Распределение уровней аэрогенного канцерогенного риска и смертности населения от злокачественных новообразований на территории города Омска

Полный текст

Список сокращений и терминов

АО – административный округ города Омска

ВОЗ – Всемирная организация здравоохранения

ЗВ – загрязняющие вещества

ЗНО – злокачественные новообразования

мкр. – микрорайон города Омска

МАИР (IARC) – международное агентство по изучению рака

ИРИС (IRIS EPA) – интегрированная система информирования о рисках Агентства по охране окружающей среды США

Субтерритория (микротерритория) города Омска – территория, имеющая официально утвержденные административные границы (административный округ, микрорайон)

Введение

В Омске сосредоточено более 300 канцерогеноопасных предприятий, загрязняющих атмосферный воздух и воздух рабочих мест: нефтеперерабатывающее производство, топливно-генерирующие предприятия, производство технического углерода, пластмасс, резины, каучука; асфальтобетонное производство. В основном, они расположены в Октябрьском, Советском и Центральном административных округах.

По данным Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека: среди 14 субъектов Российской Федерации, на территории которых, число дополнительных случаев всех причин смертности, связанных с загрязнением атмосферного воздуха превышало среднероссийское значение более, чем в 1,5 раза находится Омская область за счет областного центра. Основную долю дополнительных случаев смерти у всего населения страны формировала смертность от болезней органов дыхания (1,9 на 100 тыс. человек) и злокачественных новообразований (1,4 на 100 тыс. человек), что составляет 2,4 % и 0,73 % от фактической смертности населения по данным причинам соответственно.

Международное агентство по изучению рака (МАИР), еще в 2013 году, включило загрязненный атмосферный воздух в список доказанных канцерогенных факторов для организма человека (группа 1), при этом ряд авторов считает, что атмосферный воздух является основным «способом» передачи канцерогенных ЗВ человеку [13].

Цель работы состояла в ориентировочной оценке территориально-распределенных причинно-следственных связей между канцерогенными рисками здоровью населения при воздействии химических веществ, загрязняющих атмосферный воздух города Омска и смертностью жителей города от злокачественных новообразований.

Материал и методы

Оценка аэрогенного индивидуального канцерогенного риска здоровью населения при воздействии загрязняющих веществ, поступающих из атмосферного воздуха проводилась в соответствии с Руководством (Р 2.1.10.3968-23). Для работ по оценке риска здоровью были использованы данные федеральной государственной системы социально-гигиенического мониторинга и национальной экологической системы наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха о среднегодовых концентрациях химических веществ за период 2009-2022 г.г. В анализ были включены канцерогены, которые отбирались на всех 8-ми стационарных постах города Омска по полной программе наблюдения на протяжении 14-летнего периода: углерод (сажа), формальдегид, бензол, бенз(а)пирен.

Расчеты средних суточных доз химических веществ, поступающих в организм человека в течение всей жизни, проводились с использованием стандартных параметров в трех возрастных группах: дети младшей группы 0 - <6 лет, дети старшей группы 6 - <18 лет и взрослые 18 лет и старше. Риск, учитывающий все возрастные периоды жизни, был рассчитан на основе средневзвешенной пожизненной дозы.

Для расчета фактических «грубых» и стандартизованных показателей смертности населения в разрезе субтерриторий города Омска использовались данные социально-гигиенического мониторинга и территориального органа Росстата за период 2017-2022 г.г. Для стандартизации смертности по возрастному составу применялся прямой метод с использованием мирового стандарта ВОЗ.

Территориальное распределение многолетних данных о канцерогенных рисках и смертности населения от ЗНО оценивалось в разрезе пяти административных округов, 8-ми стационарных постов наблюдения и отдельных микрорайонов города Омска.

Оценка различий показателей между территориальными образованиями проводилась статистическими методами: дисперсионный анализ, критерий Стьюдента, доверительные интервалы показателей при нормальном распределении данных, критерий Манна-Уитни – при ассиметричном распределении данных; рассчитывались относительные риски смертности (RR); оценивалась связь между показателями с помощью корреляционного анализа с учетом достоверности коэффициента корреляции. Расчеты проводились в Excel 2013 с помощью надстройки «Пакет анализа».

Результаты

На протяжении всего периода наблюдения – среднегодовой уровень канцерогенного риска здоровью населения, в целом для города Омска, находился выше допустимого значения и оценивался как настораживающий [9].

