Методические основы изучения и оценки негативного воздействия факторов окружающей среды на состояние здоровья населения

Черняева, Т.К. 

Лекция

2013 год

Изложенная в лекции методология изучения и оценки влияния комплекса факторов окружающей среды на состояние здоровья населения лежит в основе аналитической деятельности санитарного врача-практика, научной работы врача-гигиениста, оперирующих данными социально-гигиенического мониторинга для разработки и обоснования системы гигиенической безопасности окружающей среды и принятия управленческих решений в плане реабилитации состояния здоровья населения, проживающего на загрязненных территориях риска.

Лекция, согласно новому Федеральному государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования по специальности «Медико-профилактическое дело», вносит вклад в реализацию следующих целей через формирование профессиональных и общекультурных компетенций (ПК, ОК) в профилактической деятельности:

• учебной — формирование способности и готовности к изучению и оценке факторов среды обитания человека и реакции организма на их воздействия, к интерпретации результатов гигиенических исследований, к оценке реакции организма на воздействие факторов среды обитания человека (ПК-6), к использованию современных методов оценки и коррекции социальных условий жизни, к осуществлению профилактических мероприятий (ПК-7);

• развивающей — формирование способности и готовности к выявлению причинно-следственных связей в системе «факторы окружающей среды — здоровье населения» (ПК-15); к ведению санитарно-просветительской работы с населением по вопросам профилактической медицины, к работе с учебной, научной, нормативной и справочной литературой; к проведению поиска информации для решения профессиональных задач (ПК-23); к принятию управленческих решений, направленных на сохранение здоровья населения в связи с неблагоприятным воздействием факторов среды обитания человека (ПК-28);

• воспитательной — формирование способности и готовности к деятельности в различных сферах общественной жизни с учетом принятых в обществе моральных и правовых норм, к соблюдению правил врачебной этики, законов и нормативных правовых актов по работе с конфиденциальной информацией (ОК-4, ПК-22).

Тематический материал лекции реализуется рабочей программой по коммунальной гигиене в 12-м семестре на медико-профилактическом факультете.

***

За последнее время значительно возросло понимание роли состояния окружающей среды как важнейшего фактора, определяющего качество здоровья населения. Все больше исследований свидетельствует о том, что здоровье населения в относительно «чистых» регионах лучше, чем в областях с интенсивно развитой промышленностью.

Интерес к влиянию неблагоприятных факторов окружающей среды на здоровье человека проявляют многие правительственные и международные организации, включая Всемирную организацию здравоохранения (ВОЗ). Это касается загрязнения воздуха, воды, почвы и продуктов питания выбросами и отходами промышленного производства и природно-обусловленного дефицита или избытка ряда микроэлементов в биосфере.

На здоровье человека влияют все виды его деятельности, и любой индивидуум непрерывно подвергается воздействию факторов окружающей среды. В результате существенно меняется характер взаимодействия человека с окружающей средой и население подвержено постоянному напряжению физиологических систем организма, что ведет в свою очередь к нарушению равновесия между средой обитания и биологической природой человека.

По состоянию здоровья населения судят о благополучии в обществе. Это основной системообразующий фактор и критерий оценки состояния окружающей среды, главная цель любых природоохранных мероприятий. Теоретические основы методологии позволяют дать и оценить комплексную нагрузку на население, выявить риски развития неблагоприятных эффектов в состоянии здоровья населения, а также прогнозировать его на конкретной территории.

Сложившаяся ситуация способствовала разработке теоретических основ методологии изучения влияния комплекса факторов среды на состояние здоровья населения и внедрению этих основ в практику органов Роспотребнадзора через систему социально-гигиенического мониторинга.

Дальнейшее развитие методических основ изучения системы «факторы окружающей среды — здоровье населения» необходимо при подготовке новых компетентных специалистов для органов санитарной службы Роспотребнадзора. Излагаемые в лекции теоретические положения позволяют студентам систематизировать приобретенные знания на высоком уровне, предполагают большое число ассоциативных связей в процессе осмысления информации, полученной при изучении всего курса коммунальной гигиены.

Гигиенические подходы к изучению состояния окружающей среды и влияния на здоровье населения

Основным критерием состояния окружающей среды является здоровье населения, на которое влияют физические, химические и биологические загрязнения, а также социально-экономические и климато-географические факторы и условия. Вычленить влияние одного фактора на здоровье трудно, нужны специальные методические подходы к отбору районов наблюдения, к выбору групп населения, к определению характеристик здоровья, метода наблюдения, группировок и анализу собранных данных. В зависимости от поставленных задач и объема планируемых исследований, характера, уровня и длительности воздействия фактора выбираются те или иные показатели.

В настоящее время изучение влияния факторов среды обитания на население чаще основывается на эпидемиологических исследованиях. Эпидемиологические методы помогают получить важную информацию, касающуюся таких аспектов неблагоприятного воздействия факторов экологического риска, как отдаленные, комплексные и неспецифические эффекты.

Практическое значение эпидемиологических исследований состоит в том, что по ним можно анализировать конечные результаты мероприятий по охране окружающей среды и здоровья как отдельных групп населения, так и популяции в целом.

Эпидемиологическими методами изучается воздействие на здоровье человека различных неблагоприятных факторов, присутствующих в разных средах: загрязнения атмосферного воздуха, питьевой воды, почвы, пищевых продуктов, шума, естественной радиации, электромагнитных полей. В последние годы все большее внимание уделяется оценке воздействия на здоровье человека факторов внутренней среды помещений, а также более специфических агентов, например, персональных компьютеров, мобильных телефонов, отдаленных последствий, связанных с образованием продуктов трансформации при хлорировании воды или загрязнением питьевой воды мышьяком и т.д. Внимание сконцентрировано и на изучении различных фракций взвешенных веществ в воздухе, тяжелых металлов (в первую очередь это свинец, ртуть и кадмий), летучих органических соединений (ЛОС) и стойких органических загрязнителей (СОЗ), к которым относят диоксины, полихлорбифенилы (ПХБ) и некоторые хлорсодержащие пестициды (ДДТ, гексахлорциклогексан и др.); оцениваются связи между факторами окружающей среды и злокачественными новообразованиями, нарушениями репродуктивного здоровья и эндокринного статуса, аллергическими реакциями, психоневрологическим статусом новорожденных и детей раннего возраста, заболеваниями органов дыхания и другими изменениями показателей здоровья.

