Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 8
1.1. Сравнительная характеристика основных демографических показателей по России и г. Новокузнецку 8
1.2. Физическое развитие как объективный показатель качества окружающей среды и состояния здоровья ребенка 11
1.3. Зависимость показателей здоровья детей от загрязнения атмосферного воздуха 26
Глава 2. Материалы и методы исследования 38
2.1. Исследование загрязнения атмосферного воздуха 38
2.2. Группы наблюдения 39
2.3. Исследование физического развития 44
2.4. Исследование функциональных показателей 47
2.5. Методы анализа и обработки полученных результатов 49
Глава 3. Результаты исследования и их обсуждение 52
3.1. Гигиеническая оценка загрязнения атмосферного воздуха 52
3.1.1. Природно-климатические условия и источники загрязнения атмосферного воздуха 52
3.1.2. Характеристика загрязнения атмосферного воздуха 57
3.2. Зависимость заболеваемости и физического развития детей младшего школьного возраста от загрязнения атмосферного воздуха 72
3.2.1. Зависимость детской заболеваемости 72
3.2.2. Зависимость соматометрических показателей 77
3.2.3. Зависимость уровня и гармоничности физического развития 82
3.2.4. Зависимость функциональных показателей 87
Заключение 93
Выводы 102
Литература 104
Приложения 125
- Сравнительная характеристика основных демографических показателей по России и г. Новокузнецку
- Исследование загрязнения атмосферного воздуха
- Характеристика загрязнения атмосферного воздуха
Введение к работе
Актуальность исследования. Сложная современная демографическая ситуация выдвигает на первый план проблему охраны здоровья подрастающего поколения (Величковский Б.Т., 2003). Согласно данным ВОЗ, состояние здоровья населения на 20 - 30% зависит от решения экологических проблем. Наиболее остро на экологическое неблагополучие реагирует формирующийся детский организм (Онищенко Г.Г., 2003).
Правр человека на благоприятную окружающую среду закреплено в 42 статье Конституции Российской Федерации. Однако на сегодняшний день в России, по данным НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН, только 15 % горожан проживают на территориях с допустимым уровнем загрязнения атмосферного воздуха. Поэтому гигиени-ческая диагностика состояния окружающей среды, корректная оценка реальных уровней воздействия ее факторов на организм в начале XXI века продолжает оставаться одной из важнейших задач экологии человека и гигиены окружающей среды (Сидоренко Г.И., Новиков СМ., 1999).
Объективным критерием здоровья ребенка, чувствительным к влиянию внешних факторов, является физическое развитие (Громбах СМ., 1981; Кучма В.Р., 2001). Несмотря на широкий круг исследований зависимости здоровья подрастающего поколения, в том числе физического развития, от техногенного загрязнения окружающей среды (Мелехина В.П., Буштуева К.А., 1979; Шандала М.Г., Звиняцковский Я.И., 1988; Суржиков В.Д., 1994; Даутов Ф.Ф. и соавт., 2001), данных о специфике процесса влияния атмосферных выбросов на развитие и заболеваемость детей пока еще недостаточно.
До настоящего времени относительно мало принимаются во внимание соматометрические показатели, кроме тотальных размеров тела (рост, вес, окружность грудной клетки). Отсутствует единый методологический
подход к оценке уровня и гармоничности физического развития в зависимости от загрязнения окружающей среды. Недостаточно изучены вопросы взаимосвязи заболеваемости и физического развития.
Крупнейший промышленный центр Кузбасса - г. Новокузнецк - входит в десятку городов России с наиболее загрязненным атмосферным воздухом. Однако городские критерии физического развития, как необходимые условия профилактики нарушений здоровья детей, пока еще отсутствуют.
Перечисленный круг нерешенных вопросов составил актуальность настоящей работы, направленной на исследование влияния техногенного загрязнения атмосферного воздуха на здоровье детей и дальнейшее совершенствование системы мониторинга «окружающая среда - здоровье населения».
