Particulate matter in the ambient air as a risk factor of bronchial asthma in adults



Cite item

Abstract

The aim of the study was to study the role of fine suspended particles in the atmospheric air in the formation of allergic, non-allergic and mixed phenotypes of bronchial asthma in adults.

Methods. The analysis of atmospheric air pollution by fine particles in Kazan was carried out according to the database of social and hygienic monitoring of the FBUZ "Center for Hygiene and Epidemiology in the Republic of Tatarstan" for 2014-2020. To study the relationship between the level of atmospheric air pollution with fine particles and bronchial asthma in adults (18-65 years old), a retrospective analysis of the incidence of bronchial asthma (ICD-10 codes J45.0, J45.1, J45.8) was carried out during the same period among the population of Kazan. The regional medical information system "Electronic Health of the Republic of Tatarstan" was used. Statistical modeling was carried out using the method of mixed models based on the Poisson distribution or the negative binomial distribution.

Results. The average annual absolute risk of bronchial asthma in the adult population of Kazan was 0.51 per 100 people aged 18-65 years, an increase of 0.09 per 100 people (17.6%) per year (p = 0.039). An increase in the annual maximum concentrations of PM2.5 by 10 µg increased the absolute risk of non-allergic bronchial asthma by 0.066 per 100 people aged 18-65 years (p=0.043). Similar dependences, but without statistical significance at the level of p<0.05, were found for such exposure parameters as the mass concentration of PM10 and the mass of particles deposited in the tracheobronchial and respiratory sections of the lungs. For allergic and mixed asthma, no statistically significant relationships with mass concentrations and deposited doses of suspended particles were found.

Conclusions. Air pollution with fine suspended particles increases the risk of developing a non-allergic phenotype of adult bronchial asthma, which may be associated with specific pathogenetic mechanisms, including the reaction of the epithelium to the deposition of fine particles.

Full Text

Введение

Одной из актуальных проблем экологии человека является воздействие загрязненной воздушной среды на здоровье человека, включая повышенный риск поражений дыхательной системы [1, 2]. Бронхиальная астма (БА), являющаяся одним из самых распространенных хронических неинфекционных заболеваний [3], может быть связана с наличием в окружающей среде взвешенных частиц. Показано, что присутствие в атмосферном воздухе аэрозолей увеличивает риск обострений бронхиальной астмы [4, 5, 6], а также приводит к возникновению астмы у детей 0-18 лет [7]. Вопрос о том, связана ли заболеваемость астмой взрослых с воздействием взвешенных веществ атмосферного воздуха, остается открытым. Работ в этом направлении недостаточно, а имеющиеся данные противоречивы [8, 9, 10, 11, 12]: оценки рисков были около 1,0 и в большинстве исследований не достигали критического уровня статистической значимости. Бронхиальная астма является гетерогенным заболеванием и представлена несколькими фенотипами, имеющими разные патогенетические механизмы [13]; однако в качестве исходов рассматривались все случаи бронхиальной астмы, и анализ по отдельным фенотипам не проводился. Неопределенность полученных результатов может быть связана также с тем, что до сих пор нет единого мнения относительно того, какой тип метрик экспозиции наилучшим образом характеризует воздействие взвешенных веществ на патогенетические процессы, приводящие к появлению бронхиальной астмы. Выводы, полученные в предыдущих исследованиях [8, 9, 10, 11, 12], основывались на анализе связи бронхиальной астмы со среднегодовыми или среднемноголетними массовыми концентрациями взвешенных веществ; практически не рассматривались максимальные концентрации, а также такие новые метрики экспозиции, как массы осевших в различных отделах легких частиц [14, 15].

  Целью настоящей работы является изучение роли мелкодисперсных взвешенных частиц в атмосферном воздухе в формировании аллергического, неаллергического и смешанного фенотипов бронхиальной астмы взрослых на основе установления статистической связи риска заболеваний с уровнем концентраций и массовым дозами осевших в отделах легких взвешенных частиц.    

