Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ОЦЕНКА КОМПЛЕКСНОГО ВЛИЯНИЯ АЭРОТЕХНОГЕННЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ НА ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ НАСЕЛЕНИЯ

Петров С.Б. 1 Петров Б.А. 1
1 ГБОУ ВПО «Кировская ГМА» Минздравсоцразвития России, Киров
В работе приведены материалы исследования по оценке комплексного влияния аэротехногенных загрязнителей городской среды на заболеваемость населения г. Кирова. Методом выделения главных компонент определены 3 фактора, объясняющие 81% полной дисперсии переменных (55, 17 и 9% соответственно). Нагрузка на каждый выделенный фактор отличается по составу химических загрязнителей атмосферного воздуха. Так, прямая и сильная корреляционная связь фактора № 1 установлена с концентрациями в атмосферном воздухе взвешенных веществ, оксидов серы и азота, этилбензола и формальдегида, фактора № 2 с концентрациями оксида углерода, бензола и толуола, фактора № 3 с атмосферной концентрацией фенола. Выделенные факторы неравнозначным образом влияют на заболеваемость населения. Так, доминирующий характер влияния на уровень распространенности заболеваний установлен с фактором, объясняющим наибольший процент дисперсии и ассоциированным с взвешенными веществами, оксидами азота, серы и углерода, рядом ароматических углеводородов, формальдегидом.
атмосферный воздух городской среды
химические загрязнители
взрослое и детское население
заболеваемость
факторный анализ
1. Крыштановский А.О. Анализ социологических данных с помощью пакета SPSS. – М.: Изд-во: ГУ ВШЭ, Высшей школы экономики. Издательский дом. – 2006. – 283 с.
2. Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов. – М.: Госкомэкологии России, 1999. – 18 c.
3. Пенчева П.К. Критерии комплексной оценки загрязнения атмосферы // Гигиена и санитария. – 1982. – №1. –С. 74–76.
4. Исследование биологического действия летучей золы в составе пылегазовой смеси / С.Б. Петров, Б.А. Петров, П.И. Цапок, Т.И. Шешунова // Экология человека. – 2009. – № 12. – С. 13–16
5. Актуальные проблемы комплексной гигиенической характеристики факторов городской среды и их воздействия на здоровье населения / Ю.А. Рахманин, С.И. Иванов, С.М. Новиков, Ю.А. Ревазова, Н.В. Русаков // Гигиена и санитария. – 2007. – № 5. – С. 5–7.
6. Халафян А.А. Современные статистические методы медицинских исследований // Ростов н/Д., 2008. – 320 c.

В структуре экологических факторов городской среды большой удельный вес принадлежит аэротехногенным загрязнителям, источниками которых являются промышленные предприятия, энергетические объекты, транспорт. По оценкам экспертов ВОЗ, загрязнение атмосферного воздуха, по сравнению с другими факторами окружающей среды, представляет наибольшую опасность для здоровья населения [5].

Целью настоящего эколого-эпидемиологического исследования являлось изучение влияния промышленно-транспортных выбросов на распространенность заболеваний среди городского населения. В задачи исследования входили оценка уровней загрязненности атмосферного воздуха вредными химическими веществами, проведение статистического анализа распространенности заболеваний среди взрослого и детского населения с установлением причинно-следственных связей с выделенными группами аэротехногенных загрязнителей (факторами).

Материал и методы исследования

Исследование проведено на территории г. Кирова, одного из крупных промышленных городов северо-востока Европейской части РФ. Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха городской территории являются предприятия теплоэнергетики и цветной металлургии, машиностроительной и неф­техимической промышленности, автотранспорт.

Оценка уровней загрязненности атмосферного воздуха проведена путем анализа данных территориального мониторинга. Было проанализировано более 2000 проб атмосферного воздуха на содержание взвешенных веществ, оксидов серы, азота и углерода, фенола, формальдегида, ароматических углеводородов, бензпирена. Для характеристики качества атмосферного воздуха городской среды были рассчитаны коэффициент комплексного загрязнения атмосферного воздуха (K`), относительный уровень загрязнения атмосферного воздуха за счет автотранспорта [2, 3].

Заболеваемость взрослого и детского населения изучалась путем анализа данных учета всех случаев обращений за медицинской помощью в городские учреждения здравоохранения (ф. № 12).

Для оценки нормальности распределений применялся тест Шапиро-Вилка, который не выявил статистически значимых отличий распределений изу­чаемых показателей от нормального распределения, что позволило применить в статистическом анализе параметрические методы. Для характеристики влияния аэротехногенных загрязнителей городской среды на заболеваемость населения был применен факторный анализ методом выделения главных компонент, вращением по типу «варимакс» с нормализацией Кайзера. Оценка силы, направления и статистической значимости связей между изучаемыми показателями выполнена методом корреляционного анализа по Пирсону. Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием программы SPSS for Windows, версия 18 [1, 6].

Результаты исследования и их обсуждение

Метод выделения главных компонент позволил определить 3 фактора, объясняющие 81% полной дисперсии переменных - 55, 17 и 9% соответственно (табл. 1).

