Парфирьева А.Ю.
Магистрант,
Национальный исследовательский Томский государственный университет
МЕДИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ КАК СПОСОБ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СРЕДЫ
Аннотация
В статье описывается пример использования медико-экологического мониторинга для оценки состояния окружающей среды. Дается статистическая оценка связи между показателями смертности и заболеваемости и выбросами загрязняющих веществ.
Ключевые слова: качество воздуха, заболеваемость, статистика.
Parfireva A. Y.
National Research Tomsk State University
MEDICAL AND ENVIRONMENTAL MONITORING AS A METHOD OF ENVIRONMENT QUALITY ASSESSMENT
Abstract
The article represents a description of an example of use of medical and environmental monitoring for environment quality assessment. It provides a statistical estimation of the relation between the death and sickness rates and contaminant emissions.
Keywords: air quality, sickness rate, statistics.
Мониторинг «среда-здоровье» (медико-экологический мониторинг) определятся как система организационно-технических и профилактических мероприятий, обеспечивающих наблюдение за состоянием среды обитания, здоровья населения, их оценку и прогнозирование, а также действий, направленных на выявление, предупреждение и устранение влияния вредных факторов среды обитания (факторов риска) на здоровье населения.
Факторы риска – это условия окружающей среды, существенно повышающие вероятность заболеваний населения. По мнению большинства отечественных и зарубежных экспертов ВОЗ, здоровье человека и его заболеваемость определяется, по крайней мере, четырьмя группами факторов, взаимодействующих в следующем соотношении:
- медико-генетическими (20%);
- образом жизни и качеством питания (50%);
- состоянием окружающей среды (20%);
- уровнем развития здравоохранения (10%) .
Среди геоэкологических факторов риска (состояние окружающей среды) для здоровья граждан обычно выделяют уровень атмосферного загрязнения, качество питьевой воды, почвы, определяющие комфорт жизнеобеспечения и являющиеся предметом контроля .
Здоровье человека напрямую зависит от содержания в воздухе загрязняющих веществ, которые могут поступать от самых различных источников. Одним из таких источников являются предприятия теплоэнергетики.
Загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферный воздух при работе сооружений, вырабатывающих тепловую энергию, влияют на здоровье человека. Так, например, пыль и зола вызывают уменьшение вентиляционной способности и емкости легких, повреждение слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей; углеводороды, в том числе бенз(а)пирен, вызывают тошноту, головокружения, расстройства дыхания и кровообращения, повышение заболеваемости раком легких, бронхов и плевры; оксид углерода и сернистый ангидрид вызывают общее отравление организма и аллергические реакции; а оксид азота часто является причиной образования метгемоглобина и понижения кровяного давления и т.д. Кроме того все вышеперечисленные отклонения наиболее остро проявляются в так называемой группе риска – тех, кто подвергается чрезмерному воздействию вредных веществ в силу своих анатомико-физиологических особенностей и других факторов. К такой группе относят детей и беременных женщин.
Таким образом, экологически неблагоприятные факторы негативно влияют на состояние здоровья населения, а указанные связи могут быть применены в медико-экологическом мониторинге.
Подобное исследование было проведено при установлении последствий газификации котельных теплоэнергетических предприятий для качества воздуха в малых городах Томской области, в частности, города Колпашево. В 2008 году в Колпашеве началась модернизация муниципальных котельных, которая включала в себя строительство 15-ти газовых модулей вместо 28-ми угольных и нефтяных котельных, в качестве топлива вместо угля стал использоваться природный газ. Это оказало влияние на состояние природной среды: снизилось количество источников загрязнения, уменьшился валовый выброс загрязняющих веществ в атмосферу.
Основываясь на типе и количестве загрязняющих веществ, исходящих от котельных, работающих на разных видах топлива, можно говорить о том, что котельные, работающие на угле и нефти, оказывали большее воздействие на здоровье населения, чем теперь влияют модули на природном газе.
Таким образом, целью настоящей оценки является определение зависимости показателей смертности и заболеваемости от загрязнения атмосферного воздуха в условиях уменьшения выбросов при газификации города Колпашево.
Зависимость показателей хорошо показывает коэффициент корреляции – мера линейной зависимости двух величин. Чем больше коэффициент корреляции по модулю, тем сильнее линейная зависимость.
Таким образом, задачей было вычислить коэффициент корреляции, определить силу связи между X и Y, если известны следующие данные:
X1 – выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;
X2 – среднегодовые концентрации взвешанных веществ;
X3 – среднегодовые концентрации оксида углерода;
X4 – среднегодовые концентрации диоксида азота;
X5 – среднегодовые концентрации бенз(а)пирена;
Y1 – смертность на 100 тыс. человек населения от болезней системы кровообращения;
Y2 – смертность на 100 тыс. человек населения от заболеваний органов дыхания;
Y3 – смертность на 100 тыс. человек населения от новообразований;
Y4 – болезни системы кровообращения на 1 тыс. человек населения;
Y5 – болезни органов дыхания на 1 тыс. человек населения;
Y6 – новообразования, впервые в жизни на 1 тыс. человек населения;
Y7 – атопический дерматит на 1 тыс. человек населения;
Y8 – коэффициент смертности на 1 тыс. человек населения;
Y9 – уровень общей заболеваемости на 1 тыс. человек всего населения;
Y10 – уровень общей заболеваемости на 1 тыс. детей 0-14 лет;
Y11 – уровень общей заболеваемости на 1 тыс. подростков 15-17 лет;
Y12 – уровень общей заболеваемости на 1 тыс. взрослых от 18 лет и старше;
Y13 – заболеваемость беременных на 1 тыс. женщин фертильного возраста.
Для расчетов использовались данные ОГБУЗ «Бюро медицинской статистики», и Территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Томской области» за период с 2006 по 2012 гг.
Для установления связей использовались методы математической статистики: для решения задачи выбран метод квадратов (Пирсона), т.к. требовалось точное установление силы связи между признаками, а каждый из признаков имел числовое выражение.
Построив вариационные ряды из парных сопоставляемых признаков, с помощью модуля Basic Statistics/Tables программы STATISTICA 12 был произведен корреляционных анализ и построена корреляционная матрица. В соответствии со схемой оценки корреляционной связи (табл. 1), для наглядности была произведена выборка параметров, имеющих сильную и среднюю связь. Результат выборки приведен в таблице 2.
Таблица 1 – Схема оценки корреляционной связи по коэффициенту корреляцииv
Полученные коэффициенты показывают связь между:
- Валовым выбросом загрязняющих веществ в атмосферу и:
а. уровнем общей заболеваемости (в большей степени детей от 0 до 14 лет). В частности прослеживается связь между количеством выбросов и заболеваниями органов дыхания;
б. заболеваемостью беременных;
в. общим коэффициентом смертности. Прослеживается связь между количеством выбросов и смертностью от заболеваний органов дыхания.
- Среднегодовыми концентрациями взвешанных веществ/оксида углерода и общим коэффициентом смертности.
- Среднегодовыми концентрациями диоксида азота/бенз(а)пирена и уровнем общей заболеваемости (в большей степени детей от 0 до 14 лет), а также заболеваемостью беременных.
Таблица 2 – Коэффициенты корреляции между показателями смертности и заболеваемости и загрязнением атмосферного воздуха
| X1 | X2 | X3 | X4 | X5 | |
| Y1 | 0.443 | 0.465 | |||
| Y2 | 0.390 | 0.407 | 0.537 | ||
| Y3 | 0.461 | 0.532 | |||
| Y4 | 0.323 | ||||
| Y5 | 0.481 | 0.395 | 0.589 | ||
| Y6 | 0.634 | 0.636 | |||
| Y7 | |||||
| Y8 | 0.656 | 0.626 | 0.805 | ||
| Y9 | 0.837 | 0.764 | 0.887 | ||
| Y10 | 0.860 | 0.875 | 0.941 | ||
| Y11 | 0.772 | 0.525 | 0.400 | ||
| Y12 | 0.757 | 0.602 | 0.776 | ||
| Y13 | 0.935 | 0.983 | 0.994 |
Таким образом, можно сделать вывод о том, что изменение качества атмосферного воздуха за счет газификации и уменьшения выбросов котельных могло повлиять на здоровье населения и изменить картину заболеваемости и смертности в Колпашевском районе.
Литература
- Руководство по медицинской географии / Под ред. А.А. Келлера и др. СПб.: Гиппократ, 1993. 352 с.
- Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин и др. М.: Недра, 1990. 335 с.
