medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2025-104-12-1757-1763euwnpemedlit-5353Research ArticleОЦЕНКА РИСКОВ ДЛЯ ЗДОРОВЬЯHEALTH RISK ASSESSMENTОценка риска для здоровья населения Пермского края, обусловленного болезнями органов дыхания, при воздействии загрязнения атмосферного воздуха в условиях волн жарыAssessment of health risks caused by respiratory diseases upon exposure to ambient air pollution during heat waves in Perm regionhttps://orcid.org/0000-0003-2356-1145ЗайцеваНина ВладимировнаZaitsevaNina V.

Доктор мед. наук, профессор, академик РАН, научный руководитель ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН», Пермь, 614045, Россия

e-mail: znv@fcrisk.ru

DSc (Medicine), professor, academician of the RAS, scientific director, Federal Scientific Center for Medical and Preventive Technologies for Managing Population Health Risks, Perm, 614045, Russian Federation

e-mail: znv@fcrisk.ru

znv@fcrisk.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5171-3105ШурПавел ЗалмановичShurPavel Z.

Доктор мед. наук, гл. науч. сотр. – учёный секретарь ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН», Пермь, 614045, Россия. E-mail: shur@fcrisk.ru

DSc (Medicine), secretary of the academic council, chief researcher, Federal Scientific Center for Medical and Preventive Technologies for Managing Population Health Risks, Perm, 614045, Russian Federation

e-mail: shur@fcrisk.ru

shur@fcrisk.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7438-0358ХасановаАнна АлексеевнаKhasanovaAnna A.

Науч. сотр. отд. анализа риска здоровью ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН», Пермь, 614045, Россия

e-mail: khasanova@fcrisk.ru

Researcher, Health risk analysis department, Federal Scientific Center for Medical and Preventive Technologies for Managing Population Health Risks, Perm, 614045, Russian Federation

e-mail: khasanova@fcrisk.ru

khasanova@fcrisk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0345-3895ЧигвинцевВладимир МихайловичChigvintsevVladimir M.

Канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр. лаб. ситуационного моделирования и экспертно-аналитических методов управления ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН», Пермь, 614045, Россия

e-mail: cvm@fcrisk.ru

PhD (Physics and Mathematics), Senior Researcher, Laboratory of situational modeling and expert-analytical methods of management, department of mathematical modeling of systems and processes, Federal Scientific Center for Medical and Preventive Technologies for Managing Population Health Risks, Perm, 614045, Russian Federation

e-mail: cvm@fcrisk.ru

cvm@fcrisk.ruФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» РоспотребнадзораРоссияFederal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management TechnologiesRussian Federation2025200120261041217571763Copyright © Зайцева Н.В., Шур П.З., Хасанова А.А., Чигвинцев В.М., 20262026Зайцева Н.В., Шур П.З., Хасанова А.А., Чигвинцев В.М.Zaitseva N.V., Shur P.Z., Khasanova A.A., Chigvintsev V.M.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/5353Введение

Введение. Нарастание антропогенной нагрузки в сочетании с климатическими изменениями обусловливает актуальность задач обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения. Риск для здоровья, обусловленный болезнями органов дыхания, связанный с химическим загрязнением атмосферного воздуха, может увеличиваться в условиях волн жары, в том числе за счёт повышения уязвимости респираторной системы к воздействию химических веществ.

Цель исследования – количественная оценка риска для здоровья, обусловленного болезнями органов дыхания, при воздействии на население химического загрязнения атмосферного воздуха в условиях волн жары на примере промышленно развитого региона (Пермского края).

Материалы и методы

Материалы и методы. Расчёт вероятности заболеваемости выполнен при помощи логистических регрессионных моделей. Использованы показатели среднесуточной температуры атмосферного воздуха (аномально тёплые дни), деперсонифицированные показатели заболеваемости, среднесуточные концентрации химических веществ в атмосферном воздухе городов Пермского края.

Результаты

Результаты. Установлено, что у населения Пермского края уровни риска, обусловленные обострением астмы и хронического бронхита в связи с загрязнением атмосферного воздуха оксидом азота, ксилолами и серы диоксидом выше в условиях волн жары, чем в отсутствие аномально тёплых дней. При фактических концентрациях химических веществ ниже ПДК риск находится в диапазоне приемлемых значений, а период достижения неприемлемого уровня риска составляет от 5 до 22 аномально тёплых дней в зависимости от химического вещества и возрастной группы населения. При увеличении концентраций до уровня ПДК период достижения неприемлемого уровня риска составляет от 1 до 16 аномально тёплых дней.

