается стадия тренированности, биологический смысл которой заключается в защите от повторяющихся слабых раздражителей [4], каковыми в данном случае являются вредные примеси, содержащиеся в атмосферном воздухе.
ЛИТЕРАТУРА
1. Баевский Р.М. Оценка адаптационных возможностей организма и риск развития заболеваний. — М. : Медицина, 1997. — 235 с.
2. Баевский Р.М. и др. Оценка эффективности профилактических мероприятий на основе измерения адаптационного потенциала системы кровообращения // Здравоохранение Российской Федерации. — 1987. — № 8. — С. 8—10.
3. Воробьев Е.И., Прусаков В.М., Душутин К.К. Охрана атмосферы и нефтехимия. — Л. : Гидроме-теоиздат, 1985. — С. 41—42.
4. Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Кузьменко Т.С. Реакции активации как путь к здоровью через процессы самоорганизации. — М. : Имедис, 1998. - 656 с.
5. Гичев Ю.П. Загрязнение окружающей среды и здоровье человека. — Новосибирск, 2002. — 230 с.
6. Губернский Ю.Д Гигиенические проблемы жилой среды // Гигиена и санитария. — 1997. — № 3. - С. 50-54.
7. Захарченко М.П., Маймулов В.Г., Ша-бров А.В. Диагностика в профилактической медицине. - СПб. : МФИН, 1997. - 516 с.
8. Кучма В.Р. и др. Состояние здоровья детей, проживающих на экологически неблагоприятных территориях // Гиг. и сан. - 1993. - № 11. -С. 38-41.
9. Материалы комплексного экологического обследования территории Ангарского муниципального образования, обосновывающие придание городу Ангарску правового статуса зоны чрезвычайной экологической ситуации. - ФИБ N 5. - Ангарск, 1998. - С. 7-153.
10. Пинигин М.А. Гигиенические основы оценки степени загрязнения атмосферного воздуха // Гиг. и сан. - 1993. - № 7. - С. 5-7.
11. Рахманин Ю.А., Мухамбетова Л.Х., Пи-нигин М.А. Исследование влияния химического загрязнения окружающей среды на состояние здоровья детского населения методами неинвазивной биохимической диагностики // Гиг. и сан. -2004. - № 2. - С. 6-9.
12. Ревич Б.А. Медико-демографические критерии состояния здоровья для оценки экологического состояния территорий. - М., 1993.
13. Тараненко Н.А. и др. Сравнительная характеристика загрязнения атмосферы и воздуха закрытых помещений детских учреждений в промышленных городах Иркутской области // Гигиена, организация здравоохранения и профпатологии : мат. XII научно-практической конференции с межд. участием. - Новокузнецк, 2006. - С. 180-184.
Сведения об авторах
Катульская Ольга Юрьевна - к.м.н., научный сотрудник лаборатории медицинской экологии Ангарского филиала ВСНЦ ЭЧ СО РАМН (665827, г. Ангарск, а/я 1170; тел.: 8 (3955) 55-40-85, факс: 8 (3955) 55-40-77)