- Протасов В.Ф. Экологические основы природопользования: Учебное пособие.М.: Альфа-М: ИНФРА-М, 2010. 304 с.
References
- Rukovodstvo po medicinskoj geografii / Pod red. A.A. Kellera i dr. : Gippokrat, 1993. 352 s.
- Geohimija okruzhajushhej sredy / Ju.E. Saet, B.A. Revich, E.P. Janin i dr. M.: Nedra, 1990. 335 s.
- Protasov V.F. Jekologicheskie osnovy prirodopol’zovanija: Uchebnoe posobie.M.: Al’fa-M: INFRA-M, 2010. 304 s.
СИСТЕМА МЕДИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
И.И. Ратовский, М.П. Кульбида, Г.В. Сенкевич
Одесский городской центр здоровья
Инженерно-технологический институт “Биотехника”, г. Одесса
Эффективная работа по оздоровлению населения невозможна без обратной связи - оценки последствия каких-либо изменений городской среды, будь-то промышленный выброс или административные новации. Общественное здоровье сегодня, в основном, оценивают по эпидемиологическим показателям заболеваемости и смертности, которые характеризуются значительным запаздыванием, что, делает практически невозможным адекватное оценивание здравоохранных мероприятий конкретной администрации. Эта область нуждается в совершенствовании и развитии реактивных методов оценки состояния здоровья городского населения и, особенно, контингента так называемых “практически здоровых” для выявления преморбидных состояний. Анализ рисков влияния различных факторов на здоровье человека включает ряд этапов, а управление рисками осуществляется с целью проведения профилактических мероприятий. При выполнении такого анализа необходимы: экологический мониторинг городской среды - для выявления и оценки источников потенциального риска, равномерности их распределения в районах города; биологический мониторинг – для изучения связей между внешней и поглощённой дозами, развитием адаптационно-компенсаторных процессов и риском повреждения здоровья .Следует учесть, что вариация рисков может быть связана не только с неравномерностью топографического распределения его источников, а и в значительной мере с вариацией индивидуальной, обусловленной образом жизни, его социально-психологическими аспектами. Всю городскую популяцию можно рассматривать как распределённую индикаторную систему, а проявления заболеваний индивидуумов - как специфические отказы отдельных её элементов. Как показали предварительные исследования, можно ожидать, что при организации городского биомониторинга, корректном вы-
боре наблюдаемых показателей и системы анализа данных, можно получить более точные и менее запаздывающие оценки рисков, чем при мониторинге среды по показателям загрязненности. Как это ни парадоксально, анализ последствий лучше анализа причин, что обусловлено неполнотой феноменологии и сверхсложностью наблюдаемого объекта. В связи с этим, актуально создание городского Центра медико-экологического мониторинга, основными задачами которого являются:
1. Усовершенствование критериев, методов оценки здоровья и ранних проявлений его повреждения. Разработка количественной концепции состояния здоровья индивидуума и сообществ.
2. Развитие методов биологического мониторинга, оценка влияния окружающей среды на городское население, разработка информационно-технической базы станций медицинского мониторинга.
3. Анализ рисков для здоровья различных факторов среды, в основу которого положен вероятностно-статистический подход к идентификации и количественной оценке проявлений нездоровья под влиянием окружающей среды.
Анализ частот, структуры общей заболеваемости, пространственного распределения частот выявления заболеваний, их привязка к топографии города, динамика частот и её привязка к динамике геофизических, метеорологических факторов и антропогенных воздействий (особенно аварийных, относящихся к категории ООО) позволит уточнить оценки реальных рисков влияния конкретных факторов, обычно получаемые в результате экстраполяции клинико-биологических и лабораторных исследований. Многолетний опыт анализа вышеуказанных показателей огромным числом исследователей и практических врачей в системе официального здравоохранения показывает, что главным препятствием подобных благих намерений являются недостатки существующей системы сбора и обработки информации и, в частности, отсутствие соответствующего программного обеспечения. Последнее, зависит от методологии анализа данных о здоровье населения, которую нельзя признать окончательно разработанной.
В настоящее время при регламентации вредных факторов используется методология, во главе угла которой лежат: примат медико-биологических эффектов; пороговая концепция; представление о полной безопасности уровней вредных для здоровья факторов при условии соблюдения установленных нормативов, которое заложено в концепции предельно допустимых концентраций (ПДК). Такая методология исключает понятие о допустимом риске и игнорирует системно обусловленные кумулятивные, синергические и антагонистические взаимодействия повреждающих факторов.
Качественно спланированные систематические научные исследования, в особенности в области эпидемиологии, являются чрезвычайно затратными, поэтому для практических действий желательно применение телеметрических технологий. Привлекательна идея разработки индивидуальных портативных приборов контроля некоторых физиологических параметров жизнедеятельности организма человека, уже реализованная в ряде устройств , например, портативный кардиомонитор индивидуального пользования МК-02 (Минск, з-д “Интеграл”, 1992г).
По патогенности факторы внешней среды можно разделить на две группы. Первую составляют достаточно сильные воздействия, вызывающие болезненные изменения практически независимо от индивидуальных особенностей организма. Вторая группа – это факторы внешней среды, обычно не вызывающие при изучаемой интенсивности острых специфических заболеваний, но увеличивающие частоту и темп развития распространенных хронических заболеваний и влияющие в наибольшей степени на индивидов, имеющих по каким-либо причинам предрасположенность к этим заболеваниям. Сегодня на первый план выходит вторая группа факторов. Это - гелиогеофизические, метеорологические факторы, фон ионизирующей радиации, различные мутагенные и канцерогенные факторы химической природы, присутствующие в среде на уровне ниже ПДК. Признание вероятностного характера возникновения эффектов гелиогеофизических, метеорологических, факторов, ионизирующей радиации, мутагенных и канцерогенных факторов химической природы и т.п. делает проблему их регламентации не только медико-биологической, но и экономической задачей, переводя принятия решений в социальную плоскость.
Напомним, что один из пунктов “Национальной программы Профилактики и лечения артериальной гипертензии на Украине”, принятой в феврале 1999г, предусматривает “…Разработку и внедрение в практику системы мониторинга и коррекции факторов риска, начиная с детского сада, в учреждениях охраны здоровья, дошкольных, средних и высших учебных заведения 1-2 уровней аккредитации”. В качестве одного возможных вариантов реализации данного пункта Национальной программы мы предлагаем возобновить на качественно новом уровне (с применением новых информационных технологий), систему апробированную в г. Одессе в 1966-1985 гг. Система прогнозирования и профилактики ССБ, известная под названием “Автоматизированная модульная система раннего предупреждения и профилактики развития обострений сердечно-сосудистых заболеваний” была разработана и внедрена под руководством гл. врача Одесской городской станции скорой помощи. Данная система предусматривает оперативное отслеживание индивидуальных реакций организма больных ССБ на гелиогеофизические возмущения. Успешный опыт работы системы профилактики был доложен на Всесоюзном семинаре “Биоритмология и гелиомедицина” в Одессе в 1967 г. . Компьютерная система медико-экологического мониторинга территории - “Экомед”, сходная по задачам, была создана в России .
Предлагаемая нами система биоиндикации распределенного риска развития коронарных заболеваний предусматривает:
1. Организацию системы телеметрического сбора информации от больных ГБ с риском, представляющих собой распределенную индикаторную группу.
2. Картирование источников экологического загрязнения с последующей корреляционной оценкой влияния на здоровье проживающих в непосредственной близости от них жителей.
3. Систему автоматизированного анализа временных рядов гелиомагнитной активности с данными телеметрического мониторинга сердечно-сосудистой системы репрезентативных групп.
4. Индексирование индивидуального комплексного риска развития ИБС и АГ (с отметкой в амбулаторной карте).
Внедрение аналогичной Комплексной системы в г. Хабаровске в 1997 г позволило только за год снизить на 12% количество вызовов машин скорой помощи по сердечно-сосудистой патологии. Создание Одесской городской комплексной Программы медико-экологического мониторинга ещё более актуально в связи с вхождением Одессы в европейскую тенденцию устойчивого развития (“Ольбургская хартия”), предусматривающую экономическое развитие без экологического ущерба (подписано мэром Одессы Р.Б. Боделаном в г. Ганновере в феврале 2000 года). Предлагаемая нами программа, используя опыт 1966-1985 гг. может стать действенным инструментом реализации взятых на себя обязательств.
Литература
1. Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь. – М.: Мысль, 1976
2. Мизун Ю.А. Космос и здоровье. М.: АСТ 1998.
