Исследование региональных возможных предотвращенных потерь здоровья в результате контрольно-надзорной деятельности Роспотребнадзора на основе каскадной модели

Введение. Сохранение здоровья населения является одной из приоритетных задач национальных проектов¹. Установление, параметризация и доказательство связи контрольно-надзорной деятельности службы с показателями состояния здоровья населения требуют применения новых наукоемких методов и инструментов.

С одной стороны, с активным ростом промышленного производства, появлением новых технологических процессов требуется постоянная актуализация средств, направленных на снижение выбросов и загрязнения окружающей среды [1–3]. С другой стороны, необходимо создание новых, эффективных методов профилактики в сфере здоровьесбережения [4]. В атмосферном воздухе крупных промышленных центров содержатся сотни химических веществ, которые могут оказывать негативное влияние на здоровье населения и требуют постоянного мониторинга [5–7]. Одной из актуальных задач является обеспечение надлежащего качества питьевой воды, в некоторых регионах эта проблема стоит особенно остро из-за износа коммуникаций, устаревших технологий водоподготовки, загрязнения тяжелыми металлами, что негативно влияет на здоровье населения [8–10]. Вторичным источником загрязнения атмосферного воздуха и воды выступает почва, которая аккумулирует химические вещества, в числе приоритетных для исследования – тяжелые металлы: медь, цинк, никель, свинец и кадмий, оказывающие токсическое влияние на здоровье [11][12]. Негативное воздействие на здоровье населения оказывают также физические факторы (шум, вибрация, радиоактивное и электромагнитное излучение и пр.) [13–15]. При исследовании здоровья населения важно учитывать комплексность воздействия и оценивать вклады факторов различной природы для последующего применения эффективных управленческих решений [16–20].

Воздействие факторов среды обитания приводит к возникновению новых, дополнительных случаев заболеваний, инвалидности и смерти [21–23]. Дополнительные случаи нарушения здоровья, вызванные загрязнением среды обитания, в литературе еще обозначают как «ассоциированные» с воздействием случаи [24]. Следует отметить, что при отсутствии мероприятий, направленных на улучшение качества среды обитания, уровни воздействующих факторов были бы выше, следовательно, в этом случае вероятно увеличение ассоциированных ответов со стороны здоровья населения. Для описания вклада мероприятий в повышение уровня здоровья населения ранее введено понятие «предотвращенные» случаи заболеваемости и смертности [25]. В силу широкого спектра существующих профилактических мероприятий различного масштабного уровня рамки данного исследования ограничены рассмотрением только предотвращенных потерь здоровья населения в результате контрольно-надзорной деятельности Роспотребнадзора.

На предыдущих этапах работы коллективом исследователей, в число которых входят авторы данной статьи, предложено совершенствование концептуальной схемы каскадной модели для оценки и прогнозирования возможных предотвращенных потерь здоровья в тройственной системе «контрольно-надзорная деятельность (КНД) Роспотребнадзора (РПН) – показатели качества среды обитания – здоровье населения» с выходом на оценки потерь ожидаемой продолжительности жизни (ОПЖ) [26]. В рамках данной статьи теоретически рассмотрены результаты более детального анализа вероятных предотвращенных потерь здоровью в разрезе субъектов РФ. Кроме того, представлен анализ структуры вкладов по показателям качества среды обитания, улучшенных за счет контрольно-надзорной деятельности Роспотребнадзора, в возможные предотвращенные потери здоровья.

Цель: расчетное теоретическое исследование региональных возможных предотвращенных потерь здоровью в результате контрольно-надзорной деятельности Роспотребнадзора.

Материалы и методы. Использование разработанной ранее концептуальной схемы каскадной модели по расчету случаев заболеваемости и смертности населения, возможных предотвращенных в результате деятельности органов и организаций Роспотребнадзора, включает в себя следующие основные шаги [26]:

– формирование двух расчетных сценариев, в первом сценарии в качестве входных данных в каскадную модель используются фактические значения показателей КНД, а во втором – нулевые; источник данных по показателям КНД Роспотребнадзора: Форма 1 «Сведения о результатах осуществления федерального государственного надзора территориальными органами Роспотребнадзора».

