sredobЗдоровье населения и среда обитания – ЗНиСОPublic Health and Life Environment – PH&LE2219-52382619-0788ФБУЗ ФЦГиЭ Роспотребнадзора10.35627/2219-5238/2024-32-10-36-44sredob-1869Research ArticleГИГИЕНА ТРУДАOCCUPATIONAL HEALTHСостояние артерий у работников предприятий по производству минеральных удобрений при воздействии твердых частиц мелкодисперсных фракций пылиArtery Status in Mineral Fertilizer Industry Workers Occupationally Exposed to Particulate Matterhttps://orcid.org/0000-0003-0539-569XНосовА. Е.NosovA. E.

Носов Александр Евгеньевич – к.м.н., заведующий отделением лучевой и функциональной диагностики 

ул. Монастырская д. 82, г. Пермь, 614045 

Alexander E. Nosov, Cand. Sci. (Med.), Head of the Department of Radiation and Functional Diagnostics 

82 Monastyrskaya Street, Perm, 614045 

nosov@fcrisk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3131-5868БайдинаА. С.BaidinaA. S.

Байдина Анастасия Сергеевна – к.м.н., врач-кардиолог консультативно-поликлинического отделения 

ул. Монастырская д. 82, г. Пермь, 614045 

Anastasia S. Baidina, Cand. Sci. (Med.), cardiologist, Outpatient Department 

82 Monastyrskaya Street, Perm, 614045 

anastasia_baidina@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4276-9921ЗоринаА. С.ZorinaA. S.

Зорина Анастасия Сергеевна – к.б.н., заведующий лабораторией методов анализа наноматериалов и мелкодисперсных частиц 

ул. Монастырская д. 82, г. Пермь, 614045 

Anastasiya S. Zorina, Cand. Sci. (Biol.), Head of the Nanomaterial and Fine Particle Testing Laboratory 

82 Monastyrskaya Street, Perm, 614045 

zorina@fcrisk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3787-6746СухихЕ. А.SukhikhE. A.

Сухих Екатерина Александровна – младший научный сотрудник лаборатории методов анализа наноматериалов и мелкодисперсных частиц 

ул. Монастырская д. 82, г. Пермь, 614045 

Ekaterina A. Sukhikh, Junior Researcher, Nanomaterial and Fine Particle Testing Laboratory 

82 Monastyrskaya Street, Perm, 614045 

suhih@fcrisk.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8931-0539КрыловА. А.KrylovA. A.

Крылов Алексей Александрович – младший научный сотрудник лаборатории методов анализа наноматериалов и мелкодисперсных частиц

ул. Монастырская д. 82, г. Пермь, 614045 

Alexey A. Krylov, Junior Researcher, Nanomaterial and Fine Particle Testing Laboratory 

82 Monastyrskaya Street, Perm, 614045 

Krylov@fcrisk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0345-3895ЧигвинцевВ. М.ChigvintsevV. M.

Чигвинцев Владимир Михайлович – научный сотрудник отдела математического моделирования систем и процессов 

ул. Монастырская д. 82, г. Пермь, 614045 

Vladimir M. Chigvintsev, Researcher, Department of Mathematical Modeling of Systems and Processes 

82 Monastyrskaya Street, Perm, 614045 

cvm@fcrisk.ruФБУН «Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения»РоссияFederal Scientific Center for Medical and Preventive Health Risk Management TechnologiesRussian Federation20241311202432103644Copyright © Носов А.Е., Байдина А.С., Зорина А.С., Сухих Е.А., Крылов А.А., Чигвинцев В.М., 20242024Носов А.Е., Байдина А.С., Зорина А.С., Сухих Е.А., Крылов А.А., Чигвинцев В.М.Nosov A.E., Baidina A.S., Zorina A.S., Sukhikh E.A., Krylov A.A., Chigvintsev V.M.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zniso.fcgie.ru/jour/article/view/1869

Введение. Одним из техногенных загрязнителей производственной среды является мелкодисперсная пыль, повышающая риск развития у работников негативных кардиоваскулярных событий.Цель исследования. Оценить структурно-функциональные характеристики артерий у работников, подвергающихся хроническому аэрогенному воздействию мелкодисперсной пыли.Материалы и методы. Обследован 161 работник, подвергающийся аэрогенному воздействию мелкодисперсной пыли (группа наблюдения). Группу сравнения составили 82 работника администрации предприятия. Исследование одномоментное поперечное (сентябрь 2020 г.). Стандартными методами выполнено изучение толщины комплекса интима-медиа брахиоцефальных артерий (142 человека группы наблюдения и 78 – группы сравнения), оценка эндотелиальной функции (94 и 70 соответственно) и жесткости стенки плечевой артерии (150 и 65 соответственно). Содержание мелкодисперсных частиц в воздухе определяли прямым методом на анализаторе DustTrak 8533. Статистическая обработка выполнена по программе SPSS 23. Для сравнения количественных показателей использован критерий Манна – Уитни, качественных – хи-квадрат. Связь нарушений эндотелиальной функции с концентрацией мелкодисперсной пыли в воздухе устанавливалась методом логистической регрессии.Результаты. Выявлены превышения концентраций мелкодисперсных фракций пыли в воздухе рабочей зоны группы наблюдения относительно группы сравнения: от 76 раз – для РМ10 до 357 – для РМ1. В группе наблюдения относительный прирост диаметра плечевой артерии (12,7 % против 16,1 %) и коэффициент чувствительности эндотелия (0,08 у.е. против 0,14 у.е.) были достоверно ниже аналогичных в группе сравнения (р = 0,0001–0,006); чаще регистрировалась эндотелиальная дисфункция (28 человек – 29,8 % против 9–12,9 %, р = 0,003), а индекс аугментации на плечевой артерии имел большие значения (1,02 (0,91;1,15) против 0,96 (0,87;1,06), р = 0,006). Установлена достоверная связь повышения в воздухе концентрации мелкодисперсных фракций пыли с увеличением вероятности развития эндотелиальной дисфункции (R2 = 0,37–0,4).Выводы. Повышенное содержание в воздухе рабочей зоны мелкодисперсных фракций пыли увеличивает вероятность развития у работников эндотелиальной дисфункции и нарастания жесткости артерий с вкладом профессионального фактора до 37–40 %. Снижение запыленности воздуха рабочей зоны до гигиенических нормативов является значимой мерой профилактики сердечно-сосудистой патологии у работников.

