medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2023-102-12-1375-1380zpeutomedlit-3618Research ArticleОЦЕНКА РИСКОВ ДЛЯ ЗДОРОВЬЯHEALTH RISK ASSESSMENTОценка годовой динамики химического аэрогенного риска для здоровья и смертности населения промышленного центраAssessment of the annual trend of chemical aerogenic risk to health and mortality of the population at an industrial centerhttps://orcid.org/0000-0001-7218-2147ЕфимоваНаталья ВасильевнаEfimovaNatalia V.

Доктор мед. наук, профессор, вед. науч. сотр. лаб. эколого-гигиенических исследований ФГБНУ «Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований», 665827, Ангарск

e-mail: medecolab@inbox.ru

 

MD, PhD, DSci., Professor, Leading Researcher, Laboratory of environmental and hygienic research East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research, 665827, Angarsk, Russian Federation

e-mail: medecolab@inbox.ru

medecolab@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5723-839XКузьминаМарина ВикторовнаKuzminaMarina V.

Руководитель отдела санитарно-эпидемиологических экспертиз ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Иркутской области», 664047, Иркутск

e-mail: sgmirkutsk@mail.ru

sgmirkutsk@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8914-7903БобковаЕлена ВикторовнаBobkovaElena V.

Заместитель директора по медицинской статистике ОГКУЗ «Медицинский информационно-аналитический центр Иркутской области», 664003, Иркутск

e-mail: evb@miac-io.ru

evb@miac-io.ruФГБНУ «Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований»; ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Иркутской области»РоссияEast-Siberian Institute of Medical and Ecological Research; Center for Hygiene and Epidemiology in the Irkutsk RegionRussian FederationCenter for Hygiene and Epidemiology in the Irkutsk RegionRussian FederationФГБНУ «Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований»; ОГКУЗ «Медицинский информационно-аналитический центр Иркутской области»РоссияEast-Siberian Institute of Medical and Ecological Research; Medical Information and Analytical Center of the Irkutsk RegionRussian Federation2023311220231021213751380Copyright © Ефимова Н.В., Кузьмина М.В., Бобкова Е.В., 20232023Ефимова Н.В., Кузьмина М.В., Бобкова Е.В.Efimova N.V., Kuzmina M.V., Bobkova E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/3618Введение

Введение. Загрязнение атмосферного воздуха промышленных центров определяет высокие уровни риска для здоровья, вызывая избыточную смертность, особенно в результате болезней систем кровообращения (БСК), дыхания (БОД).

Цель исследования — анализ зависимости сезонной динамики химических аэрополлютантов и смертности от основных неинфекционных заболеваний населения промышленного центра Восточной Сибири.

Материалы и методы

Материалы и методы. Исследования выполнены на примере г. Братска, оценка загрязнения атмосферного воздуха проведена по данным государственных систем мониторинга за 2017–2022 гг., учтены разовые, среднемесячные и годовые концентрации. Рассчитаны индексы опасности веществ однонаправленного действия по среднегодовым концентрациям. Изучены коэффициенты смертности (КС) от основных причин у населения по возрастам: 20–39, 40–64, 65+ лет. Годовая динамика показателей оценена с помощью индексов сезонности (ИС).

Результаты

Результаты. Выявлены особенности сезонной динамики аэрополлютантов: максимальные колебания ИС характерны для бенз(а)пирена (22% — в тёплый сезон, 214% — в холодный), формальдегида (219 и 65% соответственно). Размах ИС прочих веществ невелик (60–140%) и коррелирует между собой, что может отражать единство основных источников выбросов. ИС смертности имел значительные колебания в течение года и различался по возрастным группам и классам болезней. Кроме того, отмечены изменения сезонности в период пандемии COVID-19. Среднемесячные КС ассоциированы с концентрациями аэрополлютантов (РМ2,5, формальдегида, NO2) преимущественно в старшей группе.

Ограничения исследования связаны с ограниченностью данных мониторинга аэрополлютантов, неизбежными погрешностями при условном делении на сезоны года, невозможностью точного определения причины смерти в период пандемии.

Заключение

Заключение. Использование среднемесячных данных о величинах КС и концентрациях аэрополлютантов позволяет подтвердить ассоциированность сезонности загрязнения воздушной среды и смертности населения городов с высокими уровнями индексов опасности.

Соблюдение этических стандартов. Исследование не требует представления заключения комитета по биомедицинской этике или иных документов.