Ограничение исследования

Ограничение исследования. Логистические регрессионные модели построены с использованием данных по городам одного региона Российской Федерации (Пермский край).

Заключение

Заключение. Загрязнение атмосферного воздуха в условиях волн жары приводит к увеличению риска обострения болезней органов дыхания, что необходимо учитывать при разработке профилактических мероприятий в рамках программ по адаптации населения к изменениям климата.

Соблюдение этических стандартов. Исследование не требовало заключения комитета по биомедицинской этике, так как выполнено с использованием данных территориального фонда обязательного медицинского страхования (ТФОМС).

Участие авторов

Участие авторов: Зайцева Н.В. – концепция и дизайн исследования, редактирование; Шур П.З. – концепция и дизайн исследования, редактирование; Хасанова А.А. – сбор и обработка материала, написание текста, редактирование, математическая обработка данных; Чигвинцев В.М. – математическая обработка данных. Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех её частей.

Конфликт интересов

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

Финансирование

Финансирование. Исследование не имело финансовой поддержки.

Поступила

Поступила: 22.10.2025 / Принята к печати: 02.12.2025 / Опубликована: 15.01.2026

Introduction

Introduction. Growing human impacts on the environment together with ongoing climate change make provision of sanitary-epidemiological wellbeing of the population a truly vital issue. Health risks associated with chemical ambient air pollution and caused by respiratory diseases can grow during heat waves, among other things, due to greater susceptibility of the respiratory system to chemical exposures.

The aim of this study was to quantify respiratory health risks upon exposure to chemical ambient air pollution during heat waves in an industrially developed region (the Perm region) used as an example.

Materials and methods

Materials and methods. Likelihood of respiratory diseases was calculated by using logistic regression models. The calculations were based on the following indicators: average daily air temperatures (abnormally warm days), depersonalized incidence rates, and average daily concentrations of chemicals in ambient air in cities in the Perm region.

Results

Results. Risk levels caused by exacerbated asthma and chronic bronchitis among the regional population and associated with such ambient air pollutants as nitrogen oxide, xylenes, and sulfur dioxide were found to be higher during heat waves against their levels without allowing for abnormally warm days. When chemical levels are below MPC in ambient air, the risks are within their acceptable ranges and a period, during which they grow up to unacceptable levels, is between 5 and 22 abnormally warm days depending on a chemical and age group. When chemical levels grow up to MPC, health risks become unacceptable over a period from 1 to 16 abnormally warm days.

Limitations

Limitations. Logistic regression models were built using data on settlements in only one region of the Russian Federation (the Perm region).

Conclusion

Conclusion. Ambient air pollution during heat waves creates elevated health risks caused by exacerbation of respiratory diseases. This should be considered when developing preventive activities within programs for population adaptation to climate change.

Compliance with ethical standards. The study did not require approval by the local ethics committee (it was accomplished using data provided by the regional office of the Mandatory Medical Insurance Fund).

Contributions

Contributions: Zaitseva N.V. – study concept and design, Editing the text; Shur P.Z. – study concept and design, Editing the text; Khasanova А.А. – data collection and analysis, writing and editing the text, mathematical data analysis; Chigvintsev V.М. – mathematical data analysis. 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.

Funding

Funding. The study had no sponsorship.

Received

Received: October 22, 2025 / Accepted: December 2, 2025 / Published: January 15, 2026