В результате внутригородского территориального распределения средних многолетних значений индивидуального канцерогенного риска в разрезе стационарных постов наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха, установлено, что наибольший риск был характерен для Октябрьского административного округа, и в частности, для микрорайонов 40 лет Октября и поселка Кордный (зона размещения 28 стационарного поста). В Октябрьском округе - средний многолетний канцерогенный риск оценивался как настораживающий (т.е. более 1,0*10^-4) и формировался, в основном, за счет формальдегида и углерода (сажи). Также, настораживающий риск регистрировался в зоне размещения поста 26 (Советский АО, мкр. Заозерный) и был связан с повышенными многолетними концентрациями бенз(а)пирена и углерода (сажи). На остальных территориях канцерогенный риск оценивался как допустимый, а минимальные значения отмечались в Кировском административном округе (посты 1, 29) (Рис.1, Табл.1).

 

Рис.1. Суммарные индивидуальные канцерогенные риски, рассчитанные по средним многолетним концентрациям канцерогенных веществ, загрязняющих атмосферный воздух, в разрезе стационарных постов наблюдения; г. Омск, период наблюдения 2009-2022 г.г..

 

Таблица 1. Таблица 1. Индивидуальные канцерогенные риски, рассчитанные по средним многолетним концентрациям канцерогенных веществ, загрязняющих атмосферный и структура рисков (в %) в разрезе двух постов (28 и 29) на территории г. Омска за период 2009-2022 г.г.

Загрязняющие вещества	Стационарный пост № 29 (КАО)		Стационарный пост № 28 (ОАО)
	Канцерогенный индивидуальный риск	Структура рисков (доля ЗВ в формировании суммарного риска)	Канцерогенный индивидуальный риск	Структура рисков (доля ЗВ в формировании суммарного риска)
Бенз/а/пирен	3,40E-07	0,43%	5,42E-07	0,38%
Бензол	2,88E-05	36,53%	2,68E-05	18,81%
Формальдегид	3,27E-05	41,49%	7,82E-05	55,01%
Углерод (Сажа)	1,70E-05	21,55%	3,67E-05	25,79%
Суммарный риск	7,87E-05	100%	1,42E-04	100%

 

Было установлено неравномерное распределение среднемноголетних концентраций исследуемых ЗВ на территории города, т.е. существовали относительно «чистые» и «грязные» субтерритории. Например, для формальдегида и углерода территориальный фактор был более значимый, чем для бензола. (Табл.2).

 

Таблица 2. Анализ влияния территориального и временного факторов на уровень среднегодовых концентраций канцерогенных веществ, загрязняющих атмосферный воздух города Омска. (Результаты двухфакторного дисперсионного анализа среднегодовых концентраций загрязняющих веществ, находящихся в атмосферном воздухе города Омска (территория/годы) по мониторируемым веществам (2009-2022 г.г.)).

Загрязняющие вещества	Факторы влияния	Анализ по стационарным постам		Анализ по административным округам
		Доля влияния фактора (%)	Достоверность влияния (параметры)	Доля влияния фактора (%)	Достоверность влияния (параметры)
Бенз/а/пирен	территория	11,9	Fфакт (13,8)>Fкрит (2,1); р≤0,05	12,0	Fфакт (5,9)>Fкрит (2,5); р≤0,01
	годы	48,0	Fфакт (8,3)>Fкрит (1,8); р≤0,01	61,7	Fфакт (9,3)>Fкрит (1,9); р≤0,01
Бензол	территория	10,1	Fфакт (5,9)>Fкрит (2,2); р≤0,01	2,9	Fфакт (4,9)>Fкрит (2,5); р≤0,01
	годы	76,2	Fфакт (39,0)>Fкрит (2,1); р≤0,01	89,3	Fфакт (46,1)>Fкрит (1,9); р≤0,01
Формальдегид	территория	21,6	Fфакт (4,8)>Fкрит (2,1); р≤0,01	27,7	Fфакт (7,8)>Fкрит (2,5); р≤0,01
	годы	недостоверно (влияние отсутствует)		42,5	Fфакт (2,3)>Fкрит (1,9); р≤0,05
Углерод (Сажа)	территория	22,4	Fфакт (4,9)>Fкрит (2,2); р≤0,01	недостоверно (влияние отсутствует)
	годы	18,7	Fфакт (1,9)>Fкрит (1,8); р≤0,05	недостоверно (влияние отсутствует)

 