Introduction: Particulate matter is one of the anthropogenic pollutants of the occupational environment that increases the risk of adverse cardiovascular events in workers.Objective: To assess structural and functional characteristics of arteries in workers with chronic exposure to airborne particulate matter.Materials and methods: In September 2020, we conducted a cross-sectional study involving 161 workers occupationally exposed to airborne particulate matter (observation group) and 82 administrative employees (reference group). Standard methods were used to measure intima-media thickness of the brachiocephalic trunk (in 142 blue and 78 white-collar workers), assess endothelial function (in 94 and 70), and brachial artery wall stiffness (in 150 and 65 workers, respectively). Airborne particle concentrations were measured using a DustTrak 8533 analyzer. Statistical analysis was performed with SPSS 23. The Mann - Whitney and chi-square tests were used to compare quantitative and qualitative indicators, respectively. The relationship between dust exposure and endothelial dysfunction was established using logistic regression.Results: Workplace air concentrations of fine particles measured for the observation group were significantly higher than those for the reference group: from 76 times for PM10 to 357 times for PM1. In the observation group, the relative increase in the brachial artery diameter (12.7 % versus 16.1 %) and the endothelial sensitivity index (0.08 versus 0.14 conventional units) were significantly lower than in the reference group (p = 0.0001 to 0.006); endothelial dysfunction was more prevalent (28 (29.8 %) versus 9 (12.9 %) workers, p = 0.003), and the brachial augmentation index was higher (1.02 (0.91; 1.15) versus 0.96 (0.87; 1.06), p = 0.006). We established a statistical relationship between higher airborne particle concentrations and increased likelihood of endothelial dysfunction (R2 = 0.37–0.4).Conclusions: High levels of particulate matter in the occupational environment enhance the likelihood of endothelial dysfunction and increased arterial stiffness with the estimated contribution of 37–40 %. Effective dust control measures are essential for prevention of cardiovascular diseases in industrial workers.

воздух рабочей зонымелкодисперсные частицырастяжимость артерийатеросклероз артерийэндотелиальная дисфункцияworkplace airfine particlesarterial distensibilityarterial atherosclerosisendothelial dysfunction

Введение. Одним из основных загрязнителей производственной среды предприятий по производству минеральных удобрений является мелкодисперсная пыль, способная адсорбировать на своей поверхности вредные химические соединения, такие как формальдегид, полициклические ароматические углеводороды, тяжелые металлы и их соединения и др. Мелкодисперсные частицы, обозначаемые как РМ (от англ. particulate matter – «взвешенные частицы»), за счет своего размера долгое время находятся в воздухе во взвешенном состоянии и при вдыхании могут достигать бронхиол и альвеол, приводя к механическому повреждению сосудов [1–3]. Воздействие промышленных пылегазовых аэрозолей является одной из ведущих причин возникновения профессиональных заболеваний работающего населения. Под воздействием мелкодисперсных частиц слизистая оболочка верхних дыхательных путей снижает свои защитные функции, в связи с этим мелкодисперсные частицы проникают в более глубокие дыхательные пути [3–5]. При этом в нашей стране показатели PM не используются в оценке условий труда на рабочем месте. Показатели PM1, PM2,5, PM10 обычно используются для оценки качества атмосферного воздуха. PM4 является показателем респирабельной фракции пыли в воздухе рабочей зоны, который используется за рубежом.

В последние годы повышение концентрации взвешенных частиц в воздухе рассматривается как фактор риска сердечно-сосудистых заболеваний, что подтверждается многочисленными исследованиями [6–10]. Установлено, что РМ могут проходить через стенки сосудов, попадая непосредственно в кровоток и повреждая тем самым сосудистую систему [11][12]. Ранее проведенными исследованиями подтверждено, что экспозиция аэрополлютантами приводит к вазоконстрикции, эндотелиальной дисфункции и последующим структурным изменениям артериального русла, которые играют главную роль в патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний [13–17]. Таким образом, для разработки эффективных мероприятий по профилактике сердечно-сосудистых заболеваний, ассоциированных с воздействием взвешенных частиц в условиях промышленного производства, необходимо проведение всесторонней оценки факторов риска здоровью работающих.

Цель исследования – изучить влияние аэрогенного воздействия мелкодисперсных фракций пыли воздуха рабочей зоны на структурно-функциональные характеристики артерий работников, осуществляющих деятельность в условиях воздействия взвешенных частиц.

Ограничение исследования. Исследование проводилось одномоментным по времени периодом отбора проб воздуха рабочей зоны, отсутствием оценки факторов образа жизни, недостаточным количеством данных для исследования кумулятивного действия пыли и построения модели с учетом доза-зависимого эффекта. Проведен замер не только респирабельных фракций мелкодисперсных частиц, но и частиц размером до 15 мкм.

Материалы и методы. Проведено одномоментное поперечное обследование (сентябрь 2020 г.) 161 работника 2 предприятий по производству минеральных удобрений (группа наблюдения), осуществляющих трудовую деятельность в условиях воздействия вредных производственных факторов, включающих мелкодисперсные частицы (по данным СОУТ класс условий труда 3.1–3.2 – воздействие пыли хлорида калия, химического фактора). В группу сравнения вошли 82 сотрудника управленческого аппарата предприятий, работающих в допустимых условиях труда без вредных факторов производства. Группы были сопоставимы по полу, возрасту, стажу работы, статусу курения, артериальной гипертензии. Средний возраст работников группы наблюдения составил 42,8 ± 10,3 года, средний стаж: 16,7 ± 11,5 года. В группе наблюдения 127 женщин и 34 мужчины. Средний возраст группы сравнения – 45,5 ± 9,7 года (р = 0,06), средний стаж – 19,7 ± 11,3 года (р = 0,07). В группе сравнения 64 женщины и 18 мужчин (р = 0,882). Курили в группе наблюдения 29,1 %, а в группе сравнения – 21,7 % (р = 0,13). Наличие в анамнезе артериальной гипертензии в группе наблюдения отмечено у 24,8 %, а в группе сравнения – у 21,9 % обследованных (р = 0,62).

