Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературных данных
1.1. Оценка уровней загрязнения атмосферного воздуха химическими соединениями 9
1.2. Люминесцентный бактериальный тест 12
1.3. Состояние атмосферного воздуха в городах с развитым металлургическим производством 19
1.4. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения 25
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования
2.1. Оценка уровней загрязнения атмосферного воздуха химическими соединениями 34
2.2. Методы оценки токсичности воздушной среды по интенсивности биолюминесценции бактерий 36
2.3. Методы анализа заболеваемости детей 38
2.4. Методы определения показателей секреторного иммунитета 42
ГЛАВА 3. Гигиеническая характеристика воздушной среды г. Магнитогорска
3.1. Климатические и геохимические особенности города 46
3.2. Гигиеническая характеристика антропогенного загрязнения атмосферного воздуха г. Магнитогорска за период с 1998 г по 2002 г 47
3.3. Изучение токсичности проб воздуха в люминесцентном бактериальном тесте 52
ГЛАВА 4. Изучение связи между уровнями загрязнения атмосферного воздуха и состоянием здоровья детей
4.1. Заболеваемость детского населения Магнитогорска в период с 1998 по 2002 гг 62
4.2. Исследование распространенности заболеваний у детей, проживающих в выбранных зонах наблюдения 63
4.3. Изучение влияния сопутствующих факторов на заболеваемость обследованных детей 67
4.4. Состояние секреторного иммунитета детей, проживающих в сравниваемых зонах наблюдения 72
Заключение 76
Выводы 80
Список литературы 82
Приложение
- Состояние атмосферного воздуха в городах с развитым металлургическим производством
- Методы определения показателей секреторного иммунитета
- Гигиеническая характеристика антропогенного загрязнения атмосферного воздуха г. Магнитогорска за период с 1998 г по 2002 г
- Исследование распространенности заболеваний у детей, проживающих в выбранных зонах наблюдения
Введение к работе
Актуальность исследования.
Оценка роли неблагоприятных воздействий на организм человека, обусловленных загрязнением окружающей среды химическими соединениями, представляет собой важнейшую задачу гигиены на современном этапе (Онищенко Г.Г., 2001; Рахманин Ю.А., Новиков СМ., Румянцев Г.И., 2002). Несмотря на большое число работ, посвященных взаимоотношениям в системе «окружающая среда - здоровье населения», f актуальным остается изучение региональных аспектов комплексной оценки антропогенных факторов, в том числе и с точки зрения возможности использования крупных промышленных центров в качестве удобных, относительно простых моделей для апробации новых методов оценки уровней загрязнения окружающей среды и состояния здоровья населения (Пинигин М.А., 1997; Юдина Т.В. с соавт., 1997; Сабирова З.Ф., 2001; Рахманин Ю.А., Ревазова Ю.А., 2004).
Одним из таких методов является люминесцентный бактериальный тест (ЛБТ), который в настоящее время достаточно широко применяется в нашей стране и за рубежом для оценки суммарной токсичности проб из различных объектов окружающей среды — воды природных водоемов, сточных и технических вод, атмосферного воздуха, почвы и донных отложений (Геворкян Н.М. с соавт., 1994; Ревазова Ю.А. с соавт., 1997; Хрипач Л.В. с соавт., 1998; Русаков Н.В., Донерьян Л.Г., 2001; Drzewicz P. et al., 2004; Blaise et al., 2004), В то же время практически отсутствуют экспериментальные данные по использованию теста ЛБТ параллельно с общепринятой методологией расчета комплексных показателей загрязнения окружающей среды, основанной на химическом анализе проб. Это, в свою очередь, не позволяет объективно оценить возможности и ограничения метода и обосновать его информативность для гигиенических исследований.
