CC BY
4
больниц, роддомов. Для этих целей перспективным представляется использование локальных установок для доочистки питьевой воды в местах водопотребления.
Вместе с тем широкая рекламная кампания и доступность приобретения этих устройств могут представлять определенную опасность, поскольку рекламные данные водоочистителей не всегда соответствуют фактическим характеристикам и требуемым гигиеническим параметрам. В этих условиях чрезвычайно важным является индивидуальный подбор водоочистителей с учетом приоритетных загрязнителей исходной воды. Не менее важным является квалифицированное сервисное обслуживание локальных установок и соблюдение регламентов работы водоочистителей самими водопотребителями.
Наибольшее распространение среди бытовых фильтрующих устройств у сельских жителей получили отечественные водоочистители "Барьер" и "Аквафор", а также немецкий фильтр "Вгка". Практика показывает, что срок эксплуатации применяемых картриджей в бытовых водоочистительных устройствах, как правило, значительно превышается и загрязнения, сорбируемые на фильтрующих элементах, суммируются с загрязнениями исходной воды. При грамотной эксплуатации сертифицированных бытовых водоочистителей они позволяют получать воду в соответствии с гигиеническими требованиями.
Опрос сельских жителей установил, что использование ими бутылированных вод носит спорадический характер. Вода приобретается в периоды резкого ухудшения качества водопроводной воды или для торжествен-
ных мероприятий. В летний период бутылированную воду достаточно широко используют механизаторы во время проведения сельскохозяйственных работ.
Низкий уровень потребления бутылированных вод в сельской местности связан прежде всего с низкой платежеспособностью населения, а также с определенным недоверием к качеству бутылированных вод. В связи с постоянным расширением ассортимента бутылированных вод крайне актуальным является организация эффективного санитарного контроля качества воды, а также условий хранения и продажи готовой продукции.
Важным источником высококачественной питьевой воды для жителей сел остаются родники, которыми пользуются от 30 до 60% сельчан. Они доступны местному населению, не требуют больших капиталовложений, не зависят от энергоресурсов, как правило, стабильны по качеству воды на протяжении десятилетий. При наличии обустроенных родников местные жители широко пользуются ими для питьевых нужд даже при наличии водопроводов. Гигиеническая оценка состояния более 100 родников, наиболее часто используемых сельским населением Саратовской области, показала, что вода более 80% из них соответствует гигиеническим требованиям. Вместе с тем обращает на себя внимание, что подавляющее большинство обустроенных в последние годы родников не имеет зоны санитарной охраны, водоотводя-щих канав и переливных труб.
Поступила 12.03.07
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2007 УДК 614.777:556.6.1131-07
О. Н. Савостикова, А. А. Стехин, Г. В. Яковлева, Р. И. Михайлова, Л. Ф. Кирьянова КРИОФИЗИЧЕСКИЙ МЕТОД ОЦЕНКИ СОДЕРЖАНИЯ СТРУКТУРИРОВАННОЙ ФАЗЫ ВОДЫ
ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН, Москва
Внедрение новых технологий водоподготовки на основе использования различных физических методов приводит к изменению зарядовых и структурных состояний воды.
Бездиссипативный перенос заряда из внешней среды на водный каркас сопровождается вариацией энергетических характеристик воды и, соответственно, структурных, диэлектрических и термодинамических параметров. Способность воды к структурно-энергетической адаптации с внешней средой и последующее соответствие ее со структурно-энергетическими параметрами воды в живых объектах будут определять ее биологическую активность.
Потребление воды с измененной биологической активностью может оказывать влияние на метаболические процессы, протекающие в организме, вплоть до их изменения и нарушения.
В настоящее время в системе контроля качества питьевой воды, определяемой различными нормативными документами, отсутствуют показатели, характеризующие изменения биологической активности воды вследствие физической и химической обработки.
Введение таких показателей выдвигает необходимость решения ряда методических и приборно-методи-ческих проблем, связанных с изысканием способов оценки структурных и энергетических параметров воды, прошедшей обработку.
Одним из параметров, характеризующих биологическую активность воды, является изменение в ее структурной организации, определяемой способностью к самоорганизации при взаимодействии с внешней средой.