Максимальные концентрации формальдегида, на протяжении всего периода наблюдения, чаще всего регистрировались на 28-ом посту (Октябрьский АО, пос. Кордный и мкр. 40 лет Октября), 7-ом посту (Октябрьский АО, пос. Чкаловский) и 27-ом посту (северная часть Ленинского АО); максимальные концентрации углерода (сажи) были отмечены на 28-ом и 26-ом постах (Советский АО, мкр. Заозерный); максимальные концентрации бензола регистрировались на 2-ом посту (Центральный АО, северная и центральная часть) и 7-ом постах; бенз/а/пирена на 5-ом (Советский АО, пос. Нефтяники), 26-ом и 27-ом постах. Территории микрорайонов взяты исходя из положения, что радиус репрезентативности стационарного поста наблюдения составляет не менее 2,5 км, т.е. концентрации ЗВ в зоне размещения поста принципиально не меняются.

Превышения среднемноголетних концентраций основных риск-образующих канцерогенов (формальдегида и углерода) на протяжении всего периода наблюдения в зоне размещения 28 поста составляли 2,4 и 2,2 раза соответственно, по сравнению с постом 29 (Кировский АО, мкр. Солнечный) с достоверностью 95%-99% (Табл.3).

 

Таблица 3.  Уровни среднемноголетних концентраций ЗВ в разрезе двух постов (№28 и №29) на территории г. Омска за период 2009-2022 г.г.

Загрязняющие вещества (ЗВ)	Номера стац. постов (админ. округа)	Уровни среднемноголетних концентраций ЗВ (мг/куб.м)	Оценка достоверности различий показателей			Превышение макс/мин (разы)
			ошибка средних показателей (m)	Доверительный интевал (95%)	критерий Стьюдента
Формальдегид	28 (ОАО)	0,0115	±0,0027	0,0060:0,0169	t факт (39,6)> t крит (3,7); 0,0001	2,40
	29 (КАО)	0,0048	±0,0005	0,0038:0,0057
Углерод (Сажа)	28 (ОАО)	0,016	±0,0028	0,0103:0,0217	t факт (3,02)> t крит (2,8); 0,001	2,20
	29 (КАО)	0,0074	±0,00035	0,0067:0,0081

 

Влияние хронологического фактора на уровни концентрации ЗВ (снижение/увеличение концентрации с годами) было ярко выражено у бензола (отмечалась четкая динамика снижения) и отсутствовало у формальдегида и углерода (стабилизация уровней концентрации).

Многолетние уровни смертности населения городских жителей от ЗНО и канцерогенных рисков в разрезе административных округов представлены в таблице 4. Корреляционный анализ между территориальным распределением средних многолетних фактических показателей смертности городских жителей от ЗНО и многолетними уровнями канцерогенных рисков указывает на сильную и прямую связь (R=0.72). В соответствии с таблицей критических значений корреляции Пирсона, связь достоверна с вероятностью 95%. В тоже время, анализ достоверности различия среднемноголетних показателей смертности от ЗНО (как фактических «грубых», так и стандартизованных) по административным округам не дал положительных результатов: показатели не имели существенных отличий. Стоит отметить, что в отдельные допандемийные годы регистрировались достоверные превышения фактических показателей от ЗНО в Октябрьском округе по сравнению с Кировским с вероятностью 68% - 95%; пандемийный период (2021-2022 г.г.) заметно снизил и выровнял показатели смертности от ЗНО по округам.

 

Таблица 4. Средние многолетние уровни канцерогенного риска при воздействии загрязненного атмосферного воздуха и средние многолетние фактические и стандартизованные показатели смертности населения города Омска от ЗНО в разрезе административных округов; период 2017-2022 г.г.

Показатели	Административные округа
	Кировский АО	Ленинский АО	Октябрьский АО	Советский АО	Центральный АО
Средние многолетние показатели канцерогенного риска и оценка уровней* (2009-2022)	7,76E-05 (допустимый)	8,32E-05 (допустимый)	1,25E-04 (настораживающий)	9,99E-05 (допустимый)	8,55E-05 (допустимый)
Средние многолетние фактические показатели смертности населения от ЗНО (на 100 тыс. населения) (2017-2022)	195,5±8,7	193,7±9,7	203,1±11,0	192,2±8,6	188,3±8,4
Средние многолетние стандартизованные показатели смертности населения от ЗНО (2017-2022)	108,9±5,13	100,1±5,44	101,4±6,00	99,8±4,83	98,1±4,77

*оценка уровней канцерогенного риска в соответствии с классификацией Р 2.1.10.3968-23

