CC BY
14
2. Шандала М. Г., Звиняцковский Я■ М. Окружающая среда и здоровье населения.— Киев, 1988.
Поступила 12.07.90
Summary. Chemical pollution of water reservoirs and rivers in Ukrainian SSR was noted. Anthropogenic soil pollution is also discussed, and sanitary measures for reservoirs and soil protection suggested.
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1991 УДК в!6.|/.9-02:814.7|-В7
А. В. Воробьев, В. И. Коровкин, В. П. Падалкин
ОБЩИЕ ПОДХОДЫ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Московская медицинская академия им. И. М. Сеченова
Экологическая опасность — это реальность возникновения неблагоприятных для здоровья человека последствий в результате воздействия антропогенных факторов окружающей среды. Наличие экологической опасности и степень ее выраженности характеризуют состояние окружающей среды и определяют стратегию и тактику мероприятий по ее защите от вредных воздействий. При этом единственная реальная и достигаемая цель такой деятельности состоит в охране здоровья населения, поскольку предвидеть иные конкретные отдаленные последствия изменений окружающего мира в большинстве случаев не представляется возможным.
Справедливо отмечается [1], что критерием качества окружающей среды является здоровье человека, но не менее справедливо и то, что неблагоприятные влияния фактора окружающей среды должны учитываться при их пороговых значениях, вызывающих допатологические, восстанавливаемые изменения в организме [7]. Высказывается мнение, что ранняя диагностика нарушений в состоянии здоровья, возникающих от воздействия неблагоприятных факторов, должна основываться на обнаружении ранних биохимических, морфологических и функциональных изменений органов и систем организма, предшествующих появлению выраженных признаков заболевания. Одновременно отмечается, что изменения, выявляемые на субклеточном — молекулярном уровне, не всегда служат признаками патологии, так как они могут не отразиться на функциональном состоянии органа или системы в целом [3].
Среди факторов внешней среды, оказывающих негативное влияние на здоровье человека, чаще всего выделяют химические, физические и биологические, причем к последним относят различного вида патогенные и потенциально патогенные микроорганизмы, включая вирусы, и продукты их жизнедеятельности, используемые в ряде отраслей народного хозяйства: антибиотики, ферменты, кормовые белки, биологические средства защиты растений и др. [6]. Иногда воздействующие
факторы рассматривают как комплексные: природно-климатические, социально-бытовые,, профессионально-производственные и пр. [2].
Один из самых общих методических подходов к оценке влияния фактора внешней среды на здоровье человека состоит в том, что дается исчерпывающая количественная пространственно-временная характеристика выраженности на изучаемых территориях комплекса фактора внешней среды; проводится углубленное изучение здоровья проживающего на этих территориях населения по комплексу показателей (заболеваемость, функциональное состояние основных жизнеобеспечивающих систем организма, физическое развитие и др.) с получением интегральных оценок здоровья; строятся различные варианты математических моделей, описывающих количественные зависимости между степенью выраженности наблюдаемых факторов окружающей среды и интегральным показателем здоровья, а окончательное суждение о степени опасности факторов среды высказывается после сопоставления результатов эпидемиологических и экспериментальных исследований [7].
В более конкретном случае, в частности при обосновании приоритетности выбора воздухоох-ранных мероприятий, рекомендовано пользоваться ранговым коэффициентом, отражающим степеш опасности конкретного фактора внешней среды учитывающим величину газового выброса загряз няющих веществ, их гигиеническую характеристи ку (по величинам максимальных разовых и средне суточных ПДК, классу опасности, эффекту воз можной суммации действия) на границе сани тарно-защитной зоны. В расчетной формуле фигу рируют предельно допустимая максимальная разо вая концентрация вещества в воздухе, предельн< допустимая среднесуточная концентрация; коли чество веществ, обладающих эффектом суммации класс опасности вещества, валовый выброс веще ства, фактическая концентрация вещества на гра нице санитарно-защитной зоны; предельно допу стймая (максимальная, разовая или средне суточная) концентрация вещества, принимаема!
-9-
__
в зависимости от осреднения фактической концентрации вещества на границе санитарно-защит-ной зоны [5].