Таким образом, эколого-эпидемиологические исследования позволяют выявить последствия влияния загрязнения окружающей среды на состояние здоровья населения, определить количественную величину изучаемых воздействий, установить причинно-следственные отношения между неблагоприятными факторами среды обитания человека и показателями здоровья, получить достоверную информацию о типах эффектов (неспецифические, обратимые, специфические, выраженные, отдаленные и др.), развивающихся под влиянием химических загрязнителей. Неблагоприятные факторы окружающей среды способствуют увеличению вероятности возникновения неблагоприятных эффектов в организме человека.

Кроме методов экологической эпидемиологии, для оценки воздействия загрязненной окружающей среды на здоровье используются методы оценки риска. Оценка риска в последние годы во многих странах и международных организациях рассматривается как ведущий аналитический инструмент, используемый для характеристики воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды на здоровье населения, а также для разработки оптимальных и наиболее эффективных управленческих решений по регулированию риска.

Корреляция состояния здоровья населения и вредного воздействия окружающей среды бесспорна, но алгоритм действий исследователей при изучении данной взаимозависимости может быть двояким. Обычно изначально выявляют повышение заболеваемости или неблагоприятное для общества изменение других показателей состояния здоровья, а затем пытаются обнаружить причины ухудшения состояния здоровья населения. Как правило, параллельно с наблюдением за динамикой показателей здоровья населения ведется учет изменений концентраций вредных веществ в окружающей среде.

Во-первых, наличие таких данных позволит выявить сезонность изучаемых показателей; во-вторых, корреляция между показателями здоровья и характеристиками факторов окружающей среды будет прямым доказательством их взаимозависимости.

Второй вариант заключается в изначальном анализе сведений о вредностях в данном регионе, а затем уже в определении последствий влияния этих вредностей на человеческую популяцию. Безусловно, он наиболее полно отвечает принципу доминирования профилактического направления в медицине.

Оценка состояния окружающей среды может быть пофакторной, т.е. во внимание принимаются вредные факторы вне зависимости друг от друга, либо комплексной, когда учитывается взаимное влияние факторов: суммация, потенцирование действия друг друга или, напротив, ингибирование.

В последнее время учеными предложены различные формулы вычисления суммарной нагрузки вредных веществ на организм человека.

Комплексная оценка состояния окружающей среды — сложный процесс, требующий поэтапного подхода к данной проблеме:

• сначала проводят оценку каждого показателя в отдельности, например, изучают концентрации вредных веществ в атмосфере (воде, почве), т.е. осуществляют пофакторную оценку;
• затем проводят оценку суммарной нагрузки загрязнения атмосферы (воды, почвы) факторами единой природы, например, химическими веществами;
• далее определяют состояние данной природной среды (воды, воздуха, почвы) в целом;
• итогом является формирование обоснованного мнения о комплексном состоянии окружающей среды на данной территории.

Комплексная гигиеническая оценка вредных факторов окружающей среды

Оценка загрязнения атмосферного воздуха. Изучению должен предшествовать анализ особенностей технологических процессов производств, состава промышленных выбросов в атмосферный воздух. Важны сведения о качественном и количественном составе выбросов от конкретного объекта, их пространственные и временные характеристики.

Основными источниками информации о промышленных выбросах являются совместно используемые ежегодные формы государственной статистической отчетности «2-ТП (воздух)» и тома изучаемого населенного пункта «Атмосфера. Предельно допустимые выбросы вредных веществ» или ПДВ отдельных предприятий, объектов теплоэнергетики, являющихся стационарными источниками загрязнения атмосферного воздуха.

В дополнение к стационарным источникам выброса учитывается вклад передвижных источников, особенно автотранспорта, в загрязнение приземного слоя атмосферы населенного пункта. Официальной ежегодной отчетности о выбросах автотранспорта по населенным пунктам страны нет, однако в некоторых городах такая информация приводится в «Сводном томе ПДВ по городу».

Результат анализа состава выбросов с учетом вида источника загрязнения и особенностей технологических процессов является основанием для выбора зон наблюдения.

Наряду с анализом поступления химических веществ в окружающую среду от учтенных источников загрязнения необходимо использовать имеющиеся результаты санитарно-химических исследований атмосферного воздуха на изучаемой территории, проводимых учреждениями Роспотребнадзора или заводскими лабораториями.

Данные о загрязнении атмосферы собираются и регулярно публикуются зональными управлениями гидрометеослужбы.

Ведущими критериями для выбора приоритетных (индикаторных) загрязняющих веществ являются их токсические свойства, распространенность в окружающей среде и вероятность их воздействия на человека: количество вещества, поступающее в окружающую среду; численность населения, потенциально подверженного воздействию; высокая стойкость (персистентность) вещества в объекте окружающей среды; способность к биокумуляции; способность вещества к межсредовому распределению, миграции из одной среды в другие, что проявляется в одновременном загрязнении нескольких сред и пространственном распространении загрязнения; опасность для здоровья человека, т.е. способность вызывать вредные эффекты (необратимые, отдаленные, обладающие высокой медико-социальной значимостью).

Оценку загрязнения атмосферного воздуха проводят по группе показателей, характеризующих среднемесячные или среднегодовые фактические концентрации основных и специфических для изучаемой территории города ингредиентов. Если брать во внимание суточную миграцию городского населения, при определении аэрогенной нагрузки вредными веществами необходимо учитывать различие средних концентраций вредного агента в воздушной среде внутри жилых и производственных помещений, жилой зоны города, транспортных магистралей, загородной и парковой зон, а также соответствующие доли годового времени, когда человек находился в указанных местах.

Соблюдение действующих гигиенических нормативов не является основанием для исключения вещества из перечня анализируемых химических соединений, так как ряд гигиенических нормативов в атмосферном воздухе нуждается в корректировке из-за высоких значений потенциального канцерогенного риска на уровне ПДК.

