CC BY
909
АСТРАХАНСКИЙ ВЕСТНИК ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ
№ 1 (17) 2011. с. 111-119.
ОСНОВЫ ГИГИЕНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (Избранные лекции по общей гигиене)
Рыбкин В.С.
Астраханская государственная медицинская академия г. Астрахань, Бакинская ул., 121
Ключевые слова: гигиена, экология, факторы окружающей среды, поллютанты, качество окружающей среды, нормативы, гигиенические и научно-технические нормативы, концепция нормирования, пороговость воздействия, предельно-допустимые концентрации.
Аннотация: в лекции представлены основные сведения, поясняющие наличие различных факторов окружающей среды, состояние окружающей среды, антропогенное воздействие на неё, качество окружающей среды. Приводятся концепции гигиенического и научно-технического нормирования. С учетом пороговости действия вредных факторов обосновывается установление предельно-допустимых концентраций, выбросов, сбросов в различные среды (воздух, вода, почва).
FOUNDA TIONS FOR HYGIENIC REGULA TIONS OF THE FA CTORS OF ENVIRONMENT
Rybkin W. S.
Key words: hygiene, ecology, factors of environment, pollutants, quality of environment, standards, hygienic and scientific and technical standards, the conception of regulation, limens of impact, maximum allowable concentrations.
Annotation: in the lecture the basic information clarifying the presence of different factors of environment, condition of environment, anthropogenic impact on it, quality of environment is presented. The conceptions of hygienic and scientific and technical regulations are given. Taking into consideration the limens of impact of harmful factors, the establishing of maximum allowable concentrations, blow-outs, spews in different environments (air, water, soil) are given grounds for.
На протяжении жизни человек постоянно подвергается воздействию разнообразных, меняющихся по интенсивности и продолжительности экспозиции физических, химических, биологических и социальных факторов окружающей среды.
Среди антропогенных (техногенных) воздействий на окружающую среду и здоровье человека особое место занимают многочисленные химические соединения, широко используемые в промышленности, сельском хозяйстве, энергетике и других сферах производства, а также в быту.
Химические соединения способны вызывать практически все патологические процессы и состояния. По мере углубления и расширения знаний о механизмах токсического действия выявляются все новые виды неблагоприятных эффектов (канцерогенное, мутагенное, иммунотоксическое, аллергизирующее, гонадо- и эмбриотоксическое, тератогенное действие и др.).
Существует несколько принципиальных подходов к предупреждению неблагоприятных эффектов вредных факторов:
• полный запрет производства и применения;
• запрет поступления в окружающую среду и любого воздействия на человека;
• замена вредного фактора менее токсичным и опасным;
• ограничение (регламентация) содержания в объектах окружающей среды и уровней воздействия на работающих и население в целом.
Очевидно, что наиболее радикальным способом предупреждения вредных эффектов является полное исключение воздействий потенциально опасных факторов. В нашей стране и многих других странах запрещено производство и применение ряда особо опасных веществ, например бензидина, бета-нафтиламина, обладающих канцерогенными свойствами, ряда пестицидов и пищевых добавок. Для нескольких десятков химических соединений, в том числе для некоторых высокоактивных лекарственных препаратов, введен запрет любых контактов с организмом работающих в условиях производства, а также поступления этих веществ в окружающую среду (атмосферный воздух, водоемы). Существенный гигиенический эффект может быть также достигнут путем замены в технологических процесссах и
рецептурах опасных веществ на менее токсичные и опасные. Например бензол, вызывающий лейкемию, заменяют спиртами высшего ряда.
Стратегия профилактики требует анализа как риска ближайшего и отдаленного неблагоприятного влияния изучаемого фактора на организм человека и его потомство, а также на окружающую среду, так и возможных социальных, экономических, медико-биологических последствий запрета производства или отказа от применения конкретного вещества.
