УДК 614.66 – 07.618 – 099

Математическое моделирование влияния экологических факторов на здоровье населения в регионе Карачаганакского нефтегазоконденсатного месторождения

У.И. Кенесариев, Н.Ж. Жакашов,

Н.Е. Алимова, Н.А. Акжолова, Г.А.Бегимбетова

Казахский национальный медицинский университет

им. С.Д. Асфендиярова

г. Алматы, Республика Казахстан

 

Математическое моделирование, позволяющие имитировать реально протекающие процессы, выделять наиболее значимые и оптимальные значения из множества вариантов, количественно отражать взаимосвязь ряда факторов вскрытую качественным анализом, использовать результаты автономных прогнозов о динамике отдельных факторов и выстраивать систему взаимосвязанных моделей.

Значительный интерес представляют факторные модели, описывающие влияние на прогнозируемую величину не одного, а ряда факторов, зависимость которых может быть выражена уравнением множественной корреляции или уравнением множественной линейной регрессии. Поэтому система уравнений – одна из наиболее эффективных прогнозных моделей.

На первом этапе анализа полученные данные о зависимости меж­ду частотой обращаемости детей и районами проживания их, имеющим разные показатели от уровня загрязнения.

В сильно загрязненном районе п. Березовка наблюдается высокий удельный вес часто болеющих (24,0%) и очень часто болеющих    (10,6%), тогда как в контрольном поселке он был 19,4% и 7,5%, соответственно. Различия в кратности обращений населения в разных группах и рай­онах достоверны (р<0,001).

Проведенный анализ полученного материала методом нелинейной квадратичной регрессии позволил выявить коэффициент детерминации и уровень значимости коэффициента регрессии при отдельных заболе­ваниях в зависимости от факторов загрязнения атмосферного воздуха в регионах КНГКМ. При этом факто­ры загрязнения атмосферного воздуха рассматривались по уровню дву­мерных связей и при каждом факторе (нозологическая форма + фактор загрязнения) и при сочетании 2-х; г более факторов (нозологическая форма + 2 или 3 фактора загрязнения).

Высокие уровни коэффициента регрессии получены по зависимости болезней крови и кроветворных органов и железодефицитной анемии при загрязнении атмосферного воздуха двуокисью азота (Р-0,9993), вегетососудистой дистонии - при загрязнении воздуха сероводородом. При этом необходимо отметить, что эта зависимость безотчетно и сильнее выражена в районе п. Березовка, чем в п. Александровка.

Высокие степени зависимости заболеваемости населения выявлены железодефицитной анемией (В=0,б57, Р=0,932), вегетососудистой дистонией (В=0,95, Р=0,95), пиелонефритом (В=0,95, Р=0,99), обострение хронических нефритов при загрязнении атмосферного воздуха сероводородом и двуокисью азота.

Аналогическая зависимость обнаружена между заболеваемостью населения цереброваскулярными заболеваниями (энцефалопатии, арахноидиты, васкулиты) и загрязнением воздуха окисью углерода (В=0,698, Р=0,99), астмоидным бронхитом (В=0,74, Р=0,98), пиелонефритом (В=0,95, Р=0,99), неинфекционными болезнями желудочно-кишечного трак­та (В=0,74, Р=0,98) при загрязнении воздуха сернистым газом, артропатией, циститом и уретритом при загрязнении воздуха сернистым га­зом, аллергозов (В=0,668, Р=0,99) при загрязнении воздуха сероводородом, отитом и мезотимпанитом, ревматоидным полиартритом (В=0,51, Р=0,79) при загрязнении воздуха двуокисью серы.

При сочетании химических факторов загрязнения с влажностью и сероводородом увеличивается зависимость заболеваемостью от них. Так, при сочетании загрязнения воздуха сероводородом и высокой влаж­ностью, окиси углерода с сероводородом и влажностью увеличивается коэффи­циент детерминации и уровень коэффициента регрессии зависимости отдельных нозологических форм заболеваний от химических факторов.

