Введение. Согласно Стратегии национальной безопасности Российской Федерации1, важным направлением обеспечения национальной безопасности Российской Федерации (далее – РФ), реализуемым посредством государственной социально-экономической политики, является создание условий для укрепления здоровья граждан. При этом в соответствии с положениями Федерального закона «Об основах охраны здоровья граждан в Российской Федерации»2 наше государство признает приоритет охраны здоровья детей, которые, согласно действующему законодательству, подлежат особой охране, включая заботу об их здоровье и надлежащую правовую защиту в сфере охраны здоровья. Охрана здоровья населения, особенно детского, является не менее актуальной задачей развития для всех стран и народов мира [1–3].

Выявление влияния региональных особенностей климатических, экологических и социальных условий среды обитания населения на заболеваемость вызывает повышенный интерес специалистов России, поскольку является важнейшей гигиенической задачей, решение которой дает ключ к пониманию необходимых мер профилактики и закладывает фундамент для будущего санитарно-гигиенического благополучия и социально-экономического процветания страны и ее регионов [4–6].

Для решения указанной задачи специалистами в РФ разрабатываются новые методические подходы к расчету индекса общественного здоровья в регионах; ведется оптимизация системы наблюдения за состоянием здоровья населения и программ мониторинга концентраций загрязняющих веществ (далее – ЗВ) в атмосферном воздухе населенных пунктов [7–10]. Одновременно совершенствуются инструменты и способы формирования доказательной базы ассоциированности заболеваний с качеством атмосферного воздуха, формируются новые знания о зависимостях в системе «среда – здоровье», о показателях риска и вреда здоровью, позволяющие корректировать управление в сфере санитарно-эпидемиологического благополучия и безопасности жизнедеятельности населения [11]. Для анализа и прогнозирования заболеваемости используются эпидемиологические методы выявления ее связи с состоянием окружающей среды. Интеграция методологии оценки риска здоровью в задачи управления качеством воздуха в настоящее время развивается параллельно с новыми научными направлениями, исследующими вероятность генетических и эпигенетических нарушений здоровья людей под действием внешних средовых факторов. Современные данные свидетельствуют о том, что экологическая эпигенетика играет важную роль в формировании фенотипа многих известных заболеваний [12].

Установлено, что ЗВ оказывают системное воздействие на критические органы и системы человека и могут вызывать дополнительную смертность. По данным Государственного доклада3, дополнительная смертность и заболеваемость населения от причин, связанных с загрязнением атмосферного воздуха, вероятностно составили 2,4 тыс. и 863,55 тыс. случаев соответственно. Многочисленными исследованиями, выполненными в различных регионах РФ за последние годы, выявлена ассоциация с аэрогенным воздействием химических веществ наибольшего процента первичной заболеваемости по классам болезней органов дыхания, пищеварения, нервной, эндокринной, костно-мышечной и иммунной системы, глаза и его придаточного аппарата [13][14].

Результаты многочисленных зарубежных исследований в этой области позволяют утверждать, что загрязнение воздуха может разными путями влиять на здоровье ребенка, включая окислительный стресс, воспаление, эндокринные нарушения, генетику и эпигенетику [15–21]. Международные эксперты однозначно связывают болезни органов дыхания у детей с присутствием во вдыхаемом ими воздухе пыли, оксидов азота, диоксида серы, оксида углерода, летучих органических соединений (ЛОС), формальдегида, ароматических и алифатических углеводорода. Например, повышенные концентрации формальдегида в воздухе рассматриваются в качестве главной причины снижения детского иммунитета и формирования в перспективе онкологических заболеваний (рак носоглотки, лейкемия). При этом необходимо учитывать, что последствия загрязнения воздуха, возникая на каждом этапе жизненного пути, могут накапливаться в организме и передаваться из поколения в поколение [22].

Ранее авторами настоящей работы было доказано, что между валовым выбросом ЗВ в атмосферу региона и общей заболеваемостью детей (0–14 лет) в Астраханской области имеется сильная и прямая (р – 0,83, Ткр. – 0,59) статистически значимая связь. Кроме того, было установлено, что до 55,73 % заболеваний дыхательной системы, до 50,38 % болезней эндокринной системы и до 48,5 % случаев проявления тиреотоксикоза (гипертиреоза) у детей в Астраханской области являются «экологически детерминированными», т. е. они сильно связаны с присутствием в атмосфере посторонних веществ, учитываемых природоохранными органами как валовый выброс ЗВ от стационарных и передвижных источников в пределах региона [23][24].