Целью настоящего исследования явилась разработка метода оценки биологической активности воды по содержанию в ней связанной (структурированной) фазы.
Согласно современным представлениям биологически значимой компонентой воды является так называемая связанная или структурированная вода, существую-
щая не только вблизи границ раздела фаз, но и в объеме жидкости [3, 4]. Биологическое значение структурированной воды определяется ее активным зарядовым состоянием, что обеспечивает сопряжение клеточных метаболических процессов с внешней средой. Схематично процессы электромагнитного взаимодействия, происходящие в системе внешняя среда — структурированная вода — клеточный метаболизм, могут быть представлены в виде:
Р 1 Е'
2е"+ 4[02...ОН-,-|(НгО)п]Са —> [02-|"...0н-,"(н20)„<к] 2[20Н-<->-^ [02"...0Н-'-'(Н20)п] + 2е-
—4 Ог"+ 40Н" + 4л(НгО) + Е2е"(е" + е" +...), Ф.Н
где Р. С. — равновесное состояние ассоциата; Ф. Н. — фазовая неустойчивость; 2е~ — квант электромагнитной энергии (магнитный поток Ф0 = Ьс/2е" = 2,07 • Ю~? Гс-см2) "сверхтекучие" электроны; п(п+к) — параметр ассоциации, имеющий порядок величины ~107; Еа', Еа2 — активационные барьеры туннельного переноса электронов.
Исходя из схемы процесса, сверхтекучие электроны (2е~) из внешней среды переконденсируются по туннельному механизму на триплетный кислород связанной воды и на конечной стадии равновесного процесса поступают в активные центры клеток живых организмов. В случае возникновения фазовой неустойчивости ион-кристаллического ассоциата связанная вода распадается с выделением кислорода в синглетном состоянии и свободных радикалов (ОН*).
Отличительной особенностью связанного состояния воды, находящейся под действием электрического потенциала (~108 В/см), является поведение электромаг-
Рис. I. Изображение газовых полостей во льду, сформированных в результате распада ОН~п-ассоциатов, образующих линейный кластер.
нитного вихря в процессе развития в нем фазовой неустойчивости. Неравновесная динамика электромагнитного вихря способствует конденсации в воде дополнительных электронов из внешней среды [2]. Образующийся волновой пакет электронов претерпевает распад (е~ + е"+ ...) с образованием локальной области с высокой концентрацией сольватированных электронов, являющихся сильнейшими восстановителями [5], что может отрицательно влиять на жизнедеятельность клетки и организма.
Исходя из рассмотренной выше схемы, роль структурированной воды в процессе метаболизма двояка. С одной стороны, без нее жизнь невозможна в принципе, с другой — очень высокая ее концентрация (следовательно, и высокая плотность заряда сверхтекучих электронов) опасна для организма, так как приводит к возникновению стрессов. Отсюда следует необходимость учета степени структурированности воды, которая может быть определена как по оценке ее зарядовых состояний, так и по доле связанной в ассоциаты воды.
Измерение динамически лабильных зарядовых состояний связанной воды, ответственных за процессы транспорта электронов, сопряжено с рядом приборно-методических трудностей, вызванных необходимостью использования высокочувствительной аппаратуры (например, квантовых интерферометров — СКВИДов [II]). В практическом плане более предпочтительны относительно простые криофизические методы, например дилатометрический метод, основанный на использовании свойства структурированной и переохлажденной воды сохранять свое текучее состояние при переохлаждении до низких температур (до -20°С — ОН~п — ассоциат льда — VI; до —72°С — Н+п — ассоциат льда — VII [3]). Однако оценка состояния воды данными методами возможна только по изменению в ней доли структурированной воды, несущей отрицательный заряд. Это связано с тем, что ее доля на 3 десятичных порядка выше по сравнению с долей ассоциатов с положительным знаком заряда, характеризуемых параметром ассоциации ~I04 [3]. Исходя из этого, в основу принципа для оценки состояния воды было положено изменение в структурном состоянии льда VI (ассоциат отрицательной полярности) в процессе замораживания воды.
