INFLUENCE OF LOCAL CRUSTAL HETEROGENEITY ON THE RESIDENTS’ MORBIDITY OF THE NORTHERN URBANIZED TERRITORIES

Full Text

Геологические факторы во многом определяют закономерности распределения и эволюции экосистем, в том числе качество среды обитания человека. В последние годы в научной литературе стали появляться сведения о том, что состояние здоровья населения определяется не только биопатогенным действием экстремальных климатических, техногенных и гелио-геомагнитных факторов окружающей среды, но и наличием геологических неоднородностей земной коры. В результате многолетних наблюдений отмечено неблагоприятное влияние этих зон на живые организмы, что послужило основанием для их выделения в так называемые «геопатогенные зоны» [1, 3, 15]. Изучению геопатогенных зон как объекта инженерной геологии и геоэкологии в последние годы уделяется немало внимания [15, 16]. 20 Экология человека 2018.12 Окружающая среда С энергетических позиций все геодинамические зоны являются областями активного вертикального энерговещественного перетока - истечения (стока) энергии из земных недр и поступления из космоса. В таких зонах концентрация энергии, в частности во время магнитных бурь, может существенно возрастать, оказывая усиленное воздействие на состояние здоровья и поведенческие функции людей. Различными исследователями высказываются предположения об энергоактивных зонах как о «чувствительных» зонах Земли в процессах ее взаимодействия с космической средой [16]. Предпринимались попытки картирования геопатогенных зон над большими жилыми массивами [3, 15]. В ряде исследований отмечено негативное влияние этих зон на биообъекты, в том числе на здоровье людей, проживающих в местах геологических неоднородностей земной коры. Геофизические поля (магнитные, электрические, гравитационные, радиационные), создаваемые зонами тектонических нарушений и другими неоднородностями литосферы, формируют очаги повышенной заболеваемости и проявления функциональных расстройств живых организмов, в частности, воздействуют на нервную, сердечно-сосудистую систему, кроветворение, психику [2, 16-18]. Наиболее изученными являются энергетические свойства тектонических нарушений. Индикаторами разломов в геофизических полях являются магнитные аномалии. Этот вопрос особенно актуален для северных регионов, так как здесь существует близость магнитного полюса Земли, усиливающая этот эффект. Кроме магнитных аномалий немаловажное значение имеет повышенное истечение радона в области геопатогенных зон [4, 19, 21, 22, 24, 25, 29]. В ряде стран проведено картирование территории по геогенному радоновому потенциалу [20, 27, 30]. Обнаружена связь концентрации радонового газа в наземном воздухе с различными колебаниями метеофакторов [23, 26, 28]. Суммируя вышеизложенное, необходимо признать, что геопатогенные зоны представляют собой участки земной поверхности, длительное нахождение на поверхности которых может приводить к нарушению здоровья и развитию заболеваний. Очевидна актуальность и необходимость поиска, индикации подобных зон. Геопатогенные зоны были обозначены нами как «локальные разломы земной коры» (ЛРЗК) [5, 6, 8-13]. Цель проведённого исследования - выявить особенности влияния ЛРЗК на течение заболеваний внутренних органов в экологических условиях северной урбанизированной территории на примере г. Сургута. Методы На протяжении восьми лет изучались особенности геомеханических свойств и физических полей над ЛРЗК на территории г. Сургута [8]. Для оценки магнитного поля использовали расчетную величину модуля магнитного поля (в нТл) одновременно над ЛРЗК и над сплошным массивом. Анализ реакции геомагнитного поля на гелио-геомагнитные возмущения над ЛРЗК и сплошным массивом выполняли с использованием данных об изменении геомагнитного поля, полученных в обсерватории г. Иркутска и приведенных к системе г. Сургута. Нормальные значения элементов магнитного поля вычисляли