Глава 32 ЭПИДЕМИОЛОГИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОБУСЛОВЛЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ
Экологически обусловленные заболевания — это заболевания, развившиеся среди населения какой-либо территории под воздействием на людей вредных факторов среды обитания (химических веществ или физических факторов) и проявляющиеся характерными для действия этого причинного фактора симптомами и синдромами или иными неспецифическими отклонениями, которые провоцируются экологически неблагоприятными факторами.
Надо отметить, что еще более 2000 лет назад Гиппократ и другие мыс- лители высказывали идею, что факторы окружающей среды могут влиять на возникновение болезней.
За последние 100 лет человечество увеличило производство почти в 100 раз, а энергопотребление возросло почти в 1000 раз. Вследствие этого в столь относительно короткий промежуток времени в атмосферу было внесено громадное число химических веществ, около 4 млн из них признаны потенциально опасными для человека, а свыше 180 тыс. — обладают выраженными токсическими и/или мутагенными эффектами.
При этом столь краткий срок, в течение которого произошло загрязнение окружающей среды, пришелся на период жизни лишь нескольких поколений людей, что относительно 3—3,5 млн лет, прошедших со времени появления человека, составляет лишь краткий миг.
Антропогенное загрязнение окружающей среды оказывает выраженное воздействие на формирование популяционного здоровья населения, особенно в связи с изменением социально-экономических условий. Поэтому проблема неблагоприятного влияния факторов окружающей среды на состояние здоровья с каждым годом приобретает все большую актуальность.
В настоящее время нет оснований отрицать наличие экологически обусловленных заболеваний, их следует искать в общем потоке патологических проявлений, вызванных экзогенными химическими, физическими и другими факторами человеческого бытия.
Согласно российским статистическим данным, общая заболеваемость в экологически неблагополучных регионах в 1,5—5 раз выше, чем в относительно мало затронутых хозяйственной деятельностью. Повышенный
673
уровень загрязнения атмосферного воздуха или питьевой воды, наличие ксенобиотиков в продуктах питания вызывают рост таких заболеваний, как нарушения эндокринной системы и обмена веществ, поражения органовдыхания и пищеварения, снижение иммунитета, бронхиальная астма, аллергический ринит, холецистит, желчекаменная болезнь, холангит, камни в почках и мочеточниках, раковые заболевания, врожденные аномалии и некоторые другие. При этом негативное воздействие могут оказывать не только индивидуальные химические соединения, органические или неорганические, но и различные их сочетания с проявлением синергизма или антагонизма.
Суммарный вклад экологических факторов в смертность населения России оценивается на уровне 4—5% и занимает третье место после общих и социальных факторов.
Все экологически обусловленные заболевания можно разделить на две группы (табл. 32.1).
♦ Экологически обусловленные заболевания, связанные с действием природно-обусловленных причин (или так называемых эндемичных заболеваний) — избыток или недостаток отдельных элементов в питьевой воде, местных продуктах питания, воздействие экстремальных климатических условий и т. д.
♦ Экологически обусловленные заболевания, связанные с деятельностью человека (или техногенные). Данные заболевания в свою очередь также можно разделить на две группы:
• Вызванные длительным (постоянным) воздействием того или иного вредного фактора или их сочетаний на организм человека. При этом они проявляются повышенным по сравнению с фоновым уровнем и/или по сравнению с другими территориями уровнем заболеваемости известными болезнями.
• Вызванные резким внезапным значительным увеличением того или иного вредного фактора химической или физической природы во внешней среде (как правило, в результате аварий). При этом на данной территории наблюдается резкое увеличение (вспышка) «новых» или уже известных заболеваний.
Так, до 1975 г. город Кириши Ленинградской области по уровню заболеваемости аллергозами дыхательных путей считался благополучным. В
1975 г. по сравнению с 1974 г. заболеваемость бронхиальной астмой увеличилась в 6,8 раз, а аллергозами дыхательных путей — в 16 раз (рис 32.1).