 

Методы

Проведен анализ многолетнего (2014-2020 гг.) массива данных по мониторингу содержания мелкодисперсных взвешенных веществ в атмосферном воздухе г.Казани. ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Татарстан (Татарстан)» (https://fbuz16.ru) в 15 постах наблюдений (мониторинговые точки), расположенных в жилых зонах г.Казань, проводит контроль содержания взвешенных веществ в атмосферном воздухе с использованием анализатора пыли DustTrak (TSI Inc., США). Анализатор пыли имеет встроенную функцию фракционного разделения аэрозольных частиц в пробе и измеряет общую массовую концентрацию (TSP) и массовую концентрацию отдельных фракций аэрозольных частиц (РМ2.5 и РМ10). База данных по содержанию взвешенных веществ в атмосферном воздухе была получена путем формирования пользовательских отчетов из программы АИС «СГМ» (автоматизированная информационная система «Социально-гигиенический мониторинг»), используемой в ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Татарстан (Татарстан)» для учёта, накопления многолетних данных, анализа, оценки и прогноза сведений, в том числе по исследованиям атмосферного воздуха.

Обработка массива данных включала подготовку первичной электронной базы данных, оценку качества и сортировку первичных данных, подготовку итоговой базы данных, агрегацию данных и статистический анализ. Итоговая база данных состояла из рядов замеров в 4290 пространственно-временных точках и была использована для расчетов среднегодовых и максимальных годовых концентраций в мониторинговых точках.

Для оценки массовых доз оседаемых в легких аэрозольных частиц был разработан метод восстановления функции распределения концентрации аэрозольных частиц по размерам по фактическим концентрациям PM2.5 и PM10 в предположении о логнормальном распределении, характерном для атмосферных аэрозолей, что позволило перейти от ступенчатой функции распределения, основанной на трех фактических концентрациях - PM2.5, PM10, TSP, к описанию дисперсности аэрозоля в виде непрерывной функции [16]). Для последующего расчета долей масс аэрозольных частиц, осевших в различных зонах дыхательных путей человека, использовалась свободно распространяемая программа MPPD (Multiple-Path Particle Dosimetry) [17].  

Среднегодовые и максимальные годовые концентрации общей фракции аэрозоля, фракций РМ10 и РМ2.5 для соответствующей временно-пространственной точки, а также рассчитанные на их основе массы аэрозоля, депонированного в различных отделах легких (общая депонированная масса аэрозоля, трахеобронхиальная и респирабельная фракции) использовались в качестве экспозиционных параметров.

Одновременно на территориях, прилегающих к постам наблюдений за содержанием взвешенных веществ, был проведен сбор данных о новых случаях бронхиальной астмы среди взрослого населения (18-65 лет) г. Казани за 2014-2020 гг. с использованием базы данных Республиканского медицинского информационно-аналитического центра (РМИАЦ) (https://rmiac.tatarstan.ru). Данные о выявленных случаях заболеваний формировались на основании записей, которые врач вводит в РМИС при обращении пациентов в медицинскую организацию или при выявлении заболевания медицинским работником. Отчёт о вновь выявленных случаях бронхиальной астмы формировался по кодам МКБ-10 (атопическая бронхиальная астма - код J45.0, неаллергическая бронхиальная астма – код J45.1, смешанная бронхиальная астма – код – J45.8) с указанием возраста и адреса (улица, номер дома) проживания пациента; всего 29350 случаев бронхиальной астмы по г. Казани в возрастной группе 18-65 лет за 2014-2020 гг. при размере выборки 8598204 человек-лет. Для анализа выбирались, в соответствии с принятым в геоинформационных исследованиях подходом [18], адреса жилых домов в радиусе до 1 км от мониторинговых точек контроля качества атмосферного воздуха. Отобраны все пациенты с бронхиальной астмой в возрасте от 18 до 65 лет, проживающие на данных территориях, с последующим расчетом абсолютных рисков (число новых случаев на 100 населения) с учетом численности населения, проживающего на выбранных территориях; всего 5063 случая бронхиальной астмы (17,3% от общего числа случаев по г. Казани в данной возрастной группе за 2014-2022 гг.) при размере выборки 435939 человек-лет.

Анализ динамики заболеваемости бронхиальной астмой проводился с применением линейного регрессионного анализа. Характеристика динамики параметров загрязнения атмосферного воздуха взвешенными веществами проводилось с применением метода смешанных линейных моделей [19], где мониторинговая точка включалась в качестве случайной переменной. Для статистическое моделирования связи новых случаев бронхиальной астмы и переменных, описывающих загрязнение атмосферного воздуха взвешенными веществами, также использовался метод смешанных моделей [19]. Мониторинговая точка и экспозиционная переменная выступали в качестве фиксированных факторов, год наблюдения – в качестве случайного фактора. В качестве параметров экспозиции применялись среднегодовые или максимальные годовые концентрации фракций РМ2.5, РМ10, общей взвешенной фракции (TSP), а также рассчитанные на их основе массы аэрозоля, депонированные в различных отделах дыхательной системы (общая депонированная масса аэрозоля, трахеобронхиальная и респирабельная фракции); результаты представлены в виде диапазона (Min-Max), среднего значения (M) с 95% доверительным интервалом, медианы (Me) с межквартильным диапазоном (Q1-Q3). Тестировалось соответствие числовых данных двум типам распределения – распределению Пуассона и отрицательному биномиальному распределению с последующим подбором оптимальной модели (по показателям сверхдисперсии и разбросу остатков). Полученные результаты интерпретировались с учетом критического уровня статистической значимости 0,05. Статистическая обработка и визуализация результатов осуществлялись с использованием программной среды R (версия 4.0.5): пакеты MASS, ggplot2, nmle, lme4 [20].