Проведены: клинический осмотр кардиологом, ультразвуковое дуплексное сканирование плечевой и брахиоцефальных артерий, сфигмоманометрия, изучена эндотелий зависимая вазодилатация (ЭЗВД) плечевой артерии.

Исследование жесткости артериальной стенки выполнено с помощью сфигмометра VaSera VS-1500N (Fukuda Denshi CO., LTD) с оценкой CAVI (сердечно-лодыжечный сосудистый индекс), AI (индекс аугментации на плечевой артерии), лодыжечно-плечевого индекса (ABI) у 150 человек группы наблюдения и 65 человек группы сравнения.

Эндотелий зависимую вазодилатацию исследовали у 94 человек группы наблюдения и 70 человек группы сравнения по методике D.S. Celermajer и соавторов (1992 г.). Исследование эндотелий зависимой вазодилатации плечевой артерии выполнялось на системе ультразвуковой диагностики экспертного класса Vivid q (GE Vingmed Ultrasound AS, зав. номер 050758Vq) с использованием линейного матричного датчика (4,0–13,0 МГц) по модифицированной методике D.S. Celermajer et al. и соавторов (1992 г.) [18]. Диаметр плечевой артерии и максимальную скорость кровотока измеряли в продольном сечении на 2–5 см выше локтевого сгиба в состоянии покоя за 30 с до компрессии, вызванной с помощью манжеты сфигмоманометра, наложенной выше места визуализации плечевой артерии и накачанной до давления, на 50 мм рт. ст. превышающего систолическое. Продолжительность компрессии составляла 5 мин. Диаметр плечевой артерии и максимальную скорость кровотока определяли на 60-й секунде после удаления воздуха из манжеты. Изменения диаметра сосуда оценивали в процентном отношении к исходной величине. За нормальную реакцию плечевой артерии принималось ее расширение на 10 и более процентов от исходного уровня. Меньший прирост или вазоконстрикция трактовались как нарушение функции эндотелия. Для оценки функции эндотелия также использовался показатель «чувствительность плечевой артерии к изменению сдвига на эндотелий», характеризующий чувствительность эндотелия к изменению скорости кровотока и способность регулировать диаметр сосуда;

Расчет коэффициента чувствительности плечевой артерии производился по формуле:

(1)

где К – коэффициент чувствительности плечевой артерии к изменению механического стимула, rD – разница между диаметром артерии после декомпрессии и исходным диаметром, Dо – исходный диаметр артерии, rτ – разница напряжения сдвига на эндотелий после декомпрессии и исходным значением, τо – напряжение сдвига на эндотелий исходное, рассчитанное по формуле: τ = 4ηV/D, где η – вязкость крови (в среднем 0,05 Пз); V – максимальная скорость кровотока, см/сек; D – диаметр артерии, см.

Ультразвуковое исследование брахиоцефальных артерий проводили с использованием линейного матричного датчика (4,0–13,0 МГц) на системе ультразвуковой диагностики Vivid q (GE Vingmed Ultrasound AS) у 142 человек группы наблюдения и 78 человек группы сравнения. Оценивалась толщина комплекса интима-медиа (ТКИМ), наличие атеросклеротических бляшек. В соответствии с рекомендациями Американского общества эхокардиографии, при исследовании брахиоцефальных артерий за норму толщины комплекса интима-медиа (ТКИМ) принималась ее толщина менее 75 процентиля для соответствующего возраста и пола: в возрасте менее 40 лет у мужчин и женщин менее 0,7 мм, у мужчин в возрасте 40–50 лет и у женщин в возрасте 40–60 лет менее 0,8 мм, у мужчин старше 50 лет и женщин старше 60 лет ≤ 0,9 мм [19].

Различное количество исследований обусловлено временными ограничениями. Поскольку исследования эндотелий зависимой вазодилатации занимает в среднем в 4 раза больше времени, в условиях массового обследования было принято решение о сокращении количества некоторых исследований. Отбор проводился случайным образом: медрегистратор ставил метку на карте согласно планируемому количеству исследований.

Определение содержания РМ в воздухе рабочей зоны выполнялось на рабочих местах непосредственно во время производственного процесса анализатором аэрозоля DustTrak 8533 (TSI Incorporated). Отбор проб проводился в соответствии с ГОСТ 12.1.005–881. Длительность отбора составила 5–10 минут в зависимости от визуальной запыленности на точке отбора.

Для сравнительной оценки проведены замеры по определению концентраций мелкодисперсных фракций пыли в воздухе рабочих мест работников, осуществляющих трудовую деятельность в помещениях, изолированных от основного производства, в связи с тем, что в Российской Федерации на данный момент не разработаны нормативы по содержанию РМ в воздухе рабочей зоны.

Статистическая обработка проводилась с применением программы SPSS 23. Данные для концентраций фракций пыли представлены в виде среднего арифметического и стандартного отклонения, данные ТКИМ и показатели артериальной жесткости – в виде медианы и межквартильного размаха. Сравнение количественных показателей осуществлялось по критерию Манна – Уитни, качественных – по критерию хи-квадрат.

Оценка параметров парной модели, отражающей зависимость относительного прироста диаметра плечевой артерии от концентраций пылевых мелкодисперсных фракций, проводилась методом построения логистической регрессионной модели:

(2),

где р – вероятность отклонения показателя «Относительный прирост диаметра плечевой артерии» от нормы; х – уровень пылевой экспозиции мелкодисперсных фракций, мг/м³; b0, b1 – коэффициенты логистической регрессионной модели.

Определение параметров математической модели (b0, b1) производится методом наименьших квадратов с применением пакета Statistica 10. Достаточным уровнем значимости для статистических процедур считали р < 0,05.

