Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Химические факторы окружающей среды и здоровье населения (анализ современного состояния проблемы) 19
1.1. Геохимическая характеристика окружающей среды и здоровье населения 19
1.2. Патогенетические механизмы развития заболеваний щитовидной железы 64
Глава II. Объект, материалы и методы исследования 94
2.1. Характеристика объектов исследования. 94
2.2. Характеристика материалов и методов исследования 95
Глава III. Результаты собственных исследований 109
3.1.Природно-климатические условия формирования химической нагрузки на среду обитания 109
3.2. Оценка степени опасности загрязнения почвы вредными химическими веществами 113
3.3. Характеристика степени опасности химического загрязнения питьевой воды, водоисточников и прибрежных вод акваторий Приморского края 142
3.4. Оценка степени опасности химического загрязнения атмосферного воздуха в Приморском крае 156
3.5. Общая санитарно-гигиеническая характеристика городов и районов Приморского края 166
3.6. Оценка качества питания населения Приморского края 168
Глава IV. Оценка риска влияния микроэлементного дисбаланса в объектах среды обитания на формирование заболеваний щитовидной железы 178
4.1. Структура и уровень патологии щитовидной железы в городах и районах Приморского края 178
4.2. Анализ связи распространения аутоиммунного тиреоидита с санитарно-экологическим состоянием территорий Приморского края 189
4.3. Оценка популяционного уровня йодной недостаточности у населения Приморского края 195
4.4.Оценка функции щитовидной железы у населения Приморского края 209
Глава V. Оценка риска формирования йоддефицитных состояний у населения Приморского края в результате воздействия химических факторов окружающей среды 218
5.1. Ранжирование территорий Приморского края по экологической напряженности на основании дисбаланса химических элементов 218
5.2. Интегральная оценка совокупного влияния геохимических факторов окружающей среды на формирование заболеваемости щитовидной железы, связанной с йодной недостаточностью 224
Глава VI. Исследование механизмов влияния неблагоприятных факторов окружающей среды на тиреоидную систему 258
6.1. Активность моноаминоксидазы как критерий для интетральной оценки воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды на организм человека 258
6.2. Изучение активности моноаминоксидаз в сыворотке и 6-2. тромбоцитах крови при йоддефицитных заболеваниях природного и антропогенного генеза 260
6.3. Возможные механизмы влияния неблагоприятных факторов окружающей среды на тиреоидную систему 271
Глава VII. Система диагностических и профилактических мероприятий по коррекции йоддефицитных состояний 277
Заключение 286
Выводы 299
Практические рекомендации 302
Список литературы 304
Документы по внедрению 346
- Геохимическая характеристика окружающей среды и здоровье населения
- Характеристика материалов и методов исследования
- Структура и уровень патологии щитовидной железы в городах и районах Приморского края
- Интегральная оценка совокупного влияния геохимических факторов окружающей среды на формирование заболеваемости щитовидной железы, связанной с йодной недостаточностью
Геохимическая характеристика окружающей среды и здоровье населения
Характерной чертой настоящего времени является широкое осознание значимости экологических проблем и связанного с ними состояния здоровья человека - ведущего системообразующего фактора национальной безопасности страны [100, 221]. Крайне тревожная экологическая ситуация, сопровождающаяся динамическим ухудшением основных показателей здоровья населения всех возрастных групп, ростом смертности и снижением средней продолжительности жизни, является фактом, признанным на государственном уровне [220]. При этом экологическая безопасность становится составной частью государственной безопасности [63, 183].
Определение количественных зависимостей в системе "среда - здоровье" как первоочередная задача гигиены ОС была впервые поставлена Г.И. Сидоренко в конце 60-х - начале 70-х годов и в дальнейшем получила развитие в разработке критериев и методов количественной оценки воздействия факторов окружающей среды [262]. Вклад антропогенных факторов в формирование отклонений здоровья составляет от 10 до 57% [12, 150, 262].