 

Учитывая, что наибольший многолетний канцерогенный риск фиксировался в зоне размещения поста № 28, а наименьший в зоне постов № 1 и №29 (превышение в 1,8 раз), были проанализированы уровни многолетней смертности от ЗНО в микрорайонах Солнечный (пост № 29 размещен в центре микрорайона) и в микрорайонах 40 лет Октября и пос. Кордный (пост № 28 размещен на границе двух микрорайонов) (Табл.5). Относительно равные по площади и количеству проживающего населения микротерритории отличаются уровнями смертности населения от ЗНО. Превышение показателя многолетней смертности от ЗНО за 6-тилетний период в зоне размещения поста № 28 составляет 27,0% (достоверно с вероятностью 95%, t_факт2,8 > t_крит1,96). В результате дисперсионного анализа уровней смертности от ЗНО в зоне размещения двух постов также установлено достоверное влияние территориального признака на изменчивость показателей смертности (Fфакт (13,1)>Fкрит (6,6); р<0,05).

Относительный риск (RR) смертности от ЗНО для населения, проживающего в зоне размещения поста №28, по сравнению с наиболее «чистой» зоной размещения поста №29 составил 1,27 (95% CI 1,252-1,288).

Анализ структуры смертности по причине ЗНО в разрезе локализаций на двух исследуемых микротерриториях, в большинстве случаев, не выявил значимых различий. Для более «грязной» территории было характерно увеличение количества смертей по всем основным причинам смертности от ЗНО (нозологическим группам), а также регистрировалось большее разнообразие нозологий. В структуре смертности двух микротерриторий наибольший удельный вес занимали ЗНО органов пищеварения (42,0%), на втором месте – ЗНО органов дыхания и грудной клетки (16%-20%), на третьем – ЗНО женских половых органов и молочной железы (7,5%-9,5%), далее – ЗНО мужских половых органов (5,0%-6,2%), ЗНО мочевых путей (4,0%-6,2%), ЗНО лимфоидной, кроветворной и родственных им тканей (4,0%-5,0%).

В ранжированном перечне причин смерти (удельные веса) по отдельным локализациям - первые пять мест, одинаково для двух территорий занимают: рак бронхов и легкого, рак желудка, ободочной кишки, поджелудочной железы и молочной железы. Дальнейшее распределение локализаций отличается: на территории с повышенным канцерогенным риском регистрируются более высокие удельные веса рака печени, рака мочевого пузыря, лейкозов и рака яичника. Для группы нозологий «лейкозы» (С91-С95) было установлено достоверное (95%) отличие относительных показателей между двумя исследуемыми территориями более, чем в 10 раз (табл.5).

 

Таблица 5. Таблица 5. Сравнительные характеристики и показатели двух исследуемых микротерриторий.

Характеристики территорий	Микрорайон Солнечный (пост № 29)	Микрорайоны 40 лет Октября и поселок Кордный (пост № 28)
Площадь территории микрорайонов, кв.км	1,16	1,20
Численность исследуемого населения, чел.	2300	2892
Уровни средних многолетних канцерогенных рисков при воздействии загрязненного атмосферного воздуха (2009-2022 г.г.)	7,87E-05	1,42E-04
Количество умерших от ЗНО за период 2017-2022 (абс.)	201	321
Показатель смертности населения от ЗНО за 6 лет на 100 тыс.населения	8739,1±588,9	11099,6±584,1
Показатель смертности населения от лейкозов (С91-С95) за 6 лет на 100 тыс. населения	43,5±32,5	414,9±119,5

 

Обсуждение

Анализ распределения многолетних концентраций загрязняющих веществ с канцерогенными свойствами и уровней индивидуальны канцерогенных рисков в пределах городской селитебной зоны подтвердил предположение о влиянии территориального фактора на изменчивость показателей. При этом статистическая значимость территориального фактора существенно повышалась при распределении рисков по стационарным постам наблюдения; при распределении по административным округам – снижалась. Территориальный анализ многолетних уровней канцерогенного риска позволил выделить условно «чистые» и «грязные» микротерритории в границах города.

Похожие исследования проводились в различных регионах и ряд авторов указывали на неравномерность распределения аэрогенного канцерогенного риска на территориях промышленных городов и формирование «грязных» территорий [3, 10, 12].

Так, Суржиков Д.В. с соавторами отмечали настораживающий уровень канцерогенного риска в Новокузнецке, который, в основном, формируется за счет бензола, бенз/а/пирена и формальдегида и выделяли отдельные селитебные зоны с повышенным риском вблизи промышленных узлов [15].

