Совершенствование системы охраны материнства и детства относится к наиболее актуальным задачам современного отечественного здравоохранения. В связи с этим важное значение приобретают мероприятия, направленные на выявление факторов риска здоровью матери и ребенка, к числу которых следует отнести исследования в области эпидемиологии уронефрологических заболеваний [1, 2].
Целью настоящего эколого-эпидемиологического исследования являлось изучение влияния аэротехногенных загрязнителей городской среды на заболеваемость детей болезнями мочеполовой системы. В задачи исследования входило проведение гигиенического районирования городской территории по уровням загрязненности атмосферного воздуха вредными веществами, статистического анализа заболеваемости детей с установлением причинно-следственных связей в системе «химическое загрязнение атмосферного воздуха – детское населения – болезни мочеполовой системы».
Материал и методы исследования
Для расчета приземных концентраций контролируемых химических загрязнителей атмосферного воздуха (взвешенные вещества, оксиды углерода, азота и серы, фенол, формальдегид, ароматические углеводороды, бенз(а)пирен) использовались данные территориального экологического мониторинга с последующей обработкой с помощью унифицированной программы расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА) «Эко центр». Расчёт загрязнения атмосферы выполнен в соответствии с ОНД-86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий».
Для районирования городской территории по уровню загрязненности атмосферного воздуха был применен кластерный анализ методом K-средних. В выделенных кластерах были рассчитаны коэффициенты комплексного загрязнения атмосферного воздуха (K′ = SД/SПДК∙100 %, где K′ – коэффициент комплексного загрязнения; SПДК – интегрированный критерий условного загрязнения; SД – интегрированный критерий фактического загрязнения), коэффициенты концентрации взвешенных веществ (Кс = C/RfC, где Кс – коэффициент концентрации; C – фактическая концентрация взвешенных веществ, мг/м3; RfC – референтная концентрация взвешенных веществ, мг/м3).
Оценка степени загрязнения почвы по данным анализа геохимических исследований проведена путем расчета коэффициентов концентрации химического вещества – Кс и суммарного показателя загрязнения – Zс (МУ 2.1.7.730–99).
Заболеваемость детей болезнями мочеполовой системы изучалась путем анализа данных государственной отчетной статистической формы № 12 «Сведения о числе заболеваний, зарегистрированных у больных, проживающих в районе обслуживания лечебного учреждения». Сбор информации проведен в поликлиниках, обслуживающих детское население районов, ранжированных по уровням химической загрязненности приземного слоя атмосферы.
Показатель заболеваемости по каждому изучаемому району представлен относительной величиной (P) и ошибкой относительной величины ( ±mp) на 1000 детского населения. Для сравнения изучаемых районов по уровню заболеваемости был применен z-критерий, использование данного критерия обусловлено большим объемом сравниваемых выборок, а также удобством его применения для сравнения выборочных относительных величин. В качестве критического уровня значимости принят уровень: p < 0,05. При анализе заболеваемости были рассчитаны коэффициенты относительного риска по формуле: ОР = Р1/Р2), где ОР – коэффициент относительного риска; P1, P2 – частота встречаемости статистически значимо различающихся показателей заболеваемости в сравниваемых районах, отличающихся по уровням воздействия химических загрязнителей атмосферного воздуха.
Для установления зависимости показателей заболеваемости населения от уровня комплексного воздействия химических загрязнителей атмосферного воздуха (К′) был применен однофакторный регрессионный анализ. Достоверность и адекватность полученных данных оценивалась по коэффициенту корреляции Пирсона (r) и коэффициенту детерминации (r2), критерию Фишера – (F), а также по оценке нормальности распределения остатков регрессии (тест Шапиро‒Вилка).
Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием программы SPSS for Windows, версия 18 [3, 6].
Результаты исследования и их обсуждение
По результатам кластерного анализа на городской территории были выделены 5 районов, статистически значимо различающихся по уровню приземных концентраций контролируемых вредных химических веществ. Наиболее интенсивные уровни загрязнения атмосферного воздуха (К′ = 96,4; К′ = 92,6; Кс = 3,55; Кс = 3,20) установлены в районах размещения городских предприятий теплоэнергетики (ПТЭ). Относительно высокий уровень загрязненности атмосферного воздуха (К′ = 86,8; K′ = 70,6; Кс = 2,94; Кс = 2,88) установлен на территориях, входящих в зоны влияния производственных выбросов ПТЭ по направлению господствующих ветров. Наименьшие показатели загрязнения атмосферного воздуха (K′ = 48,2; Кс = 2,08) установлены в южном секторе городской территории, который был выбран в качестве контрольной территории.
По величине суммарного показателя (Zс) наиболее высокие уровни техногенного загрязнения почвы отмечаются в районах размещения ПТЭ и на территориях, входящих в зоны влияния их производственных выбросов (Zc = 19,96–21,2). Пробы почвы, отобранные на данных территориях по сравнению с фоном содержат статистически значимое (p < 0,05) повышенное количество Mn, Pb, Cu, Ni, S, F, т.е. тех химических элементов, которые являются специфичными для атмосферных выбросов предприятий теплоэнергетики, использующих в качестве основного топливного материала каменный уголь.
Как показали результаты медико-статистического анализа, значения ОР по общему уровню распространенности болезней мочеполовой системы среди детского населения составляли в районах размещения основных промышленных и энергетических объектов 1,87–1,95, в зонах влияния их производственных выбросов по направлению господствующих ветров 1,44–1,56.
При анализе распространенности болезней мочеполовой системы по отдельным нозологическим формам статистически значимое (p < 0,05) повышение уровня по сравнению с контрольным районом установлено только с гломерулярными, тубулоинтерстициальными болезнями почек и другими болезнями почки и мочеточника. Величины ОР для данных заболеваний составляли в районах размещения промышленных и энергетических объектов 2,02–2,81,в зонах влияния их производственных выбросов 1,57–1,80.
