Методические подходы к оценке категорий профессионального риска, обусловленного различными видами нарушений здоровья работников, связанными с комплексом факторов рабочей среды и трудового процесса

Хрущева Екатерина Вячеславовна – старший научный сотрудник с выполнением обязанностей заведующего лабораторией методов и технологий управления рисками (e-mail: ; тел.: 8 (342) 238-33-37; ORCID: .

Сохранение и развитие трудового потенциала является одной из приоритетных задач обеспечения безопасности государства и гарантией его развития. Развитие экономики в России до 2035 г. будет проходить в условиях второго этапа депопуляции, что предопределяет особенности формирования трудового потенциала и необходимость повышения эффективности его использования. В этих условиях политика государства должна быть нацелена на мобилизацию всех возможных резервов сбережения населения [1]. Одним из способов сохранения численности трудоспособного населения является снижение рисков для жизни и здоровья, связанных с выполнением трудовых функций – профессиональных рисков [2–4].

В настоящее время предусматривается априорная (предварительная) оценка профессионального риска с использованием категорирования риска по результатам гигиенической оценки условий труда (классам условий труда) и апостериорная (окончательная) оценка по медико-биологическим критери-ям1. Наиболее адекватные результаты апостериорной оценки могут быть получены при использовании информации, выявленной в ходе эпидемиологических исследований состояния здоровья работников. При этом необходимо учитывать вероятность развития, как профессиональных заболеваний, так и болезней, связанных с работой.

Российское законодательство трактует условия труда как комплекс производственных факторов, которые влияют на работоспособность и состояние здоровья работника2. Однако методические подходы к оценке профессионального риска чаще всего предусматривают анализ риска, связанного с влиянием отдельных факторов риска, в то время как работники подвергаются одновременному интенсивному воздействию разнородных факторов [5, 6]. В то же время следует учитывать, что результатом воздействия одного производственного фактора может быть формирование профессиональных рисков, обусловленных несколькими заболеваниями, относящимися как к профессиональным, так и связанным с работой [7–10]. Поэтому оценка профессионального риска, обусловленного различными видами нарушений здоровья работников, связанными с комплексом факторов рабочей среды и трудового процесса, требует исследования возможности применения дополнительных методов, позволяющих не только количественно определить уровень профессионального риска, но и адекватно категорировать его. В качест- ве одного из таких методов может быть рассмотрена методика оценки риска на базе анализа нечетких множеств [11].

Теория нечеткой логики (или теория нечетких множеств – новый вероятностный подход к описанию процессов, в которых присутствует неопределенность, затрудняющая применение точных количественных методов и подходов) [12].

Использование элементов теории нечетких множеств позволяет оценивать условия многокомпонентных негативных воздействий, обусловливающих множественные негативные эффекты, в том числе в виде причиненного вреда здоровью [13–16]. При этом ключевые показатели оцениваются не точечными, а вероятностными интервальными значениями, характеризующимися функцией принадлежности к диапазону шкалированных параметров.

Нечеткое моделирование позволяет включать в анализ качественные переменные и оперировать нечеткими входными данными, быстро моделировать сложные динамические ситуации и сравнивать их между собой с заданной степенью точности, что в полной мере соответствует задачам анализа влияния неблагоприятных факторов условия труда на здоровье работников и оценку профессиональных рисков.

Использование метода нечетких множеств дает ряд преимуществ, так как позволяет при необходимости включать в анализ качественные переменные, оперировать нечеткими входными данными, лингвистическими критериями, быстро моделировать сложные динамические системы и сравнивать их с заданной степенью точности, преодолевать недостатки и ограничения существующих методов оценки рисков. К недостаткам метода можно отнести, в первую очередь, необходимость специального программного обеспечения, а также ограниченное число специалистов, умеющих с ним работать [17].

Гигиеническая оценка факторов рабочей среды, трудового процесса и их экспозиции осуществляется с использованием как количественных (для химических, физических факторов), так и качественных (для тяжести и напряженности труда) характеристик. Также она включает определение категорий рассчитанных уровней риска, связанного с одновременным воздействием комплекса производственных факторов, способных привести к нескольким видам нарушений здоровья работников, использование новых вероятностных методов в категорировании профессиональных рисков. Применение в этих случаях метода нечетких множеств является актуальным.

Цель работы – разработка методических подходов с использованием элементов теории нечетких множеств к оценке профессионального риска, обусловленного различными видами нарушений здоровья работников и их сочетаний, связанными с негативным воздействием комплекса факторов рабочей среды и трудового процесса.