оценка риска для здоровья населенияволны жарыаномально тёплые дниболезни органов дыханиязагрязнение атмосферного воздухаизменение климата и здоровьеhealth risk assessmentheat wavesabnormally warm daysrespiratory diseasesambient air pollutionclimate change and healthReferencesGrigorieva E., Lukyanets A. combined effect of hot weather and outdoor air pollution on respiratory health: literature review. Atmosphere. 2021; 12(6): 790. https://doi.org/10.3390/atmos12060790Grigorieva E., Lukyanets A. combined effect of hot weather and outdoor air pollution on respiratory health: literature review. Atmosphere. 2021; 12(6): 790. https://doi.org/10.3390/atmos12060790De Sario M., Katsouyanni K., Michelozzi P. Climate change, extreme weather events, air pollution and respiratory health in Europe. Eur. Respir. J. 2013; 42(3): 826–43. https://doi.org/10.1183/09031936.00074712De Sario M., Katsouyanni K., Michelozzi P. Climate change, extreme weather events, air pollution and respiratory health in Europe. Eur. Respir. J. 2013; 42(3): 826–43. https://doi.org/10.1183/09031936.00074712Tran H.M., Tsai F.J., Lee Y.L., Chang J.H., Chang L.T., Chang T.Y., et al. The impact of air pollution on respiratory diseases in an era of climate change: a review of the current evidence. Sci. Total Environ. 2023; 898: 166340. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.166340Tran H.M., Tsai F.J., Lee Y.L., Chang J.H., Chang L.T., Chang T.Y., et al. The impact of air pollution on respiratory diseases in an era of climate change: a review of the current evidence. Sci. Total Environ. 2023; 898: 166340. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.166340Schraufnagel D.E., Balmes J.R., Cowl C.T., Matteis S., Jung S.H., Mortimer K., et al. Air pollution and noncommunicable diseases: a review by the forum of international respiratory societies’ environmental committee, Part 1: The damaging effects of air pollution. CHEST. 2019; 155(2): 409–16. https://doi.org/10.1016/j.chest.2018.10.042Schraufnagel D.E., Balmes J.R., Cowl C.T., Matteis S., Jung S.H., Mortimer K., et al. Air pollution and noncommunicable diseases: a review by the forum of international respiratory societies’ environmental committee, Part 1: The damaging effects of air pollution. CHEST. 2019; 155(2): 409–16. https://doi.org/10.1016/j.chest.2018.10.042WHO global air quality guidelines: particulate matter (PM2.5 and PM10), ozone, nitrogen dioxide, sulfur dioxide and carbon monoxide; 2021. Available at: https://who.int/publications/i/item/9789240034228WHO global air quality guidelines: particulate matter (PM2.5 and PM10), ozone, nitrogen dioxide, sulfur dioxide and carbon monoxide; 2021. Available at: https://who.int/publications/i/item/9789240034228Бакиров А.Б., Гимранова Г.Г., Абдрахманова Е.Р., Масягутова Л.М., Власова Н.В., Сагадиева Р.Ф. и др. Использование данных социально-гигиенического мониторинга для оценки риска развития болезней органов дыхания при воздействии аэрополлютантов. Гигиена и санитария. 2020; 99(9): 980–5. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2020-99-9-980-985 https://elibrary.ru/qpcbsaBakirov A.B., Gimranova G.G., Abdrakhmanova E.R., Masyagutova L.M., Vlasova N.V., Sagadieva R.F., et al. The use of public health monitoring data for the assessment of the risk of developing respiratory organs under exposure to aeropollutants. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2020; 99(9): 980–5. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2020-99-9-980-985 https://elibrary.ru/qpcbsa (in Russian)Попова А.Ю., Зайцева Н.В., Май И.В. Здоровье населения как целевая функция и критерий эффективности мероприятий федерального проекта «Чистый воздух». Анализ риска здоровью. 2019; (4): 4–13. https://doi.org/10.21668/health.risk/2019.4.01 https://elibrary.ru/mlcdpgPopova A.Yu., Zaitseva N.V., May I.V. Population health as a target function and criterion for assessing efficiency of activities performed within “pure air” federal project. Health Risk Analysis. 2019; (4): 4–13. https://doi.org/10.21668/health.risk/2019.4.01.eng https://elibrary.ru/ohxxbjEsposito S., Fainardi V., Titolo A., Lazzara A., Menzella M., Campana B., et. al. How air pollution fuels respiratory infections in children: current insights. Front. Public Health. 