Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 10
2. Организация и методы исследования 38
2.1. Гигиенические методы исследования 41
2.2. Обоснование выбора группы населения - объекта исследования 43
2.3. Медико-статистические методы исследования 45
3. Результаты собственных исследований 48
3.1. Гигиеническая характеристика атмосферного воздуха в городе Липецке 48
3.2. Гигиеническая характеристика погодных условий в городе Липецке 54
3.3. Сравнительная характеристика распространённости заболеваний органов дыхания у детей в зависимости от возраста и пола 59
3.4. Сравнительная характеристика заболеваемости органов дыхания у детей раннего возраста в зависимости от диагноза 62
3.5. Сравнительная характеристика заболеваемости органов дыхания у детей раннего возраста в зависимости от сезона года 64
3.6. Сравнительная характеристика заболеваемости органов дыхания у детей в зависимости от района проживания ребёнка 66
3.7. Влияние техногенного загрязнения атмосферного воздуха на уровень заболеваемости органов дыхания у детей 68
3.8. Влияние техногенного загрязнения атмосферного воздуха в сочетании с неблагоприятными погодными условиями на заболеваемость органов дыхания у детей 74
4 Обсуждение результатов 86
5. Выводы 121
6. Список литературы 123
7. Приложения 148
- Гигиенические методы исследования
- Гигиеническая характеристика атмосферного воздуха в городе Липецке
- Обсуждение результатов
Введение к работе
Актуальность
Научно-технический прогресс в последнее столетие вызвал значительные изменения экологических условий на планете. Человечество, будучи источником глобальных преобразований, все больше испытывает на себе последствия своей деятельности. За любой вред, нанесенный природе, оно расплачивается собственным здоровьем. Вследствие этого здоровье рассматривается как системообразующий фактор в системе «человек - окружающая среда» и как критерий качества окружающей среды [21, 47]. Экологически наиболее неблагополучным становится состояние воздушной среды, загрязнены также водные источники, почва. Качество же здоровья человека в значительной степени зависит от качества среды его обитания. Наиболее актуальны проблемы загрязнения окружающей среды в промышленных центрах, где сконцентрировано более 50% населения России. По ориентировочным расчётам, 40% городского населения проживает в экологически опасных зонах.
Каждый крупный регион, с определенными природными условиями и типом хозяйственного освоения, заслуживает особого внимания. Важность регионального экологического анализа заключается в том, что его результаты имеют большое прикладное значение (проблемы региона "ближе" человеку, нежели проблемы страны). Помимо этого, экологическое состояние регионов, в конечном счете, определяет и глобальное состояние природных компонентов. Экологические проблемы городов, главным образом наиболее крупных из них, связаны с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия.
Липецк является ярким примером современного промышленного центра, в котором географическое расположение предприятий города, особенности ландшафта и сезонных климатических изменений сформировали в различных районах несколько очагов экологического неблагополучия, имеющих индивидуальные наборы загрязнителей. Особого внимания заслуживает состояние здоровья детского населения, которое является индикатором загрязнения и степени опасности внешней среды в силу высокой реактивности организма.
При сочетании жёсткости погоды с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха, патологический процесс нередко протекает в виде острых простудных или других заболеваний органов дыхания по типу стенозирующих ларинготрахеитов, обструктивных бронхитов с последующей хронизацией процессов и развитием бронхиальной астмы. Уровень простудных и постпростудных заболеваний в Липецкой области значительно превышает средние показатели по Российской Федерации.
Основной целью работ в области "окружающая среда - здоровье населения" является своевременное установление факторов, оказывающих негативное влияние на здоровье населения. Кроме того, необходимость обеспечения специалистов объективными данными, отражающими влияние техногенного загрязнения среды на благополучие людей, диктуется тем, что в настоящее время значительная роль в формировании здоровья населения принадлежит факторам окружающей среды. Знания в этой области должны послужить дополнительным инструментом воздействия на процессы управления качеством окружающей среды в интересах сохранения и укрепления здоровья населения.