по модели Международного эталонного геомагнитного поля IGRF2000, минутные цифровые данные получали по сети Internet из центра «Интер-магнет» в Эдинбурге. Изучали особенности вариаций геомагнитного поля над ЛРЗК и сплошным массивом. Все материалы по состоянию геомагнитного поля в регионе за изучаемый период времени предоставлены Сургутским городским ОАО «Экогеос» (директор к. б. н. Н. К. Кострюкова) [8]. Параллельно изучали при пятилетнем монитори-ровании особенности течения распространенных сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) среди городских жителей, постоянно проживающих по данному адресу не менее пяти лет. Изучалась адресная частота обращаемости за медицинской помощью пациентов в зависимости от места их постоянного проживания на изучаемой территории - над ЛРЗК или над сплошным массивом. Расчеты проводились с учетом площади изучаемой территории и плотности населения (на 1 000 населения и на 1 км2 территории). Всего за пятилетний период времени была проанализирована медицинская документация 6 932 пациентов с изучаемыми ССЗ (стенокардия, инфаркт миокарда, гипертоническая болезнь, острое нарушение мозгового кровообращения) в возрасте 30-59 лет. Кроме того, изучали сравнительную среднемесячную адресную частоту обращаемости в специализированные отделения больных острым коронарным синдромом (ОКС) и острым нарушением мозгового кровообращения (ОНМК), проживающих над ЛРЗК и над сплошным массивом, в периоды магнитных бурь и в «магнитоспокойные» периоды. Для этого рассчитывали среднемесячное количество дней с магнитными бурями, так называемый «коэффициент геомагнитной активности», а также так называемый «коэффициент обращаемости» - среднемесячное число обратившихся больных на 1 000 населения, проживающего в исследуемой зоне, и на 1 км2 исследуемой территории. В системном анализе существуют различные методы моделирования, выбор которых в значительной мере определяется постановкой задач. В данном исследовании территориальной антропоэкологической системы ставилась задача интегрального изучения не множества взаимосвязей в системе «человек -окружающая среда», а лишь одного существенного ее компонента, а именно влияния локальных раз-ломных геомагнитных аномалий на сердечно-сосудистую систему населения в черте города. Кроме того, это воздействие относительно стабильно во времени, если не считать периодов геомагнитных 21 Окружающая среда Экология человека 2018.12 бурь. Подобные узкие аналитические границы не позволяют в полной мере использовать возможности математического моделирования. С нашей точки зрения, в такой ситуации наиболее оптимальной компонентной статической моделью системного анализа является медико-географическое картографирование. Использование этой модели включало несколько этапов: 1. Создание пространственной карты ЛРЗК на территории г. Сургута. 2. Создание банка данных заболеваемости сердечно-сосудистой системы населения. 3. Создание картограммы адресной частоты заболеваемости сердечно-сосудистой системы населения . 4. Совмещение картограммы изучаемой заболеваемости с картограммой ЛРЗК, позволяющее выявить причинно-следственные связи между изучаемыми параметрами. Статистическую значимость различий изучаемых параметров при системном анализе влияния гелио-гемагнитных возмущений на адресную частоту ССЗ с учетом геологической неоднородности городской территории изучали с применением двух критериев -Стьюдента и Манна - Уитни с целью нивелировать погрешности при отсутствии нормального распределения изучаемых параметров. Результаты В рамках проведённого исследования на территории г. Сургута выявлено 18 ЛРЗК, занимающих 39,3 % городской территории (рисунок). Было установлено, что величины магнитного поля над ЛРЗК и над сплошным массивом существенно отличались. Над всеми 18 ЛРЗК наблюдались полосовые аномалии магнитного поля. Модуль вектора магнитного поля F над ЛРЗК оказался существенно