При аэрогенном поступлении химических веществ в организм человека производится расчет коэффициента опасности воздействия (HQ) по формуле:

HQ_i = C_i /RfC,

где HQ_i — коэффициент опасности воздействия вещества i; C_i — фактическая концентрация вещества i в атмосферном воздухе, мг/м³; RfC — гигиенический норматив (безопасный уровень воздействия) вещества i, мг/м³.

Согласно Руководству 2.1.10.1920-04 [8], если рассчитанный коэффициент опасности вещества не превышает единицу, то вероятность развития у человека вредных эффектов при ежедневном поступлении вещества в течение жизни не существенна и такое воздействие характеризуется как допустимое.

Если коэффициент опасности превышает единицу, то вероятность возникновения вредных эффектов у человека возрастает пропорционально увеличению HQ, однако точно указать величину этой вероятности невозможно.

Вещества, загрязняющие объекты окружающей среды, должны быть проранжированы по величине коэффициента опасности для определения наиболее приоритетных загрязнителей.

При комбинированном и комплексном воздействии химических соединений проводится расчет на основе индекса опасности (HI) по формуле:

HI = ΣHQ_i,

где HQ_i — коэффициенты опасности воздействия для отдельных компонентов смеси воздействующих веществ.

Изучение влияния водного фактора на здоровье населения осуществляется в комплексе с другими факторами окружающей среды. Тем не менее большое практическое значение имеет знание особенностей влияния этого фактора на здоровье населения, загрязнители которого могут поступать в организм человека ингаляционно, накожно, перорально.

Необходимо тщательно анализировать официальные сведения о составе сбросов с учетом вида источника загрязнения и особенностей используемых технологических процессов. При обнаружении явных неточностей следует провести совместно с другими заинтересованными ведомствами проверку качественных и количественных характеристик сбросов в водоемы.

Информацию о потенциальных загрязнителях водоисточников следует получить из предпроектных и проектных материалов систем канализования, отдельных очистных сооружений, из комплексных природоохранных программ, отчетов территориальных органов Министерства природных ресурсов Российской Федерации, а также из других организаций, обеспечивающих контроль за сбросом сточных вод в водоемы, закачку стоков в подземные горизонты, захоронение и утилизацию бытовых и промышленных отходов и уполномоченных на обеспечение соответствующей деятельности Правительством Российской Федерации.

Информацию о возможных загрязнениях питьевой воды следует получить из проектов системы водоснабжения, технологических карт, сертификатов, ТУ и другой документации, относящейся к реагентам, загрузкам, материалам и элементам транспортирующих и разводящих конструкций; из протоколов, отчетов и другой документации, представляемой в санитарную службу Роспотребнадзора в соответствии с требованиями МУ 2.1.4.682-97 «Методические указания по внедрению и применению санитарных правил и норм СанПиН 2.1.4.559-96 “Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества”».

Для оценки состояния открытых водоемов руководствуются СанПиНом 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод», а также ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования», 2.1.5.1316-03 «Ориентировочные допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования».

Рассчитываются комплексные показатели, учитывающие присутствие в воде водного объекта двух и более веществ 1 и 2 классов опасности, характеризующихся однонаправленным механизмом действия, где сумма отношений концентраций каждого из них к соответствующим ПДК не должна превышать единицу.

Изучение почвенного фактора на территории населенных пунктов. При анализе возможного загрязнения почвы необходимо принимать во внимание расположение участков ее локального загрязнения, химический состав промышленных отходов, захоронений, проливов, а также наличие длительного загрязнения сопредельных сред стойкими химическими соединениями (например, загрязнения атмосферного воздуха диоксинами, полихлорированными бифенилами, полиароматическими углеводородами, мышьяком, ртутью и другими тяжелыми металлами).

Оценка степени опасности загрязнения почвы в зависимости от фактического содержания экзогенных химических веществ проводится с учетом приоритетности компонентов загрязнения и их класса опасности, ПДК (ОДК) и максимального значения допустимого уровня содержания элемента (К_max) по одному из четырех показателей вредности.

Химическое многокомпонентное загрязнение почв и грунтов оценивается по суммарному показателю (Z_с), являющемуся индикатором неблагоприятного воздействия на здоровье населения.

Суммарный показатель загрязнения рассчитывается по формуле:

Z_с = (К_сi…+К_сn) – (n – 1),

где Z_с — суммарный показатель загрязнения; n — число определяемых суммируемых веществ; К_с — коэффициент отношения концентрации i-го компонента загрязнения, который определяется отношением фактического содержания вещества в почве (С_i, мг/кг) к региональному фоновому (кларк) (С_{ф i}):

К_с = С_i /С_{ф i}.

Для гигиенической оценки акустического режима используют абсолютные показатели зашумленности или разность между средними эквивалентными уровнями и нормируемыми величинами шума с учетом времени суток. Существует такой критерий, как удельный вес территории города с дискомфортным режимом, определяемый расчетным путем или на основе специальных комплексных исследований.

Оценка комплексного воздействия загрязнения окружающей среды. Полный сценарий экспозиции, отражающий воздействие на население в реальных условиях, включает оценку поступления химических веществ в организм человека одновременно из разных сред (атмосферный воздух, питьевая вода, вода поверхностного водоема, почва, продукты питания) различными путями (пероральный, ингаляционный, накожный). Такой тип экспозиции характеризуется как многосредовое и комплексное воздействие.

При комплексном и/или многосредовом поступлении одного вещества коэффициенты опасности для каждого пути и среды воздействия суммируются и рассчитывается суммарный индекс опасности (THI).

Суммарный индекс опасности, характеризующий допустимое поступление, не должен превышать единицу. По индексу опасности определяются приоритетные среды воздействия и пути поступления вещества в организм человека. Индекс THI служит для ранжирования веществ, поступающих разными путями из многих сред.

Комплексная (и/или многосредовая) антропотехногенная нагрузка на окружающую среду (КН) (в Руководстве 2.1.10.1920-04 [8] это суммарный индекс опасности) количественно оценивается суммой пофакторных оценок загрязнения объектов окружающей среды:

КН = (HI + К_воды + Z_с + К_шума) / N,

где N — число загрязненных объектов окружающей среды на изучаемой территории.

Комплексная оценка факторов окружающей среды учитывает все факторы загрязнения (качественный состав), степень опасности загрязнения в каждой среде (количественные характеристики) для гигиенической классификации (ранжирования) территорий с выделением микротерриторий риска.