Показатели заболеваемости органов дыхания у детей в городе Липецке превышают общероссийские в полтора раза. Вследствие этого, в настоящее время назрела объективная необходимость разработки теоретических основ и интегральных подходов к оценке многофакторного, сочетанного влияния химических загрязнителей атмосферного воздуха и основных физических факторов, характеризующих погодные условия территории, а также разработки практических рекомендаций для учета особенностей территории при организации изучения и оценки здоровья населения. Необходимость обеспечения специалистов объективными данными, отражающими влияние техногенного загрязнения среды на благополучие людей, диктуется тем, что значительная роль в формировании здоровья населения принадлежит факторам окружающей среды. Знания в этой области должны послужить дополнительным инструментом воздействия на процессы управления качеством окружающей среды в интересах сохранения и укрепления здоровья населения и его будущих поколений. Гигиеническая оценка и возможность мониторинга сочетанного влияния техногенных химических загрязнителей атмосферного воздуха и основных параметров погодных условий на заболеваемость органов дыхания у детей позволит рационально и обоснованно учитывать экологические особенности территории промышленного города для организации профилактических мероприятий и охраны здоровья детей, что, несомненно, актуально в данной работе.
Объектом исследования служило детское население в возрасте до 14-ти лет г. Липецка в количестве 5879 человек с заболеваниями респираторной системы.
Цель исследования
Целью работы является эколого-гигиеническая характеристика показателей суммарного загрязнения атмосферного воздуха как фактора риска заболеваемости органов дыхания, оценка влияния погодных условий и отдельных химических загрязнителей воздушной среды на заболеваемость респираторных органов у детей и прогнозирование вероятности заболеваемости органов дыхания у детей, проживающих в крупном промышленном городе.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
1) дать качественную и количественную оценку техногенного загрязнения воздушной среды города;
2) выявить зависимость заболеваемости органов дыхания у детей от показателей суммарного загрязнения атмосферного воздуха и оценить вклад отдельных химических загрязнителей атмосферного воздуха в общую заболеваемость органов дыхания у детей;
3) выявить наиболее неблагополучные районы города по заболеваемости органов дыхания у детей;
4) выявить зависимость действия техногенных загрязнителей атмосферного воздуха на заболеваемость органов дыхания у детей от метеоусловий (относительной влажности и температуры воздуха, направления и средней скорости ветра);
5) создать математическую модель, позволяющую определить вероятность заболеваемости детей в зависимости от техногенного загрязнения атмосферного воздуха и погодных условий.
Научная новизна
В результате исследования впервые:
• изучены особенности и структура заболеваемости детей раннего возраста на территориях с различным уровнем техногенного загрязнения;
• установлены долевой и суммарный вклад формальдегида, фенола, диоксида азота и пыли в загрязнение воздушной среды города Липецка;
• установлена зависимость суммарного влияния загрязнителей атмосферного воздуха на заболеваемость органов дыхания у детей от метеоусловий (относительной влажности и температуры воздуха, направления и средней скорости ветра) в городе Липецке;
• разработана математическая модель для расчёта вероятных уровней заболеваемости органов дыхания у детей, учитывающая сочетанное действие всех аэротехногенных факторов и погодных условий;
• выявлены, научно обоснованы и статистически выверены сведения о наиболее неблагополучных по заболеваемости детей районах города.
Теоретическая значимость работы заключается в том, что на основе результатов исследования получило дальнейшее развитие теоретическое положение о том, что в условиях промышленного города на здоровье детского населения особое влияние оказывает техногенное загрязнение воздушной среды в сочетании с неблагоприятными погодными условиями.
Кроме того, результаты исследования позволяют дать оценку зависимости заболеваемости органов дыхания у детей от загрязнения атмосферного воздуха и погодных факторов, разработать основные направления мониторинга за здоровьем детского населения при сочетанном действии изучаемых факторов и на основе этого определить наиболее рациональные направления профилактики заболеваемости.
Разработаны и апробированы концептуальные подходы к теоретическому обоснованию проблемы и практической реализации оценки здоровья респираторной системы детского населения г. Липецка в условиях техногенного загрязнения атмосферного воздуха при различных погодных условиях.
Практическая значимость
1. Разработана методическая схема гигиенической оценки сочетанного действия техногенного загрязнения воздушной среды и погодных факторов, позволяющая оценивать неблагоприятное воздействие на показатели заболеваемости детей, что существенно дополнит возможности реализации профилактического направления в медицине.
2. Апробирована программа автоматизированного прогнозирования уровня заболеваемости детей при сочетанном действии изучаемых факторов.
3. Обучаемая математическая программа автоматизированного прогнозирования уровня заболеваемости органов дыхания у детей в зависимости от техногенного загрязнения воздушной среды и погодных факторов используются санитарно-эпидемиологическими службами города (акт внедрения от 3.11.20 г.), областным центром Госсанэпиднадзора (акт внедрения от 13.12.2004 г.), Липецкой городской инфекционной больницей (акт внедрения от 20.09.2004 г.).