В условиях напряженной социально-экономической обстановки в России одной из актуальных проблем является неблагополучная санитарно-гигиеническая и экологическая обстановка, сложившаяся на значительной части территории страны. Масштабы и актуальность данной проблемы определяются тем, что в неблагоприятной санитарно-гигиенической обстановке проживают 109 млн. человек, или 73% всего населения страны [12, 38, 288]. В стране более 100 городов с превышением уровня ПДК по содержанию токсических веществ в атмосфере в 10 и более раз [288]. Выбрасываемые в огромных количествах химические компоненты отходов производства приводят к тотальному изменению объектов ОС. Эти изменения, в первую очередь, касаются элементов биосферы, непосредственно связанных с человеком. Наметившаяся в последние годы тенденция к снижению промышленных выбросов, по заключению ведущих специалистов страны, не оказала значительного влияния на улучшение здоровья населения. Прежде всего, это связано с высоким уровнем накопившихся за предшествующие десятилетия в среде обитания вредных веществ. Высокая антропотехногенная нагрузка на среду обитания в сочетании с неблагоприятной социально-экономической ситуацией в стране создает реальную угрозу широкого распространения экологически обусловленных заболеваний [184, 186].
Среди экологически обусловленной патологии особо выделяется группа заболеваний, связанных с дисбалансом химических элементов (ХЭ) в объектах среды обитания и организме человека природного или техногенного происхождения. Геохимическая характеристика атмосферы, литосферы, и гидросферы оказывает прямое влияние на здоровье человека. Во многих индустриально развитых городах у жителей отмечается нарушение детородной функции, врожденные уродства, нарушения физического и психического развития детей и подростков.
Геохимические факторы проявляют себя не очень заметно, однако имеют большое значение для людей, поскольку оказывали существенное влияние на процесс эволюции живых организмов (и самого человека в том числе). От геологических факторов среды обитания в значительной мере зависит степень комфортности существования биоты (экологических природных показателей) [47, 95, 100, 173].
Сегодня во многих районах мира, и в том числе в Приморье, доказана прямая связь между геохимической обстановкой территории и здоровьем населения [203, 235, 246, 309]. Среди экотоксикантов отмечается увеличение доли веществ, оказывающих неблагоприятное действие на нейроэндокринную, сердечно-сосудистую системы, органы кроветворения и репродукции.
Миграция и круговорот химических элементов в биосфере обусловила неравномерность их распределения в отдельных регионах мира. Это положение стало основой учения о биогеохимических провинциях.
Районы распространения биогеохимических эндемий А.П. Виноградов (1938) назвал биогеохимическими провинциями, проживание на которых сопровождается специфическими для соответствующей территории биогеохимическими процессами и отражается на тех или иных звеньях метаболизма человека, животных и растений.
Условиями для образования биогеохимических провинций могут являться природные месторождения руд, близость к морю, высота местности, характер, типы почв и их кислотность, местные гидрогеологические исследования. Знание указанных условий и особенностей формирования почвы, химического состава поверхностных и прибрежных вод, а также сведения об имевших место биогеохимических эндемиях могут явиться сигналом для поиска причин повышенной заболеваемости среди населения, проживающего на данной территории [180, 185,241].
По определению А.П. Виноградова [75], биогеохимические провинции это «области, на поверхности Земли, отличающиеся от соседних областей по уровню содержания в них ХЭ и вследствие этого вызывающие различные биологические реакции местной флоры и фауны. В крайних случаях, в результате резкой недостаточности или избыточности какого-либо элемента (или элементов), в пределах данной биогеохимической провинции возникают биогеохимические эндемии, заболевания растений, животных и человека».
В нашей стране большой вклад в исследование влияния геохимических факторов на возникновение эндемических заболеваний человека, животных и растений внесли своими работами представители отечественной школы геохимиков, биогеохимиков (В.И. Вернадского, А.П. Виноградова, В.В. Ковальского, Ю.Е. Саета, Б.А. Ревича и др.) и медиков (А.П. Авцына, А.А. Баранова, А.А. Жаворонкова и др.).
Как указывалось, биогеохимические эндемии чаще всего возникают от избытка или недостатка микроэлементов. Микроэлементы - это элементы, содержание которых в почвах, водах, растениях не превышает обычно 10"3-1(Г4%, это могут быть и катионы, и анионы, металлы и не металлы. Зачастую к ним относится и группа элементов, получивших название тяжелых металлов. Тяжелыми металлами называют те элементы, которые имеют атомную массу выше 50 единиц. Нередко считают, что тяжелые металлы неизбежно токсичны. Такое мнение в отечественной литературе появилось, по-видимому, в начале 70-х годов XX века, хотя К. К. Гедройц еще в 20-е годы установил, что насыщение почвенного поглощающего комплекса некоторыми из таких элементов приводит к полной гибели высеваемых растений. Иными словами, микроэлементы в больших количествах действительно токсичны. Но хорошо известно, что марганец, медь, цинк, кобальт, никель, молибден и другие тяжелые металлы в малых концентрациях необходимы всем живым организмам [5, 245, 261].
