Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Влияние факторов окружающей среды на формирование нарушения здоровья детского населения в развитых промышленных городах (обзор литературы)
1.1 Современные проблемы антропотехногенного загрязнения окружающей среды в промышленных городах
1.2 Развитие методологии оценки риска для здоровья детского населения, ассоциированного воздействием факторов окружающей среды .
ГЛАВА 2 Программа, материал и методы и исследования .
ГЛАВА 3. Гигиеническая оценка факторов среды обитания .
3.1. Гигиеническая оценка качества атмосферного воздуха 41
3.2. Гигиеническая оценка качества и безопасности питьевой воды 52
3.3. Гигиеническая оценка химического загрязнения почвы населенных мест
3.4. Гигиеническая оценка качества продуктов питания 57
3.5 Оценка комплексной антропотехногенной нагрузки на окружающую среду 60
3.6. Оценка социально – экономического уровня развития территорий 61
ГЛАВА 4. Оценка риска при комплексном многосредовом воздействии факторов окружающей среды на здоровье детского населения
4.1. Оценка риска здоровью детей от химического загрязнения атмосферного воздуха 63
4.2. Оценка риска здоровью детей от химического загрязнения питьевой воды 69
4.3. Оценка риска здоровью детей от химического загрязнения почвы 73
4.4. Оценка риска здоровью детей от контаминации пищевых продуктов 74
4.5. Оценка риска здоровью при многосредовом, комбинированном и комплексном воздействий факторов окружающей среды 82
ГЛАВА 5 Гигиеническая оценка заболеваемости детского населения в углехимических центрах кузбасса 86
5.1 Анализ динамики, частоты и структуры заболеваемости детского населения 86
5.2. Оценка влияния санитарно-гигиенических факторов на здоровье детского населения 100
5.3. Оценка влияния социально – экономических факторов на здоровье детского населения 107
Заключение 110
Выводы 118
Практические рекомендации 120
Список сокращений 121
Список литературы
- Развитие методологии оценки риска для здоровья детского населения, ассоциированного воздействием факторов окружающей среды
- Гигиеническая оценка химического загрязнения почвы населенных мест
- Оценка риска здоровью детей от химического загрязнения питьевой воды
- Оценка влияния санитарно-гигиенических факторов на здоровье детского населения
Развитие методологии оценки риска для здоровья детского населения, ассоциированного воздействием факторов окружающей среды
При оценке воздействия окружающей среды на здоровье населения наиболее часто в качестве основного параметра общественного здоровья рассматривают показатели заболеваемости детского населения [10, 146, 149]. особенно в критические периоды их роста и развития [59, 84, 85].
Организм ребенка является наиболее чувствительным к загрязнению среды обитания, сроки проявления неблагоприятных эффектов короче, что обусловлено несовершенством адаптационных и детоксикационных процессов, анатомо-физиологическими особенностями развития [22, 96, 129, 199]. На распространенность нарушений здоровья детей, связанных с эколого-гигиеническим неблагополучием среды обитания, влияют количественные и качественные региональные особенности антропогенного загрязнения, природно-климатические и геохимические характеристики территорий; многофакторность воздействия, его биологическая и социальная обусловленность; качество лечебно-профилактического обеспечения, уровень диагностических и лечебно-оздоровительных технологий [48, 72, 147, 177, 178].
Многочисленные исследования по оценке состояния здоровья детей, проживающих в городах с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха (Кемерово, Новокузнецк, Ростов-на-Дону, Таганрог, Новгородской области, Пермь, Липецк, и др.), свидетельствуют о снижении неспецифической резистентности организма. Как следствие, дети становятся более предрасположенными к возникновению инфекционных и других заболеваний, отмечается рост аллергических реакций, болезней органов дыхания, нервной системы, крови и кроветворных органов, отдельных состояний, возникающих в перинатальном периоде [6, 7, 11, 74, 96].