Результаты. Результаты выполненных замеров массовой концентрации мелкодисперсных частиц PM1, PM2,5, PM4, PM10 и РМ15 в воздухе рабочей зоны на рабочих местах работников предприятий № 1 и 2 и воздухе административного помещения приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1. Массовые концентрации мелкодисперсных фракций пыли в воздухе рабочей зоны на рабочих местах предприятий № 1, 2

Table 1. Mass concentrations of particulate matter fractions measured in the workplace air of factories 1 and 2

Номер точки обследования, рабочее место /Measurement point number, workplaceМассовые концентрации мелкодисперсных фракций пыли мг/м³ /Mass concentrations of PM fractions, mg/m³
PM1PM2,5PM4PM10РМ15
Предприятие № 1 / Factory 1
Т.1. Аппаратчик флотационного процесса /P.1. Flotation process operator1,43 ± 0,291,64 ± 0,331,78 ± 0,362,29 ± 0,462,76 ± 0,55
Т.2. Фильтровальщик сменный /P.2. Shift filterman0,92 ± 0,181,05 ± 0,211,16 ± 0,231,59 ± 0,321,79 ± 0,36
Т.3. Машинист смесительной установки гидрозакладки /P.3. Hydraulic filling mixing plant operator0,80 ± 0,160,89 ± 0,181,00 ± 0,201,76 ± 0,352,32 ± 0,46
Т.4. Центрифуговщик / P.4. Centrifuge operator0,67 ± 0,130,78 ± 0,160,83 ± 0,170,97 ± 0,191,06 ± 0,21
Т.5. Машинист мельниц сменный /P.5. Shift grinding machine operator1,32 ± 0,261,56 ± 0,311,69 ± 0,342,09 ± 0,422,39 ± 0,48
Т.6. Аппаратчик сгустителей /P.6. Flocculation plant operator0,57 ± 0,110,64 ± 0,130,70 ± 0,140,93 ± 0,191,13 ± 0,23
Т.7. Машинист компрессорных установок /P.7. Compressor unit operator0,18 ± 0,040,19 ± 0,040,20 ± 0,040,23 ± 0,050,27 ± 0,05
Предприятие № 2 / Factory 2
Т.1. Аппаратчик измельчения отделения обогащения /P.1. Enrichment department grinding operator0,70 ± 0,140,75 ± 0,150,79 ± 0,160,94 ± 0,191,11 ± 0,22
Т.2. Аппаратчик флотационного процесса /P.2. Flotation process operator0,53 ± 0,110,58 ± 0,120,63 ± 0,130,76 ± 0,150,87 ± 0,17
Т.3. Центрифуговщик сменный 3 и 4 разряда /P.3. Shift centrifuge operator of grades 3 and 40,41 ± 0,080,46 ± 0,090,49 ± 0,100,55 ± 0,110,62 ± 0,12
Т.4. Центрифуговщик сменный 4 разряда /P.4. Shift centrifuge operator of grade 40,33 ± 0,070,37 ± 0,080,40 ± 0,080,50 ± 0,100,63 ± 0,13
Т.5. Аппаратчик вакуум-насосного отделения /P.5. Vacuum pump department operator0,44 ± 0,090,46 ± 0,090,47 ± 0,090,50 ± 0,100,52 ± 0,10
Т.6. Машинист мостового крана /P.6. Overhead crane operator0,39 ± 0,080,45 ± 0,090,49 ± 0,100,70 ± 0,140,96 ± 0,19
Т.7. Аппаратчик сушильного отделения /P.7. Drying department operator1,25 ± 0,251,28 ± 0,261,30 ± 0,261,49 ± 0,302,15 ± 0,43
Т.8. Аппаратчик приготовления реагентов /P.8. Reagent preparation operator0,06 ± 0,010,07 ± 0,010,07 ± 0,020,09 ± 0,020,12 ± 0,02

Таблица 2. Массовые концентрации мелкодисперсных фракций пыли в воздухе административного помещения, изолированного от производства

Table 2. Mass concentrations of particulate matter fractions measured in the workplace air of administrative premises isolated from production

Номер точки обследования, рабочее место /Measuring point number, workplaceМассовые концентрации мелкодисперсных фракций пыли мг/м³ /Mass concentrations of PM fractions, mg/m³
PM1PM2,5PM4PM10РМ15
Т.1. Специалист отдела пропусков /Permit specialist0,004 ± 0,0010,010 ± 0,0020,010 ± 0,0020,030 ± 0,0100,090 ± 0,020

Результаты исследования воздуха рабочей зоны предприятия по производству минеральных удобрений показали, что на всех 7 исследованных рабочих местах предприятия № 1 уровни содержания пылевых мелкодисперсных фракций были выше относительно помещения сравнения. При этом содержание фракции РМ1 выше относительно рабочего места сравнения от 38 до 357 раз, фракции РМ2,5 – от 19 до 164 раз, фракции РМ4 – от 20 до 178 раз, фракции РМ10 – от 8 до 76 раз. Максимальное содержание мелкодисперсных фракций пыли зафиксировано на рабочих местах аппаратчика флотационного процесса, фильтровальщика, машиниста мельниц.

На предприятии № 2 из восьми исследованных рабочих мест на семи установлено повышенное содержание мелкодисперсной пыли. При этом содержание фракции РМ1 выше относительно рабочего места сравнения от 15 до 312 раз, фракции РМ2,5 – от 7 до 128 раз, фракции РМ4 – от 7 до 130 раз, фракции РМ10 – от 3 до 50 раз. Максимальное содержание мелкодисперсной пыли в воздухе рабочей зоны зафиксировано на рабочих местах аппаратчика измельчения отделения обогащения, аппаратчика сушильного отделения.

Оценка доли каждой фракции мелкодисперсных частиц в воздухе рабочей зоны показала различие каждой фракции мелкодисперсных частиц на рабочих местах на производстве и в помещении сравнения (таблица 3).