Данные эколого-гигиенических характеристик территорий с целью наибольшей наглядности и гигиенической классификации (ранжирования) территорий подлежат картированию. Эколого-гигиенические карты наглядно показывают как пространственное распределение источников воздействия, так и степень деградации окружающей среды (или степень воздействия на окружающую среду).

Рассматривается канцерогенный риск при комплексном поступлении химического вещества различными путями (перорально, накожно, ингаляционно) и при комбинированном воздействии нескольких химических соединений.

При воздействии нескольких канцерогенов суммарный канцерогенный риск для данного пути поступления (например, перорального или ингаляционного) рассчитывается по формуле:

CR_T = ΣCR_j,

где CR_T — общий канцерогенный риск для пути поступления Т; CR_j — канцерогенный риск для j-го канцерогенного вещества. При одновременном воздействии нескольких канцерогенных веществ, поступающих в организм человека различными путями, расчет общего риска (TCR) проводится по формуле:

TCR = ΣCR_T.

Количественная характеристика многосредового риска позволяет разработать оптимальные управленческие решения по его снижению на основе оценки всех контактирующих сред и путей поступления загрязнений с учетом их долевого вклада в уровни воздействия на человека.

Оценка состояния здоровья населения

Нарастание кризисных процессов в демографической ситуации, рост заболеваемости населения и загрязнения окружающей среды со всей остротой выдвинули проблему экологической обусловленности состояния здоровья населения.

Реакция на воздействие того или иного фактора окружающей среды зависит от образа жизни, свойств фактора, условий контакта с ним, а также от унаследованных и приобретенных характеристик индивидуума. Результатом воздействия может быть отсутствие эффекта либо более или менее слабый неблагоприятный эффект с восстановлением нарушенных функций, либо резко выраженный эффект, приводящий к болезни или смерти.

На основе теоретических и натурных исследований предложена последовательность установления предположительно экологически обусловленных неблагоприятных эффектов в состоянии здоровья населения. Разработана система критериев, способов и методов идентификации экологических факторов и экологически обусловленных эффектов, доказательства причинно-следственных зависимостей.

Состояние здоровья населения оценивают как по отдельным (заболеваемость, смертность и т.д.), так и по комплексным показателям.

В характеристику состояния здоровья населения включаются:

• демографические показатели — рождаемость, мертворождаемость, смертность (общая, детская, перинатальная, повозрастная), средняя продолжительность жизни;
• заболеваемость — общая, отдельных возрастных групп, инфекционная, неинфекционная, хронические неспецифические заболевания, отдельные виды заболеваний, заболеваемость с временной утратой трудоспособности (ВУТ), госпитализированная заболеваемость;
• физическое развитие, как правило, детского и подрастающего поколения;
• инвалидизация;
• донозологические (преморбидные) показатели.

Демографические показатели используются в широких обзорных исследованиях:

• на смертность влияют многие факторы, и выделить среди них воздействие окружающей среды достаточно трудно. Наблюдение обычно ведется за большими контингентами населения или достаточно длительное время;
• рождаемость как демографический показатель изолированно для оценки влияния вредных воздействий не используют. Обычно она рассматривается в комплексе с показателями, характеризующими репродуктивную функцию женщин. Нередко для изучения влияния загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения используют перинатальную и детскую смертность.

Выбор этих показателей здоровья населения определяется характером действия загрязнителя, чувствительностью к нему отдельных контингентов (дети, новорожденные, беременные женщины), возможностью влияния на репродуктивную функцию, течением беременности и здоровьем ребенка в перинатальный период или в период новорожденности.

Заболеваемость как показатель здоровья применяется в специально организованных исследованиях.

Изменения в организме человека под влиянием загрязнения среды различны по проявлению и глубине. Это обусловлено интенсивностью и длительностью воздействия вредных факторов, а также индивидуальными особенностями каждого человека. Уровни биологических ответов позволяют сформулировать критерии вредности загрязнения окружающей среды.

Болезнь является одним из вариантов биологических ответов организма на вредное воздействие. Рекомендуется оценивать заболеваемость в комплексе с другими показателями.

Для выявления экологически зависимых болезней практикуется учет заболеваемости с помощью специализированных регистров — поименных, регулярно уточняющих списков жителей, позволяющих хранить и обновлять индивидуальные данные, в том числе о заболеваемости. Так, сформированы регистры злокачественных новообразований, врожденных аномалий развития, неблагоприятных реакций на лекарственные средства, профессиональных заболеваний.

Физическое развитие обязательно учитывается при оценке состояния здоровья подрастающего поколения. Данные о физическом развитии всегда собирают в процессе специально организованного исследования. При этом результаты антропометрии обрабатывают методами вариационной статистики и получают средние величины. Более информативно оценивать физическое развитие по таблицам стандартов.

Группы здоровья можно использовать при изучении состояния здоровья как отдельно от других показателей, так и вместе с ними. Распределение индивидуумов выборки по группам здоровья дает наиболее общее представление о состоянии здоровья населения.

Комплексная оценка состояния здоровья отдельных контингентов основана на тех же показателях здоровья — заболеваемости, смертности, физическом развитии, данных об отклонениях от физиологических норм. Суть этих методов состоит в оценке индивидуального или коллективного здоровья на основании нескольких показателей.

Индивидуальная оценка учитывает наличие хронических и острых заболеваний в течение года, степень физического развития, физиологические и биохимические отклонения и выражается в баллах или группой здоровья.

Донозологические (преморбидные) показатели. Необходимо выявлять ранние неблагоприятные изменения в состоянии здоровья населения в связи с факторами окружающей среды.

Преморбидные, или предпатологические, состояния отличаются от заболеваний преобладанием неспецифических изменений над специфическими. По сути это нарушения адаптации организма, связанные с воздействием химических загрязнений различных объектов окружающей среды.

Донозологический контроль — это система наблюдения за величиной, количеством здоровья населения, которая позволит по минимуму показателей за короткое время достоверно оценить функциональные особенности и нарушения адаптации большой части «здоровых» жителей обследуемой территории.