Теоретические оценки показывают, что при ассоциировании воды доля образующихся в жидкости пустот, заполняемых атмосферными газами, составляет К„~ = 0,44-0,21 (ОЬГп - ассоциат льда — VI и К„+ = 0,89-0,61 — Н+(,) — ассоциат льда - VII), что составляет значительную величину от общего объема ассо-
циатов. Расчет доли пустот в воде после ее обработки проводился исходя из значений плотности льдов: 0,93 — льда-1, 1,34-1,13 - льда-VI, 1,76-1,50 - льда-VII [5], составляющих основу связанного состояния. Полученные значения объемной доли пустот в ассоциированной воде использовались для оценки массовых параметров ассоциатов. В кристаллическом льду субнаноразмерные пустоты отсутствуют. При распаде ассоциатов растворенный в пустотах воздух выделяется с формированием микрополостей во льду.
В процессе медленного замораживания воды (до
— 15°С) во льду вследствие развития фазовых неустойчи-востей формируются газовые полости. На рис. 1 приведено изображение газовых полостей, возникающих во льду при замораживании дистиллированной воды до
— 15°С.
Микрометрические измерения объема воздушной полости (одиночный пузырек вытянутой эллиптической формы) дает значение объема 15 мм3, что с учетом изменения плотности воды (в 775 раз) и доли пустот К„~ = 0,44—0,21 позволяет рассчитать массу одиночного ассоциата связанной воды т, = 34—67 мкг. Данное значение массы по порядку величины совпадает со значениями массы ассоциата воды, полученными на основе оптических измерений. Так, диаметр линейной цепочки ассоциатов в ультразвуковом поле равен et = 40 мкм, что при длине ассоциата Г = 3 мм дает значение массы ОН (*)-ассоциата гп, = 66 мкг.
Другим параметром, который необходимо учитывать при оценке массовой доли структурированной воды криофизическими методами, является объемная плотность ассоциатов. Оценкой расстояния между отдельными цепочками ассоциатов, образующихся в воде при ее замораживании после физической обработки (рис. 2), установлено, что оно составляет ~1 мм.
Тогда при длине ОН"п-ассоциата порядка 3 мм и объемной плотности 330 см-3 доля структурированной воды будет составлять 0,022 г/г. Для неактивированных вод значения объемной плотности и параметров ассоциатов значительно ниже.
При отработке методики было проведено изучение изменения в состоянии воды после ее неконтактной активации в электрохимическом активаторе типа "Изум-руд-СИ" [10] и последующем термостатировании при
jf
i г/' *'/ ¿Л" .7*. 4 * , V "Г v V ^ - " ~ '
"ii i^UiV ■ 1 Ц ■ ¡ Г : 7*:', i ' » y •
' i f ■ I » 1 ' • \ Ii ,I ' ■■ Vi /1 и \ И*' < 1 У, 1 ■ ' • i* ¡, ^ r •
1 Ii >" » Ч" ' r
• V ¿ г
. m
\
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 1 2
Рис. 2. Объемная структура распределения микрополостей во льду, полученная при замораживании физически активированной воды.
-2,5
105
Структурированность
182
Напряженность поля
Рис. 3. Динамика изменения напряженности низкочастотной компоненты электромагнитного поля, наведенного во внешней среде человеком и остаточными зарядовыми состояниями в диэлектрических материалах в месте расположения сосуда, и результаты дилатометрических измерений.
По оси абсцисс — время, с, по оси ординат — слева — структурированность, %, справа — напряженность поля Е, В/м.
где У2 (К,) — суммарный объем льда с газовыми включениями (исходный объем воды) в капилляре, измеренный в делениях шкалы дилатометра; Кх — коэффициент сжатия воздуха в структурированной фазе воды (Кж — У^ при 1 атм/Кгам при 2000 атм = 24,28).
Следует отметить, что объемные доли структурированной фазы воды в объеме и в капилляре существенно отличаются, что связано со значительно меньшими значениями констант ассоциации (в классическом представлении — диссоциации) в малых объемах капилляров, зависящих от ионной силы электролита [3, 4].