Таблица 3. Вклад фракций мелкодисперсных частиц в воздухе рабочей зоны на рабочих местах предприятий № 1, 2 и помещения сравнения

Table 3. Proportions of particulate matter fractions measured in the workplace air of factories 1 and 2 and the reference room

Номер точки обследования, рабочее место /Measurement point number, workplaceДоля мелкодисперсных фракций пыли, % / Proportion of PM fractions, %
PM1PM2,5PM4PM10РМ15
Предприятие № 1 / Factory 1
Т1. Аппаратчик флотационного процесса /P.1. Flotation process operator51,77,65,118,517,2
Т.2. Фильтровальщик сменный / P.2. Shift filterman51,17,56,224,011,2
Т.3. Машинист смесительной установки гидрозакладки /P.3. Hydraulic filling mixing plant operator34,44,14,532,824,1
Т.4. Центрифуговщик / P.4. Centrifuge operator63,110,44,713,08,8
Т.5. Машинист мельниц сменный /P.5. Shift grinding machine operator55,210,05,416,712,6
Т.6. Аппаратчик сгустителей / P.6. Flocculation plant operator50,66,15,020,617,6
Т.7. Машинист компрессорных установок /P.7. Compressor unit operator67,24,12,610,315,9
Предприятие № 2 / Factory 2
Т.1. Аппаратчик измельчения отделения обогащения /P.1. Enrichment department grinding operator63,24,43,213,815,3
Т.2. Аппаратчик флотационного процесса /P.2. Flotation process operator60,86,65,015,312,4
Т.3. Центрифуговщик сменный 3 и 4 разряда /P.3. Shift centrifuge operator of grades 3 and 465,99,14,710,210,1
Т.4. Центрифуговщик сменный 4 разряда /P.4. Shift centrifuge operator of grade 452,07,34,615,920,3
Т.5. Аппаратчик вакуум-насосного отделения /P.5. Vacuum pump department operator85,93,31,65,24,1
Т.6. Машинист мостового крана / P.6. Overhead crane operator40,95,94,620,927,8
Т.7. Аппаратчик сушильного отделения /P.7. Drying department operator58,11,40,98,830,7
Т.8. Аппаратчик приготовления реагентов /P.8. Reagent preparation operator48,36,76,716,721,7
Помещение сравнения / Reference workplace
Т.1. Специалист отдела пропусков /Permit specialist4,63,54,620,766,7

На основных производственных участках предприятий № 1 и 2 в воздухе рабочих мест преобладает фракция мелкодисперсной пыли размером до 1 мкм (РМ1), что составляет в среднем 57% от общей концентрации пыли. В воздухе рабочих мест административного помещения наибольшая доля мелкодисперсной пыли приходится на фракции размером РМ10 и РМ15, что составляет 20,7 % и 66,7 % соответственно.

Ультразвуковое исследование ЭЗВД показало, что в группе наблюдения были статистически значимо ниже значения относительного прироста диаметра плечевой артерии (12,7 % против 16,1 %, р = 0,006) и коэффициента чувствительности эндотелия к напряжению сдвига (0,08 у.е. против 0,14 у.е., р = 0,0001). Патологическая ЭЗВД (посткомпрессионная дилатация плечевой артерии менее 10%) выявлена у 28 человек (29,8 %) в группе наблюдения и у 9 человек (12,9 %) группы сравнения.

Анализ полученных значений показателей сфигмоманометрии обследованных работников не определил достоверных межгрупповых различий (p = 0,12–0,99). Однако при этом в группе наблюдения индекс аугментации (AI) был статистически значимо выше, чем в группе сравнения (таблица 4).

Таблица 4. Данные сфигмоманометрии у обследованных работников, Ме (25;75)

Table 4. Sphygmomanometry results in the examined workers, Me (25;75)

Примечание: значение p ≤ 0,05 считалось статистически значимым.

Сокращения: CAVI, сердечно-лодыжечный сосудистый индекс; ABI, лодыжечно-плечевой индекс; AI, индекс аугментации.

Note: the p-value ≤ 0.05 was judged as statistically significant.

Abbreviations: CAVI, cardio-ankle vascular index; ABI, ankle brachial index; AI, augmentation index.

Показатели сфигмоманометрии / Sphygmomanometry resultsГруппа наблюдения /Observation groupГруппа сравнения /Reference groupp
CAVI справа / right CAVI7 (6,4;7,7)7 (6,4;7,7)0,96
CAVI слева / left CAVI6,9 (6,4;7,7)7 (6,3;7,6)0,99
ABI справа / right ABI1,07(1,03;1,12)1,08 (1,03;1,13)0,63
ABI слева / left ABI1,08 (1,03;1,13)1,08 (1,04;1,13)0,90
AI1,02 (0,91;1,15)0,96 (0,87;1,06)0,006

Анализ данных ультразвукового исследования брахиоцефальных артерий показал, что статистически значимых различий по абсолютной ТКИМ и доле ее значений, превышающих норму для соответствующего возраста и пола, между группами не выявлено (таблица 5).

Таблица 5. Данные ультразвукового исследования БЦА у обследованных работников, %

Table 5. Results of ultrasound of the brachiocephalic arteries in the examined workers, %

Примечание: значение p ≤ 0,05 считалось статистически значимым.

Сокращения: CAVI, сердечно-лодыжечный сосудистый индекс; ABI, лодыжечно-плечевой индекс; AI, индекс аугментации.

Note: the p-value ≤ 0.05 was judged as statistically significant.

Abbreviations: BCA, brachiocephalic arteries; CIMT, carotid intima-media thickness.

Данные ультразвукового исследования БЦА /BCA ultrasound resultsГруппа наблюдения /Observation groupГруппа сравнения /Reference groupp
Значения толщины КИМ / CIMT values, Ме (25;75)
ТКИМ, мм / CIMT, mm0,60 (0,50;0,70)0,50 (0,50;0,70)0,09
Частота выявления изменения БЦА, % / Frequency of detection of BCA changes, %
- наличие атеросклеротических бляшек / atherosclerotic plaques, n (%)17 (11,9)11 (14,1)0,65
- увеличение ТКИМ / increased CIMT, n (%)15 (10,6)10 (12,8)0,617

Построены парные логистические регрессионные модели, отражающие зависимость «экспозиция-ответ», которые позволили получить оценку вероятности отклонения показателя «Относительный прирост диаметра плечевой артерии» от нормы в зависимости от воздействия пылевого фактора (уровня концентрации). Получены следующие параметры логистических регрессионных моделей:

Полученные зависимости показаны на рисунке.

Рисунок. Зависимость вероятности отклонения показателя «Относительный прирост диаметра плечевой артерии» от нормы при воздействии пылевого фактора

Figure. The relationship between exposure to particulate matter and the probability of abnormal relative increase in the brachial artery diameter

https://cdn.elpub.ru/assets/journals/sredob/2024/10/btKLjwmCCljFRIfD2t5mtOXrJmoHhqAE7VOP0dhi.jpeg

При повышении концентрации взвешенных веществ мелкодисперсных фракций вероятность нарушения эндотелиальной функции по данным ЭЗВД увеличивается. Коэффициент детерминации (R²) в логистических моделях составил 0,37–0,4.