В связи с этим В. В. Ковальский [156, 157] ставил вопрос о том, что химический состав организмов, несмотря на присущий им гомеостаз, должен меняться, организмы должны приспосабливаться. Отсюда следует, что в различных биогеохимических условиях должна проявляться химическая неоднородность живых организмов (одного вида). Химическая неоднородность жизни должна изучаться на различных уровнях её организации: биоценоз, популяция, на уровне вида организмов, на уровне органов, тканевом, клеточном молекулярном уровнях. Отсюда, в частности, возникает необходимость биогеохимического районирования биосферы. В. В. Ковальский предложил выделять следующие биосферные таксоны: регионы биосферы, субрегионы биосферы, биогеохимические провинции [157].
В настоящее время, когда природные и техногенные потоки веществ образуют единый технобиогеохимический поток, многие ученые объединяют биогеохимические, техногенные и геохимические аномалии в техно-биогеохимические провинции [98, 130].
На территории СИГ выявлены и изучены биогеохимические провинции с дефицитом йода в почвах и кормах; дефицитом и избытком фтора в питьевой воде; избытком бора в кормах; избытком и дефицитом меди в почвах, дефицитом кобальта и т. д. Развивая это учение, В. В. Ковальский сформулировал понятие о геохимической экологии - разделе биогеохимии и экологии. Геохимическая экология изучает взаимодействие организмов и их сообществ между собой и с геохимической средой [156].
В ходе проведенных многолетних исследований Ю.Г. Покатилова по биогеохимическому районированию и комплексной оценки медико-демографических показателей в районах Восточной Сибири были изучены микроэлементы почв, растительности, вод, атмосферных выпадений на содержание йода, фтора, марганца и других ХЭ, что позволило оценить сложившуюся биогеохимическую обстановку, а данные по эндемии зоба, сахарного диабета, кариеса и других болезней позволили провести биогеохимическое районирование ряда территорий Восточной Сибири. Результаты комплексной оценки, картографический, табличный материалы дали основание сделать вывод, что в возникновении эндокринной заболеваемости при эндемии зоба, кроме недостатка йода, имеет значение дисбаланс марганца, кобальта и других микроэлементов; при сахарном диабете - дисбаланс хрома, кобальта и цинка. Дисбаланс ХЭ увеличивается в районах значительного загрязнения биосферы, имеющих, как правило, при относительно естественной схожей биогеохимической ситуации более выраженную (по частоте, тяжести) эндокринную, сердечно-сосудистую, мочекаменную и костно-суставную патологию [228].
Характеристика материалов и методов исследования
В основу построения схемы исследований был положен метод эколого-гигиенической экспертизы (Рахманин Ю.А., 1998). Эпидемиологическая оценка тяжести степени йодного дефицита проведенная по критериям ВОЗ/ЮНИСЕФ с учетом воздействия на организм неблагоприятных природно-экологических, гигиенических и социальных факторов выполнена на основе данных социально-гигиенического мониторинга в городах и районах Приморского края, характеризующихся различной степенью климатогеографического и экологического напряжения (рис. 3).
В соответствии с международными рекомендациями для оценки степени тяжести йоддефицитных состояний применялся комплекс клинических, санитарно-гигиенических и лабораторно-диагностических исследований.
Для установления регионарных закономерностей и территориальных особенностей формирования ЙДС в Приморье и оценки распространения патологии щитовидной железы в регионе дополнительно проводилась:
- оценка функционального состояния щитовидной железы у населения городов и районов края на основании исследования содержания гормонов железы (трийодтиронина, общего и свободного тироксина) и тиреотропного гормона гипофиза, антител к тиреоглобулину, микросомальной фракции и тиреопероксидазе в сыворотках крови разных возрастных категорий населения Приморья;
- анализ результатов санитарно-гигиенического и социально-экологического мониторинга содержания органических и неорганических (микроэлементов) в объектах окружающей среды и в биосредах.