Синхронный рост этих заболеваний свидетельствовал об однородности патогенетического фактора, лежащего в их основе. Дальнейшие исследования выявили, что резкий рост («вспышка») заболеваемости аллергозами дыхательных путей и бронхиальной астмой был связан с введением в строй биохимического комбината. Введение очистных сооружений в
1976 г. привело к снижению заболеваемости бронхиальной астмой до первоначального уровня, однако заболеваемость аллергозами дыхательных путей стабилизировалась на более высоких показателях, по сравнению с показателями до 1975 г.
Б74
Некоторые экологически обусловленные заболевания природного и техногенного происхождения
Таблица 32.1
|
Рис. 32.1 Многолетняя динамика заболеваемости бронхиальной астмой и аллергозами дыхательных путей в г. Кириши за 1971-1981 гг. (Астафьев О. Мм 1983 г.) |
Механизм развития патологических состояний
Загрязнение окружающей среды влияет на здоровье разными путями и практически может влиять через все сферы контакта человека с окружающей средой и соответственно пораженными могут быть разные системы и органы. Из этого явствует, что для человека неблагоприятным является загрязнение любого из компонентов естественной среды. В особенности большую роль при этом играет атмосфера. За день в среднем человек вдыхает больше 9 кг воздуха, выпивает около 2 л воды, съедает больше I кг пищи. Некоторое время он может жить без пищи, но без воздуха может существовать не более 5 мин. Поэтому контакт с вредными веществами через воздух происходит в среднем чаще, чем через воду, растения и прочие компоненты. Источники основных вредных веществ, пути попадания их в организм и влияние на здоровье показаны в табл. 32.2.
Кроме факта воздействия вредных веществ важную роль играет взаимодействие процессов воздействия, накопления и трансформации соединений микроэлементов с последующим развитием раннего биологического эффекта и разнообразных морфофункциональных нарушений (рис. 32.2).
На всех этапах формирования эффекта от воздействия токсических факторов играет роль индивидуальная восприимчивость организма, которая, в свою очередь, зависит от многочисленных факторов: генетически детерминированные механизмы антитоксической защиты, иммунная резистентность, лабильность нейроэндокринных процессов и т. д.
Источники и пути поступления в организм веществ, оказывающих влияние на здоровье населения
Таблица 32.2
|
Наименование
вещества |
Источники веществ | Пути поступления в организм | Влияние на здоровье |
Винилхлорид | Производство винилхлорида, производство поливинилхлорида (ПВХ) и изделий из него | Основной - воздух вблизи промышленных предприятий Люди, живущие в пределах пятикилометровой зоны вокруг предприятий, производящих ВХ или ПВХ, могут подвергаться воздействию концентраций ВХ в 10-100 раз более высоких, чем остальное население | Токсические эффекты винилхлорида отмечались при воздействии высоких его концентраций в условиях профессионального контакта. При проживании вблизи заводов, производящих ПВХ, возрастает риск пороков развития, особенно чувствительна ЦНС Установлена канцерогенность винилхлорида для человека |
Дихлорметан | Примерно 80% выбросов дихлорметана в атмосферу обусловлено его использованием (для удаления краски, при производстве пенополиуретана, в фармацевтической промышленности, в производстве синтетических волокон и фотопленки, для экстракции чувствительных к нагреванию веществ) | Основной путь поступления в организм— ингаляционный Продукция бытовой химии может представлять значительный источник загрязнения воздуха дихлорметаном внутри зданий (часто более значительного, чем загрязнение атмосферного воздуха) | Концентрации ДХМ в атмосфере на порядки ниже тех, при которых проявляется отрицательное воздействие на ЦНС (сотни мг/м3). Маловероятен также значительный вклад ДХМ в повышение уровня кар- боксигемоглобина в крови |
1,2-Дихлорэтан | Промышленное использование и производство, неправильное обращение со смолистыми отходами производства винилхлорида. Эмиссии происходят непосредственно в атмосферу при производстве, применении и хранении, а также при использовании в фармацевтической и химической промышленности в качестве растворителя | Ингаляционный | Интоксикация —головная боль, головокружение, слабость, спазмы, снижение тонуса мускулатуры, тошнота, потеря сознания; возможен смертельный исход; нарушение сердечного ритма, гепатотоксичен
