Воздействие загрязнения окружающей среды на здоровье населения является предметом изучения различных медикобиологических дисциплин (экологической эпидемиологии, экотоксикологии, гигиены, экологии человека, медицинской экологии, экологической патологии, экологической физиологии и т. д.), исследующих различные аспекты этого воздействия и характеризующихся своими методами и задачами.
Например, задачей экологической эпидемиологии является установление количественных зависимостей между уровнями воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды и показателями состояния здоровья населения. Эпидемиологические методы включают экологические исследования (анализ данных мониторинга окружающей среды и медицинской статистики для последующего определения связей между воздействием факторов окружающей среды и здоровьем населения), поперечные или одномоментные исследования (для оценки состояния здоровья в связи с воздействием неблагоприятных факторов), исследования типа «случай—контроль» (сравнивают группу лиц с изучаемой болезнью и контрольную группу в отношении возможной причины болезни) и когортные исследования (наблюдение в течение определенного времени за показателями состояния здоровья группы здоровых лиц (когорты), подвергающихся какому-либо воздействию) (Рахманин, 2006). Медицинская экология (Келлер, Кувакин, 1998) изучает общие закономерности взаимодействия окружающей среды с людьми в сфере их здоровья. Ее объектом являются окружающая среда, пространственно-территориальные антропо(медико)-экологические системы, а предметом — их свойства, проявляющиеся во влиянии на здоровье.
Здоровье человека — это относительное понятие, соответствующее оптимальному состоянию организма, которое определяется целым рядом факторов, в том числе образом жизни, генетической предрасположенностью, социально-экономическим статусом, профессиональной занятостью, доступностью медицинского обслуживания и, безусловно, состоянием окружающей среды (Рахманин, 2006). Здоровье населения — интегральный показатель, который отражает комплексное воздействие на человека социальных, экономических, экологических, наследственных и других факторов (Доронина и др., 2005).
В настоящее время нет общепризнанных данных о долевом вкладе различных факторов в формирование индивидуального и популяционного здоровья людей. По оценкам экспертов ВОЗ, в совокупном влиянии на здоровье населения образу жизни отводится около 50 % (курение, характер питания, условия труда, гиподинамия), среде обитания — 20 % (природно-климатические факторы, состояние загрязнения атмосферного воздуха, воды, почвы и т. д.), наследственности — 20 % и качеству медико-санитарного обслуживания — 10 % (своевременность и качество медицинской помощи, эффективность профилактических мероприятий). По данным российских исследователей (Худолей, Мизгирев, 1996) экологические факторы в совокупном влиянии могут составлять 25—40 %, а при сохранении существующих тенденций развития общества в ближайшие 30—40 лет их доля может возрасти до 50—70 % (Келлер, Кувакин, 1998).
Приведены факторы окружающей среды, воздействующие на здоровье человека. Из них большая доля в возникновении заболеваний связана с загрязнением окружающей среды. В данной системе не рассмотрены еще такие факторы окружающей среды (не вызванные ее антропогенным изменением), как природное избыточное или недостаточное содержание химических элементов в компонентах среды (биогеохимические провинции), с чем связано распространение соответствующих эндемических заболеваний (например, дефицит йода в почвах, водах, пищевых цепях и связанный с ним эндемический зоб в большинстве районов России; избыток молибдена в некоторых районах Армении и обусловленная этим эндемическая молибденовая подагра и т. д.).
А. П. Авцын, А. А. Жаворонков и М. А. Риш (1991) в своей классификации микроэлементозов человека предложили разделять техногенные микроэлементозы (т. е. заболевания или все патологические проявления, вызванные избытком микроэлементов в организме) на промышленные (профессиональные), соседские и трансгрессивные. Промышленные микроэлементозы связаны с производственной деятельностью человека и вызваны избытком определенных микроэлементов (их соединений) непосредственно в зоне самого предприятия (хромовые и никелевые дерматиты с изъязвлением слизистой оболочки носа; никелевый рак слизистой оболочки носа и бронхогенный рак легких; хронический гранулематозный воспалительный процесс легких и кожи при хронической профессиональной интоксикации соединениями бериллия и т. д.). Соседские микроэлементозы развиваются не у лиц, принимающих непосредственное участие в производстве, а у проживающих по соседству членов семьи. Такие соседские (семейные) микроэлементозы, как правило, нередко выражены и принимают скрытую форму различных патологических состояний. Трансгрессивные (от лат. transgressio — перенос, передвижение) микроэлементозы — заболевания, возникающие у людей, находящихся под постоянным и длительным воздействием аэрозолей металлов в атмосферных выбросах крупных промышленных предприятий или загрязнении водных объектов.