Анализ корреляционной зависимости между концентрациями пыли и заболеваемостью показал, что она наиболее сильная в п. Березовка. Высокие уровни коэффициента корреляции Пирсона выяв­лены при стенокардии - 0,63 при значении Р=0,1. При этом он очень высок среди женщин - 0,94 и менее у мужчин - 0,40.

Высокие уровни корреляционной зависимости взрослого населения с высокой степенью достоверности (р<0,05) выявлены при загрязнении воды углеводородами и болезнями крови (r = 0,97), болезнями уха и сосцевидных отростков (r = 0,99), болезнями нервной системы (r = 0,97), болезнями глаз и его придатков (r = 0,97): при загрязнении воды нефтепродуктами и врожденными аномалиями (r = 0,96), болезнями мочеполовой системы (r = 0,92), новообразованиями (r = 0,85); при загрязнении воды кадмием и врожденными пороками развития (r = 0,97), болезнями мочеполовой системы (r = 0,93), новообразованиями (r = 0,83); при загрязнении воды сульфатами и врожденными пороками развития (r = 0,95), болезнями мочеполовой системы (r = 0,91), болезнями органов пищеварения (r = 0,92); при загрязнении воды нитратами и врожденными пороками развития (r = 0,89); при загрязнении воды хлоридами и болезнями органов пищеварения (r = 0,86), системы кровообращения (r = 0,84), болезнями костно-суставной системы (r = 0,82), инфекционными и паразитарными заболеваниями (r = 0,89).

В п. Березовка имеют место высокие уровни корреляционной зависимости заболеваемости детей при загрязнении воды углеводородами и эндокринными болезнями и расстройствами питания (r = 0,97), болезнями органов чувств (r = 0,97), болезнями системы кровообращения (r = 0,98), болезнями мочеполовой системы (r = 0,93); при загрязнении воды хлоридами и болезнями крови и кроветворных органов (r = 0,89), болезнями кожи и подкожной клетчатки (r = 0,84), болезнями мочеполовой системы (r = 0,83); при загрязнении воды сульфатами и болезнями кожи и подкожной клетчатки (r = 0,87), болезнями органов пищеварения (r = 0,83).  

Выделив наиболее значимые величины концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, можно иллюстративно представить влияние этих факторов на общую заболеваемость населения изучаемых поселков.

Многомерная модель зависимости общей заболеваемости населения п. Березовка от концентрации H2S и SO2 в воздухе выглядит следующим образом (рисунок 1).

Рисунок 1 – Модель зависимости общей заболеваемости населения п. Березовка от концентрации H2S и SO2 в атмосферном воздухе

 

Заболеваемость будет увеличиваться в 1,9 раз при росте концентрации H2S на 0,001 мг/м3 (12,5 % ПДК), а возрастание концентрации SO2 на 0,01 мг/м3 (20 % ПДК) увеличит показатель заболеваемости в 1,4 раза.

На рисунке 2 показана модель зависимости общей заболеваемости населения п.Березовка от концентрации в воздушной среде SO2 и NO2. Так, увеличение концентрации SO2 на каждые 0,01 мг/м3 (20 % ПДК) будет способствовать повышению показателя общей заболеваемости в 1,4 раза, и увеличение концентрации NO2 также на 0,01 мг/м3 (25 % ПДК) повысит заболеваемость в 1,1 раза.

Рисунок 2 – Модель зависимости общей заболеваемости населения

п.Березовка от концентрации SO2 и NO2  в атмосферном воздухе

 

Таким образом, множественного корреляционно-регрессионного анализа позволил установить зависимость влияния концентраций H2S, SO2 и NO2 в атмосферном воздухе на показатели заболеваемости населения п. Березовка по основным классам болезней. Путем анализа многомерной зависимости общей заболеваемости населения нами определены основные индикаторы окружающей среды и степень их влияния на показатели общей заболеваемости населения: для п. Березовка – концентрации H2S и SO2, а для п. Александровка и г. Аксай – концентрации SO2 и NO2 в воздушной среде с прямо пропорциональной зависимостью.