3. Андронова Т.И., Деряпа Н.Р., Соломатин А.П. Гелиометеотропные реакции здорового и больного человека. – Л.: Медицина, 1982
4. Бурлачук Л.Ф., Коржова Е.Ю. Индивидуально-психологические особенности больных сердечно-сосудистыми заболеваниями в процессе их социальной адаптации. Психол. ж-л, 1992 №3
5. Березин Ф.Б. Психическая и психофизиологическая адаптация человека. Л., 1988.
6. Янушкевичюс З.И., и др. Психологические аспекты ишемической болезни сердца. Первичная психологическая профилактика и реабилитация больных ИБС. Вильнюс 1982
7. Национальный план по гигиене окружающей среды. Киев МОЗ, 1998
8. Комплексные коммунальные программы борьбы с сердечно-сосудистыми заболеваниями в Европе. Женева ВОЗ. 1992
9. Как выжить в условиях электромагнитной катастрофы. М.: Центр информации “Гамма-7”. - 1997.
10. Баева Л.С., Кобринский Б.А. Принципы организации мониторинга состояния здоровья и окружающей среды на федеральном, региональном и местном уровнях. 1997 – 3-ий сьезд педиатров России). – с.6-8.
Задача – установление взаимосвязи между конкретными загрязнениями и заболеваниями.
Общие экологические методы МБМ:
1. приоритетность эпидемиолого-статистических методов анализа медико-статистических данных, закономерности пространственно временной динамики которых проявляются лишь в больших по численности населенных группах;
2. учет региональной специфики взаимосвязи здоровья населения и качества ОС;
3. необходимость учета порогов воздействия и эффектов суммации вредных факторов риска.
Связь заболеваний и источников загрязнения не всегда прослеживается. Можно судить лишь по большим группам (не менее тыс.) во времени. Сравнить с группами, живущими в такой же региональной специфике, но удаленных от конкретного объекта.
При МБ-исследованиях необходимо:
1. определить методику получения репрезентативных данных: контингент обследуемого населения, экологические факторы среды, подбор факторов риска, выбор пространственных и временных единиц для анализа;
2. формализовать и стандартизовать базу исходных параметров, применить наиболее адекватные методы обработки параметров, позволяющих однозначно интерпретировать результаты.
Система МБМ напрямую связанна с медико-географической картой. Привязка микробиологических данных к цифровым координатам карт. Объектом МБМ является человек.
Система включает:
1. контроль качества атмосферного воздуха;
2. контроль качества потребляемой воды: мониторинг объектов водозабора и водопользования, водопотребления, с тем, чтобы определить загрязнение на выходе и на входе;
3. мониторинг водной среды: территория, на которой ведутся исследования;
4. мониторинг почвы;
5. биомониторинг самого населения.
Основные принципы при проектировании комплексного экологического мониторинга химически опасных объектов:
1. Сеть всех 3-х систем КЭМ должна максимально полно охватывать зону вероятного влияния объекта на окружающую среду при штатной работе и в случае аварийной ситуации;
2. Проектирование сети необходимо проводить с учетом ландшафтных, природно-климатических условиях местности, состоянии геологической среды и природных ресурсов;
3. Сети наблюдения всех 3-х видов мониторинга должны быть объединены в комплексную сеть в рамках единой программы мониторинга;
4. Для отслеживания состояния, устойчивости и динамики экологических систем, маршрутные посты, ключевые посты и реперные участки должны быть спроектированы так чтобы можно было сделать комплексную оценку биогеоценоза;
5. Проектирование сети экологического мониторинга потенциально опасных объектов должно осуществляться с учетом отслеживания показателей загрязнения как в автоматическом режиме, так и при проведении полевых, маршрутных и экспедиционных исследований;
6. Сеть мониторинга в зонах повышенного риска (вблизи опасных объектов, крупных населенных пунктов, транспортных магистралей, водоохранных зон, охраняемых природных территорий, зон отдыха) проектируется с повышенной плотностью пунктов наблюдения и исследований;
7. Для получения объектовых оценок влияния объекта на окружающую среду сеть систем КЭМ должна включать наблюдения на фоновых территориях сходных по природно-климатическим, ландшафтно-географическим и биоценотическим условиям с импактной зоной, но расположенных в природном комплексе вдали от источников антропогенного воздействия;
8. Территория зоны наблюдения, численность проживающего на ней населения, объекты флоры и фауны должны быть достаточны для получения статически достоверных оценок;
9. При проектировании сети мониторинга природных биологических объектов необходимо их приурочивать к определенным экологическим условиям.
Пространственная сеть мониторинга проектируется по промзоне, санитарно защитной зоне, на зоне защитных мероприятий или зоне влияния объекта. Она включает сеть пунктов наблюдения на фоновых территориях. Программа наблюдений планируется в основном для штатного режима работы. В случае аварии после ликвидации ее последствий должно быть проведено обследование территории на ее ключевых участках.
Построение информативной сети всех 3-х видов мониторинга должно проектироваться по форматам данных, учитывающим совместимость информативных потоков, согласованности данных картографической и графической обработки, и анализа информации. Это позволит осуществить моделирование ситуации на объекте и прогнозировать изменение ситуации в зоне влияния объекта.
Таблица 7
Средства экологического мониторинга в зоне воздействия объекта УХО в пределе ЗЗМ
| № п/п | Тип и средства контроля | Принцип действия, время работы, чувствительность прибора | Порядок передачи информации | Место приема информации |
| Техническая и промышленная территория: Регистрируемое средство контроля в хранилище и на территории объекта | Непрерывный и постоянный контроль хранения опасных веществ, состояния воздуха в хранилище и технические территории – 2000 мг/л | |||
| Цифровая фото- и видеоаппаратура | Постоянное наблюдение с последующей передачей видеоизображения | По проводным линиям связи и радиоканалу ЦУКС | АрмГДС объекта, руководство объекта, ЕДДС города-объекта, ЦУКС республики, КЧС всех уровней | |
| Автоматические газоанализаторы | Непрерывный автоматический - 5±10 -5 мг/л до 5 минут, радиус 1,5 км | По проводным линиям связи и радиоканалу ЦУКС | АрмГДС объекта, руководство объекта, ЕДДС города-объекта, ЦУКС республики, КЧС всех уровней | |
| Санитарно защитная зона: Автоматизированные, стационарные посты контроля воздушной среды (АСПК) | По проводным линиям связи и радиоканалу ЦУКС | АрмГДС объекта, руководство объекта, ЕДДС города-объекта, ЦУКС республики | ||
| Метеостанции и метеопосты | Определение температуры воздуха, направление ветра, влажности, давления в постоянном режиме, измерение метеопараметров в местах отбора проб | По проводным линиям связи и радиоканалу ЦУКС | ЕДДС города-района, ЦУКС | |
| Передвижная экспресс-лаборатория ПЛ-В1281 | Контроль загрязнения природных питьевых, сточных вод и почв | Доставка проб в лабораторию | КХАЛ, ИАЦ, руководство объекта | |
| Обзорное видеонаблюдение | Позволяет передавать видеоинформацию на экран ДДС, автоматически записывать ее на цифровой видеорегистратор, анализировать и выдавать сигнал тревоги | По проводным линиям связи и радиоканалу ЦУКС | +01, +02, +03, АрмГДС объекта, руководство объекта, ЕДДС города-объекта, ЦУКС республики, КЧС всех уровней | |
| Зона защитных мероприятий АСПК | Периодический контроль и оценка состояния атмосферного воздуха, измерение метеопараметров в месте отбора проб | По проводным линиям связи и радиоканалу ЦУКС | АрмГДС объекта, руководство объекта, ЕДДС города-объекта, ЦУКС республики, КЧС всех уровней | |
| Передвижная лаборатория контроля атмосферы | Измерение концентраций, примесей, контроля за содержанием опасных веществ в атмосфере, отбор проб воздуха | Руководство объекта, ИАЦ объекта, ЕДДС, ЦУКС | ||
| Передвижная экспресс-лаборатория контроля загрязнения природных, питьевых, сточных вод и почвы | Контроль и оценка общей токсичности водных объектов, отбор проб воды и почвы и доставка их в лабораторию | По радиоканалу и письменное сообщение | ИАЦ, руководство объекта, КЧС всех уровней | |
| Биостанция | Оценка функциональных и структурных биологических принципов, растительного и животного мира, отбор проб растительности | Письменное сообщение | Руководство объекта |
Организация биомониторинга потенциально опасных объектов.
Биомониторинг – информационная система наблюдений, оценки и прогноза состояния биообъекта как компонента природной среды.