– использование факторного анализа для преобразования значений показателей КНД в значения общих факторов для каждого из сценариев;

– расчет долей исследованных проб, не соответствующих санитарно-гигиеническим требованиям и нормам, в каждом сценарии осуществляется с использованием построенных ранее 35 нейросетевых моделей, отражающих связи между общими факторами, характеризующими деятельность Роспотребнадзора, и показателями качества среды обитания; источником данных по качеству среды обитания являются доли проб, не соответствующие гигиеническим нормативам, по данным федерального информационного фонда социально-гигиенического мониторинга (ФИФ СГМ). Дополнительно построены 11 нейросетевых моделей, отражающих связи между общими факторами, характеризующими деятельность Роспотребнадзора, и показателями, характеризующими безопасность потребительской продукции. Данные по % исследованных проб продуктов питания, не соответствующих гигиеническим нормативам, получены с использованием формы федерального статистического наблюдения № 18 «Сведения о санитарном состоянии субъекта Российской Федерации», раздел 8 «Гигиеническая характеристика продовольственного сырья и пищевых продуктов».

Среди показателей контрольно-надзорной деятельности, доказано влияющих на здоровье: число проведенных плановых и внеплановых контрольно-надзорных мероприятий (КНМ), число выявленных нарушений при проведении КНМ, число вынесенных представлений об устранении причин, число постановлений о назначении административного наказания, число проведенных КНМ с использованием лабораторных методов, сумма наложенных административных штрафов, число плановых проверок в результате которых выданы предписания по видам деятельности и др.

Расчет долей исследованных проб, не соответствующих санитарно-гигиеническим требованиям и нормам, сниженных за счет КНД Роспотребнадзора, осуществлялась по формуле:

∆x_i = x_i' – x_i, (1)

где Δx_i – доля исследованных проб по i-му показателю, не соответствующих санитарно-гигиеническим требованиям и нормам, сниженная за счет КНД Роспотребнадзора;

x_i, x_i' – оценочное значение доли исследованных проб по i-му показателю, не соответствующих санитарно-гигиеническим требованиям и нормам, рассчитанное с использованием фактических значений показателей КНД на предыдущем этапе, в первом и втором сценарии соответственно.

По рассчитанным значениям показателей качества среды обитания, возможных предотвращенных за счет КНД Роспотребнадзора Δх_i, определяются случаи заболеваемости и смертности, предотвращенные в результате КНД по формуле:

∆y^p_jki = а_ijk – x_i, (2)

где ∆y^p_jki – распространенность нарушений здоровья населения (смертность, заболеваемость населения по j-й причине для k-й возрастной группы при воздействии i-го фактора СО), предотвращенная в результате КНД, случаев на 100 000 населения;

a_ijk – коэффициенты линейной множественной регрессионной модели, характеризующие влияние i-го показателя качества СО на показатель смертности или заболеваемости населения по j-й причине для k-й возрастной группы.

Расчет изменения показателя ожидаемой продолжительности жизни выполнен на основе методики [26]. Расчетный показатель учитывает предотвращенные потери здоровью не только за счет смертности, но и за счет заболеваемости с учетом тяжести, то есть характеризует риски различных нарушений здоровья. Новизна подхода заключается в применении инновационного метода моделирования с комбинированным использованием линейных регрессионных и нейросетевых моделей. Получены новые коэффициенты нейросетевых моделей и коэффициенты модели факторного преобразования, позволяющие выполнять расчетную оценку возможных потерь здоровья для выявления приоритетов по возрастным группам населения, причинам заболеваемости и смертности, показателям качества среды обитания, субъектам РФ.

Ограничения исследования. В данной теоретической расчетной работе авторы исследуют возможное влияние КНД на показатели здоровья в разных регионах, при этом не учитываются другие факторы (социально-экономические, климато-географические, образа жизни и пр.), которые могут оказывать воздействие на качество среды обитания и/или состояние здоровья населения. Построенные нейронные сети ориентированы на показатели, содержащиеся в существующих на данный момент статистических формах Роспотребнадзора, при добавлении новых показателей может возникнуть проблема в недостаточном количестве данных, требуемых для обновления коэффициентов нейросетевых моделей.