Среди детского населения, проживавшего в зоне влияния выбросов промышленных предприятий, установлено достоверное увеличение содержания в волосах меди, кобальта, никеля, железа, марганца, хрома. Наряду с этим наблюдалось снижение содержания эссенциальных элементов – цинка, изменение цитологического статуса слизистых оболочек носа и рта [21, 33, 131].
Заболеваемость бронхиальной астмой является чувствительным популяционным маркером воздействия загрязненного атмосферного воздуха на детей. В городах с развитой угледобычей, машиностроительной промышленностью, металлургией доказан высокий уровень распространенности бронхиальной астмы среди детского населения [29, 153, 179]. Выявлена зависимость частоты болезней эндокринной системы от выбросов химических и металлургических производств, угольных котельных, содержащих пыль, диоксид азота, оксид и диоксид углерода, диоксид серы, тяжелые металлы – хром, никель, магний, мышьяк и другие [90, 167, 197].
В США установлено, что в возникновении бронхиальной астмы у детей доля воздействия загрязненного атмосферного воздуха составляет до 30 %; в изменении психоневрологического статуса ребенка – 10 %, в основном в связи с воздействием свинца; в развитии онкологических заболеваний – до 5 %. Ущерб от заболеваний достигает 55 млрд. долларов в год и составляет 2,8% от общих расходов на здравоохранение [119, 215, 216]. Результаты исследований отечественных и зарубежных авторов свидетельствуют, что повышенное содержание меди в питьевой воде вызывает поражение печени и почек, никеля – кожи, цинка – почек, высокое содержание нитратов приводит к развитию метгемоглобинэмии. Длительная экспозиция нитросоединений вызывает нарушения функциональной деятельности печени, способствует развитию общих и местных аллергических реакций. Канцерогенным действием обладают некоторые галогенсодержащие соединения, образующиеся при хлорировании воды [49, 102, 157, 159, 164, 165]. По данным В. И. Зайцева и А. П. Михайлуца, избыточное поступление с питьевой водой дихлометана, хлороформа, хлордибромметана, четыреххлористого углерода и тетрахлорэтилена, мышьяка повышало риск развития злокачественных заболеваний у населения г. Кемерово – 1 случай на 100 тыс. человек в год. Потребление питьевой воды из Уральского водозабора в Оренбурге, содержавшей повышенные концентрации хлорорганических соединений, по данным В.В. Быстрых (1998) вызывало 1,4 случая на 100 тыс. человек дополнительных заболеваний раком [111, 116, 168, 180].
Ряд авторов указывают, что при высокой или низкой минерализации воды, наблюдалось увеличение распространенности сердечно-сосудистых заболеваний, мочекаменной болезни, эпидемического флюороза, кариеса [200, 206, 207, 208, 212].
Получены данные о влиянии тяжелых металлов, загрязняющих почву промышленных городов, на здоровье детского населения. Прежде всего, наблюдалось увеличение общетоксических эффектов со стороны дыхательной, кроветворной, центральной нервной систем, органов пищеварения, опорно-двигательного аппарата [38, 63, 201, 231, 214].
Установлено, что организм ребенка может абсорбировать до 50% свинца, присутствующего в пищевых продуктах. Воздействие и кумуляция тяжелых металлов приводила к нарушениям развития нервной системы на ранних этапах онтогенеза, обусловливала неблагоприятное влияние на дальнейшие периоды роста и развития организма [40, 189, 190, 82, 160].
В экологически неблагополучных районах показатели распространенности аллергических заболеваний в 1,5 раза превышали соответствующие уровни в районах санитарно-эпидемиологического благополучия [64, 113, 203]. Рост распространенности аллергии связывался с изменением питания населения и воздействием пищевых добавок, консервантов [58, 184].
На территориях с высокими концентрациями в окружающей среде фтористых соединений и алюминия (г. Братск, г. Новокузнецк и др.) отмечается увеличение частоты ортопедических заболеваний, рост болезней костно-мышечной системы [65, 218].
Социально-гигиенический мониторинг и оценка риска для здоровья детского населения при комплексном многосредовом воздействии факторов окружающей среды [18, 41, 114, 139, 192].