Особенно это касается метода оценки в тесте ЛБТ токсичности атмосферного воздуха, поскольку принятая в настоящее время процедура пробоподготовки практически исключает возможность определения вклада части загрязнителей воздуха (газообразных и высокогидрофобных) в суммарный эффект (Хрипач Л.В., 2003). Поэтому попытка использования данного метода под параллельным химико-аналитическим контролем в гигиеническом исследовании уровней загрязнения атмосферного воздуха и состояния здоровья населения на территории Магнитогорска является актуальной и современной.
Магнитогорск ежегодно включается в список из 15 российских городов с устойчиво повышенным уровнем загрязнения атмосферы химическими соединениями. Основную часть выбросов в атмосферный воздух города обеспечивает Магнитогорский металлургический комбинат (ММК), занимающий около 70% его территории. Селитебные районы города разделены рекой Урал на две зоны — непосредственно примыкающую к ММК Левобережную и отстоящую от него на расстояние 15-17 км Правобережную. В городе отмечается высокий уровень заболеваемости органов дыхания, сердечно-сосудистой системы, органов кроветворения и новообразований (Кошкина B.C., 2004). Показано, что выбросы ММК влияют на состояние здоровья не только рабочих металлургических производств, но и различных групп населения (Котляр Н.Н., Кошкина B.C., 1997; Котышева Е.Н., 2000; Антипанова Н.А., 2000).
В связи с вышеизложенным целью настоящего исследования является обоснование условий к применению люминесцентного бактериального теста в гигиенических исследованиях на территории крупного металлургического центра
В соответствии с целью поставлены следующие задачи: 1. Сопоставить результаты параллельного исследования уровней загрязнения атмосферного воздуха на территории Магнитогорска с помощью люминесцентного бактериального теста и химико-аналитическим методом.
2. Выявить условия и ограничения для применения
лгоминесцирующих бактерий при оценке суммарной токсичности проб
атмосферного воздуха крупного металлургического центра.
3. В двух районах города, различающихся степенью загрязнения
атмосферного воздуха химическими соединениями, провести исследование
заболеваемости и показателей секреторного иммунитета детского населения
Научная новизна результатов:
впервые экспериментально обоснована возможность использования теста ЛБТ для ориентировочной оценки уровней загрязнения атмосферы химическими соединениями при выборе зон обследования населения на территории крупного центра черной металлургии
проведен факторный анализ спектра основных загрязнителей атмосферного воздуха на территории Магнитогорска, результаты которого позволяют объяснить сопоставимость данных теста ЛБТ с комплексными показателями загрязнения атмосферы 13-ю химическими соединениями, из которых 4 не могут быть измерены существующей модификацией теста ЛБТ
выявлено ограничение к применению теста ЛБТ, заключающееся в нарушении соответствия между токсичностью воздуха для люминесцирующих бактерий и комплексными показателями загрязнения атмосферы при изучении относительно небольших сезонных изменений на каждом из постов наблюдения
установлено достоверное влияние загрязнения атмосферного воздуха на территории Магнитогорска на заболеваемость и состояние секреторного иммунитета у детей 3-6- лет
проведен анализ влияния ряда сопутствующих факторов на заболеваемость обследованных детей, выявлена достоверная связь заболеваемости с курением родителей
7 Практическая значимость и внедрение результатов исследования.
Обоснованы рекомендации к применению люминесцирующих бактерий для оценки суммарной токсичности проб атмосферного воздуха на территории металлургических центров. Обосновано предложение о целесообразности замены биосенсора "Эколюм-05" на штамм, устойчивый к органическим растворителям.
Результаты проведенных исследований нашли внедрение при разработке комплекса оздоровительных мероприятий и организации социально-гигиенического мониторинга в г. Магнитогорске. Метод оценки суммарной токсичности атмосферного воздуха с помощью теста ЛБТ предложен к применению лаборатории по мониторингу загрязнения атмосферного воздуха ГУ Челябинской области (справка №93). По результатам исследований подготовлено информационно-методическое письмо «Влияние суммарного загрязнения атмосферного воздуха на состояние здоровья детского населения г. Магнитогорска» (акт внедрения от 23 июня 2005 г.). Результаты исследования используются в курсах лекций и практических занятий в Магнитогорском государственном университете и Магнитогорском государственном * техническом университете (акты внедрения от 23 июня 2005 г.)