Таблица 1

Факторные нагрузки на выделенные компоненты

Контролируемые загрязнители атмосферного воздуха

Факторы (компоненты)

№ 1

№ 2

№ 3

% дисперсии: 55%

% дисперсии: 17%

% дисперсии: 9%

Сера диоксид

0,87

-

-

Взвешенные вещества

0,87

-

-

Азота оксид

0,82

-

-

Азота диоксид

0,81

-

-

Этилбензол

0,74

0,47

-

Формальдегид

0,73

0,49

-

Ксилол

0,63

0,36

-

Бензол

-

0,92

-

Толуол

0,29

0,76

0,44

Углерода оксид

0,60

0,73

-

Фенол

-

0,30

0,92

Бензпирен

0,40

0,23

-

Из представленных в табл. 1 величин факторной нагрузки переменных на выделенные компоненты (выраженных в виде коэффициентов корреляции Пирсона) видно, что с фактором № 1 наибольшую корреляцию имеют концентрации в атмосферном воздухе взвешенных веществ, оксидов серы и азота. Следует отметить, что концентрации перечисленных веществ коррелируют только с данным фактором. Несколько меньшее значение коэффициента корреляции наблюдается у этилбензола и формальдегида, однако, и здесь связь сильная и прямая. В меньшей степени нагрузка на фактор № 1 выражена у атмосферных концентраций ксилола, оксида углерода и бензпирена (прямая средней силы связь).

Наибольшую нагрузку на фактор № 2 оказывают концентрации в атмосферном воздухе ароматических углеводородов - бензола и толуола, оксида углерода (сильная прямая корреляционная зависимость). Атмосферная концентрация бензола коррелирует только с данным фактором и имеет здесь максимальное значение. В меньшей степени с фактором № 2 коррелируют другие ароматические углеводороды - ксилол и этилбензол, формальдегид (прямая средней силы связь). Фактор № 3 имеет сильную прямую корреляционную связь с атмосферной концентрацией фенола и связь средней силы - с концентрацией толуола.

Таким образом, выделенные компоненты отличаются по составу веществ, оказывающих нагрузку на каждый фактор.

В табл. 2 представлены связи выявленных факторов с показателями, характеризующими качество атмосферного воздуха городской среды.

Таблица 2

Связь выявленных факторов с показателями качества атмосферного воздуха городской территории

Показатели качества атмосферного воздуха

Фактор № 1

Фактор № 2

Фактор № 3

Коэффициент комплексного загрязнения атмосферного воздуха (K`)

0,72*

0,42*

0,13

Относительный уровень загрязнения атмосферного воздуха за счет автотранспорта

0,53*

0,65*

0,18

Примечание. * уровень значимости коэффициента корреляции p < 0,05.

Как видно из данной табл. 2, фактор № 1, в котором преобладают пыле-газовый компонент и ряд углеводородов, имеет сильную прямую корреляционную связь с показателем комплексного загрязнения атмосферного воздуха и связь средней силы с показателем загрязнения атмосферного воздуха за счет автотранспорта. Напротив, фактор № 2 (бензол и другие ароматические углеводороды, оксид углерода) в большей степени связан с уровнем загрязнения за счет выбросов автотранспорта, чем с комплексным загрязнением атмосферного воздуха. Между фактором № 3 (фенол) и показателями загрязнения атмосферного воздуха статистически значимая корреляционная связь не выявлена.

Исходя из анализа связей между выявленными факторами и показателями, отражающими качество атмосферного воздуха, можно сделать вывод, что фактор № 1 является более универсальным, характерным для комплексного загрязнения атмосферного воздуха, основными источниками которого в городской среде являются выбросы предприятий теплоэнергетики и автотранспорта. Фактор № 2 более специ­фичен для загрязнения атмосферного воздуха за счет автотранспорта. Фактор № 3, отражающий выбросы фенола в атмосферный воздух, вносит незначительный вклад в уровень загрязнения атмосферного воздуха, что можно объяснить отсутствием на исследуемой территории крупных источников поступления данного химического вещества в окружающую среду (химическое производство и предприятия, производящие полимеры).

В табл. 3 представлено влияние выделенных факторов на уровень распространенности заболеваний среди взрослого населения по отдельным классам болезней.

Таблица 3

Влияние выделенных факторов на уровень распространенности заболеваний среди взрослого населения

Класс болезней

Фактор 1

Фактор 2

Фактор 3

Новообразования

0,67*

0,36*

0,21

Болезни крови

0,53*

0,07

0,10*

Болезни эндокринной системы

0,56*

0,19

0,16*

Болезни нервной системы

0,27

0,66*

0,30

Болезни глаза

0,39*

0,58*

0,27

Болезни уха и сосцевидного отростка

0,31

0,48*

0,72*

Болезни системы кровообращения

0,70*

0,53*

0,09

Болезни органов дыхания

0,65*

0,48*

0,09

Болезни органов пищеварения

0,73*

0,14

0,20

Болезни кожи

0,68*

0,33

0,22

Болезни костно-мышечной системы

0,21

0,02

0,11

Болезни мочеполовой системы

0,74*

0,36

0,22

Общий уровень

0,76*

0,37*

0,22

Примечание. * уровень значимости коэффициента корреляции p < 0,05.