Рекомендуемая ВОЗ максимально допустимая концентрация в воздухе значительно ниже наблюдаемых в настоящее время концентраций и рассчитана на аварийные ситуации |
|
||||||||||||||||||||
Наименование
вещества |
Источники веществ | Пути поступления в организм | Влияние на здоровье |
Сероводород | Побочный продукт при очистке нефти, природного газа. Разложение органических отходов. Содержится в отходящих газах (например, производство вискозы, хвостовые газы в производстве серы, кокса и др.). Станции водоочистки, производство бумаги сульфатным методом | Воздух | Острая интоксикация в основном выражается в поражении нервной системы. В концентрациях 15 мг/м3 и выше сероводород вызывает раздражение конъюнктивы. Серьезные поражения глаз вызывает концентрация 70 мг/м3. В более высоких концентрациях (более 225 мг/м3) сероводород инактивирует обонятельные рецепторы, так что запах как сигнал опасности уже не воспринимается |
Сероуглерод | Эмиссии предприятий, производящих вискозное волокно. Процессы газификации угля также являются источником СЭг и НгЭ в атмосфере | Воздух | Острое и подострое отравление в концентрации 500-3000 мг/м3 — неврологические и психиатрические симптомы (раздражительность, смены настроения, маниакальный психоз, галлюцинации, параноидальные идеи, потеря вппетита, желудочно-кишечные и сексуальные расстройства). При многолетнем воздействии 10 мг/м3 — сенсорный полиневрит и повышение болевого порога, психологические расстройства. При воздействии 100-500 мг/м3 — оптическая атрофия, экссудативные изменения, точечные кровоизлияния, ретробульбарный неврит, микроаневризма и склероз сосудов. При хроническом воздействии 20-300 мг/м3 — энцефалопатия и нефропатия |
Стирол | Эмиссии нефтехимических предприятий, выбросы автотранспорта, выделяется при горении, сжигании отходов | Вдыхание с воздухом, причем одинаково важно загрязнение атмосферного воздуха и воздуха внутри зданий | В производственных условиях — функциональные нарушения ЦНС и раздражение слизистых оболочек. Наименьшая концентрация, при которой отмечено отрицательное воздействие стирола — 84 мг/м3, что значительно превышает обычное содержание стирола в атмосферном воздухе |
Т етрахлорэтилен | Используется как растворитель для химической чистки одежды, для очистки металлических поверхностей, в текстильной и химической промышленности | Воздух | Острые отравления — поражение ЦНС Поскольку уровни содержания ТХЭ в окружающей среде на порядки ниже тех, при которых отмечается воздействие на ЦНС, вегетативную нервную систему, печень и почки, значимость ТХЭ как загрязняющего воздух вещества невелика |
Толуол | Входит в состав нефти. Используется как растворитель в красках, в косметической продукции, в химической промышленности | Воздух, при этом концентрации в воздухе зданий могут намного превышать концентрации в атмосфере (при применении красок и растворителей) | Толуол раздражает глаза при концентрации 375 мг/м3, при этой же концентрации отмечаются функциональные нарушения ЦНС |
Трихлорэтилен | В основном используется как обезжиривающий агент металлических деталей, печать, производство чернил для печати, экстракционные процессы, производство красок, нанесение рисунка на ткани Присутствует в продуктах бытовой химии (пятновыводители, адгезивы, средства для чистки ковров и т.п ) Большая часть ТХЭН поступает в атмосферу в результате использования | Воздух | Воздействие ТХЭН приводит к поражению ЦНС. Отмечается также раздражение глаз и кожи, в некоторых случаях отмечалось серьезное поражение печени и изменения почек Рекомендуемая ВОЗ величина максимально возможной концентрации в атмосферном воздухе, не отражающейся на здоровье населения (1 мг/м3), значительно (на несколько порядков) превышает обычный уровень содержания ТХЭН в атмосфере |