Положения, выносимые на защиту:
Корреляционный, регрессионный и факторный анализ результатов исследования показал, что тест ЛБТ может быть использован для ориентировочной оценки уровней загрязнения атмосферы с целью выбора районов проведения медико-гигиенических обследований населения на территориях центров черной металлургии.
Вклад бенз(а)пирена и газообразных соединений (не определяемых существующей модификацией теста ЛБТ) в расчетные комплексные показатели загрязнения атмосферы в ряде случаев может быть причиной несоответствия данных теста ЛБТ и химико-аналитических данных, что было
выявлено в процессе анализа сезонных изменений на каждом из постов наблюдения.
3. Загрязнение атмосферного воздуха на территории Магнитогорска достоверно влияет на заболеваемость и состояние секреторного иммунитета детей 3-6 лет.
Апробация работы.
Результаты исследования по теме диссертации доложены и обсуждены на всероссийской конференции "Теоретические и практические решения проблем санитарной охраны атмосферного воздуха" (Москва, 2003 г.); Всероссийской научно — практической конференции «Среда обитания и здоровье детского населения» (Оренбург, 2003 г.); Всероссийской конференции «Проблемы экологически обусловленных нарушений состояния здоровья населения промышленных городов Южного Урала с развитой отраслью черной металлургии (Магнитогорск, 2004 г.), внутривузовских конференциях Магнитогорского государственного университета (2000 - 2004 гг.).
Публикации:
Основные результаты исследования опубликованы в 9 печатных работах, из них 2 в центральных отечественных журналах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из 102 страниц машинописного текста и включает в себя: введение, обзор литературы, описание методов исследования, результаты исследования и их обсуждение, заключение, выводы, список литературы, приложение. В работе содержится 13 таблиц и 9 рисунков. Библиография включает 185 источников, в том числе 44 иностранных авторов.
Состояние атмосферного воздуха в городах с развитым металлургическим производством
Ведущими отраслями промышленности, определяющими специфику и уровни антропогенного загрязнения атмосферного воздуха, являются черная и цветная металлургия, химическая и нефтехимическая промышленность, машиностроение и автомобильный транспорт, электроэнергетика. В России среди всех стационарных источников загрязнения воздушного бассейна предприятия черной металлургии занимают второе место (Онищенко Г.Г., 2003), На долю черной металлургии в России приходится седьмая часть всех выбросов в воздушную среду ("Окружающая природная среда", 1995; Широков Ю.Г., 1994). В настоящее время к зонам экологического бедствия относятся территории следующих крупных центров черной металлургии: Норильск, Нижний Тагил, Карабаш, Новокузнецк, Липецк, Череповец (Онищенко ТТ., 2003); до 1996 г. в списке этих городов находился и Магнитогорск (Кошкина B.C., 2004).
Так, в г.Нижний Тагил металлургический завод обеспечивает 80% выбросов в атмосферу от всех предприятий города; концентрации взвешенных веществ, фенола, аммиака, сернистого газа, бензола, оксидов азота, окиси углерода в атмосферном воздухе значительно превышают ПДК (Кошкина B.C., 2004).
Основными источниками, загрязняющими атмосферный воздух г.Череповца, являются коксохимическое, доменное, агломерационное, мартеновское производства; более, чем в 5 раз превышают ПДК содержание фенола, взвешенных веществ, окиси углерода (Дридж Н.Л., 1972) .В г.Новокузнецке основные выбросы в атмосферный воздух обеспечивают Кузнецкий и Западно-сибирский металлургический комбинаты, преимущественные загрязнения формируются за счет выбросов взвешенных веществ, сернистым газом, окисью углерода, диоксида азота (Суржиков В.Д., 1994).