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является изучение влияния атмосферного загрязнения на физическое развитие и заболеваемость детей младшего школьного возраста в условиях крупного промышленного города Западной Сибири.
Для достижения цели нами были поставлены следующие задачи:
Изучить качественные и количественные характеристики загрязнения атмосферного воздуха г. Новокузнецка.
Оценить заболеваемость детей, проживающих в условиях техногенных выбросов в воздушную среду.
Исследовать соматометрические и функциональные показатели детей, оценить влияние загрязнения атмосферы на эти показатели.
Разработать региональные критерии физического развития для детей младшего школьного возраста г. Новокузнецка.
Научная новизна исследования состоит в том, что впервые в условиях крупного города Западной Сибири с четко выраженной металлургической и угольной специализацией установлено влияние атмосферного загрязнения на соматометрические и функциональные показатели детей и дана количественная оценка воздействия вредных промышленных выбросов на их физическое
развитие. Выявлено, что в условиях высокого уровня атмосферного загрязнения понижается рост, а вес и окружность грудной клетки повышаются. Функциональные показатели (динамометрия, жизненная емкость легких) понижаются, в то же время как артериальное давление и частота пульса повы-
шаются. Между атмосферным загрязнением и физическим развитием присутствует средняя корреляция. Выявлена зависимость между дисгармоничным физическим развитием и кратностью заболеваний. Впервые разработаны критерии физического развития для детей 7-10 лет г. Новокузнецка и составлены соответствующие шкалы регрессии.
Практическая значимость. Полученные в ходе исследований данные включены в городскую целевую комплексную программу «Здоровье и образование», утвержденную Городским советом народных депутатов от 12 марта 2004 года, и в программу совершенствования городской АСУ социально-
гигиенического мониторинга по блокам «Здоровье детского населения» (стандарты физического развития детского населения города), «Среда обитания» (характеристика загрязнения атмосферного воздуха за 5 лет). Результаты исследования используются в практической деятельности отдела охраны детства и материнства Управления здравоохранения Администрации Красноярского края. Материалы диссертации внедрены в учебный процесс кафедры биологии и охраны здоровья Института повышения квалификации г. Новокузнецка, кафедры экологии и естествознания Новокузнецкого филиала-института Кемеровского государственного университета, а также в деятель-
ность средних общеобразовательных школ.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха оказывает негативное влияние на физическое развитие детей младшего школьного возраста. Наблюдается понижение роста и повышение веса, последнее происходит за счет повышенного жироотложения. Снижается гармоничность физи-
ческого развития. В условиях высокой техногенной нагрузки понижаются функциональные показатели, в том числе динамометрия.
2. Присутствие в атмосфере вредных промышленных выбросов ведет к росту детской заболеваемости, особенно болезням органов дыхания. Негативные тенденции в функциональном состоянии сердечно-сосудистой системы проявляются повышением частоты пульса и артериального давления.
Сравнительная характеристика основных демографических показателей по России и г. Новокузнецку
Важнейшим показателем санитарно-эпидемиологического благополучия страны является состояние здоровья нации, оцениваемое, прежде всего, по данным рождаемости, заболеваемости и смертности населения (Онищенко Г.Г., 1999). Вместе с тем, за последнее десятилетие произошло резкое ухудшение всех медико-демографических показателей России. Рождаемость в 2000 году по отношению к 1987 году снизилась вдвое. Смертность всего населения возросла в среднем в 1,5 раза, трудоспособного в 1,7 раза. За счет превышения смертности над рождаемостью население страны ежегодно уменьшается во все большем объеме: в 2000 г. на 958,5 тыс. человек, в 2001 году более чем на 1 млн. (Величковский Б.Т., 2003).
Если современный тип воспроизводства населения в развитых странах характеризуется низкой рождаемостью, еще более низкой смертностью и высокой средней продолжительностью жизни, то в нашей стране, наоборот, наблюдаются чрезвычайно высокая смертность населения и низкая средняя продолжительность жизни. Численность популяции в России уменьшается так быстро, что процесс может стать необратимым, если не принять неотложных и действенных мер. Согласно мнению Б.Т. Величковского (2003) именно решение указанной проблемы должно составлять главное направление изучения экологии человека в России.