4. Научно-практические рекомендации по обеспечению экологического благополучия населения для деятельности санитарно-эпидемиологических служб внедрены в практику работы санитарно-эпидемиологической службы г. Липецка (акт внедрения от 3.11.2004 г.), областным центром Госсанэпиднадзора (акт внедрения от 13.12.2004 г.).
5. Рекомендации по профилактике заболеваний органов дыхания у детей раннего возраста внедрены в практику работы врачей-педиатров детских поликлиник №4 и №5 г. Липецка (акты внедрения от 5.10.2004 г.).
6. Составлена памятка для матерей по профилактике заболеваний органов дыхания у детей в современном промышленном городе (акт внедрения от 22.02.2005 г.), одобренная городским Центром медицинской профилактики.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Техногенные загрязнители атмосферного воздуха приводят к росту и изменению структуры заболеваемости органов дыхания у детей в сторону поражения более глубоких отделов дыхательной системы.
2. Техногенные загрязнители атмосферного воздуха являются основными факторами риска заболеваний органов дыхания у детей, проживающих в крупном промышленном центре.
3. Качественная и количественная оценка общего загрязнения атмосферного воздуха как фактора, обусловливающего увеличение заболеваемости органов дыхания у детей.
4. Метеоусловия как факторы, потенцирующие патогенное действие техногенных загрязнителей атмосферного воздуха.
Апробация работы
Материалы диссертации были представлены, доложены и обсуждены на научно-практической конференции преподавателей, аспирантов, студентов и учителей г. Липецка «Проблемы валеологического образования» (Липецк, 2002); на III межрегиональной научно-практической конференции «Здоровье ребёнка и пути его формирования и защиты» (Липецк, 2002); на III съезде акушеров, гинекологов и педиатров «Новые подходы к совершенствованию аку-шерско-гинекологической и педиатрической помощи» (Липецк, 2002); на межрегиональной научно-практической конференции «Проблемы охраны здоровья и медицинской помощи населению» (Липецк, 2002); на международной научно-практической конференция «Медико-психологические и педагогические проблемы качества жизни» (Липецк, 2003); на межрегиональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы формирования здорового образа жизни и охраны здоровья населения» (Липецк, 2003); на IX Всероссийской научно-практической конференции «Образование в России: медико-психологические аспекты» (Калуга, 2004); на VI международной научно-практической конференции «Экономика, экология и общество России в XXI столетии» (Санкт-Петербург, 2004); на III Научно-методической конференции ПИФК МГПУ, (Москва, 2004); на V межрегиональной научно-практической конференции «Здоровье ребёнка и пути его формирования и защиты» (Липецк, 2004); на VIII региональной научно-технической конференции «Проблемы экологии и экологической безопасности Центрального Черноземья Российской Федерации» (Липецк, 2004).
Основные результаты диссертации опубликованы в 14 печатных работах (список прилагается).
Гигиенические методы исследования
Гигиеническая оценка загрязнения атмосферного воздуха в г. Липецке заключалась в изучении качественного и количественного состава химических загрязнителей поступающих в атмосферу и содержащихся в приземных слоях воздушной среды. Такая оценка проводилась по данным наблюдений за состоянием атмосферного воздуха города Липецка в период с 01.01.1998 г. по 31.12.2002 г., осуществляемым комплексной химической лабораторией по мониторингу окружающей среды на пяти стационарных постах Гидрометцентра города, лабораторией ЦГСЭН под факелом ОАО «НЛМК» на двух стационарных постах и ведомственном посту ОАО «НЛМК».
В качестве основного источника загрязнения окружающей среды нами был рассмотрен ОАО «НЛМК\» с его основными цехами-загрязнителями: агломерационное и коксохимическое производства, и ЗАО «Завод холодильников Стинол» [55, 56]. Оценивалась потенциальная опасность комплекса выбрасываемых соединений из расчёта предельно-допустимых концентраций (ПДК) данного вещества [48]. В расчёт брались химические вещества, входящие в список приоритетных и подлежащие контролю на постах контролирующих органов. Всего проанализировано 1560 результатов анализов проб атмосферного воздуха. Качественная и количественная характеристики уровня загрязнения приземных слоев атмосферы даны на основе анализа среднесуточных, среднемесячных и среднегодовых концентраций контролируемых веществ [52].
Таким образом, качественная и количественная характеристики уровня загрязнения приземных слоев атмосферы проводились с помощью гигиенических методов исследования и согласно Руководству по контролю загрязнения атмосферного воздуха [49].