Как видно из данной табл. 3, на общий уровень заболеваемости у взрослых в наибольшей степени влияет фактор № 1, несколько меньшее влияние оказывает фактор № 2. Фактор № 3 не имеет статистически значимой связи с общим уровнем заболеваемости. По отдельным классам болезней фактор № 1 можно ассоциировать с новообразованиями, болезнями крови, эндокринной системы, системы кровообращения, органов дыхания, органов пищеварения, кожи и подкожной клетчатки, мочеполовой системы. В меньшей степени фактор № 1 оказывает влияние на болезни глаза и его придаточного аппарата. Значения фактора № 2 имеют наибольшую корреляцию с уровнями распространенности болезней глаза и его придаточного аппарата, нервной системы. Причем болезни нервной системы статистически значимо коррелируют только с фактором № 2. Наблюдается сочетанное влияние факторов № 1 и № 2 на распространенность новообразований, болезней глаза и его придаточного аппарата, системы кровообращения, органов дыхания. Фактор № 3 имеет статистически значимую сильную прямую корреляционную связь только с болезнями уха и сосцевидного отростка.

В табл. 4 представлено влияние выделенных факторов на уровень распространенности заболеваний среди детского населения.

Таблица 4

Влияние выделенных факторов на уровень распространенности заболеваний среди детского населения

Класс болезней

Фактор 1

Фактор 2

Фактор 3

Новообразования

0,65*

0,12

0,15

Болезни крови

0,20

0,14

0,20

Болезни эндокринной системы

0,20

0,67*

0,32

Болезни нервной системы

0,28

0,27

0,09

Болезни глаза

0,49*

0,50*

0,60*

Болезни уха и сосцевидного отростка

0,58*

0,39*

0,43*

Болезни системы кровообращения

0,21

0,30

0,17

Болезни органов дыхания

0,72*

0,10

0,20

Болезни органов пищеварения

0,69*

0,10

0,22

Болезни кожи

0,67*

0,67*

0,14

Болезни костно-мышечной системы

0,26

0,25

0,18

Болезни мочеполовой системы

0,75*

0,24

0,11

Отдельные состояния в перинатальном периоде

0,75*

0,21

0,25

Общий уровень

0,70*

0,51*

0,17

Примечание. * уровень значимости коэффициента корреляции p < 0,05.

Как видно из данной таблицы, наибольшее влияние на общий уровень заболеваемости детского населения оказывает фактор № 1. Фактор № 1 имеет сильную прямую корреляционную связь с уровнями заболеваемости болезнями органов дыхания и мочеполовой системы, прямую корреляционную связь средней силы с новообразованиями, болезнями глаза и его придаточного аппарата, уха и сосцевидного отростка, органов пищеварения, кожи и подкожной клетчатки. Фактор № 2 характеризует прямую корреляционную связь средней силы с болезнями эндокринной системы, глаза и его придаточного аппарата, уха и сосцевидного отростка, кожи и подкожной клетчатки. Фактор № 3 оказывает влияние на болезни глаза и его придаточного аппарата, уха и сосцевидного отростка. Наблюдается сочетанное влияние выделенных факторов на распространенность болезней глаза и его придаточного аппарата, уха и сосцевидного отростка

Результаты анализа свидетельствуют о различном характере влияния факторов на заболеваемость взрослого и детского населения. Так, у взрослых в основном преобладает влияние фактора № 1 и в меньшей степени № 2, у детей влияние выделенных факторов более сбалансировано. Это можно объяснить большей чувствительностью детского организма к воздействию химических загрязнителей атмосферного воздуха.

Выделенные факторы неравнозначным образом влияют на заболеваемость населения. Так, доминирующий характер влияния на уровень распространенности заболеваний установлен с фактором № 1, ассоциированного с взвешенными веществами, оксидами азота, серы и углерода, рядом углеводородов и бензпиреном. Вероятно, одной из причин сильного влияния данного фактора является выраженная способность взвешенных веществ сорбировать токсичные газообразные соединения с образованием пылегазовых композиций, биологическое действие которых характеризуется усилением токсичности, активизацией формирования иммунопатологических процессов, снижением уровня антиоксидантной защиты [4].

Таким образом, по результатам исследования были определены приоритетные загрязнители атмосферного воздуха городской среды и наиболее информативные показатели заболеваемости населения, что нашло свое практическое применение 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 26.03.2012.


Библиографическая ссылка

Петров С.Б., Петров Б.А. ОЦЕНКА КОМПЛЕКСНОГО ВЛИЯНИЯ АЭРОТЕХНОГЕННЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ НА ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬ НАСЕЛЕНИЯ // Фундаментальные исследования. – 2012. – № 5-1. – С. 100-104;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=29854 (дата обращения: 18.10.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074