Наличие причинно-следственных связей между территориально-распределенными канцерогенными рисками здоровью и показателями заболеваемости и смертности от рака на территориях промышленных городов подтверждали многие исследователи [1, 2]. В научных работах Ефимовой Н.В. было установлено, что пациенты онкодиспансера при сравнении с данными группы лиц, не имеющих диагноза ЗНО, чаще (в 1,1 раза) проживали на территории с настораживающими уровнями канцерогенного риска; относительный риск развития ЗНО у лиц, длительно находящихся в условиях воздействия химических канцерогенов составил RR =1,41 (CI 1,02 – 1,94), р<0,05 [6].

Некоторые авторы указывали в своих исследованиях конкретные величины вкладов загрязнения атмосферного воздуха химическими веществами в онкологическую заболеваемость у трудоспособного населения: от 13% до 20% [7, 8], при этом утверждали, что негативные последствия канцерогенного эффекта могут проявиться во временной период до 7 лет [12]. Горский А.И. с соавторами получили статистически значимые вклады комплексного атмосферного техногенного выброса в заболеваемость раком лёгкого - 2,2% (0,7; 5,2) для мужчин и 3,7% (0,5; 6,7) для женщин [4].

Во многих современных отечественных и зарубежных научных публикациях приведены результаты исследований причинно-следственных связей между хроническим воздействием отдельных приоритетных поллютантов и развитием ЗНО; уточнены характерные локализации и морфологические особенности рака [16, 18, 20, 21, 22, 23]. Епринцев С.А. с соавторами получили в своих исследованиях сильные корреляционные зависимости при воздействии загрязнения атмосферы бенз(а)пиреном и формальдегидом на показатель интегральной смертности населения от злокачественных новообразований, а также смертности населения от лейкемии [5].

По данным МАИР и ИРИС доказано наличие связи между хроническим аэрогенным воздействием формальдегида и риском развития плоскоклеточного рака верхних дыхательных путей, а также указывается на возможную связь с лейкозами [17, 19].

Гигиеническая оценка канцерогенного риска с учетом территориальных особенностей - весьма важное направление в области профилактики злокачественных новообразований [11].

Заключение

На территориях с настораживающими уровнями канцерогенного риска уровень смертности от злокачественных новообразований был достоверно выше RR=1,27 (95% CI 1,252-1,288), в том числе по группе нозологий «лейкозы» (С91-С95).

В стратегические программы по борьбе с онкологическими заболеваниями целесообразно включить алгоритмы надзора за территориями с повышенными уровнями заболеваемости и смертности от ЗНО в условиях загрязнения среды обитания химическими канцерогенами с усилением межведомственного сотрудничества в этой сфере со стороны медицинских организаций, органов Роспотребнадзора, природоохранных ведомств и муниципальных органов власти.

Резервы снижения смертности населения по причине ЗНО, ассоциированной с канцерогенным загрязнением воздуха включают более точечные санитарно-гигиенические, профилактические и реабилитационные мероприятия на территориях «риска» с учетом знания патогенетических механизмов действия основных риск-образующих ЗВ.

Вопросы первичной профилактики злокачественных новообразований и проблемы раннего выявления рака возможно решать более конструктивно не только в условиях активного взаимодействия врачей первичного звена с онкологами, но и в условиях более плотного информационного межведомственного взаимодействия с органами Роспотребнадзора.

Ограничения исследования были связаны с применением статистических методов исследования; отсутствием оценки стандартизованных показателей смертности от ЗНО на изучаемых микротерриториях в зонах размещения стационарных постов; неполным перечнем канцерогенов, включенных в оценку канцерогенного риска здоровью ввиду ограниченных возможностей мониторинговых систем.

Об авторах

А. С. Колчин

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: el-omsk@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5149-1784

к.м.н., доцент

Россия

Елена Львовна Овчинникова

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Автор, ответственный за переписку.
Email: el-omsk@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9970-7617
SPIN-код: 7377-8065

к.м.н., доцент

Россия

О. В. Плотникова

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: el-omsk@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0696-3516

д.м.н., доцент, заведующая кафедрой

Россия

Н. В. Ширинская

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации; БУЗОО «Медицинский информационно-аналитический центр»

Email: el-omsk@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8295-5203

к.м.н., заместитель директора по вопросам медицинской статистики

Россия

Список литературы

Дополнительные файлы