2025; 13: 1567206. https://doi.org/10.3389/fpubh.2025.1567206Esposito S., Fainardi V., Titolo A., Lazzara A., Menzella M., Campana B., et. al. How air pollution fuels respiratory infections in children: current insights. Front. Public Health. 2025; 13: 1567206. https://doi.org/10.3389/fpubh.2025.1567206Perkins-Kirkpatrick S.E., Lewis S.C. Increasing trends in regional heatwaves. Nat. Commun. 2020; 11(1): 3357. https://doi.org/10.1038/s41467-020-16970-7Perkins-Kirkpatrick S.E., Lewis S.C. Increasing trends in regional heatwaves. Nat. Commun. 2020; 11(1): 3357. https://doi.org/10.1038/s41467-020-16970-7Ревич Б.А., Григорьева Е.А. Риски здоровью Российского населения от погодных экстремумов в начале XXI в. Волны жары и холода. Проблемы анализа риска. 2021; 18(2): 12–33. https://doi.org/10.32686/1812-5220-2021-18-2-12-33 https://elibrary.ru/kaetmeRevich B.A., Grigorieva E.A. Health risks to the Russian population from weather extremes in the beginning of the XXI century. Part 1. Heat and cold waves. Problemy analiza riska. 2021; 18(2): 12–33. https://doi.org/10.32686/1812-5220-2021-18-2-12-33 https://elibrary.ru/kaetme (in Russian)Xu Z., Sheffield P.E., Su H., Wang X., Bi Y., Tong S. The impact of heat waves on children’s health: a systematic review. Int. J. Biometeorol. 2014; 58(2): 239–47. https://doi.org/10.1007/s00484-013-0655-xXu Z., Sheffield P.E., Su H., Wang X., Bi Y., Tong S. The impact of heat waves on children’s health: a systematic review. Int. J. Biometeorol. 2014; 58(2): 239–47. https://doi.org/10.1007/s00484-013-0655-xRocque R.J., Beaudoin C., Ndjaboue R., Cameron L., Poirier-Bergeron L., Poulin-Rheault R.A., et al. Health effects of climate change: an overview of systematic reviews. BMJ Open. 2021; 11(6): e046333. https://doi.org/10.1136/bmjopen-2020-046333Rocque R.J., Beaudoin C., Ndjaboue R., Cameron L., Poirier-Bergeron L., Poulin-Rheault R.A., et al. Health effects of climate change: an overview of systematic reviews. BMJ Open. 2021; 11(6): e046333. https://doi.org/10.1136/bmjopen-2020-046333Witt C., Schubert A.J., Jehn M., Holzgreve A., Liebers U., Endlicher W., et al. The effects of climate change on patients with chronic lung disease. А systematic literature review. Dtsch. Arztebl. Int. 2015; 112(51-52): 878–83. https://doi.org/10.3238/arztebl.2015.0878Witt C., Schubert A.J., Jehn M., Holzgreve A., Liebers U., Endlicher W., et al. The effects of climate change on patients with chronic lung disease. А systematic literature review. Dtsch. Arztebl. Int. 2015; 112(51-52): 878–83. https://doi.org/10.3238/arztebl.2015.0878Song X., Wang S., Li T., Tian J., Ding G., Wang J., et al. The impact of heat waves and cold spells on respiratory emergency department visits in Beijing, China. Sci. Total Environ. 2018; 615: 1499–505. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.09.108Song X., Wang S., Li T., Tian J., Ding G., Wang J., et al. The impact of heat waves and cold spells on respiratory emergency department visits in Beijing, China. Sci. Total Environ. 2018; 615: 1499–505. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.09.108Lin S., Hsu W.H., Van Zutphen A.R., Saha S., Luber G., Hwang S.A. Excessive heat and respiratory hospitalizations in New York State: estimating current and future public health burden related to climate change. Environ. Health Perspect. 2012; 120(11): 1571–7. https://doi.org/10.1289/ehp.1104728Lin S., Hsu W.H., Van Zutphen A.R., Saha S., Luber G., Hwang S.A. Excessive heat and respiratory hospitalizations in New York State: estimating current and future public health burden related to climate change. Environ. Health Perspect. 2012; 120(11): 1571–7. https://doi.org/10.1289/ehp.1104728Analitis A., De’ Donato F., Scortichini M., Lanki T., Basagana X., Ballester F., et al. Synergistic effects of ambient temperature and air pollution on health in Europe: results from the PHASE Project. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2018; 15(9): 1856. https://doi.org/10.3390/ijerph15091856Analitis A., De’ Donato F., Scortichini M., Lanki T., Basagana X., Ballester F., et al. Synergistic effects of ambient temperature and air pollution on health in Europe: results from the PHASE Project. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2018; 15(9): 1856. https://doi.org/10.3390/ijerph15091856Klea K., Analitis A. Investigating the synergistic effects between meteorological variables and air pollutants: results from the European PHEWE, EUROHEAT and CIRCE Projects. Epidemiology. 2019; 20(6): S264. https://doi.org/10.1097/01.ede.0000362883.27030.8fKlea K., Analitis A. Investigating the synergistic effects between meteorological variables and air pollutants: results from the European PHEWE, EUROHEAT and CIRCE Projects. Epidemiology. 2019; 20(6): S264. https://doi.org/10.1097/01.ede.0000362883.27030.8fLiu C., Chen R., Lei J., Zhu Y., Zhou L., Meng X., et al. Ambient nitrogen dioxide and hospitalizations of full-spectrum respiratory diseases: a national case-crossover study. Environ. Health. 2023; 1(2): 130–8. https://doi.org/10.1021/envhealth.3c00039Liu C., Chen R., Lei J., Zhu Y., Zhou L., Meng X., et al. Ambient nitrogen dioxide and hospitalizations of full-spectrum respiratory diseases: a national case-crossover study. Environ. Health. 2023; 1(2): 130–8. https://doi.org/10.1021/envhealth.3c00039Monteiro A., Carvalho V., Oliveira T. Excess mortality and morbidity during the July 2006 heat wave in Porto, Portugal. Int. J. Biometeorol. 2013; 57(1): 155–67. https://doi.org/10.1007/s00484-012-0543-9Monteiro A., Carvalho V., Oliveira T. Excess mortality and morbidity during the July 2006 heat wave in Porto, Portugal. Int. J. Biometeorol. 2013; 57(1): 155–67. https://doi.org/10.1007/s00484-012-0543-9Beker B.M., Cervellera C., Vito A., Musso C.G. Human physiology in extreme heat and cold. Int. Arch. Clin. Physiol. 2018; 1(1): 1–8. https://doi.org/10.23937/iacph-2017/1710001Beker B.M., Cervellera C., Vito A., Musso C.G. Human physiology in extreme heat and cold. Int. Arch. Clin. Physiol. 2018; 1(1): 1–8. https://doi.org/10.23937/iacph-2017/1710001Perlroth N.H., Castelo Branco C.W. The vulnerability of children lung to environmental hazards during the sensitive developmental periods. J. Lung Health Dis. 2018; 2(2): 10–4. https://doi.org/10.29245/2689-999X/2017/2.1126Perlroth N.H., Castelo Branco C.W. The vulnerability of children lung to environmental hazards during the sensitive developmental periods. J. Lung Health Dis. 2018; 2(2): 10–4. https://doi.org/10.29245/2689-999X/2017/2.1126Зайцева Н.В., Онищенко Г.Г., Май И.В., Шур П.З. Развитие методологии анализа риска здоровью в задачах государственного управления санитарно-эпидемиологическим благополучием населения. Анализ риска здоровью. 2022; (3): 4–20. https://doi.org/10.21668/health.risk/2022.3.01 https://elibrary.ru/imruneZaitseva N.V., Onishchenko G.G., May I.V., Shur P.Z. Developing the methodology for health risk assessment within public management of sanitary-epidemiological welfare of the population. Health Risk Analysis. 2022; (3): 4–20. https://doi.org/10.21668/health.risk/2022.3.01.eng https://elibrary.ru/naciyfШапошников Д.А., Ревич Б.А. О некоторых подходах к вычислению рисков температурных волн для здоровья. Анализ риска здоровью. 2018; (1): 22–31. https://doi.org/10.21668/health.risk/2018.1.03 https://elibrary.ru/yuopgrShaposhnikov D.A., Revich B.A. On some approaches to calculation of health risks caused by temperature waves. Health Risk Analysis. 2018; (1): 22–31. https://doi.org/10.21668/health.risk/2018.1.03.eng https://elibrary.ru/sbuxtlWu D.W., Chen S.C., Tu H.P., Wang C.W., Hung C.H., Chen H.C., et al. The impact of the synergistic effect of temperature and air pollutants on chronic lung diseases in subtropical Taiwan. J. Pers. Med. 2021; 11(8): 819. https://doi.org/10.3390/jpm11080819Wu D.W., Chen S.C., Tu H.P., Wang C.W., Hung C.H., Chen H.C., et al. The impact of the synergistic effect of temperature and air pollutants on chronic lung diseases in subtropical Taiwan. J. Pers. Med. 2021; 11(8): 819. https://doi.org/10.3390/jpm11080819Schapiro L.H., McShane M.A., Marwah H.K., Callaghan M.E., Neudecker M.L. Impact of extreme heat and heatwaves on children’s health: A scoping review. J. Clim. Change Health. 2024; 19: 100335. https://doi.org/10.1016/j.joclim.2024.100335Schapiro L.H., McShane M.A., Marwah H.K., Callaghan M.E., Neudecker M.L. Impact of extreme heat and heatwaves on children’s health: A scoping review. J. Clim. Change Health. 2024; 19: 100335. https://doi.org/10.1016/j.joclim.2024.100335

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