В последние годы во многих странах и международных организациях оценка риска рассматривается как ведущий аналитический инструмент для установления характеристики воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды на здоровье населения [72, 92, 97, 204].
Гигиеническая оценка химического загрязнения почвы населенных мест
На основании приведенных выше критериев в оценку риска включены следующие химических веществ: кадмий, мышьяк, ртуть, свинец, ГХЦГ, ДДТ, и нитраты.
С учетом данных о потреблении пищевых продуктов в дошкольных образовательных учреждениях, в перечень пищевых продуктов для оценки уровней поступления контаминантов с рационами питания включены: плодоовощная продукция (фрукты, овощи, картофель), хлеб и хлебобулочные изделия, мясные, молочные и рыбные продукты.
Для расчетов экспозиции (Exp), и оценки риска неканцерогенных и канцерогенных эффектов, обусловленных химической контаминацией продуктов питания, использовались средние значения и 90-й процентиль верхней границы распределения центильной тенденции за период 2010-2012 гг.
Для детей в возрасте до 6 лет основной вклад в общую экспозицию кадмием в городах Кемерово, Новокузнецк и Прокопьевск вносят овощи и фрукты соответственно 100,0%, 51,8%, 95,8, мышьяком – рыба и морепродукты 43,6%, 77,4%, 100,0%, свинцом – овощи и фрукты 51,6%, 64,04 %, 17,0%, хлеб и хлебобулочные изделия 10,3%, 32,2%, 12,4%, ртутью – в Кемерово рыба и морепродукты 94,5%, в Новокузнецке рыба и морепродукты 37,5%, молоко и молочные продукты 31,3%, в Прокопьевске овощи и фрукты. Экспозицию нитратами в городах 100,0% определяют овощи и фрукты. Вклад в экспозицию ГХЦГ и ДДТ целиком обеспечивают в Новокузнецке картофель, овощи и фрукты, в Кемерово – овощи и фрукты 30,7% и 39,9% соответственно, рыба и морепродукты 26,8% и 18,9%. В Прокопьевске отсутствует экспозиция данными контаминантами, так как получены нулевые концентрации.
Для каждого варианта проведена оценка неканцерогенного риска как по центильной тенденции экспозиции с учетом средней дозы распределения концентраций контаминантов в пищевых продуктах, так и по верхней границе экспозиции, т.е. с учетом 90%-го процентиля этого распределения.
Коэффициент опасности (HQcp и HQ90) определяется отношением значения экспозиции контаминанта (Expср и Exp90), полученного в ходе исследований, к допустимой суточной дозе (ДСД), выражаемой в мг/кг массы тела в сутки. Так как выбранные контаминанты, обладают выраженной способностью к кумуляции, то расчет проводился по отношению к условно переносимому недельному поступлению, (УПНП) и условно переносимому месячному поступлению (УПМП).
Анализ коэффициентов опасности (HQ) выявил целый ряд значений свидетельствующих о превышении допустимого уровня неканцерогенного риска, т.е. HQ более 1. Так, показатели HQср по нитратам поступающих с овощами и фруктами составили для Кемерово 1,3, для Новокузнецка 1,7, для Прокопьевска 0,7.
При оценке коэффициента опасности полученного по верхней границе 90-го доверительного интервала (HQ90) содержания контаминанта в пищевых продуктах, установлено превышение допустимого уровня по содержанию мышьяка в рыбе и морепродуктах в Кемерово (HQ – 1,4), Новокузнецке (HQ – 1, 06 ), нитратов в овощах и фруктах в Кемерово (HQ – 2,8), Новокузнецке (HQ – 5,5), Прокопьевске (HQ – 1,4 ). Следовательно, по этим группам продуктов необходимо усилить контроль за содержанием контаминантов.
