Гребенюк А.Н., д.м.н., профессор, заместитель начальника Кафедры токсикологии и медицинской защиты Военно-медицинской академии
Мерабишвили В.М., д.м.н., профессор, руководитель Популяционного ракового регистра
Мусийчук Ю.И., д.м.н., профессор Кафедры токсикологии и медицинской защиты Военно-медицинской академии, e-mail: 732musy37@mail.ru
Попов Г., инженер отдела ГИС Санкт-Петербургского медицинского информационно-аналитического центра
Струков Д.Р., руководитель отдела ГИС Санкт-Петербургского медицинского информационно-аналитического центра
Geomedicine approaches in ecological assessment of large megalopolis
Традиционные оценки характеристик экологической системы (экосистемы) заключаются в определении константы производства биомассы и видового разнообразия. В биосферных заповедниках и других мало затронутых деятельностью человека экологических системах традиционные показатели зависят от активности солнечной энергии и определяются равновесным состоянием продуцентов и консументов. Разнообразие последних зависит от численности предшествующих сообществ.
В то же время, изучение таких территориальных комплексов, каковыми являются природно-техногенные экологические системы (ПТЭС), имеет свою специфику и целевую направленность. В оценке экологической обстановки тут главенствующее значение приобретает оценка состояния здоровья населения. Однако, в связи с многообразием воздействующих на него факторов в данном случае возникает проблема мониторинга не только окружающей среды, но и социально-экономических процессов, влияющих на состояние здоровья населения в значительно большей степени, чем состояние окружающей среды. Так, по данным ВОЗ, подтверждаемым многими авторами, состояние здоровья на 50% зависит от образа жизни (включая сюда и социально-экономическое положение человека), на 20% от наследственных факторов, на 20% от влияния окружающей среды (включая и условия труда, которые в настоящее время более чем у трети работающих не соответствуют гигиеническим требованиям) и только на 10% от состояния здравоохранения. Сложности оценки состояния здоровья городов достаточно полно отражены в международных требованиях, согласованных экспертами. Комплекс показателей оценки здоровья, подробно охарактеризованный в [16], основан на статистике по следующим основным разделам: Демография (население), Статистика жизнедеятельности, Образ жизни, Жилище, Социально-экономические условия, Состояние окружающей среды, Неравенства, Городская и общественная инфраструктура, Здравоохранение и политика охраны здоровья. Причем в каждом из разделов выделено несколько подразделов и более мелких градаций, детализирующих состояние дел по каждому из рассматриваемых тематических направлений. Например, в разделе Социально-экономические условия группируются сведения по таким аспектам, как Образование, Занятость, Доходы, Преступления и насилие, Участие в культурных мероприятиях. Данные раздела Состояние окружающей среды позволяют оценить Качество воздуха, Качество воды, Качество продовольствия, Водоснабжение и канализацию, Шум, Радиационные загрязнения (радон), Открытые пространства, Наличие грызунов, насекомых и т.п. С позиций рассматриваемой далее целевой тематики видимо здесь уместно в более полном виде представить пример содержания раздела «Здравоохранение и политика охраны здоровья»:
- Мероприятия индивидуальной и популяционной профилактики
— иммунизация
— программы скрининга заболеваний
— планирование семьи (частота разводов)
— предупреждение стрессовых ситуаций - Образовательные программы
— обучение здоровому образу жизни в школах
— программы предупреждения СПИДа
— программы уменьшения курения
— программы предупреждения алкоголизма, наркоманий
— программы предупреждения неправильного приема лекарств
— программы рационального питания - Политика в отношении окружающей среды
— курение в общественных местах
— отношение властных структур к обеспечению питанием
— политика властных структур в отношении распространения алкоголя
— управление качеством воздуха и воды
При разработке системы оценок здоровья крупных годов неизбежно встают вопросы сравнения с контрольными группами. Очевидно, что сравнение городов между собой не всегда подходит для этих целей из-за неповторимости больших мегаполисов по культуральным, климатическим, социальным и прочим аспектам. Получение материалов для сравнения требует стандартизации условий их сбора и обработки, что вряд ли достижимо в связи с отличающимися системами статистического учета в различных странах. Даже построение моделей для такого бесспорного явления, как рождение или смерть, чем широко пользуются специалисты ВОЗ [17], не решает эту проблему из-за крайне незначительных контингентов, на основании которых строятся подобного рода модели, например для Индии, большинства стран Южной Америки, Африки. Главенствующее значение при построении оценочных критериев приобретают сравнительные характеристики состояния здоровья различных социальных групп, построенных по национальному, половому, возрастному и другим признакам, а также динамические временные ряды исследования одних и тех же популяций по стандартным методам сбора информации, поддающимся определенному контролю.
