CC BY
3
Дискуссии и отклики читателей
С И. В КОРАБЕЛ ЬН И КОВ. 1998 УДК 614.7:502.653
И. В. Корабельников ГИГИЕНА И ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ НЕДР
Санкт-Петербургская государственная медицинская академия им. И. И. Мечникова
Научно-технический прогресс неразрывно связан с освоением новых технологий, увеличением лобычи полезных ископаемых, усилением влияния факторов окружающей среды на здоровье человека.
В последние десятилетия произошел огромный скачок в освоении недр, расширились виды пользования недрами, следовательно, возросло их влияние на окружающую среду.
Недра используются не только для разведки и добычи полезных ископаемых, но и для хранения нефти и газа, захоронения токсических, радиоактивных и иных отходов; в недрах проводятся подземные ядерные взрывы.
Особую важность приобретает охрана недр в связи с тем, что в них находятся все более широко используемые для питьевых целей подземные воды.
Интенсивное освоение недр влияет на здоровье проживающего населения и может негативно сказаться на здоровье будущих поколений.
В то же время в гигиене и экологии отсутствует четкая формулировка понятия недр.
На основании учения акад. В. И. Вернадского Н. Ф. Реймерс [9—10) дает следующее определение биосферы: "...нижняя часть атмосферы (до 6 км), вся гидросфера и верхняя часть литосферы Земли, населенные живыми организмами". При этом "нижний предел существования активной жизни традиционно ограничивается дном океана и изотермой 100°С в литосфере, расположенными соответственно на отметках около 11 км...".
На наш взгляд, автор не совсем точно ограничивает нижние пределы биосферы дном океана. Ниже дна могут находиться недра, содержащие нефть и газ, на глубину залегания которых может распространиться жизнь и соответственно биосфера.
Совершенствование геологической науки и расширение видов пользования недрами коренным образом изменяют стабильную ситуацию литосферы, складывающуюся миллионы лет. В. И. Вернадский [5] указывал, что "Биосфера оформляется вследствие взаимодействия геологических, атмосферных, биологических, космических и антропогенных процессов. До возникновения жизни действовали только абиотические факторы, после этого к ним присоединяются биологические, а после появления человека — антропогенные. Современная биосфера — это результат продолжительной эволюции органического мира и неживой природы, в сохранении которой особенно велика роль человека".
Освоение недр человеком значительно изменяет биосферу. Антропогенное влияние особенно касается лито-биосферы — части биосферы, занимающей верхние слои литосферы (см. схему).
При добыче полезных ископаемых (через скважины при нефтедобыче или угольные шахты) возможно поступление радиоактивных, токсических вешеств в почву, в расположенные выше подземные водоносные горизонты. При этом не исключается и прямой контакт человека с вредными веществами, поступившими из недр [8].
Последствия освоения недр непредсказуемы, если не осуществлять их охрану. Гигиенической науке необходимо разработать методологию надзора и охраны лито-биосферы и недр в частности.
Что же включает понятие недра? "Недра земли простираются от ее поверхности до центра и включают земную кору, мантию Земли и ее ядро, в узком смысле под недрами понимают верхнюю часть земной коры, в пределах которой возможна добыча полезных ископаемых" (12|.
В Законе Российской Федерации "О недрах" недра определяются как "...часть земной коры, расположенная ниже почвенного слоя, а при его отсутствии — ниже земной поверхности дна водоемов и водотоков, простирающихся до глубин, доступных для геологического изучения и освоения" [13). По сути дела обе формулировки предложены геологами, и недра рассматривают только как источник полезных ископаемых: в обеих формулировках отсутствует связь недр с природой и ее главным богатством — человеком. Более правильным, на наш взгляд, является следующее определение недр: "Недра — составляющая окружающей среды, часть земной коры, расположенная ниже почвенного слоя, а при его отсутствии — ниже земной поверхности и дна водоемов и водотоков, простирающихся до глубин, в пределах которых возможно их использование в интересах существующих и будущих поколений" [I].
