Оценка риска здоровью детского населения при воздействии соединений тяжелых металлов в городской среде
На правах рукописи
ИВАНЧЕНКО Маргарита Николаевна
ОЦЕНКА РИСКА ЗДОРОВЬЮ ДЕТСКОГО НАСЕЛЕНИЯ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ СОЕДИНЕНИЙ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ГОРОДСКОЙ СРЕДЕ
14.02.01 - гигиена
Автореферат диссертации на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Волгоград 2010
Работа выполнена на кафедре гигиены медико-профилактического факультета ГОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Росздрава
Научный руководитель:
доктор медицинских наук, профессор Луцевич Игорь Николаевич
Официальные оппоненты:
доктор медицинских наук, профессор Сливина Людмила Петровна
доктор медицинских наук, профессор Полиевский Сергей Александрович
Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный медико-стоматологический университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию
Защита состоится «23» декабря 2010 года в 12:00 часов на заседании диссертационного совета Д 208.008.06 при Волгоградском государственном медицинском университете по адресу: 400131, г.Волгоград, площадь Павших Борцов, д. 1.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного медицинского университета.
Автореферат разослан «22» ноября 2010 года.
Ученый секретарь
диссертационного совета
доктор социологических наук,
кандидат медицинских наук, доцент М.Д.Ковалева
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Гигиенические проблемы урбанизации многие годы продолжают оставаться одним из приоритетных и сложных направлений научных исследований в области экологии человека и гигиены окружающей среды. В настоящее время почти половина населения земного шара – это жители городов (Ю.А.Рахманин, С.М.Новиков, Ю.А.Ревазова, Н.В.Русаков, 2006).
В Российской Федерации численность городского населения составляет около 80%.
Среди множества факторов, формирующих здоровье населения, важную роль играет состояние городской среды. Вклад антропогенных факторов в формирование различных патологий может колебаться от 10 до 60% в зависимости от места и условий проживания (Г.Г. Онищенко, 2006).
В результате параллельно протекающих и взаимно связанных процессов – индустриализации и урбанизации – происходит ухудшение качества городской среды. Дифференциация факторов риска, действующих на человека в условиях города, сложна и многообразна, но химические факторы играют, по мнению ученых-гигиенистов, значимую роль. Они оказывают на городских жителей комплексное и комбинированное действие, в результате чего снижается иммунный потенциал человека, возрастает заболеваемость населения, как специфическая (аллергенной, канцерогенной этиологии), так и неспецифическая, выражающаяся в изменении резистентности организма на воздействие других факторов, в нарушении восстановительных процессов. Наблюдается рост наследственных болезней, сокращение продолжительности жизни (Г.Г. Онищенко, Ю.А. Рахманин, 2009).
Тяжелые металлы являются опасными токсикантами для здоровья городского населения (Б.А. Курляндский, С.М. Новиков, 1998; Б.А. Ревич, 2001; Г.Г.Онищенко, 2007; В.М. Боев с соавт., 2005-2009). Они участвуют в биологическом круговороте и передаются по пищевым цепям, вызывая появление множества негативных эффектов на различных ступенях, в том числе в организме человека как конечного звена экологической цепи.
Наибольшую гигиеническую значимость имеет изучение состояния здоровья групп населения со сниженными адаптивными реакциями, чувствительных к воздействию неблагоприятных факторов. Одним из показателей, отражающих изменения качества окружающей среды, является состояние здоровья детей, особенно до 5 лет (Ф.Ф. Даутов с соавт., 1990, 1993, 2001; В.Г. Маймулов, Н.А. Пацюк, Г.А. Баскович, 2004; В.Р. Кучма, 2008; А.Н. Узунова с соавт., 2008; Н.П. Сетко, 2009).
Саратов – один из развитых в промышленном отношении городов Поволжского региона и в целом по России. Он может быть отнесен к территориям с высокой степенью экологического неблагополучия, так как в городе функционируют более 500 промышленных площадок, на которых расположены предприятия химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей отрасли, теплоэнергетического комплекса, растет производство строительных материалов, машиностроение (В.З. Макаров с соавт., 2009).
Промышленные выбросы, содержащие тяжелые металлы, относятся к 1-2 классам опасности (Б.А. Курляндский, С.М. Новиков, 1998).
На территории Саратовского региона количественная связь между степенью загрязнения окружающей среды и состоянием здоровья населения, в частности, детского, изучена недостаточно. Не оценена связь между структурой заболеваемости и параметрами загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами, не изучена эколого-геохимическая характеристика территории города. В связи с этим осуществление мониторинга городской среды с выявлением факторов риска и установлением причинно-следственных связей между качеством городской среды и состоянием здоровья детского населения и разработка на их основе системы мероприятий по оптимизации среды является важной составной частью стратегии профилактического здравоохранения.
Таким образом, обозначенные нерешенные проблемы определяют актуальность предпринятого исследования.
Цель исследования: гигиеническая оценка риска для здоровья детей дошкольного возраста при загрязнении городской среды тяжелыми металлами.
Задачи исследования:
- Провести ранжирование территории промышленных районов г. Саратова по уровням загрязнения городской среды ТМ.
- Оценить состояние здоровья детского населения и обосновать причинно-следственные связи между загрязнением городской среды ТМ и нарушением здоровья.
- Установить уровни риска для здоровья детского населения в пределах обследуемых территорий.
- Разработать и обосновать санитарно-гигиенические мероприятия по охране городской среды от ТМ, а также рекомендации по индивидуальной профилактике для детского населения.
Научная новизна исследования
1. Впервые установлено, что климато-географические характеристики городов влияют на распределение и степень накопления тяжелых металлов в объектах городской среды.
2. Впервые проведено комплексное изучение содержания кадмия и никеля в объектах городской среды (атмосферный воздух, почва, снеговой покров), позволяющее ранжировать территорию города.
3. Установлена качественная и количественная взаимосвязь показателей здоровья детского населения с изолированным, комплексным и комбинированным воздействием кадмия и никеля на организм ребенка.
4. Произведены расчет рисков для здоровья детей при загрязнении объектов городской среды кадмием и никелем и выделение зон риска, неприемлемого для населения (CR>10-4).
Практическая значимость работы
1. Выявление наиболее характерных нарушений состояния здоровья детей дошкольного возраста, подвергающихся хроническому воздействию кадмия и никеля, позволяет разработать целенаправленную систему профилактических и оздоровительных мероприятий в условиях ДДУ и семейного микросоциума.
2. Анализ факторов риска развития у дошкольников нарушений здоровья, специфичных для воздействия кадмия и никеля, позволил выделить основные причины формирования контингента часто и/или длительно болеющих детей, что может быть использовано для совершенствования диспансерного наблюдения данного контингента детей.
3. Оценка канцерогенного и неканцерогенного рисков для здоровья детского населения при воздействии кадмия и никеля позволила обосновать приоритетные мероприятия в планах действия по охране окружающей среды и определении их эффективности, а также принятие решений в отношении средств и способов защиты здоровья населения г. Саратова.
4. Установленное исследованиями влияние климато-географических особенностей г.Саратова на распределение ТМ в объектах городской среды учитывается при планировании, осуществлении и оценке результатов социально-гигиенического мониторинга.
Основные положения, выносимые на защиту
1. Климато-географические особенности г. Саратова влияют на распространение промышленных выбросов от источника в пределах селитебной территории и распределение ТМ в объектах городской среды, накопление их в биологических материалах.
2. Влияние кадмия и никеля на состояние здоровья детей находится в прямой корреляционной зависимости от их концентраций в объектах среды, биосубстратах; воздействие ТМ приводит к снижению показателей физического развития, изменению иммунного статуса и увеличению заболеваемости.
3. Риск развития канцерогенных и неканцерогенных эффектов увеличивается с нарастанием концентраций экотоксикантов в объектах городской среды при изолированном, комбинированном и комплексном поступлении в организм.