Задачи биомониторинга:
1. Наблюдение за состоянием природных биосистем, находящихся в зоне влияния потенциально опаных объектов;
2. Оценка характера уровней трендов и темпов изменений происходящих в структурных единицах этих систем;
3. Выбор индикаторных биосистем оперативно и однозначно реагирующих на изменение окружающей среды выраженными легкорегистрируемыми и сохраняющимися длительное время ответными реакциями;
4. Оценка характера и уровней воздействия на окружающую среду производственного объекта и отдельных его элементов на разных этапах и в разных режимах функционирования посредством анализа ответных реакций происходящих в биоиндикаторных биосистемах;
5. Определение пределов обратимости изменений происходящих в природных биосистемах под воздействием производственного объекта или пределов их упругой устойчивости и уровня допустимой нагрузки, не приводящей к гибели, деградации;
6. Прогноз возможных изменений состояния природных биосистем под воздействием производственного объекта с использованием имитационного моделирования;
Организация проведения биомониторинга
Для организации проведения биомониторинга применяются различные виды исследований:
1.Создание выделенных пробоплощадоки проведения на них анализа воздействия объекта. Эта система построена на выделении большого списка переменны, во многих случаях неприемлема из-за ограниченности ресурсов и малой информативности.среди прочих недостатков- опора на концепцию ПДК (применима только для определения максимально разовых воздействий, прогнозирование долговременных воздействий на ОС, рассчитывание определенных эффектов, способных проявляться в следующих поколениях).
Для достоверных данных при использовании этого подхода могут быть использованы одни и те же методики к одним и тем же объектам в течении длительного времени. Должны сравниваться данные, полученные при временной динамике и использоваться контрольные фоны и сравнении с ними полученных данных.
Рисунок-Схема. Пробоотбор
2.Предварительное исследование биологических видов, отличающихся на данной территории в лабораторных условиях с целью выделения наиболее чувствительных к действию данного фактора биоиндикаторов. Сложность подхода- методическая. Необходима идентификация видового разнообразия, это требует временных затрат. В дальнейшем для внесения поправок требуется изучение механизмов адаптации компенсации живых организмов. Это затрудняет прогнозирование последствий воздействия опасных объектов, особенно отдаленных. Эффективность работы биоиндикатора в полевых условиях может отличаться от лабораторных.
3.Экстраполирование опыта исследования подобного ПОО того же класса. Недостатком этого подхода является возможное смещение шкалы биоиндикаторов, под влиянием отличающихся местных условий, в связи с этим возможно появление адаптационных механизмов, ранее неизвестных.
Общий недостаток всех трех методов- высокая погрешность на стадии пробоотбора.
4.Выделение пробных площадок полигонов в зонах влияния ПОО, на которых накапливаются данные о влиянии ПОО на ОС.
В отличие от классического подхода к биомониторингу в отношении объекта ПОО следует разделить мониторинги:
1.Диагностический, в течении длительного влияния объекта. Для этого необходимо выбирать экологические системы, способные к интегральному ответу на комплексное воздействие и появление кумулятивного эффекта.
2. Оперативный, который позволяет быстро оценить состояние среды в районе опасного объекта при любой нештатной ситуации. Основное требование к биологическим объектам- их чувствительность, низкие пороги и незначительное оказывание ответа на реакцию.
3.Поскольку задачей биоанализа является адаптация и развитие методической базы эколого-аналитического контроля, обеспечение деятельности по развитию ХО, необходима организация информационно-измерительной базы в виде эколого- аналитической лаборатории, включающей в себя:
а) мобильную систему пробоотбора и экспресс-оценки состояния биообъектов;
б) систему учета и хранения проб;
в) аккредитованную лабораторию химического анализа проб почвы, воды, донных отложений, биообъектов, микробиологического анализа тех же проб. Указанные лаборатории позволяют вести контроль в зонах влияния ПОО в районе малых зон (ПДК), что сделает возможным достоверный прогноз поведения и тенденций накопления специфических загрязняющих веществ в природных средах и биообъектах.
Для мониторинга ХОО имеет значимость оперативность данных, которая исключала бы подробность анализов в разных точках пробоотбора. эта разновидность мониторинга должна учитывать поправки на возможность изменения объекта (адаптация, компенсация) на всё возрастающее действие объекта.
В связи с тем, что суперэкотоксиканты относятся к нестабильным соединениям, в окружающей среде находятся недолгое время, разрушаются под действием факторов ОС и вступая в химические реакции с природными веществами, биомониторинг загрязненной местности должен включать организацию экспериментального загрязнения и данные о трансформации природных объектов под воздействием данных полютантов. Для решения данных проблем в зоне влияния ПОО создаются экологические полигоны, ориентированные на получение оперативных данных о влиянии объекта на ОС.
Рисунок-схема биомониторинга санитарной зоны и региона, прилегающего к предприятию, его связь с подсистемами мониторинга.
Рисунок. Подсистемы экологического мониторинга.
Основные направления идентификации экологических полигонов:
1.Изучение трансформации (реакции, особенности и скорости самовосстановительных пределов насыщения порогов воздействия), экологических и экосоциальных систем под влиянием отдельных полютантов и продуктов их превращения;
2.Разработка схем и систем комплексного экологического мониторинга;
3. Выявление спектра видов животных и растений индикаторов, аккумуляторов и деструкторов по каждому конкретному полютанту;
4.Разработка схем и систем ремедеации и рекультивации земель, подвергшихся трансформации по каждому конкретному полютанту.
Выбор биоиндикаторных объектов.
Биоиндикатор - это система того или иного уровня организации, по состоянию которой судят о естественном или антропогенном изменениях в среде.
Оценка качества ОС с помощью анализа состояния биоиндикаторов, определенным образом реагирующих на изменение окружающей среды.
Преимущества биоиндикации:
1.Биоиндикаторы постоянно присутствуют в среде и вырабатывают стойкие ответные реакции на появление внешнего воздействия, в том числе залповые и кратковременные, позволяющие адекватно судить о концентрации даже спустя длительное время, что важно при проведении периодических мониторинговых наблюдениях и не всегда удается сделать с помощью анализа физико-химических методов среды;
2.Биоиндикаторы, способные вырабатывать индикаторные ответные реакции на комплексное воздействие, исключая необходимость подробного анализа состава и уровня содержания физических и химических компонентов, снижая финансовые и временные затраты на проведение исследований;
3.Биоиндикаторы позволяют судить не только о содержании в среде загрязнителей физического, химического и биологического происхождений, но и о скорости в природе загрязняющих процессов, а также о возможных путях распространения загрязнителей, помогая прогнозировать изменение качества ОС в перспективе;
4.Оценка характера ответных реакций биоиндикаторов, их длительности, амплитуды и обратимости. Необходимо для разработки критериев экологического нормирования качества ОС, позволяя определить пределы допустимой нагрузки на ОС.
Ограничения биоиндикации:
1.Необходимость привлечения специалистов биологов различного узкого профиля, способных собрать материал и интерпретировать грамотно результат;
2.В ряде случаев биоиндикаторы не способны обозначить причины изменения в ОС при многофакторном воздействии(воздействия на индикаторы неодинаково и определить основную тенденцию ответных реакций могут лишь один или два из них);
3.До сих не разработаны четкие и однозначные критерии оценки, значимости изменений происходящих в индикаторных биосистемах при внешнем воздействии, отсутствует универсальная шкала измерения уровня ответных реакций биоиндикаторов, позволяющая определить порог ПДУ(отклонения), значений биологических параметров от нормы, тем самым нормировать нагрузку с экологической стороны.
Требования к выбору биоиндикаторов
1.Доступность индикаторов для изучения возможности наблюдения за его изменяющимися характеристиками в природе (удовлетворительные объекты в природной среде являются доминирующими)
А) оседлость, связанная с неподвижным образом жизни или со слабой активностью;
Б) достаточно длительный цикл жизни, сравнимый со сроками проведения мониторинга;
в) простота обнаружения, сбора или отлова при условии наличия оборудования и специалиста.
2. Принадлежность биоиндикатора к естественной экосистеме, необходимо избежать выбора таких биоиндикаторов как:
А) популяции, адаптированные к существованию антропогенного изменения условий, в процессе микроэволюции;
В) окультуренные или одомашненные виды, появившиеся в результате селекции;
Г) компоненты экосистем, нехарактерные для данной местности;
3.Чувствительного ряда характеристик биоиндикатора по отношению к существующим внешним воздействиям на фоне его общей устойчивости, а также специфичность ответных реакций.