Экспериментально установленное соотношение между долей ассоциированной воды в макроскопическом объеме и капилляре дилатометра (диаметром 1,23 мм) имеет следующий вид:
(2)
дс° = а*(аа?)2 - Ь*аас" + с,
температуре 19°С. Анализ состояния воды после обработки осуществлялся дилатометрическим методом, предложенным в работе [8] для оценки структурированности воды в биологических жидкостях. Одновременно определялось изменение в электрохимических показателях воды. Результатами исследования показано, что в зависимости от времени обработки доля структурированной воды изменялась от 0,1 до 0,6%, при этом значения окислительно-восстановительного потенциала варьировались в диапазоне 250—170 мВ. Изменения в водородном показателе составляли от 1 до 3 ед.
Кроме того, при определении доли структурированной воды по методике [6] был отмечен большой разброс в результатах анализа, что привело к увеличению погрешности определения (до 2000%).
В то же время при проведении криоскопических исследований было установлено, что в процессе охлаждения происходит выделение газового состава из воды вследствие возникновения фазовой неустойчивости в связанных фазах воды. При этом объем выделенного газа пропорционален доле связанной (структурированной) воды в объеме жидкости. Следовательно, определение доли структурированного состояния в воде возможно по изменению относительного объема (ДУ/У) газа, выделяемого в конденсированной фазе. Определение объема выделяемого газа при охлаждении активированной воды осуществлялось по методике [6] в интервале температур —5—— 10°С. Образцы замороженной воды подвергались сжатию до полного разрушения, а вытесненный из-за льда газ собирался в газовую бюретку. Установлено, что в зависимости от степени активации объем выделяемой газовой фазы изменяется в диапазоне 0,1—4,5 см3 на 1 см3 воды.
При замораживании воды в капиллярах Панченко (объем 0,1 см3) подобные изменения в объеме выделяемой газовой фазы составляют 0,0001—0,001 мм3.
При температуре замораживания -2 ГС активированная вода в капилляре претерпевает полную кристаллизацию, в процессе которой ассоциированная вода распадается на лед-1 (рыхлые структуры) и воздушные пузырьки, находящиеся внутри льда-1 (области прозрачного льда). Разница между объемом льда с газовыми включениями и объемом исходной жидкости при плотности льда-1, отнесенная к объему анализируемой пробы в капилляре, составляет относительный объем газа, выделяемого при кристаллизации воды.
Расчет доли структурированной воды в капилляре проводился по формуле
где а = 267; ¿ = 0,186; с= 0,00012.
Квадратичный вид зависимости связан с изменением соотношения между долями, обусловленным нелинейным снижением ионной силы воды в капиллярах по отношению объемной фазы при высокой степени структурированности воды. Максимальные значения структурированности активированной воды достигают значения (<7с°)тах = 0,089 при электропроводимости, равной 86 (гБ/см, а (дистиллированной воды) минимальное составляет (¿7с0)Пц„ = 0,00074. С увеличением минерализации воды выше 86 цБ/см степень структурированности активированной воды снижается.
В процессе криофизических исследований установлено, что процедура отбора пробы воды на анализ влияет на погрешность измерения. Подобная зависимость связана с изменением равновесного зарядового состояния ассоциированной воды в капилляре, возбуждаемого электромагнитными полями окружающей среды и человека в момент отбора воды на анализ [7]. Для оценки полевого влияния на показания анализа одновременно с отбором пробы проводились синхронные измерения показаний напряженности поля в низкочастотном диапазоне длин волн (от 5 Гц до 2 кГц) с использованием измерителя плотности магнитного потока и напряженности электрического поля В, Е — метра АТ-002 и детектора напряженности продольной компоненты электромагнитного поля [ 1 ] с цифровой регистрацией результатов измерений (рис. 3), которые располагались рядом с сосудом, содержащим анализируемую воду.
