УДК 622.8
Распространенность и клинические особенности бронхиальной астмы у работников медно-никелевой и алюминиевой промышленности Кольского заполярья
С.А. Сюрин,
доктор медицинских наук, главный научный сотрудник ФБУН «Северо-Западный научный центр гигиены и общественного здоровья»,
Роспотребнадзора
Санкт-Петербург
E-mail: kola.reslab@mail.ru
Реферат
Изучены данные углубленного медицинского осмотра 2939 металлургов в Мурманской области c целью изучения распространенности и клинических особенностей двух специфических форм профессиональной бронхиальной астмы (БА), возникающей у работников медно-никелевого и алюминиевого производств. Установлено, что распространенность БА составляет 0,9%, 0,7% и 2,7% соответственно у лиц занятых в производстве никеля, меди и алюминия, что существенно ниже общенациональных показателей. Риск развития БА у работников алюминиевой промышленности выше, чем при производстве никеля (ОР=2,89; ДИ 1,47-5,69) и меди (ОР=3,98; ДИ 1,35-11,77). Предположено, низкая распространенность БА у данного контингента работников может быть связана с предварительным медицинским осмотром для допуска к работам с вредными условиями труда, феноменом «underreporting», а так же с тем, что часть больных БА в связи с ухудшением здоровья вынуждена оставлять работу в металлургическом производстве без указания истинной причины увольнения. Подчеркивается, что в случаях профессиональной БА только раннее выявление заболевания, полное и скорейшее прекращение контакта с причинным производственным фактором приводит к улучшению состояния больного и ремиссии БА.
Ключевые слова: бронхиальная астма, производство никеля, меди и алюминия, Кольское Заполярье.
Prevalence and clinical peculiarities of bronchial asthma in copper-nickel and aluminum industry workers in the Kola high north
S.A. Syurin,
DSc in Medicine, Chief Researcher Northwest Public Health Research Center,
Saint Saint-Petersburg, Russia
Annotation
The results of the targeted medical examination of 2,939 metallurgists in the Murmansk region were studied to assess the prevalence and clinical features of the two specific forms of occupational bronchial asthma (BA) that occur in workers in copper-nickel and aluminum industries. It was found that the prevalence of BA is 0.9%, 0.7% and 2.7%, respectively, in persons employed in the production of nickel, copper and aluminum, which is significantly lower than the national average. The risk of developing asthma in the aluminum industry workers is higher than that in the nickel (RR = 2.89, CI 1.47-5.69) and copper (RR = 3.98, CI 1.35-11.77) production workers. It is assumed that the low prevalence of BA in this contingent of workers may be associated with a preliminary medical examination for admission to work with hazardous working conditions, with the phenomenon of "underreporting", as well as with the fact that some patients with deteriorating (uncontrolled) BA have to leave work in the metallurgical industry without indicating the true cause of their dismissal.
Keywords: bronchial asthma, production of nickel, copper and aluminum, Kola High North.
Введение. Бронхиальная астма (БА) относится к числу наиболее распространенных и социально значимых хронических полиэтиологических заболеваний, в развитии которого играют роль, как внутренние факторы риска, так и разнообразные внешние факторы, реализующие его формирование у предрасположенных лиц. Распространенность БА у взрослых в России оценивается на уровне 5,6%-7,3% [3], а в различных странах мира по данным многочисленных эпидемиологических исследований – в широких пределах от 1% до 18% [10]. Одним из вариантов БА является профессиональная астма, вызываемая специфическими агентами, присутствующими на рабочем месте или образующиеся в процессе выполнения производственных заданий [4, 13]. Как и БА в целом, профессиональная БА имеет различные патогенетические механизмы (прежде всего, иммунологический и не иммунологический). Ее развитие связано с влиянием многочисленных внешних факторов, представляющих производственные вещества с сенсибилизирующим и токсико-раздражающим действием [2, 15]. Давно известно, что к числу производственных агентов, способных вызвать развитие профессиональной БА относятся некоторые металлы и их соли (в частности, никель и его соединения), являющиеся низкомолекулярными аллергенам. У работников алюминиевой промышленности описана менее известная форма профессиональной БА – potroom asthma. Ее возникновение связывают, прежде всего, с токсико-раздражающим воздействием химических соединений, возникающих при электролизе глинозема в расплавленном электролите с использованием угольных анодов [8, 11, 17]. Сведений о распространенности БА среди работников медно-никелевой промышленности в доступной нам литературе выявить не удалось. По результатам ранее выполненных нами исследований БА выявлялась менее чем у 1% лиц, занятых в производстве этих металлов [6, 7]. Распространенность potroom asthma по данным многих исследователей весьма значительна и составляет от 1% до 15% работников различных технологических участков предприятий по производству алюминия [11, 14, 16, 18].
