Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные представления о воздействии факторов загрязнения окружающей среды на интегральные показатели здоровья населения 14
1.1. Категория риска как инструмент исследования влияния факторов окружающей среды на показатели здоровья 14
1.2. Математические модели воздействия факторов окружающей среды на здоровье населения и их классификация 22
1.3. Демографические показатели и их роль в системе медико-гигиенических критериев 31
1.4. Состояние окружающей среды и здоровья населения в регионе развития нефтегазодобывающего сектора 38
1.4.1. Загрязнения окружающей среды в условиях функционирования нефтегазового месторождения и нефтегазодобывающего комплекса.. 38
1.4.2. Оценка состояния здоровья населения, проживающего в зоне влияния нефтегазового месторождения 44
Глава 2. Гигиеническая оценка и моделирование вклада факторов окружающей среды в формирование демографических показателей 47
2.1. Макро-показатели здоровья и состояния окружающей среды как инструмент оценки и моделирования 47
2.2. Анализ гигиенических аспектов медико-демографической ситуации в Республике Казахстан 70
2.2.1. Общие тенденции демографических показателей и кластерный анализ регионов 70
2.2.2. Специфика показателей смертности населения Республики Казахстан по причинам смерти 84
2.2.3. Использование показателя средней продолжительности предстоящей жизни как индикатора стабильности систем «Окружающая среда - человек» 94
2.2.4. Моделирование вклада факторов загрязнения окружающей среды в формирование интенсивности смертности 96
2.2.5. Использование аналога модели Гомперца-Мейкема для исследования факторов, влияющих на смертность детей в возрасте до 15 лет 108
2.3. Разработка методов прогнозирования демографической ситуации с учетом воздействия факторов окружающей среды 114
Глава 3. Изучение влияния факторов окружающей среды на интегральные показатели здоровья населения, проживающего в регионе развития нефтедобычи 117
3.1. Состояние окружающей среды и иных факторов, воздействующих на показатели здоровья населения 117
3.1.1. Географические и климатические условия 122
3.1.2. Социально-экономические факторы и санитарно-гигиенические условия 126
3.1.3. Демографическая ситуация 128
3.1.4. Оценка качества атмосферного воздуха 149
3.1.5. Характеристика питьевого водоснабжения 156
3.1.6. Загрязнение почвенного покрова 163
3.1.7. Радиологическая ситуация 180
3.1.8. Состояние растительного и животного мира 185
3.2. Состояние здоровья населения 189
3.2.1. Заболеваемость населения 189
3.2.2. Медико-генетическое исследование 227
3.2.3. Характеристика питания 235
3.2.4. Оценка содержания тяжелых металлов в крови 240
3.2.5. Образ жизни населения 248
3.3. Оценка вклада факторов окружающей среды в формирование интегральных показателей здоровья населения 249
Глава 4. Гигиеническое обоснование перехода республики казахстан к устойчивому развитию 264
Заключение 292
Выводы 307
Список использованных источников 310
Список работ, опубликованных по теме диссертации 327
Приложения 339
- Математические модели воздействия факторов окружающей среды на здоровье населения и их классификация
- Анализ гигиенических аспектов медико-демографической ситуации в Республике Казахстан
- Социально-экономические факторы и санитарно-гигиенические условия
- Гигиеническое обоснование перехода республики казахстан к устойчивому развитию
Введение к работе
Актуальность. Демографические процессы являются базисными и системообразующими показателями социального развития в современном мире III. Для человеческого общества, как и для иных биологических сообществ, наиболее важными характеристиками, отражающими стабильность и устойчивость во взаимодействии организма и среды его обитания, являются такие параметры, как выживаемость, фертильность, продолжительность жизни. Демографические характеристики существенно зависят от влияния факторов окружающей среды на организм человека, и вместе с тем демографическая структура и сама оказывает воздействие на общепопуляционные параметры адаптации /2, 3,4/.
Современная гигиеническая наука уделяет значительное внимание особенностям воздействия факторов окружающей среды на отдельные демографические характеристики. Так, в классических работах, посвященных гигиеническим аспектам качества питьевой воды, подчеркивалась значимость структуры и свойств воды для формирования демографических показателей населения в определенных регионах /5, 6/. На демографическую ситуацию существенно влияют особенности питания /7, 8, 91.
При разработке теории гигиенических рисков использовались критерии, связанные со смертностью населения и количественной оценкой прироста смертности, вызванного изменением факторов окружающей среды /10, 11/.
Республика Казахстан имеет свои особенности, как по характеру условий окружающей среды, так и по специфике демографической ситуации. Переход к иной социально-политической модели, начиная с 1992-1993 годов, вызвал в Казахстане, как и в других странах бывшего СССР, резкое изменение демографических тенденций: снижение средней продолжительности жизни, рождаемости, повышение общей смертности. При этом уже к 2000 году в Казахстане удалось предотвратить риск вхождения в ситуацию так называемого «демографического креста»: снижение смертности, рождаемость начала расти. Характерно, что это происходило синхронно со стабилизацией уровня выбросов в атмосферу, и к настоящему времени наметились тренды к снижению загрязнения среды и удельных эмиссий промышленных объектов.
Несмотря на то, что ряд серьезных исследований в Казахстане посвящены проблемам демографической оценки и прогноза /12, 13/, а также вопросам состояния окружающей среды, в том числе, в связи с наращиванием нефтегазового комплекса страны /14, 15/, системный анализ демографических рисков, вызванных воздействием факторов окружающей среды на здоровье населения, до настоящего времени затруднен из-за существенных методологических проблем. То или иное изменение в локальных факторах окружающей среды может привести к приросту или убыли случаев смерти у определенной группы населения, однако это не означает, что произойдет также изменение в интегральных показателях
смертности и средней продолжительности жизни. Риски воздействия факторов окружающей среды могут оказаться измененными за счет тех или иных причин: например, вследствие «конкуренции» причин смертности, сдвигов в возрастных группах и др.
В целом, интегральные показатели, характеризующие состояние окружающей среды и здоровья населения, представляют значительный теоретический, методологический и практический интерес. Согласно данным Г.Н. Красовского /16/, таксономическое исследование зависимости видовой продолжительности жизни от физиологических и иных параметров показывает, что для человека этот показатель должен был бы составить 25-28 лет, и только лишь за счет социальной организации происходит «наращивание» продолжительности жизни до нынешнего уровня. Таким образом, ущерб демографическим процессам от загрязнения окружающей среды должен на системном уровне рассматриваться одновременно с вкладом, который антропогенная деятельность вносит в сам факт существования и выживания человеческой цивилизации.