 

Результаты

Первичная заболеваемость бронхиальной астмой среди взрослого населения г.Казани (18-65 лет) в период с 2014 по 2020 гг. составила от 0,15 до 0,97 на 100 населения, среднемноголетнее значение - 0,51 на 100 населения (95% доверительный интервал 0,44-0,58), медиана – 0,52 на 100 населения (межквартильный интервал Q1-Q3 - 0,38-0,57). В выборке населения, проживающего в радиусе до 1 км от 15 мониторинговых точек, которые отбирались в соответствии с задачами социально-гигиенического мониторинга на основе предварительно проведенной идентификации рисков, первичная заболеваемость бронхиальной астмой в период с 2014 по 2020 гг. была существенно выше и составила от 0 до 7,86 на 100 населения, среднемноголетнее значение - 1,36 на 100 населения (95% доверительный интервал 1,34-1,38), медиана – 1,02 на 100 населения (межквартильный интервал Q1-Q3 - 0,66-1,69).

В целом наблюдался рост первичной заболеваемости бронхиальной астмы с увеличением показателя на 0,09 на 100 населения ежегодно (темп прироста 17,6% в год) (p=0,039) (рис.1). Рост заболеваемости бронхиальной астмой наблюдался в первую очередь за счет неаллергического фенотипа – на 0,011 на 100 населения ежегодно (p=0,049) и смешанного фенотипа – на 0,034 на 100 населения ежегодно (p=0,039). Рост заболеваемости аллергической астмой (на 0,028 на 100 населения ежегодно) не достигал статистической значимости (p=0,093). В мониторинговых точках при относительно стабильных показателях первичной заболеваемости бронхиальной астмы в целом и смешанной бронхиальной астмой наблюдался рост заболеваемости аллергическим фенотипом бронхиальной астмы – на 0,053 на 100 населения ежегодно (p=0,025) и неаллергическим фенотипом бронхиальной астмы – на 0,019 на 100 населения ежегодно (p=0,009).

Статистические характеристики среднегодовых и максимальных годовых концентраций, а также масс аэрозоля, депонированных в различных отделах дыхательной системы, приведены в таблице 1. Статистические данные по среднегодовым и максимальным годовым концентрациям фракций аэрозоля, измеренных в отдельных мониторинговых точках в течение 2014-2020 гг., и массам аэрозоля, депонированных в различных отделах дыхательной системы, представлены на рисунках 2. и 3.

В периоде 2014-2020 гг. отмечался рост среднегодовых концентраций для общей фракции аэрозоля (p<0,001) и фракции РМ10 (p<0,001), снижение - для фракции РМ2.5 (p<0,001). Максимальные за год концентрации оставались стабильными для общей фракции, но демонстрировали рост для фракций РМ10 (p=0,025) и РМ2.5 (p=0,023).

В таблице 2 приведены характеристики моделей, описывающих статистически значимую взаимосвязь между загрязнением атмосферного воздуха и новыми случаями бронхиальной астмы среди взрослого населения.

Анализ построенных моделей показал, что повышение максимальных за год концентраций РМ2.5 на 10 мкг увеличивает абсолютный риск неаллергической бронхиальной астмы (код J45.1) на величину, равную 0,066 на 100 населения ежегодно (p=0,043), то есть при сохраняющихся тенденциях роста экспозиционных нагрузок можно спрогнозировать существенный рост неаллергического фенотипа бронхиальной астмы. Увеличение максимальных годовых концентраций РМ10 также связано с увеличением абсолютного риска неаллергической бронхиальной астмы, но без статистической значимости (p=0,067). Увеличение депонированных доз, рассчитанных для различных отделов респираторного тракта (трахеобронхиальная и респирабельная фракции) на основе данных по максимальным годовым концентрациям и с учетом дисперсности, восстановленной с применением логнормального распределения, связано с увеличением абсолютного риска неаллергической бронхиальной астмы, но также без статистической значимости (p=0,088 и p=0,094 соответственно).