В более ранних исследованиях, проводившихся на территории средней полосы России, вклад загрязнения атмосферного воздуха в заболеваемость органов дыхания у детей также оценивался в размере примерно 40 %, а в формирование болезней крови, эндокринной системы, органов пищеварения и мочеполовой системы – в пределах 13–26 % [25].

В 2018–2019 гг. в рамках подготовки к реализации федерального проекта «Чистый воздух» национального проекта «Экология»4 на основании результатов инструментальных наблюдений за состоянием атмосферного воздуха на постах государственной наблюдательной сети Росгидромета выделены города с высоким и очень высоким уровнем загрязнения атмосферы. В список последних официально была включена Астрахань. По итогам 2021 года в рамках подготовки обновленного федерального проекта «Чистый воздух» Астрахань вновь вошла в перечень городов, где наблюдается высокий и очень высокий уровень загрязнения воздуха.

Поповой А.Ю. и соавт. показано, что важными аспектами развития комплексных региональных планов в рамках проекта «Чистый воздух» являются широкое информирование об опасном влиянии конкретных компонентов выбросов на здоровье населения, реальных медико-демографических потерях территории, включение в региональные планы эффективных воздухоохранных, компенсационных медико-профилактических мероприятий до достижения приемлемых рисков для здоровья населения. На примере ряда городов (Братск, Красноярск, Норильск, Чита) продемонстрировано, что воздухоохранные мероприятия по снижению выбросов поллютантов в атмосферу могут быть недостаточно эффективными. Остаточные риски для здоровья населения сохраняются высокими [26].

Таким образом, загрязнение атмосферного воздуха представляет серьезные риски для здоровья населения. Кардинальное снижение уровня загрязнения воздуха является национальной задачей развития безопасной и комфортной среды проживания не только для 12 регионов, непосредственно участвующих в реализации проекта «Чистый воздух», но и для Астраханской области.

Целью исследования является сравнительный анализ динамики уровней общей заболеваемости детей (0–14 лет) в Астраханской области и в городе Астрахани с аналогичными данными для Российской Федерации в период 2007–2020 гг. во взаимосвязи с количеством выбросов ЗВ на душу населения.

Материалы и методы. В качестве исследуемой территории выбраны Астраханская область и город Астрахань в период 2007–2020 гг. Выбор места и времени исследования обусловлены официально признанным очень высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха в городе и наличием данных статистической отчетности о выбросах ЗВ в атмосферу5, опубликованных в Государственных докладах об экологической ситуации в Астраханской области за соответствующие годы. Для характеристики качества воздуха в статье использован показатель количества выбросов ЗВ в расчете на душу населения в Российской Федерации, взятый по данным Росстата6, а для Астраханской области – рассчитанный нами на основании официальных данных Росприроднадзора и сведений о численности населения Астраханской области с официального сайта Астраханьстата7.

Источниками статистической информации о заболеваемости детей в регионе послужили данные Медицинского информационно-аналитического центра, Управления Роспотребнадзора по Астраханской области, опубликованные в Государственных докладах «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Астраханской области» за соответствующие годы. Использованы медицинские показатели «Общая заболеваемость детского населения» в нормированном виде на 1000 детского населения. Выявление корреляционных связей выполнено путем расчета рангового коэффициента корреляции Спирмена на уровне значимости α ≤ 0,05 с использованием сервиса, реализованного в сети Интернет в виде онлайн-калькулятора8. Построение трендовых линий и расчет уравнений линейной регрессии проведены встроенными программными средствами Microsoft Excel.

Результаты. Динамика уровней общей заболеваемости детей (0–14 лет) в Российской Федерации, в Астраханской области и в городе Астрахани в 2007–2020 гг. показана на рис. 1.

Из рис. 1 видно, что многолетняя динамика общей заболеваемости детей (0–14 лет) демонстрирует тренд на снижение в рассматриваемом периоде времени как в Российской Федерации, так и в Астраханской области и в городе Астрахани. Достоверность линейной аппроксимации снижения общей заболеваемости детей в целом по стране за 2007–2020 гг. чрезвычайно низкая (Y = –0,6X + 1587; R² = 6 × 10–6), тогда как в Астраханской области (Y = –43,07X + 2197,3; R² = 0,84) и в городе Астрахани (Y = –52,26X + 2441,4; R² = 0,79) значения указанного показателя имеют понижающийся тренд с вероятностью более 79 %.