Цель исследования заключалась в изучении распространенности и клинических особенностей двух специфических форм профессиональной БА, возникающей у работников медно-никелевого и алюминиевого производств.
Материалы и методы. Изучены данные углубленного медицинского осмотра 2939 работников медно-никелевого и алюминиевого производств в Мурманской области. Из числа обследованных 1722 человека были заняты в производстве никеля, 595 человек – в производстве меди и 622 человека – в производстве алюминия. По данным предварительного медицинского осмотра, предшествовавшего началу трудовой деятельности, случаев хронических бронхолегочных заболеваний (ХБЛЗ) у обследованных работников выявлено не было.
Программа исследований предусматривала анализ профессионального маршрута, клинический осмотр всеми специалистами, включая дополнительно врача-пульмонолога, комплекс лабораторных и функциональных тестов, спирографию, бронхолитический тест с 400 мкг сальбутамола (для лиц с исходно измененными показателями спирографии), рентгенографию (флюорографию) органов грудной клетки, сбор данных о статусе курения с определением индекса курящего человека (ИКЧ). Помимо выявления различных форм ХБЛЗ, выделялась группа риска развития ХБЛЗ. Она включала лиц с отдельными признаками респираторной патологии, недостаточными для установления диагноза какого-либо ХБЛЗ. «Здоровыми» считались лица, не имевшие клинических, функциональных и рентгенологических признаков ХБЛЗ. Исследование включало анализ вредных производственных факторов, способных вызывать формирование респираторной патологии [5].
Статистическая обработка материала выполнена с использованием программного обеспечения Microsoft Excel 2010 и программы Epi Info, v. 6.04d с определением t-критерия Стьюдента, критерия согласия χ2, относительного риска (ОР) и его 95% доверительного интервала (ДИ). Числовые данные представлены в виде среднего математического и стандартной ошибки (M±m). Различия показателей считались достоверными при р<0,05.
Результаты исследования. Гигиеническая оценка условий труда показывает, что соединения никеля являются основным вредным производственным фактором (ВПФ) для всех работников предприятий никелевой промышленности. При осуществлении электролизного передела максимальные концентрации аэрозолей водорастворимых солей никеля превышают ПДК от 75,6 (электромонтеры) до 276,6 (электролизники) раз. Превышение ПДК для средних концентраций соединений никеля составляет у разных групп работников от 5,3 (чистильщики) до 29,6 (электролизники) раз.
Во время осуществления карбонильного передела никеля в воздухе производственных помещений средняя концентрация тетракарбонила никеля превышает ПДК в 107,7 раза, а аэрозоля металлического никеля – в 3 раза. Выполнение технологических операций рабочими цеха осуществляется при постоянном применении средств индивидуальной защиты органов дыхания, что вызывает значительное повышение энергетических затрат дыхания и нарушение его физиологического паттерна.