Обсуждение. Оценивая запыленность воздуха на рабочем месте аппаратчика флотационного процесса предприятия № 1, следует отметить, что содержание фракции РМ1, PM2,5, РМ4, PM10 выше относительно рабочего места сравнения в 357, 164, 178, 76 раз соответственно. На рабочем месте фильтровальщика содержание фракции РМ1, PM2,5, РМ4, PM10 выше относительно рабочего места сравнения в 230, 105, 116, 53 раз соответственно. На рабочем месте машиниста мельниц содержание фракции РМ1, PM2,5, РМ4, PM10 выше относительно рабочего места сравнения в 330, 156, 169, 70 раз соответственно.

На рабочем месте аппаратчика измельчения отделения обогащения предприятия № 2 содержание фракций РМ1, PM2,5, РМ4, PM10 выше относительно рабочего места сравнения в 175, 75, 79, 31 раз соответственно. На рабочем месте аппаратчика сушильного отделения установлено содержание фракции РМ1, PM2,5, РМ4, PM10 выше относительно рабочего места сравнения в 312, 128, 130, 50 раз соответственно.

Результат анализа по процентному составу частиц на предприятиях по производству минеральных удобрений показал, что наибольшая доля всех частиц, находящихся в воздухе рабочей зоны, относится к РМ1. По данным научной литературы, чем меньше размеры пылевых частиц, тем большую биологическую активность они проявляют [20][21]. При этом важно учитывать не только дисперсность пылевых частиц, но и их качественный состав, поскольку на состояние сосудов в организме работников, занятых на производстве с вредными условиями труда, большое влияние может оказывать химический состав частиц.

Анализ значений показателей артериальной жесткости работников показал, что доли работников в сравниваемых группах с морфологическими изменениями индексов CAVI, ABI были сопоставимы. В то же время по результатам контурного анализа пульсовой волны (индекс аугментации) в группе наблюдения имелись признаки повышения артериальной жесткости. В литературе имеются противоречивые данные о влиянии взвешенных частиц на жесткость артерий. S.G. Al-Kindi и соавт. приводят данные о статистически значимой корреляции прироста скорости пульсовой волны за 3 года наблюдения у лиц, проживающих в условиях воздействия РМ2,5 в концентрации выше 12 мг/м³, в то же время в начале исследования авторы корреляций данных показателей не выявили [22]. L. Zanoli и соавт. выполнили систематический обзор литературы о влиянии краткосрочного и длительного воздействия РМ2,5–10 на показатели артериальной жесткости. В 6 из 8 исследованиях, включенных в обзор, выявлено повышение скорости пульсовой волны и индекса аугментации при воздействии РМ2,5–10 [23].

В группе наблюдения было обнаружено наличие эндотелиальной дисфункции у 29,8 % работников, при этом в группе наблюдения в 2,3 раза больше лиц с эндотелиальной дисфункцией, чем в группе сравнения. В настоящее время, в литературе имеется ряд оригинальных статей и систематических обзоров, которые подтверждают повреждающее действие РМ на функцию эндотелия. Преимущественно, патогенетический механизм объясняется повреждением клеток эндотелия и последующим нарушением баланса вазодилатирующих и вазоконстрикторных, а также противо- и провоспалительных факторов [24][25]. Эндотелиальная дисфункция большинством авторов рассматривается как начальный этап атерогенеза [14]. В настоящем исследовании не выявлено статистически значимых различий по частоте выявления атеросклеротических бляшек в брахиоцефальных артериях. В то же время значение медианы толщины КИМ в группе наблюдения имело тенденцию к увеличению относительно группы сравнения. По данным других исследований, длительное воздействие высоких концентраций мелкодисперсных частиц приводит к увеличению ТКИМ [26][27].

Таким образом, в настоящем исследовании продемонстрировано нарушение функции эндотелия у работников, подвергающихся воздействию взвешенных мелкодисперсных частиц в воздухе рабочей зоны. Выполнено математическое моделирование зависимости эндотелиальной дисфункции от концентрации РМ в воздухе с определением вклада РМ в ее формирование. Структурные изменения артерий были менее показательными, но в группе наблюдения установлено повышение индекса аугментации, что свидетельствует о повышении артериальной жесткости, и тенденция к увеличению ТКИМ.

Выводы

1. ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (с Изменением N 1) [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://helpeng.ru/public/normdoc/ssbt/gost_12.1.005-88_1.pdf (дата обращения: 15.06.2024).