Для оценки ранних изменений требуются высокочувствительные методики, многие из которых основаны на анализе биоматериала, например крови, биопсий и др. Однако из-за угрозы инфекционных заражений такие методики просто запрещены при массовых эпидемиологических обследованиях. Для целей ранней диагностики функциональных изменений в организме человека, свидетельствующих о напряжении гомеостаза, рекомендуются неинвазивные методы оценки.

К высокоинформативным неинвазивным методам отнесены анализ иммунного, биохимического, цитологического и генетического статуса, а также ряд других специфических по отношению к действующему фактору или факторам показателей, например содержание загрязнителей в организме человека, определяемое в таких биосредах, как волосы, ногти, молочные зубы, моча и т.д. (Приложение 1).

Эти неинвазивные методы, применяемые для массовых эколого-гигиенических и диспансерных обследований жителей в целях диагностики предпатологических состояний, позволяют установить группы населения, нуждающиеся в иммунопрофилактике, иммунокоррекции, иммунореабилитации, выведении токсикантов из организма и коррекции макро- и микроэлементного статуса. Для выявления процессов нарушения адаптации организма, т.е. так называемых преморбидных, или предпатологических, состояний, существуют и другие, более углубленные методы донозологической диагностики (Приложение 2).

Изучение состояния здоровья населения должно быть ориентировано на определение ранних неблагоприятных изменений в организме так называемых практически здоровых людей для оценки влияния воздействующих факторов.

Проблема предпатологии является как фундаментальным, общебиологическим, так и практическим вопросом проведения лечебно-профилактических и санитарно-гигиенических мероприятий по оздоровлению населения регионов с неблагоприятной экологической обстановкой.

Выявление преморбидных состояний — важный момент, обеспечивающий повышение эффективности профилактических и оздоровительных мероприятий, улучшение прогноза и снижение риска возникновения неблагоприятных эффектов.

Основные методы экологической эпидемиологии

В настоящее время экологическая эпидемиология включает в себя следующие основные направления:

• описание состояния здоровья различных групп населения в территориальном разрезе, изучение распределения долей лиц с различными видами патологии с учетом гигиенической ситуации на данной территории, особенно микротерриторий риска;
• изучение причинно-следственных связей между воздействием неблагоприятных факторов окружающей среды и частотой возникновения отдельных видов заболеваний или других негативных эффектов в различных группах населения;
• оценка эффективности профилактических мероприятий.

Объект эпидемиологической (гигиено-эпидемиологической) диагностики — все население изучаемой конкретной территории. Это связано с тем, что выявление вредных факторов ведется по основным показателям патологии (интенсивность, динамика, пространственная характеристика и др.) в установленных группах риска.

Эпидемиологический метод позволяет определить среди населения эти группы благодаря использованию многочисленных сочетаний первичных материалов учета той или иной патологии, например, по данным первичной медицинской и учетно-отчетной документации (по обращаемости, по причинам смерти, по причинам инвалидности, заболеваемости с ВУТ) (приложение 3).

Кроме материалов официальной статистики, важные данные могут быть получены по итогам анкетирования.

Установление роли конкретных вредных факторов в этих группах делает дальнейшее медико-экологическое исследование массовых неинфекционных заболеваний более адресным и целенаправленным. Групповые и выборочные исследования здоровья лиц из групп риска существенно повышают результативность основного диагностически значимого популяционного подхода. Достигается это с помощью организации и проведения специальных комплексных медицинских обследований населения бригадой врачей-специалистов с использованием медико-биологических исследований.

Общеизвестно, что уровень некоторых групп болезней, рассчитанный на основании результатов специальных осмотров детей бригадой высококвалифицированных врачей-специалистов, может в 10 раз и более превышать аналогичные данные, полученные из официальной статистики.

Надо иметь в виду, что разные источники информации о заболеваемости отличаются степенью точности результатов, что следует учитывать при сравнении показателей заболеваемости, полученных различными методами.

Изучение заболеваемости с помощью эпидемиологических исследований требует максимально точного определения объема выборки.

Объем выборки рекомендуют рассчитывать по одной из принятых в статистике для этих целей формул (например, по формуле безвозвратного отбора), в которых количество подлежащих обследованию определяется частотой встречаемости конкретной нозологической формы, групп или классов болезней. Объем выборки обычно тем больше, чем реже распространенность той или иной патологии. Как правило, число наблюдений исчисляется сотнями и тысячами единиц.

Основным требованием к выборочной совокупности является ее репрезентативность как в количественном, так и в качественном отношении. При выборе для исследования популяции необходимо учитывать ее гетерогенность, а также иметь максимально полную информацию о популяции, в которой проводятся исследования.

Характеристика ее предусматривает обязательное получение сведений, влияющих на уровень заболеваемости и ее динамику, соотношение отдельных нозологических форм. Это данные об общей численности населения, количестве детей, рождаемости, смертности, естественном движении населения, миграции, особенностях состава жителей по возрасту и полу. Кроме того, нужно иметь данные о наличии в районе очаговых, или эндемичных, болезней, о погодовых темпах прироста известных болезней и возрастной структуре.

Способы формирования выборочной совокупности. Выборочная совокупность должна по качественной характеристике быть возможно ближе ко всей (генеральной) совокупности. Это достигается типологической выборкой (первый способ). Она предполагает разбивку изучаемого коллектива на ряд качественно однотипных групп, из них далее отбираются единицы для наблюдения.

Вторым способом отбора является случайный отбор (наудачу, по жребию, начальной букве фамилии или дню рождения, таблице случайных чисел).

Третий способ отбора — механический, когда из всей (генеральной) совокупности механически отбирается каждая пятая (20%) или десятая карта (10%). Для этого, отбирая детей в группы наблюдения по районам, можно в регистратуре поликлиники из картотеки вынуть каждую пятую или десятую «Историю развития ребенка».

Четвертый способ — «гнездовой» отбор, когда из всей совокупности отбираются объекты, называемые «гнездами», например школы. Затем эти «гнезда» изучаются сплошь или выборочно (механическим или случайным отбором).

На этапе планирования эпидемиологических исследований применяется принцип направленного отбора. Его суть состоит в определении и отборе наиболее однородных сравниваемых групп единиц наблюдения (опытная и контрольная группы) для выявления интересующих закономерностей и влияния менее интенсивных воздействий, к числу которых относится загрязнение окружающей среды. Направленный отбор позволяет выявить влияние неизвестных факторов при устранении влияния известных. Это суть когортного метода.

