Геоэкологические аспекты мониторинга здоровья населения промышленных городов

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ  АСПЕКТЫ МОНИТОРИНГА ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ  ПРОМЫШЛЕННЫХ ГОРОДОВ (КУРОЛАП С. А. , 1998), БИОЛОГИЯ

Изложены  научно-методические принципы регионального  мониторинга здоровья населения. На примере крупного промышленного  города показаны перспективы создания компьютерных банков медико-экологических данных. Рассмотрены подходы к оценке риска здоровью и к эколого-гигиеническому зонированию на базе современных информационных технологий.

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ  АСПЕКТЫ МОНИТОРИНГА ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ  ПРОМЫШЛЕННЫХ ГОРОДОВ

С. А. КУРОЛАП

Воронежский государственный университет

ВВЕДЕНИЕ

Среди разделов современной экологии все  более актуальным становится одно из прикладных направлений - урбоэкология. Крупные промышленные города превращаются в центры острейших экологических проблем. Прогрессирующая урбанизация ведет к очевидным негативным последствиям: загрязнению городской среды, неконтролируемому росту отходов производства и потребления, деградации растительности и как следствие - ухудшению здоровья населения, проживающего в урбанизированных районах. Заболеваемость населения, как в фокусе, отражает весь спектр неблагоприятных экологических последствий, происходящих в среде обитания.

В последние  годы наряду с широким развитием  мониторинговых подходов в системе  экологического контроля и управлении качеством окружающей среды определенные успехи достигнуты и в разработке научно-методических основ регионального мониторинга здоровья населения крупных промышленных регионов. Реальное воплощение этой задачи становится целесообразным и особенно эффективным в связи с развитием и совершенствованием современных информационных технологий.

В статье излагаются основные принципы мониторинга  здоровья населения промышленных городов  с учетом контроля состояния среды  обитания, иллюстрируемые практическим опытом разработки этой проблемы в Воронеже - крупнейшем промышленном центре Центрального Черноземья с населением около 1 млн человек.

НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОНИТОРИНГА ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ

Согласно  сложившимся представлениям, мониторинг "среда-здоровье" (медико-экологический мониторинг) определяется как система организационно-технических и профилактических мероприятий, обеспечивающих наблюдение за состоянием среды обитания, здоровья населения, их оценку и прогнозирование, а также действий, направленных на выявление, предупреждение и устранение влияния вредных факторов среды обитания (факторов риска) на здоровье населения.

Факторы риска - это условия окружающей среды, существенно повышающие риск возникновения  заболеваний населения. По мнению большинства отечественных и зарубежных экспертов ВОЗ, здоровье человека и его заболеваемость определяются по крайней мере четырьмя группами факторов, взаимодействующих в следующем соотношении: 1) медико-генетическими (20%), 2) образом жизни и качеством питания (50%), 3) состоянием окружающей среды (20%), 4) уровнем развития здравоохранения (10%) [1]. Вопросы количественной оценки вклада каждой группы факторов в общую структуру заболеваемости населения важны, так как определяют объем и специфику профилактических мероприятий.

Методология выявления связей в системе "среда-здоровье" базируется обычно на следующих принципах.

1. При  оценке воздействия окружающей  среды на здоровье населения  наиболее часто в качестве  основного параметра общественного  здоровья выбирают заболеваемость детского населения. Детский контингент - своеобразная индикаторная группа, отражающая реакцию коренного населения на вредные воздействия факторов среды. Целесообразность учета детской заболеваемости определяется тем, что дети в меньшей степени, чем взрослые, подвержены внутригородской миграции. Они теснее привязаны к территории, на которой живут и учатся, не испытывают непосредственного влияния профессиональных вредностей. Кроме того, из-за анатомо-физиологических особенностей дети более чувствительны к качеству среды обитания, а сроки проявления неблагоприятных эффектов у них короче. Это повышает достоверность медико-статистических исследований, позволяя делать более объективные выводы об экологической обусловленности заболеваний.

2. В  подавляющем большинстве случаев в связи с загрязнением окружающей среды наблюдается однотипная структура изменения показателей здоровья детей. Например, отклик организма на уровень атмосферного и почвенного загрязнения среды в порядке убывания образует ряд: 1) иммунологическая реактивность; 2) острые заболевания органов дыхания аллергического характера; 3) отклонения от нормы функциональных и физиологических показателей - нарушение гармонического физического развития, увеличение числа лейкоцитов в крови при снижении гемоглобина (анемия); 4) рост хронических заболеваний; 5) увеличение частоты врожденных аномалий, новообразований, болезней крови, системы кровообращения, реагирующих на качество среды обитания [2].