Тяжелые металлы, свинец, ртуть, кадмий, цинк, висмут, кобальт, никель, медь, олово, сурьма, ванадий, марганец, хром, молибден и мышьяк | Процесс сжигания угля, выброс в атмосферу при высокотемпературных технологических процессах (металлургия, обжиг цементного сырья и др ), а также транспортировка, обогащение и сортировка руды, применение удобрений из шламов, полученных из промышленных и канализационных очистных сооружений. Выбросы промышленных предприятий в атмосферу, сбросы сточных вод создают предпосылки для поступления тяжелых металлов в почву, подземные воды и открытые водоемы, в растения, донные отложения и животных | Воздух, почва, вода, пищевые продукты | Токсичность, канцерогенность |
Наименование
вещества |
Источники веществ | Пути поступления в организм | влияние на здоровье |
Формальдегид | Непосредственные эмиссии при производстве и промышленном использовании, и вторичные (окисление углеводородов, выбрасываемых стационарными и мобильными источниками) Основное значение имеет загрязнение воздуха внутри зданий (изоляционные материалы, ДСП, клееная фанера, сигаретный дым, приготовление пищи) | Предполагается, что основным путем поступления формальдегида в организм является ингаляционный Поступление с вдыхаемым воздухом — около 1 мг/день, реже 2 мг/день Курение является дополнительным источником | Симптомы кратковременного воздействия — раздражение глаз, слизистых оболочек носа и гортани, слезотечение, кашель, одышка и тошнота |
Хл орор ганические пестициды (ХОП) | Применение в сельском хозяйстве, хранение. Особенно большие количества ХОП поступают в атмосферу при использовании сельскохозяйственной авиации | ХОП хорошо поглощаются листьями и побегами из воздуха Загрязненная рыба является основным источником поступления ХОП в организм человека | Помимо общей токсичности, повышают риск развития рака Некоторые ХОП способны нарушать структуру генетического аппарата Повреждают репродуктивную функцию |
Рис. 32.2. Стадии формирования патологического «следа» при экспозиции любого токсического фактора |
Характеристика проявленийзаболеваемости
Интенсивность
При поиске экозависимой патологии исследователи часто сталкиваются с массовыми заболеваниями «неспецифического» характера, т. е. с ростом заболеваемости известными нозологическими формами, которые в отличие от профессиональной патологии, как показывает опыт, развиваются при меньших концентрациях вредных веществ. При этих условиях вредные факторы могут играть не только этиологическую, но и патогенетическую роль, опосредованно способствуя развитию патологии путем снижения неспецифической зашиты организма, что влечет формирование вторичных иммунодефицитов.
При воздействии того или иного экзотоксиканта в организме после стадии «перенапряжения» и «срыва» механизмов адаптации, как правило, развиваются патологические процессы общего (т. е. «неспецифического») характера, ведущие к росту уровня «обычных» нозологических форм. И лишь позднее может быть обнаружена патология «специфического» характера (по механизму действия соответствующих экзотоксикантов, т. е по этиопатогенетическим связям).
Таким образом, распространенность экологически обусловленной патологии зависит от степени и длительности воздействия загрязненной окружающей среды той или иной территории. В зависимости от характера и степени загрязнения окружающей среды оценивают различные проявления патологических процессов (табл. 32.3).
ввз
Таблица 32.3
Классификация медико-экологической ситуации
|
Динамика
Динамика заболеваемости во многом обусловливается динамическими изменениями загрязнений окружающей среды. С целью уточнения времени риска, т. е. длительности и начала воздействия вредного фактора на население (или его отдельные группы), проводятся продолжительные ретроспективные исследования. При поиске экозависимых синдромов, а также при определении времени риска (а именно — его начала) необходимо учитывать индивидуальную чувствительность людей к тем или иным экзотоксикантам, а также наличие в организме приспособительных механизмов на их первичное воздействие (выведение и обеззараживание). Таким образом, на уровне популяции, так же как и на уровне индивидуума, существует «инкубационный» период развития экопатологии, так как последствия воздействия экзотоксикантов обнаруживаются лишь спустя некоторое время, после накопления «специфических и неспецифических откликов» у наиболее восприимчивой части популяции.