Важные закономерности влияния факторов окружающей среды на состояние демографических параметров позволяют выявить модель Гомперца-Мейкема /17/. Показатель интенсивности смертности разделяется в этой модели на два слагаемых, одно из которых зависит от возраста смертности (его предложено относить к «биологической» компоненте), а другое постоянно для популяции (по этому параметру предложено измерять социальное и экологическое благополучие). Модель Гомперца-Мейкема следует считать одним из важных шагов в направлении анализа демографических данных в связи с воздействующими факторами среды. Данная модель требует более широкого использования в гигиеническом анализе, для чего необходима ее интерпретация в терминах гигиенической науки, а также расширение до полного класса моделей, которые бы позволяли рассматривать демографические показатели как индикаторы загрязнения окружающей среды, социальной стабильности, экономической устойчивости.
Вместе с тем, гигиенического истолкования многих важных фактов, связанных с динамикой демографических показателей в современном мире, до сих пор не дано. Не существует системной теории и методологии, которая определяла бы роль факторов окружающей среды в формировании таких важнейших показателей, как средняя продолжительность жизни. Не обоснована возможность сопоставительной оценки вклада экологических, экономических и социальных факторов в демографические процессы. Не разработаны подходы к применению демографической информации для интегральной сравнительной оценки состояния окружающей среды в том или ином регионе. Отсутствует модель, позволяющая оценивать риски для здоровья населения от воздействия факторов окружающей среды, исходя из демографических показателей. Не нашли своего применения модели демографического прогнозирования, учитывающие динамику состояния факторов окружающей среды.
Для Республики Казахстан, где освоение нефтяных запасов Каспия становится центральным направлением дальнейшего экономического развития, отсутствуют теоретические и прикладные работы, раскрывающие особенности влияния условий жизни населения в зонах освоения нефтяных месторождений на формирование интегральных демографических показателей.
Управление гигиеническими факторами здоровья населения (в целом), и демографической ситуации (в частности), является важнейшим элементом перехода Республики Казахстан к устойчивому развитию. В работах О.Л. Кузнецова, Б.Е. Большакова /18/, О.Д. Дорониной, Ю.А. Рахманина /19/ разработаны принципиально новые подходы к достижению устойчивого развития общества. Вместе с тем, требуется более глубокое гигиеническое обоснование мер по переходу к устойчивому развитию Республики Казахстан в современных условиях.
Анализу влияния факторов окружающей среды на демографические показатели в условиях Республики Казахстан как основе для разработки прогнозных моделей, связывающих ключевые демографические показатели с другими макро-показателями, характеризующими степень устойчивости развития общества, посвящена настоящая работа.
Цель работы: Разработка и теоретическое обоснование методов системного анализа, оценки и прогнозного моделирования влияния факторов окружающей среды на интегральные демографические показатели как комплексные индикаторы устойчивого развития.
В соответствии с целью в работе решались следующие основные задачи:
Исследование и анализ специфики интегральных демографических показателей в регионах Республики Казахстан, различающихся по состоянию окружающей среды, социальному и экономическому положению.
Изучение зависимости и сравнительный анализ средней продолжительности предстоящей жизни в странах мира и регионах Казахстана от различных индикаторных параметров, обоснование методики прогноза демографической ситуации с учетом воздействующих факторов.
Исследование гигиенических аспектов формирования показателей смертности населения Республики Казахстан по отдельным возрастным группам и по причинам смерти.
Разработка и обоснование комплекса моделей, позволяющих оценивать состояние окружающей среды на основе демографической информации и определять вклад различных факторов в уровень смертности населения.
Углубленное исследование здоровья населения, состояния окружающей среды, социальной ситуации в регионе разработки крупного нефтяного месторождения и сравнительная оценка влияния гигиенических и социально-экономических факторов на интегральные демографические показатели.
6. Гигиеническое обоснование стратегии перехода Республики Казахстан к устойчивому развитию и разработка гигиенических и медико-демографических целевых индикаторных показателей на период до 2024 года.
Научная новизна.
Впервые разработана модель, отражающая зависимость средней продолжительности жизни населения в различных странах мира и в регионах Республики Казахстан с показателями экономического развития и состояния окружающей среды, предложена методика прогнозирования демографической ситуации и показана возможность увеличения ожидаемой продолжительности жизни в Республике Казахстан до 73 лет к 2024 году.
На основании исследования макро-показателей, характеризующих состояние здоровья населения и окружающей среды, разработан новый показатель «качества ВВП», который может служить индикатором устойчивого развития регионов. Исходя из установленной линейной зависимости ожидаемой продолжительности жизни населения от логарифма отношения валового внутреннего (регионального) продукта (ВВП) к валовому выбросу в атмосферу, высказана гипотеза о компенсирующем характере социально-экономических условий по отношению к рискам для здоровья, имеющим гигиеническую природу; разработана новая обобщенная модель оценки ущерба от загрязнения окружающей среды для демографической ситуации, включающая социально-экономическую составляющую.
С применением системного подхода и имитационного математического моделирования установлено, что компонента интенсивности смертности, связанная с воздействием факторов окружающей среды, не зависит от возраста индивидуума или зависит от него линейно (тогда как вторая компонента является экспоненциальной). Тем самым дана гигиеническая интерпретация модели Гомперца-Мейкема и показано, каким образом эта модель может быть использована для целей гигиенических исследований.
На основе фактических данных доказано, что первая компонента модели Гомперца-Мейкема для населения одного из крупных промышленных городов Казахстана зависит от динамики показателя индекса загрязнения атмосферного воздуха (ИЗА5).
Построено расширение модели Гомперца-Мейкема до соответствующего класса, включающего различные аналоги. Разработана методика «дуальной оценки», позволяющая оценивать вклад в формирование демографических показателей макро-факторов попарно.
Предложена матрица исследования в области гигиенической демографии, на основе которой изучено состояние здоровья населения вблизи от крупнейшего Тенгизского нефтяного месторождения и показано, что экономические и социальные факторы компенсируют негативное воздействие окружающей среды на здоровье населения, в связи с чем
демографическая ситуация в районе лучше, чем в других регионах Республики Казахстан.