Аналогичное деление на профессиональные, соседские и трансгрессивные формы заболеваний может иметь место и при оценке воздействия на здоровье населения других загрязняющих веществ (не только микроэлементов, но и органических токсикантов и т. д.).
По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в мире на сегодня от 25 до 33 % всех зарегистрированных заболеваний напрямую связаны с загрязнением окружающей среды, из них 2/3 касаются детского населения (Доронина и др., 2005).
Схематический спектр биологического ответа организма человека на воздействие загрязнения окружающей среды отражает не только процесс развития болезни у отдельных людей, но и показывает, какие стадии патологического процесса типичны для данной популяции. Соотношение между клиническими, субклиническими и бессимптомными стадиями колеблется в широких пределах в зависимости от специфических факторов окружающей среды, интенсивности, длительности и механизмов их воздействия. Установление субклинической, невидимой картины болезни можно определить только лабораторными или другими специальными диагностическими методами.
Индикаторами событий, происходящих в биологических системах (организме или популяции), служат биологические маркеры. Одни из них могут использоваться для установления факта экспозиции (воздействия фактора риска) и позволяют определить наличие вещества или его метаболита в биологических тканях человека и дозу, полученную им от всех источников поступления этого вещества. Другие маркеры — маркеры эффекта — информируют о последствиях для здоровья воздействия этого неблагоприятного фактора. Третьи служат для уточнения восприимчивости того или иного человека к указанному воздействию.
По характеру воздействия на организм человека неблагоприятные факторы окружающей среды подразделяются на канцерогенные и не обладающие таким эффектом. Ряд канцерогенных факторов влияет и на наследственность. По степени канцерогенной опасности для человека (их критерии устанавливают в экспериментах на животных и по результатам аналитических эпидемиологических исследований) неблагоприятные факторы окружающей и природной среды МАИР разделены на четыре группы (оценено 837 факторов):
группа 1 — канцерогенные для человека — 74;
группа 2А — вероятно, канцерогенные для человека — 57;
группа 2В — возможно, канцерогенные для человека — 225;
группа 3 — не классифицируемые в отношении канцерогенности для человека — 480; группа 4 — вероятно, не канцерогенные для человека — 1.
К доказанным канцерогенам для человека (1-я группа МАИР) относятся 4-аминобифенил, бензидин, бензол, бериллий и его соединения, хлорметиловый эфир, винилхлорид, горчичный газ (сернистый иприт), кадмий и его соединения, каменноугольные пеки и смолы, минеральные масла (неочищенные), мышьяк и его соединения, 2-нафтиламин, никель и его соединения, сланцевые масла, ТХДД, шестивалентный хром и его соединения, этиленоксид, радон и продукты его распада, солнечная радиация, асбест, сажа и др.
Неканцерогенные вещества вызывают широкий спектр нарушений состояния здоровья человека, которые можно рассматривать как разные формы проявления токсических эффектов, регистрируемых на разных уровнях (от молекулярного до популяционного). Последние проявляются в виде повышенной заболеваемости и (или) смертности.
В последнее время во многих странах для установления характеристики воздействия неблагоприятных факторов на здоровье населения используется методология оценки риска (вероятности причинения вреда жизни или здоровью). Оценка риска представляет собой процесс установления вероятности развития и степени выраженности неблагоприятных эффектов у человека, обусловленных воздействием факторов окружающей среды. Она включает:
1) идентификацию опасности, оценку воздействия (экспозиции), оценку зависимости «доза—ответ» и характеристику риска;
2) оценку токсических свойств химического вещества и условий его воздействия на человека, направленную на установление вероятности отклонений в показателях здоровья у экспонированных людей;
3) оценку вида и степени выраженности опасности, создаваемой агентом в результате существующего или возможного воздействия на определенную группу людей (Ревич и др., 2004).
По данным Ю. А. Рахманина (2004), основной вклад от суммарного канцерогенного и неканцерогенного риска, связанного с воздействием загрязнений объектов окружающей среды в Российской Федерации, вносит загрязнение атмосферного воздуха (от 80 до 90 %). Ведущая роль загрязнений атмосферного воздуха по отношению к другим объектам окружающей среды установлена во многих странах, включая США, европейские страны. (Рахманин и др., 2004).
В России в городах с загрязненным воздухом проживает до 10 % населения. Поданным Б. А. Ревича и др. (2004), загрязнение атмосферного воздуха только взвешенными веществами приводит к повышению числа смертей ориентировочно на 40 тыс. случаев. Сотни тысяч детей страдают от заболеваний органов дыхания.