Так, при изучении резкого увеличения заболеваемости аллергозами дыхательных путей в г. Кириши было выявлено, что минимальный скрытый период развития аллергозов у ранее здоровых лиц составил 3—4 мес — время от пуска биохимического комбината до появления первых новых случаев аллергозов среди населения (рис. 32.3). Частота обращаемости больных, ранее страдавших аллергозами дыхательных путей, в несколько раз выше, и максимум на один месяц опережает обращаемость всего населения. Также среди лиц данной группы в первую очередь увеличилась частота обращений по поводу приступов удушья.
ев#
■ Заболеваемость аллергозами всего населения — — Обращаемость по поводу астматического компонента всего населения ....... Обращаемость по поводу астматического компонента лиц, ранее имевших этот компонент Рис. 32.3. Заболеваемость аллергозами и обращаемость на станцию скорой помощи по поводу приступов удушья всего населения, обращаемость в поликлинику по поводу астматического компонента лиц, ранее имевших этот синдром, г. Кириши в 1975 г. (Астафьев О. М., 1983) |
При определении времени риска точка отсчета должна быть отодвинута назад от периода четко диагностируемой на популяционном уровне патологии. Так называемый «инкубационный» период во многом будет зависеть от характера и уровня загрязнения окружающей среды. При техногенных катастрофах, когда в окружающую среду зачастую попадает множество вредных веществ в больших концентрациях, «инкубационный» период укорачивается, при постоянном загрязнении окружающей среды малыми концентрациями вредных веществ он может значительно удлиняться.
Группы риска
Дети могут быть как более, так и менее чувствительны к воздействию различных повреждающих факторов окружающей среды. Это обусловлено, в частности, тем, что у ребенка концентрация отдельных энзимов может быть как выше, так и ниже, чем у взрослого. Кроме того, дети и взрослые имеют различные способности к репарации повреждений, возникающих в результате воздействия химических экологических загрязнителей. Неправомерность выводов о том, что дети всегда более чувствительны к повреждающим факторам окружающей среды, чем взрослые, можно проиллюстрировать следующим примером: лети по сравнению со взрослыми менее подвержены риску развития патологии почек при интоксикации кадмием, фтористыми соединениями и ртутью (Румянцев Г. И., 2000). Чувствительность организма ребенка меняется в зависимости от возраста. Существуют критические периоды структурного и функционального развития ребенка, в течение которых отдельные структуры и функ-
ции наиболее чувствительны к повреждающим воздействиям. Повреждающее воздействие экологических факторов может не проявляться до определенного момента развития.
Наиболее чувствительными в отношении диоксида азота являются лица, страдающие бронхиальной астмой, у которых при концентрациях 0,19 мг/м3 наблюдается явление выраженного бронхоспазма. Повышенную чувствительность к этому веществу проявляют также дети и лица, страдающие хроническими заболеваниями органов дыхания. Больные престарелого возраста, длительно болеющие дети, лица, страдающие респираторными заболеваниями, астмой особенно чувствительны к воздействию диоксида серы. Концентрации диоксида серы на уровне 0,25 мг/м3 вызывают ухудшение их самочувствия.
Группа риска при воздействии оксида углерода состоит из лиц с заболеваниями коронарных сосудов, цереброваскулярной и периферической сосудистых систем, легких, больных анемией, а также людей, испытывающих повышенные физические нагрузки. В концентрациях 9“ 16 мг/м3 окись углерода способна привести к повышению смертности от инфаркта миокарда.
Социально-гигиенический мониторинг (СГМ) — это государственная система наблюдения, анализа, оценки и прогноза состояния здоровья населения и среды обитания человека, а также определения причинно-следственных связей между состоянием здоровья населения и воздействием факторов среды обитания человека.