Технологические процессы на всех стадиях металлургического производства сопровождаются значительным пыле- и газовыделением в окружающую среду. Основными источниками твердых выбросов в металлургии являются производство сырого чугуна, стали, ферросплавов, горячего проката, литейное и коксохимическое производство. Газовые выбросы связаны в основном с процессами горения и представлены: оксидом углерода (в среднем около 70% от суммарного выброса в атмосферу), аэрозолями (15%), диоксидом серы (10%), оксидами азота (5%) (Окруж. природная среда, 1995). Предприятия цветной металлургии дополнительно загрязняют окружающую среду медью, цинком, марганцем, свинцом (Камильджанов А.Х.,1987; Бретшнайдер Б., Курфюст И., 1989; Петров Б.А., Величковский Б.Т., 2001).
Взвешенные частицы. Основным источником взвешенных частиц в металлургической промышленности является металлургический передел. Выбрасываемая в атмосферный воздух металлургическая пыль содержит преимущественно диоксид кремния (13,5-15,8%) и ряд металлов (медь, железо, свинец, цинк, мышьяк и др.) (Петров Б.А., Величковский Б.Т., 2001).
Состав аэрозольных частиц значительно изменяется в зависимости от размера. Очень мелкие частицы обычно являются результатом конденсации веществ из газовой фазы и имеют кислую реакцию. Частицы большего размера обычно являются результатом механического измельчения материалов и часто имеют щелочную реакцию (Manahan S.E., 1994). До 20% общего количества взвешенных частиц состоит из серной кислоты и сульфатов (частицы до 1 мкм в диаметре состоят из них на 80 %) (Elsom D.M. 1995.).
Экспериментальными исследованиями установлено, что входящая в состав атмосферных выбросов металлургических производств пыль, наряду с резорбтивно-токсическим эффектом, обладает свободно-радикальным механизмом действия. Выраженная способность металлургической пыли сорбировать газообразные компоненты выбросов оказывает влияние на усиление биологической агрессивности данного загрязнителя атмосферного воздуха. Ведущей причиной патогенного действия взвешенных частиц является их способность стимулировать избыточное образование в легких активных форм кислорода, причем преобладающая образующаяся форма активного кислорода зависит от особенностей строения частиц (Петров Б.А., Величковский Б.Т., 2001).
Специфическими выбросами металлургической промышленности являются аэрозоли металлов - свинца, кадмия, меди, железа и др. (Камильджанов А.Х., 1987). Для многих городов СНГ после бенз(а)пирена, занимающего первое место среди токсичных загрязнителей атмосферного воздуха населенных мест, идут по значимости следующие металлы: свинец, ртуть, кадмий, медь (Полякова А.Н. с соавт,, 1995; Тютиков СВ., 2000).
Свинец. Основным источником поступления свинца в атмосферный воздух металлургических городов является добыча свинцовых руд и их переработка ("Мониторинг качества атмосферного воздуха/ВОЗ", 2001). Важным источником поступления свинца в атмосферу являются также автотранспортные средства (Ревич Б. А. 1990, Шепотько А.О. с соавт., 1993; Кошкина B.C. с соавт., 2004). Повышенное содержание свинца в тканях организма угнетает процессы клеточного дыхания, вызывает функциональные и морфологические изменения в митохондриях. Свинец характеризуется гонадотоксическим (Calabrese E.J., Kenyon Е.М.), эмбриотоксическим (Calabrese E.J., Kenyon Е.М.), мутагенным (Кудрин A.B. с соавт., 2000), тератогенным (Gulson ВХ. et al., 1998) гематотоксическим и нефротоксическим (Calabrese EJ.S Kenyon Е.М., 1991), а также воздействует на сердечно-сосудистую систему и метаболизм витамина D, задерживает умственное и физическое развитие детей. При отравлении свинцом поражаются в первую очередь органы кроветворения, нервная система и почки (Красовский Г.Н. с соавт., 1978, Чухловина М.Л., 1997).