На этом же рисунке показана динамика отклонений уровня общей заболеваемости детей в г. Астрахани от среднего областного уровня в процентах от общей заболеваемости детей в Астраханской области (правая ось). Видно, что за все рассматриваемые годы (за исключением 2013 г.) общая заболеваемость в г. Астрахани всегда превышала средний областной уровень так, что отклонения иногда достигали 15–18 %. Статистический расчет показал, что общая заболеваемость детей в г. Астрахани в среднем на (9,1 ± 4,4) % выше среднего областного уровня.

Сравнительный анализ отклонений средних уровней заболеваемости детей в Астраханской области и в г. Астрахани от средних российских показателей, принятых за 100 % в рассматриваемом периоде времени, представлен в таблице.

Из таблицы видно, что региональные показатели детской заболеваемости ниже общероссийских в среднем на 15,6 %. Аналогичные средние значения общей заболеваемости детей, рассчитанные отдельно для г. Астрахани, оказались только на 7,8 % ниже общероссийских, а с учетом большой амплитуды отклонений от среднего значения они могут в отдельные годы даже превышать уровень РФ.

Зависимость между общей заболеваемостью детей, проживающих в Астраханской области, и средним российским уровнем общей заболеваемости детей по шкале Чеддока характеризуется как заметная корреляционная связь на пределе статистической значимости (rs = 0,67; p = 0,05), тогда как связь между общей заболеваемостью детей, проживающих в г. Астрахани, и средним областным уровнем общей заболеваемости детей имеет значительно более сильный характер и описывается как статистически значимая высокая корреляционная связь (rs = 0,86; p = 0,0001).

Результаты корреляционного исследования взаимной парной зависимости между показателями общей заболеваемости детей в РФ и в регионе, а также в г. Астрахани и в регионе выявили заметную связь на пределе статистической значимости в первой паре, а во второй паре обнаружено наличие очень сильной статистически значимой корреляции. Это позволяет сделать вывод, что статистика общей заболеваемости детей в Астраханской области имеет особенности, отличающие ее показатели от среднего уровня общей заболеваемости по стране. При этом следует учитывать, что она сильно связана с общей заболеваемостью детей, проживающих в г. Астрахани, поскольку 86 % областного уровня общей детской заболеваемости определяются заболеваниями городских детей.

График отклонений уровня общей заболеваемости детей в г. Астрахани от среднего областного уровня, нормированный в процентах к общей заболеваемости детей в Астраханской области (правая ось на рис. 1), свидетельствует, что городские дети болеют больше, чем в среднем по региону. Согласно данным статистического учета за последнее десятилетие, в Астраханской области в среднем пребывает 66,4 % городского населения, из которых 52,1 % проживают непосредственно в г. Астрахани, а согласно данным медицинской статистики, заболевания детей, проживающих в г. Астрахани, формируют 86 % областного уровня общей детской заболеваемости. Следовательно, снижение регионального уровня общей заболеваемости детей в Астраханской области относительно показателей для г. Астрахани обеспечивается за счет более крепкого здоровья детей у 47,9 % населения, проживающего в селах и 5 небольших городах с численностью населения не более 10–40 тысяч человек. По-видимому, здоровье детей, проживающих в городе с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха, подвержено более высоким рискам заболевания экологически обусловленными болезнями.

Техногенную нагрузку на той или иной территории в экологии принято оценивать по количеству выбросов ЗВ на душу населения, вычисляемому как отношение валовых выбросов ЗВ в атмосферный воздух к численности проживающего населения.

На рис. 2 представлена динамика изменения выбросов ЗВ в расчете на душу населения в Российской Федерации, в Астраханской области и в г. Астрахани в период 2007–2020 гг.

Видно, что значения этого показателя экологического благополучия в рассматриваемом периоде снижались как в Российской Федерации, так и в Астраханской области и в г. Астрахани. Это, по-видимому, служит объяснением понижающейся динамики всех графиков общей заболеваемости, показанных выше на рис. 1.

Расчеты ранговых коэффициентов корреляции Спирмена между количеством выбросов ЗВ на душу населения и общей заболеваемостью детей в Российской Федерации показали наличие умеренной и прямой статистически незначимой корреляции (rs = 0,32; p = 0,41), тогда как для Астраханской области была установлена высокая и прямая статистически значимая связь между такими факторами (rs = 0,73; p = 0,003).

Статистически значимой связи между общей заболеваемостью детей в г. Астрахани и количеством выбросов ЗВ на душу населения, рассчитанным нами по сведениям Астраханьстата о численности населения города и исходным данным Росприроднадзора о выбросах от стационарных источников в городе, выявлено не было (rs = 0,26; p = 0,32).