ReferencesCheriyan D, Hyun KY, Jaegoo H, Choi JH. Assessing the distributional characteristics of PM10, PM2.5, and PM1 exposure profile produced and propagated from a construction activity. J Clean Prod. 2020;276:124335. doi: 10.1016/j.jclepro.2020.124335Cheriyan D, Hyun KY, Jaegoo H, Choi JH. Assessing the distributional characteristics of PM10, PM2.5, and PM1 exposure profile produced and propagated from a construction activity. J Clean Prod. 2020;276:124335. doi: 10.1016/j.jclepro.2020.124335Li Y, Yang M, Men T, et al. Oxidative stress induced by ultrafine carbon black particles can elicit apoptosis in vivo and vitro. Sci Total Environ. 2020;709:135802. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.135802Li Y, Yang M, Men T, et al. Oxidative stress induced by ultrafine carbon black particles can elicit apoptosis in vivo and vitro. Sci Total Environ. 2020;709:135802. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.135802Fatima S, Mishra SK, Kumar U, Ahlawat A, Dabodiya TS, Kholsa D. Role of morphology and chemical composition of PM for particle deposition in human respiratory system: A case study over megacity-Delhi. Urban Clim. 2023;47:101344. doi: 10.2139/ssrn.4161388Fatima S, Mishra SK, Kumar U, Ahlawat A, Dabodiya TS, Kholsa D. Role of morphology and chemical composition of PM for particle deposition in human respiratory system: A case study over megacity-Delhi. Urban Clim. 2023;47:101344. doi: 10.2139/ssrn.4161388Егорова А.М., Луценко Л.А., Федорович Г.В., Сухова А.В. Совершенствование гигиенических критериев оценки риска здоровью работников пылевых профессий // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2020. № 10. С. 33–37. doi: 10.17513/mjpfi.13135Egorova AM, Lutsenko LA, Fedorovich GV, Sukhova AV. Improvement of hygiene criteria for assessing the health risk of workers in dust professions. Mezhdunarodnyy Zhurnal Prikladnykh i Fundamental'nykh Issledovaniy. 2020;(10):33-37. (In Russ.) doi: 10.17513/mjpfi.13135Pędzik M, Rogoziński T, Majka J, et al. Fine dust creation during hardwood machine sanding. Appl Sci. 2021;11(14):6602. doi: 10.3390/app11146602Pędzik M, Rogoziński T, Majka J, et al. Fine dust creation during hardwood machine sanding. Appl Sci. 2021;11(14):6602. doi: 10.3390/app11146602Liu T, Jiang Y, Hu J, et al. Association of ambient PM1 with hospital admission and recurrence of stroke in China. Sci Total Environ. 2022;828:154131. doi: 10.1016/j.scitotenv.2022.154131Liu T, Jiang Y, Hu J, et al. Association of ambient PM1 with hospital admission and recurrence of stroke in China. Sci Total Environ. 2022;828:154131. doi: 10.1016/j.scitotenv.2022.154131Ma X, Duan H, Zhang H, et al. Short-term effects of PM1, PM2.5, and PM2.5 constituents on myocardial infarction mortality in Qingdao, China: A time-stratified case-crossover analysis. Atmos Environ. 2023;294:119478. doi: 10.1016/j.atmosenv.2022.119478Ma X, Duan H, Zhang H, et al. Short-term effects of PM1, PM2.5, and PM2.5 constituents on myocardial infarction mortality in Qingdao, China: A time-stratified case-crossover analysis. Atmos Environ. 2023;294:119478. doi: 10.1016/j.atmosenv.2022.119478Xu R, Wei J, Liu T, et al. Association of short-term exposure to ambient PM1 with total and cause-specific cardiovascular disease mortality. Environ Int. 2022;169:107519. doi: 10.1016/j.envint.2022.107519Xu R, Wei J, Liu T, et al. Association of short-term exposure to ambient PM1 with total and cause-specific cardiovascular disease mortality. Environ Int. 2022;169:107519. doi: 10.1016/j.envint.2022.107519Yang BY, Guo Y, Morawska L, et al. Ambient PM1 air pollution and cardiovascular disease prevalence: Insights from the 33 Communities Chinese Health Study. Environ Int. 2019;123:310–317. doi: 10.1016/j.envint.2018.12.012Yang BY, Guo Y, Morawska L, et al. Ambient PM1 air pollution and cardiovascular disease prevalence: Insights from the 33 Communities Chinese Health Study. Environ Int. 2019;123:310–317. doi: 10.1016/j.envint.2018.12.012Li N, Chen G, Liu F, et al. Associations of long-term exposure to ambient PM1 with hypertension and blood pressure in rural Chinese population: The Henan rural cohort study. Environ Int. 2019;128:95–102. doi: 10.1016/j.envint.2019.04.037Li N, Chen G, Liu F, et al. Associations of long-term exposure to ambient PM1 with hypertension and blood pressure in rural Chinese population: The Henan rural cohort study. Environ Int. 2019;128:95–102. doi: 10.1016/j.envint.2019.04.037Orona NS, Astort F, Maglione GA, Yakisich JS, Tasat DR. Direct and indirect effect of air particles exposure induce Nrf2-dependent cardiomyocyte cellular response in vitro. Cardiovasc Toxicol. 2019;19(6):575–587. doi: 10.1007/s12012-019-09530-zOrona NS, Astort F, Maglione GA, Yakisich JS, Tasat DR. Direct and indirect effect of air particles exposure induce Nrf2-dependent cardiomyocyte cellular response in vitro. Cardiovasc Toxicol. 2019;19(6):575–587. doi: 10.1007/s12012-019-09530-zLjungman PLS, Andersson N, Stockfelt L, et al. Longterm exposure to particulate air pollution, black carbon, and their source components in relation to ischemic heart disease and stroke. Environ Health Perspect. 2019;127(10):107012. doi: 10.1289/ehp4757Ljungman PLS, Andersson N, Stockfelt L, et al. Longterm exposure to particulate air pollution, black carbon, and their source components in relation to ischemic heart disease and stroke. Environ Health Perspect. 2019;127(10):107012. doi: 10.1289/ehp4757Al-Kindi SG, Brook RD, Biswal S, Rajagopalan S. Environmental determinants of cardiovascular disease: Lessons learned from air pollution. Nat Rev Cardiol. 2020;17(10):656–672. doi: 10.1038/s41569-020-0371-2Al-Kindi SG, Brook RD, Biswal S, Rajagopalan S. Environmental determinants of cardiovascular disease: Lessons learned from air pollution. Nat Rev Cardiol. 2020;17(10):656–672. doi: 10.1038/s41569-020-0371-2Liang S, Zhang J, Ning R, et al. The critical role of endothelial function in fine particulate matter-induced atherosclerosis. Part Fibre Toxicol. 2020;17(1):61. doi: 10.1186/s12989-020-00391-xLiang S, Zhang J, Ning R, et al. The critical role of endothelial function in fine particulate matter-induced atherosclerosis. Part Fibre Toxicol. 