Статистическое моделирование не выявило статистически значимой связи первичной заболеваемости других фенотипов бронхиальной астмы (аллергическая астма, смешанная астма) с массовыми концентрациями и депонированными дозами взвешенных веществ.  Статистически значимый риск развития неаллергического фенотипа бронхиальной астмы взрослых при вдыхании мелкодисперсных частиц может быть связан с особыми патогенетическими механизмами, в том числе реакцией эпителия на осаждение мелкодисперсных частиц

 

Обсуждение результатов

В ходе работы было показано, что загрязнение атмосферного воздуха взвешенными частицами с аэродинамическим диаметром менее 2,5 мкм статистически значимо повышает риск развития неаллергического фенотипа бронхиальной астмы взрослых (18-65 лет). При этом среднегодовые и максимальные годовые концентрации фракции РМ2.5 чаще всего не превышали установленных предельно допустимых значений (табл. 1). Аналогичная зависимость, но без статистической значимости на уровне р<0,05, выявлена для массовой концентрации фракции РМ10.

Использование в качестве метрики экспозиции массы частиц, депонированных в различных отделах дыхательной системы, позволяет предположить необходимость учета депонирования взвешенных частиц в нижних отделах легких: тенденции на уровне статистической значимости p<0,1 показаны для масс аэрозоля, осевшего в трахеобронхиальном и альвеолярном отделах легких, но не для общей массы осевшего аэрозоля. Применение метода смешанных моделей с включением года наблюдения в качестве случайного фактора позволило учесть эффект вариабельности уровней загрязнений по отдельным годам наблюдения и выявить влияние фактора загрязнения атмосферного воздуха взвешенными частицами; однако небольшое число мониторинговых точек (n=15), на которых велись регулярные замеры, влияет на статистическую мощность исследования.

При зафиксированных тенденциях роста концентраций мелкодисперсных фракций можно спрогнозировать существенный рост неаллергического фенотипа бронхиальной астмы взрослых. Для других фенотипов бронхиальной астмы (аллергическая астма, смешанная астма) не выявлено статистически значимых связей с массовыми концентрациями и депонированными дозами взвешенных частиц.

Бронхиальная астма, как отмечалось выше, представляет собой гетерогенное заболевание, в основе развития которого лежат различные процессы [13]. Роль депонирования мелкодисперсных взвешенных веществ в торакальном отделе дыхательной системы (нижние дыхательные пути и альвеолярный отдел легких) при развитии неаллергической бронхиальной астмы имеет теоретическое патогенетическое обоснование, подкрепленное экспериментами in vitro и in vivo [22]. Cведения, полученные в исследованиях с участием людей, крайне ограничены, что позволяет рассматривать полученный нами результат как существенный для дальнейшего исследования гипотезы о специфических патогенетических механизмах неаллергической бронхиальной астмы в присутствии взвешенных веществ в воздухе. Возможно, патогенез экологически обусловленного неаллергического фенотипа бронхиальной астмы связан с реакцией бронхиального эпителия на осевшие в дыхательных путях частицы; данное направление исследований заслуживает дальнейшего развития.

Полученные результаты показывают, что совместное использование ресурсов баз данных, собираемых в рамках социально-гигиенического и экологического мониторинга, и медицинских информационных систем, а также моделирование осаждения взвешенных частиц в отделах дыхательной системы человека существенно расширяют возможности изучения связи риска легочных заболевания с уровнем аэрозольных загрязнений в городе.  Ограничениями данного типа исследований являются ретроспективный характер данных, ограниченные возможности по учету потенциальных кофаундеров, включая пространственные особенности. В нашей работе для учета возможного влияния внешних факторов в статистические модели включалась переменная «мониторинговая точка».

Важным является переход к анализу влияния отдельных фракций взвешенных веществ в атмосферном воздухе на состояние здоровья населения с учетом различных параметров экспозиции. В случае бронхиальной астмы у взрослых наиболее информативным показателями оказались максимальные годовые концентрации фракций РМ2.5 и РМ10, а также рассчитанные на основе моделирования процессов осаждения в дыхательных путях массы аэрозоля, депонированного в трахеобронхиальном и альвеолярном отделе легких. Сведения о том, что для бронхиальной астмы пиковые концентрации загрязнителей атмосферного воздуха важнее, чем длительное воздействие, отмечались ранее некоторыми исследователями [23]. Полученные результаты подтверждают также перспективность использования таких метрик воздействия, как масса депонированных в легких взвешенных частиц.