Недра состоят из горных пород, которые отличаются друг от друга химическим составом, размерами и строением слагающих частиц. Главным признаком, который положен в основу разделения пород, является их происхождение или генезис. В зависимости от этого породы делятся на осадочные, магматические и метафизические. Осадочные породы образовались в поверхностной части земной коры в результате разрушения, переотло-жения и преобразования на поверхности Земли, на дне морей и других водоемов ранее существовавших отложений. Процесс формирования осадочных пород получил название литогенеза. Среди осадочных пород следует выделить биохимические (органогенные) породы, которые образовались в результате жизнедеятельности животных или растительных организмов, однако этот процесс протекал с участием различных химических реакций. К этим породам относятся мел, уголь, нефть и др.
Недра не являются плотной и однородной массой они состоят из твердой, жидкой и газообразной фракций, которые распространяются в глубь земли и возникли в ходе образования горных пород в течение многих миллионов лет. В зависимости от химического строения минералов в недрах образуются различные газы: метан, пропан, углекислый газ, сероводород и др. Также разнообразна и жидкая фракция, включающая в себя пресные и минерализованные воды, водонефтяную эмульсию и другие жидкости. Для дальнейшего изучения предмета наблюдения определим отличие недр от почвы.
"Почва — природное образование, состоящее из генетически связанных горизонтов, формирующихся в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под воздействием воды, воздуха, живых организмов. Состоит из твердой, жидкой, газообразной и живой (флора, фауна) частей... Толщина почвы называется почвенным профилем —вертикальный разрез почвы от поверхности до материнской породы. Мощность почвенного профиля от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров" [12|. Как видно из определения почвы, она располагается выше материнской породы,
Схема. Взаимосвязь гигиены недр с другими научными дисциплинами
т. е. почва расположена выше недр по отношению к геометрическому центру Земли.
Гигиенистам необходимо учитывать предложенные общепризнанные определения субъектов природы недр и почвы при изучении и определении воздействия данных объектов окружающей среды. Вредные вещества могут попасть из почвы и открытых водоемов в недра, где главными транспортными артериями являются подземные воды. Следует отметить, что в недра поступают вредные вещества в результате антропогенного воздействия, и в недрах находятся естественные соединения, образовавшиеся там в ходе их формирования. В результате антропогенного воздействия в недра поступают через почву удобрения, ядохимикаты, токсические и радиоактивные соединения. Кроме того, возможно поступление вредных веществ в недра через карьеры, шахты, скважины, минуя почву. К естественным соединениям, находящимся в недрах, следует отнести радон и другие естественные радионуклиды, соединения тяжелых металлов и другие, которые могут выходить из недр на земную поверхность и оказывать негативное влияние на здоровье проживающего населения. Гигиенистам крайне важно изучать пути движения вредных веществ из недр для своевременного предупреждения их влияния на здоровье проживающего и будущих поколений, "...и в области гигиенических наук нужно привыкать видеть все явления в их развитии, стремиться улавливать тенденции этого развития. И только тогда начнется новый этап в развитии величайшей из медицинских наук — гигиены" [5].
В последние годы происходит значительное расширение функций и областей изучения гигиенических наук. Гигиенистами признаны новые направления: геогигиена, экогигисна, гигиена окружающей среды и др. Назрела необходимость выделения из гигиены окружающей среды нового важного научного направления — гигиены недр. Для определения места гигиены недр в системе научных дисциплин воспользуемся терминологией, которую предлагают Н. Ф. Реймсрс и А. В. Яблоков |9]. Авторами использована схема, при которой наука как область знания распадается на новые формы науки, которые в свою очередь делятся на научные дисциплины, отрасли и разделы (см. схему).
Нами предлагается следующее определение нового раздела науки: "Гигиена недр — научная дисциплина, составная часть гигиены окружающей среды, изучающая и прогнозирующая возможное влияние на здоровье населения вредных факторов недр, разрабатывающая мероприятия по предотвращению их негативного воздействия на человека" |4].