Материалы и методы. Предлагаемые методические подходы включают выполнение следующих этапов:

– определение нечетких чисел, соответствующих заданным уровням профессионального риска;

– подготовку исходной информации (численной характеристики профессионального риска) для расчетов;

– вероятностную оценку принадлежности численной характеристики профессионального риска к нечетким числам;

– оценку вероятности принадлежности численной характеристики профессионального риска.

Расчет группового профессионального риска производится по результатам эпидемиологического исследования и основывается на сравнении вероятности развития профессиональных и производственно обусловленных заболеваний, связанных с воздействием производственных факторов. Для выполнения таких задач необходимо сформировать группы исследования и сравнения. Поскольку уровень воздействия факторов рабочей среды и трудового процесса определяется для рабочих мест, принимается положение, что все работающие на этих рабочих местах подвергаются воздействию для них определенных условий труда.

Основным критерием для включения в группы исследования является работа в условиях факторов рабочей среды и трудового процесса на уровне выше оптимального. С целью учета сочетанного воздействия производственных факторов группа исследования может разбиваться на подгруппы, которые характеризуются сходным комплексом факторов условий труда.

Основным критерием для включения в группу сравнения является работа в условиях факторов рабочей среды и трудового процесса на допустимом уровне. Возрастные и стажевые характеристики групп исследования и сравнения должны быть сопоставимы и достоверно не отличаться.

Для каждого фактора определяется перечень вероятных профессиональных заболеваний (ПЗ) и болезней, связанных с работой, адекватных факторам рабочей среды и трудового процесса.

После установления достоверных причинноследственных связей по эпидемиологическим критериям ( RR ≥ 1,5) в обеих группах выявляется число установленных профессиональных заболеваний и болезней, связанных с работой (БСР), и рассчитывается частота (вероятность) каждого заболевания по формуле

^W ПЗ(БСР)

ⁿ ПЗ(БСР) N

где w _ПЗ – частота появления ПЗ (БСР); n _ПЗ – число работников в группе, у которых зарегистрированы ПЗ (БСР); N – число работников в группе.

После этого определяется дополнительная частота (вероятность) профессиональных заболеваний и болезней, связанных с работой в группе исследования:

доп иссл срав wПЗ(БСР) WПЗ(БСР) wПЗ(БСР) , (2)

где w _П^до_З^п_(БСР) – дополнительная частота (вероятность) профессиональных заболеваний и болезней, связанных с работой в группе исследования;

w _П^ис_З^с₍^л_БСР) – частота (вероятность) профессиональных заболеваний и болезней, связанных с работой в группе исследования;

w _П^ср_З^а₍^в_БСР) – дополнительная частота (вероятность) профессиональных заболеваний и болезней, связанных с работой в группе сравнения.

В условиях многофакторного сочетанного воздействия факторов рабочей среды и трудового процесса у работников возможно одновременное развитие профессиональных заболеваний и болезней, связанных с работой. Такая ситуация может быть причиной возрастания тяжести заболеваний. В этих случаях рассчитывается частота появления ПЗ и БСР в группах исследования и сравнения и дополнительная частота (вероятность) одновременного развития профессиональных заболеваний и болезней, связанных с работой в группе исследования:

^w n3, БСР

ⁿ ПЗ, БСР N

где w _{ПЗ, БСР} – частота одновременного развития ПЗ и БСР; n _{ПЗ, БСР} – число работников в группе, с одновременным развитием ПЗ и БСР в группе; N – число работников в группе.

доп          иссл         срав

^W ПЗ,БСР    w ПЗ,БСР    ^W ПЗ,БСР ^,

где w _П^до_З^п_,БСР – дополнительная частота (вероятность) одновременного развития профессиональных заболеваний и болезней, связанных с работой, в группе исследования;

w _П^ис_З^с_,^л_БСР – частота (вероятность) одновременного развития профессиональных заболеваний и болезней, связанных с работой в группе исследования;

w _П^ср_З^а_,^в_БСР – частота (вероятность) одновременного развития профессиональных заболеваний и болезней, связанных с работой в группе сравнения.

Расчет уровня профессионального риска в условиях воздействия исследуемого комплекса производственных факторов, обусловленного профессиональными заболеваниями и болезнями, связанными с работой ( R _П^пр_З^о_(Б^ф_СР) ), производится с учетом их тяжести ( g _ПЗ(БСР) ):

проф         доп

^ПЗ(БСР)    " ПЗ(БСР) 5 ПЗ(БСР) ,

При этом расчет уровня профессионального риска в условиях воздействия исследуемого комплекса производственных факторов, обусловленного одновременным развитием профессиональных заболеваний и болезней, связанных с работой ( R _П^пр_З^о_(Б^ф_СР) ), производится с учетом их совместной тяжести ^{( g} ПЗ+БСР ^):

проф        доп мПЗ,БСР   "ПЗ, БСР

' ⁵ ПЗ,БСР ■

При этом совместная тяжесть профессиональных заболеваний и болезней, связанных с работой, при их одновременным развитии ( gПЗ, БСР ) рассчитывается по формуле gПЗ, БСР   5ПЗ + 5БСР 5ПЗ ■ 5БСР ’

где g _ПЗ – тяжесть профессиональных заболеваний; g _ПОЗ – тяжесть болезней, связанных с работой.