Участие авторов

Участие авторов:Ефимова Н.В. — концепция и дизайн исследования, написание текста, редактирование;Кузьмина М.В. — сбор материала и статистическая обработка данных, редактирование;Бобкова Е.В. — сбор материала и статистическая обработка данных, редактирование.Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование

Финансирование. Исследование выполнено в рамках государственного задания ФГБНУ ВСИМЭИ, ФБУЗ ЦГиЭ в Иркутской области.

Поступила

Поступила: 09.10.2023 / Принята к печати: 15.11.2023 / Опубликована: 28.12.2023

Introduction

Introduction. Ambient air pollution determines high levels of risk to public health, causing excess mortality.

The purpose of the study is to analyze the dependence of the seasonal dynamics of pollutants and mortality from major non-infectious diseases in the population of the industrial center of Eastern Siberia.

Materials and methods

Materials and methods. Air pollution in Bratsk was assessed based on data from monitoring systems for 2017–2022, taking into account one-time, average monthly and annual concentrations. Hazard indices and mortality rates (MR) from major causes were calculated. The annual trend in indicators are assessed using seasonality indices (SI).

Results

Results. Features of the seasonal dynamics of pollutants were revealed: maximum fluctuations in SI are characteristic of benzo(a)pyrene (22% in the warm season, 214% in the cold season), formaldehyde (219 and 65%, respectively). The SI for mortality had significant fluctuations throughout the year and varied across age groups and disease classes. Changes in seasonality have been noted during the COVID-19 pandemic. Average monthly MR in the older group is associated with concentrations of PM2.5, formaldehyde, NO2.

Limitations of the study are related to the limited data on monitoring pollutants, inevitable errors in conditional division into seasons, and the impossibility of accurately determining the cause of death during a pandemic.

Conclusion

Conclusion. The use of average monthly data on MR values and pollutant concentrations confirms the dependence of population mortality on air pollution when studying this phenomenon in medium-sized cities with high levels of hazard indices.

Compliance with ethical standards. The study does not require submission of the opinion of the biomedical ethics committee or other documents.

Contributions

Contributions:Efimova N.V. — the concept and design of the study, writing the text, editing;Kuzmina M.V. — collection of material and data processing, editing;Bobkova E.V. — collection of material and data processing, editing.All authors are responsible for the integrity of all parts of the manuscript and approval of the manuscript final version

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Acknowledgement

Acknowledgement. The study was carried out within the framework of the state assignment of East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research, the Centre Hygiene and Epidemiology in the Irkutsk region.

Received

Received: October 9, 2023 / Accepted: November 15, 2023 / Published: December 28, 2023