"Известно, что любая форма деятельности, а тем более ее высший вариант, каковым является наука, должна иметь некие основные, присущие любой деятельности признаки. К таким признакам относятся объект исследования, предмет интересов в объекте, цель этого интереса и метод, каким достигается цель. Из этого следует, что наука, если она претендует на самостоятельность, должна обладать по крайней мере одним или более из названных признаков, которые присущи только ей" [II].
Объектом исследования гигиены недр является человек, проживающий в зоне освоения недр, и поколения, которые будут проживать на этой территории. Предметом изучения новой научной дисциплины является здоровье проживающих и будущих поколений. Целью гигиены недр является изучение закономерностей взаимодействия человека с составной частью окружающей среды — недрами и разработка способов и средств, обеспечивающих сохранение здоровья проживающих сегодня и будущих поколений. Для достижения поставленной цели перед гигиеной недр стоят следующие основные задачи: изучение и выработка гигиенических характеристик недр, изучение возникающих в недрах изменений, вызываемых человеческой деятельностью, поиск способов предупреждения или смягчения тех изменений в недрах, которые могут влиять на проживающее население в зоне освоения недр или будущие поколения.
Гигиена недр носит междисциплинарный характер и интегрирует знания экологии, токсикологии, геофизики, гидрогеологии, химии, различных направлений гигиены (коммунальной гигиены, эпидемиологии, радиационной гигиены, гигиены воды, почвы) и других наук. Гигиена недр использует комплекс методов исследований, присущих всем гигиеническим наукам: эпидемиологический метод изучения здоровья населения, метод санитарного обследования, метод санитарной экспертизы, метод гигиенического эксперимента. Широко используются методы физические, химические, бактериологические, токсикологические, радиологические, статистические для изучения исследуемых явлений. Кроме общепризнанных методов гигиена недр использует результаты исследований, получаемых в смежных научных дисциплинах: гидрогеологии, геологии, геофизике и др. Например, для изучения состояния подземных питьевых горизонтов необходимо иметь данные по герметичности стенок скважин, транзитом проходящих через питьевые горизонты, для этой цели можно использовать данные исследований, полученные с помощью методов радиоактивных изотопов или метода электротермии, широко применяемых геофизиками при нефтедобыче.
Таким образом, на основании вышеизложенного, можно сделать вывод, что гигиене недр присуши основные признаки, характерные для гигиенических наук, и эта новая научная дисциплина должна занять достойное место в деле охраны здоровья проживающего и будущих поколений.
Гигиена недр тесно связана с другими дисциплинами, в частности с радиационной гигиеной. Радиацион-но-экологическая обстановка в районах интенсивного пользования недрами складывается из воздействия естественных радионуклидов и искусственных, образуемых в результате подземных взрывов либо при закачке жидких радиоактивных отходов.
Из находящихся в недрах химических элементов наибольшую опасность представляют радионуклиды естественного происхождения 226Яа, 232Т11, 40К, 222Яп. При добыче нефти, угля и других полезных ископаемых происходит вынос этих радиоактивных веществ на земную поверхность. Их количественное содержание в земных породах колеблется в широких пределах, в результате чего на поверхности земли и оборудовании возникают различные уровни радиоактивных загрязнений.
"Основной вклад в облучение населения вносят природные источники ионизирующего излучения, особенно радон, поступающий из почвы и стройматериалов в жилища и накапливающийся в них" [2|. Следует отметить, что радон из недр поступает в почву, а в дальнейшем оказывает влияние на организм человека.
Существенное радиационное загрязнение происходит в районах проведения подземных ядерных взрывов как в военных, так и в мирных целях. В этом случае к естественным радионуклидам добавляются радионуклиды искусственного происхождения. Источниками загрязнения искусственными радионуклидами являются продукты деления взрывчатых веществ — 239Ри, 2341_), 2-8и.