Задачами СГМ являются:
• формирование федерального информационного фонда о здоровье населения и факторах среды обитания;
• выявление причинно-следственных связей между состоянием здоровья населения и воздействием факторов среды обитания человека на основе эпидемиологического анализа;
• обеспечение межведомственной координации деятельности по ведению мониторинга в целях обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения, выработки предложений для принятия решений федеральными органами исполнительной власти, органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации и органами местного самоуправления
Методы, используемые для установления связи
между факторами окружающей среды и здоровьем населения
Под оценкой риска понимается процесс анализа гигиенических, токсикологических и эпидемиологических данных для определения количественной вероятности неблагоприятного воздействия на здоровье населения вредных факторов окружающей среды.
Наиболее широкое распространение в мире получила методика анализа риска, разработанная Агентством США по охране окружающей сре-
ды (ЕРА USA). Правовой основой применения методологии оценки потенциального риска в России явилось постановление главного государственного санитарного врача Российской Федерации №25 от 10.11.97 и главного государственного инспектора Российской Федерации по охране природы № 03-19.24-3483 от 10.11.07 «Об использовании методологии оценки риска для управления качеством окружающей среды и здоровья населения Российской Федерации».
Международно признанная методология оценки риска включает четыре этапа.
1. Идентификация опасности (вредности): какие факторы, при каких уровнях и путях воздействия, из каких сред могут вызвать неблагоприятные последствия для здоровья человека, насколько правдоподобна и подтверждена связь между фактором и заболеванием.
2. Оценка экспозиции — характеристика источников загрязнения, маршрутов движения загрязняющих веществ от источника к человеку, пути и точки воздействия, уровни экспозиции и др. В настоящее время для этих целей широко применяются геоинформаци- онные системы (ГИС).
3. Установление зависимости «доза-ответ» — выявление связи между состоянием здоровья (например, долей лиц, у которых развилось определенное заболевание) и уровнями экспозиции.
4. Характеристика риска — обобщение и анализ всех полученных данных в описательных, аналитических и экспериментальных исследованиях расчетов рисков для популяции и ее отдельных подгрупп, сравнение рисков с допустимыми (приемлемыми) уровнями, сравнительная оценка и ранжирование различных рисков по степени их статистической, медико-биологической и социальной значимости. Цель данного этапа — установление медицинских приоритетов и тех рисков, которые должны быть предотвращены или снижены до приемлемого для данного общества уровня.
В гигиенических исследованиях проводится определение потенциального риска и значительно реже — расчет реального риска («абсолютного», «относительного», «атрибутивного»). Реальный риск может быть определен только в эпидемиологических исследованиях.
Гигиеничес/о/е исследования
Целью гигиенических исследований является расчет потенциального риска. В первую очередь при этом подразумевается идентификация опасности — установление тех признаков и свойств химических веществ, которые позволяют их отнести к вредным для здоровья человека факторам. На этапе определения зависимости «доза-эффект» используются экспериментальные исследования на уровне достаточно высоких, явно действующих доз, а оценка реального загрязнения определяется методом экстраполяции. На территории Российской Федерации используются следующие подходы:
BS7
♦ Система гигиенического регламентирования (система предельно-допустимых концентраций — ПДК).
♦ Метод оценки риска, разработанный ЕРА Ш (Американского агентства по охране окружающей среды).
♦ МетодььЪценки риска, основанные на отечественных принципах гигиенического регламентирования вредных факторов окружающей среды.
Более подробно эти методы рассматриваются в соответствующих дисциплинах.
Эпидемиологические исследования
Эпидемиологические исследования, как уже было отмечено, подразделяются на три вида: описательные, аналитические и методы экспериментальных эпидемиологических исследований.
Первым этапом исследований является обнаружение «актуальных» для данной территории заболеваний. Для этого служат описательные методы эпидемиологии.
С помощью описательных методов изучаются частота и характер распределения того или иного забол
Источник: Л. П. Зуева, Р. X. Яфаев, «ЭПИДЕМИОЛОГИЯ» 2005