Методы определения показателей секреторного иммунитета
Для оценки последствий влияния химических веществ на организм исследовались показатели секреторного иммунитета. Выбор данных показателей обусловлен следующими обстоятельствами: показатели секреторного иммунитета обладают достаточной информативностью, чувствительностью и точностью определения (Яворская О.В.,1994; Теплова С.Н., 2002). - методика сбора исследуемого материала является неинвазивной (Алексеев Д.А. 1999; Архандеев А.В.,2000; Теплова С.Н., 2002); Необходимое число наблюдений в выборке, определенное числом детей в 66 человек, было получено по формуле: где п - число наблюдений, t — критерий Стьюдента, а — среднее квадратичное отклонение, m — максимальный размер ошибки выборки (Буштуева К.А., Случанко И.С., 1979). Отбор детей осуществлялся методом копия-пара: к каждой из 66 единиц наблюдения из 1-й зоны подобраны аналогичные из 2-й. Учитывался пол ребенка, возраст, группа здоровья, длительность проживания в данном районе на основании данных анкет и индивидуальной карты развития. Всего обследовано 132 ребенка 3-6 лет.
Биосредой для изучения секреторного иммунитета выбрана слюна. Определяли количество общего белка, муцина, иммуноглобулинов, активность компонентов комплемента. В таблице 2.2. представлены количественные показатели, характеризующие активность различных иммунных белков и содержание иммуноглобулинов разных классов в слюне здоровых детей от 5 до 10 лет в осенне-зимний сезон года (Архандеев А.В., 2000).
Забор слюны проводился у здоровых детей в январе 2002 года в послеобеденное время с 16 до 18 часов. Выбор времени суток и сезона года для сбора слюны при определении показателей секреторного иммунитета связан с наличием выраженных суточных, сезонных ритмов секреции слюны с пиком в вечернее время суток и в зимний сезон года; наличием суточных и сезонных колебаний содержания отдельных иммунологических показателей в слюне (Теплова С.Н., 2002). Данные некоторых авторов (Яворская О.В. 1994; Алексеев Д.А., 1999) свидетельствуют о том, что достоверные различия в показателях секреторного иммунитета, связанные с воздействием химического характера, у детей загрязненных районов выявляются только в течение зимнего сезона года, когда на действие антропогенных факторов наслаивается влияние экстремальных природных климатических условий.
Для сбора слюны использовался метод накопления слюны в ротовой полости и ее опорожнение каждые 60 секунд, через воронку в сосуд. Согласно рекомендациям Navaresh М. (1993), до взятия смешанной слюны без стимуляции слюноотделения обследуемый промывал полость рта дистиллированной водой, сидел прямо, комфортно, с открытыми глазами, слегка наклонив голову вперед, движения мускулатуры фациальной области сводились к минимуму. Адекватный период для сбора материала 5 минут, повторяемость проб — 2 раза.
Лабораторный иммунологический анализ слюны выполнен к.м.н., старшим лаборантом кафедры иммунологии Челябинской государственной медицинской академии Подгорбунских Т.В.
Статистическая обработка полученных данных проводилась общепринятыми методами математической статистики (Реброва О.Ю., 2002). Анализ данных проводился с помощью компьютерной программы Statistica for Windows версии 6.0. Использовали параметрические и непараметрические методы оценки достоверности межгрупповых различий, корреляционный анализ Спирмена, регрессионный анализ, многомерные методы анализа матриц исходных данных (кластерный и факторный анализ).
Выборочные параметры, приводимые далее в таблицах и тексте, имеют следующие обозначения: X — относительная величина частот заболеваний, [ДИ] — доверительный интервал, п - объем анализируемой выборки, М — медиана, а — среднеквадратическое отклонение, р - достигнутый уровень значимости. Критическое значение уровня значимости принималось равным 5%.