Мониторинг за последствиями ядерных взрывов, как правило, не проводится, что представляет определенную опасность как для нефтяников, работающих на промыслах, так и для населения, проживающего в этой местности.
Следует отметить, что радиоактивные загрязнения объектов окружающей среды не нормируются, кроме концентраций в воздухе рабочей зоны и в воде, используемой для питья.
Из-за отсутствия дозовых пределов и допустимых уровней загрязнения поверхности радионуклидами гигиенистам необходимо определить перечень профессий, где работники подвергаются облучению, для установления данным категориям работающих эффективной дозы. Необходимо организовать постоянное изучение гам-ма-фона на промыслах, местах ремонта и складирования оборудования. Особое внимание следует обратить на выделяемые в ходе ремонта оборудования солевые отложения, парафины и другие вещества, изучение их излучений, установить строгий контроль за хранением и захоронением этих соединений.
Тесная взаимосвязь гигиены недр и коммунальной гигиены, гигиены почв, радиационной гигиены и экологии отмечается при утилизации и захоронении токсических, радиоактивных и других отходов, в том числе сточных вод. В нашей стране широко используется утилиза-
ция промышленных сточных вод путем закачки в недра предприятиями нефтеперерабатывающей, нефтегазодобывающей и химической промышленности [6, 7|, что считается наиболее рентабельным, так как обеспечивает возможность обеззараживания сточных вод путем минерализации их в недрах земли, уменьшает загрязнение водоемов и сокращает расходы на строительство и эксплуатацию очистных сооружений.
На наш взгляд, существенный гигиенический интерес представляет проблема захоронения в недра хозяйственно-бытовых сточных вод и жидких радиоактивных отходов, однако при принятии технических решений такого типа необходима тщательная гигиеническая экспертиза, разработка основ эколого-гигиенического мониторинга недр.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что назрела необходимость становления новой научной дисциплины — гигиены недр — для изучения, прогнозирования и выработки конкретных мероприятий по охране здоровья населения при пользовании недрами.
Литература
1. Баранова О. В., Корабельников И. В. // Региональные вопросы гигиены, эпидемиологии, экологии и здоровья населения / Под редакцией В. Г. Майму-лова, А. В. Шаброва, А. Н. Пивоварова. — СПб., 1996. - С. 13-14.
2. Беляев Е. Н. Роль санэпидслужбы в обеспечении санитарно-эпидемиологического благополучия населения Российской Федерации. — М., 1996. — С. 80-86.
3. Вернадский В. И. Биосфера. — Л., 1926.
4. KopaбeJ^ышкoв И. В. Гигиена недр — новое направление гигиенической науки. — М., 1996. — Вып. 9. — С. 7-9.
5. Лазарев Н. В Введение в геогигиену. — Л., 1966.
6. Методические рекомендации по обеспечению выбора поглощающих горизонтов и проектированию закачки промстоков на газовых предприятиях западной Сибири. — Тюмень, 1995.
7. Миронов Е. А. Закачка сточных вод нефтяных месторождений в продуктивные и поглощающие горизонты. - М„ 1976. - С. 142-145.
8. Никитин Д. П., Новиков Ю. В. Окружающая среда и человек. — М., 1980.
9. Реймерс Н. Ф., Яблоков А. В. Словарь терминов и понятий, связанных с охраной живой природы. — М„ 1982.
10. Реймерс Н. Ф. Природопользование. — М., 1990. — С. 47-48.
11. Современные проблемы эко-гигиены. / Захарченко М. П., Гончарук Е. И., Кошелев Н. Ф. и др. — Ч. 1 — Киев, 1993.
12. Советский энциклопедический словарь. — М., 1982.
13. Федеральный закон "О внесении изменений и дополнений в закон Российской Федерации "О недрах" // Российская газета. — 1995. — 15 марта.
Поступила 28.08.97