3. Среди  геоэкологических факторов риска  здоровью горожан обычно выделяют уровень атмосферного загрязнения, качество питьевой воды, почвы, архитектурно-планировочную структуру городского пространства, определяющие комфорт жизнеобеспечения и являющиеся предметом контроля соответствующих мониторинговых природоохранных и гигиенических ведомств (Госкомэкология, Госсанэпидемнадзор).

В региональных исследованиях, проведенных на европейской  территории страны, в Сибири и на Дальнем Востоке, показано, что загрязнение  атмосферного воздуха можно считать  ведущим параметром дифференциации территории по состоянию среды обитания [3, 4]. Например, у детей в городах с металлургической промышленностью и высоким загрязнением воздушной среды по сравнению с контрольными группами замедлено физическое и нервно-психическое развитие. Воздействие атмосферных загрязнений сопровождается изменением функции внешнего дыхания, сердечно-сосудистой системы. Так, в городах с развитой нефтехимической промышленностью и вблизи автомагистралей у детей жизненная емкость легких, резервные объемы вдоха и выдоха снижены на 10-30%, а у детей, проживающих вблизи предприятий стройиндустрии с большим пылевым выбросом, - на 70%. Среди других индикаторных показателей следует отметить гематологические параметры. Изменения картины крови столь высоки, что нередко это служит основанием в отказе забора донорской крови у населения неблагополучных районов. Причем, по данным Б.А. Ревича [2], совместное действие пыли и некоторых загрязнителей в современных городах имеет высокотоксичный эффект, в частности: а) бензол + никель + сажа + бенз(а)пирен + формальдегид - канцерогенный эффект; б) углеводороды + + тяжелые металлы (свинец, медь, ртуть) - нарушение репродуктивной функции женщин, врожденные патологии.

Кроме атмосферного загрязнения немаловажными  факторами риска для здоровья являются качество питьевой воды, гигиеническое состояние почвы, в особенности уровень их химического загрязнения и баланс микроэлементов. Широко известны факты положительной корреляции уровня загрязнения питьевой воды нитратами, марганцем, солями тяжелых металлов и распространенности гастритов, урологических заболеваний. В результате дисбаланса микроэлементов в воде могут возникать и многие специфические заболевания, например: уровская болезнь, эндемическая зобная болезнь, и другая краевая патология [1].

Замечено, что дети, проживающие в городах  с опасным загрязнением почв, чаще жалуются на одышку и утомляемость, у них нарушены функциональные нормы  состояния сердечно-сосудистой системы [4]. По данным С.Б. Нарзулаева с соавторами [5], наиболее значительная корреляция с геохимическими характеристиками почвогрунтов отмечается для заболеваний печени, почек, крови и органов кроветворения, нервной системы. Кроветворная система способна накапливать и реплицировать повреждения, способствуя развитию хронических заболеваний.

На основе обобщения многочисленных экспериментальных  данных и региональных исследований в основных чертах сформулированы общие  методические принципы территориального медико-экологического анализа: а) приоритетность эпидемиолого-статистических методов анализа медико-географических данных, закономерности пространственно-временной динамики которых проявляются в больших по численности населения группах (закон больших чисел); б) необходимость учета региональной специфики связей состояния здоровья и качества окружающей среды, влияющей на потенциал самоочищения, условия рассеивания и аккумуляции загрязнителей в среде; в) обязательность выявления порогов воздействия и эффектов суммации вредных факторов риска.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Мониторинговый подход к охране здоровья населения развивался параллельно с созданием систем мониторинга окружающей среды, внедрением автоматизированных геоинформационных систем (ГИС) в практику природопользования, экологического контроля и природоохранные сферы деятельности в 70-90-е годы. В тот период ведущими отечественными и зарубежными научными учреждениями было проведено обоснование организационных, информационных и технических аспектов реализации автоматизированных систем применительно к решению задач мониторинга окружающей среды. Использование ГИС-технологий во всем мире пережило за это время период бурного роста, что связано прежде всего с чрезвычайно высокой эффективностью их использования.