Как видно из графиков на рис. 2, выбросы ЗВ в расчете на душу населения в период 2007– 2020 гг. математически описываются очень близкими уравнениями линейной регрессии: в РФ (Y = –5,3165X + 254,8; R² = 0,64) и в Астраханской области (Y = –8,0214X + 273,67; R² = 0,64). Обе математические модели обладают достаточно высокой степенью достоверности: R² = 64 %. В то же время аналогичная аппроксимация кривой многолетней динамики выбросов ЗВ на душу населения для отдельно взятого г. Астрахани описывается уравнением линейной регрессии (Y = –4,495X + 169,2; R² = 0,04) лишь с достоверностью R² = 4 %, что не позволяет применять эту модель для практических целей.

Аналитические формулы приведенных выше математических моделей для РФ и Астраханской области позволяют заключить, что динамика снижения количества выбросов ЗВ в расчете на душу населения в Астраханской области имеет более высокую скорость в рассматриваемом периоде времени, поскольку тангенс угла наклона к оси ОХ по абсолютной величине для графика выбросов на душу населения в Астраханской области больше: |–8,0214| > |–5,3165|.

На рис. 2 также показана динамика отклонений количества выбросов ЗВ на душу населения в Астраханской области от среднего российского уровня, нормированная на величину выбросов ЗВ на душу населения в Российской Федерации (ось – справа). График свидетельствует, что на протяжении 2007–2020 гг. отклонения количества выбросов ЗВ на душу населения в Астраханской области от среднего по стране уровня случались неоднократно как в плюс, так и в минус с амплитудой, достигавшей ±(35–40) %.

Обсуждение. К основным результатам данной работы следует отнести совокупность обнаруженных понижающихся трендов многолетних уровней общей заболеваемости детей и количества выбросов ЗВ на душу населения в РФ, Астраханской области и в г. Астрахань.

Представления об «экологически детерминированных» заболеваниях, развиваемые многочисленными исследователями [1–6][12–25], с учетом статистической достоверности математических моделей линейной регрессии для исследованных нами временных рядов медицинских и экологических показателей позволили с высокой вероятностью ожидать, что будет выявлена сильная статистически значимая корреляционная связь между уровнем общей заболеваемости детей и количеством выбросов ЗВ на душу населения в Астраханской области, что и было подтверждено расчетами.

Полученные в данной работе результаты по изменению динамики уровня общей заболеваемости детей в Астраханской области хорошо согласуются с выводом Ю.Н. Романковой и соавт. [27], сделанным на основе более ранних исследований (2000–2009 гг.), о том, что уровень первичной заболеваемости детей в Астраханской области ниже, чем в среднем по РФ. В то же время прогноз на продолжение предсказанной авторами «выраженной и статистически достоверной тенденции к росту практически по всем классам болезней» в Астраханской области не подтвердился.

Для понимания отрицательного результата поиска значимой корреляционной связи между общей заболеваемостью городских детей и количеством выбросов ЗВ на душу населения в г. Астрахань важно то, что существующая система статистической отчетности о выбросах ЗВ по ОКТМО не учитывает влияния на городскую агломерацию близко расположенных крупных промышленных объектов, зарегистрированных на территории других муниципальных образований, таких как, например, Астраханский газоперерабатывающий комплекс, находящийся в 50 км к северу от города и зарегистрированный в Красноярском районе Астраханской области.

Заслуживает внимания и тот факт, что отклонения регионального показателя количества ЗВ на душу населения в последние годы стабильно идут в плюс. Так, в 2020 г. техногенная нагрузка от выбросов ЗВ в Астраханской области составляла 209,4 кг/чел., что на 37,7 % выше, чем в РФ (152 кг/чел.). В 2021 и 2022 гг. количество выбросов ЗВ на душу населения в Астраханской области превышало средний российский уровень на 15,6 и 35,8 % соответственно. Нельзя исключать, что кардинальное снижение уровня загрязнения воздушной среды РФ в рамках реализации Федерального проекта «Чистый воздух» национального проекта «Экология»9 постепенно нивелирует преимущества Астраханской области в части более низкой общей заболеваемости детей.

Таким образом, в целом по стране и для отдельно взятого г. Астрахани достоверность взаимосвязи между общей заболеваемостью городских детей и количеством выбросов ЗВ на душу населения в г. Астрахани не доказана. Однако для Астраханской области показатель выбросов ЗВ на душу населения действительно сильно связан со здоровьем детей и может использоваться как важный экологический фактор, который следует учитывать при прогнозировании уровня детской заболеваемости в регионе [28].