Дано научное обоснование комплекса мероприятий, направленных на обеспечение перехода Республики Казахстан к устойчивому развитию, выявлены закономерности построения системы целевых индикаторных показателей здоровья населения и факторов, его формирующих, на кратко-, средне- и долгосрочную перспективу.
Теоретическая значимость работы заключается в разработке нового научного направления - гигиенической демографии - и создании комплекса моделей оценки влияния факторов окружающей среды на демографические показатели.
Практическая значимость исследования состоит в разработке, на примере различных регионов Республики Казахстан, методов управления демографической ситуацией с использованием гигиенических подходов, целевых индикаторных показателей и критериев, что в настоящее время реализовано в различных регионах Республики Казахстан в рамках внедрения Концепции перехода к устойчивому развитию на 2007-2024 годы. В соответствии с данными рекомендациями осуществлено переселение населенного пункта Сарыкамыс из зоны влияния крупного нефтеперерабатывающего предприятия.
Внедрение результатов работы. Результаты работы использованы в Стратегии «Казахстан-2030», Концепции экологической безопасности (утверждена Указом Президента РК № 1241 от 3 декабря 2003 года), Концепции перехода Республики Казахстан к устойчивому развитию на 2007-2024 годы (одобрена Указом № 216 от 14 ноября 2006 года), Программе реформирования и развития здравоохранения на 2005-2010 годы (утверждена Указом Президента РК № 1438 от 13 сентября 2004 года), Экологическом Кодексе Республики Казахстан (утвержден Указом Президента РК от 9 января 2007 года), Экологической политике Министерства охраны окружающей среды (утверждена Приказом Министра охраны окружающей среды № 335-п от 9 ноября 2006 года), проекте Трудового кодекса Республики Казахстан. Внедрение подтверждено актами, подписанными руководством министерств и ведомств Республики Казахстан.
Апробация работы. Материалы диссертации апробированы на 38 международных, республиканских и региональных конференциях, симпозиумах, съездах и конгрессах, в том числе: VII Международной конференции «Экология и развитие Северо-запада России» (г. Санкт-Петербург, 2002); Международной научно-практической конференции «Здоровье человека и системы природного оздоровления (г. Алматы, 2002); Республиканской научно-практической конференции «Опыт, проблемы и перспективы реформирования системы здравоохранения в Республике
Казахстан» (г. Алматы, 2002); Международной научно-практический конференции «Медико-социальные последствия облучения населения Казахстана в результате ядерных испытаний» (г. Семипалатинск, 2002); Форуме специалистов здорового образа жизни Республики Казахстан «Проблема и перспективы формирования здорового образа жизни» (г. Алматы, 2002); II Съезде врачей и провизоров Казахстана (г. Астана 2002); Международной научно-практической конференции «Региональные проблемы экологии и безопасности жизнедеятельности» (г. Алматы, 2002); Международной научно-практической конференции «Опыт внедрения и перспективы развития проекта ВОЗ «Здоровые Университеты»» (г. Алматы, 2002); Международной научно-практической конференции по дальнейшему развитию сельского здравоохранения (г. Павлодар, 2003); Республиканской научно-практической конференции «Экология и здоровье детей» (г. Усть-Каменогорск, 2003); 4 Международном конгрессе пульмонологов Центральной Азии, (г. Астана, 2004); VIII и IX международная конференция «Экология и развитие общества» (г. Санкт- Петербург, 2003, 2005); Международной научно-практической конференции «Качество образования: менеджмент кредитная система обучения, достижения, проблемы (г. Экибастуз, 2006); Международной научно-практической конференции «Экологическая безопасность урбанизированных территорий в условиях устойчивого развития» (г. Астана, 2006); Международный круглый стол «Медико-экологические и социально-демографические аспекты перехода Республики Казахстан к устойчивому развитию» (г. Астана, 2006); Научно-практической конференции «Научно-прикладные исследования в области охраны окружающей среды» (г. Астана 2006); Международной угольной конференции (г. Питтсбург, США, 2003), Ежегодной конференции ассоциации промышленных гигиенистов (г. Атланта, США, 2005); Международном семинаре «Внедрение международных стандартов в области охраны труда и осуществление государственного контроля» (г. Астана, 2006); Пленумах Проблемной комиссии по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и Минздравсоцразвития РФ (г. Москва, 2005 > 2006).
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в ПО научных трудах, в том числе в 12 монографиях, 5 статьях, опубликованных в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 4 методических рекомендациях, 2 информационных листках, 87 статьях в международных и республиканских изданиях.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 340 страницах и состоит из введения, обзора современного состояния проблемы, 3 глав собственных исследований, заключения, выводов, списка использованной литературы. Диссертация содержит 66 таблиц и 79 рисунков. Список использованной литературы включает 280 наименований.
Личный вклад автора. Все исследования проводились при личном участии автора. Личный вклад более 80%.
Основные положения, выносимые на защиту
Комплекс методов и моделей анализа и прогнозирования процессов воздействия факторов окружающей среды на интегральные демографические показатели (на примере Республики Казахстан).
Гигиеническое обоснование возможностей применения модели Гомперца-Мейкема и ее аналогов для определения вклада факторов загрязнения окружающей среды в формирование уровня и динамики смертности и средней продолжительности жизни населения.
Система гигиенических и медико-демографических целевых индикаторных показателей для мониторинга перехода Республики Казахстан к устойчивому развитию.
Материалы и методы:
Исследование демографических показателей в Республике Казахстан осуществлялось на основе формирования банка данных с 1999 по 2005 годы о численности населения, случаях смертности, рождаемости, по материалам Агентства по статистике Республики Казахстан, результатам первичной выкопировки свидетельств о смерти.
Расчет таблиц дожития осуществлялся на основе принятых методик. Для демографических расчетов использовано адаптированное программное обеспечение «Демометрик».
Использованы данные международных агентств, ВОЗ, Йельского центра по экологическому законодательству и политике для анализа макропоказателей по различным странам мира.
Для углубленно изучения состояния здоровья населения и окружающей среды в Жылыойском районе осуществлен сбор сведений об умерших и родившихся на основании журналов регистрации районного отдела ЗАГС. Все случаи смерти были закодированы в соответствии с Международной статистической классификацией болезней десятого пересмотра (МКБ-10). На основании полученных данных сформирована компьютерная база данных. Выполнен кластерный анализ (методом K-means).