Оценка экологической ситуации в крупных городах и здоровья населения в них невозможна по какому-либо одному критерию. Отсутствие прямолинейных связей между уровнями загрязнения среды и ответными реакция популяции требуют разработки многокритериальных и комплексных оценок как состояния среды, так и изменений здоровья. Попытки такого рода предпринимались неоднократно, в том числе и в Санкт-Петербурге [14]. Существуют большие трудности в доказательстве связи состояния здоровья с факторами окружающей среды. Стохастический характер возникновения и распространения заболеваний требует статистических методов оценки, однако в этом разделе требуется комплексное оценивание по совокупности критериев, что способствует доказательности принимаемых решений о связи изменений здоровья с состоянием окружающей среды. Многолетнее использование видоизмененных критериев Хилла [2] убеждает в неизбежности такого подхода для уменьшения голословных утверждений о неблагоприятном воздействии окружающей среды.
Методология исследования здоровья населения складывалась многие десятилетия. В последние годы она все больше склоняется к определению риска развития заболеваний или определенных состояний. Критическое отношение к использованию рисков обусловлено несколькими факторами, в том числе отсутствием четкого определения самого понятия риска. В оценке риска участвуют многие специалисты, но системность в подходах к оценке практически отсутствует [1]. Так, токсиколог определяет потенциальный риск конкретного химического соединения по средне смертельной дозе и другим параметрам токсикометрии, определяя класс опасности. Гигиенист определяет риск, исходя из степени загрязнения окружающей среды, определяет реальный риск, на этой основе разработана классификация условий труда [13]. Наконец, врач-лечебник (клиницист) устанавливает реальный риск, определяя частоту заболеваний или функциональных изменений у лиц, подверженных влиянию неблагоприятного фактора. Только определение реального риска делает прогноз достаточно обоснованным, но получение этих сведений ретроспективным путем недопустимо с точки зрения защиты населения. Риски должны рассчитываться только на однозначно определяемых явлениях. В биологии таким явлением является рождение и смерть. Установление заболевания как нозологической формы и, тем более, физиологических состояний достаточно субъективно и зависит от мнения исследователя. Попытки использовать для расчета рисков существующие предельно допустимые концентрации, особенно при расчете частоты неприятных ощущений у населения, некорректно из-за обоснования нормативов в эксперименте, где не все эффекты реакции человека воспроизводятся, а также из-за введения коэффициента запаса, величина которого является результатом соглашения специалистов различного профиля.
При оценке окружающей среды всегда возникает вопрос о достаточности имеющейся информации как по набору исследуемых загрязнителей, так и по числу анализов. В Санкт-Петербурге существует две системы постоянного контроля загрязнения воздуха: Росгидромет контролирует атмосферный воздух в 16 точках по 6-8 ингредиентам, преимущественно определяемым сжиганием органического топлива, а Роспотребнадзор (бывшая санитарно-эпидемиологическая служба) контролирует 41 химическое соединение в более чем 30 точках. Кроме того Росгидромет располагает сведениями, предоставляемыми предприятиями по форме «ТП-воздух», что позволяет строить модели загрязнения практически в любой точке страны. Определение достаточности получаемых сведений для оценки атмосферного воздуха городской территории показывает, что только его центральные районы могут быть оценены с достаточной степенью уверенности (белые зоны на рис. 1).
Недостатки в сборе официальной статистической информации требуют экспертной оценки показателей в каждом конкретном случае специалистом в этой предметной области с целью определения надежности и возможности ее использования при построении временных рядов.