Корреляционный анализ зависимости структурированности от напряженности поля (при его незначитель-
2,2 2 1,8 1.6-1,4-
1,2
у=-1,6718х+2,1266 у=0,4797х+1,5374
,= У2~ У,!0.93
(1)
0,12 0,22 0,32 0,42 0,52
* Напряженность поля 1 ° Напряженность поля 2 — - Линейный (напряженность поля 2) - Линейный (напряженность поля 1)
Рис. 4. Результаты линейной аппроксимации структурированности воды и напряженности электрической компоненты поля в момент отбора воды в капилляр или выемки капилляра из емкости с водой.
По оси абсцисс — структурированность, %; по оси ординат — напряженность поля Е, В/м.
о Структурированность, % —*— Вариации —•— Линия тренда структурированности
Рис. 5. Динамические изменения показателя структурированности воды при экспозиции капилляров в объеме жидкости.
По оси абсцисс — время, мин; по оси ординат — слева — вариации структурированности, справа — структурированность, %.
ном изменении в пределах от 1,5 до 2 В/м) указывает на увеличение степени структурированности воды при ручном наборе воды из сосуда. Наоборот, степень структурированности воды в капилляре остается более высокой при меньших напряженностях поля, если капилляры предварительно выдерживались в воде (все одновременно) в течение 15 мин (рис. 4).
Анализ зависимостей, приведенных на рис. 4, показывает, что при последовательном отборе проб в капилляры наблюдается "завышение" результатов анализа (-20%) для проб с низким значением структурированности и "занижение" результатов (на 10—15%) при ее высоких показателях.
Применение соотношения для расчета доли структурированности воды с использованием капилляра дилатометра [8] связано с появлением ошибок, обусловленных не только влиянием наведенных полей, но и условиями образования газовых включений во льду в процессе замораживания воды. При равномерном замораживании капилляра (при его помещении в охлажденный до температуры -2ГС (жидкий спирт) образование микропузырьков происходит внутри льда без выхода газов наружу. Искажение температурного поля обусловливает выход части воздуха через боковые отверстия в трубке капилляра, что приводит к недоопределению доли структурированной воды. Ошибки также могут быть обусловлены повышенным давлением в газовых полостях и недостаточной определенностью показателя Кп~ в загрязненных средах. Увеличение ошибок происходит при анализе воды с высокой степенью структурированности, когда объем выделяемого газа превышает свободный объем в капилляре. Учет систематических ошибок в дилатометрической методике может быть выполнен в виде коэффициента калибровки Кд, определяемого в процессе нормировки.
Экспозиция капилляров в объеме воды приводит к изменению как средних значений структурированности воды, так и ее вариаций в объеме жидкости (рис. 5). Линия тренда структурированности воды в капилляре имеет максимум при 15—20-минутной экспозиции. Показатель вариабельности (Уа^ = СКО/(яа5)ср) с течением времени выдержки изменяется сложным образом и имеет не-
сколько максимумов, что отражает переходные процессы в пространственном распределении цепочек ассоциатов в воде.
Для определения точности измерения параметров структурированности воды криофизическим капиллярным методом (в 3 сериях по 10 капилляров в каждой) было выполнено исследование по воде средней степени структурированности (с^ = 0,003), отбираемой на анализ тремя различными способами: ручным последовательным отбором пробы воды без перчаток, в перчатках, заполнением водой емкости (цилиндра) с предварительно установленными капиллярами с последующей выдержкой капилляров в течение 15 мин в воде (см. таблицу). Ручной набор капилляров (особенно в изолирующих перчатках) приводит к высоким ошибкам в определении как средних значений, так и вариационного параметра (параметра пространственной анизотропии распределения структурированной воды в жидкости). Использование третьего способа отбора проб воды на анализ с предварительной 15-минутной выдержкой обеспечивает требуемую для методики достоверность измерения.
При замораживании высокоструктурированной воды вдоль капилляра наблюдается образование периодических или спиралевидных структур, происхождение которых связано со структурой поля сверхтекучих электронов в капилляре. Подобные структуры хорошо визуализируются в газовой среде при пропускании через капилляр сверхтекучего тока, формирующего светящиеся цепочки вихрей или их изогнутые нитевидные структуры [4]. Фиксация в капилляре дилатометра подобных периодических или спиралевидных структур из газовых полостей, образующихся при распаде вихрей в составе структурированной воды, может служить качественным тестом на присутствие в капилляре воды высокой степени структурированности.