Проведены независимые контрольные замеры качества атмосферного воздуха в населенных пунктах Сарыкамыс, Аккизтогай и Кульсары. Проведено 96 измерений; в пунктах наблюдений было отобрано 470 проб по 5-ти ингредиентам: взвешенным веществам, оксиду углерода, диоксидам азота и серы, сероводороду.
Все полевые наблюдения и химический анализ проб проведены в соответствии с ГОСТами, принятыми в РК методиками и «Руководством по контролю загрязнения атмосферы» (РД 52.04.186-89).
Определение сероводорода, диоксида серы и оксидов азота произведено с применением поглотительных сосудов в соответствии с «Методиками
определения концентрации неорганических веществ: 5.2.1.4. Диоксид азота: отбор проб в барботеры, 5.2.7.1. Диоксид серы: отбор проб в барботеры, 5.2.7.4. Сероводород: отбор проб в барботеры».
Химический анализ проб осуществлялся согласно «Инструкции по проведению производственного мониторинга окружающей среды и нормированию по результатам мониторинга выбросов и сбросов загрязняющих веществ предприятий» (РНД 03.0.0.4.01-99) в соответствии с рекомендациями, изложенными в РД 52.04.186-89.
Исследование состояния почвенного покрова проведено с использованием стандартных методик. Отборы проб производились с глубины 3-сантиметров методом конверта - с площади 1-1,5 м отбиралась проба весом 0,3-0,5 кг, достаточная для того, чтобы после просеивания через сито с ячеей в 1 мм2 отсеивалась навеска весом 50-70 граммов. Условно фоновые пробы отбирались в районе расположения населенных пунктов в сходных ландшафтных условиях в местах и на расстоянии, исключающих прямое антропогенное загрязнение.
В местах аномального повышения радиационного фона проведены детализационные радиометрические наблюдения с фиксированными замерами интенсивности гамма-поля.
Анализ экогеохимических проб проводился в специализированной лаборатории Alex Stewart Assay and Environmental Laboratories (Кыргызстан, г. Кара Балта) по 34 химическим элементам: Al, Sb, As, Ва, Be, Bi, Cd, Cr, Co, Cu, Fe, La, Pb, Mg, Mn, Hg, Mo, Ni, P, K, Sc, Se, Ag, Na, Sr, Те, Sn, Ті, W, V, Y, Zn, ZR.
Для установления состояния здоровья населения Жылыойского района, выполнен углубленный медицинский осмотр. Исследование проводилось в 3-х населенных пунктах Атырауской области: г. Кульсары, п. Аккизтогай, п. Сарыкамыс, всего осмотрено 4000 человек. Население для осмотра отбиралось по принципу случайной выборки. Проведение медицинского осмотра включало: регистрацию каждого осматриваемого в специальном журнале; присвоение индивидуального кода; выдачу карты медицинского осмотра и бланков обязательных исследований, на которых отмечался тот же код, что и в журнале регистрации; опрос каждого обследуемого по специально разработанной анкете, включающей паспортные и социологические данные, характеристику образа жизни и гигиенические условия проживания; определение антропометрических данных, функционального состояния организма; проведение обязательных лабораторных исследований; углубленный осмотр специалистами с использованием, при необходимости, дополнительных методов исследования; фиксирование процесса медицинского осмотра и его результатов в специальной карте медицинского осмотра.
Учтена заболеваемость населения по данным местных учреждений здравоохранения. Сформирована компьютерная база данных о всех случаях обращений детского и взрослого населения п. Сарыкамыс, п. Аккизтогай и г. Кульсары в лечебно-профилактические учреждения в течение последних 11
лет (с 1991 г. по 2001 г.). Аналогичная информация в среднем по району собрана за последние 6 лет (с 1996 г. по 2001 г.). Основанием служили официальные отчетные формы 12/у.
У 90 человек была взята периферическая кровь для цитогенетического исследования, с применением иммерсионной системы микроскопа «Axioskop», проанализированы хромосомные аберрации у 78 человек (в количестве 13296 метафаз). Уровень хромосомной нестабильности тестируемых популяций Жылыойского района сопоставлялся с таковым у населения, проживающего в зоне минимального радиационного риска Семипалатинского региона.
Для исследования частоты и структуры врожденных пороков развития проанализированы исходы 23793 родов в сельской популяции Жылыойского района Атырауской области. В качестве контрольного обследованы 13049 историй родов и развития новорожденных Кургальджинского района Акмолинской области. Временной интервал охватывал период с 1986 по 2001 годы.
Фактическое питание населения изучалось методом 24-часового воспроизведения питания непосредственно у респондента, а у детей -дополнительно с помощью опроса матери ребенка. Данные вносились на специально разработанные карты. Для уточнения количества потребленной пищи использовали цветной альбом с фотоиллюстрациями объемов и весовых параметров наиболее распространенных блюд и пищевых продуктов. Калорийность и химический состав суточных рационов питания рассчитывали на ЭВМ по специальной программе, где учитывались возможные потери пищевых веществ при холодовой и термической обработке продуктов. Оценка обеспеченности населения основными продуктами питания энергией и другими пищевыми веществами проводилась в сопоставлении с республиканскими и союзными нормативами 1991 г., а также ВОЗ (1987). Рассчитан индекс массы тела.
Изучен уровень содержания в крови кадмия, свинца, меди и ванадия у 83 взрослых жителей п. Сарыкамыс, п. Аккизтогай и г. Кульсары. Основным критерием отбора лиц для исследования являлось отсутствие производственных вредностей и длительность проживания в п. Сарыкамыс, п. Аккизтогай и г. Кульсары не менее 10 лет. Лабораторное исследование проведено в Alex Stewart Assay and Environmental Laboratories.
Выполнен анализ ежедневной обращаемости населения поселка Сарыкамыс за медицинской помощью. Сформирована база данных за каждый день 2000 и 2001 года, содержащая число обратившихся по той или иной причине. Выполнено статистическое исследование соотношения между уровнем загрязнения атмосферного воздуха в поселке и обращаемостью в лечебные учреждения.
Статистическое и имитационное моделирование выполнялось с применением программных средств STATISTICA FOR WINDOWS и Crystal Ball.