В связи с тем, что состояние окружающей среды характеризуется большим числом разнообразных параметров, сложно однозначно оценить её качество. Известно, что основными оценками суммарного загрязнения воздуха, как и его загрязнения отдельными веществами, являются гигиенические регламенты ПДК, поскольку только они, вследствие биологической активности позволяют примерять на единой основе концентрации веществ, обладающих разной степенью токсичности и, следовательно, имеющих весьма разные абсолютные значения ПДК. Поэтому при расчёте суммарного загрязнения содержание каждого вещества следует представлять в виде нормированных концентраций (К,), т.е. отношения фактической концентрации вещества к его ПДК, рассчитываемого по формуле:
Гигиеническая характеристика атмосферного воздуха в городе Липецке
Загрязнение атмосферного воздуха г. Липецка является по-прежнему одной из самых острых проблем области. Градообразующим фактором города Липецка является ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» (НЛМК). Комбинат относится к предприятиям с полным циклом производства, в его состав входят агломерационное, коксохимическое, доменное, конвертерное и прокатное производства. В период 1998-2002 гг. произошло увеличение валовых выбросов вредных веществ в атмосферу от источников комбината с 327,8 до 356,7 тыс. тонн в год, производство стали, также увеличилось за это время с 6593 до 8553,3 тыс. тонн (рис.1) [20, 68].
В городе производится контроль за степенью загрязнения атмосферного воздуха окисью углерода, сероводородом, аммиаком, двуокисью азота, сернистым ангидридом, взвешенными веществами, фенолом, хлористым водородом, формальдегидом, фтористым водородом, бензолом, толуолом, ксилолом, этил-бензолом, медью, свинцом, кадмием, цинком, марганцем, нафталином, хромовым ангидридом, 3,4-бенз(а)пиреном, цианистым водородом, кобальтом, серной кислотой, никелем и железом под факелом ОАО «НЛМК» на расстоянии 1 км, 4 км, 6 км. Кроме того, наблюдение за состоянием атмосферы в городе осуществляется комплексной лабораторией по мониторингу загрязнения природной среды Липецкого центра Гидрометеорологии на пяти стационарных постах на взвешенные вещества, оксид углерода, диоксид серы, диоксид азота, сероводород, формальдегид, фенол и сернистые соединения.
В исследовании проводился анализ среднемесячных и среднесуточных показателей основных загрязнителей, характерных для города: диоксид серы, сероводород, оксид углерода, фенол, формальдегид, диоксид азота и взвешенные вещества. Анализ среднемесячных концентраций показал, что содержание диоксида азота, фенола, формальдегида и пыли превышало санитарные нормативы в течение всего периода наблюдений. Наряду с показателями концентраций данных веществ была вычислена кратность превышения среднемесячных предельно допустимых концентраций (ПДКмес.) - Kj. Так, максимальное превышение предельно допустимых концентраций перечисленных аэрополлютантов в отдельные годы превышало в несколько раз, а именно: диоксид азота в 3 раза (август, ноябрь 2002 г), формальдегид в 12,7 раз (ноябрь 2000 г), фенол в 4,3 раза (июнь 2000 г), пыль в 2,7 раза (апрель 1998 г) (таблица 1).
На основе данных, приведённых в таблице 1, рассчитаны интегральные показатели загрязнения атмосферного воздуха (формулы расчётов приведены выше). Суммарный показатель загрязнения атмосферного воздуха Ксум равнялся в отдельные месяцы 23,01 (ноябрь, 2000 г.) и характеризовал загрязнение воздуха как очень сильное. Уровень загрязнений воздушной среды, оцененный по комплексному индексу загрязнения атмосферы (КИЗА) составлял 22,47 в отдельные месяцы (ноябрь, 2000 г.), за счёт диоксида азота, формальдегида, фенола и пыли (таблица 2).
Итак, по результатам анализа, самым неблагоприятным в отношении загрязнения атмосферного воздуха в исследуемом промежутке времени оказался 2000 год (Ксум =18,08), в особенности ноябрь-месяц (Ксум =23,01). Наоборот, наиболее благоприятный в этом отношении - 2001 год (Ксум =15,5). А самым весомым в загрязнении воздушной среды города ингредиентом явился формальдегид (таблица 1).