При электролизном переделе меди средние и максимальные концентрации аэрозолей водорастворимых соединений меди и серной кислоты находятся в пределах допустимых значений при осуществлении всех технологических процессов. Средние концентрации аэрозолей водорастворимых соединений никеля превышают ПДК в 2-3 раза, а максимальные – до 30,4 раз. Средний уровень мышьяковистого водорода находится выше ПДК в 2,3 раза, а максимальный – в 9,5 раз. Для воздуха производственных помещений медеплавильного отделения характерна высокая степень запыленности. При плавке руды и медного концентрата средняя концентрация пыли превышает ПДК в 4-7 раз, а максимальная – до 100 и более раз. Уровни выше допустимого имеют средние концентрации водонерастворимых соединений никеля (в 1,7-2,4 раза) и диоксида серы (в 2,2-2,5 раза). Средние уровни меди и ее соединений находятся в пределах допустимых значений при проведении всех производственных процессов. В число вредных факторов, максимальные концентрации которых превышают ПДК, входят соединения никеля (в 9-15 раз), диоксид серы (в 5,1-5,7 раза), свинец (2-5,3 раза), медь (в 1,9-2,2 раза) и мышьяковистый ангидрид (до 2 раз).
При производстве алюминия в электролизерах с самообжигающимися анодами , уровень фторидов (фтористые водород, алюминий и натрий) в воздухе электролизных цехов и ряда других производственных помещений превышает ПДК в 1,2-4,4 раза (с учетом их однонаправленного действия). Концентрация смолистых веществ составляет 1,5–3,3 мг/м3 (превышение ПДК в 7,5-16,5 раз), минеральной пыли - 12,4-184,0 мг/м3 (превышение ПДК в 2,1-30,7 раз), оксида углерода - 43,7-93,7 мг/м3 (превышение ПДК в 2,2-4,7 раз).
По общей оценке действия вредных и опасных факторов производственной среды и трудового процесса условия труда обследованных работников соответствовали классам вредности 3.1-3.4 и все они подвергались повышенному риску развития респираторной патологии. В качестве средств индивидуальной защиты органов дыхания при карбонильном переделе никеля предусмотрено постоянное применение изолирующих противогазов, у остальных групп работников – респираторов и противогазов (в аварийных производственных ситуациях).
В числе обследованных лиц существенно преобладали мужчины, что типично для предприятий металлургической промышленности. Средний возраст работников приближался к сорока годам, а стаж работы – к 15 годам. Более половины работников были курильщиками табака. По демографическим и производственным показателям между группами металлургов, занятых в производстве никеля, меди и алюминия отмечались существенные различия. Так, труд женщин чаще использовался в никелевом производстве. У работников алюминиевого производства отмечались меньшие возраст и продолжительность трудового стажа, а также была более высокой распространенность курения. Наиболее продолжительный стаж и наименьшее число курильщиков табака отмечались среди лиц, занятых в производстве меди (табл. 1).
Таблица 1
Общая характеристика работников медно-никелевой и алюминиевой
промышленности Кольского Заполярья
|
Показатели |
Производство никеля (n=1722) |
Производство меди (n=595) |
Производство алюминия (n=622) |
Всего (n=2939) |
|
Пол: мужчины, ( %) женщины, (%) |
1204 (69,9) 518 (30,1) |
494 (83,0)1 101 (17,0) 1 |
613 (98,6)2,3 9 (1,4) 2,3 |
2311 (78,6) 628 (21,4) |
|
Возраст, лет |
39,8±0,3 |
38,9±0,4 |
37,9±0,42 |
39,2±0,2 |
|
Стаж на момент выявления ХБЛЗ*, лет |
14,1±0,2 |
15,3±0,41 |
11,9±0,32,3 |
13,9±0,2 |
|
Курение: курящие, (%) некурящие, (%) |
923 (53,6%) 799 (46,4%) |
284 (47,7) 1 311 (52,3) 1 |
364 (58,5) 2,3 258 (41,5) 2,3 |
1571 (53,5) 1368 (46,5) |
|
ИКЧ, пачка-лет |
5,63±0,39 |
5,25±0,51 |
6,35±0,48 |
5,71±0,35 |
Примечание. * - у здоровых лиц указан стаж на момент проведения исследований, у группы риска развития ХБЛЗ – на момент включения в группу риска;1-статистически достоверные (p<0,05) различия между работниками никелевого и медного производств; 2-статистически достоверные (p<0,05) различия между работниками никелевого и алюминиевого производств; 3-статистически достоверные (p<0,05) различия между работниками медного и алюминиевого производств.