Схема диссертационного исследования отображена на рисунке 1.
Разработка модели формирования комплексных показателей здоровья населения под влиянием факторов различной природы
Обоснование медико-гигиенических аспектов демографической ситуации в условиях Республики Казахстан
I. Анализ гигиенических аспектов
демографической ситуации
в Республике Казахстан
Is-
II. Анализ формирования интегральных показателей здоровья населения в районе нефтедобычи
III. Гигиеническое обоснование стратегии
перехода Республики Казахстан к
устойчивому развитию
\7
Рисунок 1. Схема диссертационного исследования.
Математические модели воздействия факторов окружающей среды на здоровье населения и их классификация
Математическое моделирование, понимаемое, как процесс применения некоторых закономерностей или соотношений, связывающих объекты математической природы, для исследования материальной действительности, является ключом к реализации огромных потенциальных резервов естественных наук.
В самом деле, одна из основных пороговых сложностей дознания мира заключается в качественной и количественной многофакторности его причинно-следственных взаимосвязей. Естественный мир в наиболее тонких своих структурах скрыт от экспериментального исследования. Многие из проявлений природы не могут быть познаны без учета их эволюционного развития, длившегося тысячелетия и таким образом недоступного для непосредственного изучения. Наконец, мир является диалектическим единством прошлого, настоящего к будущего, последнее из которых также недоступно для ученого-естественника.
Особенно осложнено в этом плане изучение живой природы, человека и человеческих сообществ, среды обитания живых организмов.
Вследствие этого в научных исследованиях такого профиля невозможно обойтись без инструмента абстрактного конструирования систем природы, обладающего достаточно развитой самостоятельной методологией и способного раскрыть пути к важнейшим направлениям предметной области -выявлению связей, классификации, прогнозированию. Именно таким инструментом является математическое моделирование.
В рассматриваемых областях знания математического моделирования применяются к настоящему времени достаточно широко.
Беллман оправданно призывал математиков обратиться к проблемам медицины, воспринимая ее как один из наиболее перспективных областей человеческого знания.
По-видимому, медицина и медицинская биология в наибольшей степени из всех медико-экологических наук стали объектом математических исследований. В первую очередь это объясняется активным внедрением средств компьютерной техники в практику диагностики и лечения болезней.
Математическое моделирование в медицине и медицинской биологии направлено в первую очередь на построение моделей, некоторых процессов (как правило, патологических), протекающих в живых организмах. Наиболее существенные результаты здесь получены Г.И. Марчуком (в особенности по моделированию иммунологических процессов) /41/, а также рядом других авторов /42,43/.
Образцом такого рода моделирования можно считать построенную Марчуком модель инфекционного заболевания: где v(t) - концентрация патогенных размножающихся антигенов, F(t) -концентрация антител, C(t) - концентрация плазматических клеток, m(t) -относительная характеристика пораженного организма, /3 - коэффициент размножения антигенов, у - коэффициент, связанный с вероятностью нейтрализации антигена антителами при встрече с ними, т - время, в течение которого осуществляется формирование каскада плазматических клеток, а -коэффициент, учитывающий вероятность встречи антиген-антитело, / -коэффициент, равный обратной величине времени жизни плазматических клеток, р - скорость производства антител одной плазматической клеткой, ц -число антител, требующихся на материализацию одного антитела, м -коэффициент, обратно пропорционально времени распада антител, т -относительная характеристика поражения органа-мишени. Существенной сферой является также математическое моделирование процессов диагностики (в особенности работы И.М. Гельфанда, Б.И. Розенфельда, М.А. Шифрина) /44,45/.
Выраженную математическую основу имеет проблематика демографии и медицинской демографии. Статистические методы являются повседневным инструментом изучения народонаселения. На математическом моделировании основываются расчеты показателей таблиц смертности, различного рода демографических коэффициентов, в частности, такой интегральной характеристики как средней продолжительности предстоящей жизни (СППЖ). Д.И. Валентей и А.Я. Кваша сформулировали суть применения математического моделирования в демографии как процесс построения демографических выводов при условии принятия определенных гипотетических положений III.
Л.А. Гаврилов и Н.С. Гаврилова /17/ обобщили аспекты применения математического моделирования к изучению проблем смертности и средней продолжительности жизни.
Так, ими приводится порядка двадцати различных аналитических моделей, описывающих повозрастную смертность в популяции и формулируется основная модель смертности, разбиваемой на сумму двух неотрицательных слагаемых. где \i(x) - интенсивность смертности в возрасте х, имеющая смысл относительной или удельной скорости гибели, А - независящая от возраста (фоновая) компонента,/ - зависящая от возраста компонента смертности. Gompertz /46/ предположил, что Формулу Гомперца-Мейкема, ошибочно названную формулой, или предположением Макегама, привели в своей работе по теории надежности В.Б. Гнеденко, Ю.К. Беляев, А.Д. Соловьев /48/. Впрямую на математические методы опираются эпидемиология и медицинская география. Отметим здесь монографию Клементьева А.А. 141, рассмотревшего эпидемиологию заболеваний инфекционного и дегенеративного типов. Модель распространения инфекционного заболевания по Клементьеву, имеет вид где x(t) - численность контингента, восприимчивого к данному заболеванию, y(t) численность больных, не привлеченных к лечению, z(t) -численность больных, привлеченных к лечению. Все более активно математическое моделирование применяется в здравоохранении. Эта проблематика обобщена В.И. Кантом в его классической монографии. /49/. В основном речь идет о сбалансированном распределении ресурсов (например, коечного фонда /43/, расположения аптек или пунктов скорой помощи /50/ и т.д.). В качестве средств моделирования применяются математическая статистика, теория массового обслуживания, линейное и динамическое программирование. На стыке эпидемиологии, здравоохранения и гигиены стоит чрезвычайно актуальный с точки зрения практических приложений вопрос о построении количественных оценок общественного здоровья. Эта проблематика непосредственно относится к математическому моделированию. Авторы стремятся выбрать некоторую аналитическую функцию/ такую, что где pi, Н і п - некоторые непосредственно измеряемые показатели здоровья в некоторых группах лиц, ind - целостный индекс здоровья, позволяющий сравнивать популяции по их внутреннему благополучию.