Оценку степени увеличения железы проводили в соответствии с классификацией ВОЗ (1994) [412], позволяющей основные формы изменения объема железы:
0 ст. - зоба нет;
1 ст. - зоб определяется пальпаторно, при этом пальпируемые доли железы превышают размер дистальной фаланги большого пальца;
2 ст. - зоб определяется визуально при обычном положении шеи и хорошо пальпируется.
Для гигиенической оценки эпидемиологии и экологического напряжения зобной эндемии у юношей-призывников и молодого пополнения, прибывшего на Дальний Восток с разных регионов России использовали результаты пальпаторного и ультразвукового (эховолюмометрия) исследования железы, проводимого на этапе углубленного обследования в военно-морском клиническом госпитале Тихоокеанского флота.
Ультразвуковое исследование проводилось в отделении функциональной диагностики военно-морского клинического госпиталя Тихоокеанского флота (зав. - к.м.н. В.Т. Коваль) с помощью стационарного сканера SSA-550A (фирма TOSHIBA NEMIO, Япония) с датчиком 6-11 мГц / 40 мм). УЗИ с определением объема было проведено у 140 юношей. Измерения проводились в продольной и поперечной плоскостях для правой и левой долей. На поперечных эхограммах измеряли ширину и толщину доли. На продольных эхограммах - длину доли. Объем щитовидной железы рассчитывали по формуле расчета элипсоида: [(W х D х L) справа + (W х D х L) слева] х 0,479, где: W - ширина, D - толщина и L - длина долей железы, 0,479 - коэффициент поправки на эллипсоидность. Если объем железы превышал норму 3 (25 мм ), то это расценивали как гиперплазию железы [86, 106].
Полученные данные сравнивали с региональными возрастными нормами, а также со средними групповыми показателями, предложенными R. GH-поег с соавт. (1989) [353]. Всего ультразвуковое исследование было проведено у 284 военнослужащим и 849 жителей Приморья с заболеваниями ЩЖ.
Для оценки степени ЙДС исследовалась экскреция йода с мочой в соответствии с рекомендациями Международного комитета по контролю за йод-дефицитными заболеваниями [413]. Исследование йодурии проводилось в разовой утренней порции мочи церий-арсенитовым методом (разработан Эндокринологическим научным центром РАМН (Мищенко Б.П., Арбузова М.И., Герасимов Г.А., Дедов И.И.) и группой компаний «БиоХимМак» для мониторинга йодообеспеченности населения.
Исследования йодурии проводились в лабораторном отделении военно-морского клинического госпиталя Тихоокеанского флота по стандартному методу в модификации с применением спектроколориметрического анализатора 5010 (Германия). В популяционных исследованиях на Дальнем Востоке данный метод применялся впервые. Общая схема метода исследования йодурии представлена на рис. 4.
В связи с высокой вариабельностью амплитуды колебаний индивидуальных показателей концентрации йода в моче для суждения о степени выраженности йодного дефицита использовалась средняя величина вариационного ряда (медиана). При определении степени выраженности йодного дефицита также учитывалась частотное распределение концентрации йода в моче, которое определяет процентное соотношение проб в соответствующих диапазонах. Диапазоны были определены согласно рекомендациям ВОЗ (1), для ранжирования степени тяжести йодного дефицита: ниже 20 мкг/л соответствует тяжелой степени йоддефицита; 20-49 мкг/л - умеренной степени; от 50 до 99 мкг/л - легкой; 100 мкг/л и более - йодный дефицит отсутствует.
Всего на содержание йода в моче было обследовано в 2002-2004 гг. 1203 военнослужащих и подростков в возрасте от 17 до 20 лет, в том числе в динамике 322 военнослужащих (2004 г.).
Для определения уровня содержания различных химических элементов в биосубстратах человека использовался метод атомно-абсорбционной спек-трофотометрии на спектрометре АА 6800 с электротермическим атомизатором (к.б.н. Л.Т. Ковековдова). Исследования проводились в лаборатории прикладной экологии ТИНРО-центра, г. Владивосток с предварительным мокрым озолением проб в растворе азотной и хлорной кислот.
