Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,039

Введение

Оценка воздействия окружающей среды на здоровье населения является важным аспектом современной медицины и экологии. Согласно данным различных исследований, до 30 % заболеваемости населения связано с воздействием неблагоприятных факторов среды, таких как загрязнение воздуха, воды и почв, а также климатические условия, урбанизация, антропогенное загрязнение [1–3].

Взаимосвязь между экологическими показателями и заболеваемостью подтверждена множеством научных работ, включая исследования, проведенные в Астраханской области [4–6].

Актуальной задачей современных исследований в области медицинской экологии является поиск маркеров для оценки влияния окружающей среды на человека. Множество авторов подчеркивают, что дети обладают высокой чувствительностью к влиянию экологических факторов, ухудшению состояния здоровья и качества их жизни в условиях постоянного экологического прессинга [7–9].

Загрязнение атмосферного воздуха является одним из наиболее значимых внешних факторов, воздействующих на человека, и оказывает значительное влияние на здоровье детей, особенно в раннем возрасте, когда их дыхательная система уязвима в силу возрастных анатомо-физиологических особенностей. Исследования показывают, что воздействие твердых частиц (РМ2 и РМ10), диоксида азота и озона связано с увеличением заболеваемости респираторными инфекциями, бронхиальной астмой и снижением функции легких у детей [10, 11].

Кроме того, длительное воздействие загрязненного воздуха может привести к когнитивным нарушениям и отставании в развитии. Библиографическое исследование, проведенное на основе анализа большого числа публикаций о влиянии воздушного загрязнения на здоровье детей из базы данных Web of Science Cor Collection за 2003–2023 гг., показало наличие корреляционной статистически значимой связи загрязнения воздуха с заболеваемостью детей, ухудшением когнитивных функций, включая снижение IQ и ухудшение памяти [12].

Систематический обзор и метаанализ, опубликованный в 2025 г., подтвердил, что дети, подвергающиеся воздействию загрязненного воздуха, имеют низкий вес при рождении, нарушения развития нервной системы, повышенный риск госпитализации по причине частых респираторных заболеваний и увеличению смертности среди детей младше пяти лет. С загрязнением воздуха связаны также рост преждевременных родов, а также увеличение онкологических заболеваний у детей [13].

Эти и другие опубликованные данные отечественных и зарубежных авторов подчеркивают необходимость проведения корреляционных экологических исследований для оценки влияния неблагоприятных экологических факторов на популяционное здоровье, медико-демографическую ситуацию, важность строгого контроля качества воздуха и внедрения мер по снижению выбросов вредных веществ, в частности в регионах с повышенной индустриальной нагрузкой [14, 15].

Цель исследования – изучить корреляцию между комплексом экологических показателей, отражающих загрязнение атмосферы, и уровнем заболеваемости детского населения в Астраханском регионе в период с 2011 по 2021 г.

Материалы и методы исследования

Источниками экологической информации о загрязнении атмосферного воздуха на территории региона послужили данные, опубликованные на официальных сайтах Росгидромета (https://www.meteorf.gov.ru/product/infomaterials/90/?year = 2011&ID = 90), Росприроднадзора и службы природопользования и охраны окружающей среды Астраханской области (https://rpn.gov.ru/activity/prevent-violation/report-public-discussions), в государственных докладах о состоянии окружающей природной среды Российской Федерации и государственных докладах об экологической ситуации в Астраханской области за 2011–2021 гг. [16].

В ходе исследования были выделены конкретные категории, группы заболеваний и отдельные нозологии у детей, наиболее подверженных воздействию факторов окружающей среды. Среди медицинских показателей, характеризующих «исход», были выбраны следующие: «общая заболеваемость детского населения», которая включает ряд конкретных заболеваний, таких как «болезни органов дыхания», «болезни эндокринной системы», «новообразования», «тиреотоксикоз (гипертиреоз)», «заболевания, связанные с повышенным кровяным давлением», а также «болезни крови, кроветворных органов и отдельные нарушения иммунной системы». Все медицинские показатели были приведены к нормированному виду с расчетом на 1000 детей, проживающих в Астраханской области.

В список экологических факторов воздействия вошли следующие показатели присутствия загрязняющих веществ (ЗВ) в атмосфере: «общие выбросы от стационарных и передвижных источников»; «выбросы от стационарных источников», в состав которых входят такие элементы, как «содержание оксида углерода (CO)»; «содержание диоксида серы (SO2)»; «содержание оксидов азота (NO)»; «содержание летучих органических соединений (ЛОС)». Кроме того, исследователями уделено особое внимание такому показателю, как «суммарный индекс загрязнения атмосферы» (ИЗА), который непосредственно отражает качество атмосферного воздуха. Все виды выбросов ЗВ в атмосферу измеряются в тысячах тонн в год, ИЗА представляет собой безразмерную величину.

Для определения статистически значимой взаимосвязи между экологическим воздействием и показателями медицинской статистики по детской заболеваемости был рассчитан коэффициент корреляции Спирмена. Анализ проводился на уровне значимости α = 0,05 для всех пар «фактор» – «исход», с использованием онлайн-калькулятора, доступного по адресу: https://math.semestr.ru/corel/spirmen.php.

Результаты исследования и их обсуждение

В ходе исследования были поставлены и решены следующие задачи:

- поиск сильных статистически значимых корреляционных связей между сопоставимыми во времени и пространстве характеристиками загрязнения атмосферного воздуха и заболеваемостью детей;

- определение экологически детерминированной доли детской заболеваемости, которая не может быть объяснена иначе, чем воздействием загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.