В соответствии с природоохранным законодательством Российской Федерации нормирование качества окружающей природной среды производится с целью установления предельно допустимых норм воздействия, гарантирующих экологическую безопасность населения, сохранение генофонда, обеспечивающих рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности. При этом под воздействием понимается антропогенная деятельность, связанная с реализацией экономических, рекреационных, культурных интересов и вносящая физические, химические, биологические изменения в природную среду.
Определенная таким образом цель подразумевает наложение граничных условий (нормативов) как на само воздействие, так и на факторы среды. Принцип антропоцентризма верен и в отношении истории развития нормирования: значительно ранее прочих были установлены нормативы приемлемых для человека условий среды (прежде всего, производственной). Тем самым было положено начало работам в области санитарно-гигиенического нормирования.
Гигиеническое и экологическое нормирование предполагает учет так называемой допустимой нагрузки на экосистему. Допустимой считается такая нагрузка, под воздействием которой отклонение от нормального состояния системы не превышает естественных изменений и, следовательно, не вызывает нежелательных последствий у живых организмов и не ведет к ухудшению качества среды.
В связи с несовершенством технологий, а также с невозможностью полностью предотвратить воздействие на человека многих необходимых для современной цивилизации природных и техногенных факторов наиболее реальная профилактика неблагоприятных влияний на человека и окружающую среду состоит в снижении воздействия потенциально вредных факторов до безопасного уровня на основе их гигиенического нормирования.
Гигиеническое нормирование — установление в законодательном порядке безвредных (безопасных) для человека уровней воздействия вредных факторов окружающей среды: предельно допустимых концентраций (ПДК) химических веществ, предельно допустимых уровней воздействия (ПДУ) физических факторов и др.
Отсутствие гигиенического норматива, как правило, приводит к неконтролируемому, скрытому воздействию потенциально вредных факторов на человека. Норматив нельзя отождествлять с понятием нормы — большинство установленных гигиенических нормативов представляют собой максимально допустимые, а не оптимальные величины. По природе и назначению гигиенические нормативы в большинстве случаев антропоцентричны и основаны на медико-биологических критериях, так как направлены в первую очередь на защиту здоровья человека от прямых или опосредованных через экологические системы, возможный экономический ущерб или ухудшение условий жизни населения вредных воздействий факторов окружающей среды.
В основу научной концепции гигиенического нормирования положено всестороннее изучение общих закономерностей взаимоотношений организма человека с факторами окружающей среды разной природы, адаптационно-приспособительных процессов, механизмов взаимодействия организма на молекулярном, субклеточном, клеточном, органном, организменном, системном и популяционном уровнях с комплексом благоприятных и неблагоприятных факторов антропогенного и естественного происхождения, а также комплексом социально обусловленных факторов (Г.И. Сидоренко).
Несмотря на то, что при гигиеническом нормировании химических веществ в некоторых средах (вода, почва) наряду с медико-биологическими показателями учитываются и экологические критерии, гигиенические ПДК не могут гарантировать отсутствия биоэкологических изменений (нарушения экосистем, влияние на популяции и виды различных биологических объектов). В связи с этим в последние годы во многих странах ведутся научные разработки в области экологического нормирования химических веществ. В настоящее время наряду с гигиеническими ПДК в нашей стране существуют ПДК для водоемов рыбо-хозяйственного назначения. Нормируются химический состав ирригационных вод, содержание вредных веществ в кормах, устанавливаются ПДК химических соединений в сточных водах, подаваемых на сооружения биологической очистки. Разработаны ПДК химических соединений в воздухе, направленные на защиту древесных растений. В частности, установлены ПДК для особо охраняемых территорий (заповедник «Ясная Поляна).
Как экологическое, так и санитарно-гигиеническое нормирование основаны на знании эффектов, оказываемых разнообразными факторами воздействия на живые организмы. Одним из важных понятий в токсикологии и в нормировании является понятие вредного вещества.
В специальной литературе принято называть вредными все вещества, воздействие которых на биологические системы может привести к отрицательным последствиям. Кроме того, как правило, все
ксенобиотики (чужеродные для живых организмов, искусственно синтезированные вещества) рассматривают как вредные.