Измерение удельной активности моноаминоксидазы (МАО, КФ 1.4.3.4) проводилось по методу [80]. В качестве субстрата использовался 45 М раствор бензиламинагидрохлорида. Выделение тромбоцитарной фракции проводили из периферической крови, стабилизированной 3,8% цитратом натрия (9:1). Определение белка в тромбоцитарно-буферной суспензии методом Ло-ури (Lowry О.Н. et al., J. biol. Chem., 1951, v. 193, p. 265-275).
Проведенный анализ научных источников показал, что недостатками предложенных ранее способов определения активности МАО в сыворотке крови [95, 186, 352, 395] является низкая удельная активностью фермента, а результаты определения активности МАО в тромбоцитах [80] зависели от функциональной активности тромбоцитов и наличия балластных белков.
С целью повышения удельной активности МАО, упрощения и ускорения определения ферментативной активности автором разработан новый метод, в котором поставленная задача решается путем изменения ключевых этапов: условия выделения фракции, метода определения выхода белка, изменения концентрации субстрата и времени инкубации реакционной смеси.
Принципиальным отличием от традиционного способа в предлагаемом методе является разрушение тромбоцитов ультразвуком и выделение митохондриальной фракции методом дифференциального центрифугирования. Это позволяет освободиться от балластных белков, присутствие которых сказывалось на определении активности МАО. Опытным путем установлена оптимальная длительность инкубации фермента с субстратом - 1 час 15 мин при 37С при двукратном избытке субстрата. Выход белка определялся по более чувствительному методу [326]. Предлагаемый способ осуществлялся следующим образом.
На всех этапах способа для избежания потери тромбоцитов при их выделении должна использоваться только пластиковая или силиконированная стеклянная посуда. Все необходимые реактивы: 3,8% цитрат натрия; 0,15 М NaCl; 0,01 М K-Na-фосфатный буфер рН 7,4; 45 М бензиламиногидрохлорид; 0,25 М раствор сахарозы; 1 н НС1 готовятся накануне на деионизированной воде, хранятся в холодильнике и используются в холодном виде. Для исследования используется венозная кровь, смешанная с 3,8% цитратом натрия в соотношении 9:1.
Структура и уровень патологии щитовидной железы в городах и районах Приморского края
В целях исследования возможной связи между загрязнением ОС экзогенными вредными факторами антропотехногенного происхождения и заболеваниями ЩЖ в рамках комплексной эколого-гигиенической экспертизы в Приморском крае был проведен предварительный популяционный гигиено-эпидемиологический анализ заболеваемости населения региона. Анализ включал в себя:
- выявление уровня системных видов патологии;
- установление приоритетной (индикаторной) патологии;
- установление корреляционной связи между химическим загрязнением ОС и заболеваниями ЩЖ;
- районирование территории Приморья по риску заболеваний ЩЖ.
Принципиально важным моментом является выбор нозологических форм, которые могут служить маркерами экологического загрязнения и одновременно являются легкодоступными для наблюдения и учета. ЩЖ является органом внутренней секреции, очень чувствительным к малейшим изменениям параметров ОС. Все этапы осуществления ее функций могут подвергаться неблагоприятному влиянию техногенных факторов [76, 92, 94, 101]. Анализ заболеваемости населения городов и районов Приморского края, отнесенных к критической зоне экологического напряжения, выявил наибольший уровень заболеваемости всех категорий населения. Ранее сотрудниками НИИ МКВЛ [148-150] была установлена корреляционная связь между санитарным состоянием атмосферы и болезнями органов дыхания, санитарного состояния водоемов и систем водоснабжения и заболеваемостью системы пищеварения, заболеваемостью органов мочеполовой системы у детей и подростков (табл.15).
Обращает на себя внимание, что в критической и напряженной экологических зонах превалируют болезни органов дыхания, пищеварения и нервной системы, в отличие от зон с удовлетворительными и благоприятными экологическими условиями, а распространение болезней органов пищеварения и нервной системы имеет один уровень как в относительно удовлетворительной зоне, так и в благоприятной.
За последние годы в Приморском крае среди всех категорий населения выросла патология эндокринной системы (табл. 16). По уровню прироста среди подростков 15-17 лет в РФ в 1997 - 2001 г.г. эти заболевания опережали все классы болезней и составили 148 % [8]. Анализ заболеваемости подростков и взрослых в 2000-2003 гг. показал, что практически по всем классам болезней в указанный период произошли положительные динамические изменения, по сравнению с показателями 1999 г.