Когортный метод — это метод реальных поколений с формированием опытных и контрольных групп, главным различием которых является наличие и отсутствие воздействия на них вредных факторов.

Так, при изучении влияния загрязненной окружающей среды на здоровье детского населения исследователь может добиться, чтобы в основной и контрольной группах были схожи структуры по возрасту детей, удельному весу посещающих дошкольные детские учреждения, социально-экономическому статусу родителей и другим факторам, оказывающим влияние на здоровье детей.

Таким образом формируются уравновешенные группы — метод «копи-пара», или парных сочетаний.

Уравновешенные группы могут быть разными по численности, но одинаковыми по структуре в отношении главных влияющих признаков, кроме основного, действие которого специально изучается (загрязнение окружающей среды). Метод «копи-пара» требует абсолютно точно подобранной контрольной группы. В основе него лежит подбор для каждой единицы наблюдения опытной группы одинаковой по 2–3 признакам единицы наблюдения в контрольной группе.

Методы проведения эпидемиологических исследований. По способу проведения эпидемиологические исследования делятся на два основных типа — поперечные и продольные.

Поперечные исследования (синоним: одномоментные исследования) являются моментными исследованиями, так как описывают распределение характеристик здоровья изучаемой группы по состоянию на определенный момент времени. В процессе исследования осуществляется «срез» (отсюда название «поперечное исследование»), позволяющий количественно оценить доли больных и здоровых в изучаемой популяции, т.е. получить показатели распространенности различных патологических состояний.

Примерами поперечных исследований являются переписи населения, регулярно проводимые в большинстве стран мира, медицинские осмотры отдельных групп населения, например, детей в декретируемых возрастах.

Продольное исследование предусматривает наблюдение в динамике за одной и той же совокупностью. Оно теснейшим образом связано с когортой. В этом случае можно проводить динамические наблюдения за каждым лицом и применять индивидуализирующие методы оценки. В динамике могут быть изучены и результаты многократных медицинских осмотров одной и той же группы населения; это также продольное исследование.

Исследование может быть ретроспективным и проспективным.

Ретроспективное исследование предусматривает анализ материала, собранного «назад» от исходного момента по документам и путем опроса.

Проспективное исследование — это исследование «вперед» путем непосредственного наблюдения. Может иметь программу с любым набором признаков и их сочетаний. Его преимущество: возможность наблюдения за изменением признаков под воздействием различных факторов и возможность длительного наблюдения за группой населения (продольное наблюдение).

Ни один из методов не является универсальным, каждый имеет определенные ограничения, поэтому в исследованиях необходимо использовать несколько взаимодополняющих методов исходя из цели и задач исследований.

Биомониторинг как составная часть эколого-эпидемиологических работ. Одним из прямых методов оценки воздействия загрязненной окружающей среды на здоровье населения является применение биологических маркеров. Тесты экспозиции (биологический маркер экспозиции) позволяют определить наличие вещества или его метаболита в биологических тканях человека и дозу, полученную от всех источников поступления этого вещества.

Тесты экспозиции могут отражать как текущую экспозицию, так и уровень прошлой экспозиции. Наиболее детально изучены тесты экспозиции по свинцу, кадмию, ртути, мышьяку, оксиду углерода, диоксинам, полихлорированным бифенилам, бензолу. Однако до сих пор официально не опубликованы биоПДК этих веществ.

Результаты определения свинца в крови и волосах детей послужили основанием для проведения ряда крупных эколого-политических мероприятий по запрещению использования этилированного бензина в масштабе целых стран (США, Японии и др.), а также в отдельных населенных пунктах, в том числе в таких промышленных городах, как Нижний Новгород, и во всех курортных городах России.

По содержанию в крови свинца или карбоксигемоглобина можно определить степень экспозиции этими веществами. Биомаркеры позволяют оценить количество вещества (дозу), поступившего в организм различными путями. Но их трудно использовать при оценке воздействия многокомпонентных смесей. Биомаркеры отражают как текущую экспозицию (их содержание в крови, грудном молоке, моче), так и кумулированный уровень прошлой экспозиции (их содержание в волосах, костях, зубах, ногтях). Лабораторные исследования обязательно должны быть стандартизованы и сопоставимы для определения токсичных веществ в биосредах.

Методы статистического и математического анализа. Различные эколого-гигиенические ситуации требуют в зависимости от целей и характера изучаемого явления дифференцированного подхода, а надежность результатов обеспечивается адекватным выбором метода исследования, источников информации и изучаемого контингента при унификации таких ключевых элементов, как объем выборочной совокупности, выбор единиц наблюдения, шифровка диагностических описаний, группировка нозологических форм и возрастных категорий населения, методы статистического и математического анализа.

Анализ заболеваемости в выбранной популяции вначале ориентируется на выявление ее региональных особенностей. При этом обращается внимание на то, сохраняются ли общие закономерности в уровне и структуре заболеваемости, ее распространенности в возрастных группах, устойчивость соотношения отдельных нозологических форм, групп и классов болезней на протяжении изучаемого отрезка времени. Если по сравнению с предыдущими годами или другими территориями выявляются заметные различия или высокий темп прироста заболеваемости, то отмечаются кратность и значимость такого превышения. Следует иметь в виду и то, носит ли заболевание необычный по клиническим проявлениям характер или сопровождается расширением структуры заболеваний в рамках известных нозологических форм.

После вышеописанного анализа формируется гипотеза о возможном факторе среды, вызывающем заболевание или изменяющем его характер, — гипотеза причинно-следственной связи.

Она предусматривает, с одной стороны, проведение дополнительного анализа заболеваемости в специально формирующихся группах, с другой — изучение самого фактора: описание свойств, времени и силы его действия с установлением доказательства причинно-следственных зависимостей.

Подтверждение причинно-следственных зависимостей между фактором(ами) и эффектом(ами) осуществляется на основе следующих критериев: постоянство связи, ее сила и специфичность (определенные факторы — определенные эффекты); биологическая вероятность (согласованность); временная последовательность; наличие биологического градиента (время — эффект, доза — эффект).

