CC BY
3
Е. И. Спыну, Л. Н. Иванова
УДК 614.7:832.95:007
КИБЕРНЕТИЧЕСКИЙ АСПЕКТ ПРОБЛЕМЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПЕСТИЦИДАМИ
Всесоюзный научно-исследовательский институт гигиены и токсикологии пестицидов, полимерных и пластических масс Министерства здравоохранения СССР, Киев
Многогранная опасность пестицидов для человека, с одной стороны, и необходимость их применения для защиты урожая — с другой, выдвигают как первоочередную задачу защиту окружающей среды от загрязнения химическими веществами.
Вопросы оценки качества окружающей среды и возможность прогнозирования загрязнения анализируются в ряде работ отечественных ученых (Н. В. Лазарев; Л. И. Медведь, и др.). При применении пестицидов, которые в отличие от других загрязнителей преднамеренно распыляют в биосфере, радикальный путь ее защиты — предсказание поведения этих веществ в окружающей среде и соответствующее регулирование.
Рассмотрим сложную систему пестицид — среда обитания человека (рис. 1) с точки зрения возможности построения ее прогноза. Указанные в системе факторы получены нами на основании анализа данных литературы. Однако их перечень не полностью характеризует взаимодействие пестицидов и объектов среды в связи с недостаточной изученностью вопроса. По-ви-димому, только часть перечисленных факторов непосредственно участвует в разложении, превращении и миграции пестицидов, остальные влияют на эти процессы косвенно. Некоторые группы факторов, отмеченные на рис. 1 (физико-химические свойства пестицидов; характеристики климата), могут воздействовать на течение ряда процессов (превращение и разложение пестицидов в почве, растениях и других объектах, а также переход этих веществ в смежные среды), другие входят лишь в отдельные звенья экологических цепей.
¿21
\C-ftt) в воздухе I
И^а! |Ду.Ла>|
Хг^Хд / Хц +Х42
и) в водоемах]
Ъ+Хд
Х/.Х2.Х6 Хг, +Х24
\C-flt) в почвеI
Х,-тХд;ХугХм
х?1+Х4г
Х/+Хд ¿2£I -£¿4
\C-flt) вростемла]
Рис. 1. Комплекс факторов и их взаимосвязь в системе пестицид—окружающая среда. Х,+Х, физико-химические свойства пестицидов (летучесть, растворимость. стойкость и др.); Х,ч-Х,(— химический состав растений (рН клеточного сока, содержание воды, кислот, жиров и др.): X,,. Х>0 — условия обработки (норма расхода, кратность применения препарата); X,,-«--т-Х,«—характеристика климата (температура, влажность воздуха, скорость его движения и др.); Хц-ьХ«, — характеристика почвы (химический состав, микроорганизмы, температура, влажность и др.); Х^-ь — свойства воды водоемов (количество растворенных веществ, гидро-бионты и др.).
Представленная система — наглядный пример одной из больших биологических систем, характеризующихся явлениями запаздывания, кумулятивными эффектами, порогами, большим числом переменных, их взаимодействием и нелинейными зависимостями. Взаимная обусловленность составных элементов этих систем приводит к известной их неопределенности. Возникает проблема управления сложной системой в условиях взаимопереплетения многих факторов и вариантов исхода процессов (А. А. Ляпунов и С. В. Яблонский, и др.).
Управление системой пестицид— среда обитания человека заключается в создании таких условий, при которых поступление пестицидов в организм человека разными путями не будет превышать допустимых гигиенических нормативов. Основа для осуществления управления — прогнозирование уровня и длительности содержания пестицидов в каждом из объектов в зависимости от комплекса определяющих факторов, большинство из которых может быть регламентировано. Решение задачи управления всей системой в настоящее время невозможно. Целесообразно разбить ее на отдельные подсистемы, являющиеся также сложными системами: пестицид—растение, пестицид — почва, пестицид — воздух, пестицид — вода, причем последние тесно взаимосвязаны.
Уже имеется первый опыт по изучению отдельных звеньев рассматриваемой системы. Так, получено математическое выражение процесса исчезновения пестицидов в растительных объектах (А. Г. Ивахненко и соавт.). Сделаны попытки описания процесса миграции пестицидов, который рассматривается как перенос вещества в многозвеньевой замкнутой либо разомкнутой системе (Л. Н. Иванова; Л. Н. Иванова и Е. Г. Моложанова) на примере систем почва — корнеплод — надземная часть растения и воздух — растительная поверхность — поверхностный слой почвы. При решении указанных задач получены первые положительные результаты. Точность при сопоставлении расчетных и фактических данных оказалась приемлемой для практики (Л. Н. Иванова и соавт.).