Биотестирование - оценка качества компонентов ОС по ответным реакциям организмов, являющихся тест- объектами (организмы, культивируемые в контролируемых лабораторных исследованиях и используемые в качестве биоиндикаторов чувствительного типа при оценке состояния компонентов ОС).
Активный биомониторинг заключается в применении компонентов природы в лабораторных условиях с последующем заселением биотест-объекта.
Пассивный биомониторинг использует только природных биоиндикационных организмов в естественных условиях и постоянном взаимодействии с факторами внешней среды.
Ответные реакции надорганизменных биосистем характеризуется достаточно большим временем запаздывания от нескольких недель до нескольких лет, что не позволяет использовать их в оперативном биомониторинге, в то же время они позволяют более адекватно оценить изменения в экосистемах, произошедших за определенный промежуток, спрогнозировать варианты воздействия дальнейшего развития экосистем.
Выбор регистрируемых параметров биоиндикации
Чтобы не запутаться в потоке биоинформации, необходимо их свернуть (то есть выбрать наиболее необходимые из них, по значениям которых можно судить об интенсивности воздействия в целом по состоянию биоиндикатора).
Критерии:
1. Достоверность (незначительная в пределах статистической погрешности величина ошибок, возникающая на практике при получении информации). Ошибки могут быть методическими, техническими, репрезентативными, субъективными;
2. Полнота и объективность (достаточность объема информации для адекватного суждения о качественных свойствах объекта по полученным количественным данным);
3. Однозначность полученной информации, наличие большого статистического ряда;
4. Доступность и оперативность(возможность получения требуемой информации с помощью изменяющихся материально-технических, методологических и организационно-финансовых средств в необходимом количестве за минимальный срок);
5. Полезность (возможность сравнения полученной информации с другими массивами данных), необходимость использования информации для принятия решения.
Выбор стандартов сравнения
Данные о состоянии в прошлом до воздействия ПОО на среду.
Выбор времени и периодичности наблюдений
1. За 1-2 года до строительства объекта;
2. С момента начала строительства, в ходе эксплуатации объекта, конверсионные мероприятия;
проводятся в летний сезон (с мая по октябрь). Указанный сезон должен быть разделен на меньшие временные интервалы, соответствующие времени отбору разовых проб. Указанная частота отбора проб зависит от характеристик биоиндикаторов(длительность жизненного цикла, наличие миграционного цикла, наличия групп организмов- биоиндикаторов, особенности естественной сезонной динамики).
Таким образом, в течении каждого вегетационного сезона возможны однократные (во время пика проявления функциональных свойств биоиндикатора) , двукратные (в начале и в конце), трехкратные (весна, лето, осень), помесячные (в случае выраженных функциональных и более частые наблюдения за состоянием биоиндикаторов в природных экосистемах).
Выбор методик сбора, обработки, анализа биологических данных:
Метод обеспечения биомониторинга включает в себя набор методических средств, описаний, алгоритмов, необходимых для корректировки его транспортировки, хранения, подготовки для анализа собственно анализа в лабораторных условиях, а также формировании баз данных и математической обработки полученной информации.
Выбор методики осуществляется исходя из присутствия в международной системе стандартизации с учетом региональных особенностей, материально-технических, кадровых обеспечений. Существующий ряд методик для определения качества:
2.ИСО -73.46;
3.ИСО – 86.92;
4.ИСО – 10.229;
5.ИСО – 10.253;
6.ИСО- 10.706;
7.ИСО- 10.712;
8.ИСО- 11.348;
9.ИСО – 12.890;
10.ИСО – 14.699;
11.ИСО – 15.552.
Для оценки качества морской воды с использованием рыб, водорослей, микроорганизмов, ракообразных в лабораторных условиях. Однако методики оценки качества компонентов ОС с помощью природных биоиндикаторов отсутствуют в государственной и международной системах стандартизации, поэтому при организации биомониторинга наибольшее затруднение вызывает вопрос использования конкретных методик в биоиндикации.
//Проблемы региональной экологии (общенаучный журнал), спец. выпуск, 2006, №3
В. П. Зуевский, С В. Соколов, Т. В. Зуевская, Г Н. Шестакова, Ю. В. Добрынин, В. И. Ершов
Сургутский государственный университет
Приведен анализ зависимости хронических заболеваний цереброваскулярной, кардио-респираторной системы от воздействия неблагоприятных климато-экологических факторов окружающей среды. В системе медико-экологического мониторинга авторы предлагают ввести элементы прогноза возникновения заболеваний и ухудшения состояния больных в зависимости от изменчивости окружающей среды.
In the article there is the analysis of chronic disease dependence of cerebrovascular, cardio-respiratory systems on influence of unfavorable climatic-ecological factors of environment/ The authors suggest to introduce the elements of prognosis of a disease’s arising and the deterioration of patient’s conditions with present nosologies depending on environmental variability in the system of medico-ecological monitoring.
Здоровье человека на Севере является чутким барометром экологической ситуации и выступает в качестве основного биологического индикатора в сфере медико-экологического мониторинга.
Медико-экологический мониторинг - это система Наблюдения за изменением состояния окружающей природной среды, показателей здоровья человека и оценка влияния отдельных экологических факторов, а также их комплексов на возникновение различных видов патологии у человека.
В понятие экологического мониторинга входит система контроля и оценки окружающей среды в местах интенсивного антропогенного воздействия, которая позволяет получать информацию о состоянии природной среды и прогнозировать какие-либо изменения. Комплексная оценка состояния окружающей среды сопровождается обработкой большого количества информации, которая, в частности, характеризует источники загрязнения, объекты природной среды, природные ресурсы и многое другое. Информацию по состоянию окружающей среды систематизируют и формализуют в виде электронных карт, где на единую топографическую основу накладывается информация, характеризующая множественные аспекты качества окружающей среды.
Основными задачами медико-экологического мониторинга является анализ состояния здоровья и заболеваемости жителей изучаемых районов, выявление и оценка экологических факторов и их влияние на здоровье человека. В основе медико-экологического мониторинга должен лежать комплексный подход с учетом комплексного влияния различных факторов.
Воздействие климатических факторов на организм человека (биотропное действие климата) является сочетанным, состоящим из влияния отдельных метеоклиматических факторов: температура, циркуляция и влажность воздуха, атмосферное давление и т. д. Каждый из этих факторов в отдельности может оказывать влияние на различные функциональные системы человека .
Часто интенсивность биотропного воздействия обусловлена не столько абсолютной величиной метеоэлементов, сколько скоростью их изменчивости - чем выше изменчивость того или иного фактора, тем меньше времени у организма для адаптации, и тем острее его ответная реакция .
В условиях Ханты-Мансийского автономного округа (ХМАО) на человека постоянно воздействуют различные неблагоприятные факторы, к которым относятся:
Продолжительная и суровая зима с низкими температурами (иногда ниже 50°С);
Короткое лето;
Световое голодание;
Резкие перепады атмосферного давления, температуры и влажности;
Большие колебания напряженности электромагнитного поля;
Бедный состав флоры и фауны.
Влияние климатических факторов на состояние организма осуществляется рефлекторно, через центральную нервную систему, и нейрогуморальный путем .
Под влиянием регулярных периодических изменений биотропных факторов внешней среды (суточные, сезонные, годовые колебания) происходят изменения активности, многих физиологических функций организма человека. С этими изменениями связана выраженная сезонность колебания частоты многих заболеваний кардиореспираторной, цереброваскулярной системы .
Не меньшую роль в развитии различных видов патологии играет и загрязнение окружающей среды (атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почва) в ХМАО.
К компонентам атмосферного воздуха, агрессивно воздействующим на здоровье человека, относят аэрозоли соединений серы (сернистый ангидрит), окислы азота, углерода, формальдегид, тяжелые металлы, пыль. Одним из веществ, играющих ведущую роль в загрязнении атмосферного воздуха, являются окислы серы, которые поступают в атмосферу в результате сжигания топлива и промышленных выбросов, вызывая раздражение дыхательных путей и нарушение бронхиальной проходимости, метаболические расстройства, угнетая жизненно важные функции организма .
Приводим результаты медико-экологического мониторинга при некоторых видах патологии в ХМАО.
Заболеваемость органов дыхания у взрослого населения г. Сургута и Сургутского района ХМАО составляет 247,4 и 306,9 на 1000 человек соответственно, что значимо превышает аналогичный показатель по РФ (211 на 1000 жителей). При этом, бронхолегочная патология в структуре общей заболеваемости занимает 1-е место и составляет 25% от всех болезней населения. Временная утрата трудоспособности на амбулаторно-поликлиническом этапе составляет 14,1 дня в городе и 19 дней в районе.