Оценка персонального профессионального риска здоровью производится по результатам математического моделирования зависимости вероятности негативных ответов от условий труда, возраста и стажа (построение логистических регрессионных моделей). Данные модели (формула (8)), количественно определяющие зависимость вероятности негативного ответа (профессионального или производственно обусловленного заболевания) в условиях воздействия факторов рабочей среды и трудового процесса с учетом уровня воздействующего фактора, возраста и стажа работающих, разрабатываются для каждой оцениваемой группы. Определение параметров математической модели производится методом наименьших квадратов с применением пакетов программ статистического анализа данных (например Statistica 6.0). Оценка достоверности параметров и адекватности модели осуществляется на основании однофакторного дисперсионного анализа по критерию Фишера.

вития как профессиональных заболеваний, так и болезней, связанных с работой, целесообразно рассмотреть возможность использования подходов, основанных на одновременном применении теории множеств и математической логики, к оценкам категории профессионального риска.

Таблица 1

Шкала оценки уровней профессионального риска

Уровень профессионального риска	Категория профессионального риска
Менее 1∙10–4	Пренебрежимо малый риск
1∙10–4 – 1∙10–3	Малый риск
1∙10–3 – 1∙10–2	Умеренный риск
1∙10–2 – 3∙10–2	Средний риск
3∙10–2 – 1∙10–1	Высокий риск
1∙10– – 3∙10–1	Очень высокий риск
3∙10– – 1	Экстремально высокий риск

Основным инструментом реализации данного метода является определение принадлежности детерминированных оценок риска к определенным трапециевидным нечетким интервалам, характеризующим категории риска. Трапециевидный нечеткий интервал рассматривается как нормальный нечеткий интервал, функция принадлежности которого может быть задана трапециевидной функцией.

Для задач уточнения принадлежность детерминированных величин профессионального риска к его категориям используется шкала трапециевидных нечетких чисел, построенная на основе детерминированной шкалы оценки уровней профессионального риска (табл. 2, рисунок).

Использование трапециевидных нечетких чисел позволяет уточнять принадлежность величины к категориям риска, причем, если значение величины принадлежит меньшему основанию трапециевидного числа, то ее степень принадлежности к соответствующему классу равна единице, в других случаях степень принадлежности определяется функцией принадлежности.

Таблица 2

^Р1    1 + e - b 0 ⁺ b l ^ r x 2 ⁺ b 2 x 3 ) ’

Шкала трапециевидных нечетких чисел для оценки уровней профессионального риска где р1 – вероятность негативного ответа (профессионального или производственно обусловленного заболевания); х1 – уровень экспозиции шумового фактора, дБА; x2 – стаж, лет; х3 – возраст, лет; b0, b1, b2 – параметры математической модели.

Полученные уровни профессионального риска рассматриваются как детерминированные величины, оценку которых (отнесение к определенной категории риска) осуществляют в соответствии с предложенной шкалой (табл. 1).

Вместе с тем для условий многофакторного сочетанного воздействия факторов рабочей среды и трудового процесса, способных быть причиной раз-

Трапециевидные нечеткие числа (четверка чисел, задающая трапециевидное число)	Категория профессионального риска
0; 0; 0,00005; 0,00033	Пренебрежимо малый риск
(0,00005; 0,00033; 0,00078; 0,00325	Малый риск
0,00078; 0,00325; 0,0775; 0,015	Умеренный риск
0,0775; 0,015; 0,025; 0,0475	Средний риск
0,025; 0,0475; 0,0825; 0,15	Высокий риск
0,0825; 0,15; 0,25; 0,53	Очень высокий риск
0,25; 0,53; 1; 1	Экстремально высокий риск

Рис. Графическое представление шкалы трапециевидных нечетких чисел для оценки уровней профессионального риска

Основным инструментом реализации данного метода является определение функции принадлежности трапециевидного нечеткого числа, являющегося оценкой принадлежности детерминированных оценок риска к определенной категории риска, которая в общем виде имеет вид:

	0,	если x <  a 1
ц ( x ) = <	x - , a 2 - a 1 1,	если a 1 <  x <  a 2 если a 2 <  x <  a 3        (9)
	x — a 4 , a з - a 4 . 0,	если a 3 <  x <  a 4 если x >  a 4

Важно отметить, что точка пересечения двух трапеций означает равные степени принадлежности как к одному, так и к другому соответствующим классам.