Установление нормативов качества окружающей среды и продуктов питания основывается на концепции пороговости воздействия. Порог вредного действия - это минимальная доза вещества, при воздействии которой в организме возникают изменения, выходящие за пределы физиологических и приспособительных реакций, или скрытая (временно компенсированная) патология. Таким образом, пороговая доза вещества (или пороговое действие вообще) вызывает у биологического организма отклик, который не может быть скомпенсирован за счет гомеостатических механизмов (механизмов поддержания внутреннего равновесия организма).
Нормативы, ограничивающие вредное воздействие, устанавливаются и утверждаются специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей природной среды, санитарно-эпидемиологического надзора и совершенствуются по мере развития науки и техники с учетом международных стандартов. В основе санитарно-гигиенического нормирования лежит понятие предельно допустимой концентрации.
Предельно допустимые концентрации (ПДК) - нормативы, устанавливающие концентрации вредного вещества в единице объема (воздуха, воды), массы (пищевых продуктов, почвы) или поверхности (кожа работающих), которые при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияют на здоровье человека и не вызывают неблагоприятных последствий у его потомства.
Таким образом, санитарно-гигиеническое нормирование охватывает все среды, различные пути поступления вредных веществ в организм, хотя редко отражает комбинированное действие (одновременное или последовательное действие нескольких веществ при одном и том же пути поступления) и не учитывает эффектов комплексного (поступления вредных веществ в организм различными путями и с различными средами - с воздухом, водой, пищей, через кожные покровы) и сочетанного воздействия всего многообразия физических, химических и биологических факторов окружающей среды.
Анализ того, как изменяются с течением времени значения предельно допустимых концентраций, свидетельствует об их относительности, вернее - об относительности наших знаний о безопасности или опасности тех или иных веществ. Достаточно вспомнить о том, что в пятидесятые годы ДДТ считался одним из безопаснейших для человека инсектицидов и широко рекламировался для использования в быту.
Для веществ, о действии которых не накоплено достаточной информации, могут устанавливаться временно допустимые концентрации (ВДК) - полученные расчетным путем нормативы, рекомендованные для использования сроком на 2-3 года.
Санитарно-гигиенические и экологические нормативы определяют качество окружающей среды по отношению к здоровью человека и состоянию экосистем, но не указывают на источник воздействия и не регулируют его деятельность. Требования, предъявляемые собственно к источникам воздействия, отражают научно-технические нормативы. К научно-техническим нормативам относятся нормативы выбросов и сбросов вредных веществ (ПДВ и ПДС), а также технологические, строительные, градостроительные нормы и правила, содержащие требования по охране окружающей природной среды. В основу установления научно-технических нормативов положен следующий принцип: при условии соблюдения этих нормативов предприятиями региона содержание любой примеси в воде, воздухе и почве должно удовлетворять требованиям санитарно-гигиенического нормирования.
Научно-техническое нормирование предполагает введение ограничений деятельности хозяйственных объектов в отношении загрязнения окружающей среды, иными словами, определяет предельно допустимые потоки вредных веществ, которые могут поступать от источников воздействия в воздух, воду, почву. Таким образом, от предприятий требуется не собственно обеспечение тех или иных ПДК, а соблюдение пределов выбросов и сбросов вредных веществ, установленных для объекта в целом или конкретных источников, входящих в его состав. Зафиксированное превышение величин ПДКв или ПДКмр в окружающей среде само по себе не является нарушением со стороны предприятия, хотя, как правило, служит сигналом невыполнения установленных научно-технических нормативов (или свидетельством необходимости их пересмотра).
НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ВОЗДУХА
Под качеством атмосферного воздуха понимают совокупность свойств атмосферы, определяющую степень воздействия физических, химических и биологических факторов на людей, растительный и животный мир, а также на материалы, конструкции и окружающую среду в целом.