В табл. 1 приведены математические модели связей коэффициента комплексного загрязнения атмосферного воздуха (К′), коэффициента концентрации взвешенных веществ (Кс) с уровнями распространенности болезней мочеполовой системы по отдельным нозологическим формам.
Как видно из табл. 1, регрессионный анализ позволил определить четкую связь между общим уровнем распространенности болезней мочеполовой системы, частотой распространенности гломерулярных, тубулоинтерстициальных болезней почек и другими болезнями почки и мочеточника и показателями, характеризующими интенсивность химического загрязнения атмосферного воздуха.
Выявленные связи являются прямыми, сильными и статистически значимыми (p < 0,05). Связь частоты распространенности почечной недостаточности, мочекаменной болезни с уровнями загрязненности атмосферного воздуха вредными химическими веществами является статистически не значимой (p > 0,05).
Установлена прямая, сильная и статистически значимая зависимость между уровнем распространенности гломерулярных и тубулоинтерстициальных болезней почек и уровнем суммарного загрязнения почвы (ZС), коэффициентами концентраций (Кс) меди, свинца, никеля, марганца (табл. 2).
Таблица 1
Зависимость частоты распространенности болезней мочеполовой системы от уровня химического загрязнения атмосферного воздуха
|
Нозологические формы |
r |
r2 |
F |
p |
|
Гломерулярные, тубулоинтерстициальные болезни почек и др. болезни почки и мочеточника |
0,896 0,912 |
0,804 0,831 |
12,30 14,78 |
0,03 0,03 |
|
Почечная недостаточность |
0,625 0,178 |
0,390 0,031 |
2,04 0,12 |
0,23 0,78 |
|
Мочекаменная болезнь |
0,742 0,278 |
0,550 0,077 |
3,56 0,17 |
0,12 0,83 |
|
Общий уровень |
0,906 0,894 |
0,820 0,799 |
13,74 11,58 |
0,03 0,04 |
Примечание. Начертание цифр – обычное (К′), курсивом (Кс).
Таблица 2
Зависимость уровня распространенности гломерулярных и тубулоинтерстициальных болезней почек от степени техногенного загрязнения почвы
|
Показатели |
r |
r2 |
F |
p |
|
ZС |
0,910 |
0,829 |
38,931 |
0,02 |
|
КС Cu |
0,964 |
0,929 |
105,323 |
0,0015 |
|
КС Pb |
0,897 |
0,805 |
33,104 |
0,01 |
|
КС Ni |
0,795 |
0,632 |
13,777 |
0,03 |
|
КС Mn |
0,961 |
0,924 |
98,158 |
0,004 |
Рассматривая влияние аэротехногенных загрязнителей на формирование болезней мочеполовой системы среди детского населения, следует отметить, что основными источниками загрязнения атмосферного воздуха вредными химическими веществами на исследуемой городской территории являются крупные предприятия теплоэнергетики, где в качестве основного топливного материала используется каменный уголь. Основными компонентами атмосферных выбросов ПТЭ являются оксиды азота, углерода и серы, твердые аэрозоли, полициклические ароматические углеводороды. В структуре атмосферных выбросов ПТЭ относительно большой удельный вес (более 30 %) принадлежит летучей золе (ЛЗ), образующейся при сжигании каменного угля при температуре выше 1200 °C. По фазово-минералогическому составу аэрозоли ЛЗ представляют собой сложные силикатные системы преимущественно алюмосиликатной природы, с примесями железа, кальция, марганца, тяжелых металлов. В приземном слое атмосферного воздуха азрозоли ЛЗ вследствие их способности сорбировать газообразные компоненты производственных выбросов находятся в составе пылегазовых смесей (ПГС), причем локальная концентрация адсорбированных газов превышает их концентрацию в газовой фазе [5].
По данным наших экспериментальных исследований на животных, биологическое действие аэрозолей ЛЗ в составе ПГС при длительном хроническом воздействии в малых дозах характеризуется наряду с резорбтивно-токсическим эффектом, интенсивной генерацией и накоплением активных форм кислорода, увеличением содержания липоперекисей, снижением активности антиоксидантной системы и формированием иммунопатологических процессов. В почках экспериментальных животных отмечается зернистая дистрофия эпителия почечных канальцев, в просвете проксимальных отделов почечных канальцев наблюдаются следы белкового субстрата [4, 5].
Таким образом, результаты эколого-эпидемиологического исследования свидетельствуют о влиянии аэротехногенных загрязнителей городской среды на развитие и распространенность в детской популяции болезней мочеполовой системы, среди которых статистически значимая связь установлена с гломерулярными, тубулоинтерстициальными болезнями почек и другими болезнями почки и мочеточника. Влияние аэротехногенных загрязнителей на развитие патологических процессов в почках подтверждается данными ранее проведенного нами экспериментального исследования.
Результаты исследования нашли практическое применение в качестве базовых данных при оценке и прогнозе риска здоровью населения при проведении медико-экологического мониторинга на территории г. Кирова.
Рецензенты:
Шардаков В.И., д.м.н., профессор, руководитель лаборатории иммунологии лейкозов, ФГУ «Кировский научно-исследовательский институт гематологии и переливания крови» Федерального медико-биологического агентства России, г. Киров;
Костяев А.А., д.м.н., доцент, руководитель лаборатории консервирования крови и тканей, ФГУ «Кировский научно-исследовательский институт гематологии и переливания крови» Федерального медико-биологического агентства России, г. Киров.
Работа поступила в редакцию 29.01.2013.