У практически здоровых северян в геоклиматических условиях Среднего Приобья наблюдается структурная и функциональная перестройка дыхательной системы. Указанные изменения создают определенный преморбидный (предболезненный) фон, способствующий развитию бронхолегочной патологии. Заболевание быстрее развивается у лиц с недостаточностью иммунной системы, курящих, злоупотребляющих алкоголем или имеющих конституциональную предрасположенность.
Анализ среднестатистических данных за десятилетний период (1995-2004 гг.) позволил выявить зависимость госпитализаций больных острой пневмонией от некоторых климатических факторов - температуры атмосферного воздуха, «жесткости погоды» по Осокину (сочетание температуры и скорости ветра), и внешних загрязнителей - оксид углерода.
За изучаемый период высокий уровень ежемесячных госпитализаций больных острой пневмонией регистрировали с января по март (0,32 на 1000 населения) и в ноябре месяце (0,28 на 1000 населения). Первый «пик» возникновения острых пневмоний с показателями поступления 12-20 на 100 госпитализированных лиц наблюдали с января по март в период низких температур (ниже - 20°С). В этот временной промежуток содержание загрязняющих веществ в атмосферном воздухе самое высокое по сравнению с другими периодами года. Комплексный индекс загрязненности атмосферы составил 2,1 отн. ед., в том числе, содержание оксида азота равно 1,4 мг/м3, оксида углерода - 1,7 мг/м3. Это свидетельствует о том, что холодное время года способствует усилению концентрации вредных техногенных выбросов в атмосфере.
Второй «пик» возникновения острых пневмоний в ноябре месяце (у 10-13 из 100 госпитализированных больных) также совпадал с определенными особенностями климатоэкологического состояния окружающей среды. Обычно он соответствовал началу периода низких температур (ниже - 20°С). Комплексный индекс загрязненности атмосферы в этот период составил 1,4 отн. ед. Минимальная частота госпитализаций больных отмечена в теплые периоды года, когда среднесуточная температура воздуха превышала +15°С.
При анализе среднемесячной динамики госпитализаций больных острой пневмонией и показателей основных климатоэкологических факторов за десять лет выявлены определенные закономерности. Отмечена обратная корреляционная связь с температурой атмосферного воздуха (г = -0,47, р < 0,05), прямая корреляционная зависимость «пиков» госпитализаций с уровнем загрязнения атмосферного воздуха оксидом углерода (г = 0,52, р < 0,001) и показателями «жесткости погоды» по Осокину (г = 0,52, р < 0,05).
С заболеваниями дыхательной системы на Севере тесно связаны болезни сердечно-сосудистой системы, которая одной из первых включается в реакцию адаптации и играет большую роль в поддержании гомеостаза в новых экологических условиях, являясь важным лимитирующим звеном, и служит индикатором общего адаптационного процесса .
В ХМАО заболевания сердечно-сосудистой системы занимают первое место по причинам смерти. Можно выделить три фактора, которые оказывают существенное воздействие на ссрдсчно-сосудистую систему человека в условиях Среднего Приобья.
Первый фактор - резкие сезонные, меж - и внутрисуточные перепады атмосферного давления («барометрические ямы» по Г. М. Данилевскому). Через барорецепторы (то есть аппараты сосудов, воспринимающие колебания атмосферного давления) кровеносных сосудов изменения внешнего давления трансформируются в колебания гомеостатических параметров системы кровообращения.
Второй фактор - охлаждение, особенно в начальном периоде приспособления к новым условиям жизни на Севере, то есть у новоселов.
Третий фактор - наименее изученные колебания электромагнитного ноля Земли.
Самой частой формой поражения сердечно-сосудистой системы в условиях Севера является гипертоническая болезнь (ГБ), которая часто протекает злокачественно и дает большое число осложнений со стороны сердца, почек, головного мозга. Частота заболеваемости ГБ у приезжего населения Среднего Приобья составляет около 38,6 на 1000 человек, смертность 56,2 % от общего числа умерших.
Важной особенностью климатических условий северного региона является выраженная циклональная активность и зимний, весенний и осенний периоды года. В связи с этим отмечается характерная изменчивость погодно-климатических факторов (в частности, атмосферного давления).
Особенно важны непериодические изменения атмосферного давления, связанные с возникновением, развитием и разрушением медленно движущихся областей высокого давления -= антициклонов, и относительно быстро перемещающихся огромных вихрей - циклонов, в которых господствует пониженное давление.
В рамках медико-экологического мониторинга нами проведено изучение воздействия на организм человека атмосферного давления - показателя циклональной активности в данном регионе. По величине дисперсии (у) оценивалась его межсуточная и сезонная изменчивость.
Оценка реакции организма человека на воздействие этого фактора проводилась по показателю обращаемости за поликлинической помощью в связи с повышенным артериальным давлением и рецидивами гипертонической болезни, а также по вызовам «Скорой медицинской помощи» по поводу гипертонических кризов.
Был проанализирован массив данных обращаемости за поликлинической помощью в центральную районную больницу I Сургута за период 2000-2004 гг. с использованием стандартизованного показателя на 1000 обращений и данные вызовов «Скорой медицинской помощи» г Сургута за период 1998-2003 гг. с использованием стандартизованного показа-геля на 1000 населения.
Оценка величины и изменчивости атмосферного давления проводилось по данным систематических метеорологических наблюдений по г. Сургуту.
Высокая межсуточная изменчивость атмосферного давления отмечена в весенний и осенний периоды года. Эти периоды характеризуются нестабильностью погоды в связи со значительной циклональной. активностью. В этот период реакция организма однозначна и отражается в значительном росте обращаемости за поликлинической помощью по поводу обострения гипертонической болезни и значительным повышением артериального давления. Доказательством этой связи является достоверные значения коэффициента корреляции (г = 0,52-0,9). Наименьший показатель отмечается в летний период, когда циклональная активность погоды минимальна.
Следовательно, климатические условия северных территорий характеризуются сезонностью проявления активностью циклонов. В связи с высокой циклональной активностью в весенний и осенний периоды года отмечается высокая изменчивость погоды и атмосферного давления. Эти периоды можно характеризовать как гипертензивные периоды с отчётливо выраженной патологической метеотропной реакцией организма.
Объяснение механизма реакции больных на изменчивость атмосферного давления лежит в регуляторных функциях вегетативной нервной системы. Возникающая при этом вегетососудистая дистония по гипертоническому типу приводит к нарушению регуляции сосудистого тонуса.
Ишемический инсульт является важной неврологической и общемедицинской проблемой, что определяется значительной частотой его развития, высоким процентом инвалидизации и смертности. Пациенты с сосудистыми заболеваниями головного мозга составляют до 20% неврологических больных, 23% из них перенесли ишемический инсульт.
Нами также были проведены исследования зависимости обращаемости больных с мозговым инсультом (ишемия мозга) от некоторых климато-экологических факторов окружающей среды за пятилетний период (1999-2004 гг.). Отмечено увеличение частоты госпитализаций больных с ишемическим инсультом в переходные периоды года (поздняя осень, ранняя весна), когда происходят резкие колебания атмосферного давления и температуры окружающей среды, повышается индекс «жесткости погоды». Выявлена обратная корреляционная зависимость пиков госпитализаций по поводу ишемического инсульта с показателями атмосферного давления (г = -0,645, р < 0,05), прямая корреляционная зависимость с температурой окружающей среды и индексом «жесткости погоды» по Осокину (г = 0,463, р < 0,05) и (г = 0,517, р < 0,05) соответственно, а также зависимость с уровнем загрязненности атмосферы оксидом углерода (г = 0,678 р < 0,01).
Таким образом, в результате проведенных исследований доказана роль неблагоприятных экологических факторов в развитии патологии кардиореспираторной и цереброваскулярной системы. Медико-экологический мониторинг позволяет выявить влияние конкретных неблагоприятных факторов окружающей среды на организм человека, и, тем самым, дает возможность определения прогноза развития заболеваний.
Для улучшения качества общественного здоровья необходимо создать региональную систему комплексного медико-экологического мониторинга для изучения негативного влияния экстремальных климатических и техногенных факторов на развитие и течение заболеваний у жителей округа.
Медико-экологический мониторинг в ХМАО позволит определить и разработать перечень профилактических мероприятий медицинской и природоохранной направленности.
Библиографический список
1. Зуевский В. П., Гиновкер А. Г., Павловская В. С. Экология человека. - Томск, 2002. 140 с.
2. Экологическая физиология человека. Адаптация человека к различным климатогеографическим условиям,
3. Вейн А. М., Соловьева А. Д., Колосова О. А. Вегетососудистая дистония. - М., 1981. 275 с.