Город Магнитогорск — крупный промышленный центр Южно-Уральского региона с численностью населения 427 тысяч жителей; расположен на юго-западе Челябинской области в верхнем течении реки Урал, на восточном склоне Южно-Уральских гор. Общая площадь города составляет375 км2, площадь жилой застройки — 77,6 км2.
Для города характерен континентальный климат с холодной зимой и жарким, сухим летом. Зимой территория города находится преимущественно под влиянием Азиатского антициклона, формирующего сухую и морозную погоду. Средняя температура в январе —16,9, минимальная —46. Летом преобладает низкое атмосферное давление, способствующее перемещению воздушных масс из Казахстана и Средней Азии, которые формируют жаркую и сухую погоду. Кроме того, летом Магнитогорск периодически попадает под влияние воздушных потоков от Баренцева и Карского морей, Атлантического океана, обеспечивающих влажную и неустойчивую погоду. Средняя температура июля — +18,3, максимальная — +39. Безморозный период длится 100-120 дней. Отмечаются резкие межсезонные колебания температуры.
Селитебные территории города располагаются в степной зоне и являются районами недостаточного увлажнения. Атмосферные осадки выпадают крайне неравномерно. Наибольшая сумма осадков (278 мм) приходится на теплое время года (апрель-октябрь). Зимой количество осадков резко уменьшается (72 мм). Годовая величина осадков может изменяться в 3-4 раза. Небольшое количество осадков в год вызывает в свою очередь опасность вторичного загрязнения приземного слоя атмосферы.
Гигиеническая характеристика антропогенного загрязнения атмосферного воздуха г. Магнитогорска за период с 1998 г по 2002 г
В обоих случаях легко выделялась главная компонента спектра загрязнителей (49-52% общей дисперсии), объединяющая взвешенные вещества, металлы и бенз(а)пирен с факторными нагрузками от 0,7 до 0,9, а также двуокись серы и двуокись азота с несколько меньшими факторными нагрузками - порядка 0,5-0,6. Кроме этого основного фактора, отражающего относительное постоянство соотношения отдельных поллютантов в выбросах Магнитогорского металлургического комбината, выделялся также дополнительный фактор (10 - 12 % общей дисперсии) с высокими факторными нагрузками для фенола и окиси углерода.
«Атипичное» поведение этих двух загрязнителей видно и при рассмотрении таблицы 3.4 — окись углерода содержалась в воздухе Лево- и Правобережного районов примерно в одинаковых концентрациях, а высокие концентрации фенола были зарегистрированы на двух из трех внутригородских постов - № 33 и 34, в то время как на посту № 36, находящемся непосредственно рядом с комбинатом, концентрация фенола в воздухе была на порядок более низкой. Внутригородскими источниками окиси углерода являются обычно транспорт и ТЭЦ, а источниками фенола могут быть мелкие предприятия, использующие обработанную фенолом древесину или полимеры.
Независимо от конкретных источников этих двух "атипичных" загрязнителей воздуха, их вклад в величины комплексных показателей загрязнения атмосферы был относительно небольшим (табл. 3.4). Основная же масса поллютантов, определяющих порядок величин комплексных показателей загрязнения атмосферы, изменялась во времени и пространстве относительно синхронно, обеспечив как наличие опосредованных корреляционных связей между данными теста ЛЕТ и содержанием в воздухе двуокиси серы и бенз(а)пирена (табл. 3.6), так и наличие устойчивых корреляционно-регрессионных связей между данными теста ЛЕТ и комплексными показателями загрязнения атмосферы на обследованной территории Магнитогорска (табл. 3.5). Полученные данные свидетельствуют о том, что на территориях крупных промышленных центров с наличием одного преобладающего источника выбросов в атмосферу тест ЛБТ может быть использован как ориентировочный при выборе внутригородских зон для проведения гигиенических исследований "окружающая среда - здоровье населения".