Характер и распространенность ХБЛЗ у работников медно-никелевой и алюминиевой промышленности Кольского Заполярья имели существенные различия (табл. 2). Так, среди работников медного производства было больше здоровых лиц, чем среди работников, осуществляющих изготовление алюминия. Среди последних отмечалась более высокая распространенность ХБ по сравнению с работниками никелевого производства. Подтверждался ранее установленный факт высокой распространенности ТП у этой группы работников[1], тогда как случаи ТП не выявлялись среди работников алюминиевого предприятия. Однако, особое внимание вызывали низкие уровни распространенности БА во всех трех группах работников, которые были кратно ниже общенациональных и международных показателей среди взрослых лиц. Также распространенность potroom asthma среди работников алюминиевой промышленности Кольского Заполярья была существенно ниже, чем у такой же группы работников в Норвегии, Канаде, Новой Зеландии, Австралии и некоторых других стран [9, 12, 15, 14].
Таблица 2
Характер и распространенность ХБЛЗ у работников медно-никелевой и алюминиевой промышленности Кольского Заполярья
|
Показатели |
Производство никеля (n=1722) |
Производство меди (n=595) |
Производство алюминия (n=622) |
Всего (n=2939) |
|
Здоровые лица, (%) |
1023 (59,4) |
375 (63,0) |
353 (56,8)3 |
1751 (59,6) |
|
Лица с риском ХБЛЗ, (%) |
381 (22,1) |
136 (22,9) |
144 (23,2) |
661 (22,5) |
|
Больные ХБ, (%) |
182 (10,6) |
67 (11,3) |
89 (14,3)2 |
338 (11,5) |
|
Больные ТП, (%) |
81 (4,7) |
3 (0,5) 1 |
02 |
84 (2,9) |
|
Больные ХОБЛ, (%) |
39 (2,3) |
10 (1,7) |
19 (3,1) |
68 (2,3) |
|
Больные БА, (%) |
16 (0,9) |
4 (0,7) |
17 (2,7)2,3 |
37 (1,3) |
Примечание.1-статистически достоверные (p<0,05) различия между работниками никелевого и медного производств; 2- статистически достоверные (p<0,05) различия между работниками никелевого и алюминиевого производств; 3- статистически достоверные (p<0,05) различия между работниками медного и алюминиевого производств.
При проведении клинического анализа случаев БА у работников никелевого и медного производств они были объединены в одну группу, так как и в том и другом случаях основным внешним фактором являлись водорастворимые соединения никеля (хотя и в меньших концентрациях в медном производстве). По совокупности анамнестических и клинико-функциональных показателей легкая интермиттирующая степень БА отмечалась у 6, легкая персистирующая – у 12 и персистирующая средней тяжести – у 2 больных. У 13 из 20 больных диагностировались сопутствующие заболевания верхних дыхательных путей и кожи аллергического характера. Ухудшение состояния отмечалось чаще во время или после трудовой смены, а улучшение – при длительных выходных или в отпускной период. Все больные бесконтрольно применяли ингаляционные короткодействующие β2-агонисты и реже – их комбинацию с ингаляционным короткодействующим антихолинэргическим препаратом (беродуал). По мнению больных, проявления БА начинали оказывать существенное влияние на качество жизни и трудоспособность после 5-7 лет работы в медно-никелевом производстве.
Среди работников алюминиевого производства легкая интермиттирующая степень БА выявлялась у 3, легкая персистирующая – у 10 и персистирующая средней тяжести – у 4 больных. Ухудшение состояния отмечалось чаще во время или после трудовой смены, но также возникали астматические проявления при воздействии неспецифических раздражающих факторов вне территории цехов (морозный воздух, резкие запахи). Все больные бесконтрольно применяли ингаляционные короткодействующие β2-агонисты или беродуал. Сопутствующие заболевания аллергического характера для данной группы работников не были характерными. По мнению больных, проявления БА начинали оказывать существенное влияние на качество жизни и трудоспособность после 1-4 лет работы на алюминиевом предприятии. Риск развития БА у работников алюминиевого производства был выше, чем у работников никелевого (ОР=2,89; ДИ 1,47-5,69; χ2=10,3; р=0,0013118) и медного (ОР=3,98; ДИ 1,35-11,77; χ2=7,36; р=0,0066841) производств. Среди самих работников алюминиевого производства более высокому риску возникновения БА подвергались лица, занятые в электролизных цехах предприятия по сравнению с работниками других технологических участков ( ОР=3,49; ДИ 1,15-10,6; χ2=5,58; р=0,0181149).