Применение указанного подхода ко всей системе пестицид— окружающая среда в настоящее время невозможно в связи с недостаточностью информации. При решении задач для отдельных звеньев сбор ее осуществляется с учетом следующих требований. Для описания поведения пестицида внутри каждого блока (пестицид—растение, пестицид—почва и др.) необходимы данные о динамике содержания препарата в объекте и всех факторах, ее определяющих. В том случае, когда рассматриваются процессы миграции, следует одновременно определять концентрацию химического вещества во всех смежных объектах и влияющие факторы.
Решение задачи прогнозирования поведения пестицидов в биосфере потребует исследования многолетних динамических процессов накопления, убывания и циркуляции этих веществ с учетом определяющих факторов. В зависимости от степени изученности этих процессов могут быть использованы различные математические подходы, позволяющие выявить связь между входными воздействиями (ассортимент пестицидов, условия их применения др.) и выходными характеристиками (уровень и длительность загрязнения), а также осуществлять регулирование; при этом необходимо учесть задачи не только гигиенической науки, но и защиты растений. Схема такого управления приведена на рис. 2.
В данной схеме ЭВМ символизирует прогнозирующую систему, которая на самом простом уровне организации может быть формулой прогноза, а на более высоком — общегосударственной прогнозирующей системой. Ее можно отнести к автоматизированным системам, так как в ее составе всегда будут набор методов, алгоритмов, совокупность программ и технических средств, коллектив людей. Ячейкой такой системы может быть пункт прогноза сельскохозяйственных вредителей, объединенный в цикл с санэпидстанцией.
В указанной прогнозирующей системе обязательно сочетание нормативного и исследовательского прогноза. Первый необходим для определения расчетных нормативов новых пестицидов, второй — для прогнозирования уровня загрязнения и времени, к которому он не превышает нормативов. Введение блока прогноза в качестве дополнительного звена в систему управления применением пестицидов позволило бы реализовать быстро срабатывающую обратную связь и избежать запаздывания, т. е. оценку загрязнения уже готовой продукции. Известно, что в течение одного вегетационного периода растительные культуры подвергаются повторным обработкам. Предвидение уровня загрязнения перед каждой обработкой при неблагоприятном прогнозе позволит вносить коррективы в систему применения химических средств защиты растений путем выбора оптимального сочетания ассортимента препаратов, условий их использования, климатических параметров еще на стадии предупредительного санитарного надзора и обеспечить полную охрану объектов внешней среды от загрязнения пестицидами.
ЛИТЕРАТУРА. Иванова Л. Н. — В кн.: Материалы 1-го симпозиума по применению математических методов для оценки и прогнозирования опасности пестицидов. Киев, 1971, с. 15—17. — Иванова Л. Н., Моложанова Е. Г. — «Гиг. и сан.», 1973, № 2, с. 24—28. — И в а н о в а Л. Н„ Руссу-Л у пан И. Т., Белая Л. Л. и др. — Там же, 1975, № 6, с. 105—107. — Ивахненко А. Г., С п ы -ну Е. И., П а т р а т и й И. 3. и др. — Там же, 1972, № 10, с. 43—47. —Лазарев Н. В. — В кн.: Введение в геогигиену. М. — Л., 1966, с. 32—56. —Ляпунов А. А., Яблонский С. В. Теоретические проблемы кибернетики. М., 1961. — Медведь Л. И. В кн.: Гигиена применения, токсикология пестицидов и клиника отравлений. Вып. 9. Киев, 1971, с. 5—14.
Поступила 11/1 1977 г.
A CYBERNETIC ASPECT OF THE PROBLEM OF PREVENTION OF THE ENVIRONMENT CONTAMINATION WITH PESTICIDES
E. I. Spynu, L. N. Ivanova
The article gives a general idea of hygienic aspects of the mathematical modelling of the processes of introduction into the environment of pesticides, their migration and accumulation in the human body.
УДК 6IS.216.6:546.171.11.015.4:616.211/.232-036.11-036.82
Канд. мед. наук А. П. Михайлуц
ВЛИЯНИЕ НИЗКИХ КОНЦЕНТРАЦИЙ АММИАКА НА ЛИЦ, ПЕРЕНЕСШИХ ОСТРЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ВЕРХНИХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ
Кемеровский медицинский институт
Влияние малых концентраций аммиака, лежащих в диапазоне надпо-роговых по рефлекторному и субпороговых (для воздуха рабочей зоны) по резорбтивному действию, а также воздействие на фоне измененного функционального состояния организма изучены недостаточно, хотя аммиак относится к весьма распространенным химическим соединениям, загрязняю-
Рис. 2. Структурная схема системы управления безопасным использованием пестицидов.