Внедрение результатов исследования
Материалы диссертации использованы при составлении «Методических рекомендаций по проведению социально-гигиенического мониторинга тяжелых металлов в объектах окружающей среды городской агломерации» (утверждены Главным санитарным врачом по г. Саратову Н.Н. Павловым 02.06.2010 г.). Результаты исследования внедрены в учебный процесс на кафедрах гигиены медико-профилактического факультета, общей гигиены и экологии, биологической химии ГОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И.Разумовского Росздрава.
Личный вклад автора составил более 80%. Аналитические исследования по определению ТМ в объектах окружающей среды и биосредах выполнены совместно с сотрудниками санитарно-гигиенической лаборатории ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Саратовской области».
Автором лично определена программа исследования, проведены сбор исходных данных, статистическая обработка и анализ полученных результатов, разработаны информационные материалы, внесены предложения в практическую деятельность учреждений профилактического здравоохранения. Автором сформулированы основные положения, выводы и практические рекомендации.
Автор выражает благодарность доценту кафедры гигиены медико-профилактического факультета ГОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Росздрава, к.м.н. В.В. Жукову за консультативную помощь при выполнении диссертационного исследования.
Апробация работы
Материалы диссертации представлены на Межрегиональной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием «Молодежь и наука: итоги и перспективы» (Саратов, 2006, 2007); пленуме Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и Минздравсоцразвития РФ «Современные проблемы гигиены города, методология и пути решения» (Москва, 2006); Х Всероссийском съезде гигиенистов и санитарных врачей (Москва, 2007); пленуме Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и Минздравсоцразвития РФ «Методологические проблемы изучения и оценки био- и нанотехнологий в экологии человека и гигиене окружающей среды» (Москва, 2007); Межрегиональной научно-практической конференции «Здоровое поколение: традиции, опыт и перспективы психопрофилактической работы в образовании» (Саратов, 2008); Пленуме Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и Минсоцздравразвития Российской Федерации «Методологические проблемы изучения и оценки и регламентирования физических факторов в гигиене окружающей среды» (Москва, 2008); Всероссийской научно-практической конференции «Социальные проблемы медицины и экологии человека» (Саратов, 2009); Межрегиональной научно-практической конференции студентов и молодых ученых с международным участием, посвященной 65-летию со Дня Победы в Великой Отечественной войне «Молодые ученые – здравоохранению» (Саратов, 2010); заседаниях Саратовского отделения Национального научного общества гигиенистов и санитарных врачей (2005-2010). Работа апробирована и рекомендована к защите на совместном заседании кафедр гигиены медико-профилактического факультета, общей гигиены и экологии, биологической химии, микробиологии, общей, биоорганической и фармацевтической химии ГОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского Росздрава, ФГУН «Саратовский НИИ сельской гигиены» Роспотребнадзора.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ, отражающих основное содержание исследований; из них 3 в изданиях, рекомендуемых ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем диссертации.
Диссертация изложена на 193 страницах машинописного текста, содержит 26 таблиц, иллюстрирована 21 рисунком и 9 приложениями. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания объема, материалов и методов исследований, глав собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических рекомендаций и литературного указателя, содержащего 349 источников, из которых 187 отечественных авторов, 162 - иностранных.
Диссертация написана на русском языке.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Материалы и методы исследования
В работе был применен комплекс современных методов исследований: гигиенических, физико-химических, социологических, клинико-лабораторных, иммунологических и статистических, позволяющих оценить причинно-следственные связи между степенью загрязнения различных объектов окружающей среды и состоянием здоровья детского населения (табл.1). Применение такого подхода является наиболее эффективным для решения задач, связанных с анализом причин роста заболеваемости и оценкой степени влияния загрязнения окружающей среды на здоровье детей. Изучение влияния антропогенного фактора велось по направлению «от фактора – к здоровью».
Для проведения санитарно-гигиенического обследования и оценки здоровья детей были выбраны типовые ДДУ в Заводском районе г. Саратова, находящиеся на различных расстояниях от ОАО «ЗАИТ», а также ДДУ в Ленинском и Волжском районах. При формировании качественно однородных исследуемых групп детей использовался принцип направленного отбора контингента по анкетно-опросным данным (Е.Н. Шиган). Дети отличались друг от друга различной степенью воздействия антропогенного фактора. Проводилось также анкетно-статистическое изучение влияния загрязнений на бытовые условия и самочувствие населения.
Первую группу сформировали дети, посещающие ДДУ № 12 и № 227 (расположены на расстоянии 100-150 метров севернее и северо-восточнее от промышленной зоны ОАО «ЗАИТ»); вторую группу - дети ДДУ № 109 (1600 м севернее от ОАО «ЗАИТ») и № 169 (3 км юго-западнее от ОАО «ЗАИТ») (рис. 1); группу сравнения – дети, посещающие ДДУ № 167 (Ленинский район) и ДДУ № 3 (Волжский район).
Рис. 1. Схема расположения ДДУ Заводского района относительно ОАО «ЗАИТ»
При проведении комплексного медицинского обследования детей изучались физическое развитие, общая заболеваемость и заболеваемость по нозологическим формам, проводились лабораторные исследования с определением ТМ в биосубстратах (табл. 1).
При изучении физического развития определи соматометрические, соматоскопические и физиометрические показатели с использованием сантиметровой ленты, ростомера, медицинских весов, кистевого динамометра. При оценке физического развития использовались центильный метод (параметрический) и оценка по шкалам регрессии (регрессионный метод, непараметрический). Обработка антропометрических данных производилась методом вариационной статистики с вычислением средней арифметической (М), среднего квадратичного отклонения (), ошибки средней (m), критерия Стьюдента (t).
Заболеваемость детского населения изучалась ретроспективно за 2005-2008 гг. по материалам обращаемости за медицинской помощью. Сведения о заболеваемости (острой и хронической) получали из амбулаторных карт «История развития ребенка» (ф.112/у) и «Индивидуальная карта ребенка» (ф.026/у), справки о болезни из лечебного учреждения (ф.095/у), выписки из истории болезни амбулаторного, стационарного больного (ф.027/у).
Содержание кадмия и никеля в объектах среды и биосубстратах определялось методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Для анализа применялся атомно-абсорбционный спектрофотометр С-115-М1. Перед началом работы на приборе проводились градуировка прибора и контроль по стандартам.
Отбор проб и исследование атмосферного воздуха на содержание ТМ проводили в соответствии с РД 52.04.186-89 «Руководство по контролю загрязнения атмосферы» и ГОСТ 17.2.3.01-86 «Правила контроля качества воздуха населенных пунктов». Анализировали максимально разовые, среднесуточные и среднегодовые концентрации изучаемых веществ. Полученные результаты подвергались статистической обработке отдельно за каждый месяц и год.
Степень загрязнения атмосферного воздуха ТМ в обследуемых районах города оценивали путем расчета индекса загрязнения атмосферы (ИЗА).
Определение концентрации ТМ в почве проводилось в соответствии с методическими указаниями РД 52.18.286-91 «Методика выполнения измерений массовой доли водорастворимых форм металлов (меди, свинца, цинка, никеля, кадмия, кобальта, хрома, марганца) в пробах почвы атомно-абсорбционным анализом», РД 52.18.289-90 «Методика выполнения измерений массовой доли подвижных форм металлов (меди, свинца, цинка, никеля, кадмия, кобальта, хрома, марганца) в пробах почвы атомно-абсорбционным анализом».
Пробы почвы для исследований отбирались в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02-84 «Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб почвы для химического, бактериологического, гельминтологического анализа», ГОСТ 28168-89 «Почвы. Отбор проб», ГОСТ 17.4.3.01 «Методические рекомендации по проведению полевых и лабораторных исследований почв и растений при контроле загрязнения окружающей среды металлами».
Снеговые пробы отбирались и исследовались в соответствии с «Руководством по контролю загрязнения атмосферы» РД 52.04.186-89.
