Кардиоваскулярный риск у работников химических производств

Введение

Болезни системы кровообращения (БСК) занимают ведущие позиции среди причин смертности, утраты трудоспособности и инвалидизации лиц трудоспособного возраста. Ведущее место в структуре сердечно-сосудистой патологии принадлежит ишемической болезни сердца (ИБС) и гипертонической болезни (ГБ) [1–3].

Результаты многочисленных отечественных и зарубежных исследований подтверждают, что экономические условия, образ жизни, производственные и бытовые факторы риска (ФР), гендерные и генетические особенности способствуют развитию и повышению распространённости БСК [4–6]. Среди факторов, оказывающих значительное влияние на вероятность возникновения этих патологий, важное место занимают вредные (физические, химические), физиологические и социально-психологические факторы рабочей среды, которые могут привести к различным соматическим болезням, в том числе ИБС и ГБ [7–9].

Исследования показали, что вероятность развития артериальной гипертензии увеличивается в условиях интенсивного ритма работы, переработок, ночных смен и вахтового метода, приводящих к производственному стрессу [10–12].

По мнению экспертов Всемирной организации здравоохранения, БСК относятся к профессионально обусловленным [13–15]. Недавние публикации подтверждают повышенный риск развития артериальной гипертензии (АГ) у работников предприятий различных отраслей экономики при наличии высокой степени ответственности и опасности, воздействии комплекса вредных производственных факторов. В этих условиях от работника требуется способность к быстрой адаптации в условиях неопределённости и риска для собственной жизни и безопасности других лиц [16–18].

В связи с этим актуально изучение влияния производственных факторов риска на развитие АГ у работников химических предприятий при значительных нервно-эмоциональных нагрузках в связи с повышенной взрывопожароопасностью производств [19–21].

Цель исследования – определение приоритетных факторов риска и их вклада в развитие артериальной гипертензии у работников химических производств и обоснование направлений профилактических мероприятий.

Материалы и методы

Исследования были выполнены на двух химических производствах – этилбензола и стирола, этилена и пропилена, отличающихся степенью автоматизации технологического процесса.

Проведена оценка условий труда работников этих производств на основе материалов производственного контроля с выделением приоритетных факторов рабочей среды и по результатам собственных исследований по оценке тяжести и напряжённости труда.

Для оценки условий труда были использованы материалы производственного контроля, предоставленные администрацией предприятия. Всего проанализировано 345 протоколов исследований и измерений, выполненных в соответствии с действующими нормативными актами. Оценка условий труда по тяжести и напряжённости была проведена на основании предоставленных материалов (должностные инструкции, регламенты, техническая документация), а также непосредственного обследования рабочих мест изучаемых производств. На основании собранных данных был определён класс вредности по химическим и физическим факторам, тяжести и напряжённости труда, а также установлена общая оценка условий труда работников изучаемых производств в соответствии с Руководством Р 2.2.2006–05¹.

Состояние сердечно-сосудистой системы работников (n = 643) изучено при проведении периодического медицинского осмотра согласно приказу Министерства здравоохранения Российской Федерации от 28.01.2021 г. № 29н² (Приказ 29н). Дополнительно был определён липидный спектр крови. Для оценки суммарных и относительных сердечно-сосудистых рисков (ССР) определяли уровни абсолютного суммарного ССР по шкале SCORE и десятилетний риск фатальных и нефатальных сердечно-сосудистых событий (инфаркт миокарда, инсульт) по шкале SCORE.

Для определения психоэмоционального состояния работников, уровней тревожности, депрессии и стресса в условиях работы на опасных производственных объектах использовали шкалу HADS и опросник Reeder.

Всего в настоящем исследовании приняли участие 551 аппаратчик производств этилбензола и стирола (ЭБС) и этилена и пропилена (ЭП) и 92 сотрудника Центра автоматизации (ЦА) (группа сравнения), занимающиеся разработкой, интеграцией и сопровождением IT-решений на данных производствах. условия труда которых соответствовали допустимому классу (класс 2).

Статистический анализ показал отсутствие различий в возрастной и стажевой структурах изученных групп, что исключило расчёт стандартизованных показателей. Статистическую обработку данных проводили с использованием прикладных программ Microsoft Office 2010.

Для выявления значимых детерминант АГ среди работников изученных производств и количественной оценки их вклада в развитие патологии был применён метод машинного обучения. Для построения прогностической модели использовался алгоритм градиентного бустинга Cat Boost, который демонстрирует высокую точность в задачах анализа табличных данных и позволяет учитывать нелинейные зависимости между предикторами. Для интерпретации влияния факторов использовался метод SHAP (Shapley Additive Explanations), позволяющий детализировать вклад каждого предиктора в прогнозное значение целевой переменной. В качестве метрик значимости факторов применяли среднее абсолютное значение SHAP и процент влияния данного признака.