При оценке влияния внутреннего диаметра капилляра на погрешность измерения установлено, что изменение диаметра в диапазоне от 0,1 до 1,5 мм практически не влияет на ошибку определения.
Наиболее оптимальным режимом кристаллизации является замораживание водных проб при температуре -2 ГС с последующей выдержкой в морозильной камере в течение 15 мин.
На основании проведенных исследований разработана методика оценки содержания структурированной фазы воды с использованием криофизического метода.
Для анализа воды берется 10 капилляров Панченко. Капилляры помещаются в цилиндр емкостью 50 мл и заливаются исследуемой водой до полного погружения. Через 15 мин заполненные капилляры поочередно вынимают из цилиндра, доводят объем жидкости в капилляре до 0,89—0,92 мл и закрепляют в устройстве для дилатометрического определения. После точного измерения объема жидкости (К,) в капиллярах с использованием отсчетного микроскопа капилляры помещают в емкость с охлаждающей жидкостью, имеющей температуру —2ГС, и затем в морозильную камеру на 15 мин. По окончании кристаллизации капилляры вынимают из камеры и через отверстие в штативах вставляют до упора металлический зонд. После оттаивания жидкости через отсчетный микроскоп устанавливают уровень нахождения зонда в капилляре (У2). Расчет содержания связан-
Изменения определяемых значений показателей структурированности воды капиллярным криофизическим методом при различных способах отбора пробы воды на анализ
Результаты определения параметров структурированности Погрешность, %
Условия отбора проб воды на анализ 1 серия 2 серия 3 серия
45- уаг. Я5. уаг. яб уаг. чв Д(уаг. 45)
Ручной последовательный отбор То же, только в резиновых перчатках Отбор из цилиндра с 15-минутной выдержкой капилляров в воде
0,144 0,55 0,169 0,74
0,147 1,51 0,237 2,67
0,226 0,29 0,224 0,37
0,200 1,63 16,41 59,24
0,126 0,15 34,69 87,39
0,242 0,31 4,28 12,88
ной фазы воды в анализируемой пробе осуществляется по формулам (1) и (2), приведенным выше.
Погрешность определения при использовании разработанной методики составляет ±10%.
Вариабельность показаний, определяемая как отношение среднеквадратичного отклонения к среднему содержанию связанной фазы воды в пробе, рассчитывается как:
Кг = С/<7Ш.
где Уаг — вариабельность показаний; а — среднеквадратичное отклонение.
Данный показатель характеризует пространственное распределение связанных состояний в воде, также влияющих на ее биологическую активность.
Разработанная методика позволяет оценить пространственное распределение структурированных фаз в воде с погрешностью, не превышающей 12%.
Литература
1. Абдужеримов С. А., Ермолаев Ю. М., Родионов Б. Н. Продольные электромагнитные волны: Теория, эксперименты, перспективы применения. — М., 2003.
2. Будущее открывается квантовым ключом: Сборник статей / Под ред. В. И. Николаевой, А. С. Пащины. - М., 2000.
3. Вода — космическое явление: кооперативные свойства и биологическая активность / Под ред. Ю. А. Рахманина, В. К. Кондратова. — М., 2002.
4. Вода в дисперсных системах / Дерягин Б. В., Чураев Н. В., Овчаренко Ф. Д. и др. - М., 1989.
5. Гороновский И. Т., Назаренко 10. П., Некряч Е. Ф. Краткий справочник по химии. — Киев, 1963. — С. 330.
6. Лучев В. Д., Курочкина М. И. // Журн. приклад, химии. - 1972. - Т. 45, № 1. - С. 199-201.
7. Михайлова Р. И., Яковлева Г. В., Стехин А. А. // Материалы 2-го Международного симпозиума "Экология человека и медико-биологическая безопасность населения". Бенидорм, 2006 г. — С. 79—81.
8. Фаращук Н. Ф., Рахманин 10. А. Вода — структурная основа адаптации. — М.; Смоленск, 2004.
9. Харт Э., Анбар М. Гидратированный электрон: Пер. с англ. — М., 1973.