По данным Г.Г. Онищенко (2003) с 1995 года стабильно повышается уровень общей заболеваемости населения по данным обращаемости в лечебно-профилактические учреждения. Только за последние три года число больных взрослых с впервые установленным диагнозом новообразований увеличилось на 15%, пневмонией и бронхиальной астмой — 13%, болезнями мочеполовой системы - 14%. Количество осложнений беременности за этот период возросло .на 35%, врожденных аномалий на 23%. Особую тревогу вызыва-ет состояние здоровья детей и подростков (Онищенко Г.Г., 2001).
Немаловажную роль в сложившейся ситуации играет влияние факторов окружающей среды. Наиболее существенным фактором, влияющим на здоровье населения, является состояние загрязнения атмосферного воздуха. Практически более двух третей населения Российской Федерации проживают в условиях загрязнения атмосферного воздуха, превышающего допустимые гигиенические нормативы, в том числе более 50 млн. человек испытывают воздействия загрязнений превышающих ПДК в 10 раз, 60 млн. человек - в 6 раз (Онищенко Г.Г., 1999).
На общем неблагополучном фоне выделяются регионы и населенные пункты, в которых медико-демографическая ситуация отличается особой сложностью. К таким населенным пунктам относится г. Новокузнецк.
Динамика рождаемости и смертности в г. Новокузнецке, представленная в табл. 1, хуже, чем в среднем по Российской Федерации. Только лишь в 1998 году российский и новокузнецкий показатели смертности совпали.
Смертность трудоспособного населения в России составила: 1998 год -5,096о, 1999 - 6,7%о, 2000 - 7,3%о (Величковский Б.Т., 2002). Смертность трудоспособного населения в г. Новокузнецке, по данным Центра гос. сан.-эпид. надзора (2001), превысила российские показатели и составила: 1998 год -7,6%о, 1999 - 8,1%о, 2000 - 9,02%о.
Показатели младенческой смертности в России составили: 1998 год -16,5%о, 1999 - 16,9%о, 2000 - 15,4%о (Величковский Б.Т., 2002). Младенческая смертность в г. Новокузнецке, по материалам Центра гос. сан.-эпид. надзора (2001), на протяжении двух лет превышала российские показатели, а в 2000 году оказалась ниже их и составила: 1998 год - 18,6%о, 1999 - 18,7%о, 2000 — 14,3%о.
В 1992 году в России естественный прирост населения сменился убылью. В г. Новокузнецке, как представлено на рис. 1, показатели естественной убыли населения выше, чем в среднем по России. Такая динамика естественного движения населения сохранялась за весь период изучения.
Средняя продолжительность жизни мужчин в г. Новокузнецке на 3 - 6 лет короче, чем в среднем по России, продолжительность жизни женщин, соответственно, короче на 4 - 5 лет.
По материалам Центра гос. сан.-эпид. надзора (2001), количество детского населения в городе за последние 10 лет сократилось на 21,2%, в результате чего в настоящее время численность населения пожилого и старческого возраста превышает численность детей младше 15 лет в 1,5 раза. Количество заболеваний детей г. Новокузнецка, по данным обращаемости за медицинской помощью, выросло с 1300,0 %о в 1998 году до 1566,3 %о в 2000 году.
Следует заметить, что уже длительное время г. Новокузнецк принадлежит к числу городов России с самым высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха (Суржиков В.Д., 1994).
Таким) образом, неблагоприятные экологические и медико-демографические тенденции как в России в целом, так и в отдельных регионах и населенных пунктах, в частности, определяют приоритетность изучения влияния факторов окружающей среды на здоровье населения, в первую очередь, на здоровье его наиболее чувствительной части - детей.
Сложная экологическая и медико-демографическая ситуация, сформировавшаяся в г. Новокузнецке, стала побудительным мотивом для настоящего исследования.