Следовательно, общий подход к оценке степени неблагоприятности отдельных факторов внешней среды или их суммы, а иными словами, к оценке экологической опасности конкретной ситуации для здоровья человека, в настоящее время может предполагать необходимость характеристики исследуемого фактора (суммы факторов) и выявления значимых достоверных предпатологических изменений в организме обусловленных им (ими). Справедливость этого принципа не вызывает сомнений, но при его практической реализации вполне возможен индивидуальный выбор как характеристик факторов, так и критериев, определяющих наступление предпатологических состояний, что может приводить к затруднениям при сопоставлении результатов, полученных разными группами исследователей, и при попытках ранжирования относительной опасности отдельных факторов среды, Вместе с тем такая, например, конкретная задача, как определение степени относительной экологической опасности нескольких промышленных предприятий или технологий, достаточно актуальна, в частности при планировании природоохранной деятельности. В этой связи наличие универсальной методики, использующей единую систему критериев оценки экологической опасности, несомненно, способствовало бы прогрессу гигиенического нормирования условий окружающей среды.
Чтобы разработать концепцию экологической опасности антропогенной производственной деятельности, необходимо было принять во внимание несколько обстоятельств и сделать несколько предварительных замечаний.
Под экологической опасностью понимается реальное состояние окружающей среды, которое отражает степень ее опасности для здоровья человека в данное время, и не подразумевается какой-либо нормированный показатель или величина, потенициально опасные для человека.
Это понятие может распространяться на характеристику конкретного региона, для которого оценивается экологическая ситуация в целом, т. е. суммарное влияние всех антропогенных производственных факторов, но можно пользоваться этим понятием и для оценки экологической опасности отдельного предприятия или отдельного производственного фактора, тем самым вычленяя их «вклад» в общую экологическую обстановку в регионе.
Экологическая опасность может восприниматься лишь как опасность антропогенного происхождения, поскольку природные факторы и условия в большинстве случаев фатальны, не зависят от воли человека и контролироваться человеком не могут: человек приспособился к обычным условиям природной среды, а катастрофические явления предотвратить он не может.
К числу антропогенных факторов прежде всего относятся выводимые в окружающую среду — намеренно или в результате утечек — производственные отходы, в том числе конечные продукты производства.
Воздействия физических факторов (шум, вибрация, электромагнитные поля и др.), обусловленных деятельностью промышленных предприятий, в данном случае во внимание не принимаются, поскольку они значительно ослабляются с расстоянием и не являются специфическими и сильно выраженными для большинства производственных объектов. Наличие вокруг предприятий санитарно-защитной зоны значительно ослабляет воздействие физических факторов производства, в то время как опасность распространения вредных отходов производства снижается при наличии санитарно-защитной зоны в весьма умеренной степени. Что касается физических факторов городской среды, то они учитываются как фоновые.
Неблагоприятные последствия воздействия антропогенных факторов окружающей среды на человека очевидны — ущерб здоровью настоящего или будущего поколения независимо от природы воздействующего фактора. Действительно, пострадавшему человеку безразлично, возникли у него аллергические проявления от длительного контакта с химическим веществом или микробной культурой, нарушен его иммунный статус в результате воздействия физических, химических или биологических факторов. Принятое деление факторов внешней среды на эти три категории носит условный характер — нет объективных оснований для отнесения, например, антибиотика, полученного химическим путем, к химическим факторам, а антибиотика, полученного методом биосинтеза, к биологическим факторам. Иными словами, с полным основанием называть биологическими факторами можно только живые биологические агенты, специфическим образом воздействующие на организм, так как даже инактиви-рованные биоагенты, не говоря уже о продуктах их жизнедеятельности, по механизму действия и конечному эффекту принципиально не отличаются от химических веществ.
Из сказанного вытекает, что первый и основной критерий неблагополучного воздействия окружающей среды на человека — наличие неблагоприятного биологического эффекта.
Характер возникающего эффекта может быть различным, но следует выделить два важных его аспекта — санитарно-гигиенический и медико-биологический.
С санитарно-гигиенической точки зрения последствия агрессивного воздействия факторов среды могут проявляться в виде реальной или потенциальной опасности для здоровья человека, в виде непосредственного или опосредованного действия на человека, прямого воздействия или отдаленных неблагоприятных последствий, острого или хронического поражения.
-Ю-
С медико-биологической точки зрения возникающие последствия можно классифицировать по механизму оказываемого действия на обладающие онкогенной, тератогенной, мутагенной, аллергенной иммунодепрессивной или иной неблагоприятной активностью, эмбриотоксичностью или общей токсичностью.