10. Широносов В. Г., Широносов Е. В. Устройство для бесконтактной активации жидкости. Пат. № 2000108654/12(009166), приоритет от 10.04.2000.
11. Шмидт В. В. Введение в физику сверхпроводников. - М., 2000.
Поступила 14.03.07
Summary. The paper provides evidence for the principle of calculating the content of water bound states from the quantity of gases evolved during a cryophysical process. A cry-ophysical procedure has been developed to estimate the degree of water structuredness, by calculating the index from the mean values and spatial variance characteristics.
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2007 УДК 614.7:628.544]:616-092.11
С. В. Нагорный, В. Г. Маймулов, Е. А. Цибульская, В. П. Тидген, С. А. Горбанев, Е. В. Олейникова, Л. В. Воробьева, А. 10. Ломтев, В. Е. Новацкий
МЕДИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ ОЦЕНКЕ ТЕХНОГЕННОЙ БИОГЕОХИМИЧЕСКОЙ ПРОВИНЦИИ В РАЙОНЕ ПОЛИГОНА ТОКСИЧНЫХ ОТХОДОВ
НИИ гигиены, профпатологии и экологии человека ФМБА России, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургская государственная медицинская академия им. И. И. Мечникова, Управление Роспотрсбнадзора по Ленинградской области, ФГУЗ "Центр гигиены и эпидемиологии в Ленинградской области"
В последние годы в регионах с повышенной техногенной нагрузкой все чаще в исследованиях используется система комплексной оценки медико-экологической ситуации с применением широкого спектра современных методов исследований, о чем свидетельствует опыт отечественных ученых, накопленный за предыдущие годы [1-13].
В предлагаемой статье изложены подходы и результаты применения комплексного метода оценки медико-экологической ситуации в районах, расположенных вблизи полигона промышленных токсичных отходов. Работа по оценке медико-экологической ситуации была заказана Администрацией Ленинградской области для решения практически важных вопросов обеспечения санитарно-эпидемиологической безопасности населения ближайших к полигону территорий, уточнения размера санитарно-защитной зоны указанного полигона.
На территории Ленинградской области в течение многих лет функционирует полигон промышленных токсичных отходов (ПТО) "Красный Бор". Начиная с 70-х годов прошлого века на территории полигона в открытых котлованах ("картах"), вырытых в толще кембрийских глин, накопились многие сотни тысяч тонн отходов, содержащих химические вещества 1—4-го классов опасности.
Технология утилизации отходов состояла в их упаривании и термическом разрушении при температуре 900°С на примитивных установках (печах) термического обезвреживания (УТО), не обеспеченных фильтрами. В настоящее время на полигоне заканчивается строительство завода, который, согласно проекту, обеспечит безопас-
ную утилизацию промышленных отходов с применением современной технологии и уменьшит отрицательное воздействие деятельности полигона на окружающую среду и здоровье населения.
Комплексные медико-экологические исследования в районе полигона включали изучение состояния здоровья населения, проживающего на расстоянии 2—3 км от полигона, в том числе клинико-инструментальное обследование детского населения пос. Красный Бор, а также определение в атмосферном воздухе, грунтовых водах, в накопительных средах (почва, донные отложения, снеговой покров) содержания "приоритетных" веществ — "маркеров воздействия" из состава выбросов полигона. При этом с использованием геоинформационных технологий было проведено моделирование распределения полей загрязнения вредных веществ выбросов полигона в окружающей среде. Проведено биотестирование на теплокровных животных грунтовых вод полигона, колодезных вод и овощной продукции из ближайших населенных пунктов.
В результате проведенных исследований было установлено, что основными источниками загрязнения являлись процессы термического обезвреживания отходов и хранения жидких отходов в открытых "картах". Получены данные, указывающие, что "маркерами" опасных выбросов от УТО ПТО полигона являлись бенз(а)пирен, пирен, фенантрен, винилацетат, ацетон, бензол, эпи-хлоргидрин, трикрезол, диоксид азота, сера, хлористый водород и другие вещества, а также тяжелые металлы. Приоритетными вредными веществами испарений из от-