Результаты

Рассмотрены современные крупнотоннажные производства, основанные на непрерывных технологических процессах, управление которыми осуществляется дистанционно из операторных, а основное оборудование размещается на наружных установках.

Циркулирующие химические соединения в технологических потоках производства ЭБС (бензол, метилбензол, этенилбензол, этилбензол, этилен) и производства ЭП (этилен, пропилен, бензол) относятся к веществам с различным классом опасности (2–4-й классы); наиболее токсичным является бензол (2-й класс опасности).

Оба производства относятся к категории опасных в связи с возможностью взрывов и пожаров при аварийных ситуациях, приводящих к большим разрушениям. Интеллектуальные и эмоциональные нагрузки высокой интенсивности, связанные с управлением сложными технологическими процессами в условиях дефицита времени, могут вызывать у работников нервно-эмоциональное напряжение.

Изученные производства существенно различались по степени автоматизации технологических процессов. Производство этилбензола и стирола является высокоавтоматизированным с управлением технологическим процессом автоматизированной системой управления (АСУТП) и широким внедрением систем видеонаблюдения на наиболее опасных участках. Это существенно отличало данное производство от производства этилена и пропилена, которое частично автоматизировано, но периодически возникала необходимость управления технологическим процессом вручную.

Подробно проанализированы условия труда аппаратчиков, являющихся ведущей профессиональной группой обоих производств. Аппаратчики осуществляли ведение технологического процесса из операторных и контроль работы оборудования, размещённого на наружных установках, а также выполняли газоопасные работы.

Сравнительные характеристики работы аппаратчиков в зависимости от степени автоматизации изученных производств представлены в табл. 1.

Анализ данных производственного контроля выявил наличие комплекса вредных производственных факторов на рабочих местах аппаратчиков (табл. 2).

Несмотря на герметичность основного оборудования, в производствах существуют потенциальные источники выделения вредных веществ в воздух рабочей зоны. Это резьбовые и фланцевые соединения трубопроводов, регулирующая и запорная арматура, а также газоопасные работы, связанные с отбором технологических проб, заменой клапанов, прокладок или заглушек.

Сравнительный анализ данных условий труда по химическому фактору аппаратчиков двух производств показал, что значения среднесменных концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны обоих производств не превышали установленных гигиенических нормативов. В производстве ЭП наблюдалось превышение максимальных разовых концентраций бензола при выполнении отдельных газоопасных операций. Класс условий труда по химическому фактору на рабочем месте аппаратчиков производства ЭБС соответствовал допустимому (класс 2), аппаратчиков производства ЭП – вредному первой степени (класс 3.1).

Используемое в крупнотоннажных производствах насосное и компрессорное оборудование генерировало интенсивный шум, уровни которого достигали значений 86–92 дБА. Поскольку у аппаратчиков при производстве ЭБС время нахождения непосредственно у технологического оборудования минимизировано, рассчитанный эквивалентный уровень шума не превышал допустимых нормативов (класс 2).

На производстве ЭП аппаратчик занят более продолжительное время обслуживанием шумогенерирующего оборудования, расположенного как в производственных помещениях, так и на наружных установках, в связи с чем эквивалентный уровень шума с учётом времени пребывания в различных зонах оценивался как третий класс первой степени вредности (класс 3.1).

Искусственное освещение в операторных и на наружных установках обоих производств соответствовало требованиям допустимых условий труда. При этом в операторной бункерного типа, созданной для обеспечения безопасности персонала в аварийных ситуациях на производстве этилбензола и стирола, отсутствовало естественное освещение, вследствие чего условия труда по освещённости с учётом мер по компенсации дефицита ультрафиолета оценены как класс 3.1.

Поскольку производства ЭП и ЭБС имели различия в степени автоматизации, компьютеризации технологического процесса, применению микропроцессорной техники и характеру выполняемых работ, оценка условий труда аппаратчиков по отдельным показателям напряжённости труда, превышавшим установленные нормативы, была различной. При этом итоговая оценка условий труда по данному фактору в обоих производствах соответствовала вредному классу первой степени (класс 3.1).

Общая оценка условий труда у аппаратчиков производства ЭБС соответствовала классу 3.1, у аппаратчиков производства ЭП – 3.2 (табл. 3).

Полученный результат свидетельствует о том, что комплекс вредных производственных факторов (шум, химическое загрязнение, тяжесть и напряжённость труда, в том числе работа в ночную смену) вызывает у работающих тревогу и стресс, проявления которых были более выражены у аппаратчиков производства ЭП.