Результаты. Следует отметить, что построенные нейросетевые модели расчетно позволяют выполнять оценку текущей ситуации и сценарное прогнозирование вероятных предотвращенных потерь здоровью в результате КНД Роспотребнадзора. Однако, в отличие от линейных моделей, выполнить анализ вкладов действий и мероприятий является затруднительным в силу нелинейности взаимосвязей и зависимости результата от комплекса значений входных факторов. Выполнена теоретическая оценка возможных предотвращенных случаев (ВПС) заболеваемости и смертности населения, а также связанных с ними предотвращенных потерь ожидаемой продолжительности жизни (ОПЖ), за счет КНД в субъектах Российской Федерации.

Наибольшее число ВПС заболеваемости для всего населения (от 4574 до 19 047 на 100 000 населения) наблюдается в регионах: Республика Дагестан, Калининградская область, Саратовская область, г. Севастополь, Мурманская область, Республика Алтай, Белгородская область, Карачаево-Черкесская Республика. Наименьшее число предотвращенных случаев (от 1976 до 2528 на 100 000 населения) за счет КНД в регионах: Свердловская область, Алтайский край, Красноярский край, Тамбовская область, Республика Тыва, Республика Карелия, Рязанская область, Республика Северная Осетия – Алания. На рис. 1 приведена графическая иллюстрация результатов оценки относительных (на 100 000 населения) ВПС заболеваний за счет КНД по субъектам РФ в 2022 г. Следует отметить выраженную территориальную дифференциацию; так, наименьшие ВПС наблюдается в регионах Центрального, Уральского и Сибирского федеральных округов. Значения выше средних по ВПС заболеваемости наблюдаются преимущественно в Южном и Северо-Кавказском федеральных округах. Территориальная дифференциация обусловлена различными вкладами факторов в ВПС заболеваний; так, на территориях с высокой результативностью наибольший вклад вносит снижение загрязнения атмосферного воздуха по веществам: гидроксибензол и его производные (44,9 %), фтористый водород (13,9 %), марганец (11,6 %), ароматические углеводороды (5,4 %). На территориях с наименьшей результативностью на первое место по вкладам выходит снижение загрязнения фтористым водородом – 31,0 %, а вклад гидроксибензола и его производных в предотвращенные случаи составляет только 19,1 %. В этом случае наблюдается меньшее количество предотвращенной заболеваемости по болезням органов дыхания, которые обуславливают больше половины (53,3 %) от всех предотвращенных случаев в среднем по РФ [26].

Наибольшее число ВПС смерти для всего населения (от 55,6 до 101,7 на 100 000 населения) наблюдается в регионах: г. Севастополь, Калининградская область, Республика Дагестан, Саратовская область, Тульская область, Белгородская область, Краснодарский край, Чеченская Республика. Некоторые из этих регионов отмечались также в лидерах по предотвращенной заболеваемости. Наименьшее число предотвращенных случаев (от 17,8 до 26,6 на 100 000 населения) за счет КНД в регионах: Свердловская область, Челябинская область, Красноярский край, Забайкальский край, Алтайский край, Тюменская область, Мурманская область, Республика Северная Осетия – Алания, Нижегородская область. Коэффициент корреляции относительной возможной предотвращенной смертности населения старше трудоспособного возраста и всего населения составил 0,9, что частично объясняется тем, что эта возрастная группа вносит наибольший вклад в предотвращенные потери от общей смертности (61,9 %).

На рис. 2 приведена графическая иллюстрация результатов оценки относительных (на 100 000 населения) ВПС смерти за счет КНД по субъектам РФ в 2022 г. Наименьшие ВПС смерти наблюдаются в регионах Уральского и Сибирского федеральных округов. Значения выше средних результативности по ВПС наблюдаются в Северо-Кавказском и Центральном федеральных округах.

Выполнена оценка вкладов факторов в ВПС заболеваний и смерти в целом по РФ в 2022 г. Наибольший вклад в ВПС заболеваний вносит улучшение качества атмосферного воздуха – 86,02 % (4 536 783 случаев), вклад улучшения качества питьевой воды, почв селитебных территорий составляет 7,14 % (376 360 случаев) и 4,62 % (243 645 случаев) соответственно. Вклад снижения доли объектов, обследованных лабораторно, не соответствующих санитарным нормам, по физическим факторам (вибрации и шуму) в предотвращенные случаи заболеваний составляет 2,09 % (110 298 случаев), а вклад повышения безопасности потребительской продукции равен 0,13 % (6849 случаев).