Оценка уровня химического загрязнения почв и снегового покрова проводилась по коэффициенту концентрации химического вещества (Кс) и суммарному показателю загрязнения (Zс) (МУ 2.1.7.730-99 «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест», «Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве» № 5174-90).
В качестве фонового участка выбрали территорию поселка, удаленного от города на 40 км и не подвергающегося загрязнению.
При определении кадмия и никеля в биосубстратах использовались «Методические рекомендации по спектрохимическому определению тяжелых металлов в объектах окружающей среды, полимерах и биологическом материале» № 4096-86, МУК 4.1.2105-06 «Определение массовой концентрации марганца, свинца, магния в пробах волос методом атомно-абсорбционной спектрометрии», МУК 4.1.1896-04 «Атомно-абсорбционное измерение массовых концентраций свинца, кадмия, цинка, никеля в моче».
Таблица 1
Методы, объекты и объем исследований
| Методы исследования | Объекты исследования | Показатели | Объем исследований | |
| Анкетирование | Родители детей, посещающих обследуемые ДДУ | Факторы, влияющие на условия жизни и развитие детей для формирования однородных групп | 577 анкет | |
| Население промышленного и контрольных районов | Субъективное восприятие факторов | 1286 анкет | ||
| Изучение состояния здоровья | Углубленные медицинские осмотры | Дети | Заболеваемость общая и по нозологическим формам | 1296 осмотров |
| Оценка физического развития | Соматометрические показатели | 1620 измерений | ||
| Соматоскопические показатели | 972 осмотра | |||
| Физиометрические показатели | 1296 измерений | |||
| Центильный метод | Тип и уровень физического развития | 324 измерения | ||
| Оценка по шкалам регрессии | Гармоничность развития | 324 измерения | ||
| Атомно-адсорбционная спектрофотометрия | Воздушная среда | Тяжелые металлы (кадмий, никель) | 65 проб | |
| Почвенный покров | 127 проб | |||
| Снеговой покров | 38 проб | |||
| Волосы | 197 проб | |||
| Моча | 243 пробы | |||
| Твердофазный иммуноферментный анализ | Слюна | Состояние иммунной защиты | 1620 проб | |
| Оценка риска для здоровья | Детское население районов г.Саратова | Канцерогенные риски (индивидуальный, популяционный, популяционный годовой); неканцерогенные риски (коэффициент и индекс опасности) | 600 расчетов | |
Иммунологическое исследование слюны детей с определением содержания в ней Ил-1, ФНО-, Ig A, G, M проводилось методом твердофазного иммуноферментного анализа на приборе «STAT-FAX» с помощью наборов фирмы ВЕКТОР-БЕСТ.
Оценка риска здоровью населения при загрязнении городской среды ТМ на исследуемых территориях проводилась с использованием методик, рекомендованных Г.Г. Онищенко и соавт. (2002), Ю.А. Рахманиным и соавт. (2004) в соответствии с Руководством Р 2.1.10.1920-04. Были определены величины канцерогенных индивидуальных, популяционных и годовых популяционных рисков для здоровья детского населения. Характеристика риска развития неканцерогенных эффектов для ТМ проводилась на основе расчета коэффициента опасности (HQ) отдельно для каждого действующего фактора и индекса опасности (HI) при комбинированном и комплексном поступлении кадмия и никеля.
Статистическая обработка результатов выполнена при помощи пакета программ Statistica for Windows, Release 6.0, “StatSoft Inc.”, часть данных обрабатывалась с использованием программных средств «MS Excel for Windows». Для оценки различий показателей по сравнению с исходными данными были использованы t - критерий Student и непараметрические методы. При проверке статистических гипотез критическим был принят уровень значимости р<0,05. Для изучения связей между признаками применялся корреляционный анализ.
Результаты исследования и их обсуждение
При проведении плановых медицинских осмотров дошкольников г. Саратова установлено, что физическое развитие и состояние здоровья детей промышленных зон (Заводской район) отличается от аналогичных показателей детей, проживающих на территориях с меньшей антропогенной нагрузкой (Волжский и Ленинский районы). Это послужило основанием для проведения исследований с определением содержания кадмия и никеля в объектах городской среды (атмосферный воздух, почва, снеговой покров) и биосубстратах детей, изучением физического развития, уровня и структуры заболеваемости, состояния иммунной системы детей, посещающих ДДУ на территории Заводского района вблизи промышленных объектов (ОАО «ЗАИТ» - источник ТМ), и детей относительно «чистых» районов.
ОАО «ЗАИТ» занимает территорию в 14,5 га; по санитарной классификации промышленных предприятий относится к 5 классу, размер санитарно-защитной зоны 50 м (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03). ОАО «ЗАИТ» специализируется на выпуске щелочных никель-кадмиевых и кадмиево-железных аккумуляторов. Селитебная зона удалена от границ предприятия с южной стороны на 90 м, с западной - на 60 м, с северной - на 150 м.
Исследования проводились с 2005 по 2008 годы. Для обследования выбирались дети с высокой (ДДУ № 12 и № 227), средней (ДДУ №109 и № 169) и низкой (ДДУ № 3 и № 167) степенью экспозиции кадмием и никелем (соответственно с превышением нормативов по содержанию ТМ в почве до 25-50 ПДК; 1,5-3 ПДК и без превышения допустимых величин). Основываясь на полученных данных, рассчитаны и оценены канцерогенные риски для здоровья детского населения и определены коэффициент и суммарный индекс опасности при поступлении кадмия и никеля в организм.
Изучение состояния почв по суммарному загрязнению (Zc) ТМ показало, что в целом по городу преобладало загрязнение на уровне допустимого (Zc<32), и лишь в промышленной зоне этот показатель составлял от 60 до 200 (высокий и очень высокий уровни загрязнения). Для снегового покрова суммарный уровень загрязнения был на уровне 60 на большей части территорий и 150-370 – в промышленной зоне.
Установлено, что среднесуточные и среднегодовые концентрации кадмия и никеля в воздухе на исследуемых территориях отличались в различные периоды наблюдения и достигали наибольших значений в 2007 году. Над территорией расположения ДДУ № 12 и № 227 среднегодовые концентрации кадмия составили 0,0013±0,00021 мг/м3 (4,3 ПДКс.с) и никеля 0,0061±0,0007 мг/м3 (6,1 ПДКс.с); над ДДУ № 109 и № 169 - 0,00045-0,0005 мг/м3 кадмия (1,5-1,6 ПДКс.с), 0,0035-0,004 мг/м3 (3,5-4 ПДКс.с) никеля; в контрольных районах 0,00018±0,00004 мг/м3 кадмия и 0,00054±0,00005 мг/м3 никеля (в пределах 1 ПДК).
Для оценки химического загрязнения воздушной среды ТМ в обследуемых районах был рассчитан ИЗА. Над территорией расположения ДДУ № 12 и 227 Заводского района он составил 22,44 (сильное загрязнение атмосферного воздуха ТМ), ДДУ № 109 и 169 – 4,15 (слабое загрязнение атмосферы ТМ), ДДУ № 3 и № 167 – 0,59 (атмосфера чистая по содержанию ТМ).
Концентрации ТМ в почве и снеговом покрове отличались на различных территориях. Вблизи промышленных объектов формировались аномальные зоны с превышением нормативных величин по кадмию и никелю в десятки раз.
Локусы никелевых загрязнений носили преимущественно точечный характер с высокими концентрациями данного металла в этих зонах, поскольку растворимые формы никеля малоподвижны. Точечные аномалии располагались в селитебной зоне на расстоянии до 500 м от завода.
Миграция кадмия в почве носит активный характер, вследствие чего зоны кадмиевых загрязнений более обширны и многочисленны. Именно поэтому кадмиевые загрязнения представляли бльшую потенциальную опасность.
В Заводском районе определено 6 аномальных зон загрязнений с различными концентрациями тяжелых металлов (рис. 2).