Перечисленные особенности проявления неблагоприятного биологического эффекта характеризуют его с разных сторон и позволяют дать биологическим последствиям воздействия вредного фактора интегральную оценку. В принципе таким образом можно оценивать экологическую опасность для человека любых факторов внешней среды — физических, химических, биологических, но в последнем случае дополнительно следует учитывать специфические качества живых биологических агентов — в первую очередь инфек-ционность. В то же время сводить особенности природы биоагентов к наличию у них только инфекционного начала нельзя, так как ряд микроорганизмов и вирусов способны вызывать заболевания неинфекционного характера.
Таким образом, если речь идет об антропогенном влиянии биотехнологического производства, использующего в качестве движущей силы производственного процесса и имеющего в виде производстенных отходов биологические агенты, то третий аспект биологического эффекта факторов окружающей среды более проявляется косвенным образом и связывается с биологической природой воздействующих агентов, которые можно подразделить на патогенные, условно-патогенные и непатогенные микроорганизмы, включая вирусы, культуры растительной и животной ткани, а также генноинженерные организмы.
Представленная градация биологических агентов воплощает в себе представление о степени их экологической опасности, при этом имеется в виду, что культуры клеток животной ткани часто инфицированы вирусами и микоплазмами, а генноинженерные организмы вследствие их относительно малой изученности требуют особых мер предосторожности при работе с ними.
Вполне понятно, что неблагоприятные биологические эффекты могут иметь место лишь при определенной интенсивности воздействия, и поэтому второй критерий экологической опасности — физический — характеризует степень выраженности воздействующего фактора и включает такие основные физические параметры воздействия, как фазовое состояние агента, его концентрация, длительность влияния и др.
По своему фазовому состоянию воздействующий агент может представлять из себя газовую смесь, аэрозоль, туман, раствор, суспензию, эмульсию, водорастворимую смесь твердых веществ, водонерастворимую смесь твердых веществ.
Кроме представления о том, в каком виде выводятся в окружающую среду тот или иной
отход производства, что важно и само по себе, этот показатель свидетельствует и о степени относительной экологической опасности конкретного отхода, зависящей от формы его нахождения в природе.
Важнейшая физическая характеристика вредного отхода производства — концентрация в окружающей среде, которая совместно с другой важнейшей характеристикой —длительностью такогс воздействия конкретизирует степень экологической опасности данного фактора или степень опасности проживания в данном регионе.
Абсолютная концентрация вредного продукта е окружающей среде — показатель, не дающий достаточно представления об экологической ситуации, если неизвестна та его концентрация, которая является опасной.
В санитарно-гигиенической практике широкс используется понятие предельно допустимой концентрации (ПДК), которое подразумевает, еслИ это понятие трактовать упрощенно, концентра! цию вещества, не вызывающую необратимы) патологических последствий, но допускающую воз никновение таковых при ее повышении. Боле* строго этот термин определяется следующиг* образом: «Предельно допустимая концентрацш вредного вещества в атмосфере — максимальна? концентрация,отнесенная к определенному време ни осреднения..., которая при регламентируемо! вероятности ее появления в течение всей жизш человека и его потомства не окажет прямой или косвенного вредного действия, включая I отдаленные эффекты, не снижает работоспособ ности и не ухудшает самочувствия людей» но это новое, недавно предложенное определе ние не получило однозначной оценки [4].
Не ставя целью обсуждение достоинств фор мулировок понятия ПДК, в частности приведенно] выше, и, более того, признавая большое прак тическое удобство пользования этим показателем все же хочется сделать одно замечание. Несомнен но, что величины ПДК ориентируют промыш ленность на соблюдение определенных санитарно гигиенических норм и повышение культуры произ водства, но в плане оценки экологической опас ности, т. е. оценки реального состояния окружаю щей среды, этот норматив сам по себе не може дать требуемой информации. Поэтому в качеств величины, отражающей воздействующую концен трацию конкретного вещества, целесообразно учи тывать превышение реальной концентрации этог вещества в окружающей среде над соответствуй: щей его ПДК- Для еще более объективно картины состояния окружающей среды необхс димо принимать во внимание и наблюдающуюс в реальных условиях длительность такого пре вышения концентрации, а именно, число дней году, когда реальная концентрация вещества пр« вышала значение его ПДК.
В этой связи, видимо, установление нормирс ванной вероятности превышения абсолютной вел!
— и —
чины ПДК в некоторых аналогичным образом регламентированных пределах (что имеется в виду и вытекает из приведенной выше дефиниции ПДК), хотя математически и физически это вполне корректно, менее удобно для оценки реальной экологической опасности, чем регламентирование в прямом смысле ПДК как абсолютной величины.
Поскольку численное значение ПДК определяется таким образом, что при ее соблюдении не должно наступать никаких значимых и необратимых патологических изменений, то предполагается следующее: в отношении каждого вещества проводится серия исследований, выясняющих те неблагоприятные патологические проявления, которые оно может вызвать, и по наиболее чувствительному тесту (неблагоприятная реакция при абсолютно минимальной концентрации) устанавливается значение ПДК. Иными словами, упрощая ситуацию для наглядности, можно констатировать, что для одного вещества ПДК установлена исходя из возможного онкогенного эффекта, а для другого — исходя из возможного аллергенного эффекта. Очевидно, что превышение уровня допустимых значений ПДК в каждом из этих случаев неравнозначно по последствиям.
Ввиду перечисленных обстоятельств представляется обоснованным при оценке экологической опасности, вызываемой производственными факторами, считать отдельными показателями экологической опасности интегральную характеристику биологического неблагоприятного эффекта, превышение концентрации в окружающей среде отходов производства над соответствующими значениями их ПДК, длительность такого превышения во времени.
Еще один физический критерий экологической опасности должен предусматривать возможные неблагоприятные последствия, обусловливаемые вероятностью взаимодействия разных отходов одного производства или отходов данного производства с отходами других производств, присутствующими в окружающей среде, в результате чего возможно возникновение дополнительных неблагоприятных биологических эффектов за счет их аддитивности или синергидности.
Кроме биологических и физических критериев экологической опасности, имеется еще группа критериев, влияющих на выраженность неблагоприятных проявлений,— критерии географические. Относительная значимость их, возможно, меньше, чем критериев физических, но реальное влияние достаточно ощутимо. К числу основных географических критериев относ тся следующие: местоположение производственного предприятия по отношению к населенному пункту (в населенных [пунктах различной административно-территориальной градации, на различном удалении от населенных пунктов), повторяемость направлений |ветра от предприятия к жилому сектору, взаимное расположение производственного предприятия,
жилого сектора и источников водоснабжения, рельеф местности.
Таким образом, в общей совокупности критериев, определяющих экологическую опасность производственных предприятий, биологические критерии указывают на природу и сущность имеющей место опасности, физические критерии оценивают меру и вероятность опасности, географические критерии подчеркивают особенности местного (локального) характера, усугубляющие или смягчающие последствия воздействия неблагоприятных факторов.
Предлагаемая совокупность биологических критериев (реальная и потенциальная опасность, непосредственное и опосредованное воздействие, прямое действие и отдаленные последствия, острое и хроническое поражение, наличие онко-генной, мутагенной тератогенной, аллергенной, иммунодепрессивной или иной неблагоприятной активности; эмбриотоксичность, общая токсичность) раскрывает существо возможного неблагоприятного биологического эффекта исчерпывающим, как нам кажется, образом и тем самым создает качественную картину последствий реализованной экологической опасности. Это позволяет планировать необходимые профилактические мероприятия для снижения вероятности наступления нежелательных последствий и определять приоритетность таких мер.
В том случае, если совокупность перечисленных биологических критериев экологической опасности смогла бы быть принята гигиенической наукой и были бы созданы унифицированные методики определения каждого критерия, проблема мониторинга окружающей среды в интересах охраны здоровья населения получила бы дополнительный импульс к дальнейшему развитию и совершенствованию.
Практическое использование совокупности физических критериев экологической опасности (фазовое состояние вредного продукта, кратность превышения его концентрации во внешней среде над соответствующей ПДК, длительность во времени такого превышения, наличие эффекта взаимодействия разных вредных продуктов) не требует каких-либо дополнительных исследований и усилий. В то же зремя этот минимальный перечень критериев дает достоверное представление о степени вероятности и выраженности возможного отрицательного биологического эффекта неблагоприятных факторов окружающей среды, генерируемых промышленным производством.