 

Заключение

Проведен анализ данных по концентрациям взвешенных частиц за период 2014-2020 гг. по г. Казани и рассчитанным массовым долям, осевших в отделах легочной системы. В целом за этот период наблюдался рост первичной заболеваемости бронхиальной астмы, в первую очередь за счет неаллергического и смешанного фенотипов.

Проведен статистический анализ связи риска заболеваний с уровнем концентраций частиц и массовыми дозами осевших частиц. Увеличение максимальных за год концентраций РМ2,5 на 10 мкг статистически значимо увеличивало абсолютный риск неаллергической бронхиальной астмы - на 0,066 на 100 населения в возрасте 18-65 лет (р=0,043). Аналогичные зависимости, но без статистической значимости на уровне р<0,05, выявлены для таких экспозиционных параметров, как массовая концентрация фракции РМ10 и массы частиц, депонированных в трахеобронхиальном и респираторном отделах дыхательной системы. Для других фенотипов бронхиальной астмы (аллергическая астма, смешанная астма) не обнаружено статистически значимых связей с массовыми концентрациями и депонированными дозами взвешенных частиц.

 

Авторство

Фатхутдинова Л.М. – концепция и дизайн исследования, анализ и интерпретация данных, подготовка и переработка текста; Тимербулатова Г.А. –  анализ и интерпретация данных (взвешенные вещества в атмосферном воздухе), редактирование текста; Зарипов Ш.Х. – получение, анализ и интерпретация данных (математическое моделирование оседания взвешенных веществ в дыхательной системе), редактирование текста; Яппарова Л.И. – получение, анализ и интерпретация данных (взвешенные вещества в атмосферном воздухе), редактирование текста; Абляева А.В. – анализ и интерпретация данных (заболеваемость бронхиальной астмой), редактирование текста; Савельев А.А. – дизайн статистического моделирования, тестирование статистических моделей, редактирование; Сизова Е.П. – получение первичных данных (взвешенные вещества в атмосферном воздухе), анализ и интерпретация данных, редактирование текста; Залялов Р.Р. – концепция и дизайн исследования, получение первичных данных (заболеваемость бронхиальной астмой), анализ и интерпретация данных, редактирование текста. Все соавторы – утверждение окончательного варианта статьи.

Авторы подтверждают отсутствие конфликта интересов.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-05-50094. The reported study was funded by RFBR, project number 19-05-50094.  

Первичные данные и программный код (R) могут предоставлены по запросу.

Таблица 1 – Среднегодовые и максимальные годовые концентрации взвешенных веществ в 15 мониторинговых точках г.Казани в период 2014-2020 гг. (93 пространственно-временные точки)

Table 1 - Average annual and maximum annual concentrations of particulate matter at 15 monitoring points in Kazan for the period from 2014 to 2020 (93 spatiotemporal points)

Концентрации взвешенных веществ

Min-Max

M [95% ДИ]

Me [Q1-Q3]

ПДК [21]

Среднегодовые концентрации общей фракции аэрозоля, мкг/м3

52,9–223,9

129,7 [117, 2-144, 5]

124,5 [103, 1-155, 6]

75

Среднегодовые концентрации фракции РМ10, мкг/м3

21,4–119,2

65,8 [60, 7-71, 6]

61,6 (46,3-84,2]

40

Среднегодовые концентрации фракции РМ2.5, мкг/м3

0–84,2

20,4 [14, 4-25, 8]

20,7 [8, 6-26, 7]

25

Максимальные годовые концентрации общей фракции аэрозоля, мкг/м3

140–769

497,7 [465, 3-530]

521 [360-637]

500

Максимальные годовые концентрации фракции РМ10, мкг/м3

59–453

266,5 [245, 2-277, 8]

248 [194-348]

300

Максимальные годовые концентрации фракции РМ2.5, мкг/м3

0–420

137 [123, 7-150, 3]

127 [105-171]

160

Cреднегодовая масса аэрозоля, депонированного легких, мг

0,0141-0,2024

0,0468 [0, 0395-0, 0864]

0,0389 [0, 0271-0, 0522]

нет

Cреднегодовая масса аэрозоля, депонированного в трахеобронхиальном отделе легких, мг

0,0001-0,0111

0,0024 [0, 0019-0, 0043]

0,0017 [0, 0011-0, 0025]