В условиях одновременного поступления нескольких контаминантов одним и тем же путем (перорально с пищевыми продуктами) характеристика риска развития неканцерогенных эффектов производилась на основе расчета индекса опасности (HI). Наибольшие значения HI рассчитанные по HQср и HQ90 в анализируемых городах приходятся на овощи и фрукты (HI 0,81-6,27 единиц), на втором ранговом месте в Кемерово и Новокузнецке - рыба и морепродукты (HI 0,81-6,27 единиц), в Прокопьевске - картофель (HI 0,2-0,36 единиц), на третьем месте - в Кемерово и Новокузнецке - картофель (HI 0,33 – 0,82 единиц), в Прокопьевске - рыба и морепродукты (HI 0,16-0,35 единиц).
Превышение приемлемого уровня индекса опасности как по медиани, так и по 90 процентилю в Кемерово и Новокузнецке обусловлено контаминацией овощей и фруктов, а в Прокопьевске только на уровне 90 процентиля, контаминация рыбы и морепродуктов на уровне 90 процентиля в Кемерово и Новокузнецке (таблица 12).
Оценка риска здоровью детей от химического загрязнения питьевой воды
В городе Кемерово дополнительные случаи нарушения здоровья обусловлены содержанием в атмосфере углерода оксида и азота диоксида. Увеличение концентрации этих веществ на 1 мг/м3 способствует росту заболеваемости соответственно на 146,12 и 296,05 .
В городе Новокузнецке наибольшему росту заболеваемости
способствует содержание в атмосферном воздухе углерода оксида и его выбросы, а также выбросы меди оксида. При увеличении концентрации углерода оксида на 1 мг/м3 и на 1 т/год выбросов этого вещества и меди оксида, прогнозируется рост заболеваемости соответственно 384,0 , 271,86 , 141,58 .
В городе Прокопьевске наибольший рост заболеваемости обусловлен содержанием в атмосферном воздухе азота диоксида, выбросами сероводорода. При увеличении концентрации азота диоксида на 1 мг/м3 и на 1 т/год сероводорода прогнозируется увеличение заболеваемости соответственно на 85,46 , и 84,20 .
Определены модели зависимости показателей заболеваемостей детей по некоторым классам болезней от показателей качества среды обитания.
Установлено, что во всех городах на заболеваемость детей болезнями органов дыхания оказывает влияние степень загрязнения атмосферы азота диоксидом, серы диоксидом, углерода диоксидом, коэффициент детерминации от 43 % до 74 %. На уровень первичной заболеваемости детского населения городов Кузбасса болезнями крови и кроветворных органов влияют выбросы жидких и газообразных веществ, коэффициент детерминации 51,8 %. Показатели заболеваемости эндокринной системы ассоциированы с уровнем загрязнения питьевой воды алюминием - коэффициент детерминации 51,8 %, аммиаком – 63,47 %, кадмием - 50,0 %, свинцом - 56,0 %; показатели заболеваемости системы кровообращения ассоциированы с содержанием в питьевой воде нефтепродуктов - 62,4 %, цинка - 63,3 %, болезни нервной системы ассоциированы с загрязнением питьевой воды марганцем и его соединениями - 51,4 %.
В Новокузнецке установлены зависимости развитие новообразований от загрязнения питьевой воды хлордибромметаном, коэффициент детерминации 57 %, на уровень заболеваемости эндокринной системы влияют выбросы меди оксида, коэффициент детерминации 61 %.
В городе Прокопьевске установлены зависимости болезни крови и кроветворных органов от загрязнения питьевой воды нитратами, коэффициент детерминации 61 %, болезни эндокринной системы - от комплексного суммарного загрязнения атмосферного воздуха, коэффициент детерминации 45 %.
На формирование патологии детского населения оказывают влияние совокупность действия факторов среды обитания. По результатам анализа построены уравнения множественной регрессии, описывающие статистические связи между изменением уровня заболеваемости детского населения города Кемерово болезнями крови кроветворных органов и изменениями уровня загрязнения атмосферного воздуха фенолом, формальдегидом, азота диоксидом.