Исследование загрязнения атмосферного воздуха
В соответствии с задачами исследования изучалось загрязнение воздушного бассейна г. Новокузнецка. Выбор селитебных районов, отличающихся по степени атмосферного загрязнения, был осуществлен на основе собственных предварительных исследований и изучения данных литературы (Суржиков В.Д., 1981; 1987; 1994).
Исследование проводилось в двух районах города, атмосфера одного загрязнена техногенными выбросами (№1), другой относительно экологически чистый (№2)
С целью характеристики загрязнения атмосферного воздуха собраны и проанализированы соответствующие материалы из ежегодных отчетов Гос-комгидромефа по форме 9 за 1995 - 1999 годы. Загрязнение воздуха оценивалось на основе ежедневных наблюдений на стационарных пунктах города, выполняемых лабораторией контроля загрязнения атмосферного воздуха Госкомгидромета. Отбор проб осуществлялся систематически, 3 раза в сутки, 6 дней в неделю на 10 стационарных пунктах, расположенных на открытой, хорошо проветриваемой местности, с учетом размещения промышленных предприятий, жилых массивов и автомагистралей. Анализы проб воздуха проводились по общепринятым методикам и в соответствии с ГОСТом 17.2.3.01 - 86 «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов». При этом в качестве показателей загрязнения воздушной среды города использовалось содержание пыли, сажи, сернистого газа, окиси углерода, двуокиси азота, фенола, аммиака, фтористого водорода, формальдегида и бенз(а)пирена, как наиболее характерных вредных выбросов с промышленных предприятий черной и цветной металлургии, угольной промышленности и автотранспорта.
Оценка атмосферного загрязнения дана исходя из расчета среднегодовых и максимально разовых концентраций вредных веществ. Для каждого ингредиента рассчитывалась кратность превышения ПДК. При этом для среднегодовых концентраций рассчитывалась кратность превышения среднесуточной ПДК, для максимально разовых кратность превышения максимально разовой ПДК.
Оценка суммарного загрязнения воздуха проводилась путем расчета условного показателя Р согласно Временным методическим указаниям (1977). Для расчета суммарного загрязнения проводилась стандартизация, которая заключалась в приведении коэффициента превышения ПДК разных классов веществ к коэффициенту превышения ПДК веществ, относящихся к 3-му классу опасности. Это дает возможность суммарной количественной оценки опасности загрязнения при одновременном присутствии нескольких веществ в воздухе. Степень суммарного загрязнения воздуха (Р) рассчитывалась по формуле: Р = л к2, где Z к - сумма стандартизированных коэффициентов превышения ПДК по III классу опасности.
Объектом настоящего исследования были дети, проживающие в селитебных кварталах двух административных районов крупного индустриального центра юга Западной Сибири - г. Новокузнецка - контрастных по уровню загрязнения атмосферного воздуха.
В группы наблюдения были включены школьники с 1-го по 3-ий классы семи-десятилетнего возраста. Согласно К.П. Буштуевой, И.С. Случанко (1979), в этом возрасте исключено влияние на многие медико-биологические показатели таких факторов, как половой диморфизм, вредные привычки (курение, употребление алкоголя); отсутствие профессионального анамнеза, организованность детских коллективов и их медицинского обслуживания также обосновали выбор детей этой возрастной группы. Обязательным условием была близость групп наблюдения по этническому фактору, что позволило объединить детей по основным антропогенетическим свойствам (Цага-рейшвили Б.Г., 1981). Школы, посещаемые детьми, отвечали основным санитарно-гигиеническим нормам, были построены по типовым проектам и находились на значительном расстоянии от автомагистралей.