Из числа выявленных больных БА, можно выделить два типа этого заболевания. Первый развивается у здоровых до начала трудовой деятельности лиц. После 3-7 лет экспозиции к никелю появляются респираторные симптомы. Они либо скрываются работником для сохранения возможности продолжения трудовой деятельности, либо трактуются врачами как начальные проявления ХБ. Появление более выраженного затрудненного дыхания и приступов удушья, в том числе связанных с производственной деятельностью, приводит к установлению диагноза БА. Наличие признанного аллергена – никеля и достаточно продолжительного латентного периода позволяют считать, что данная форма БА имеет в основе иммунологические механизмы [4, 13]. Кожные пробы со стандартными бытовыми аллергенами у этих больных отрицательные.
Второй тип БА, регистрируемый у работников металлургических предприятий, дебютирует до начала трудовой деятельности и характеризуется легким интермиттирующим течением процесса. Редкие невыраженные обострения возникают при контакте с причинными непроизводственными аллергенами: домашняя пыль, шерсть домашних животных и другие. Кожные аллергологические пробы с причинными бытовыми аллергенами положительные. Клиническое течение легкой интермиттирующей БА позволяет скрыть это заболевание при прохождении первичного медицинского осмотра. При последующем профессиональном контакте с производственными аллергенами и ирритантами отмечается постепенное нарастание астматических проявлений. В этом случае возможен переход в астму, ухудшающуюся условиями труда (work-aggravated asthma), которая рассматривается как вариант профессиональной БА [2].
Обсуждение результатов. Проведенные исследования подтверждают ранее полученные данные о значительном распространении ХБЛЗ среди работников медно-никелевой и алюминиевой промышленности [7, 8, 9], однако при этом отмечается низкое число больных БА. Для объяснения данного феномена необходимо рассмотреть несколько фактором, способных оказывать существенное влияние на количество выявляемых случаев БА.
В сторону увеличения распространенности БА, несомненно, должны действовать условия труда при производстве никеля, меди и алюминия. Однако целый ряд других факторов оказывает противоположное влияние.
Во-первых, это предварительный медицинский осмотр (фильтр, препятствующий к допуску на работу лиц уже имеющих симптомы БА), создающий впечатление о лучшем состоянии здоровья работников предприятий, чем населения в целом (феномен «healthier worker»).
Во-вторых, это феномен «underreporting» при котором намеренно (для сохранения более высоко оплачиваемой работы или по незнанию опасности продолжения работы во вредных условиях труда), работник намеренно скрывает правдивую информацию о состоянии своего здоровья. С целью ликвидации аускультативных и функциональных проявлений БА больные применяют при проведении медицинских осмотров быстродействующие бронхорасширяющие препараты, крайне затрудняющие выявление легких форм заболевания.
В-третьих, в связи с развитием приступов удушья часть больных БА вынуждена оставить работу во вредных условиях металлургического никелевого производства, при этом истинная причина увольнения, как правило, не раскрывается [15, 19].
Заключение. По всей вероятности, вследствие выше указанных факторов, при проведении первичных и периодических медицинских осмотров существенная часть случаев БА у работников медно-никелевой и алюминиевой промышленности остается не диагностированной. Для повышения выявляемости БА в случаях подозрения на развитие легкой («скрываемой») формы заболевания целесообразно проведение пробы с бронхолитиком при нормальных показателях стандартной спирографии. В диагностике таких случаев может быть информативна серийная пикфлоуметрия до, в течение и после рабочей смены. Необходимо тщательное изучение предшествующей медицинской документации, в которой могут содержаться сведения о БА в более раннем возрасте. Важно отметить, что только полное и скорейшее прекращение контакта с причинным производственным фактором приводит к улучшению состояния больного и ремиссии профессиональной БА.