Согласно значению коэффициента множественной детерминации перечисленные факторы обуславливают 69,6 % вариабельности данной заболеваемости. На изменение уровня болезней крови и кроветворных органов оказывают также влияния изменения объемов выбросов в атмосферный воздух азота диоксида, марганца и его соединений, углерода оксида, свинца и его соединений, углеводородов. Перечисленные предикторы, согласно значению коэффициента множественной детерминации обуславливают 99,9 % вариабельности данной заболеваемости. Y=-58,0273+0,0036 Х1+17,83Х2+0,001Х3+84,35Х4+0,04Х5, где Y – уровень болезней крови и кроветворных органов, на 1000, Х1 – объемы выбросов азота диоксида, тонн/год, 106 Х2 – объемы выбросов марганца и его соединений, тонн/год, Х3 – объемы выбросов углерода оксида, тонн/год, Х4 – объемы свинца и его соединений, тонн/год, Х5 – объемы выбросов углеводородов, тонн/год.
На изменение уровня заболеваемости нервной системы у детей города Кемерово влияют изменения объемов выбросов в атмосферу серы диоксида и бензола. Согласно значению коэффициента множественной детерминации перечисленные факторы предопределяют 84,5 % вариабельности данной заболеваемости.
В городе Новокузнецке по результатам анализа построены уравнения множественной регрессии, определяющие зависимости, что на изменение уровня заболеваемости нервной системы влияют изменения выбросов в атмосферу бензола, ксилола, марганца и его соединений. Перечисленные факторы согласно значению коэффициента множественной детерминации обусловливают 79,3 % вариабельности данной заболеваемости.
Определены зависимости, что на изменения уровня формирования врожденных пороков и аномалий развития влияют изменения объемов выбросов в атмосферу бензола, сероуглерода, бенз(а)пирена. Согласно значению коэффициента множественной детерминации, перечисленные предикторы обуславливают 88,8 % вариабельности данной патологии. Кроме того, в питьевой воде изменения концентраций хлордибромметан, никеля обусловливают изменения уровня врожденных пороков, коэффициент множественной детерминации 65,2 % характеризует вариабельность данной патологии.
В городе Прокопьевске, по результатам анализа построены уравнения множественной регрессии, определяющие зависимости, что на изменение уровня заболеваемости крови и кроветворных органов влияют изменения уровня загрязнения атмосферного воздуха бенз(а)пиреном, азотом диоксида. Перечисленные предикторы, согласно значению коэффициента множественной детерминации, обуславливают 60,5 % вариабельности данной заболеваемости. Y= 2+2883302,5Х1+94,1Х2, где Y – уровень заболеваемости крови и кроветворных органов, на 1000, Х1 – среднегодовая концентрация бенз(а)пирена в атмосферном воздухе,мг/м3, Х2 – среднегодовая концентрация азота диоксида в атмосферном воздухе,мг/м3. Таким образом, проведенный анализ свидетельствует о влиянии качества окружающей среды на здоровье детского населения в городах Кузбасса с разной направленностью развития отраслей промышленности.
Оценка влияния санитарно-гигиенических факторов на здоровье детского населения
На основании проведенного анализа установлено, что в структуре первичной заболеваемости детского населения в городах Кузбасса (Кемерово, Новокузнецк, Прокопьевск), а также в целом по Кемеровской области и Российской Федерацией первое ранговое место занимали болезни органов дыхания, на втором рангом месте – травмы и отравления. На третьем ранговом месте определены по Российской Федерации и в Кемерово болезни кожи и подкожной клетчатки, в Новокузнецке и Прокопьевске - болезни органов пищеварения, в Кемеровской области – инфекционные и паразитарные заболевания. В динамике за период 2003-2012 гг. показатели заболеваемости детского населения в целом по Российской Федерацией, Кемеровской области и в городах Кемерово, Новокузнецке имели умеренную тенденцию к росту, среднемноголетний темп прироста 1,7%, 1,9%, 1,1%, 3,9% соответственно, в Прокопьевске к снижению 0,9%.