Болезни эндокринной системы по уровню заболеваемости в этих возрастных категориях занимают 10-е место, однако по динамике роста госпитализированной заболеваемости - первое. Аналогичная ситуация обнаруживается и при анализе показателей заболеваемости детского населения региона. Рост числа эндокринных заболеваний в этой возрастной группе (наряду с онкопатологией, +36,7%)) наибольший среди прочих классов болезней - 139,16% по сравнению с 1999 г. Динамика роста заболеваемости эндокринной системы среди всех возрастных категорий Приморского края опережает аналогичные показатели среди других классов болезней и средние темпы роста заболеваний эндокринной системы в России. Полученные при анализе детской и подростковой заболеваемости региона данные перекликаются с результатами Всероссийской диспансеризация детей, которая проходила в стране с марта по декабрь. Значительная доля в росте эндокринной патологии приходится на заболевания щитовидной железы. Приморский край по ИДЗ отнесен к эндемичным районам страны [13]. Эпидемиологическое обследование около 135718 (45,5%) детей и подростков, проживающих в 20 районах Приморского края, проведенное в 2002 г., показало разнообразие встречающихся ЙДЗ [179, 284, 299].
Сравнительная характеристика патологии щитовидной железы, связанной с ЙДС, у населения Приморья разных возрастных групп в различных регионах края наиболее ярко проявилась на примере динамики диффузных (эндемиических) зобов за 2000-2004 гг. Рост этой патологии по краю составил 253,8 % (общая заболеваемость) и 205,6 % (первичная заболеваемость). Такая же картина наблюдалась и в других возрастных категориях населения (табл. 18 и 19).
Заболеваемость йодцефицитным зобом среди населения Приморья достаточно высока, но есть районы, в которых заболеваемость достигает высокого уровня.
Наиболее неблагополучными территориями по распространению тиреоидной патологии стали районы, характеризующиеся наибольшей загрязненностью химическими элементами в опасных для здоровья концентрациях, - Ханкайском, Тернейском, Михайловском, Пограничном, Октябрьском районах, г. Дальнегорске. При этом указанные территории по содержанию йода в объектах ОС занимают промежуточное положение, а в наиболее обедненных йодом районах (Пожарском районе, городах Дальнереченске, Арсеньеве, Лесозаводске) заболеваемость ЩЖ ниже среднего по краю уровня.
Анализ статистических данных по ИДЗ в Приморском регионе и составленная карта (рис. 7) позволили выделить территории, где эта патология более распространена. Обращает на себя внимание, что характер распространения заболеваний ЩЖ не совпадает с йоддефицитными зонами и районами прибрежной зоны, наиболее благополучными в отношении содержания этого МЭ в объектах ОС. В северо-западных территориях края (наиболее обедненных йодом) и юго-восточных районах, характеризующихся максимальным содержанием элемента, заболеваемость примерно на одном уровне. Эндемическими территориями по ИДЗ в крае являются зоны Приханковья, юга Приморья и северного морского побережья, наиболее неблагополучные в экологическом отношении районы.
Проведенная оценка распространения патологии щитовидной железы взрослых и подростков в зависимости от экологической ситуации и биоклиматической зоны с использованием коэффициента % Пирсона показала, что имеются статистически достоверные различия в уровнях заболеваемости по различным нозологическим формам (табл.20).
Распространение диффузного эндемического зоба как у взрослых, так и подростков выше по всем биоклиматическим зонам. В континентальной и прибрежной биозонах высокий уровень патологии щитовидной железы у взрослых отмечается в зоне относительно благоприятной экологической ситуации. Это, по-видимому, связано с природными факторами, формирующими геохимическую ситуацию. В переходной биозоне антропогенный прессинг критической экологической ситуации способствует в большей степени возникновению диффузного зоба и субклинического гипотиреоза, а напряженной - многоузлового эндемического зоба.
У подростков отмечается высокий уровень, значительно превышающий другие нозологические формы диффузного эндемического зоба по всем биозонам и зонам экологической ситуации. В то же время, в отличие от взрослых, наибольший уровень диффузного эндемического зоба у подростков выявлен в зоне критической экологической ситуации, особенно в переходной и прибрежной биоклиматических зонах (табл. 21).Это говорит о том, что под сильным неблагоприятным воздействием факторов среды обитания происходит срыв механизмов адаптации, проявляющийся в патологии щитовидной железы. Также обращают на себя внимание высокие уровни субклинического гипотиреоза в этих зонах.