Максимальные концентрации кадмия (до 125 ПДК) и никеля (до 10 ПДК) находились в центральной зоне аномалии № 4, где располагалась промышленная площадка ОАО «ЗАИТ». На этой территории находились ДДУ № 12 и № 227, дети которых составили первую обследуемую группу (концентрация кадмия в почве 25-50 ПДК, никеля – 5-6 ПДК).
Значительно меньшие концентрации кадмия обнаружены в области расположения аномалий № 6 и № 2 - 2,25-5,4 ПДК, что в 40-50 раз меньше, чем в зоне № 4.
Зона № 2 по протяженности в 2 раза меньше зоны № 4, находилась южнее этой аномалии.
Зона № 6 с юго-востока примыкала к аномалии № 4, располагалась на 100-150 м севернее детского сада № 109, дети которого составляли вторую обследуемую группу. Концентрация кадмия в почве на территории ДДУ № 109 в пределах 3 ПДК, никеля – 2 ПДК.
С южного фланга на таком же расстоянии от ДДУ № 109 находилась аномальная зона № 5 с содержанием кадмия в почве 3,6-4,7 ПДК. К востоку от этой территории простиралась аномалия № 4.
Детский сад № 169 располагался в пределах кадмиевой аномалии № 3 площадью 80 га и содержанием кадмия в почве до 3 ПДК. С севера она граничила с аномалией № 5, с востока - № 2, с юга - № 1.
Зона № 1 по протяженности наименьшая из всех шести, располагалась к югу от них. Северным флангом граничила с аномалиями № 2 и № 3. Максимальные концентрации кадмия в ее пределах 3,2 ПДК.
Рис. 2. Картографирование территории Заводского района по содержанию ТМ в почве
Картографирование Заводского района города Саратова по содержанию тяжелых металлов в атмосферном воздухе позволило условно выделить зоны максимального загрязнения и учесть направления перемещения воздушных масс в этом районе. На территории Заводского района наиболее повторяемы ветры западных румбов (52,8%), значительна также доля южных и восточных ветров (43%). Загрязнения атмосферного воздуха ТМ совпадают с почвенными аномалиями, но имеют расширенные границы с учетом ветрового режима. ДДУ № 12 и 227 также попадают в зону влияния воздушной аномалии № 4, № 109 – в зоны № 5 и 6, частично - № 4, № 169 – в зону № 3.
В отношении снегового покрова территория разделена на участки с повышенными концентрациями водорастворимых и нерастворимых фракций соединений кадмия и никеля с нанесением их на разные карты. Это объясняется тем, что растворимые и нерастворимые формы по-разному ведут себя в окружающих объектах. Водорастворимые фракции более склонны к миграции и накоплению на довольно значительных расстояниях от первоначального источника, тогда как нерастворимые соединения оседают преимущественно вблизи от места своего образования, создавая аномальные участки с повышенным содержанием ТМ.
В отношении водорастворимых форм выделено 4 зоны с повышенным содержанием кадмия и 3 – никеля.
Кадмиевая аномальная зона № 1 располагалась на территории жилой зоны в непосредственной близости от промышленной площадки ОАО «ЗАИТ». Концентрации кадмия определялись на уровне 30 ПДК. Это точечная аномалия, окруженная более протяженной аномалией № 2 (5 км2), которая охватывала район промышленной зоны ОАО «ЗАИТ», ТЭЦ-1 и территории жилой застройки к северо-западу от них. Содержание кадмия в этой зоне – 10-20 ПДК. Обе снеговые аномалии по расположению совпадали с почвенной аномальной зоной № 4.
Относительно крупная снеговая аномальная зона № 3 площадью 5 га обнаружена севернее зон № 1 и № 2, к северо-востоку от почвенной аномалии № 4, в зоне 4-й воздушной аномалии.
Еще одна снеговая точечная аномалия № 4 находилась южнее зоны № 2, концентрация кадмия здесь достигала 10 ПДК.
Таким образом, снеговые кадмиевые аномальные зоны оказывали свое воздействие преимущественно на детей, посещающих ДДУ № 12 и № 227.
Выделены 3 снеговые аномалии по содержанию водорастворимых форм никеля, из которых одна площадная (№ 5) и две точечных (№ 6 и № 7).
Аномалия № 5 площадью 3 км2 окружала промышленную зону ОАО «ЗАИТ» и продолжалась к берегу р. Волга, имела форму прямоугольника, содержала никеля до 10 ПДК. Частично совпадала с расположением кадмиевой почвенной аномалией № 4 и территорией расположения ДДУ № 12 и № 227.
Снеговые зоны № 6 и № 7, имеющие точечный характер, находились вблизи САЗ и СПЗ-3, концентрации никеля здесь были соответственно на уровне 6 и 1,2 ПДК. ДДУ в местах расположения этих двух аномалий отсутствовали.
При изучении преимущественного сосредоточения нерастворимых соединений кадмия и никеля в снеговом покрове можно выделялись площадные аномалии, одна из которых кадмиевая (№1) и две – никелевые (№ 2 и № 3). Все 3 аномалии являлись площадными.
Зона № 1 площадью 5 км2 выделена вокруг промышленной зоны ОАО «ЗАИТ», ориентирована длинной стороной на северо-восток. Нерастворимого кадмия в снеговом покрове 10-80 мг/кг (5-40 ПДК).
На той же территории находилась зона № 2 с содержанием никеля 100-3000 мг/кг (1,3-37,5 ПДК). Зоны № 1 и № 2 окружены обширным полем повышенных (90-100 мг/кг; 1,1-1,3 ПДК) концентраций никеля (зона № 3). Все три аномальные зоны снегового покрова, содержащие кадмий и никель в форме нерастворимых соединений, преимущественно сконцентрированы в области почвенной аномалии № 4, а также частично захватывали другие почвенные аномалии, кроме зоны № 1.
На территорях ДДУ № 12 и № 227 кадмия в объектах среды содержалось в пределах 25-50 ПДК, никеля – 5-6 ПДК. Дети ДДУ № 109 и № 169 подвергались воздействию концентраций кадмия на уровне до 3 ПДК, никеля – 2 ПДК. Детские сады Ленинского (№ 167) и Волжского (№ 3) районов оказались благополучными по этим показателям, т.е. кадмия и никеля в объектах среды содержалось менее 1 ПДК.
Установлено, что на территории Заводского района г. Саратова воздушный бассейн, почва и снеговой покров загрязнены в различной степени. Выделение селитебных зон с разными концентрациями загрязняющих веществ в объектах городской среды позволило изучить и дать количественную оценку состояния здоровья детей, постоянно проживающих на этих территориях и посещающих ДДУ.
Данные анализа показателей физического развития и заболеваемости детей 3-7 лет различных детских дошкольных учреждений г.Саратова сравнивались с уровнями загрязнения атмосферы, почвы и снегового покрова ТМ. Учитывалось содержание этих металлов в биосубстратах детей (волосы, моча) в зависимости от степени загрязнения объектов городской среды кадмием и никелем.
При изучении физического развития детей обследуемых групп и группы сравнения были выявлены достоверные ((р<0,05) различия всех изучаемых показателей, кроме динамометрии (р>0,05). Масса тела, рост, ОГК, экскурсия грудной клетки мальчиков и девочек Заводского района были снижены по сравнению с аналогичными показателями детей Волжского и Ленинского районов.
Детей с дисгармоничным (39,3%) и резко дисгармоничным (14,3%) развитием в Заводском районе в 3,2 и 2,2 раза больше, чем в контрольном (12,1% и 6,6% соответственно). В промышленном районе детей со средним уровнем физического развития (46,4%) в 1,5 раза меньше, чем в контрольном (75,8%). Изменение соматотипа происходило в ДДУ всех обследуемых районов за счёт преобладания микросоматического типа. Доля детей с микросоматическим типом и сниженными показателями физического развития в первой (35,7%) и второй (32,2%) группах сопоставимо, но в 1,7-1,9 раза больше, чем в группе сравнения (18,7%) (рис. 3).