аэрополлютантыиндекс опасностикоэффициент смертностигодовая динамикаair pollutantshazard indexmortality rateannual trendReferencesРевич Б.А. Эффективен ли проект «Чистый воздух» для улучшения здоровья населения 12 городов? Экологический вестник России. 2020; (3): 58–68. https://elibrary.ru/owuyogRevich B.A. How effective is “Clean air for health in 12 cities” project? Ekologicheskiy vestnik Rossii. 2020; (3): 58–68. https://elibrary.ru/owuyog (in Russian)Зайцева Н.В., Май И.В. Качество атмосферного воздуха и показатели риска здоровью как объективные критерии результативности воздухоохранной деятельности на территориях городов – участников федерального проекта «Чистый воздух». Анализ риска здоровью. 2023; (1): 4–12. https://doi.org/10.21668/health.risk/2023.1.01 https://elibrary.ru/omvwleZaytseva N.V., May I.V. Ambient air quality and health risks as objective indicators to estimate effectiveness of air protection in cities included into the «Clean air» Federal project. Analiz riska zdorov’yu. 2023; (1): 4–12. https://doi.org/10.21668/health.risk/2023.1.01 https://elibrary.ru/omvwle (in Russian)Безуглая Э.Ю., Берлянд М.Е., ред. Климатические характеристики условий распространения примесей в атмосфере. Справочное пособие. Л.: Гидрометеоиздат; 1983.Bezuglaya E.Yu., Berlyand M.E., eds. Climatic Characteristics of the Conditions for the Distribution of Impurities in the Atmosphere. Reference Manual [Klimaticheskie kharakteristiki usloviy rasprostraneniya primesey v atmosfere. Spravochnoe posobie]. Leningrad: Gidrometeoizdat; 1983. (in Russian)Безгодов И.В., Ефимова Н.В., Кузьмина М.В., Мыльникова И.В. Ранжирование и оценка территорий Иркутской области по уровню комплексного антропогенного загрязнения. Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2017; (2): 38–40. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2017-287-2-38-40 https://elibrary.ru/xxrfplBezgodov I.V., Efimova N.V., Kuz’mina M.V., Myl’nikova I.V. Ranking and assessment of Irkutsk region by level of complex anthropogenic pollution. Zdorov’e naseleniya i sreda obitaniya – ZNiSO. 2017; (2): 38–40. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2017-287-2-38-40 https://elibrary.ru/xxrfpl (in Russian)Землянова М.А., Пережогин А.Н., Кольдибекова Ю.В. Тенденции состояния здоровья детского населения и их связь с основными аэрогенными факторами риска в условиях специфического загрязнения атмосферного воздуха предприятиями металлургического и деревообрабатывающего профиля. Анализ риска здоровью. 2020; (4): 46–53. https://doi.org/10.21668/health.risk/2020.4.05 https://elibrary.ru/ttfqthZemlyanova M.A., Perezhogin A.N., Kol’dibekova Yu.V. Trends detected in children’s health and their relation with basic aerogenic risk factors under exposure to specific ambient air contamination caused by metallurgic and wood-processing enterprises. Analiz riska zdorov’yu. 2020; (4): 47–54. https://doi.org/10.21668/health.risk/2020.4.05.eng https://elibrary.ru/dmzzzpЕфимова Н.В., Рукавишников В.С. Оценка загрязнения атмосферного воздуха г. Братска на основе анализа многолетних наблюдений. Гигиена и санитария. 2022; 101(9): 998–1003. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-9-998-1003 https://elibrary.ru/aaoibcEfimova N.V., Rukavishnikov V.S. Assessment of air pollution based on the analysis of long-term observations in the city of Bratsk. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2022; 101(9): 998–1003. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-9-998-1003 https://elibrary.ru/aaoibc (in Russian)Май И.В., Загороднов С.Ю. Экологическое нормирование пылевых промышленных выбросов: проблемы и пути решения. Экология и промышленность России. 2021; 25(7): 42–7. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2021-7-42-47 https://elibrary.ru/puzthpMay I.V., Zagorodnov S.Yu. Ecological forecasting of industrial dust emissions: problems and solutions. Ekologiya i promyshlennost’ Rossii. 2021; 25(7): 42–7. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2021-7-42-47 https://elibrary.ru/puzthp (in Russian)Health Effects Institute. State of Global Air – 2020. Special Report. Boston, MA; 2020. Available at: https://www.stateofglobalair.org/sites/default/files/documents/2020-10/soga-2020-report.pdfHealth Effects Institute. State of Global Air – 2020. Special Report. Boston, MA; 2020. Available at: https://www.stateofglobalair.org/sites/default/files/documents/2020-10/soga-2020-report.pdfVeremchuk L.V., Tsarouhas K., Vitkina T.I., Mineeva E.E., Gvozdenko T.A., Antonyuk M.V., et al. Impact evaluation of environmental factors on respiratory function of asthma patients living in urban territory. Environ. Pollut. 2018; 235: 489–96. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.12.122Veremchuk L.V., Tsarouhas K., Vitkina T.I., Mineeva E.E., Gvozdenko T.A., Antonyuk M.V., et al. Impact evaluation of environmental factors on respiratory function of asthma patients living in urban territory. Environ. Pollut. 