Ограничения к применению существующей модификации теста ЛБТ для оценки суммарной токсичности проб воздуха были выявлены нами при анализе относительно небольших сезонных изменений загрязнения атмосферы на каждом из постов (табл. 3.7). В этом случае корреляционные связи между токсичностью проб воздуха в тесте ЛБТ и комплексными показателями загрязнения атмосферы становились достоверными только после удаления из комплексных показателей вклада бенз(а)пирена и газообразных веществ. Для данных, полученных на посту № 34, где вклад фенола в суммарное загрязнение воздуха был наиболее существенным (табл. 1), коэффициент корреляции между комплексными показателями загрязнения атмосферы и тушением люминесценции биосенсора становился значимым только после удаления и этой составляющей. Это свидетельствует о том, что фенол, по-видимому, также не способен сорбироваться ацетилцеллюлозными фильтрами АФА-ХА
Из данных, приведенных в табл. 3.7, видно также, что бенз(а)пирен гораздо значительнее нарушает соответствие между данными теста ЛБТ и комплексными показателями загрязнения атмосферы, нежели газообразные вещества и фенол. Поэтому дальнейшую доработку существующего варианта теста ЛБТ следует проводить прежде всего в направлении замены штамма "Эколюм-05" на штамм, устойчивый к действию органических растворителей. Экспериментальный образец такого варианта биосенсора уже получен и успешно применялся для оценки токсичности содержание которых в атмосферном воздухе определялось центром Росгидромета (12 в первой матрице и 13 во второй) спиртов и спиртсодержащих продуктов (Данилов B.C. с соавт., 1998). Выпуск коммерческого варианта этого биосенсора позволил бы использовать в тесте ЛБТ комбинированные водно-органические экстракты фильтров и повысить тем самым его чувствительность и интегральность.
В то же время при анализе всего массива полученных данных по четырем постам, существенно различавшимся по уровням загрязнения атмосферы (последняя строка таблицы 3.7), вышеописанный недостаток существующей модификации теста ЛБТ не являлся критическим. Вклад бенз(а)пирена, газообразных соединений и фенола в этом случае также ослаблял корреляционные связи, но они оставались высокодостоверными. Таким образом, на территории Магнитогорска и других крупных промышленных центров с наличием одного преобладающего источника выбросов в атмосферу тест ЛБТ может быть использован как ориентировочный при выборе места обследования населения. Относительно небольшие сезонные изменения в уровнях загрязнения атмосферы будут адекватно отражаться тестом ЛБТ только после смены биосенсора на устойчивый к органическим растворителям штамм.
Исследование распространенности заболеваний у детей, проживающих в выбранных зонах наблюдения
Таким образом, в рамках данной диссертационной работы была впервые предпринята попытка экспериментально обосновать возможность применения люминесцентного бактериального теста для оценки уровней загрязнения атмосферного воздуха на территории крупного металлургического центра — г. Магнитогорска. Мы включили этот тест как дополнительный в общепринятую схему гигиенического исследования "окружающая среда — здоровье населения", с последующим анализом соответствия между результатами оценки суммарной токсичности воздуха в тесте ЛЕТ и результатами расчета трех комплексных показателей загрязнения атмосферы (Ксум, ИЗА и Р Пинигина) по данным о содержании в воздухе 13-ти химических соединений. В результате динамического исследования (12 ежемесячных определений на каждом из 4-х внутригородских постов Росгидромета) были выявлены достоверные корреляционно-регрессионные связи между данными теста ЛБТ и комплексными показателями загрязнения атмосферы и получены сходные алгоритмы выбора зон обследования населения, с объединением территорий постов 33 - 35 в одну зону. Полученные нами результаты показывают, что в данном случае мы могли выбрать различающиеся по уровням загрязнения атмосферы зоны Магнитогорска для дальнейшего проведения в них обследования населения просто путем оценки токсичности проб воздуха в тесте ЛБТ, не используя химико-аналитические данные Росгидромета.