Уровень первичная заболеваемость детского населения по сумме всех классов болезней в среднем за период 2003-2012 гг. в городах Кемерово и Новокузнецке статистически значимо в 1,2 раза превышал среднероссийский (соответственно U=0,0, р=0,0002 и U=18,0, р=0,002) и среднеобластной показатель (U=2,0, р=0,0003 и U=20,0, р=0,023).
Изучение первичной заболеваемости позволило определить территорию риска по классам болезням, критерием выбора являлось статистически значимое превышение среднероссийского и среднеобластного уровня заболеваемости. В Кемерово показатели заболеваемости превышали по следующим классам: болезни эндокринной системы в 1,6 раза и 1,3 раза соответственно, болезни нервной системы в 1,8 раза и 1,4 раза, болезни системы кровообращения в 1,5 раза и 1,56 раза, болезни кожи и подкожной клетчатки в 1,46 раза и в 1,54 раза, врожденные пороки и аномалия развития в 1,8 раза и на 15 %; в Новокузнецке – новообразования в 1,7 раза и 1,9 раза, болезни эндокринной системы в 1,5 раза и 1,2 раза, болезни нервной системы в 2,1 раза и 1,6 раза, болезни органов пищеварения на 1,2 раза и в 1,4 раза, болезни мочеполовой система в 2,2 раза и 2,0 раза, врожденные пороки и аномалия развития в 3,3 раза и в 2,1 раза; в Прокопьевске - болезни органов пищеварения на 1,2 раза и в 1,4 раза.
Установлены корреляционные зависимости между заболеваемостью детей и факторами окружающей среды, социально-экономическими факторами. Так, определена прямая зависимость между заболеваемостью детского населения и объемами выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, в том числе от автотранспорта, среднегодовыми концентрациями в атмосфере азота диоксида, углерода оксида, удельным весом проб воды с превышением гигиенических нормативов по химическим показателям. В тоже время установлена корреляционная связь с показателями в зависимости от развития отраслей промышленности. Так в Кемерово определена связь между заболеваемостью детей и объемами выбросов в атмосферу дихлорэтана, ксилола; в Новокузнецке со среднегодовыми концентрациями содержания в атмосфере гидроцианида, бенза(а)пирена, в Прокопьевске со среднегодовыми концентрациями взвешенных веществ, выбросами углерода черного.
По результатам корреляционного анализа установлена зависимость между заболеваемостью детского населения и уровнем прожиточного минимума, процентом квартир, не имеющих водопровода, процентом квартир, не имеющих канализации, количеством жилой площади на 1 человека.
На основании регрессионного анализа определен прогноз значений уровня заболеваемости детей в зависимости от действия факторов окружающей среды и социально-экономических факторов и их в клад в уровень заболеваемости. Так по данным результатов простого линейного регрессионного анализа на уровень первичной заболеваемости по сумме всех классов болезней детского населения в городах влияют такие предикторы, как объемы выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Установлено, что при увеличении выбросов на 1 тысячу тонну уровень заболеваемости детей возрастает в Кемерово на 0,02, в Новокузнецк на 0,594, в Прокопьевск на 14,47. Во всех городах на уровень заболеваемости детей по сумме всех классов влияют расходы на здравоохранение. При увеличении расходов на здравоохранение возможно снижение уровня заболеваемости детей в Кемерово на 0,06, Новокузнецке на 0,07, Прокопьевске на 0,13, стандартизованный коэффициент детерминации составил от 20% до 40%.
Выполненное исследование показало, что методологические подходы к установлению зависимости здоровья детского населения и факторов среды обитания применимы для модели СГМ на территориях с разной направленностью развития отраслей промышленности. Применение в СГМ комплексного системного подхода позволяет установить закономерности в формировании патологии детского населения в зависимости от действия как экологических, так и социальных факторов. Однако, система СГМ требует постоянного совершенствования с целью получения объективной и адекватной информации характеризующих качество среды обитания и разработки предложений для принятия управленческих решений для улучшения санитарно-эпидемиологической обстановки.