Анализ гигиенических аспектов медико-демографической ситуации в Республике Казахстан
Многочисленные авторы отмечают, что здоровье человека это динамичное явление и на его состояние влияет множество факторов, оно в значительной мере определяется социальными условиями, соблюдением здорового образа жизни, гигиеническими нормами качества окружающей среды
На основе анализа литературы и материалов проведенных исследований в зоне Карачаганакского нефтегазодобывающего месторождения У.И. Кенесариев /208/, приходит к выводу, что оценку показателей здоровья в системе «окружающая среда - здоровье населения» целесообразно проводить на основе установления количественных параметров зависимости состояния здоровья и уровня заболеваемости населения от изолированного, комбинированного, сочетанного и комплексного действия химических, физических, биологических факторов на организм людей, проживающих на территориях, различающихся по степени загрязненности, на основе обращаемости за медицинской помощью и углубленного медицинского осмотра.
Из многочисленных (более 200) загрязнителей атмосферного воздуха в условиях Карачаганакского нефтегазового промысла к основным (оценочным) Кенесариев К.И. относит твердые частицы (пыль, зола, сажа), окислы серы, азота, оксиды углерода и углеводородные газы; к массивным загрязнителям - аммиак, сероводород, озон, альдегиды, хлорорганические соединения, фториды, соединения ртути, кадмия и свинца, что совпадает с мнением других авторов / 209,210,211,212,213/.
Исследованиями, проведенными в регионе Карачаганакского нефтегазоконденсатного месторождения /208/ с учетом интегрированного воздействия всего многообразия факторов, установлено, что первое место по уровню заболеваемости здесь занимают болезни органов пищеварения, второе и третье - органов кровообращения и дыхания. Здесь обнаружены наиболее детерминированные связи между выявлением свинца, кадмия, цинка, меди, СН4, СО с частотой возникновения новообразований, болезней органов дыхания, кровообращения, мочеполовой сферы, осложнений беременности, родов и послеродового периода, кожи и подкожной клетчатки и других патологических состояний.
В условиях Карачаганакского нефтегазоконденсатного месторождения /208/ выявлена корреляционная зависимость уровня заболеваемости болезнями крови и кроветворных органов, кожи и подкожной клетчатки от концентрации сероводорода в атмосферном воздухе, что автор объясняет общей интоксикацией и снижением общей резистентности организма, а также местным раздражающим действием. Выявлена корреляционная зависимость уровня заболеваемости болезнями эндокринной системы, расстройства питания, нарушений обмена веществ и иммунитета с концентрацией в атмосферном воздухе населенных мест углекислого газа. Установлена корреляция содержания ртути в воздухе и уровня заболеваемости детей ОРВИ, ангинами и болезнями кожи; взрослых -гипертонией, язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки, болезнями кожи и подкожной клетчатки, вегетососудистой дистонией.
Кардиотоксическое действие металлов отмечала Чекунова Н.П. /214/. Изменение иммунореактивности организма под влиянием тяжелых металлов установлено рядом авторов /215, 216, 217/. Показатели изменения дыхательной системы под влиянием атмосферных загрязнений выявлены многими авторами /218, 219, 220, 221/. В условиях загрязнения воздуха сероводородом, при длительной хронической интоксикации у людей имеет место малокровие, бронхиты, желудочно-кишечные болезни, вазовегетативные синдромы, изменения функционального состояния ЦНС, интехромная анемия, моноцитоз, понижение количества сегментоядерных нейтрофилов, ускоренная РОЭ /222/.
Кабиева А.А. /223/, изучавшая влияние факторов производственной среды на здоровье рабочих Жанажольского газоперерабатывающего завода, сделала вывод, что все этапы технологического процесса здесь сопряжены с загрязнением воздуха рабочей зоны комплексом химических веществ, постоянными компонентами которых являются сероводород, сернистый ангидрид, диоксид серы, окислы азота. Проведенный анализ заболеваемости с временной утратой трудоспособности позволил установить, что в структуре ее первое место занимают заболевания органов дыхания. У рабочих основного производства они составляли 41%, у работников вспомогательного производства и административно-хозяйственной службы -32% . Второе место занимали болезни кожи и подкожной клетчатки - у рабочих основного производства 9%, у работников вспомогательного производства и административно-хозяйственной службы - 8%. Значительную часть у работников АХЧ составили болезни сердечно-сосудистой системы (12%) и желудочно-кишечного тракта (9%). У рабочих основного и вспомогательного производств эти болезни составили 6-7% и по 5% соответственно. Болезни опорно-двигательного аппарата у рабочих основного и вспомогательных производств встречались в 3,4 раза чаще, чем у работников АХЧ. Выявлена корреляционная зависимость между содержанием в производственной атмосфере сероводорода, сернистого ангидрида, окислов азота и заболеваемостью рабочих основного производства болезнями органов дыхания (г = 0,72), фарингитом (г = 0,54), болезнями кожи и подкожной клетчатки (г = 0,59), патологией опорно-двигательного аппарата (г = 0,46). У работников вспомогательного производства и ИТР, не имеющих постоянного контакта с вредными производственными факторами, коэффициенты корреляции были ниже. Кабиева А.А. отмечает, что в выявлении и оценке донозологических и преморбидных состояний наиболее информативными являются такие показатели, как жизненная емкость легких, жизненный индекс, систолическое артериальное давление, диастолическое артериальное давление, (СДД), (УОК), (УИ). Жизненный индекс у рабочих основного и вспомогательного производств был значительно ниже физиологической нормы. По мере уменьшения адаптационных возможностей организма, происходит снижение их количественных значений. По мере нарастания явлений дезадаптации организма разница в значении величины жизненного индекса увеличивается. Неудовлетворительная адаптация развивается в группе основного производства в среднем на 3-5 лет раньше, чем в группе вспомогательного производства и у ИТР. Установлено, что женский организм более подвержен неблагоприятному воздействию факторов производственной среды. В среднем, неудовлетворительная адаптация у женщин основного производства развивается на 3-5 лет раньше. Результаты анализа некоторых параметров функционального состояния сердечнососудистой системы показали, что адаптационные возможности у работающих в основных цехах Жанажольского газоперерабатывающего завода значительно ниже, чем у лиц вспомогательных производств и работников АХЧ.