нет

Среднегодовая масса аэрозоля, депонированного в альвеолярном отделе легких, мг

0,0000-0,0153

0,0029 [0, 0023-0, 0051]

0,0020 [0, 0014-0, 0031]

нет

Максимальная годовая масса аэрозоля, депонированного легких, мг

0,0139-0,2174

0,1100 [0, 0985-0, 2085]

0,1083 [0, 0792-0, 1588]

нет

Максимальная годовая масса аэрозоля, депонированного в трахеобронхиальном отделе легких, мг

0,0008-0,0171

0,0072 [0, 0064-0, 0136]

0,0074 [0, 0052-0, 0095]

нет

Максимальная годовая масса аэрозоля, депонированного в альвеолярном отделе легких, мг

0,0001-0,0196

0,0091 [0, 0082-0, 0173]

0,0096 [0, 0046-0, 0126]

нет

 

 

Таблица 2 – Смешанные регрессионные модели, описывающие статистически значимую связь между загрязнением атмосферного воздуха мелкодисперсными частицами и новыми случаями неаллергической бронхиальной астмы

Table 2 - Mixed regression models describing a statistically significant relationship between particulate matter in ambient air and incidence of non-allergic bronchial asthma

Модель (формула)

Экспозиционная переменная

Коэффициент пропорциональности (a1) и стандартная ошибка (SE), уровень статистической значимости p для экспозиционной переменной

ln(countJ45.1/pop) ~ a0i + a1*X, где:

countJ45.1 - число новых случаев неаллергической бронхиальной астмы среди населения,

pop – численность населения, проживающего в радиусе до 1 км от мониторинговых точек,

a0i – i - мониторинговая точка, i=[1, 15],

a1 – коэффициент пропорциональности, X – экспозиционная переменная,

год наблюдения (2014-2020 гг.) принимался в качестве случайного фактора,

тип распределения – Пуассоновское распределение

Максимальная годовая концентрация фракции РМ2.5, мг/м3

2,46 (1,21); p=0,043

Максимальная годовая концентрация фракции РМ10, мг/м3

1,36 (0,74); p=0,067

Максимальная годовая масса аэрозоля, депонированного в трахеобронхиальном отделе легких, мг

43,77 (25,69); p=0,088

Максимальная годовая масса аэрозоля, депонированного в альвеолярном отделе легких, мг

33,50 (20,04); p=0,094

Рисунок 1. Абсолютный риск (АР, на 100 населения в возрасте 18-65 лет) бронхиальной астмы (ВА) и отдельных фенотипов бронхиальной астмы (J45.0 – аллергическая БА, J45.1 – неаллергическая БА, J45.8 – смешанная БА) за период 2014-2020 гг.

Figure 1. Absolute risk (AR, per 100 population aged 18-65 years) of bronchial asthma (BA) and its phenotypes (J45.0 - allergic BA, J45.1 - non-allergic BA, J45. 8 - mixed BA) for the period from 2014 to 2020.

Рисунок. 2. Среднегодовые концентрации (С) общей фракции взвешенных веществ (TSP), фракции с аэродинамическим размеров менее 10 мк (PM10) и фракции с аэродинамическим размером менее 2,5 мк (РМ2.5) в 15 мониторинговых точках г.Казани в период с 2014 по 2020 гг. и массы взвешенных частиц, депонированных в легких (ТВ – трахеобронхиальный отдел, Р – альвеолярный отдел) (боксплот).

Figure. 2. Average annual concentrations (C) of the total fraction of suspended particles (TSP), PM10 fractions and PM2.5 fraction at 15 monitoring points in the city of Kazan in the period from 2014 to 2020, and the corresponding mass of suspended particles deposited in the lungs (TB - tracheobronchial region, P - alveolar region) (boxplot).

Рис. 3. Максимальные годовые концентрации (С) общей фракции взвешенных веществ (TSP), фракции с аэродинамическим размеров менее 10 мк (PM10) и фракции с аэродинамическим размеров менее 2,5 мк (РМ2.5) в 15 мониторинговых точках г.Казани в период с 2014 по 2020 гг. и массы взвешенных частиц, депонированных в легких (ТВ – трахеобронхиальный отдел, Р – альвеолярный отдел) (боксплот).

Figure. 3. Maximum annual concentrations (C) of the total fraction of suspended particles (TSP), PM10 fractions and PM2.5 fraction at 15 monitoring points in the city of Kazan in the period from 2014 to 2020, and the corresponding mass of suspended particles deposited in the lungs (TB - tracheobronchial region, P - alveolar region) (boxplot).