4. Авцыи А. П. и др. Патология человека на Севере. - М.: Медицина, 1985. - 416 с.
5. Проблемы экологии человека / Под ред. В. П. Казначеева. - М., 1986. - 364 с.
6. Хаснулин В. И. Формирование здоровья городского населения и его социально-трудового потенциала в экстремальных климатогеографических условиях. Урбоэкология. - М.: Наука, 1990. - С. 174-181.
МЕДИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ КАК ОДИН ИЗ ЭЛЕМЕНТОВ УПРАВЛЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ НА МУНИЦИПАЛЬНОМ УРОВНЕ
© 2008 г И.Н. Нови
The issues of environmental ecological factors impact on medicolemographic indices of population health. The completion of medico-ecological monitoring is based on the optimization of urban territories.
Городская среда, резко отличающаяся по многим физико-географическим параметрам от природных экосистем, подвержена в большей степени воздействию различных типов загрязнения. Поэтому существует необходимость комплексного решения задач муниципального уровня, которые могут быть полезны для решения многих проблем среднего российского города .
Прогрессирующее ухудшение среды обитания населенных пунктов в конечном итоге приводит к снижению качества жизни населения. Здоровье населения города зависит от многих факторов, среди которых значительное место занимает состояние окружающей среды. Несмотря на то что биологические, наследственные и социальные факторы оказывают существенно большее воздействие на здоровье человека, исследования показали, что напряженная экологическая ситуация - статистически значимый фактор риска развития многих нозологических заболеваний . Экологическое неблагополучие воздушной среды городов чревато и более отдаленными последствиями. Загрязнение атмосферы чуждыми ей химическим веществами - одна из причин накопления вредных мутаций в организме человека, которые будут наследоваться последующими поколениями. Именно возрастание в крупных городах заболеваемости населения онкологическими, аллергическими и сердечно-сосудистыми болезнями связано со значительным
загрязнением различными токсикантами атмосферного воздуха. Для крупных городов характерны общие признаки:
Измененный (нарушенный) климат - интенсивность солнечной радиации в городе на 20 % ниже, чем в пригороде, выше среднегодовая температура, больше на 10 % количество атмосферных осадков и др.;
Деформированная естественная среда обитания (загрязненный воздух, почвы, воды, не соответствуют гигиеническим требованиям показатели качества питьевой воды и пр.);
ускоренный ритм жизни и напряженная психоэмоциональная обстановка на работе, в транспорте и пр. .
В этой связи важнейшим научно-практическим механизмом реализации государственной экологической политики является формирующаяся система экологического мониторинга (мониторинг среда -здоровье). Мониторинг среда-здоровье определяется как система организационно-технических и профилактических мероприятий, обеспечивающих наблюдение за состоянием среды обитания, здоровья населения, их оценку и прогнозирование, а также действий, направленных на выявление, предупреждение и устранение влияния вредных факторов среды обитания (факторов риска) на здоровье населения .
Существующая система контроля за состоянием природной среды в больших промышленных городах относится к категории биоэкологического (санитарно-гигиенического) мониторинга, который рассматривается как долгосрочная программа непрерывного сбора информации о состоянии природных экосистем и аг-роландшафтов, находящихся в различных зонах очаговых или фоновых воздействий промышленных и сельскохозяйственных предприятий, селитебных и рекреационных систем. Эти воздействия проходят по «технологическим мостам» через основные компоненты экосистем (воздух, воды, почвы, растения и животных) и вызывают изменения направленности и темпов экологических процессов .
Городской биоэкологический мониторинг опирается обычно на данные по техногенным выбросам загрязняющих веществ в атмосферу и водоемы, а также на стандартную (как правило, весьма редкую) сеть точек стационарных и эпизодических наблюдений за концентрацией загрязнителей в окружающей среде. Однако следует признать, что в отношении городских ландшафтов основные задачи биоэкологического, а тем более геосистемного мониторинга решаются крайне недостаточно .
В данной статье в качестве объекта исследования принят г. Таганрог со значительным промышленным потенциалом, представленным предприятиями металлургической, приборостроительной, машиностроительной, химической, строительной, легкой и пищевой промышленности. Обобщенные данные свидетельствуют о его сложном экологическом состоянии.
Для экологической оценки состояния населенных пунктов необходима комплексная оценка влияния всех основных источников загрязнения (не исключая при этом изучения каждого из источников в отдельности) на все главные объекты окружающей среды в пределах населенного пункта. При этом следует учитывать все важнейшие факторы, влияющие на поведение химических элементов и их соединений, в том числе и загрязняющих веществ в пределах изучаемой территории.
Наиболее допустимым по исполнению и эффективным по результативности является локальный биоэкологический (социально-гигиенический) мониторинг в пределах города, в задачи которого входит комплексная эколого-социальная оценка территории города, установление приоритетных загрязнителей и определение степени их влияния на заболеваемость и смертность населения.
Методика, позволяющая дать такую оценку, основана на детальном комплексном учете всех наиболее важных факторов, влияющих на особенности поведения химических элементов и их соединений. Это отношение того или иного участка населенного пункта к особенностям техногенной нагрузки (источники загрязнения, объекты загрязнения, барьерные территории); этажность застройки, влияющая на особенности воздушной миграции соединений; комплекс элементов, накапливающийся в городской среде при строительстве; особенности утилизации отходов; комплекс элементов, выбрасываемый при отоплении домов; видовой состав растительности и плотность его посадки, влияющие на особенности
вовлечения элементов и их соединений в биологический круговорот, макрокомпонентный состав почв и окислительно-восстановительная обстановка в них, влияющие на процессы перераспределения соединений в почвах; характер городского рельефа, влияющий на направленность и интенсивность механической миграции; литоло-го-геохимические особенности почвоподстилающих пород, являющихся единственным природным источником поступления элементов в городскую среду.
В Таганроге всего выделено 49 геохимических ландшафтов, каждый из которых характеризуется только ему присущими особенностями поведения загрязняющих веществ. Особенность этих ландшафтов заключалась в том, что в недалеком прошлом все они были биогенными, т.е. в них преобладал биогенный тип миграции. В результате влияния возникшего города преобладающим типом миграции стал техногенный. В связи с этим целесообразно городскую территорию разделить на ландшафты - источники загрязнения и ландшафты - объекты загрязнения. К первым отнесены ландшафты промышленных предприятий и пустырей, ко вторым - жилых зон, детских, учебных и лечебно-оздоровительных заведений, зон отдыха.
Анализ результатов исследований проб, проводившийся центральной аналитической лабораторией ГП «Кольцовгеология» на территории Таганрога по 10 элементам (медь, цинк, свинец, кобальт, никель, марганец, ванадий, хром, олово и стронций), позволил выделить участки аномального накопления в почвах, большинство из которых концентрируются в промышленной и промышленно-транспортной зонах. В последнее время зона с высоким, опасным и чрезвычайно опасным уровнем загрязнения занимает около 13 % территории г. Таганрога. Такая неблагоприятная экологическая обстановка приводит к резкому увеличению различных заболеваний городских жителей.
Глубокие негативные изменения среды обитания человека в результате ее загрязнения различными антропогенными токсинами влекут за собой рост экологически обусловленных заболеваний населения. Вклад распространенных загрязняющих веществ в воздухе (пыль, оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота) приводит к увеличению заболеваемости населения хроническим бронхитом, аллергическими и другими заболеваниями органов дыхания. Особенно велика роль загрязнения атмосферного воздуха в возникновении легочной патологии у детей (от 28 до 45 %) в промышленных регионах страны. Значительная концентрация вредного канцерогена (бенз(а)пирен) приводит к резкому увеличению онкологических заболеваний среди городских жителей. По данным ВОЗ, воздействие химических веществ может являться ведущим фактором в развитии значительного числа болезней человека.
Аналогичная зависимость между загрязнением окружающей среды и заболеваемостью городского населения фиксируется в г. Таганроге. Так, выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников и автотранспорта в 2005 г. составили 45 тыс. т, в том числе от автотранспорта - 36,5 тыс. т (около 83 %). Структура выбросов загрязнителей от всех источников такова: оксид углерода (52 %), диоксид серы (15), твердые вещества (11), оксид азота (10,5 %) .