Сравнительная оценка характера заболеваемости детей экологически обусловленными патологиями может использоваться для определения потенциального загрязнения воздушной среды и служить основой для установления приоритетных поллютантов, подлежащих контролю в конкретном регионе [29].

Отметим также, что подобного рода исследования могут быть положены в основу решения обратной задачи: по показателям заболеваемости отдельными классами болезней, сильно отличающимся от среднероссийских или средних по области, можно оценивать экологическую обстановку в регионах или в отдельных городах.

Вопросы перспективного прогноза заболеваемости населения промышленных городов остаются актуальными. Развитие методологии анализа риска здоровью в задачах государственного управления санитарно-эпидемиологическим благополучием населения требует расширения и углубления знаний о механизмах формирования нарушений состояния здоровья под воздействием разнородных факторов среды обитания. Разнообразные количественные оценки взаимосвязи экологических показателей с факторами риска здоровью создают основу для моделирования нарастания риска в условиях изменяющейся экспозиции, что в перспективе позволит решить целый комплекс прикладных гигиенических задач [30].

Результаты многолетнего структурно-динамического анализа и прогнозирования заболеваемости детского населения во взаимосвязи с региональными экологическими особенностями могут использоваться при разработке медико-демографических, санитарно-гигиенических профилактических программ [31].

Заключение. Здоровье детей (0–14 лет) является одним из основных показателей демографического, медико-социального и экологического благополучия как в стране, так и в регионах. Многолетняя динамика общей заболеваемости детей (0–14 лет) демонстрирует отчетливый тренд на снижение в 2007–2020 гг. как в Российской Федерации, так и в Астраханской области и в городе Астрахани. Уровень общей заболеваемости детей в регионе ниже общероссийских показателей в среднем на 15,6 %, тогда как в г. Астрахани – только на 7,8 %.

Количество выбросов загрязняющих веществ в расчете на душу населения в Астраханской области и в Российской Федерации в период 2007–2020 гг. снижалось, что согласуется с понижающейся динамикой графиков общей заболеваемости в стране и в регионе.

Динамика общей заболеваемости детей в Астраханской области имеет особенности, отличающие ее от усредненной динамики общей заболеваемости детей в Российской Федерации, что позволяет выявить связь детского здоровья с особенностями региональной экологической обстановки.

1. Стратегия национальной безопасности Российской Федерации, утвержденная Указом Президента РФ от 02.07.2021 № 400. 2. Федеральный закон «Об основах охраны здоровья граждан в Российской Федерации» от 21.11.2011 № 323-ФЗ (в ред. от 24.07.2023). 3. Государственный доклад «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения РФ в 2018 году» (2018 г.) : Государственный доклад.–М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2019.– 252 с. 4. Паспорт национального проекта «Экология» (утвержден президиумом Совета при Президенте РФ по стратегическому развитию и национальным проектам, протокол от 24.12.2018 № 16). 5. Официальная статистическая отчетность по форме 2-ТП (воздух). [Электронный ресурс.] Режим доступа: https://rpn.gov.ru/openservice/analytic-data/statistic-reports/air-protect/ (дата обращения: 29.08.2023). 6. Росстат. Охрана окружающей среды в России. 2022: Статистический сборник. M.: Главный межрегиональный центр обработки и распространения статистической информации Федеральной службы государственной статистики; 2022. 115 с. [Электронный ресурс.] Режим доступа: https://rosstat.gov.ru/storage/mediabank/Ochrana_okruj_sredi_2022.pdf (дата обращения: 29.08.2023). 7. Официальная статистика численности населения Астраханской области. [Электронный ресурс.] Режим доступа: https://30.rosstat.gov.ru/folder/162742 (дата обращения: 29.08.2023). 8. Онлайн-калькулятор Ро Спирмена [Электронный ресурс.] Режим доступа: https://www.socscistatistics.com/tests/spearman/default2. aspx (дата обращения: 10.11.2023). 9. Федеральный проект «Чистый воздух» реализуется в рамках Государственной программы Российской Федерации «Охрана окружающей среды» (утверждена постановлением Правительства РФ от 15.04.2014 №326) и национального проекта «Экология» (утвержден президиумом Совета при Президенте РФ по стратегическому развитию и национальным проектам, протокол от 24.12.2018 № 16).