1) Возможные причинно‑следственные гипотезы
Физико‑химические:
- выбросы оксидов серы и азота (SO2, NOx) → раздражение дыхательных путей, обострение БА/ХОБЛ; возможна вторичная трансформация в кислые аэрозоли;
- выбросы летучих органических соединений (VOCs: бензол, толуол, формальдегид и др.) → раздражение, карциногенный риск при хронической экспозиции;
- H2S и другие серосодержащие газы → острое/подострое раздражение дыхательных путей, снижение переносимости физических нагрузок;
- увеличение мелкой пыли (PM2.5, PM10) вследствие сжигания/процессов → воспаление, обострения астмы/ХОБЛ;
- аэрозоли с адсорбированными тяжелыми металлами или органическими токсинами (PAHs) → токсическое/воспалительное действие;
- образование озона в приземном слое за счёт реакции NOx+VOCs → раздражение дыхательных путей;
- температурные/термодинамические эффекты (подогрев/конденсат) → изменение влажности/температуры и раздражающие аэрозоли.
Экологические/популяционные:
- пространственно‑временная концентрация населения ближе к источнику (жильё, работа) → более высокая экспозиция;
- изменение режима транспорта/видеонаблюдение (увеличение движения) после запуска комплекса → дополнительная эмиссия;
- ухудшение микроклимата (инверсии) → накопление загрязняющих веществ;
- изменения в санитарно‑гигиенических условиях (например, аварии на очистных) → вторичное заражение/размножение аллергенов/микроорганизмов;
- информационный/поведенческий эффект: повышенная обращаемость к врачам/диагностика (борьба с биасом);
- совместное действие нескольких факторов (синергия PM+VOCs, инфекции) → рост заболеваемости выше суммарного эффекта.
2) Протокол эпидемиологического исследования (цель: установить связь между запуском и ростом респираторных заболеваний)
A. Дизайн и этапы
- Шаг 1 — описательное исследование: временной ряд «до/после запуска», карта случаев (time–place–person).
- Шаг 2 — аналитическое исследование: преференция — прерванный временной ряд (interrupted time series) и когортный/случай‑контрольный анализ с пространственным градиентом экспозиции (расстояние/ветер).
- Шаг 3 — чувствительный анализ: difference‑in‑differences с контрольным городом/районом.
B. Определения и данные
- Строгий case definition: ICD‑коды для респираторных заболеваний (например, обострения астмы, бронхиты, пневмонии) + дата обращения/дата начала симптомов.
- Источники: больницы, поликлиники, неотложные службы, фармацевтические продажи (адреномиметики, кортикостероиды), звонки скорой, обращаемость по симптомам.
- Популяционные данные: численность по микрорайонам, возраст, пол, курение, сопутствующие заболевания.
C. Экспозиция
- Классифицировать экспозицию по расстоянию до комплекса, учёту ветров (upwind/downwind), моделируемым концентрациям.
- Создать экспозиционные когорты: высокая/средняя/низкая.
D. Анализы
- Расчёт атакующих показателей: $AR=\frac{\text{число случаев}}{\text{численность популяции}}$.
- Относительный риск: $RR=\frac{A{R}_{эксп}}{A{R}_{неэксп}}$.
- Отношение шансов (в случае case‑control): $OR=\frac{ad}{bc}$ (стандартная схема 2×2).
- Популяционно‑приписываемая доля: $PAF=\frac{RR-1}{RR}$.
- Модели: Poisson/negative binomial для count данных; interrupted time series с контролем сезонности, температуры, вирусной активности; пространственные модели/GAM.
- Чувствительность: сравнение с контролем (аналогичный город без комплекса).
E. Размер выборки и мощность
- Оценить минимальную детектируемую разницу по стандартным формулам (при необходимости использовать готовые калькуляторы), учитывать стратификацию по возрасту.
F. Интерпретация и проверки
- Проверять наconfounding (погода, простудные эпидемии, курение), информационный биас и сезонность; выполнять поданализы по возрастным группам.