При этом 15 показателей качества среды обитания из 47 покрывают 99,2 % вклада в предотвращенную заболеваемость, из них наибольший вклад вносит снижение загрязнение атмосферного воздуха по веществам: гидроксибензол и его производные (34,6 %), фтористый водород (21,9 %), марганец (13,6 %), ароматические углеводороды (8,0 %).

Наибольший вклад в ВПС смерти вносит улучшение качества атмосферного воздуха – 85,0 % (33 300 случаев), а вклад улучшения качества питьевой воды, почв селитебных территорий составляет 11,7 % (4569 случаев) и 3,3 % (1307 случаев) соответственно.

Следует отметить, что 13 из 47 показателей качества среды обитания покрывают 99,6 % вклада в предотвращенную смертность, из них наибольший вклад вносит снижение загрязнение атмосферного воздуха по веществам: ароматические углеводороды (41,5 %), бенз(а)пирен (11,6 %), гидроксибензол и его производные (11,5 %), азота диоксид (11,3 %).

Наибольшее число возможных предотвращенных потерь показателя ОПЖ (от 1,61 до 3,73 года) наблюдается в регионах: Республика Дагестан, Калининградская область, г. Севастополь, Саратовская область, Белгородская область, Брянская область, Липецкая область, Карачаево-Черкесская Республика. Многие из этих регионов отмечались также в лидерах по предотвращенной заболеваемости. Наименьшее число возможных предотвращенных потерь ОПЖ (от 0,53 до 0,75 года) за счет КНД в регионах: Свердловская область, Алтайский край, Красноярский край, Тамбовская область, Челябинская область, Нижегородская область, Республика Северная Осетия – Алания, Иркутская область, Томская область.

На рис. 3 приведена графическая иллюстрация результатов оценки прироста числа лет показателя ОПЖ по предотвращенным случаям заболеваний и смертей по субъектам РФ в 2022 г. Наименьшие предотвращенные потери ОПЖ наблюдается в регионах Центрального, Уральского и Сибирского федеральных округов. Высокие значения результативности по возможным предотвращенным потерям ОПЖ наблюдаются в Южном и Северо-Кавказском федеральных округах. В качестве итоговой таблицы приведены результаты оценок возможных предотвращенных потерь здоровья в 2022 г. за счет улучшения качества среды обитания, обусловленного КНД, в разрезе федеральных округов (таблица).

Обсуждение. По данным исследований, в которых рассматривались региональные особенности возможных предотвращенных потерь за счет КНД Роспотребнадзора с использованием линейных моделей, отмечено, что число ВПС заболеваний в 2015 г. составило порядка 71 тысячи случаев в Ленинградской области, 83 тысяч случаев в Челябинской и более 160 тысяч – в Республике Башкортостан [24], при этом наибольшие возможные предотвращенные потери наблюдаются по причине болезней органов дыхания у детей и взрослых (от 35 до 50 %). Проведенные на данном этапе численные расчеты с использованием предложенной концептуальной схемы каскадной модели показали, что ВПС заболеваний в этих регионах в 2022 г. составили от 73 до 116 тысяч случаев соответственно, а средний вклад болезней органов дыхания по регионам РФ также преобладает и составляет 53,4 %. Полученные результаты демонстрируют сопоставимость новых оценок по предложенному инновационному подходу с опубликованными ранее значениями. Апробация предложенных подходов показала их применимость для получения адекватных региональных оценок по предотвращенным потерям здоровья населения в результате КНД.

Заключение. Выполнено расчетное исследование региональных возможных предотвращенных потерь здоровью в результате контрольно-надзорной деятельности Роспотребнадзора в разрезах субъектов РФ, возрастных групп населения, причин заболеваемости и смертности, показателей среды обитания. За рамками исследования остается вопрос выявления приоритетных видов деятельности и мероприятий КНД, для решения этой проблемы требуется проведение дополнительных численных экспериментов. Ввиду трудоемкости процедуры расчетов (более 1000 показателей КНД) целесообразно разрабатывать специальное программное обеспечение, что может являться предметом дальнейших исследований. Также перспективным направлением может стать пространственно-временной анализ индикативных показателей результативности и экономической эффективности КНД Роспотребнадзора по критериям сохранения здоровья, анализ структуры потерь показателя ОПЖ на основе показателей заболеваемости и смертности в возрастных группах.