Критическая экологическая ситуация характерна только для промышленных центров-Приморского края (часть из них находится на побережье), поэтому патологию щитовидной железы можно отнести к экологозависимои-и считать индикатором состояния среды обитания городов. Необходимо отметить, что многоузловой эндемический зоб и субклинический гипотиреоз у подростков в ряде зон вообще не выявлен, так как, по-видимому, здесь играют роль механизмы другого генеза.
Таким образом, проведенная оценка показала, что особенности природно-климатических и санитарно-гигиенических факторов среды обитания Приморского края оказывают значительное влияние на распространение патологии щитовидной железы у населения региона разных возрастных групп, что необходимо учитывать при проведении социально-гигиенического мониторинга и разработке лечебно-профилактических мероприятий, связанных с йодной недостаточностью.
Интегральная оценка совокупного влияния геохимических факторов окружающей среды на формирование заболеваемости щитовидной железы, связанной с йодной недостаточностью
На первом этапе проведения медико-экологической экспертизы проводилось построение карт риска заболеваний щитовидной железы. Медико-экологическое картирование проводилось по методике, предложенной В.А. Бурагой с соавт. [60]. Изучаемая территория Приморского края была разбита на ячейки, соответствующие административным образованиям, каждая из которых подвергалась типизации по геохимическим характеристикам (содержанию микроэлементов) и уровню заболеваемости щитовидной железы среди разных возрастных категорий населения региона. В каждой ячейке проводилось ранжирование выделенных типов. Уровень заболеваемости оценивался по уровню первичной заболеваемости на 100000 населения, проживающего в районе. Результаты ранжирования отображались графически в виде соответствующих медико-географических карт.
При проведении картирования использовался содержательный подход: территория Приморского края разбивалась на ячейки по содержательным признакам, в качестве которых использовались данные исследования содержания микроэлементов в почве данных территорий, предположительно оказывающие наиболее существенное значение на уровень заболеваемости ЩЖ в регионе. На этапе предварительной обработки геохимические данные усреднялись по регулярной сетке, нормировались на фоновые концентрации и укрупнялись до районов пропорционально плотности населения.
Оценка картируемой характеристики проводилась по математической модели. В качестве объясняемой характеристики выступала статистика заболеваемости ЩЖ, в качестве объясняющих переменных - химический состав почв районов Приморского края. Медицинские данные приводятся в категориях населения, за 2000-2004 гг., по соответствующим нозологическим формам заболеваний ЩЖ.
На этапе медико-географической дифференцировки территории и моделирования риска заболевания ЩЖ для населения Приморья решались задачи выявления, количественной оценки и систематизации форм статистической связи и отношения содержания ХЭ в объектах ОС и заболеваний ЩЖ в разных возрастных группах населения. С этой целью было проведено биогеохимическое районирование территории Приморского края с учетом содержания в почве МЭ и заболеваемости ЩЖ, ассоциированной с дефицитом йода детей, подростков и взрослых.
Статистика заболеваемости, в частности, заболеваний ЩЖ отражает медицинскую характеристику в пределах административных территорий, границы которых определяются скорее из историко-политических или экономических соображений, нежели эколого-географических. Административные районы во многих случаях имеют значительную территориальную протяженность и характеризуются большим разнообразием геохимических, ландшафтных и климатических условий. Особенности сбора статистики заболеваемости не позволяют учесть миграционные факторы, в силу которых заболевание лечится и, следовательно, лечится не там, где оно возникло. Поэтому для сопоставимости разнородных данных, привлекаемых для проведения территориальной дифференцировки, заболеваемость ЩЖ представляется как функция географических координат и потенциальные последствия дисмикро-элементоза ОС выявляются в «чистом виде», вне от организационных, социально-бытовых или других аспектов.
Алгоритмическое моделирование сводится к решению задачи на экстремум (5.17). Вычисление в силу данного требования оценки параметров 0 позволяет затем оценить и значения риска. Предложенная методика картирования и моделирования применительно к реальным условиям Приморского края использовалась по массивам данных, отраженных полученным на предыдущих этапах исследования. Для характеристики состояния изучаемой территории с геохимической точки зрения и последующего ранжирования территории Приморского края использовались данные по химическому составу почв (см. главу IV).