2020;17(1):61. doi: 10.1186/s12989-020-00391-xHu T, Zhu P, Liu Y, et al. PM2.5 induces endothelial dysfunction via activating NLRP3 inflammasome. Environ Toxicol. 2021;36(9):1886–1893. doi: 10.1002/tox.23309Hu T, Zhu P, Liu Y, et al. PM2.5 induces endothelial dysfunction via activating NLRP3 inflammasome. Environ Toxicol. 2021;36(9):1886–1893. doi: 10.1002/tox.23309Tian G, Wang J, Lu Z, et al. Indirect effect of PM1 on endothelial cells via inducing the release of respiratory inflammatory cytokines. Toxicol In Vitro. 2019;57:203–210. doi: 10.1016/j.tiv.2019.03.013Tian G, Wang J, Lu Z, et al. Indirect effect of PM1 on endothelial cells via inducing the release of respiratory inflammatory cytokines. Toxicol In Vitro. 2019;57:203–210. doi: 10.1016/j.tiv.2019.03.013Sharma K, Lee HH, Gong DS, et al. Fine air pollution particles induce endothelial senescence via redox-sensitive activation of local angiotensin system. Environ Pollut. 2019;252(Pt A):317-329. doi: 10.1016/j.envpol.2019.05.066Sharma K, Lee HH, Gong DS, et al. Fine air pollution particles induce endothelial senescence via redox-sensitive activation of local angiotensin system. Environ Pollut. 2019;252(Pt A):317-329. doi: 10.1016/j.envpol.2019.05.066Celermajer DS, Sorensen KE, Gooch VM, et al. Non-invasive detection of endothelial dysfunction in children and adults at risk of atherosclerosis. Lancet. 1992;340(8828):1111- 1115. doi: 10.1016/0140-6736(92)93147-fCelermajer DS, Sorensen KE, Gooch VM, et al. Non-invasive detection of endothelial dysfunction in children and adults at risk of atherosclerosis. Lancet. 1992;340(8828):1111- 1115. doi: 10.1016/0140-6736(92)93147-fStein JH, Korcarz CE, Hurst RT, et al. Use of carotid ultrasound to identify subclinical vascular disease and evaluate cardiovascular disease risk: A consensus statement from the American Society of Echocardiography Carotid Intima-Media Thickness Task Force. Endorsed by the Society for Vascular Medicine. J Am Soc Echocardiogr. 2008;21(2):93-111. doi: 10.1016/j.echo.2007.11.011Stein JH, Korcarz CE, Hurst RT, et al. Use of carotid ultrasound to identify subclinical vascular disease and evaluate cardiovascular disease risk: A consensus statement from the American Society of Echocardiography Carotid Intima-Media Thickness Task Force. Endorsed by the Society for Vascular Medicine. J Am Soc Echocardiogr. 2008;21(2):93-111. doi: 10.1016/j.echo.2007.11.011Yang M, Guo YM, Bloom MS, et al. Is PM1 similar to PM2.5? A new insight into the association of PM1 and PM2.5 with children’s lung function. Environ Int. 2020;145:106092. doi: 10.1016/j.envint.2020.106092Yang M, Guo YM, Bloom MS, et al. Is PM1 similar to PM2.5? A new insight into the association of PM1 and PM2.5 with children’s lung function. Environ Int. 2020;145:106092. doi: 10.1016/j.envint.2020.106092Kwon HS, Ryu MH, Carlsten C. Ultrafine particles: Unique physicochemical properties relevant to health and disease. Exp Mol Med. 2020;52(3):318–328. doi: 10.1038/s12276-020-0405-1Kwon HS, Ryu MH, Carlsten C. Ultrafine particles: Unique physicochemical properties relevant to health and disease. Exp Mol Med. 2020;52(3):318–328. doi: 10.1038/s12276-020-0405-1Al-Kindi SG, Brook RD, Dobre M, Rahman M, Wright JT, Rajagopalan S. Ambient air pollution and pulse wave velocity in patients with hypertension treated with intensive versus standard blood pressure control. Hypertension. 2022;79(12):e144-e146. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.122.19779Al-Kindi SG, Brook RD, Dobre M, Rahman M, Wright JT, Rajagopalan S. Ambient air pollution and pulse wave velocity in patients with hypertension treated with intensive versus standard blood pressure control. Hypertension. 2022;79(12):e144-e146. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.122.19779Zanoli L, Lentini P, Granata A, et al. A systematic review of arterial stiffness, wave reflection and air pollution. Mol Med Rep. 2017;15(5):3425-3429. doi: 10.3892/mmr.2017.6392Zanoli L, Lentini P, Granata A, et al. A systematic review of arterial stiffness, wave reflection and air pollution. Mol Med Rep. 2017;15(5):3425-3429. doi: 10.3892/mmr.2017.6392Riggs DW, Zafar N, Krishnasamy S, et al. Exposure to airborne fine particulate matter is associated with impaired endothelial function and biomarkers of oxidative stress and inflammation. Environ Res. 2020;180:108890. doi: 10.1016/j.envres.2019.108890Riggs DW, Zafar N, Krishnasamy S, et al. Exposure to airborne fine particulate matter is associated with impaired endothelial function and biomarkers of oxidative stress and inflammation. Environ Res. 2020;180:108890. doi: 10.1016/j.envres.2019.108890Xia B, Zhou Y, Zhu Q, et al. Personal exposure to PM2.5 constituents associated with gestational blood pressure and endothelial dysfunction. Environ Pollut. 2019;250:346–356. doi: 10.1016/j.envpol.2019.04.024Xia B, Zhou Y, Zhu Q, et al. Personal exposure to PM2.5 constituents associated with gestational blood pressure and endothelial dysfunction. Environ Pollut. 2019;250:346–356. doi: 10.1016/j.envpol.2019.04.024Wilker EH, Mittleman MA, Coull BA, et al. Long-term exposure to black carbon and carotid intima-media thickness: The normative aging study. Environ Health Perspect. 2013;121(9):1061–1067. doi: 10.1289/ehp.1104845Wilker EH, Mittleman MA, Coull BA, et al. Long-term exposure to black carbon and carotid intima-media thickness: The normative aging study. Environ Health Perspect. 2013;121(9):1061–1067. doi: 10.1289/ehp.1104845Peralta AA, Schwartz J, Gold DR, Vonk JM, Vermeulen R, Gehring U. Quantile regression to examine the association of air pollution with subclinical atherosclerosis in an adolescent population. Environ Int. 2022;164:107285. doi: 10.1016/j.envint.2022.107285Peralta AA, Schwartz J, Gold DR, Vonk JM, Vermeulen R, Gehring U. Quantile regression to examine the association of air pollution with subclinical atherosclerosis in an adolescent population. Environ Int. 2022;164:107285. doi: 10.1016/j.envint.2022.107285

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