×

About the authors

Liliya M. Fatkhutdinova

Kazan State Medical University

Author for correspondence.
Email: liliya.fatkhutdinova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9506-563X
SPIN-code: 9605-8332
Scopus Author ID: 6603587324
ResearcherId: C-4294-2016
https://kazangmu.ru/department-of-hygiene/sotrudniki-kafedry

M.D., PhD, D.Sc., Head of Department of Hygiene and Occupational Medicine

Russian Federation, Kazan, Russia

Guzel A. Timerbulatova

Kazan State Medical University; Center of Hygiene and Epidemiology in the Republic of Tatarstan

Email: ragura@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2479-2474
SPIN-code: 2402-8878
Scopus Author ID: 57204550368

старший преподаватель кафедры гигиены, медицины труда

Russian Federation, Kazan, Russia; Kazan, Russia

Shamil K. Zaripov

Kazan (Volga Region) Federal University

Email: shamil.zaripov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3348-7292
SPIN-code: 6648-2665
Scopus Author ID: 6603766709

заведующий кафедрой моделирования экологических систем Института экологии и природопользования 

Russian Federation, Kazan,Russia

Lyalya I. Yapparova

Казанский государственный медицинский университет

Email: yapparova.2015@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3558-8807
SPIN-code: 5386-9113

Assistant at the Department of Hygiene and Occupational Medicine

Russian Federation, 49, Butlerova str., 420012 Kazan

Anastasiya V. Ablyaeva

Kazan State Medical University

Email: ablyaeva.av@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5597-0694
SPIN-code: 3901-8348
Scopus Author ID: 57221916489

старший преподаватель кафедры гигиены, медицины труда

Russian Federation, Kazan, Russia

Anatolii A. Saveliev

Kazan (Volga Region) Federal University

Email: Anatoly.Saveliev.aka.saa@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6270-7744
SPIN-code: 5507-7958
Scopus Author ID: 7005725840

Cand. Sc. Physics and Mathematics, D.Sc. Biology, Professor, Department of Environmental systems modeling of the Institute of Ecology and Natural Resources Management

Russian Federation, Kazan, Russia

Elena P. Sizova

Center of Hygiene and Epidemiology in the Republic of Tatarstan

Email: fguz.kanc@tatar.ru
ORCID iD: 0000-0002-8642-5194
Scopus Author ID: 57222576973

главный врач

Russian Federation, Kazan, Russia

Ramil R. Zalyalov

Kazan State Medical University; Republican Medical Center for Information and Analysis

Email: ramilzal@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2062-0058
SPIN-code: 3150-5410
Scopus Author ID: 56556930700

доцент кафедры гигиены, медицины труда ФГБОУ ВО «Казанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, заместитель директора Республиканского медицинского информационно-аналитического центра