С учетом полученных оценок функций принадлежности трапециевидного нечеткого числа производится определение уточненных уровней риска ( SR k ) по формуле

SR k = I q i ■ и _й ( R ПзОБср) ), k = 1,2,3,4,5,6, (10)

где q_i – весовой вклад риска категории i в общий уровень риска; k – степень значимости категории риска.

Весовой вклад риска категории i в общий уровень риска ( q i ) рассчитывается с помощью формулы Фишберна:

q = 2( n - i + 1)/ n - 1) n , i = 1,2,3,4,5,6, (Ц)

где n – количество категорий риска.

Уточненные уровни риска рассматриваются как базис для обоснования действий по управлению профессиональным риском в соответствии с его категорией.

Предложенные подходы опробованы на примере оценки профессионального риска для работников производств цветной металлургии. В качестве приоритетного вредного фактора условий труда выделен производственный шум. Кроме этого фактора потенциальное вредное действие на здоровье работников могут оказывать пылевой фактор и тяжесть труда.

С учетом условий труда были сформированы следующие группы работников. Группу наблюдения составили 111 работников (100 % мужчин), подвергающиеся воздействию производственного шума на уровне 85 дБА, средний возраст – 35,63 ± 3,38 г., средний стаж работы 11,40 ± 6,38 г.

Группа сравнения состояла из 47 работающих вне воздействия шумового фактора (100 % мужчин), но в сходных условиях труда, средний возраст – 37,36 ± 1,52 г., средний стаж – 12,85 ± 2,30 г.

На основании имеющихся данных о преимущественном поражении органов-мишеней при контакте с производственными факторами была обоснована и реализована программа обследования работников, включающая оценку, клинический осмотр, лабораторные исследования по следующим направлениям:

– клиническое обследование с оценкой состояния системы кровообращения, органов слуха;

– диагностика нарушений слуха шумовой этиологии методом шепотной акуметрии и аудиометрическое исследование слуха (тональная пороговая аудиометрия осуществляется при помощи аудиометра 2A-02 «Био-медилен»);

– ультразвуковая оценка вазомоторной функции эндотелия плечевой артерии в пробе эндотелий-зависимой вазодилатации по модифицированной методике D.S. Celermajer et al. (1992) на ультразвуковом сканере экспертного класса Toshiba VIAMO (Япония) с использованием линейного датчика 7 МГц;

– ультразвуковое исследование экстракраниальных отделов брахиоцефальных артерий на системе ультразвуковой диагностики TOSHIBA APLIO XG, модель SSA-790A (Япония), с использованием линейного датчика частотой от 10 до 14 МГц по стандартной методике;

– лабораторные исследования, выполненные унифицированными гематологическими, биохимическими и иммуноферментными методами, позволяющими оценить состояние органов-мишеней. В качестве критериев оценки отклонений лабораторных показателей использованы уровни лабораторных показателей обследованного контингента группы сравнения.

По результатам клинического обследования предварительный диагноз «нейросенсорная тугоухость первой и второй степени» установлен у 13 работников группы наблюдения и у одного – из группы сравнения. Диагноз «эссенциальная [первичная] артери- альная гипертензия» установлен у 14 работников из группы наблюдения и у трех – в группе сравнения. При этом у трех работников в группе наблюдения выявлены как нейросенсорная тугоухость, так и артериальная гипертензия.

Нейросенсорная тугоухость рассматривалась в данном примере как профессиональное заболевание. Эпидемиологическая оценка причинно-следственной связи артериальной гипертензии с условиями труда показала, что показатель относительного риска ( RR ) составил 5,17 (доверительные интервалы 1,52–17,52). Это позволяет отнести артериальную гипертензию к болезням, связанным с работой.

Дополнительная вероятность развития нейросенсорной тугоухости у работников группы исследования составила 0,095; артериальной гипертензии – 0,062. Уровень профессионального риска, обусловленного нейросенсорной тугоухостью, при тяжести 0,32 составил 3,1∙10–2 (высокий риск), артериальной гипертензией при тяжести 0,25 – 1,6∙10–2 (средний риск). Профессиональный риск, обусловленный сочетанием нейросенсорной тугоухости и артериальной гипертензии, при тяжести 0,49 составил 0,004–4∙10–3 (умеренный риск).

Определение функции принадлежности трапециевидного нечеткого числа для всех уровней профессионального риска показало, что во всех случаях она равна единице, и уточненные его уровни соответствуют определенным по результатам эпидемиологических исследований.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.