Так, сведения о заболеваемости населения Санкт-Петербурга за 1996-2003 гг. опубликованы в литературе, в том числе в разрезе районов, в форме, позволяющей проводить их анализ специалистами [6]. Недостатком этой информации является невозможность оценки состояния здоровья при наличии локальных загрязнений внутри района города или захватывающих участки на территории нескольких районов; наличие учреждений, обслуживающих несколько районов и т.п. Решить такого рода вопросы можно с помощью анализа первичной медицинской информации, а также путем анализа существующих в городе регистров: популяционного ракового, диабета, врожденной патологии, гепатита, туберкулеза. Наличие в регистре персонифицированных данных и адресной привязки позволяет решать задачи локальных загрязнений. Большие надежды возлагались на сплошную диспансеризацию детского населения, проведенную в 2002 г., сведения о которой были получены в виде электронных баз данных. Так, в Санкт-Петербурге база данных включила 825 тысяч лиц в возрасте от 0 до 18 лет. Адресная привязка позволяла оценить любое территориальное образование. Вместе с тем, однократность проведения сбора информации не позволял убедиться в ее достоверности, о чем свидетельствовало большое количество выявляемых автоматически ошибок заполнения учетных документов. Созданная база данных используется для грубой оценки связи выявленных заболеваний с загрязнением окружающей среды.
Сведения о состоянии окружающей среды в Санкт-Петербурге регулярно публикуются в печати [4, 5]. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу города в 2004г. от стационарных источников составили 57,0 тыс. тонн, от автотранспорта – 213,4 тыс. т, При этом, в последние годы валовые выбросы от стационарных источников имеют отчетливую тенденцию к уменьшению, а от автотранспорта – к увеличению. Обращает на себя внимание, что подавляющее количество автомобилей принадлежит частным лицам. Так, в 2004г. физическим лицам принадлежало 1 012 800 единиц транспорта, а юридическим лицам – всего 124 600 единиц. В 2004 г. в городе отмечены превышения ПДК этилбензоля, озона, окиси углерода, аммиака, формальдегида. Наиболее загрязнен центр города, а наиболее чистыми являются западные и юго-западные районы, что обусловлено преобладанием ветров этого направления. Восточные районы находятся в менее благоприятном положении в связи со сдувками загрязнений с западных направлений. Однако интенсивность загрязнения центральной части города столь велика, что оказывает влияние на загрязнения, например, восточной части Васильевского острова (рис. 2).
Современные информационные технологии на базе геоинформационных систем (ГИС) позволяют создавать разнообразные электронные карты, например, карты распространения загрязнений, обусловленных автомобильным транспортом (рис. 3) или стационарными источниками выбросов (рис. 4). В связи с тем, что в воздухе присутствуют одновременно несколько загрязнителей, для их оценки и представления часто используется комплексный индекс загрязнения атмосферы по нескольким веществам, приведенным к третьему классу опасности [7]. Такого рода карты можно построить и для отдельных загрязнителей (рис. 5), а также для уровней радиационного излучения, шума, электромагнитных излучений и других факторов.
Картографирование загрязнений, распространенности заболеваний и других параметров позволяет наглядно сопоставлять данный фактор и возможно зависящую от него реакцию популяции. Однако использование официальной статистической информации, сгруппированной по районам города, не всегда позволяет построить однозначные гипотезы. При этом актуальным является и вопрос комплексного воздействия факторов в низких концентрациях.
Многие детальные исследования стали возможны благодаря функционированию популяционного ракового регистра и созданию базы данных диспансеризации детского населения, где имелась адресная привязка отдельных лиц. Исследование распространенности заболеваний кожи (атопический дерматит) позволило выявить более частое ее проявление в районах новостроек (рис. 6), что может быть обусловлено наличием в новых жилищах растворителей и других химических соединений. В этих исследованиях стало возможным отступить от распределения заболеваемости по административным районам, используя четко определенные избирательные участки с числом взрослого населения 1800-2000 человек.
Использование современных информационных технологий требует создания единой распределенной базы данных, доступной всем заинтересованным потребителям, однако из-за ведомственной разобщенности создать такой информационный ресурс пока не удается.
При оценке заболеваемости всегда возникает вопрос контрольных регионов. Сравнение данных по районам показало их значительные разбросы, что нельзя объяснить состоянием окружающей среды. Сравнение Санкт-Петербурга с другими городами вряд ли правомочно из-за особенностей климата, экономического положения. Основывая анализ преимущественно на детских коллективах, наименее подверженных миграции в пределах города, мы отдаем предпочтение сравнению временных рядов и сопоставлению их с данными по стране.