Шакиров М.М. /224/ в регионе Карачаганакского нефтегазового месторождения выявил высокий уровень распространения инфекционно-паразитарных дерматологических заболеваний (карбункулы, опоясывающий лишай, чесотка, фурункулез, рожа). Они составляли 48% всех кожных болезней и регистрировались в 2,3-3,8 раза чаще, чем в контрольных населенных пунктах района. Автор такое состояние связывает с загрязненностью атмосферного воздуха двуокисью серы, азота, окисью углерода; жесткостью воды, значительным содержанием в ней сульфидов, хлора, железа, свинца, наличием в почве свинца, меди, цинка, кадмия, кобальта, никеля.
Жайсанова Д.Е. /225/, изучавшая особенности патологии ЛОР-органов среди населения и работающих в условиях Карачаганакского нефтегазового месторождения выявила, что в структуре ЛОР заболеваемости с временной утратой трудоспособности у рабочих нефтедобывающей промышленности наибольший удельный вес занимают заболевания лимфоидно-эпителиального кольца и их осложнения, заболевания придаточных пазух носа, острые и хронические заболевания уха. Патология слизистой оболочки дыхательного тракта у рабочих нефтегазовой промышленности проявляется катаральными, дистрофическими, гипертрофическими заболеваниями респираторного тракта, реже гортани. Патология органов слуха проявляется развитием токсической нейросенсорной тугоухости. Наряду с токсическим воздействием различных выбросов, здесь имеет значение воздействие производственных шумов и локальных вибраций, что приводит к формированию кохлеарного неврита. У рабочих нефтегазовой промышленности часто развивается токсическая вестибулопатия.
Социально-экономические факторы и санитарно-гигиенические условия
Исследования смертности в детских возрастах имеет важное значение для Республики Казахстан. Ежегодно Казахстан теряет свыше 10000 жизней в возрастных группах до 15 лет. Не только демографические, но и социально-экономические потери, вызванные смертностью детей, представляются очень значительными.
Известно, что медико-демографический анализ процессов смертности основывается на построении и исследовании таблиц дожития (смертности) 1X1, которые представляют собой матрицы зависимости между возрастной группой и рядом показателей, рассчитываемых на основе повозрастных вероятностей смерти. Можно показать, что такие таблицы концентрируют в себе исключительно емкую демографическую информацию (например, из таблицы дожития может быть легко вычислен и такой важный показатель, как рождаемость).
Между тем, нельзя не видеть, что при анализе таблиц смертности, как правило, детским возрастным группам уделяется в определенном смысле меньшее внимание. Действительно, для этих групп очевидным образом нарушается ряд тенденций и закономерностей, характерных для таблицы дожития в целом. Например, если в целом для популяции риск смерти возрастает с числом прожитых полных лет, то для детей имеет место обратная зависимость.
Особую важность в медико-демографических исследованиях приобрела в последние годы и модель Гомперца-Мейкема, позволяющая разложить интенсивность смертности на две составляющие - социально-экологическую и биологическую, и, соответственно, определить вклад факторов такого рода в формирование демографической ситуации /17/. Известно, однако, что младшие возраста (до 20 лет) не включаются в расчет при оценке параметров этой модели. Представляется актуальным усовершенствовать модель Гомперца-Мейкема или предложить ее аналоги, которые бы позволяли дифференцировать социальные, экологические и биологические факторы при исследовании смертности детей.
Отметим, что в Республике Казахстан сохраняется вызванный потребностями практического здравоохранения активный научный интерес к проблемам младенческой и детской смертности. В частности, в работе Ш.Н. Хусаиновой /240/ дана глубокая оценка региональным аспектам профилактики смертности детей в младенческом возрасте. Проблемам младенческой и детской (в возрасте от 1 до 4 полных лет) смертности посвящены разделы в медико-демографическом исследовании Казахстана /241/. Нельзя не видеть однако, что если детской смертности в отечественных источниках уделяется значительно меньшее внимание, чем младенческой, то смертность в старших детских возрастах (от 5 до 9 и от 10 до 14 полных лет) анализируется крайне редко.
В рамках разработки стратегии развития Республики Казахстан сроком до 2030 года нами была осуществлена большая программа демографических исследований, разработан адаптированный к условиям Казахстана комплекс компьютерных программных средств «Демометрик». В рамках этих работ были получены важные результаты, относящиеся к специфике анализа показателей младенческой и детской смертности.
Мы опирались на исследование ключевого показателя таблиц дожития -вероятности смерти nQx в возрастной группе (х, х + п), для расчета которой использовался итерационный метод Клементьева /4/.
Моделирование интегральных демографических показателей, выполненное по всем регионам Казахстана за период с 1980 по 2005 годы, показывает, что имели место три генеральных тенденции: (1) общая смертность обратно коррелирует с рождаемостью (г = -0,65, Р 0,05), (2) младенческая смертность прямо коррелирует с рождаемостью (г = 0,51, Р 0,05), (3) младенческая смертность обратно коррелирует с общей смертностью (г = -0,25, Р 0,5). Для глубокого понимания сущности таких тенденций необходим статистический анализ таблиц дожития. Обратимся первоначально к рассчитанным нами вероятностям смерти в детских возрастных группах (таблица 14). Отметим, что за исследованный период имели место, как снижение, так и рост отдельных показателей. Наибольший рост при этом наблюдается для городских девочек в возрастной группе 10-14 полных лет, наибольшее снижение показателей - для младенческой смертности сельских девочек. По регионам страны в младенческом возрасте наибольшая вероятность смерти в 1989 году имела место для сельских мальчиков Атырауской области, в 2005 - для городских мальчиков Жамбылской области. В возрастной группе от 1 до 4 полных лет (так называемая детская смертность) и в 1989, и в 2005 году наиболее негативная ситуация складывалась для сельских мальчиков Кызылординской области. В возрастной группе от 5 до 9 полных лет в 1989 году наивысшая вероятность смерти отмечалась для сельских мальчиков Жамбылской области, в 2005 году - для сельских девочек Мангыстауской области. В возрастной группе от 10 до 14 полных лет наибольшие вероятности смерти исчислены для городских мальчиков Талдыкорганской области в 1989 году и сельских мальчиков Мангыстауской области в 2005 году. Представляет особый интерес взаимосвязь между вероятностями смерти в различных возрастных группах таблиц дожития. Нами установлена тесная связь между риском умереть в младенческом возрасте и соответствующим риском в других возрастных группах. Например, на рисунке 37 иллюстрируется соответствующая зависимость для возрастной группы 60-64 полных лет. Таким образом, моделирование показывает, что на один случай смерти в младенческом возрасте приходится в среднем 5,4 случая смерти в возрастной группе 60-64 года.