Наличие нескольких групп (популяций), подвергшихся различным уровням воздействия, увеличивает вероятность идентификации существенной связи между воздействием и неблагоприятным эффектом (смерть, болезнь, предпатологическое состояние) и дает возможность построить зависимость «доза — эффект», что имеет большое значение для интерпретации выявленной связи как этиологической.

Использование комплекса статистических (описательная вариационная статистика) и математических методов (корреляционный (для установления одно-, двухзвенных и множественных связей), регрессионный и дисперсионный анализы, динамические ряды, параметрические, непараметрические методы и т.д.) позволяет с высокой степенью достоверности выявить неблагоприятные эффекты среди различных категорий и возрастных групп населения. Существенной является нацеленность на выявление экологозависимой патологии в слабейшем структурно-функциональном звене популяции: дети, беременные женщины и т.д.

При воздействии нескольких факторов риска разной природы может оказаться эффективным применение дискриминантного анализа имеющихся данных. Являясь методом многомерной статистики, он позволяет вычленить наиболее значимые факторы при одновременном воздействии нескольких параметров, что приобретает особое значение для оценки правильности первоначально сформулированной гипотезы причинно-следственной связи.

Для прогнозирования и снижения риска возникновения неблагоприятных эффектов также используются программно-математические методы, в частности регрессионный анализ, позволяющий строить прогноз одной величины по другой после установления коэффициентов корреляции.

Таким образом, при корректном планировании, проведении и правильной оценке получаемых результатов эпидемиологическое исследование является высокоинформативным методом изучения и оценки влияния экологических факторов среды на человека.

* * *

Следующими важными этапами методологии являются разработка, принятие и осуществление целенаправленных широкомасштабных медико-организационных решений, имеющих значение для сохранения здоровья больших групп населения.

Мероприятия должны быть направлены на оздоровление окружающей и внутренней среды, а также на реабилитацию состояния здоровья населения, проживающего на территориях экологического прессинга. Реабилитация — это по существу третичная профилактика, т.е. комплекс мер по предотвращению осложнений, которые могут возникнуть в ходе уже развившегося заболевания.

Оздоровительные мероприятия являются конечной целью комплексного эколого- и социально-гигиенического мониторинга здоровья населения и окружающей среды нашей страны, в основе которого лежит метод гигиено-эпидемиологической диагностики.

«Положение о социально-гигиеническом мониторинге», утвержденное постановлением Правительства РФ, определяет в качестве его ключевых задач получение достоверной и объективной информации о состоянии окружающей среды и здоровье населения, ее системный анализ, разработку предложений для принятия управленческих решений и их информационную поддержку.

Решение поставленных задач — это выявление вредных факторов окружающей среды, определение этиологических связей между их воздействием и нарушением здоровья населения и разработка, на основе полученных эпидемиологических данных, предложений по профилактике вредного влияния факторов окружающей среды на здоровье населения.

Список рекомендуемой литературы

1. Здоровье населения и окружающая среда: методическое пособие / под общ. ред. Е.Н. Беляева // Общие методические подходы к оценке состояния здоровья населения в связи с воздействием факторов окружающей среды: Ч. 2. — М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора МЗ России, 1999. — Т. 1. — Вып. 3. — 544 с.
2. Земляная, Г.М. Задачи и возможные пути их решения в области эпидемиологии заболеваний, связанных с воздействием факторов окружающей среды / Г.М. Земляная, Л.Г. Соленова, Т.П. Федичкина // Гигиена и санитария. — 2005. — № 6. — С. 45–48.
3. Методические рекомендации № 01-19/12-17 от 26.02.1996 г. «Унифицированные методы сбора данных, анализа и оценки заболеваемости населения с учетом комплексного действия факторов окружающей среды».
4. Методические указания МУ 2.1.10.2809-10 «Использование биологических маркеров для оценки загрязнения среды обитания металлами в системе социально-гигиенического мониторинга».
5. Нагорный, С.В. Эпидемиологические подходы к диагностике экологозависимых болезней / С.В. Нагорный, В.Г. Маймулов, Е.В. Олейникова, И.Н. Малеванный, Г.И. Гришанова, В.В. Нечаев [и др.] // Медицина труда и промышленная экология. — 2002. — № 1.— С. 31–35.
6. Рахманин, Ю.А. Исследование влияния химического загрязнения окружающей среды на состояние здоровья детского населения методами неинвазивной биохимической диагностики / Ю.А. Рахманин, Л.Х. Мухамбетова, М.А. Пинингин // Гигиена и санитария. — 2004. — № 2. — С. 6–9.
7. Рахманин, Ю.А. Методы донозологической диагностики экологически обусловленных заболеваний / Ю.А. Рахманин, Р.И. Михайлова, Н.В. Зайцева, Я.И. Вайсман // Гигиена и санитария. — 2001. — № 5. — С. 58–61.
8. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. P 2.1.10.1920-04. — М., 2004.
9. Сидоренко, Г.И. Методические аспекты изучения и оценки состояния здоровья населения / Г.И. Сидоренко, Е.Н. Кутепов // Гигиена и санитария. — 1997. — № 2. — С. 55–58.
10. Сидоренко, Г.И. Методология изучения состояния здоровья населения / Г.И. Сидоренко, Е.Н. Кутепов // Гигиена и санитария. — 1998. — № 4. — С. 35–39.
11. Ушаков, И.Б. Медицинские аспекты защиты здоровья населения от вредного воздействия факторов окружающей среды / И.Б. Ушаков, А.С. Володин, С.С. Чикова, Т.В. Зуева // Гигиена и санитария. — 2005. — № 6. — С. 29–34.
12. Шевырева, М.П. Изучение врожденных пороков развития как важный элемент системы социально-гигиенического мониторинга / М.П. Шевырева // Гигиена и санитария. — 2000. — № 3. — С. 73–77.
13. Щеплягина, Л.А. Экологическая эпидемиология в педиатрии / Л.А. Щеплягина, Г.В. Римарчук // Медицина труда и промышленная экология. — 2000. — № 1. — С. 25–30.