выше, чем над сплошным массивом (в среднем почти в 2 раза). Средние его значения составляли над ЛРЗК (420,14 ± 88,59) нТл, над сплошным массивом - (249,45 ± 97,82) нТл (р < 0,001). Реакция аномального геомагнитного поля ЛРЗК на гелиогеомагнитные возмущения также проявлялась в виде вариаций. Во время вариаций геомагнитного поля Земли, являющихся откликом на солнечные возмущения, максимальные амплитуды вариаций вертикальной Z составляющей геомагнитного поля фиксировали в пункте над ЛРЗК. Величины их в 6-12 раз больше, чем над сплошным массивом. Сравнительный дифференцированный пространственный анализ заболеваемости сердечно-сосудистой системы населения в зависимости от места проживания на территории города показал следующее. Выявлено существенное (в 1,4 раза) преобладание частоты обращаемости (табл. 1) по изучаемым ССЗ среди резидентов, проживающих в зонах локальных разломов земной коры, по сравнению с постоянно проживающими над сплошным массивом пациентами (р < 0,001). Таблица I Показатели изученных геомагнитных полей и сравнительная среднегодовая адресная частота обращаемости наблюдаемых больных (на 1 000 населения и 1 км2 территории; М ± m) Показатель Над ЛРЗК Над сплошным р массивом Модуль вектора магнитного поля, нТл 420,14 ± 88,59 249,45 ± 97,82 < 0,001 Заболевание ИБС: стенокардия 1,088 ± 0,001 0,770 ± 0,0004 < 0,001 ИБС: инфаркт миокарда 0,201 ± 0,002 0,140 ± 0,001 < 0,001 Гипертоническая болезнь 0,541 ± 0,002 0,405 ± 0,001 < 0,001 ОНМК 0,309 ± 0,002 0,207 ± 0,001 < 0,001 Примечания: р - значимость различия между показателями над ЛРЗК и сплошным массивом; ИБС - ишемическая болезнь сердца. Детальный анализ по каждой нозологической форме также с высокой степенью значимости подтвердил явное преобладание среди пациентов, проживающих в местах локальных разломов городской территории, причем первое место по частоте преобладания занимало ОНМК (в 1,5 раза), второе место в равной степени - случаи стенокардии и инфаркта миокарда (в 1,4 раза); на третьем месте находились больные с обострением гипертонической болезни (в 1,3 раза). Целью нашего исследования на заключительном этапе явилось выявление особенностей сочетанного биопатогенного воздействия на организм человека атмосферных и территориальных магнитных аномалий в особых экологических условиях Ханты-Мансийского Карта локальных разломов земной коры на территории г. Сургута 22 Экология человека 2018.12 Окружающая среда автономного округа - Югры, то есть изучение био-патогенного влияния локальных магнитных аномалий с учетом влияния на выявленную адресную динамику заболеваемости сердечно-сосудистой системы населения периодических гелиогеомагнитных возмущений. A priori можно предположить, что в эти периоды следует ожидать существенного усиления негативного влияния разломных геомагнитных полей на человеческий организм. С целью доказательства возникшей гипотезы была предпринята попытка дифференцированного изучения возможных изменений динамики течения сердечно-сосудистой патологии в зонах ЛРЗК и над сплошным массивом в зависимости от периодических гелиогеомагнитных возмущений. Полученные данные представлены в табл. 2. Таблица 2 Сравнительная среднемесячная частота обращаемости больных острым коронарным синдромом и острым нарушением мозгового кровообращения, проживающих над локальным разломом земной коры и над сплошным массивом, в различные периоды геомагнитной активности (на 1 000 населения и на 1 км2 территории) Месяц Среднемесячное количество дней с магнитными бурями Диагноз ОКС онмк ЛРЗК Сплош ной массив ЛРЗК Сплош ной массив Январь 16,8 0,030 0,023 0,007 0,006 Февраль 14,2 0,028 0,021 0,007 0,005 Март 20,8 0,030 0,021 0,008 0,004 Апрель 16,8 0,026 0,021 0,006 0,004 Май 17,6 0,023 0,015 0,004 0,003 Июнь 10,2 0,016 0,012 0,004 0,003 Июль 8,8 0,010 0,008 0,004 0,003 Август 8,2 0,011 0,009 0,004 0,003 Сентябрь 18 0,011 0,009 0,003 0,002 Октябрь 21,4 0,021 