Система использует универсальный "мотор" обработки информации. Специфика предмета "среда-здоровье" - в настройке блоков на соответствующий тип данных и в использовании предметных моделей для связи между блоками.
Данные
Блок источников выброса настроен на отчетные данные предприятий (формы 2-тп и ПДВ). В них содержатся параметры источника (высота трубы и т.д.) и объем выброса каждого загрязнителя. Информация о параметрах источника, как правило, точна. Информация об объемах выброса часто недостоверна: устарела или не отражает вариации выброса во времени. Поэтому надо корректировать эти данные, решая обратную задачу восстановления источников по измерению реальных концентраций в среде. Блок концентраций настроен на данные о метеопараметрах и концентрациях загрязнителей. Она собирается на стационарных постах Росгидромета 4 раза в сутки и во время подфакельных измерений Санэпиднадзора - на нескольких дистанциях от источника.
Достоинство данных первого типа - регулярность.
Дефекты:
низкая чувствительность по ряду веществ;
узкая номенклатура (5-10 веществ);
пропуск пиков концентрации между измерениями.
Достоинство данных второго типа - повышенная чувствительность за счет попадания в факел.
Дефекты - узкая номенклатура и нерегулярность во времени.
Поэтому данные 1 типа целесообразно использовать при анализе временных рядов, а данные 2 типа - при восстановлении параметров источника и отладке модели распространения. Блок риска не подключен к БД ввиду отсутствия таковых: прямые измерения рисков заболевания проводятся в исключительных случаях - в ходе специальных эколого-эпидемиологических исследований. Поэтому риски в системе - только модельные, получаемые либо прогнозом по концентрациям, либо решением обратной задачи восстановления источников заболеваемости. Блок заболеваемости в настоящее время настроен на учетную информацию об отдельных случаях обращения за медицинской помощью. Такая информация имеется в виде статданных медучреждений, журналов вызова скорой помощи и т.д. Кроме того, возможно использование данных из годовых отчетов, но они, разумеется, беднее. Дефекты данных этого типа - искажение распределения по территории ввиду разной обращаемости в разные медучреждения, небольшой срок охвата (несколько лет) ввиду трудоемкости создания таких БД, неточности в детализации диагнозов, относящихся к третьему уровню МКБ и ниже. Достоинства - адекватное отражение быстрых изменений во времени (до дня), богатая информация о половозрастном составе обращаемости по разным диагнозам. Поэтому эту информацию целесообразно использовать для выявления кратковременных "горячих точек" (например, связанных с неблагоприятными метеоусловиями), разумеется с учетом лага по времени между загрязнением среды и обращаемостью, а также для стратификации ситуации "среда-здоровье" на опасности, относящиеся к разным половозрастным и экспозиционным группам. Блок смертности использует информацию загсов об индивидуальных случаях смерти. Дефекты этих данных - частая постановка диагноза причины смерти, не имеющего отношения к диагнозу основного заболевания, а также разрыв во времени между событием смерти и загрязнением среды, подействовавшим на здоровье. Достоинство - объективность этой информации, относительно слабая зависимость от социально-экономических факторов. Поэтому целесообразно использовать эту информацию для сравнения с канцерогенными рисками в их территориальном разрезе, а также для характеристики давно прошедших событий, для которых нет данных прямых измерений.
Модели
Пересчет от блока выбросов к блоку концентраций осуществляется моделями распространения загрязнителя. Они имеются в настоящий момент только для воздушной среды. Подключены модели ОНД-86 (разработана в ГГО им. Воейкова) и ISC3ST (разработана US EPA). Первая запрограммирована разработчиками системы на основе ее описания в литературе. Вторая основана на исполняемом модуле, распространяемом EPA, и к нему написан интерфейс, позволяющий системе направлять в него данные и принимать результаты расчета. Значительная часть "продвинутых" возможностей обеих моделей (рельеф, вымывание загрязнителей и др.) пока закрыты для пользователя, чтобы не усложнять ему постановку задачи.
Официальная версия ОНД-86 предназначена для расчета только максимальных ожидаемых концентраций при наихудших метеоусловиях. Для целей системы этого недостаточно. Поэтому была запрограммирована также "неофициальная" часть модели, позволяющая рассчитать текущие концентрации при конкретных метеоусловиях. Для нее необходима дополнительная информация об атмосферной устойчивости (турбулентности). Создан модуль, позволяющий рассчитать эти данные (с ограниченной точностью, но достаточной для задач "среда-здоровье") аналогично тому, как это делается в модели ISC3ST. Источником метеоданных для обеих модедей слудат наблюдения Росгидромета. По выбору пользователя, может применяться та или другая модель, в зависимости от задачи. Модели могут рассматриваться и как альтернативные варианты. Возможно совместное использование обеих моделей с взаимной привязкой по критериям согласия.
Пересчет от блока концентраций к блоку рисков осуществляется моделями формирования риска. В настоящий момент имеются 2 модели: основанная на методике Risk Assessment, разработанной EPA, и основанная на методике т.наз. условного риска, разработанной в ММА им. Сеченова под руководством С.М.Новикова. В принципе, обе модели способны рассчитывать как канцерогенные, так и неканцерогенные риски. Однако первая модель рассчитана только на риски, связанные с хронической экспозицией к загрязнителю, что делает ее малопригодной для работы с неканцерогенами, где основной интерес представляют острые экспозиции. Во второй модели в настоящее время коэффициенты доза-эффектной зависимости, имеющие специфический характер ввиду логарифмического характера последней, определены лишь для ряда неканцерогенных веществ. Поэтому естественно "разделить компетенцию" между этими моделями: по первой рассчитывать канцерогенный рискЮ, а по второй - неканцерогенный.
Обе модели требуют задания сценариев экспозиции различных групп населения к загрязнителям среды. Они задаются пользователем-экспертом и включают коэффициенты переноса загрязнителя из природных сред в среду, непосредственно контактирующую с организмом (например, из воздуха улицы - в воздух помещения), потребление контактной среды у разных групп населения, коэффициент абсорбции загрязнителя при разных способах контакта и др. Представляется выбор из нескольких стандартных сценариев, включающих как рекомендуемые EPA, так и разработанные для России (по литературным данным). Возможно использование разных сценариев как пакета вариантов.
Важной частью модели является база данных о доза-эффектной зависимости (точнее, о ее коэффициентах) для каждого загрязнителя. В первой модели эти данные взяты из базы IRIS. В ней хорошо представлены канцерогены, характерные для промышленных производств, но отсутствуют аналогичные данные для ряда важных "стандартных" неканцерогенов, в т.ч. для пыли. Во второй модели имеются коэффициенты для большинства т.наз. основных загрязнителей, систематически измеряемых в РФ (кроме канцерогенов).
Модели пересчета риска в ожидаемую заболеваемость и смертность в настоящее время разрабатываются. Методика расчета риска по EPA включает расчет ожидаемой смертности для неканцерогенов, однако без всякой дифференцировки эффекта по диагнозам, чего для разрабатываемой системы недостаточно. Методика Новикова дифференцирует ожидаемые эффекты по типу (острые, хронические, смертельные и т.д.); дифференцировка по группам диагнозов в настоящее время разрабатывается.