Russian Federation, Kazan, Russia; Kazan, Russia

References

  1. Fatkhutdinova L.M., Tafeeva E.A., Timerbulatova G.A. et al. Health risks of air pollution with fine particulate matter. Kazan Medical Journal. 2021;102(6):862–876. doi: 10.17816/KMJ2021-862.
  2. Falcon-Rodriguez C. I., Osornio-Vargas A.R., Sada-Ovalle I. et al. Aeroparticles, composition, and lung diseases. Front Immunol. 2016;7. doi: 10.3389/fimmu.2016.00003.
  3. Papi A., Brightling C., Pedersen S.E. et al. Asthma. Lancet. 2018;391(10122):783-800. doi: 10.1016/S0140-6736(17)33311-1.
  4. Bontinck A., Maes T., Joos G. Asthma and air pollution: recent insights in pathogenesis and clinical implications. Curr Opin Pulm Med. 2020;26(1):10-19. doi: 10.1097/mcp.0000000000000644.
  5. Guarnieri M., Balmes J.R. Outdoor air pollution and asthma. Lancet. 2014;383(9928):1581-1592. doi: 10.1016/S0140-6736(14)60617-6.
  6. Anenberg S. C., Henze D. K., Tinney V. et al. Estimates of the global burden of ambient PM2.5, ozone, and NO2 on asthma incidence and emergency room visits. Environ Health Perspect. 2018;126(10):107004. doi: 10.1289/EHP3766.
  7. Khreis H., Kelly C., Tate J. et al. Exposure to traffic-related air pollution and risk of development of childhood asthma: a systematic review and meta-analysis. Environ Int. 2017;100:1-31. doi: 10.1016/j.envint.2016.11.012.
  8. Künzli N., Bridevaux P.O., Liu L.J. et al. Swiss cohort study on air pollution and lung diseases in adults. Traffic-related air pollution correlates with adult-onset asthma among never-smokers. Thorax. 2009;64(8):664-670. doi: 10.1136/thx.2008.110031.
  9. Jacquemin B., Siroux V., Sanchez M. et al. Ambient air pollution and adult asthma incidence in six European cohorts (ESCAPE). Environ Health Perspect. 2015;123(6):613-621. doi: 10.1289/ehp.1408206.
  10. Young M.T., Sandler D.P., DeRoo L.A. et al. Ambient air pollution exposure and incident adult asthma in a nationwide cohort of U.S. women. Am J Respir Crit Care Med. 2014;190 (8):914-921. doi: 10.1164/rccm.201403-0525OC.
  11. Requia W.J., Adams M.D., Koutrakis P. Association of PM2.5 with diabetes, asthma, and high blood pressure incidence in Canada: a spatiotemporal analysis of the impacts of the energy generation and fuel sales. Sci Total Environ. 2017;584-585:1077-1083. doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.01.166.
  12. Lee D.W., Han C.W., Hong Y.C. et al. Long-term exposure to fine particulate matter and incident asthma among elderly adults. Chemosphere. 2021;272:129619. doi: 10.1016/j.chemosphere.2021.129619.
  13. Global Initiative for Asthma. Global Strategy for Asthma Management and Prevention, 2022. Available at: https://ginasthma.org/gina-reports/. Accessed August 20, 2022.
  14. Goel A., Izhar S., Gupta T. Study of environmental particle levels, its effects on lung deposition and relationship with human behaviour. In: Gupta, T., Agarwal, A., Agarwal, R., Labhsetwar, N., editors. Environmental Contaminants. Energy, Environment, and Sustainability. Springer: Singapore; 2018. p. 77-91. doi: 10.1007/978-981-10-7332-8_ 4.
  15. Lv H., Li H., Qiu Z. et al. Assessment of pedestrian exposure and deposition of PM10, PM2.5 and ultrafine particles at an urban roadside: a case study of Xi'an, China. Atmos Pollut Res. 2021;12:112-121. doi: 10.1016/j.apr.2021.02.018.
  16. Gilfanov A., Zaripov S., Fatkhutdinova L. Prediction of aerosol particle size distribution from the measured values of PM2.5 and PM10. Proceedings of the 16th All-Russia National Congress with international participation "Ocupation and Health", September 21-24, 2021, Vladivostok. 2021:131-135. (in Russ). doi: 10.31089/978-5-6042929-2-1-2021-1-131-135.
  17. Multiple-Path Particle Dosimetry Model (MPPD v 3.04) [Электронный ресурс]. Available at: https://www.ara.com/mppd/. Accessed August 20, 2022.
  18. Ouédraogo A.M., Crighton E.J., Sawada M. et al. Exploration of the spatial patterns and determinants of asthma prevalence and health services use in Ontario using a bayesian approach. PLOS ONE. 2018;13(12):e0208205. doi: 10.1371/journal.pone.0208205.
  19. Zuur A.F., Ieno E.N., Walker N. et al. Mixed Effects Models and Extensions in Ecology with R. Springer. New York, 2009. doi: 10.1007/978-0-387-87458-6.
  20. R Core Team (2021). R: A language and environment for statistical computing. R foundation for statistical computing, Vienna, Austria. Available at: https://www.R-project.org/ Accessed August 20, 2022.
  21. SanPiN 1.2.3685-21. Gigienicheskie normativy i trebovaniya k obespecheniyu bez-opasnosti i (ili) bezvrednosti dlya cheloveka faktorov sredy obitaniya. (in Russ). Available atДоступно по: https://base.garant.ru/400274954/. Accessed August 20, 2022..
  22. Cho C.C., Hsieh W.Y., Tsai C.H. et al. In vitro and in vivo experimental studies of PM2.5 on disease progression. Int J Environ Res Public Health. 2018;15 (7):1380. doi: 10.3390/ijerph15071380.
  23. Delfino R.J., Staimer N., Tjoa T. et al. Personal and ambient air pollution exposures and lung function decrements in children with asthma. Environ Health Perspect. 2008;116(4):550-558. doi: 10.1289/ehp.10911.

Supplementary files

There are no supplementary files to display.


Copyright (c) Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 78166 от 20.03.2020.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies