CC BY
4
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 Роспотребнадзора 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-
крытых "карт" являлись толуол, ксилол, фенол, формальдегид, этилацетат, бутилацетат.
При этом в 1989—1990 гг. в атмосферном воздухе в радиусе 2 км от полигона (в д. Феклистово, Мишкино, пос. Красный Бор, на дороге в 2 км от полигона по направлению к г. Колпино) концентрации толуола, ксилола, фенола, формальдегида, диоксида азота, сернистого ангидрида, хлористого водорода существенно превышали ПДКмр, в том числе в несколько десятков раз (соответственно до 60, 6,8, 17, 8,5, 1,7, 7,2 и 1,3 раза). Аналогичные результаты получены авторами и в 2001 г. в работе, выполненной при участии Г. М. Вишнякова.
Ведущими компонентами загрязнения атмосферы в зоне 2—3 км являлись фенол, формальдегид, ксилол, толуол, диоксиды азота и серы, концентрации которых превышали ПДК в 2—3 раза. Ситуация оценивалась от "относительно напряженной" до "существенно напряженной" [3].
Отходы, содержавшиеся в кембрийских глинах, служили мощным источником загрязнения грунтовых и поверхностных вод, чему способствовали зоны проницаемости в кембрийских глинах. Сброс сточных вод через дренажные канавы, кольцевой и магистральный каналы интенсивно загрязнял водную систему рек Большая Ижорка — Ижора - Нева. Отмечено увеличение концентрации токсикантов в накопительных средах (почве, донных отложениях и иловых осадках).
Сточные воды, поступающие в поверхностный водоем с территории полигона, содержали до 60 органических соединений и тяжелые металлы. При этом наибольшую опасность представляли концентрации фенола, хлорорганических соединений фенола, крезола, цикло-гексанона, а также марганец, хром, никель, кадмий, алюминий.
Был выявлен высокий риск загрязнения водоемов (рек Б. Ижорки, Тосны, впадающих в Неву) веществами отходов 1—4-го классов опасности, хранящихся в открытых и периодически переполняемых за счет атмосферных осадков "картах", вырытых в толще кембрийских глин. Поданным 1995 и 1999 гг. сточные воды магистрального канала полигона, соединяющегося через ручей Безымянный с р. Б. Ижорка, содержали значительное количество органических соединений (до 58). Для достижения безопасного уровня содержания этих веществ в воде водоемов необходимая кратность разбавления сточных вод по органолептическому показателю должна быть не менее 700 раз, по санитарно-токсикологическому — до 60 раз.
Средствами географических информационных систем (ARC/INFO 7.5 for Workstation, Arc View 3.1 и GIS Spatial Analyst 1.1) показана тесная корреляционная связь между источником выброса вредных веществ и загрязнением исследуемой территории (атмосферы, почвы, снега). Наибольшие коэффициенты корреляции были получены между показателями территориального распределения кадмия и меди (0,911), хрома и цинка (0,641), кадмия и цинка (0,616), цинка и меди (0,604), что свидетельствовало о наличии для них единого источника загрязнения. Влияние объекта на медико-экологическую ситуацию подтверждалось максимальными концентрациями ассоциации металлов и других загрязняющих веществ, зафиксированных на территории полигона, и экспоненциальным уменьшением интенсивности геохимических аномалий к периферии с учетом розы ветров.
В воде грунтовых колодцев, используемых в питьевых целях жителями 1,1—2-километровой зоны от полигона "Красный Бор", обнаружены повышенные концентрации (выше ПДК в воде водных объектов) марганца, железа, магния, мышьяка, кадмия, хрома, селена. Кроме того, в воде из колодцев только 1,1—2-километрозой зоны были обнаружены комплексы органических веществ, отдельные из которых имеют отношение к выбросам полигона (толуол, ксилол, циклогексанон).
Данные хронического эксперимента на теплокровных животных подтвердили опасность использования колодезной воды для питьевых целей. Результаты экспе-
римента указали на нарушение функций органов кроветворения, печени, почек, иммунной системы. Установлено также усиление токсичности колодезных вод в теплый сезон, что могло быть связано с увеличением процессов распространения вредных веществ [9].
Таким образом, установлено, что многолетняя эксплуатация полигона по утилизации и захоронению ПТО на территории Ленинградской области с использованием устаревших технологий способствовала формированию своеобразной экологической геохимической аномалии вследствие активного распространения атмосферных загрязнений, концентрирования токсикантов в почве, миграции их в системе почва — грунтовые воды — растения. Ведущая роль в этом процессе принадлежала атмосферным загрязнениям, поступавшим от УТО отходов и с испарениями из открытых "карт". Постоянную потенциальную угрозу "залпового" загрязнения водоемов представляли также "карты" в толще кембрийских глин.
Расчет потенциального риска по методике Ш ЕРА и отечественной МР № 2510/5716-97-32 показал, что значение потенциального риска по вредным факторам загрязнения атмосферного воздуха и водных объектов может быть оценено как "допустимое" лишь за пределами 3-километровой зоны от границ промышленной площадки полигона.
Математико-статистический анализ (по критерию х2 и коэффициенту относительного риска) данных непосредственного медицинского обследования 990 детей показал наличие достоверных различий (относительно пос. Сельцо) в уровнях выявленной при обследовании патологии (пораженности) детей, проживавших в пос. Красный Бор по отдельным видам патологии, в том числе по пораженности болезнями крови и кроветворных органов (включая анемию) и болезнями органов дыхания, а также по численности детей, отнесенных к группе часто и длительно болеющих (ЧДБ).
В результате анализа причинно-следственных связей в системе среда обитания — здоровье населения дана комплексная оценка степени напряженности медико-экологической ситуации на ближайших к полигону территориях. По уровню загрязнения атмосферного воздуха диоксидом азота и серы, фенолом, ксилолом, толуолом в зоне от 2—3 км от полигона степень напряженности са-нитарно-экологической ситуации была оценена как относительно напряженная (2-й ранг из 5) и как существенно напряженная (3-й ранг) с учетом суммирования эффектов воздействия формальдегид + фенол + диоксид серы. Принимая во внимание существование множества причинно-следственных связей между загрязнением объектов среды обитания и нарушением здоровья населения, в пос. Красный Бор реальная значимость степени напряженности медико-экологической ситуации оценена по 3-му рангу (существенно напряженная).
В пос. Красный Бор среди детского и взрослого населения установлена экологически зависимая патология (в виде высоких уровней болезней органов дыхания, эндокринной системы, крови и кроветворных органов, увеличения доли ЧДБ), обусловленная воздействием повышенных концентраций в объектах среды обитания таких вредных веществ, как бензол, ксилол, толуол, формальдегид, этилацетат, трикрезол, эпихлоргидрин.
На основании полученных результатов исследований сделано заключение, что в исследуемый период сохранялся достаточно высокий риск здоровью населения в радиусе до 3 км от полигона, в основном с учетом уровня загрязнения атмосферного воздуха ближайших территорий, выявленных экологически обусловленных заболеваний детского населения, проживающего на удалении 2—3 км от полигона. За пределами санитарно-защитной зоны в 3 км не выявлено вредное воздействие выбросов полигона.
В соответствии с полученными результатами было сделано заключение о нецелесообразности сокращения в исследуемый период ширины 3-километровой санитарно-защитной зоны (СЗЗ) полигона ПТО, необходимости
ускорения завершения строительства на территории полигона современного завода по переработке токсичных отходов, что существенно снизит нагрузку вредных факторов на среду обитания населения, а также, возможно, позволит рекомендовать сокращение размера СЗЗ полигона.
Литература
1. Антонов 10. П., Заугольников С. Д., Мусийчук ¡0. И., Нагорный С. В. // Гиг. и сан. - 1979. - № 9. -С. 63-67.
2. Боков А. П., Магзиян Е. К, Раевский В. А. и др. // Социально-гигиенический мониторинг: Методология, региональные особенности, управленческие решения: Материалы пленума 17—19 октября 2003 г. / Под ред. Ю. А. Рахманина. - М., 2003. - С. 37-39.
3. Комплексная гигиеническая оценка степени напряженности медико-экологической ситуации различных территорий, обусловленной загрязнением токсикантами среды обитания населения: Метод, рекомендации. — М., 1997.
4. Лимин Б. В. Научные основы обеспечения санитарно-гигиенической безопасности населения в регионах с использованием новых информационных технологий (на примере Вологодской области): Авто-реф. дис. ... д-ра мед. наук. — СПб., 2003.
5. Маймулов В. Г., Нагорный С. В. // Вестн. СПб ГМА им. И. И. Мечникова. - 2000. — № 1. - С. 22-25.
6. Маймулов В. Г., Нагорный С. В., Шабров А. В. Основы системного анализа в эколого-гигиенических исследованиях. — СПб., 2000.
7. Меркурьева Р. В., Зайцева Я. В., Вайсман Я. И. // Гиг. и сан. - 1987. - № 3. - С. 15-18.