0,012 0,005 0,003 Ноябрь 14,4 0,028 0,019 0,006 0,003 Декабрь 11,2 0,021 0,011 0,005 0,003 По данным табл. 2 очевидно явное преобладание в периоды повышенной геомагнитной активности адресной частоты обращаемости больных ОКС и ОНМК, проживающих над ЛРЗК. Статистический анализ подтвердил значимость различия между изучаемыми показателями (р < 0,05 и р < 0,01 соответственно). Обсуждение результатов Эпидемиологическое исследование сравнительной частоты основных нозологических форм заболеваемости сердечно-сосудистой системы населения г. Сургута показало практически однонаправленные результаты - статистически значимое преобладание отрицательной динамики течения ССЗ среди резидентов, проживающих в местах ЛРЗК, по сравнению с пациентами, проживающими на остальной территории города. Стереотипность выявленных изменений позволяет предположить наличие общего причинного фактора - биопатогенного воздействия гелиогеомаг-нитных аномалий, проявляющегося определенными кардиогемодинамическими нарушениями. Результаты проведенного последовательного многофакторного медико-экологического исследования открывают перспективу для более углубленного изучения заболеваемости населения с новых позиций взаимодействия организма с геофизическими факторами. Практическая значимость проведенного исследования заключается в обосновании необходимости разработки и реализации комплекса мероприятий, направленных на защиту населения от неблагоприятного воздействия гелиогеомагнитных аномалий, определяемых в зонах локальных разломов земной коры. Одной из основных в области региональной политики должна ставиться задача экологически обоснованного размещения хозяйственных и жилищнокоммунальных объектов, усиление в этом направлении муниципального и общественного контроля, роли экологической экспертизы различных территориальных проектов и программ. Полученные результаты позволяют оптимизировать управление ситуацией в системе «человек - окружающая среда», направленное на повышение здоровья населения северных урбанизированных территорий. Таким образом, по результатам литературных сведений и собственных исследований можно заключить, что установлена связь реакции аномальных магнитных полей локальных разломов земной коры с гелио-геомагнитными возмущениями. При этом выявлено негативное влияние геомагнитного поля разломных зон на заболеваемость сердечно-сосудистой системы населения. Результаты проведенных медико-экологических исследований открывают перспективу для более глубокого изучения экологически обусловленного состояния здоровья населения с новых позиций взаимодействия организма с геофизическими факторами. Авторство Карпин В. А. внёс существенный вклад в концепцию и дизайн исследования, в получение и интерпретацию данных, написал первый вариант статьи; Гудков А. Б. внёс существенный вклад в интерпретацию данных, окончательно утвердил присланную в редакцию рукопись; Усынин А. Ф. внёс существенный вклад в анализ и интерпретацию данных, подготовку первого варианта рукописи; Столяров В. В. внёс существенный вклад в подготовку первого варианта рукописи; Шуленин К. С. внёс существенный вклад в концепцию и дизайн исследования, интерпретацию результатов. Карпин Владимир Александрович - SPIN 1860-8435; ORCID 0000-0002-8731-0786 Гудков Андрей Борисович - SPIN 4369-3372; ORCID 0000-0001-5923-0914 Усынин Анатолий Фёдорович - SPIN 7933-1257; ORCID 0000-0003-3283-247 Столяров Виктор Викторович - SPIN 8045-4594; ORCID 0000-0002-8236-307 Шуленин Константин Сергеевич - SPIN 8476-1052; ORCID

About the authors

V A Karpin

Surgut State University

Email: kafter57@mail.ru
Surgut

A B Gudkov

Northern State Medical University; Northern (Arctic) Federal University

Arkhangelsk

A F Usinin

Surgut State University

Surgut

V V Stolyarov

Surgut State University

Surgut

K S Shulenin

S. M. Kirov Military Medical Academy

Saint Petersburg, Russia

References

Supplementary files