Сумма географических критериев (местоположение предприятия относительно населенного пункта, повторяемость нежелательных направлений ветров, взаимное расположение предприятия, жилой зоны и источника водоснабжения, рельеф местности) тоже минимальна, а получение соответствующей информации, раскрывающей содержание каждого критерия, не встретит никаких затруднений. Географические критерии нельзя не
принимать во внимание при оценке влияния состояния окружающей среды на здоровья населения, но особенно они важны при необходимости сравнения степени экологической опасности родственных предприятий, расположенных в различных регионах страны, или в процессе проектирования новых предприятий.
Предлагаемая совокупность биологических, физических и географических критериев, даже с учетом того, что часть из них не имеет количественного выражения, дает вполне четкое представление о степени экологической опасности, обусловливаемой антропогенной производственной деятельностью. Однако надежность получаемых результатов может быть значительно повышена, если критериям, качественно характеризующим экологическую ситуацию, придать численные значения после их соответствующей ранжировки и экспертной оценки их значимости, а в ряде случаев и после их более глубокой детализации.
Практическое применение описанного подхода к определению экологической опасности производственной деятельности, а также использование самого понятия экологической опасности, по нашему мнению, могут представить интерес и в свете наблюдающейся активизации теоретических и экспериментальных исследований в области защиты окружающей среды.
Литература
1. Вайсман Я- И., Зайцева Н. В., Михайлов А. В. // Гиг. и сан,— 1988.—№ 12,—С. 7-^-10.
2. Гедымин М. Ю., Соколова Д. К■ // Там же.— № П.— С. 29—31.
3. Монаенкова А. М. // Гиг. труда.— 1988,—№ 10.— С. 1—5.
4. Пинигин М. А. // Гиг. и сан.—1988.—№ 12.— С. 62-66.
5. Сидоренко Г. И. // Там же,— 1989.— № 3.— С. 4—6.
6. Талаева Ю. Г // Там же.— 1988.— № 8,— С. 4—6.
7. Шандала М. Г. // Там же.— 1989.—№ 10.—С. 4—8.
Поступила 14.09.90
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1991 УДК 614.777:628.16|-072.7
Г. И. Красовский, Т. В. Алексеева, Н. А. Егорова, 3. И. Жолдакова
БИОТЕСТИРОВАНИЕ В ГИГИЕНИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Биотестирование как способ интегральной оценки токсичности загрязнений уже достаточно давно используется в системе мониторинга качества воды за рубежом и начинает применяться в нашей стране |5, 6, 10, 12, 13, 15]. Аргументами в обосновании целесообразности его широкого применения обычно являются универсальность, экспрессность, простота, доступность и дешевизна. Высокая чувствительность тест-организмов к действию некоторых химических веществ привела ряд специалистов даже к идее о возможности полной замены всех гигиенических нормативов единственным методом контроля — биотестированием. Это определило необходимость изучения эффективности последнего на основе сопоставления его результатов с показателями безопасности химического состава воды для человека в следующих типичных случаях:
— при оценке пригодности питьевой воды, когда биотестирование используется как экспресс-метод, что особенно важно, так как в ближайшие часы после подготовки на водопроводной станции вода уже поступает в разводящую сеть;
— для выявления нарушений условий сброса сточных вод;
— для контроля состояния водных объектов в пунктах водопользования населения.
Известно, что весьма чувствительными к дейст-
вию токсичных веществ являются зоопланктон-ные организмы, в частности дафнии [8, 12]. Биотестирование на дафниях получило более широкое распространение, чем другие методы, поскольку оно обладает рядом преимуществ. Кроме высокой степени чувствительности к токсичным веществам, дафнии имеют небольшие, но достаточные размеры, не требуют сложного оборудования для культивирования и проведения экспериментов, широко распространены в природных поверхностных водоемах. Поэтому оценка эффективности биотестирования с гигиенической точки зрения была проведена с использованием в качестве биотест-объекта именно дафний.
Критерием чувствительности биотестирования к веществам, содержащимся в питьевой воде, может служить соотношение гигиенических нормативов (ПДК) с величинами параметров токсичности для гидробионтов (CUo). Расчет соотношений ПДК/СЬо для дафний показывает, могут ли методы биотестирования выявлять гигиенически значимые концентрации веществ в воде. Экспериментальное определение CI50, Clio, Clio для 35 веществ, нормированных в воде, осуществляли по традиционной схеме [3, И] с испытанием 5—7 концентраций в 2 повторностях на 10 экземплярах дафний в стаканах объемом 300 мл. Для оценки чувствительности биотеста были, выфр-аны