Отбор детей для углубленного исследования был осуществлен в два этапа. На первом этапе была применена типологическая выборка. С этой целью нами была составлена анкета, включающая в себя комплекс вопросов социально-бытового и медико-биологического характера, позволяющих приблизиться к сформированию качественно однородных групп (приложение 11). При необходимости анкетирование дополнялось тщательным устным опросом родителей. Анкеты позволили выявить сведения о микросоциальных условиях жизни ребенка: уровне материального благосостояния семьи, жилищных условиях, величине жилой площади на одного члена семьи, образовательном уровне родителей, профессиональной принадлежности и вредных привычках (курение, употребление алкоголя) матери и отца.
Изучение результатов анкетирования позволило выявить этническую ситуацию в группах наблюдения. В районе №1 принадлежали к русскому населению 93,5% мальчиков и 91,9% девочек. В районе №2 русский этнический компонент составлял 92,8% мальчиков и 93,8% девочек. Среди представителей других этнических групп наиболее часто встречаются украинцы, немцы и татары. При этом, в районе №1 уроженцы г. Новокузнецка составляли 91,2% мальчиков и 88,7% девочек. В районе №2 выявлено потомственных новокуз-нечан - 86,8% мальчиков и 89,9% девочек. Причем, постоянно, со времени рождения, в загрязненных жилых кварталах района №1 проживали 72,7% мальчиков и 64,3% девочек. Также, без длительного переезда в другой район проживали 74,3% мальчиков и 66,5% девочек относительно экологически чистого района №2.
Анализируя результаты анкетирования, мы установили, что 76,3% мальчиков и 81,5% девочек, проживающих в районе №1, имели семьи с двумя родителями. В районе №2 семьи с обеими родителями имели 81,6% мальчиков и 82,5% девочек.
Характеристика загрязнения атмосферного воздуха
Оценка загрязнения атмосферного воздуха г. Новокузнецка проводилась как по концентрациям коротких периодов осреднения (максимально разовых), так и длительных периодов осреднения (среднегодовых).
Фактический уровень запыленности в среднем по городу не укладыва-ется в допустимые гигиенические нормы (0,05 мг/м. ), составляя 2,3 - 4,2 ПДК. Среднегодовые концентрации пыли в районе №1 превышают ПДК в 2,75 - 5,1 раз. В районе №2 среднегодовые концентрации пыли превышают ПДК в 1,2-3,9 раз.
Как представлено на рис. 3, на протяжении всего периода исследования, уровень запыленности района №1 выше, чем района №2 в 1,1 - 2,3 раза. Следует заметить, что среднегодовые концентрации пыли района №1 пре
Максимально разовые концентрации пыли в среднем по городу колебались от 1,9 до 2,5 мг/м", в районе №1 от 1,0 до 2,1 мг/м , в районе №2 от 1,0 до 2,5 мг/м3. Абсолютный максимум концентрации пыли в среднем по городу превышает максимально разовую ПДК в 5 раз, в районе №1 в 4,2 раза, в районе №2 в 5 раз. В 1995 и 1999 годах городской максимум концентрации пыли был установлен в районе №1, в 1997 году в районе №2. Выявлено, что в 1996 и 1997 годах максимально разовые концентрации пыли в районе №2 были выше, чем в районе №1 в 1,8 и 1,5 раз. Однако в 1995 и 1999 годах макси-мально разовые концентрации пыли в районе №1 были в 1,3 и 2,1 раза выше, чем в районе №2, а в 1998 году максимально разовые концентрации пыли в обоих районах были примерно одинаковы. Таким образом, по максимально разовым концентрациям загрязнение пылью районов №1 и №2 примерно одинаково, но, учитывая более высокие среднегодовые концентрации пыли в
районе №1, следует признать этот район более загрязненным. Данные о среднегодовых и максимально разовых концентрациях вредных веществ в атмосферном воздухе районов №1 и №2, а также в среднем по городу, представлены в табл. 3 и 4.
Среднегодовые концентрации сернистого газа не превышают допустимых гигиенических норм. По среднегородским данным среднегодовая концентрация сернистого газа на протяжении всего периода исследования колебалась от 0 0036 до 0,0051 мг/м3. В районах №1 и №2 соответственно от 0,0033 до 0,006 мг/м и от 0,0025 до 0,0046 мг/м . В течение четырех лет исследования среднегодовая концентрация сернистого газа в районе №1 превышала в 1,2 - 2,4 раза концентрацию данного загрязнителя в районе №2. Причем, максимальное различие по данному ингредиенту было выявлено в 1999 г. Однако в 1997 г среднегодовая концентрация сернистого газа, зафиксированная в районе №2, была в 1,4 раза выше, чем в районе №1.
Максимально разовые концентрации сернистого газа также не превышают ПДК. Абсолютный максимум концентрации сернистого газа превысил среднесуточную ПДК в среднем по городу в 1,8 раз, районе №1 тоже в 1,8 раза, а в районе №2 в 1,4 раза. В 1995 году городской максимум концентрации сернистого газа был зафиксирован в районе №1. Следует заметить, что в 1997 и 1998 годах максимально разовые концентрации сернистого газа в районе №2 были больше, чем в районе №1 соответственно в 2,2 и 1,1 раза. В остальные годы максимально разовые концентрации сернистого газа в районе №1 были в 1,2 - 2,8 раза больше, чем в районе №2. Исходя из полученных результатов, уровень загрязнения городской атмосферы сернистым газом можно признать допустимым. При этом атмосфера района №1 загрязнена сернистым газом несколько больше, чем атмосфера района №2. За весь период исследования среднегодовые концентрации окиси углерода не выходили за пределы ПДК. В среднем по городу эти концентрации окиси углерода изменялись в пределах от 1,3 до 2,2 мг/м , а в районах №1 и №2 соответственно от 1,4 до 2,1 мг/м , и от 1,3 до 2,05 мг/м . Тем не менее, среднегодовая концентрация окиси углерода в районе №1 за весь анализируемый период была несколько выше, чем в районе №2. Однако максимальные различия между районами, зафиксированные в 1996 году, не превышают 1,3 раза.
В отличие от среднегодовых концентраций, максимально разовые концентрации окиси углерода не укладываются в допустимые гигиенические нормы. Абсолютный максимум концентрации окиси углерода превысил максимально разовую ПДК в среднем по городу в 5,4 раза, в районе №1 в 4,6 раз, в районе №2 в 3 раза. Максимально разовые концентрации окиси углерода в райойе №1 были в 1,1 - 2,5 раз больше, чем в районе №2. Следует отметить, что наибольшие различия по данному ингредиенту между районами №1 и №2 отмечались в период с 1995 по 1997 год (1,4 - 2,3 раза). Таким образом, атмосфера города загрязнена окисью углерода выше допустимых гигиенических норм только лишь по максимально разовым концентрациям. При этом уровень загрязнения окисью углерода атмосферы района №1 выше, чем района №2.
Среднегодовые концентрации двуокиси азота в среднем по городу ко-лебались от 0,0279 до 0,0479 мг/м , в атмосфере района №1 изменялись в пределах от 0,0297 до 00697 мг/м , района №2 - от 0,03 до 0,0487 мг/м . Превышение гигиенических норм отмечалось в среднем по городу в 1997 - 1999 годах и составило 1,04 - 1,2 ПДК. В районах №1 и №2 превышение среднесуточной ПДК по двуокиси азота отмечено только за один год. В районе №1 в 1998 году и составило 1,7 ПДК, в районе №2 в 1999 году и данное превышение составило 1,2 ПДК. Уровень атмосферного загрязнения изучаемых районов по среднегодовой концентрации двуокиси азота достаточно сильно варьировался. В 1997 и 1998 годах концентрация данного загрязнителя в районе №1 была больше, чем в районе №2 в 1,3 - 1,8 раз. А в 1995, 1996 и 1999 годах уровень среднегодовой концентрации двуокиси азота в районе №2 был в 1,1 - 1,3 раза больше, чем в районе №1. Однако максимальный уровень среднегодовой концентрации двуокиси азота был отмечен в районе №1 и составил 1,7 ПДК, что превысило как показатели района №2, так и среднегородские данные.