Теоретически эти результаты применимы не только к центрам черной металлургии, но и к любым крупным промышленным центрам, поскольку именно наличие одного мощного преобладающего источника загрязнения атмосферы обеспечивает относительное постоянство спектра загрязнителей воздуха на территории города (и тем самым относительное постоянство вклада высокогидрофобных и газообразных соединений, которые теряются в процессе пробоподготовки и поэтому не регистрируются существующей модификацией теста ЛБТ), В таких условиях тест ЛБТ будет измерять токсичность не всех содержащихся в воздухе химических соединений, а одной и той же их доли. Теоретически этого достаточно для сохранения пропорциональности между данными теста ЛБТ и расчетными комплексными показателями загрязнения атмосферы, по крайней мере при сравнении внутригородских зон с существенно различающимися уровнями загрязнения атмосферы. Впервые это предположение было высказано в диссертационной работе Л.В. Хрипач при анализе первых, еще ограниченных данных применения теста ЛБТ параллельно с химическим анализом проб воздуха на территории Москвы — города, который является достаточно сложной моделью с точки зрения характера и распределения источников поступления химических соединений в атмосферу (Хрипач Л.В., 2003). В данном исследовании на более простой модели (один преобладающий источник выбросов в атмосферу) это предположение подтвердилось. Несомненно, необходимы дальнейшие экспериментальные исследования для того, чтобы убедиться в возможности адекватного использования теста ЛБТ для ориентировочной оценки уровней загрязнения атмосферы на территориях крупных промышленных центров другого профиля — нефтеперерабатывающих, горнодобывающих и т.д. .
В рамках проведенного исследования мы выявили только одно ограничение к применению существующей модификации теста ЛБТ для оценки уровней загрязнения атмосферы на территориях металлургических центров. Оно заключалось в невозможности использования этого теста для адекватной оценки изменения уровней загрязнения атмосферы во времени на каждом из постов наблюдения. Анализ полученных данных показал, что учет вклада бенз(а)пирена и газообразных загрязнителей при расчете комплексных показателей загрязнения атмосферы всегда сопровождается снижением величины и достоверности коэффициентов корреляции между данными теста ЛБТ и комплексными показателями. Однако при анализе больших различий в уровнях загрязнения атмосферы, необходимых при выборе зон обследования населения, коэффициенты корреляции между этими величинами снижались, но оставались высоко достоверными. При анализе же данных по отдельным постам наблюдения, то есть при сравнении относительно небольших сезонных различий в уровнях загрязнения атмосферы, снижение коэффициентов корреляции между данными теста ЛБТ и расчетными комплексными показателями в большинстве случаев сопровождалось потерей их достоверности. Теоретически этот эффект может проявляться и при сравнении нескольких внутригородских территорий с близкими уровнями загрязнения атмосферы. Однако на таких территориях вряд ли возможно выявить достоверные различия в состоянии здоровья населения, поэтому сделанный нами вывод о целесообразности применения теста ЛБТ как ориентировочного при выборе зон обследования населения на территории центров металлургической промышленности в данном случае не опровергается. Как уже упоминалось при обсуждении результатов, бенз(а)пирен вносит гораздо больший вклад в нарушение соответствия между данными теста ЛБТ и комплексными показателями загрязнения атмосферы, нежели газообразные вещества. Поэтому одним из путей повышения интегральности и чувствительности метода оценки загрязнения воздуха с помощью теста ЛБТ является замена биосенсора "Эколюм-05" на устойчивый к действию органических растворителей штамм.
Используя параллельно два метода оценки уровней загрязнения атмосферы на территории Магнитогорска — химико-аналитический и тест ЛБТ - мы получили возможность более уверенно выбрать зоны для проведения обследования населения, поскольку оба метода свидетельствовали о целесообразности объединения территорий постов 33-35 в единую зону Правобережного района.