Попытки многофакторного анализа изменения состояния здоровья населения наталкиваются на отсутствие распределенной по районам, не говоря уже о более мелких территориальных образованиях, информации об образе жизни основной массы населения (табакокурение, потребление алкоголя, неправильное использование лекарств, питание, жилище и т.п.). Если в целом по городу показатели этой группы можно оценить по уровню продаж или по отчетам определенного числа домохозяйств о своих расходах, то районные и муниципальные показатели должны быть получены только специальными исследованиями, хотя получение их представляет крайне трудную методическую задачу. Крайне мало сведений и по гигиене современных жилищ и общественных зданий, где большинство населения пребывает более 2/3 времени.
Социально-экономические условия (образование, уровень безработицы, доходы населения, преступления и наказания и др.) постоянно публикуются в печати и могут быть использованы при комплексной оценке факторов, влияющих на здоровье с определенными оговорками, например при оценке посещаемости культурных заведений, определяемой потоками туристов.
В группе неравенства имеется достаточно подробная статистическая информация о детях-инвалидах, а также о первичной и общей инвалидности взрослого населения. Однако на эти показатели сильно влияют политические решения о системе поддержки таких категорий населения. Значение инфраструктуры города в оценке влияния на состояние здоровья сглаживается практически сплошным охватом централизованным отоплением, водопроводом и канализацией. В этом разделе большое значение имеет состояние коммунального хозяйства в муниципалитетах.
Таким образом, существующая государственная медицинская статистическая отчетность позволяет лишь строить гипотезы о возможном влиянии загрязнений окружающей среды на здоровье населения. При возникновении таких подозрений необходимы специально спланированные исследования для доказательства подобной связи. Одним из подходов к планированию таких специальных исследований является зависимость их глубины от уровня загрязнений. Как показано в [15], показатели заболеваемости отклоняются на уровне более 8-10 ПДК, функциональные пробы – 5-8 ПДК, накопление веществ и биохимические показатели – на еще более низком уровне. Эти данные мы неоднократно подтверждали в своих исследованиях здоровья населения. Вопросы же комбинированного действия остаются мало исследованными. В то же время, имеющиеся статистические данные в масштабах города позволяют практически полностью удовлетворить требования международных экспертов по оценке состояния здоровья, однако для этого необходима система критериальной оценки множества показателей, взаимосвязь между которыми не всегда ясна. Простые методы корреляции, регрессии имеют при этом значительные ограничения в связи с нелинейными зависимостями и не нормальными распределениями. Для выявления причинно-следственных связей между состоянием окружающей среды и заболеваемостью в каждом конкретном случае необходимо проводить специальные исследования.
Динамическая оценка состояния здоровья населения Санкт-Петербурга в последнее десятилетие показывает его неуклонное ухудшение, обусловленное, прежде всего, социальным неблагополучием последних лет. Это сказывается и на демографических показателях: низкая рождаемость, избыточная смертность. Санкт-Петербург не входит в число 40 наиболее загрязненных городов Российской Федерации. Уровни загрязнения окружающей среды здесь не столь значительны, чтобы вызвать существенные отклонения в состоянии заболеваемости населения. Однако они не исключают нарушений приспособительного характера, которые могут, по всей вероятности, сказываться на состоянии иммунитета и влиять на частоту некоторых заболеваний.
На вопрос о влиянии окружающей среды на здоровье населения можно ответить следующим образом: неконтролируемое и неуправляемое увеличение транспорта в городе будет неизбежно отрицательно влиять на состояние атмосферного воздуха, что при превышении предельно допустимых концентраций в 5-8 раз может привести к дальнейшему резкому увеличению заболеваемости населения. Но демографические показатели, по всей вероятности, будут продолжать улучшаться, что наметилось в последние годы, в связи с социальными программами, реализуемыми правительством страны.
Для более четкого и более детального понимания ситуации необходима реализация социально-экологического мониторинга не просто на уровне страны, а на уровне крупных городов с учетом локальных загрязнений от стационарных и передвижных источников. Реализация экологического принципа: «Думай масштабно, поступай локально» – позволит принимать конкретные и целенаправленные действия по улучшению условий обитания населения в мегаполисах. При реализации этого принципа для наглядного представления и анализа пространственного распределения изучаемых показателей и общей ситуации со здоровьем населения существенную пользу могут оказать ГИС-технологии.
