Геоэкологические  аспекты мониторинга  здоровья населения  промышленных городов

С.А. Куролап  2009-02-16 19:26

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.

Содержание

• Введение
• Научно-методические основы мониторинга городской среды
• Геоинформационные технологии
• Индикационные (маркерные) критерии и банки медико-экологических данных
• 1. Блок параметров состояния здоровья населения
• 2. Блок параметров состояния окружающей среды
• 3. Блок параметров нормативно-справочной информации
• Оценка риска здоровью населения
• Эколого-гигиеническое зонирование
• Зона пониженной комфортности
• Зона удовлетворительной комфортности
• Зона повышенной комфортности
• Заключение
• Литература
• Об авторе

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 атмо- сферного 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 стройиндуст-рии 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. Нарзулаевас 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 эпиде-миолого-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 гео-экоинформационных 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.