При проведении классификация статистических данных заболеваемости ЩЖ в роли статистической совокупности использовалась не отдельная ячейка, а административная единица территории: район или город. Для оправданного сопоставления и оценки геохимической информации и медицинской статистики проводится либо «измельчение» данных по заболеваемости до уровня регулярной ячейки, по которой проводилось осреднение значений геохимических признаков, либо «укрупнение» геохимической информации до уровня административных территорий. «Измельчение» данных статистики как попытка привести структуру данных к более низкому иерархическому уровню в данном случае носит эвристический характер и без привлечения дополнительной информации не оправдано.
Таким образом, информация по заболеваемости представляет собой интегральную (накопленную) статистику, при сборе которой происходит усреднение собираемых данных. Осреднение данных геохимической информации сопровождается статистическим взвешиванием с учетом специфики решаемых задач. В данном случае принимается во внимание плотность населения изучаемой административной территории: чем выше плотность, тем более массовый характер будут иметь последствия воздействия неблагоприятных условий ОС.
На предварительном этапе обработки данных входит нормировка исходных признаков. При нормировке данных геохимической информации наиболее корректной представляется отношение значений концентраций химических элементов к средним значениям. Показатели заболеваемости уместно нормировать на средние по краю соответствующие значения. Для последующего проведения кластеризации возможны следующие варианты компоновки векторов признаков:
1. Геохимический состав почв: элементы 1-го и 2-го классов опасности.
2. Статистика заболеваемости по различным возрастным группам.
Данные значения концентрации химических элементов в почвах ПК использовались для проведения классификации почв по химическому составу. Каждая проба характеризовалась координатами и значениями концентраций химических элементов в этой точке. Нормирования на среднее и фон отличаются тем, что значимыми становятся лишь большие относительные отклонения от среднего (фона).
В качестве признаков при проведении ранжирования кластеров рассматривались концентрации всех 28 элементов. В качестве наиболее значимых выбраны 20 химических элементов, представляющих наибольшую опасность для здоровья: Sn, Pb, Zn, Си, Ag, V, Cr, Ni, Mn, Co, Mo, W, As, Bi, Li, Ba, Be, Sr, P, Sb. Взяты элементы только первого, второго и третьего классов опасности с известными ориентировочно-допустимыми концентрациями (ОДК) и предельно-допустимыми концентрациями (ПДК) химических элементов в почвах с учетом гигиенических нормативов [232, 268], а также санитарных норм допустимых концентраций химических веществ в почвах [200, 231].
Для детализации стандартной классификации территории стандартная методика дополнена процедурой кластеризации. Этап классификации делает возможным выявление внутри каждой иерархической категории (множестве ячеек с близкими значениями СПЗ) характерных комплексов химических элементов, определяющих характер и ответственных за уровень суммарного загрязнения той или иной территории. Это дает возможность не только установить территории с той или иной суммарной загрязненностью, но и выявить типы загрязнения по составу доминирующих химических элементов. По результатам нормировки данных геохимического состава почв на средние концентрации вся территория региона была разбита на 12 кластеров, которые были разнесены по четырем уровням значений СПЗ. Число кластеров определялось оптимальным значением, составляющее минимум критерию Акаике (табл. 34).
На карте ясно проявляются аномальные концентрации ХЭ. Особенно это хорошо заметно на территориях с наибольшей степенью экологического напряжения (кластеры I, IV-VI и XI).
Анализ полученных результатов позволяет сделать следующие выводы. В целом результаты вычислений явно указывают на тревожное состояние почв по содержанию химических элементов, относящихся к 1-3-му классам опасности, в Приханкайской зоне, Дальнегорском и Кавалеровском районах, во Владивостоке. Здесь почвы загрязнены до напряженного и критического уровней, некоторые экологические опасные элементы в почвах этих районов превышают значения ПДК в несколько десятков раз.
В первую очередь обращает на себя внимание загрязненность почв в бассейне оз. Ханка, особенно территорий, примыкающих с юга и востока и относящихся к Хорольскому, Черниговскому и Спасскому районам. Здесь почвы загрязнены до напряженного и критического уровней. Некоторые экологические опасные ХЭ в почвах этих районов превышают значения ПДК в несколько десятков раз (мышьяк).