Гигиеническое обоснование перехода республики казахстан к устойчивому развитию
Таким образом, имеет место определенное превышение содержания ряда тяжелых металлов (Cr, Cd, Ni) в кормовой растительности по сравнению с принятыми в Казахстане нормами. Это может быть следствием природной аномалии, существование которой для кадмия было отмечено выше.
Основным видом воздействия на здоровье населения со стороны представителей животного мира в целом можно считать перенос его представителями опасных вирусов и бактерий.
Роль птиц в эпидемическом процессе достаточно многообразна, тем не менее, она может быть сведена к следующим трем основным функциям. Во-первых, птицы резервируют возбудителя в природных условиях, сохраняя инфекцию в организме в виде персистирующей инфекции или в острой форме. Во-вторых, птицы переносят возбудителя во время миграций в результате его персистенции в организме. В-третьих, птицы прокармливают и переносят эктопаразитов, являющихся в свою очередь резервуаром возбудителя в природе.
Отдельные виды птиц служат резервуаром вирусов передаваемых комарами вирусов в природе. В холодный период вирусы циркулируют аргасовых клещах, основными хозяевами которых являются птицы.
К числу наиболее опасных арбовирусов, обнаруженных в Казахстане, относится лихорадка Западного Нила. В циркуляцию этого вида в культурном ландшафте (населенные пункты и прилежащая территория) включается около 20 видов птиц, прежде всего колониально гнездящиеся грачи, вороны, а также сизые голуби. Важную роль в циркуляции арбовирусов имеют водные и околоводные птицы, населяющие различные водоемы.
Велика роль птиц в экологии вирусов гриппа, предполагается потенциальная возможность переноса чумного микроба хищными птицами. Установлена роль хищных птиц в диссеминации антигена чумного микроба, в циркуляции возбудителя лихорадки КУ. Птицы, обитающие в этом районе (галки, грачи, серые вороны, домовые воробьи, скворцы, чайки) могут служить резервуарами возбудителя токсоплазмоза.
Ведущую роль в распространении токсоплазм в населенных пунктах играю многочисленные виды воробьиных, и в первую очередь синантропные мигрирующие и перелетные птицы. Норный фактор, связанный с гнездованием в норах и посещением нор, населенных кровососущими членистоногими, как уже говорилось выше, имеет особенно важное значение на территории исследований.
Дендрофильно-приземный фактор, связанный с питанием и частично гнездованием в приземном ярусе древесной и кустарниковой растительности, насыщенной кровососущими членистоногими, имеет значение, как в населенных пунктах, так и вблизи них.
Околоводный фактор, связанный с обитанием или с периодическим посещением птицами мест массового выплода кровососущих членистоногих, имеет значение, в условиях, сформировавшихся на территории самоизливающихся артезианских скважинах, а также на водоемах в соровых понижениях. Зимовочный фактор, проявляющийся в способности зимующих птиц собираться в большие скопления, имеет большое значение для заноса на рассматриваемую территорию возбудителей с южно-азиатских и африканских зимовок, неблагополучных в медицинском отношении.
Помимо птиц переносчиками возбудителей инфекционных заболеваний являются и наземные животные и наиболее опасные из них - грызуны. Для зайцев эпидемиологическое значение имеет туляремия.
Обилие видов и жизненных форм грызунов создают разнообразие путей передачи возбудителя болезней. Значительное число инфекций (лептоспироз, листериоз, эризипелоид, гемморагическая лихорадка с почечным синдромом, и др.) передаются не трансмиссивным путем: алиментарным, аэрогенным в результате контакта с инфицированной водой. Для клещевого энцефалита, риккетсиозов, туляремии, спирохетозов главными переносчиками служат иксодовые и аргасовые клещи. Лейшманиозы и москитные лихорадки передают москиты. Некоторым инфекциям свойственно многообразие механизмов передачи. От грызунов болезни в качестве основных, а иногда и единственных переносчиков передают блохи (чума).
Установлено существование обширного Среднеазиатского равнинного очага чумы, к которому относится вся территория района, где грызуны выполняют роль основного носителя, а главными переносчиками являются их блохи рода Xenopsylla.
На площади исследований основным носителем возбудителя кожного лейшманиоза является большая песчанка, а главным переносчиком - москиты Phlebotomus mongolensis. Водная полевка служит главным носителем туляремийной инфекции в поименно-болотных очагах. Не менее 90% из всех случаев заражения людей происходит именно в этих очагах. Водяная полевка в ряде случаев эпидемиологически - более опасный вид, чем мелкие мышевидные грызуны, хотя численность последних может быть и выше. У домовых мышей установлены возбудители следующих инфекций: лимфоцитарный хориоменингит, клещевой энцефалит, везикулезный риккетсиз, лихорадка Ку, сальмонеллез, сибирская язва, чума, псевдотуберкулез, туляремия, листериоз, эзипелоид, кожный лейшманиоз и некоторые другие. В природных очагах большинства инфекций домовые мыши выступают в основном как дополнительные носители возбудителей. У тушканчиков на рассматриваемой территории зарегистрированы следующие патогенные для человека инфекции: чума, псевдотуберкулез, кишечный иерсиниоз, пастереллез, эризипелоид и сальмонеллез. Суслики являются носителями возбудителя чумы. Кроме того, у них установлено носительство микробов бруцеллеза, сибирской язвы, псевдотуберкулеза, лихорадки Ку, токсоплазмоза, эризипелоида и лептоспироза. Среди хищных млекопитающих лисица является основным носителем возбудителя бешенства. При отсутствии контроля за численностью лисиц эпизоотии бешенства среди них могут возникать регулярно через 3-4 года. Таким образом, на обследованной территории имеются факторы риска передачи природноочаговых и просто инфекционных заболеваний представителями животного мира, чему, помимо физико-географических и географо-биологических особенностей территории, способствуют такие факторы, как загрязнение территорий населенных пунктов бытовым мусором, близость к селитебным территориям плохо организованных и не управляемых свалок и накопителей жидких отходов при отсутствии санитарно-эпидемиологического мониторинга.