Рис. 3. Сравнительная оценка физического развития детей (%)
В ДДУ № 227 и № 12 выявлено в 3-4 раза больше детей, составляющих пограничную группу (27,4%) и группу детей с выраженными отклонениями физического развития (29,8%), по сравнению с ДДУ контрольных районов (соответственно 9,9% и 7,7%). Такие дети формируют группу риска, т.е. требуют диспансерного наблюдения (рис.3).
Детей основной группы физического развития в детских садах № 109 и № 169 - 58,4%, пограничной – 26,8%, с выраженными отклонениями – 14,8%. В группе сравнения эти показатели соответственно составили 82,4%, 9,9% и 7,7%, что в 1,4, 2,7 и 1,9 раз меньше, чем во второй обследуемой группе.
Исследованиями установлено, что практически здоровыми детьми являются только 89 из 324 обследованных (27,5%). Практически здоровых детей в первой обследуемой группе (17,8%) выявлено в 2,2 раза меньше, во второй (25,5%) – в 1,5 раза меньше по сравнению с группой сравнения (39,6%). Таким образом, 72,5% детей имели в момент обследования ту или иную патологию.
На долю часто болеющих детей пришлось 139 из 324 (42,9%). В первой обследуемой группе доля ЧБД (61,9%) в 2,3 раза превышала аналогичные показатели в группе сравнения (27,4%), во второй (42,3%) – в 1,5 раза.
Имеет место прямая средней силы и сильная корреляционная зависимость уровня заболеваемости, как общей, так и по нозологическим формам, с содержанием кадмия и никеля в объектах городской среды (табл. 2).
Уровень общей заболеваемости составил 2690,4±232,7 ‰ в первой обследуемой группе, 2168,2±130,4 ‰ во второй, что в 1,6-2,0 раза выше, чем в группе сравнения - 1348,9±71,9 ‰ (табл. 3).
Коэффициент корреляции между содержанием ТМ в почве и уровнем заболеваемости детей rху варьировал от +0,67 до +0,99. Результаты оценки различий показателей заболеваемости между обследуемыми группами и группой сравнения достоверны, р<0,001.
При анализе заболеваемости по нозологическим формам наибольшие значения имели показатели патологии дыхательной системы: 870,7±36,6 ‰ (р<0,001) в первой, 689,6±37,9 ‰ (р>0,05) во второй группах и 384,9±51,0 ‰ в группе сравнения.
Корреляционная связь между уровнями заболеваемости органов дыхания и концентрациями кадмия и никеля в объектах среды сильная прямая (rху от +0,83 до +0,98).
Распространение на исследуемых территориях получили заболевания аллергического генеза (8,5%). Наибольшие показатели аллергической заболеваемости были выявлены среди детей первой обследуемой группы – 254,9±47,5 ‰, меньше во второй группе – 196,5±32,5 ‰ и в группе сравнения – 94,6±30,6 ‰ (р<0,05). Корреляционная связь между содержанием изучаемых промышленных загрязнителей в объектах среды и уровнями аллергической заболеваемости в детских коллективах сильная прямая (rху от +0,83 до +0,96).
При статистически доказанном различии показателей уровней заболеваемости костно-мышечной, мочевыделительной, пищеварительной, эндокринной систем, а также заболеваний кожи и подкожной жировой клетчатки в обследуемых группах детей (р<0,01), выявлена также сильная прямая корреляционная связь между изучаемыми явлениями (колебания значений коэффициента корреляции rху в пределах от +0,74 до +0,99).
При изучении распространенности ОРВИ среди детей во всех коллективах выявлено достоверное (р<0,01) различие показателей в первой (394,8±53,3 ‰) и второй (305,4±37,7 ‰) группах по отношению к группе сравнения; rху от +0,87 до +0,99. Это, по-видимому, связано со слабостью иммунной защиты детей, подвергающихся воздействию ТМ в концентрациях, превышающих допустимые.
Таблица 2
Корреляционная зависимость между содержанием ТМ в объектах среды, биосубстратах и заболеваемостью детей, факторами иммунной защиты (rx,y)
| Y X | ОЗ | БОД | ОРВИ | АЗ | РА | БК и ПЖК | БМВС | БЖКТ | БЭС | Ig A | Ig G | Ig M | ФНО- | ИЛ-1 |
| Cd в почве | +0,85 | +0,83 | +0,88 | +0,83 | +0,80 | +0,75 | +0,86 | +0,90 | +0,92 | +0,91 | -0,98 | -0,99 | -0,99 | +0,99 |
| Cd в воздухе | +0,87 | +0,86 | +0,90 | +0,86 | +0,83 | +0,67 | +0,89 | +0,92 | +0,94 | +093 | -0,99 | -0,99 | -0,99 | +0,91 |
| Cd в снеге | +0,87 | +0,85 | +0,90 | +0,86 | +0,84 | +0,79 | +0,89 | +0,92 | +0,94 | +0,93 | -0,99 | -0,99 | -0,99 | +0,96 |
| Ni в почве | +0,96 | +0,93 | +0,96 | +0,94 | +0,97 | +0,98 | +0,96 | +0,97 | +0,98 | +0,98 | -0,99 | -0,99 | -0,97 | +0,95 |
| Ni в воздухе | +0,97 | +0,92 | +0,95 | +0,92 | +0,90 | +0,87 | +0,94 | +0,96 | +0,98 | +0,97 | -0,99 | -0,99 | -0,97 | +0,91 |
| Ni в снеге | +0,94 | +0,98 | +0,95 | +0,97 | +0,89 | +0,75 | +0,98 | +0,99 | +0,98 | +0,97 | -0,99 | -0,99 | -0,94 | +0,96 |
| Cd в моче | +0,98 | +0,98 | +0,99 | +0,98 | +0,97 | +0,95 | +0,99 | +0,99 | +0,99 | +0,99 | -0,97 | -0,95 | -0,92 | +0,89 |
| Cd в волосах | +0,84 | +0,83 | +0,87 | +0,98 | +0,79 | +0,74 | +0,86 | +0,89 | +0,92 | +0,90 | -0,98 | -0,84 | -0,99 | +0,99 |
| Ni в моче | +0,98 | +0,98 | +0,99 | +0,98 | +0,97 | +0,94 | +0,99 | +0,99 | +0,95 | +0,99 | -0,98 | -0,96 | -0,92 | +0,89 |
| Ni в волосах | +0,98 | +0,98 | +0,98 | +0,96 | +0,99 | +0,99 | +0,98 | +0,97 | +0,99 | +0,96 | -0,87 | -0,84 | -,076 | +0,72 |
Примечание: ОЗ - общая заболеваемость, БОД – болезни органов дыхания, ОРВИ – острые респираторные вирусные инфекции,
АЗ – аллергические заболевания, РА – респираторные аллергозы, БКиПЖК – болезни кожи и подкожной жировой клетчатки,
БМВС – болезни мочевыделительной системы, БЖКТ – болезни желудочно-кишечного тракта, БЭС – болезни эндокринной системы
Таблица 3
Заболеваемость по обращаемости детей 3-7 лет (на 1000 человек)
| Нозологические формы | I группа (84 чел.) | р | II группа (149 чел.) | р | Группа сравнения (91 чел.) |
| Общая заболеваемость | 2690,4± 232,7 | <0,001 | 2168,2± 130,4 | <0,001 | 1348,9± 71,9 |
| Болезни органов дыхания | 870,7±36,6 | <0,001 | 689,6±37,9 | >0,05 | 384,9±51,0 |
| ОРВИ | 394,8±53,3 | <0,01 | 305,4±37,7 | <0,01 | 192,1±41,2 |
| Инфекционные и паразитарные болезни | 463,8±54,4 | <0,01 | 361,6±39,4 | <0,05 | 243,6±44,9 |
| Болезни костно-мышечной системы | 83,7±2,1 | >0,05 | 74,2±2,8 | >0,05 | 32,1±4,4 |
| Аллергические заболевания | 254,9±47,5 | <0,01 | 196,5±32,5 | <0,05 | 94,6±30,6 |
| Респираторные аллергозы | 44,7±22,5 | >0,05 | 35,2±15,1 | >0,05 | 14,8±12,6 |
| Болезни кожи и подкожной жировой клетчатки | 113,2±34,5 | <0,05 | 92,0±23,7 | <0,05 | 27,5±17,1 |
| Болезни сердечно-сосудистой системы | 71,0±28,0 | >0,05 | 50,0±17,8 | >0,05 | 24,1±16,06 |
| Болезни мочевыделительной системы | 111,3±34,3 | <0,05 | 78,7±22,06 | >0,05 | 32,8±18,7 |
| Болезни пищеварительной системы | 106,8±33,7 | <0,05 | 69,8±20,8 | >0,05 | 30,4±18,0 |
| Болезни нервной системы | 28,4±18,12 | >0,05 | 27,5±13,4 | >0,05 | 22,5±15,5 |
| Болезни эндокринной системы | 89,7±31,2 | >0,05 | 55,6±18,7 | >0,05 | 25,5±16,5 |
При анализе структуры заболеваемости детей промышленных районов не выявлено ее несоответствия значениям в районах сравнения. Преобладали болезни органов дыхания, на втором месте – инфекционные и паразитарные заболевания с преобладанием ОРВИ, далее - болезни кожи и подкожной клетчатки, болезни костно-мышечной системы, заболевания мочевыделительной и пищеварительной систем, эндокринной, сердечно-сосудистой и нервной систем (рис. 4).