Литература
- Антонов Ю.П., Заугольников С.Д., Мусийчук Ю.И., Нагорный С.Д. Принципы системного подходя к оценке опасности для человека вредных факторов среды // Гигиена и санитария, 1979. № 9, – С.63-67.
- Барышников И.И., Мусийчук Ю.И. Здоровье человека – системообразующий фактор при разработке проблем экологии современных городов // Медико-географические аспекты оценки уровня здоровья населения и состояния окружающей среды. – СПб, 1992. – С. 11-36.
- Голубев Д.А., Сорокин Н.Д. (редакторы). Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2003 году. – СПб, 2004. – 436 с.
- Голубев Д.А., Сорокин Н.Д. (редакторы). Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 20034 году. – СПб, 2005. – 512 с.
- Дорофеев В.М., Красильников И.А., Машкова И.В. и др. Анализ медицинских данных государственного статистического наблюдения. – Изд-е 2-е доп. и испр. – СПб: Изд-во Медицинская пресса, 2003. – 176 с.
- Красильников И.А. (редактор). Основные показатели состояния здоровья населения, ресурсы и деятельность учреждений здравоохранения Санкт-Петербурга. 1996-2003.- СПб: Изд-во Медицинская пресса, 2004. – 480 с.
- Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. Методические рекомендации, утв. 30.11.92 Министерством природных ресурсов Российской Федерации. М., 1992. – 72 с.
- Максимова Т.М. Современное состояние и пути повышения информативности статистики в здравоохранении // Проблемы социальной гигиены, здравоохранения, 1999, № 2. – С. 17-23.
- Мусийчук Ю.И. Становление природнотехногенных экологических систем – основа понимания проблемы экологии человека // Критерии экологической безопасности. – Матер. науч.- практич. конф. 25-27- мая 1994 г.- СПб, 1994. – С. 94-95.
- Мусийчук Ю.И., Ломов О.П., Кудрявцев В.М. Некоторые проблемы проведения социально-гигиенического мониторинга состояния здоровья населения субъектов федерации // Гигиена и санитария, 2007, № 3. – С. 20-23.
- Онищенко Г.Г. Актуальные проблемы методологии оценки риска и ее роль в совершенствовании системы социально-гигиенического мониторинга // Гигиена и санитария, 2005, № 2. – С. 3-6.
- Паршин С.Е., Квартовкина Л.К. О недостатках существующей системы социально-гигиенического мониторинга // Гигиена и санитария, 2005. – № 3. – С. 59-60.
- Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда. Руководство Р2.2.2006-05. СПб: ЦОТПСБСППО. 2005. – 142 с.
- Фролов А.К. (редактор). Интегральная оценка экологического состояния и качества среды городских территорий. – СПбНЦ РАН-СПб, 1999. – 253 с.
- Шандала М.Г., Звиняцковский Я.И. Гигиеническое изучение окружающей среды современных городов в ее связи со здоровьем населения // Проблемы экологии человека. – М.: Наука, 1986. – С. 65-70.
- City Health Profiles. Suidance Document. A background documents city technical symposium. – Poznan, 22-23 September. – 1994. – 64 p.
- Murray C.J.L., Lopez A.D. Структура причин смерти в мире и отдельных регионах в 1990 г. // Бюллетень Всемирной организации здравоохранения, 1994. – т. 72, № 3. – С. 88-132.
 Рис. 1. Поверхность ошибок для оценки репрезентативности имеющихся данных о загрязнении атмосферного воздуха Санкт-Петербурга. |
 Рис. 2. Карта загрязнения территории Васильевского острова, по данным Центра государственного санитарно-эпидемического надзора (ЦГСЭН); УКБ – посты автоматизированной системы управления качеством воздуха. |
 Рис. 3. Комплексный индекс загрязнения атмосферы Санкт-Петербурга, обусловленный автотранспортом (2004 г., обобщение для шести веществ, среднесуточные концентрации). |
 Рис. 4. Комплексный индекс загрязнения атмосферы Санкт-Петербурга, обусловленный постоянными источниками загрязнения (2004 г., обобщение для 7-ми веществ по среднесуточным концентрациям). |
 Рис. 5. Загрязнение атмосферы Санкт-Петербурга свинцом (2004 г.). |
 Рис. 6. Распространенность заболеваемости кожи и подкожной клетчатки у детей Василеостровского района г. Санкт-Петербурга (2002 г., распределение по избирательным участкам). |