Обсуждение результатов
Итак, в результате проведенных исследований нами, во-первых, дана гигиеническая характеристика загрязнения атмосферного воздуха по уровням загрязнения приземных слоев атмосферы вредными химическими соединениями, поступающими в атмосферу от промышленных предприятий и автотранспорта, на основании рассчитанных комплексных показателей суммарного загрязнения. Установлены приоритетные источники и виды загрязнения воздушной среды города Липецка. За пятилетний период наблюдений отмечено стойкое превышение ПДК по четырём ингредиентам; пыли, формальдегиду, диоксиду азота и фенолу. Во-вторых, оценена заболеваемость органов дыхания у детей и выявлена ведущая нозологическая форма. Установлено, что дети до 3-х лет болеют в 2,5 раза чаще, чем дети от 3-х до 14-ти лет. При этом мальчики болеют в 1,6 раза чаще, чем девочки. Оценка структуры заболеваемости органов дыхания у детей раннего возраста вывела на первое место обструктивные явления, на второе - ОРВИ и ОРЗ и третье - острые и хронические бронхиты. Всё это указывает на то, что в промышленном городе чаще наблюдается поражение более глубоких отделов дыхательной системы. В силу этого, обструктивные явления можно назвать экологически обусловленными заболеваниями. В-третьих, изучена корреляция между заболеваемостью органов дыхания у детей, уровнем загрязнения атмосферы и погодными условиями. Выделены погодные условия, негативно влияющие на здоровье детей, подвергающихся сочетанному действию изучаемых факторов. При рассмотрении приоритетности погодных условий в заболеваемости органов дыхания, можно заключить, что наибольшее влияние оказывают направление ветра и относительная влажность атмосферного воздуха. Наконец, отдельно отметим математическую систему «экология», разработанную для удобства расчётов заболеваемости дыхательных путей. Приведенные общие сведения, согласно традиционным требованиям, а также по определению раздела диссертации, необходимо рассмотреть «в свете чужих прожекторов». При этом естественно, мы будем выявлять как моменты общего согласия, так и особенно дискутабельные темы и вопросы, вытекающие из тех или иных результатов исследования.
Как указано выше, первым элементом работы была гигиеническая оценка атмосферного воздуха. В этом плане отметим, что за последние 10-15 лет стал очевидным факт, что частицы, образующиеся при сгорании ископаемого топлива, оказывают неблагоприятное действие на здоровье. И это в масштабах не только и не столько России, сколько в масштабах планетарных. К примеру, в январе 2001 г Британское правительство опубликовало предупреждение, что уровни загрязнения воздуха для большинства территории Королевства опасны для людей. Министр окружающей среды прокомментировал: "...Я предупредил людей, страдающих патологией сердца и легких, и могу принять соответствующие меры для уменьшения их риска заболевания " [114]. До какой же степени педиатры должны быть обеспокоены о загрязнении атмосферы? Этот «английский» вопрос зачастую «провисает в том самом воздухе» возможно, в силу следующих обстоятельств.
Показано, что 1/5 часть детской популяции совсем не требует внимания педиатра, а около 2/3 всех детей подлежат периодическому врачебному наблюдению и лечению. Распространённость заболеваний дыхательного тракта среди городских детей — 14,35%. Рецидивирующий бронхит (РБ) был наиболее частой патологией в группе бронхолёгочных заболеваний (114,6 на 1000 детей общей выборки); практически важно, что около 40% случаев его составил рецидивирующий обструктивный бронхит (РОБ). Наибольшая частота РБ отмечена в группе от 1 года до 3-х лет (208,6 на 1000) и особенно в возрасте 4-6 лет (227,9 на 1000). В ходе анализа было также выявлено, что у мальчиков бронхо-обструктивные заболевания встречаются чаще (57%), чем у девочек (43%) [43]. РБ и РОБ, являются проявлением или осложнением острых респираторных инфекций. В их клинической картине имеется сходство с бронхиолитом и пневмониями, с одной стороны, и с бронхиальной астмой, как по клиническим проявлениям, так и их склонности к рецидивированию, с другой, особенно -при РОБ. У 30-50% больных бронхиолитом и обструктивным бронхитом эпизоды бронхиальной обструкции повторяются и в дальнейшем. Более того, у известной части этих больных развивается бронхиальная астма [8, 10, 60]. Этот факт требует специального рассмотрения, и ниже мы остановимся на данных литературы по этому вопросу.
С другой стороны, в настоящее время проблема и рост бронхообструк-тивного синдрома у детей вызывают большую озабоченность у педиатров, так как именно этот синдром усугубляет течение бронхолегочной патологии, утяжеляет состояние ребёнка [43]. У части детей РОБ является дебютом бронхиальной астмы (группы риска: дети с признаками аллергии в личном или семейном анамнезе, а также с 3 и более эпизодами обструкции). Загрязнение атмосферного воздуха двуокисью серы, сульфидами, нитратами, изотиоционатами, табачным дымом, выхлопными газами, инсектицидами (карбофос, хлорофос и др.) ведет к нарушению мукоцилиарного клиренса, барьерной функции бронхов, формированию воспаления, гиперрективности бронхов.