Таким образом, ТМ не способны изменять структуру заболеваемости детей дошкольного возраста, в то же время способствуя росту распространенности нозологических форм с преимущественным поражением органов-мишеней.
Примечание: БОД-болезни органов дыхания, ИиПЗ-инфекционные и паразитарные заболевания, БКМС-болезни костно-мышечной системы, АЗ-заболевания аллергической этиологии, БКиПК-болезни кожи и подкожной клетчатки, БССС-болезни сердечно-сосудистой системы, БМВС-болезни мочевыделительной системы, БПС-болезни пищеварительной системы, БНС-болезни нервной системы, БЭС-болезни эндокринной системы
Рисунок 4. Структура заболеваемости детей обследуемых групп в %
Исследованиями доказано статистически достоверное различие (р<0,05) в содержании ФНО-, Ил-1, иммуноглобулинов классов A, G, M в слюне детей, проживающих в зоне экологического неблагополучия, в сравнении с детьми экологически чистых районов, что свидетельствовало о функциональных нарушениях в системе иммунитета. Полученные средние значения содержания ФНО-, Ig G и Ig М у детей Заводского района были ниже, чем у детей Ленинского и Волжского районов, а Ил-1 и Ig А, наоборот, превышали таковые. Изменение концентрациий Ил-1, ФНО-, Ig А, G, М имели сильную корреляционную зависимость с содержанием ТМ в объектах среды и биосубстратах (табл. 2).
Косвенным подтверждением дисбаланса между функционированием отдельных звеньев иммунной системы стало выявление у значительного числа обследованных детей Заводского района положительных реакций Манту и «виражей» туберкулиновых проб (46,4% в первой обследуемой группе; 41,6% - во второй; 40,6% - в группе сравнения).
Выявлен высокий процент часто болеющих детей, т.е. детей с низкой сопротивляемостью организма, - 42,9%. Наибольшее количество часто болеющих детей обнаружено в первой обследуемой группе – 61,9%, что в 2,3 раза превышает аналогичные показатели в группе сравнения (27,4%). Во второй обследуемой группе часто болеющих детей обнаружено 42,3% – это больше, чем в группе сравнения, в 1,5 раза.
В результате проведенных исследований установлено достоверное (р<0,01) увеличение содержания ТМ в биосубстратах детей, проживающих и посещающих ДДУ в Заводском (промышленном) районе, по сравнению с концентрациями их в биосубстратах детей контрольных районов (Ленинского и Волжского). Содержание этих металлов в биосубстратах детей первой обследуемой группы превышено в сравнении с допустимыми значениями в несколько раз и несколько десятков раз: никеля в моче 53,6-80,3 мкг/л (физиологический уровень 2,7 мкг/л, критический профессиональный – 13-150 мкг/л), кадмия в моче 30,6-34,0 мкг /л (при норме до 2 мкг/л), никеля в волосах 6,8-7,0 мкг/г (допустимый уровень содержания никеля в волосах детей до 7 мкг/г, взрослых – до 10 мкг/г), кадмия – 2,03-2,9 мкг/г (при норме до 1 мкг/г в волосах детей). У детей ДДУ № 109 и № 167 кадмия в волосах обнаружено не было. Прослеживалась прямая сильная корреляционная зависимость между содержанием ТМ в биосубстратах и заболеваемостью (табл. 2).
Нами рассчитаны уровни канцерогенных и неканцерогенных рисков для здоровья детского населения. Так, при подсчете индивидуальных канцерогенных рисков было установлено, что для детей первой обследуемой группы, подвергающихся экспозиции ТМ в концентрациях 25-50 ПДК, риск развития случаев онкологической патологии составил 1,4510-3 на 1 индивидуума к фоновому значению (табл. 4). Во второй группе детей с воздействиями кадмия и никеля в пределах 1,5-3 ПДК этот риск составил 5,2610-4 дополнительных случаев, а в контрольной группе – 1,2510-4.
Таким образом, доказано, что при поступлении канцерогенов в количествах, превышающих ПДК, значительно возрастает риск развития злокачественных новообразований среди населения.
Индивидуальный канцерогенный риск при поступлении ТМ из окружающих объектов в концентрациях 25-50 ПДК в 11,6 раз выше по сравнению с допустимым содержанием и в 2,8 раз выше, чем при концентрациях ТМ в 1,5-3 ПДК. Риск для здоровья при поступлении в количестве 1,5-3 ПДК выше в 4,2 раза по сравнению с поступлением тяжелых металлов в пределах допустимых содержаний. Для детей Заводского района, посещающих ДДУ в непосредственной близости от ОАО «ЗАИТ» (№ 12 и № 227), риск развития злокачественных новообразований на протяжении всей жизни при поступлении ТМ 21,2, а за год – 1,97 случаев (табл. 5).
При уровне экспозиции ТМ на уровне 1,5-3 ПДК канцерогенный риск для здоровья детской популяции составил 15,34 случая с учетом поступления канцерогенов на протяжении 70 лет в неизменных концентрациях. Популяционный годовой риск при этом составил меньше 1 случая в год (PCRa=0,623).
На территории контрольных Волжского и Ленинского районов с концентрацией ТМ в объектах среды менее 1 ПДК угроза развития раковых заболеваний также присутствовала: 0,29 возможных дополнительных случаев за 1 год и 5,28 – на протяжении жизни.
Популяционный риск для здоровья детей с высоким уровнем антропогенной нагрузки (до 25-50 ПДК) в 4 раза превышал риск в районах с фоновым содержанием ТМ в объектах среды, и в 1,4 раза - с концентрацией канцерогенов 1,5-3 ПДК. РСRa для здоровья детей второй обследуемой группы выше, чем в группе сравнения, в 2,9 раз. Годовой популяционный риск для здоровья детей первой обследуемой в 6,8 раз превышал показатели в группе сравнения и в 3,2 раза – во второй обследуемой группе. Подобное соотношение рисков для здоровья детей второй обследуемой группы и детей Волжского и Ленинского районов равно 2.