Анализ распространённости тревожных и депрессивных состояний среди обследованных работников показал, что субклиническая и клиническая тревога, согласно шкале HADS, выявлена у 24,7% аппаратчиков производства ЭБС, у 37,9% аппаратчиков производства ЭП и у 21,7% работников ЦА. Субклинические и клинические проявления депрессии зафиксированы у 14,6% аппаратчиков производства ЭБС, у 19,9% аппаратчиков производства ЭП и у 15,2% работников ЦА.

По результатам самооценки уровня психосоциального стресса (по шкале Reeder) наибольшая распространённость стресса среднего и высокого уровня была установлена среди аппаратчиков производства ЭП (28,9 и 20,3% соответственно). У аппаратчиков производства ЭБС эти показатели составляли 23,7 и 15,2%, у работников ЦА – 19,5 и 15,2%. Средний уровень стресса в группе аппаратчиков производства ЭП составил 1,4 ± 0,6 балла, что немного выше аналогичного показателя в группе аппаратчиков ЭБС – 1,2 ± 0,5 (p = 0,23, критерий Манна – Уитни) и значительно выше показателя в группе работников ЦА – 0,9 ± 0,4 балла (p = 0,029, критерий Манна – Уитни). Статистически значимых различий уровня стресса между группами аппаратчиков ЭБС и работников ЦА не установлено (p = 0,13, критерий Манна – Уитни).

С целью определения в изучаемых группах распространённости сердечно-сосудистой патологии были проанализированы результаты периодического медицинского осмотра. Анализ показал, что в структуре заболеваемости работников указанных производств ведущее место принадлежало болезням системы кровообращения, среди которых преобладала АГ, преимущественно I степени (90,9–92%).

При сравнении распространённости АГ среди различных профессиональных групп было установлено, что у аппаратчиков производства ЭП (34,3%) и аппаратчиков производства ЭБС (31,8%) она встречалась чаще, чем у работников ЦА (27,2%).

При более детальном анализе было выявлено, что заболеваемость АГ зависела от возраста и стажа. Как видно из предоставленных данных, распространённость АГ у работников всех групп увеличивалась в зависимости от возраста (рис. 1).

Значительно чаще АГ встречалась у аппаратчиков производства ЭП (27,6%) среднего возраста (30–39 лет) по сравнению с работниками аналогичного возраста производства ЭБС и ЦА (20,8 и 16,8% соответственно).

Проведённый анализ данных с учётом стажа работы показал, что частота АГ также возрастает с увеличением стажа (рис. 2).

Частота встречаемости АГ во всех стажевых группах аппаратчиков производства ЭП была выше по сравнению с другими группами.

Среди работников изученных производств не выявлены лица, имеющие болезни системы кровообращения с выраженными нарушениями функций, осложнёнными хронической сердечной недостаточностью, которые в соответствии с приказом № 29н являются медицинскими противопоказаниями допуска к работе.

Наиболее часто встречающимися факторами, определяющими суммарный коронарный риск по шкале SCORE, были гиперхолестеринемия, зафиксированная более чем у половины обследованных, и курение (каждый третий работник) (рис. 3).

Повышенные показатели общего холестерина (ОХ) наблюдались у аппаратчиков производства ЭБС и ЭП чаще, чем у работников группы сравнения (51,8; 56,8 и 50% соответственно).

Установлено преобладание курящих среди аппаратчиков производства ЭП (40,7%), работников ЦА (34,8%). Более половины опрошенных работников отмечали приверженность занятиям спортом, 28,1% выполняли утреннюю зарядку, 11,7% регулярно совершали пешие прогулки, а 16,6% занимались в спортивных залах. У работников ЦА физическая активность была значительно выше, чем у аппаратчиков производств ЭП и ЭБС, что могло свидетельствовать о различиях условий труда и образа жизни работников разных профессиональных групп.

Среди работников изученных производств была отмечена достаточно высокая распространённость нерационального питания. На недостаток в рационе овощей, фруктов указали 24,6% пациентов, мясных продуктов – 17,4%. Среди причин нерационального питания чаще встречались нехватка времени (19,1%), работа в ночные смены (15,9%). Значительных различий между работниками разных профессиональных групп по распространённости указанных факторов не выявлено.

Анализ антропометрических данных показал, что практически каждый третий работник имел избыточную массу тела. Многие работники не осознавали опасность избыточного веса. Только 19,7% всех работников с метаболическими нарушениями признали необходимость снижения массы тела, что свидетельствует о низкой осведомлённости и недостаточной профилактической работе в данной области.

В результате проведённых исследований и анализа совокупности факторов, влияющих на риск развития БСК, была рассчитана с использованием шкалы SCORE вероятность возникновения смертельно опасных осложнений у работников различных производств (табл. 4).