Приложения

Приложение 1

Рекомендуемые методы и показатели донозологической диагностики

Методы	Биоматериал	Показатели
Иммунологические	Слюна	Секреторный IgA;титр гетерофильных антител;бактерицидная активность слюны;активность лизоцима;обсемененность зева
Цитологические	Отпечатки слизистой рта	Число буккальных эпителиоцитов и степень их дифференцировки;число лейкоцитов;цитологическая идентификация микрофлоры;число видов микрофлоры;стафилококки;стрептококки
	Отпечатки слизистой носа	Количество слизи;адгезия;число лейкоцитов, нейтрофилов, лимфоцитов, моноцитов, эозинофилов;цитологическая идентификация микрофлоры;число видов микрофлоры
Биохимические	Моча	Содержание белка, мочевой кислоты, активность ферментов и др.
Цитогенетические и кариологические	Клетки буккального эпителия	Частота клеток с микроядрами, аномалиями ядра;дегенеративные клетки
Биофизические	Слюна	Люминолзависимая хемилюминесценция слюны
Методы определения химических веществ (хромато­масс­спектрометрический, газохромато­графический и др.)	Волосы, ногти,молочные зубы, моча,грудное молоко и др.	Содержание тяжелых металлов (свинца, кадмия, никеля, меди и др.), макро-­ и микроэлементов

 

Приложение 2

Углубленные методы донозологической диагностики*

Вид патологии, определяемой методом донозологической диагностики	Методы выявления преморбидных состояний
Нефропатология	Маркерные химические вещества (кровь, моча): металлы (кадмий, ртуть, свинец, хром, цинк, никель); ароматические углеводороды (бензол); галогенсодержащие органические соединения (хлорированные этилены)
Иммунопатология	Скрининг иммунного статуса:1. Методы оценки неспецифической эффекторной системы иммунных реакций:а) общий анализ крови с полной лейкоформулой, определение количества гранулоцитов (базофилов, эозинофилов, нейтрофилов); б) оценка фагоцитарной системы: количественная оценка фагоцитоза (определение фагоцитарного индекса и пептида Туфтсина); анализ миграции клеток (кожные окна Rebuck, камера Бойдена, опсонизация);
	внутриклеточные механизмы (оценка дегрануляции, определение бактерицидности); в) выявление первичных и вторичных дефектов системы комплемента: определение активности комплемента; количественное определение С3 и С4 компонентов комплемента; анализ и количественное определение CLq и С5; г) определение белков острой фазы: С-реактивного белка; церулоплазмина; гаптоглобина; фибриногена; a-антитрипсина; a-антихемотрипсина; д) свертываемость крови; е)  иммунофлуоресцентный анализ. 2. Методы оценки гуморального иммунитета: выявление IgE (феномен высвобождения гистамина); выявление общего IgE и аллергоспецифического IgE методом иммуноферментного анализа. 3. Методы оценки нарушений клеточного иммунитета: реакция бласттрансформации лимфоцитов; реакция торможения миграции макрофагов; кожные и внутрикожные пробы; применение иммуноферментных тест-систем на комплекс химических соединений
Патология сердечно-сосудистой системы	Маркерные химические вещества (кровь, моча): металлы (барий); амино- и нитросоединения бензола и его гомологов
Патология желудочно-кишечного тракта (печень)	• Маркерные химические соединения (желчь, кровь, моча): металлы (молибден, кобальт, медь); сероуглерод. • Биохимические маркеры (кровь):
	активность аланин- и аспартатаминотрансферазы; активность щелочной фосфатазы; активность холинэстеразы; содержание общего холестерина; содержание b-липопротеидов; содержание сахара; содержание мочевины и мочевой кислоты; содержание белка и белковых фракций
Патология крови и кроветворных органов	• Химические маркеры (кровь, моча): свинец; ртуть; медь; мышьяк; ароматические углеводороды (бензол); амино- и нитросоединения бензола. • Скрининг гематологического статуса: количество форменных элементов крови (эритроциты, лейкоциты, лейкоцитарная формула, тромбоциты, ретикулоциты); содержание гемоглобина; длительность кровотечения (по Дуке). • Биохимические маркеры (цельная кровь): карбоксигемоглобин; метгемоглобин; сульфогемоглобин. • Биохимические маркеры (сыворотка крови): содержание сывороточного железа. • Патологические включения (цельная кровь): тельца Гейнца; эритроциты с базофильной зернистостью
Патология центральной нервной системы	• Маркерные химические вещества (кровь, моча, волосы): металлы (марганец, мышьяк, алюминий, ртуть, свинец); ароматические углеводороды (фенол); амино- и нитросоединения бензола (анилин и его производные). • Функциональные диагностические тесты: кардиоинтервалография; эхоэнцефалография
Микроэлементный дисбаланс	Маркерные макро- и микроэлементы (сыворотка крови, моча, волосы, ногти): макроэлементы: кальций, магний, натрий, калий, кремний, стронций, фосфор, азот; микроэлементы: фтор, селен, йод, литий и др.

*Данные НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина, Москва (Рахманин Ю.А. с соавт.), НИКИ детской экопатологии, г. Пермь (Зайцева Н.В. с соавт.).

Приложение 3

Источники информации о показателях здоровья населения

№ п/п	Источники информации	Формы Госстатистики
Первичная медицинская документация
1	Медицинская карта амбулаторного больного	025/У
2	История развития ребенка	112/У
3	История родов	069/У
4	История развития новорожденного	097/У
5	Медицинская карта прерванной беременности	003­1/У
6	Медицинская карта больного туберкулезом	081/У
7	Медицинская карта диспансеров онкологического, кожно-­венерологического и др.	­
8	Врачебное свидетельство о смерти	106/У
Бланки учетных документов
9	Статистический талон для регистрации заключительных (уточненных) диагнозов	025­2/У
10	Дубликат «Врачебное свидетельство о смерти»	106/У
Учетно-­отчетные формы ЛПУ
11	Отчет лечебно­-профилактического учреждения	ф. 1
12	Отчеты-­вкладыши к форме 1:– отчет-­вкладыш № 1 «Отчет о диспансеризации подростков, студентов вузов, учащихся средних специальных учебных заведений»;– отчет-­вкладыш № 2 «Отчет о медицинской помощи детям»;– отчет-­вкладыш № 3 «Отчет о медицинской помощи беременным, роженицам и родильницам»