В промышленно  развитых странах Западной Европы (Швеции, Дании, Германии), а также в США и Японии уже в начале 60-х годов стали формироваться автоматизированные банки медицинских данных. Их развитие было успешным благодаря существованию, например, в Скандинавских странах личного номера, однозначно идентифицирующего каждого человека [1]. На основе таких автоматизированных банков данных позднее начали формироваться территориальные регистры рака, функционирующие сейчас во многих регионах и крупных городах мира и России. Более сложной задачей оказалось формирование банков геоэкологических данных, взаимоувязанных с медицинскими регистрами. До настоящего времени этот процесс находится в стадии становления, причем не столько из-за технических сложностей, которые сейчас успешно решаются на базе вычислительных сетей, сколько из-за ведомственной разобщенности медицинских и природоохранных служб.

Развитие  технических средств контроля окружающей среды в зарубежных странах привело  к появлению автоматизированных систем слежения за качеством среды  обитания, например загрязнением атмосферного воздуха в городах. Такие системы типа АНКОС успешно функционируют в США, Японии, странах Западной Европы и Южной Америки. Развитие этого направления за рубежом идет по пути применения все более совершенной техники, наращивания числа станций и автоматических датчиков для определения вредных примесей в атмосферном воздухе, объединения отдельных станций в системы, а локальных систем в региональные и общегосударственные сети [6].

В отечественной  практике системы типа АНКОС начали проектироваться и внедряться с 80-х годов: сначала в Москве, а в 1985-1986 годах в Санкт-Петербурге. Несмотря на их менее высокий технический уровень по сравнению с зарубежными аналогами, разрабатываемые автоматизированные системы мониторинга окружающей среды в настоящее время внедряются в Москве, Казани, Кемерове и других городах. В перспективе значение дистанционных методов мониторинга среды обитания в сочетании с геоэкоинформационными системами сбора и обработки данных, видимо, будет возрастать. По существу в крупных городах уже действуют автоматизированные системы геоэкологического мониторинга, обеспечивающие создание компьютерных городских банков данных о состоянии загрязнения атмосферы и анализ текущей и прогнозируемой обстановки. Широкое распространение получили программные продукты серии "Эколог" (расчет концентрации вредных веществ, содержащихся в выбросах промышленных предприятий; автоматизированные методы прогнозирования последствий аварийного химического загрязнения среды и т.д.).

Все более  заметную роль начинают играть автоматизированные рабочие места (АРМ) специалистов соответствующего профиля на базе современных ПЭВМ. Технология АРМ становится основой технической политики и в сфере разработки геоэкоинформационных систем, предназначенных для управления качеством окружающей среды и охраной здоровья населения.

ИНДИКАЦИОННЫЕ (МАРКЕРНЫЕ) КРИТЕРИИ

И БАНКИ  МЕДИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ

Структурные блоки любой системы мониторинга, в том числе и в сфере  геоэкологических исследований, формируются  на основе комплекса ведущих, то есть маркерных, критериев, подлежащих учету и слежению, а также требующих корректировки в необходимом направлении. Причем в системе регионального мониторинга здоровья населения заболеваемость обычно рассматривают в качестве основного системообразующего блока, а все остальные параметры, в том числе и показатели деятельности сети здравоохранения, - как факторы, воздействующие на здоровье.

Обеспечение гигиенической безопасности населения  требует первостепенного учета  управляемых факторов риска. В условиях промышленного города к таким критериям, на наш взгляд, следует относить следующие.

1. Блок  параметров состояния здоровья  населения

1. Заболеваемость  детского населения: общая и  по основным классам болезней  в соответствии с международной  классификацией болезней (МКБ), оцениваемая числом случаев заболеваний в расчете на тысячу детей, с выделением заболеваемости новорожденных и детей в возрасте до 1 года. База данных формируется не менее чем за 3-5-летний период по территориальным медицинским объединениям и отдельным педиатрическим участкам города.

2. Нарушение  репродуктивной функции женщин: частота рождения маловесных  детей, осложнения беременности, родов, частота самопроизвольных  абортов.

2. Блок  параметров состояния окружающей  среды

1. Состояние  воздушного бассейна: среднегодовые, среднесезонные и максимальные за год концентрации основных загрязнителей, удельный вес лабораторных исследований, не соответствующих гигиеническим стандартам (ГОСТ), парциальный (Iп) и суммарный (Iс) индексы загрязнения атмосферы, рассчитываемые по формуле

где Сi - средняя за год концентрация i-го вещества; ПДКi - предельно допустимая концентрация i-го вещества; k - константа, принимающая значения 1,5; 1,3; 1; 0,85 соответственно для веществ 1-, 2-, 3-, 4-го классов опасности. Iс рассчитывается для n = 5, то есть из пяти наибольших значений концентрации веществ, определяющих основной вклад в суммарное загрязнение воздуха.