В качестве рабочей гипотезы выдвинуто предположение о том, что высокие уровни загрязнения воздуха в Астраханской области связаны с увеличением заболеваемости по отдельным нозологиям среди детей от 0 до 14 лет.

Сопоставление экологических данных и медицинской статистики по принципу «воздействующий фактор» и «исход» дало возможность выделить 49 выборок, каждая из которых состоит из 9 пар возможных комбинаций показателей. Небольшой размер каждой из этих выборок (менее 25) не позволяет использовать параметрический коэффициент Пирсона для оценки взаимосвязи факторов, поэтому определение корреляционных связей проведено с помощью непараметрического метода – путем расчета рангового коэффициента Спирмена [17, 18].

Результаты вычисления ранговых коэффициентов корреляции Спирмена при уровне значимости α = 0,05 для всех 49 пар «фактор» – «исход» позволили выделить пары с сильной статистически значимой взаимосвязью. Данные ранговой оценки корреляции представлены в таблице.

Результаты оценки ранговой корреляции между экологическими факторами и данными медицинской статистики о заболеваемости детей по отдельным классам болезней в Астраханской области в 2011–2021 гг.

Примечание. * ῥ – коэффициент ранговой корреляции Спирмена; ** Ткр. – критическая точка.

Источник: составлено авторами на основе полученных данных в ходе исследования.

Из таблицы следует, что в Астраханской области за отчетный период с 2011 по 2021 г. существует значительная статистическая связь между общей заболеваемостью детей в возрасте 0–14 лет, особенно по заболеваниям органов дыхания и эндокринной системы, и показателем «Валовые выбросы ЗВ», который формируется на основе всех выбросов загрязняющих веществ от стационарных и передвижных источников.

Одновременно была установлена значительная статистическая связь между указанными заболеваниями у детей и общим объемом выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников в атмосферу. В частности, это касается уровней оксида углерода и диоксида серы в этих выбросах. Подобные выводы о воздействии выбросов оксида углерода на первичную заболеваемость среди детей были сделаны в исследовании, проведенном в Брянской области [19]. Это позволяет предположить наличие связи между возникновением и развитием заболеваний органов дыхания и эндокринной системы у детей и воздействием стационарных источников загрязняющих веществ, особенно выбросов оксида углерода и диоксида серы.

Кроме того, авторами выявлена сильная статистически значимая зависимость количества заболеваний крови, кроветворных органов и отдельных нарушений, вовлекающих иммунный механизм, от количества выбросов от передвижных источников выброса ЗВ в атмосферу. Анализ воздействия отдельных компонентов выбросов от передвижных источников не проводился вследствие отсутствия официальных данных об их покомпонентном составе. Однако очевидно, что основные компоненты в составе выбросов ЗВ в атмосферу от передвижных источников будут сильно отличаться от таковых в выбросах от стационарных источников Астраханской области.

Настоящими исследованиями выявлена также статистически незначимая, но сильная связь тиреотоксикоза (гипертиреоза) у детей в возрасте от 0 до 14 лет с уровнем содержания диоксида серы SO2 в выбросах от стационарных источников в регионе.

С учетом особенностей промышленного производства, находящегося в Астраханской области, влияние выбросов диоксида серы, а также других ее соединений, образующихся в результате трансформации выбросов ЗВ в атмосферном воздухе, может стать основным фактором риска здоровью будущих поколений.

Исследование не обнаружило значительных корреляционных связей между любым из изученных показателей загрязнения атмосферного воздуха и развитием у детей заболеваний, связанных с повышенным давлением или наличием новообразований. Учитывая результаты исследований, проведенных О.А. Башкиной и соавт. в 2022 г., можно подчеркнуть, что «экологический вклад» в общую заболеваемость детей в данном регионе составляет 47,5 %, что является значимым статистическим показателем. Высокий уровень заболеваемости в значительной мере обусловлен заболеваниями органов дыхания, из которых около 56 % не могут быть объяснены иными факторами, кроме как воздействием загрязненного атмосферного воздуха. Кроме того, до 50,4 % заболеваний эндокринной системы и до 48,55 % случаев тиреотоксикоза у детей в Астраханской области также можно связать с общим уровнем валовых выбросов, производимых всеми источниками ЗВ в регионе [4, 6].

Заключение

В Астраханском регионе в течение 2011–2021 гг. с помощью корреляционно-регрессионного анализа были проведены качественные и количественные исследования влияния факторов окружающей среды, обусловленных загрязнением воздушного бассейна, на уровень заболеваемости детского населения (возрастная группа 0–14 лет).

Анализ показал существенную взаимосвязь между показателями загрязнения атмосферы и частотой заболеваний среди детей в возрастной группе от рождения до 14 лет, а также с отдельными классами заболеваний. Выяснилось, что примерно половина общей заболеваемости среди детей связана с загрязнением воздуха. Наибольшую долю экологически обусловленных заболеваний составляют: болезни органов дыхания, эндокринной системы, крови, кроветворных органов, а также ряд заболеваний, влияющих на иммунную систему. Высокие уровни загрязнения воздуха в Астраханской области коррелируют с увеличением общей заболеваемости и отдельных классов заболеваний у исследуемых детей. Изучение влияния окружающей среды на здоровье детей с учетом региональных особенностей остается актуальным и важным для анализа и мониторинга экологической ситуации и детской заболеваемости. Необходима разработка региональных стратегий по снижению загрязнения воздуха и защите здоровья детей.