В отношении неканцерогенной опасности для здоровья детского населения доказано, что при увеличении содержания тяжелых металлов в объектах городской среды возрастает уровень общей заболеваемости и заболеваемости тех систем и органов, которые в первую очередь являются «мишенями» для подобного воздействия. Неканцерогенную опасность характеризуют коэффициенты воздействия при поступлении кадмия и никеля различными путями и суммарные индексы опасности при комбинированном и комплексном воздействиях (табл. 6).
Таблица 4
Канцерогенные индивидуальные риски при поступлении ТМ из атмосферного воздуха, почвы и снега
| Обсле-дуемая группа | ТМ | CRo (почва) | Sum CRo (почва) | CRi (воздух) | Sum CRi (воздух) | Sum (почва, воздух) | CRo (снег) | Sum CRo (снег) | Sum (из всех объектов) |
| I | Cd | 2,1Е-05 | 7,52Е-04 (средний риск) | 4,4Е-04 | 6,9Е-04 (средний риск) | 1,44Е-03 (высокий риск) | 1,52Е-07 | 9,6Е-06 (низкий риск) | 1,45Е-03 (высокий риск) |
| Ni | 7,31Е-04 | 2,5Е-04 | 9,4Е-06 | ||||||
| II | Cd | 2,13Е-06 | 2,57Е-04 (средний риск) | 1,3Е-04 | 2,64Е-04 (средний риск) | 5,21Е-04 (средний риск) | 3,7Е-08 | 4,54Е-06 (низкий риск) | 5,26Е-04 (средний риск) |
| Ni | 2,55Е-04 | 1,34Е-04 | 4,5Е-06 | ||||||
| Группа сравнения | Cd | 1,18Е-07 | 2,6Е-05 (низкий риск) | 7,0Е-05 | 9,8Е-05 (низкий риск) | 1,24Е-04 (средний риск) | 9,2Е-09 | 6,2Е-07 (минималь-ный риск) | 1,25Е-04 (средний риск) |
| Ni | 2,6Е-05 | 2,8Е-05 | 6,12Е-07 |
Примечание: ТМ – тяжелые металлы; CRo - индивидуальный канцерогенный риск при пероральном поступлении ТМ; Sum CRo – суммарный канцерогенный риск при пероральном воздействии ТМ; CRi – индивидуальный канцерогенный риск при ингаляционном поступлении ТМ; Sum CRi – суммарный канцерогенный риск при ингаляционном воздействии ТМ; Sum – суммарные риски при ингаляционном и пероральном воздействях.
Таблица 5
Канцерогенные популяционные/популяционные годовые риски при поступлении ТМ из атмосферного воздуха, почвы и снега
| Обсле-дуемая группа | ТМ | РCRо/ РCRoа (почва) | Sum РCRo/ РCRoа (почва) | РCRi/ РCRiа (воздух) | Sum РCRi/ РCRiа (воздух) | Sum (почва, воздух) | РCRo/ РCRoа (снег) | Sum РCRo/ РCRoа (снег) | Sum (из всех объектов) |
| I | Cd | 0,64/0,009 | 22,74/0,33 | 13,31/1,01 | 20,91/1,64 | 43,65/1,97 | 0,0046/ 0,000066 | 0,28/ 0,0041 | 21,2/ 1,97 |
| Ni | 22,1/0,32 | 7,6/0,63 | 0,28/0,004 | ||||||
| II | Cd | 0,064/ 0,0009 | 7,76/0,111 | 3,5/0,28 | 7,44/0,51 | 15,2/0,621 | 0,0011/ 0,000016 | 0,1411/ 0,00202 | 15,34/ 0,623 |
| Ni | 7,7/0,11 | 3,94/0,23 | 0,14/0,002 | ||||||
| Группа сравнения | Cd | 0,005/ 0,00007 | 1,105/0,016 | 2,94/0,19 | 4,14/0,27 | 5,25/0,29 | 0,0004/ 0,000056 | 0,0264/ 0,000376 | 5,28/ 0,29 |
| Ni | 1,1/0,016 | 1,2/0,077 | 0,026/ 0,00037 |
Примечание: ТМ – тяжелые металлы; РCRo/ РCRoа – популяционный/популяционный годовой канцерогенный риск при пероральном поступлении ТМ; Sum РCRo/РCRoа – суммарный популяционный/популяционный годовой канцерогенный риск при пероральном воздействии ТМ; РCRi/РCRiа – популяционный/популяционный годовой канцерогенный риск при ингаляционном поступлении ТМ; Sum РCRi/РCRiа – суммарный популяционный/популяционный годовой канцерогенный риск при ингаляционном воздействии ТМ; Sum – суммарные риски при ингаляционном и пероральном воздействиях.
Таблица 6
Значения коэффициентов воздействия (HQ) и суммарных индексов опасности (THI) для кадмия и никеля при пероральном и ингаляционном путях поступления
| Обследуемая группа | Вещество | HQi | HQo | THI |
1 | Cd | 3,52 | 1,1 | 4,62 |
| Ni | 6,04 | 0,024 | 6,1 | |
| THI | 9,56 | 1,124 | 10,7 | |
2 | Cd | 1,84 | 0,115 | 1,96 |
| Ni | 3,2 | 0,0083 | 3,2 | |
| THI | 5,04 | 0,12 | 5,16 | |
| Группа сравнения | Cd | 0,56 | 0,0064 | 0,57 |
| Ni | 0,67 | 0,0001 | 0,67 | |
| THI | 1,23 | 0,0065 | 1,24 |
Примечание: HQi – коэффициент воздействия вещества при ингаляционном поступлении; HQo – коэффициент воздействия вещества при пероральном поступлении; THI – суммарный индекс опасности.
Установлено, что при увеличении значений расчетных коэффициентов на территориях с высоким содержанием тяжелых металлов наблюдается повышенный уровень неканцерогенной заболеваемости. Кратность роста показателей заболеваемости в зависимости от повышения расчетных значений коэффициентов и индексов выявить при этом не представляется возможным.
В районах, загрязненных ТМ, обнаружены высокие концентрации их в биосубстратах, изменение показателей иммунной защиты, высоки уровни общей заболеваемости и заболеваемости по отдельным нозологиям, специфичным для воздействия кадмия и никеля. Наблюдался низкий уровень физического развития детей по сравнению с детьми относительно чистых районов. На территориях, где в объектах среды концентрации кадмия и никеля в несколько раз и несколько десятков раз превышают предельно допустимые величины, значительно возрастал риск развития онкологических заболеваний и иных видов специфической патологии.
Поэтому именно промышленные районы в первую очередь должны стать объектами пристального внимания со стороны органов профилактической медицины.
ВЫВОДЫ
1. Исследованиями установлено, что котлованный рельеф местности, направление господствующих ветров, частые штили, характерные для г. Саратова, способствуют застою воздушных масс и накоплению загрязняющих веществ в объектах городской среды селитебной зоны при распространении выбросов от источников. В связи с этим проведено ранжирование территории промышленных районов г. Саратова по уровням загрязнения городской среды ТМ, основным источником которых является ОАО «ЗАИТ».
2. По результатам ранжирования территории территорий г. Саратова по уровням загрязнения ТМ наиболее высокий уровень антропогенной нагрузки имел место в промышленном районе, где индекс загрязнения атмосферы ТМ над территорией ОАО «ЗАИТ» составил 22,44 (сильное загрязнение атмосферного воздуха). Суммарный индекс загрязнения ТМ почвы (Zс=60-200 единиц) и снегового покрова (Zс=150-270 единиц) в пределах промышленного района соответствовал высокому и очень высокому уровням. Уровень загрязнения объектов окружающей среды в контрольных районах оценивался как низкий (ИЗА 0,59; Zс почвы менее 32; Zс снегового покрова менее 60).
3. Для детей, посещающих ДДУ в Заводском районе, характерна более высокая, чем в группе сравнения, распространенность дисгармоничности физического развития на фоне сниженных показателей антропометрии (р<0,05). Детей с дисгармоничным (39,3%) и резко дисгармоничным (14,3%) развитием в промышленном районе в 3,2 и 2,2 раза больше, чем в контрольных районах (12,1% и 6,6% соответственно).