В некоторых городах Ростовской области проводились исследования физических факторов (шум, электромагнитное излучение), причем значительное повышение допустимых уровней шума отмечалось в домах, расположенных на магистралях с интенсивным движением транспорта (Ростов-на-Дону, Батайск, Таганрог). Плохое состояние водоснабжения и канализации привело к опасной санитарно-эпидемической ситуации в крупных городах области, в частности, в Таганроге установлена связь между показателями бактериального и вирусного загрязнения питьевой воды, заболеваемостью населения острыми кишечными заболеваниями и вирусным гепатитом. Также фиксируется прямая корреляционная зависимость (коэффициент корреляции 0,72) между степенью минерализации воды и заболеваемостью органов мочеполовой системы (нефрит, мочекаменная болезнь) среди взрослого населения .
На основе анализа имеющихся материалов удалось установить зависимость общей смертности и смертности от различных заболеваний городского населения с учетом экологических условий проживания (таблица). Показатели общей смертности (количество случаев на 100 тыс. чел.) в промышленно-транспортной зоне в 5 раз превышают параметры в чистой зоне, а в промышленной - соответственно в 2 раза. Показатели смертности от ишемической болезни сердца выше в 1,5-3 раза по сравнению с чистой, а в промышленно-транспортной - в 5-7 раз.
Проведено ранжирование территории г. Таганрога по состоянию атмосферного воздуха, питьевого водоснабжения, интенсивности шумового загрязнения, а также с учетом рекреационных ресурсов побережья. В результате выделены эколого-техногенные зоны: относительно удовлетворительная, неудовлетворительная, напряженная, критическая.
В 90-е гг. мониторинговый подход к охране окружающей среды развивался параллельно с созданием системы мониторинга здоровья населения, внедрением автоматизированных геоинформационных систем (ГИС) в практику природопользования, экологического контроля и природоохранной сферы деятельности. Именно в этот период ведущими отечественными и зарубежными научными учреждениями проведено обоснование организационных, информационных и технических аспектов реализации автоматизированных систем применительно к решению задач мониторинга окружающей среды.
В данных исследованиях использовалась подобная ГИС - «ArcView», являющаяся универсальным программным продуктом, предназначенным для использования в областях, связанных с совместной обработкой пространственной и табличной информации. Наиболее рациональной схемой организации баз данных эколого-географического назначения является многослойная структура. При этом базальным слоем является соответствующим образом организованная топогеографическая основа, координирующая любое множество информации, привязанной к отдельным точкам или объектам. Применение данной ГИС дает эффективные возможности хранения информации, доступа к ней, обобщений, анализа, прогнозов и, на-
конец, визуализации информации, т.е. наглядного графического ее представления, в том числе в картографическом виде. Для этой цели наиболее допустимым по исполнению и эффективным по результативности является локальный мониторинг среда-здоровье (медико-экологический мониторинг), в задачи которого входит создание единой базы данных по двум основным показателям: изменения среды обитания населения и состояния здоровья населения. Имея подобный банк данных, можно реализовать сбор, систематизацию, хранение, обработку, оценку, отображение, распространение данных и получение на их основе новой информации и знаний о пространственно-временных явлениях.
Показатели смертности населения от различных заболеваний по эколого-техногенным зонам Таганрога (1999-2005 гг.), количество случаев на 100 тыс. чел.
Эколого-техногенная зона Мужчины Женщины Всего
Общая смертность
Чистая (А) 1117 1071 2118
Транспортная (В) 1581 1440 3021
Промышленная (С) 2299 2107 4406
Промышленно-транспортная (Д) 6032 5357 11389
Ишемическая болезнь сердца
Чистая (А) 167 129 296
Транспортная (В) 269 201 470
Промышленная (С) 334 264 598
Промышленно-транспортная (Д) 1123 731 1854
Злокачественные новообразования
Чистая (А) 174 180 354
Транспортная (В) 232 169 401
Промышленная (С) 316 230 546
Промышленно-транспортная (Д) 1072 907 1979
Для формирования экологического мониторинга в условиях промышленного города, которым является Таганрог выделены три этапа (рисунок):
I. Формирование блока параметров состояния окружающей среды. Анализ фактического состояния среды обитания включал пофакторную и комплексную оценку уровня, структуры и тенденций антропогенной нагрузки. Комплексная антропогенная нагрузка количественно определялась по сумме пофактор-ных оценок, ориентированных на разработанные предельно допустимые концентрации (ПДК, ОДК) или уровни (ПДУ) оцениваемых факторов
II. Организация блока параметров состояния здоровья населения.
При проведении эколого-географического мониторинга, как правило, не удается выбрать абсолютно свободную от антропогенной нагрузки контрольную территорию. В связи с этим оценка реального риска может проводиться только в отношении населения, проживающего на территориях с разностепенной антропогенной нагрузкой и отличающимися природными факторами . Среди геоэкологических факторов риска горожан обычно выделяют уровень атмосфер-
ного загрязнения, качество питьевой воды, почвы, также архитектурно-планировочные структуру городского пространства, определяющие комфорт жизнеобеспечения и являющиеся предметом контроля соответствующих мониторинговых природоохранных и гигиенических ведомств. Для этой цели на основе анализа вышеперечисленных факторов был произведен расчет комплексной антропогенной нагрузки по выделенным эколого-техногенным зонам. Это позволило усовершенствовать метод районирования селитебных территорий индустриально развитого города с одновременным использованием параметров антропогенной нагрузки и природных факторов, участвующих в формировании реального риска здоровью.
III. Организация параметров нормативно-справочной информации. Данный блок включает численность населения в выделенных эколого-техногенных районах, ПДК учитываемых ингредиентов, кадастр предприятий - загрязнителей среды.
К эколого-техногенным районам предлагается отнести выделенные сотрудниками центра Госсанэпиднадзора г. Таганрога следующие территории:
За чистую зону принята жилая застройка, размещенная на расстоянии не менее 2 км от источников загрязнения атмосферного воздуха и 1 км от главных автомагистралей. К условно чистой зоне наблюдения отнесена значительная часть селитебной территории
Таганрога, где проживает 56,8 % от всего населения города;
Транспортная зона - территория с интенсивным транспортным потоком (более 20 единиц в минуту) и значительным шумовым загрязнением (20,3 % от населения города);
Промышленная зона - территория, размещенная в зоне влияния выбросов в атмосферу вредных веществ, где содержание диоксида серы, серной кислоты, аммиака превышают ПДК (до 4,5 раза 14,9 % населения города);
Промышленно-транспортная - зона влияния транспортных и промышленных выбросов в атмосферу, в которой кроме указанных токсикантов присутствует бенз(а)пирен (проживает 8 % населения Таганрога).
Таким образом, изложенная методика организации и проведения биоэкологического мониторинга (на примере г. Таганрога) может быть использована для разработки биоэкологического мониторинга и системы экологических ограничений хозяйственной деятельности в других крупных городах юга России. При объединении усилий экологов, управленцев и развития компьютерного мониторинга есть возможность создать взаимосвязан0ую и скоординированную систему оперативного, стратегического и тактического планирования оптимизационных мер и выбрать рациональную экологическую политику для улучшения качества городской среды.
Информационный блок (блок данных)
Состояние окружающей среды
состояние атмосферы
качество питьевой воды
Загрязнение почвы
планировочная структура
ландшафтно-. экологические условия
Здоровье населения
"общая рождаемость, смертность, средняя продолжительность жизни в зависимости от места проживания
Структура заболеваемости и смертности детей (новорожденных, от 1-3 лет, от 4-6 лет
Нормативно-справочная информация
численность населения
кадастр загрязнителей
Програмно-аналитический блок
Корреляционный анализ - регрессионный анализ
Прогнозирование экологически зависимых заболеваний
Управленческий блок
анализ вариантов воздействия на ситуацию
Разработка оптимизационных мер
Структурные блоки биоэкологического мониторинга промышленного города
Литература
1. Вронский В.А. Экология: Словарь-справочник. Ростов н/Д, 1997.
2. Сороковикова Н.В. и др. // Изв. РАН. Сер. географ. 2001. № 5. С. 91-98.
3. Экология большого города / Под ред. Е.И. Пупырева. М., 1996.
4. Куролап С.А. // Соросовский образ. журн. 1998. № 6. С. 21-28.
Таганрогский институт управления и экономики
5. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М., 1979.
6. Коломыц Э.Г. и др. Природный комплекс большого города (ландшафтно-геохимический анализ). М., 2000.
7. Состояние окружающей среды г. Таганрога: Сб. ст. Таганрог, 2006.
8. Комплексное определение антропотехногенной нагрузки на водные объекты, почву, атмосферный воздух в районах селитебного освоения: Метод. рекомендации Госкомсан-эпиднадзора РФ от 26 февраля 1996 года № 01-19/17-17.