Литература:
1. Артюнина Г.П. Токсический пневмосклероз и альвеолит у рабочих гидрометаллургического производства никеля // Медицина труда и промышленная экология. 1996. № 3. С. 22-25.
2. Васильева О.С. Профессиональная астма: клинические варианты и диагностика. //Пульмонология. 2005. № 5. С. 61-68.
3. Клинические рекомендации. Бронхиальная астма /Под ред. А.Г. Чучалина. М., 2008. 224 с.
4. Косарев В.В., Бабанов С.А. Профессиональная бронхиальная астма // Новые Санкт-Петербургские врачебные ведомости. 2012. № 4. С. 51-58.
5. Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда: (Руководство 2.2.2006-05). Москва, 2005. 105 с.
6. Сюрин С.А. Риск развития бронхолегочной патологии у работников электролизных переделов никеля и меди //Здоровье населения и окружающая среда. 2012. № 12. С. 16-18.
7. Сюрин С.А., Шилов В.В. Бронхолегочная патология у работников никелевой промышленности: особенности развития, диагностики и клиники //Профилактическая и клиническая медицина. 2015. № 4. С. 50-56.
8. Abramson M.J., Wlodarczyk J.H., Saunders N.A. Hensley M J. Does aluminum cause lung disease? The American Review of Respiratory Diseases. 1989. 139. pp. 1042 - 1057.
9. Donoghue A.M., Frisch N., Ison M., Walpole G., Capil R., Curl C., Hanna B., Robson R., Viljoen D. Occupational asthma in the aluminum smelters of Australia and New Zealand: 1991-2006. American Journal of Industrial Medicine. 2011. 54 (3). pp. 224-231.
10. Global Strategy for Asthma Management and Prevention, Global Initiative for Asthma (GINA) 2015. Available from: http://www.ginasthma.org.
11. Kongerud J., Boe J., Soyseth V., Naalsund A., Magnus P. Aluminum potroom asthma: the Norwegian experience. European Respiratory Review. 1994. 7. pp. 165-172.
12. Kongerud J. Hydrogen fluoride and health effects /Book of abstracts of the 3rd international conference on Environmental, health and safety aspects related to the production of aluminium. Loen, 2007. pp. 44-45.
13. Mapp C.E., Boschetto P., Maestrelli P., Fabbri L.M. Occupational asthma. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2005. 172. pp. 280-305.
14. Martin R.R., Durand P., Ghezzo H. Studies on the health of primary aluminuim workers in Quebec: airway obstruction – chronic components. Montreal, 1986. pp. 54-59.
15. O'Donnell T.V. Asthma and respiratory problems – a review. Science of the Total Environment . 1995. 163. pp. 137-145.
16. Sjaheim T. Characterisation of potroom asthma. Book of abstracts of the 3rd international conference on Environmental, health and safety aspects related to the production of aluminium. – Loen, 2007. pp. 43.
17. Sorgdrager B., de Looff A.J.A., de Monchy J.G.R., Pal TM, Dubois AEJ, Rijcken B. Occurrence of occupational asthma in aluminum potroom workers in relation to preventive measures. International Archives of Occupational and Environmental Health. 1998. 71. pp. 53-59.
18. Syurin S.A. Does potroom work influence the pattern of respiratory pathology in aluminium workers? /Book of Abstracts. 3th Barents Occupational Health Workshop. Oulu, October 9-11, 2012. pp. 52.
19. Taiwo O., Sircar K.D., Slade M.D., Cantley L.F., Vegso J. Incidence of asthma among aluminum workers. Journal of Occupational and Environmental Medicine. 2006. 48. pp. 275 - 282.
AMERICAN JOURNAL OF INDUSTRIAL MEDICINE
Occupational Asthma in the Aluminum Smelters
of Australia and New Zealand: 1991–2006
AMERICAN JOURNAL OF INDUSTRIAL MEDICINE
Occupational Asthma in the Aluminum Smelters
of Australia and New Zealand: 1991–2006