8. Нагорный С. В., Савельев С. И., Цибульская Е. А. и др. // Актуальные вопросы медицины и проблема реабилитации: Тезисы докладов науч.-практ. конф. (25—26 апреля 1996 г.). — Липецк, 1996. — С. 162— 163.
9. Нагорный С. В., Маймулов В. Г., Тидген В. П., Jloum А. О. // 2-й съезд токсикологов России: Тезисы докладов 10-23 ноября 2003 г. — М., 2003. — С. 173— 174.
10. Пинигин М. А. // Гиг. и сан. — 1986. - № 1. — С. 45-48.
11. Рахманин Ю А., Иванов С. И., Новиков С. М. и др. // Современные проблемы гигиены города, методология и пути решения / Под ред. Ю. А. Рахманина. — М., 2006. - С. 8-18.
12. Сидоренко Г. И., Пинигин М. А. // Гиг. и сан. — 1981. - № 11. - С. 14-15.
13. Сидоренко Г. И., Меркурьев Р. В. // Гиг. и сан. — 1983. - № 6. - С. 4-6.
Поступила 30.03.07
Summary. The paper presents the results of complex san-itary-and-epidemiological, toxicological-and-hygienic, and medical diagnostic studies of health and the environment, by taking into account the activity of a toxic industrial waste ground. Toxic waste burning on primitive unfiltered apparatuses was shown to lead to the formation of a biogeochemical province that is characterized by pollution of soil, bottom sediment, subsoil well water and snow with heavy metals, the components of toxic waste. Burning of waste and its storage in the open trenches resulted in ambient air pollution with organic solvents, nitric oxide and sulfur oxide had a negative impact on the health of children living at a distance of 3 km from the ground.
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2007 УДК 614.7:628.4/.5
Н. В. Русаков, Г. И. Короткова, А. 10. Орлов, А. В. Соловьева, Ю. В. Шемякина
ЭКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ УПРАВЛЕНИЯ ОТХОДАМИ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ
ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН, Москва
Различным аспектам управления отходами производства и потребления (ОПП) в настоящее время уделяется пристальное внимание в силу все возрастающего их накопления. Среди них особого рассмотрения заслуживают санитарно-гигиенические аспекты управления, так как сами отходы и технологии по обращению с ними могут являться источниками загрязнения атмосферного воздуха, воды, почвы, растительности, влияющими на здоровье человека и нарушающими экологическое равновесие в природе [4].
Решение проблем управления и обращения с отходами становится международной и насущной задачей для нормального существования человечества. Подтверждением этому является ставшее регулярным проведение международных конгрессов и технических выставок по управлению отходами, на которых обсуждаются такие направления деятельности, как институционные условия управления отходами (экономика, право, управление), санитарная очистка населенных мест от твердых бытовых отходов (ТБО), вопросы обращения с промышленными отходами, санитарно-гигиенические аспекты обращения с отходами, охрана атмосферного воздуха, очистка сточных вод и утилизация иловых осадков, реабилитация загрязненных территорий, возобновляемые источники энергии (отходы в энергию).
Обсуждавшаяся проблематика подчеркивает остроту стоящих перед обществом задач по уменьшению негативного воздействия антропогенных факторов, в том числе из-за чрезмерно высокой концентрации бытовых и промышленных отходов, влияющих на окружающую
среду и здоровье населения, что тесно связано с решением экологических, санитарно-гигиенических, технических и социальных вопросов, стоящих практически перед всеми промышленно развитыми странами мира. Это — сбор, транспортировка, обезвреживание, хранение, утилизация, переработка и вторичное использование ОПП [3, 4].
Санитарно-гигиенические аспекты обращения с отходами, в том числе вопросы обращения с отходами ле-чебно-профилактических учреждений, представляют практически новый и мало изученный раздел проблемы [5].
В современном обществе наряду с известной тенденцией увеличения объема отходов постоянно расширяется их номенклатура, разрабатываются новые безотходные технологии, технологии по минимизации и утилизации отходов. Это сопряжено с появлением новых, разнородных по своему качественному и количественному составу, недостаточно изученных не только по токсикологической составляющей, но и соответственно по влиянию на человека и окружающую среду видов отходов [1].
Определение эколого-гигиенических показателей и критериев отнесения отходов к определенному классу опасности с введением в действие СП 2.1.7.1386—03 "Определение класса опасности токсичных отходов производства и потребления" явилось весьма важным этапом оценки опасности загрязнения объектов окружающей среды и влияния на здоровье населения [6]. Совершенно очевидно, что определение класса опасности токсичных ОПП является основополагающим для выработки даль-