2018; 235: 489–96. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.12.122Johnston F.H., Salimi F., Williamson G.J., Henderson S.B., Yao J., Dennekamp M., et al. Ambient particulate matter and paramedic assessments of acute diabetic, cardiovascular, and respiratory conditions. Epidemiology. 2019; 30(1): 11–9. https://doi.org/10.1097/ede.0000000000000929Johnston F.H., Salimi F., Williamson G.J., Henderson S.B., Yao J., Dennekamp M., et al. Ambient particulate matter and paramedic assessments of acute diabetic, cardiovascular, and respiratory conditions. Epidemiology. 2019; 30(1): 11–9. https://doi.org/10.1097/ede.0000000000000929Raz-Maman C., Carel R.S., Borochov-Greenberg N., Zack O., Portnov B.A. The exposure assessment period to air pollutants which affects lung function: analysis of recent studies and an explanatory model. Air Quality, Atmosphere & Health. 2021; 15(3): 393–402. https://doi.org/10.1007/ s11869-021-01128-1Raz-Maman C., Carel R.S., Borochov-Greenberg N., Zack O., Portnov B.A. The exposure assessment period to air pollutants which affects lung function: analysis of recent studies and an explanatory model. Air Quality, Atmosphere & Health. 2021; 15(3): 393–402. https://doi.org/10.1007/ s11869-021-01128-1Lelieveld J., Pozzer A., Pöschl U., Fnais M., Haines A., Münzel T. Loss of life expectancy from air pollution compared to other risk factors: a worldwide perspective. Cardiovasc. Res. 2020; 116(11): 1910–7. https://doi.org/10.1093/cvr/cvaa025Lelieveld J., Pozzer A., Pöschl U., Fnais M., Haines A., Münzel T. Loss of life expectancy from air pollution compared to other risk factors: a worldwide perspective. Cardiovasc. Res. 2020; 116(11): 1910–7. https://doi.org/10.1093/cvr/cvaa025Tan T., Hu M., Li M., Guo Q., Wu Y., Fang X., et al. New insight into PM2.5 pollution patterns in Beijing based on one-year measurement of chemical compositions. Sci. Total. Environ. 2018; 621: 734–43. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.11.208Tan T., Hu M., Li M., Guo Q., Wu Y., Fang X., et al. New insight into PM2.5 pollution patterns in Beijing based on one-year measurement of chemical compositions. Sci. Total. Environ. 2018; 621: 734–43. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.11.208Савилов Е.Д., Астафьев В.А., Жданова C.Н., Заруднев Е.А. Эпидемиологический анализ: Методы статистической обработки материала. Новосибирск: Наука-Центр; 2011.Savilov E.D., Astaf’ev V.A., Zhdanova C.N., Zarudnev E.A. Epidemiological Analysis: Methods of Statistical Processing of Material [Epidemiologicheskiy analiz: Metody statisticheskoy obrabotki materiala]. Novosibirsk: Nauka-Tsentr; 2011. (in Russian)Герасимов А.Н. Медицинская статистика. М.: МИА; 2007: 261–71.Gerasimov A.N. Medical statistics. M.: MIA; 2007: 261–71.Корунов А.О., Халиков И.С., Сурнин В.А. Сезонное изменение и территориальное распределение содержания бенз(а)пирена в атмосферном воздухе Российской Федерации. Экологическая химия. 2020; 29(5): 270–82. https://elibrary.ru/gzpwxnKorunov A.O., Khalikov I.S., Surnin V.A. Seasonal variation and territorial distribution of the content of benzo(a)pyrene in the atmospheric air of the Russian Federation. Ekologicheskaya khimiya. 2020; 29(5): 270–82. https://elibrary.ru/gzpwxn (in Russian)Гурвич В.Б., Козловских Д.Н., Власов И.А., Чистякова И.В., Ярушин С.В., Корнилков А.С. и др. Mетодические подходы к оптимизации программ мониторинга загрязнения атмосферного воздуха в рамках реализации федерального проекта «Чистый воздух» (на примере города Нижнего Тагила). Здоровье населения и среда обитания – ЗНиСО. 2020; (9): 38–47. https://doi.org/10.35627/2219-5238/2020-330-9-38-47 https://elibrary.ru/mgxfamGurvich V.B., Kozlovskikh D.N., Vlasov I.A., Chistyakova I.V., Yarushin S.V., Kornilkov A.S. et al. Methodological approaches to optimizing ambient air quality monitoring programs within the framework of the Federal Clean Air Project (on the example of Nizhny Tagil). Zdorov’e Naseleniya i Sreda Obitaniya – ZNiSO (Public Health and Life Environment – PH&LE). 2020; 9: 38–47. https://doi.org/10.35627/2219- 5238/2020-330-9-38-47 (in Russian)Вековшинина С.А., Клейн С.В., Жданова-Заплесвичко И.Г., Четвёркина К.В. Качество среды обитания и риск здоровью населения, проживающего под воздействием выбросов предприятий цветной металлургии и деревообрабатывающей промышленности. Гигиена и санитария. 2018; 97(1): 16–20. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2018-97-1-16-20 https://elibrary.ru/tizembVekovshinina S.A., Kleyn S.V., Zhdanova-Zaplesvichko I.G., Chetverkina K.V. The quality of environment and risk to health of the population residing under the exposure to emissions from colored metallurgy enterprises and wood processing industry. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2018; 97(1): 16–20. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2018-97-1-16-20 https://elibrary.ru/tizemb (in Russian)Romanello M., McGushin A., Di Napoli C., Drummond P., Hughes N., Jamart L., et al. The 2021 report of the Lancet Countdown on health and climate change: code red for a healthy future. Lancet. 2021; 398(10311): 1619–62. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(21)01787-6Romanello M., McGushin A., Di Napoli C., Drummond P., Hughes N., Jamart L., et al. The 2021 report of the Lancet Countdown on health and climate change: code red for a healthy future. Lancet. 2021; 398(10311): 1619–62. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(21)01787-6Sarovar V., Malig B.J., Basu R. A case-crossover study of short-term air pollution exposure and the risk of stillbirth in California, 1999–2009. Environ. Res. 2020; 191: 110103. https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.110103Sarovar V., Malig B.J., Basu R. A case-crossover study of short-term air pollution exposure and the risk of stillbirth in California, 1999–2009. Environ. Res. 2020; 191: 110103. https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.110103Зайцева Н.В., Май И.В. Основные итоги, перспективы применения и совершенствования оценки риска здоровью населения сибирских городов – участников проекта «чистый воздух» (Братск, Норильск, Красноярск, Чита). Гигиена и санитария. 2021; 100(5): 519–27. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-5-519-527 https://elibrary.ru/ogjjxtZaytseva N.V., May I.V. Main results, prospects of application and improvement of the health risk assessment of the population of Siberian cities-participants of the «Clean air» project (Bratsk, Norilsk, Krasnoyarsk, Chita). Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2021; 100(5): 519–27. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-5-519-527 https://elibrary.ru/ogjjxt (in Russian)Efimova N.V., Rukavishnikov V.S. Assessment of smoke pollution caused by wildfires in the Baikal Region (Russia). Atmosphere. 2021; 12(12): 1542. https://doi.org/10.3390/atmos12121542Efimova N.V., Rukavishnikov V.S. Assessment of smoke pollution caused by wildfires in the Baikal Region (Russia). Atmosphere. 2021; 12(12): 1542. https://doi.org/10.3390/atmos12121542Romanov A.A., Tamarovskaya A.N., Gusev B.A., Leonenko E.V., Vasiliev A.S., Krikunov E.E. Catastrophic PM2.5 emissions from Siberian forest fires: Impacting factors analysis. Environ. Pollut. 2022; 306: 119324. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2022.119324Romanov A.A., Tamarovskaya A.N., Gusev B.A., Leonenko E.V., Vasiliev A.S., Krikunov E.E. Catastrophic PM2.5 emissions from Siberian forest fires: Impacting factors analysis. Environ. Pollut. 2022; 306: 119324. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2022.119324Григорьева Е.А., Глаголев В.А. Межсезонная динамика показателей смертности в городах на юге дальнего востока России. Региональные проблемы. 2021; 24(2–3): 11–8. https://doi.org/10.31433/2618-9593-2021-24-2-3-11-18 https://elibrary.ru/wpmynaGrigor’eva E.A., Glagolev V.A. Intra-annual dynamics of mortality rates in cities of the southern part of the Russian Far East. Regional’nye problemy. 2021; 24(2–3): 11–8. https://doi.org/10.31433/2618-9593-2021-24-2-3-11-18 https://elibrary.ru/wpmyna (in Russian)Lepeule J., Litonjua A.A., Gasparrini A., Koutrakis P., Sparrow D., Vokonas P.S., et al. Lung function association with outdoor temperature and relative humidity and its interaction with air pollution in the elderly. Environ. Res. 2018; 165: 110–7. https://doi.org/10.1016/j.envres.2018.03.039Lepeule J., Litonjua A.A., Gasparrini A., Koutrakis P., Sparrow D., Vokonas P.S., et al. Lung function association with outdoor temperature and relative humidity and its interaction with air pollution in the elderly. Environ. Res. 2018; 165: 110–7. https://doi.org/10.1016/j.envres.2018.03.039Sun S., Laden F., Hart J.E., Qiu H., Wang Y., Wong C.M., et al. Seasonal temperature variability and emergency hospital admissions for respiratory diseases: a population-based cohort study. Thorax. 2018; 73(10): 951–8. https://doi.org/10.1136/thoraxjnl-2017-211333Sun S., Laden F., Hart J.E., Qiu H., Wang Y., Wong C.M., et al. Seasonal temperature variability and emergency hospital admissions for respiratory diseases: a population-based cohort study. Thorax. 2018; 73(10): 951–8. https://doi.org/10.1136/thoraxjnl-2017-211333Салтыкова М.М., Шопина О.В., Балакаева А.В., Бобровницкий И.П. Загрязнение атмосферного воздуха как фактор повышенной смертности населения. Russian Journal of Rehabilitation Medicine. 2020; (4): 4–16. https://elibrary.ru/pxeevSaltykova M.M., Shopina O.V., Balakaeva A.V., Bobrovnitskiy I.P. Air pollution as a reason of increased mortality of the population. Russian Journal of Rehabilitation Medicine. 2020; (4): 4–16. https://elibrary.ru/pxeevi (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.