3) Протокол экологического (инструментального) исследования для выявления источника и оценки риска
A. Цели: идентифицировать состав и концентрации выбросов, установить пространственно‑временные паттерны, связать с эпидемиологией.
B. Мониторинговая сеть
- Посты: сетка по градиенту расстояния и по основным направлениям ветра (минимум upwind контроль + 3–6 downwind точек, дополнительные точки в населённых районах).
- Типы мониторинга: непрерывные мониторы (PM2.5, PM10, SO2, NO2, CO, O3, H2S при наличии), интегральные фильтры (24‑ч для массовой концентрации частиц), пассивные и активные пробы для VOCs (вуличная проба 8–24 ч), срочные пробы при авариях.
C. Частота и продолжительность
- Базовый режим: 24‑часовые и часовые измерения в течение минимум 6–12 мес для учёта сезонности; при острой проблеме — интенсивный мониторинг (ежедневно/почасово) первые 2–4 нед.
- Стековые тесты и измерения на источнике: операторские данные, замеры на факелах, фланцевые утечки.
D. Аналитические методы
- PM: гравиметрия, хроматография/мас‑спектрометрия для органики (GC‑MS для VOCs, PAHs), ICP‑MS для металлов в фильтрах.
- Газы: газоанализаторы (SO2, NOx, CO, O3), детекторы H2S/меркаптанов; альдегиды — DNPH‑HPLC.
- Характеризация PM: химическая фракция (сульфаты, нитраты, органический углерод), размерное распределение, содержание переходных металлов.
- Биомониторинг (при необходимости): маркеры экспозиции у людей — метаболиты бензола (t,t‑мукониковая кислота), ацетальдегид/формальдегид метаболиты, уровни ртути/мышьяка в крови/волосах (в зависимости от предполагаемых загрязнителей).
E. Источниковая аппрестация
- Распознавание источника: корреляция времени выбросов оператора с пиками в мониторинге; использование ветровой/погодной информации и back‑trajectory; применение моделей рассеяния (AERMOD/CALPUFF).
- Хемфингерпринтинг: профиль VOC/PAH/металлов сравнить со стековыми профилями комплекса.
- Трассерные испытания при согласии оператора (если возможно).
F. Критерии оценки риска
- Сравнение с руководящими значениями (WHO AQG, национальные ПДК) — если концентрации превышают гайды, оценивать острый/хронический риск.
- Оценка риска: для канцерогенов — индивидуальный избыточный риск (интегрирование дозы и slope factor); для неканцерогенных — отношение к предельно‑допустимому уровню (Hazard Quotient $HQ=\frac{C}{RfC}$).
- Формула HQ в KaTeX: $HQ=\frac{C}{RfC}$, где $C$ — средняя концентрация, $RfC$ — референтная концентрация.
G. Интеграция эпидемиологии + экология
- Сверка временных пиков заболеваемости и пиков концентраций по мониторингу.
- Пространственная корреляция: анализ зависимости частоты заболеваний от модельных/измеренных концентраций (регрессии).
- Оценка дозо‑ответа: моделирование риска как функция концентрации (логистические/кочеровые модели).
4) Практические дополнительные меры
- Экстренные: информирование населения, медицинский скрининг у наиболее уязвимых (дети, пожилые, хронические респираторные больные).
- Технические: запрос у оператора протоколов запуска, журналов аварий/факельных сжиганий, исполнения технологических регламентов.
- Документация: протоколы отбора проб, цепочка хранения, QA/QC лабораторий.
5) Ключевые показатели для отчёта
- изменения в атаке/частоте: $AR$, $RR$, $PAF$;
- концентрации основных загрязнителей и превышения гайдлайнов;
- временная и пространственная связь между выбросами и вспышками заболеваний;
- вывод о вероятности причинно‑следственной связи (на базе Bradford Hill: сила, последовательность, доза‑ответ, согласованность).
Если нужно, могу составить шаблон case‑report формы, примерный список веществ для анализа и конкретные параметры мониторинга (часовые/суточные лимиты, места установки).