Сравнительный анализ уровня сердечно-сосудистого риска у работников разных профессий в возрасте до 40 лет показал, что среди аппаратчиков производства ЭП процент сотрудников с высоким риском был выше, чем среди работников производств ЭБС и ЦА: 6,1; 4,3 и 3,2% соответственно. При оценке общего сердечно-сосудистого риска по шкале SCORE у работников в возрасте 40 лет и старше было установлено, что большинство принадлежит к группе умеренного риска. При этом максимальные показатели риска чаще всего относились к возрастной группе старше 55 лет. Среди аппаратчиков производства ЭП доля работников с высоким и очень высоким риском несколько превышала аналогичные показатели в других группах.

Кроме того, были зафиксированы статистически значимые различия между аппаратчиками производства ЭП и сотрудниками ЦА в распространённости артериальной гипертензии (χ² = 4,99; p = 0,026).

Результаты данного исследования позволили определить вклад различных факторов в формирование АГ. Проведённый анализ с применением методов машинного обучения выявил ведущие факторы, способствующие развитию артериальной гипертензии у работников изученных производств. Использование алгоритма Cat Boost позволило получить высокоточное предсказание, а интерпретация с помощью SHAP показала значимость каждого предиктора. Наибольший вклад в риск формирования АГ у работников производств ЭП вносили стаж работы во вредных условиях труда (20,6%), курение (20,2%), возраст (18,1%), избыточная масса тела (11%) и показатели липидного обмена (ОХ – 6,8%; ЛПНП – 9,7%). У работников производства ЭБС основными факторами риска были стаж работы во вредных условиях труда (23,8%), возраст (13,6%), избыточная масса тела (7,1%), курение (6,1%), нарушение липидного спектра (ЛПНП – 7,8%; ОХ – 4,1%). Существенную роль играли психоэмоциональные детерминанты. У аппаратчиков ЭП процент влияния тревожности в развитие АГ составлял 6,3%, депрессии – 4,9%, а у аппаратчиков производства ЭБС – 14,5 и 5% соответственно.

Указанное подтверждает концепцию стресс-индуцированной гипертензии. Полученные результаты подчёркивают необходимость разработки комплексных профилактических мероприятий, направленных на снижение профессиональных рисков, коррекцию дислипидемии, контроль массы тела и психоэмоционального состояния работников.

Обсуждение

Проведённое исследование показало, что формирование АГ у работников изученных производств связано с воздействием комплекса профессиональных и личностных факторов. Производственные процессы получения ЭБС и ЭП имели существенные различия по степени автоматизации технологического процесса, что определило различия спектра и уровня воздействия вредных производственных факторов и повлияло на общую оценку условий труда работников (производство ЭБС – 3.1, производство ЭП – 3.2). Аппаратчики частично автоматизированного производства ЭП, подверженные более высокому уровню воздействия вредных производственных факторов, имели большие показатели уровней тревожности и депрессии по шкале HADS, стресса по Reeder и кардиоваскулярного риска по шкале SCORE.

При анализе ключевых факторов риска развития у работников АГ установлено с использованием градиентного бустинга Cat Boost, что наибольший вклад в формирование данной патологии развитие вносили стаж работы во вредных условиях труда, возраст, курение, избыточная масса тела, дислипидемия.

С учётом полученных результатов были обоснованы адресные мероприятия, направленные на предупреждение и снижение риска развития болезней системы кровообращения у работников химических производств.

Заключение

Сравнительная гигиеническая оценка изученных химических производств показала преимущество высокоавтоматизированного производства этилбензола и стирола по сравнению с частично автоматизированным производством этилена-пропилена. Аппаратчики производства этилена и пропилена подвержены более высоким уровням воздействия вредных производственных факторов, что повлияло на общую оценку условий труда: в производстве этилбензола и стирола – класс 3.1, в производстве этилена и пропилена – класс 3.2.

Основными непроизводственными факторами риска развития артериальной гипертензии были стаж работы во вредных условиях труда, возраст, психоэмоциональные детерминанты, низкая физическая активность, несбалансированное питание, дислипидемия, избыточная масса тела, курение.

Выявленные факторы риска обусловливают необходимость профилактической работы, основными направлениями которой являются обеспечение безопасных условий труда на рабочем месте, создание благоприятной социально-психологической среды в коллективе, лечебно-профилактические мероприятия, формирование приверженности здоровому образу жизни.

¹ Р 2.2.2006–05. Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда.

² Приказ Министерства здравоохранения РФ от 28 января 2021 г. № 29н «Об утверждении Порядка проведения обязательных предварительных и периодических медицинских осмотров работников, предусмотренных частью четвёртой статьи 213 Трудового кодекса Российской Федерации, перечня медицинских противопоказаний к осуществлению работ с вредными и (или) опасными производственными факторами, а также работам, при выполнении которых проводятся обязательные предварительные и периодические медицинские осмотры».