4. Уровень общей заболеваемости дошкольников в условиях высокой антропогенной нагрузки ТМ в 1,5-2 раза выше (р<0,001) по сравнению с аналогичными показателями детей в контрольных районах. Загрязнение городской среды ТМ не вызывало изменения структуры заболеваемости детского населения, повышая в то же время распространенность нозологических форм с преимущественным поражением органов-мишеней.
5. Выявлены нарушения в системе иммунитета детей, проживающих в промышленном районе, в сравнении с детьми контрольных районов, о чем свидетельствует статистически достоверное различие (р<0,05) в содержании ФНО-, Ил-1, иммуноглобулинов классов A, G, M в слюне.
6. Установлена средней силы и сильная корреляционная зависимость (rx,y от 0,67 до 0,99) между содержанием ТМ в объектах городской среды, биосубстратах и заболеваемостью, а также факторами иммунной защиты.
7. Канцерогенный риск для здоровья детей дошкольного возраста, проживающих в промышленной зоне, находился на уровне высоких и средних величин, что неприемлемо для данной категории лиц; суммарный неканцерогенный риск здоровью детей при комплексном и комбинированном воздействии на территории промышленного района в 4,1-8,6 раз выше, чем в контрольном районе.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
- При определении площадок для жилищного строительства рекомендуется учитывать геолитографические данные о степени загрязнения почвы тяжелыми металлами.
- Результаты исследований рекомендуется использовать для получения достоверной и научно обоснованной информации об уровнях риска здоровью и необходимых санитарно-противоэпидемических мероприятиях, учитывать в принятии управленческих решений.
- Высокие риски здоровью детского населения промышленного района г.Саратова при загрязнении городской среды ТМ требуют проведения углубленных медицинских обследований детей организованных коллективов, разработки комплекса профилактических оздоровительных мероприятий; педиатрам при проведении оздоровительных мероприятий следует обращать более пристальное внимание на детские контингенты, проживающие на территории геохимических аномалий.
- Органы практического здравоохранения могут использовать результаты исследования при проведении гигиенического мониторинга объектов окружающей среды, прогнозировать вероятностные уровни заболеваемости детского населения в зависимости от суммарного показателя загрязнения объектов городской среды тяжелыми металлами
- При наличии угроз здоровью, связанных с загрязнением городской среды ТМ, рекомендуется проведение мероприятий по индивидуальной профилактике для детского населения: разработка и применение диет с высоким содержанием белка, прием витаминно-минеральных комплексов (преимущественно содержащих кальций, железо, кобальт, витамины С и D), особенно в осенне-весенний период, проведение мероприятий, способствующих стимуляции защитных реакций организма.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
- Иванченко М.Н., Луцевич И.Н., Жуков В.В. Оценка риска здоровью детского населения при воздействии экотоксикантов // Саратовский научно-медицинский журнал. – Саратов, 2010. - № 1. – С. 18-22.
- Луцевич И.Н., Иванченко М.Н., Жуков В.В. Влияние климато-географических факторов на распределение тяжелых металлов в окружающей среде и здоровье детей // Гигиена и санитария. - Москва, 2010. - № 3. – С. 63-66.
- Иванченко М.Н., Луцевич И.Н., Жуков В.В. Влияние тяжелых металлов на заболеваемость детей аллергией и обоснование профилактических мероприятий // Здоровье населения и среда обитания (ЗНиСО): Информационный бюллетень. – Москва, 2010. - № 6. – С. 37-39.
- Иванченко М.Н. Эколого-гигиенические аспекты загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами // Молодежь и наука: итоги и перспективы. - YSRP, СарГМУ, 2006. – С. 77-78.
- Иванченко М.Н., Луцевич И.Н., Жуков В.В. Оценка степени экологического риска воздействия на организм детей солей тяжелых металлов в г. Саратове // Современные проблемы гигиены города, методология и пути решения: Материалы пленума Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и Минздравсоцразвития РФ. - М., 2006. С. 140-141.
- Иванченко М.Н., Луцевич И.Н., Жуков В.В. Социально-гигиенический мониторинг тяжелых металлов в окружающей среде // Актуальные вопросы военной медицины и военно-медицинского образования. – Саратов: СВМИ, 2006. – С. 142.
- Иванченко М.Н., Луцевич И.Н., Жуков В.В. Влияние загрязнения городской среды тяжелыми металлами на здоровье детского населения // Материалы Х Всероссийского съезда гигиенистов и санитарных врачей. – Кн. 1. - М., 2007. – С. 563-566.
- Луцевич И.Н., Жуков В.В., Иванченко М.Н. Содержание тяжелых металлов в биообъектах и состояние здоровья детского населения города Саратова // Методологические проблемы изучения и оценки био- и нанотехнологий в экологии человека и гигиене окружающей среды: Материалы пленума Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и Минздравсоцразвития РФ. – М., 2007. – С.125-127.
- Иванченко М.Н. Тяжелые металлы в биомаркерах у детей города Саратова // Молодежь и наука: итоги и перспективы. - YSRP, СарГМУ, 2007. – С. 51.
- Иванченко М.Н., Луцевич И.Н., Жуков В.В. Изучение состояния здоровья детей дошкольного возраста в условиях воздействия тяжелых металлов // Здоровое поколение: традиции, опыт и перспективы психопрофилактической работы в образовании. – Саратов, 2008. – Ч. 1. – С. 76-79.
- Иванченко М.Н. Оценка влияния климато-географического фактора на распределение соединений тяжелых металлов в окружающей среде и биосубстратах // Методологические проблемы изучения и оценки и регламентирования физических факторов в гигиене окружающей среды: Материалы пленума Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды РАМН и МЗиСЗ РФ. - М.: РАМН, МЗиСР РФ, 2008.- С. 99-101.
- Барановская Ю.С., Юдин А.Н., Иванченко М.Н. Оценка риска неканцерогенных эффектов при воздействии тяжелых металлов на здоровье детского населения // Социальные проблемы медицины и экологии человека. - Саратов, 2009. – С. 33-36.
- Иванченко М.Н., Жуков В.В. Оценка риска для здоровья детского населения г. Саратова при воздействии солей тяжелых металлов // Социальные проблемы медицины и экологии человека. - Саратов, 2009. – С.120-122.
- Иванченко М.Н., Луцевич И.Н., Жуков В.В. Методические подходы к изучению негативного влияния тяжелых металлов на состояние здоровья // Социальные проблемы медицины и экологии человека. - Саратов, 2009. – С. 122-124.
- Иванченко М.Н., Юдин А.Н., Кайдашева О.В., Швецова А.П. Загрязнение почвенного и снегового покрововов территории города Саратова тяжелыми металлами // Молодые ученые – здравоохранению. - Саратов, 2010. – Ч. 2. – С. 120-121.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ААС – атомно-абсорбционная спектрофотометрия
ДДУ – детские дошкольные учреждения
ЗР – загрязненный район
ИЗА – индекс загрязнения атмосферы
КР – контрольный район
МКАТ – моноклональные антитела
НАА – нейроактивационный анализ
НИИХИТ – научно-исследовательский институт химических источников тока
ОАО «ЗАИТ» - открытое акционерное общество «Завод автономных источников тока»
САЗ – Саратовский авиационный завод
САЧ – сывороточный альбумин человека
СПЗ – Саратовский подшипниковый завод
ТМ – тяжелые металлы
ТЭЦ – теплоэлектроцентрали
ФР – физическое развитие
ЧБД – часто болеющие дети
Подписано в печать 19.11.10 г.
Бумага офсетная. Гарнитура Times New Roman. Печать трафаретная.
Тираж 100 экз. Зак. 210-01.
Типография ООО «Эстамп1»
г. Волгоград, ул. Мира, 11