Нормативами качества воздуха определены допустимые пределы содержания вредных веществ как в производственной (предназначенной для размещения промышленных предприятий, опытных производств научно-исследовательских институтов и т.п.), так и в селитебной зоне (предназначенной для размещения жилого фонда, общественных зданий и сооружений) населенных пунктов.
Предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны (ПДКрз) -концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов, или при другой продолжительности, но не более 41 часа в неделю, на протяжении всего рабочего стажа не должна вызывать
заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами исследования, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.
Рабочей зоной следует считать пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площади, на которой находятся места постоянного или временного пребывания рабочих.
Как следует из определения, ПДКрз представляет собой норматив, ограничивающий воздействие вредного вещества на взрослую работоспособную часть населения в течение периода времени, установленного трудовым законодательством. Совершенно недопустимо сравнивать уровни загрязнения селитебной зоны с установленными ПДКрз, а также говорить о ПДК в воздухе вообще, не уточняя, о каком нормативе идет речь.
Предельно допустимая концентрация максимально разовая (ПДКмр) - концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, не вызывающая при вдыхании в течение 20 минут рефлекторных (в том числе, субсенсорных) реакций в организме человека.
Понятие ПДКмр используется при установлении научно-технических нормативов - предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ. В результате рассеяния примесей в воздухе при неблагоприятных метеорологических условиях на границе санитарно-защитной зоны предприятия концентрация вредного вещества в любой момент времени не должна превышать ПДКмр.
Предельно допустимая концентрация среднесуточная (ПДКсс) - это концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного воздействия при неограниченно долгом (годы) вдыхании. Таким образом, ПДКсс рассчитана на все группы населения и на неопределенно долгий период воздействия и, следовательно, является самым жестким санитарно-гигиеническим нормативом, устанавливающим концентрацию вредного вещества в воздушной среде. Именно величина ПДКсс может выступать в качестве «эталона» для оценки благополучия воздушной среды в селитебной зоне.
Предложен ряд комплексных показателей загрязнения атмосферы (совместно с несколькими загрязняющими веществами); наиболее распространенным и рекомендованным методической документацией Госкомэкологии, является комплексный индекс загрязнения атмосферы (ИЗА). Его рассчитывают как сумму нормированных по ПДКсс и приведенных к концентрации диоксида серы средних содержаний различных веществ.
В последнее время растет число публикаций, описывающих эффекты действия загрязняющих веществ на биоту, в том числе атмосферных примесей на растительность. Так, установлено, что хвойные породы деревьев, лишайники чувствительнее прочих видов реагируют на присутствие в воздухе кислых газов, в первую очередь, сернистого ангидрида. Исследователи предлагают установить предельно допустимые концентрации для диких видов с тем, чтобы использовать эти нормативы при оценке ущерба и ограничении воздействия на особо охраняемые природные объекты. Однако широкое применение чувствительность растений нашла лишь в биологическом мониторинге; экологическое нормирование состояния атмосферного воздуха на практике фактически не реализовано.
Существуют единые принципы обоснования гигиенических нормативов. В первую очередь это государственный характер гигиенических нормативов и обязательность их соблюдения всеми органами, организациями и отдельными лицами.
Второй принцип гигиенического нормирования заключается в опережении обоснования нормативов по сравнению с появлением вредного фактора. В соответствии с этим принципом гигиенические нормативы должны быть разработаны еще до того момента, когда человек войдет в контакт с потенциально вредным фактором. Данный принцип обеспечивает профилактическую направленность гигиенических нормативов и позволяет вовремя осуществить мероприятия по защите человека и окружающей среды. Кроме того, нарушение принципа опережения может приводить к значительным экономическим потерям из-за задержки производства, высокой стоимости природоохранных мероприятий, осуществляемых на действующих объектах.
При обосновании гигиенических нормативов приоритет отдается медико-биологическим, а не экономическим или технологическим критериям, например реальной технической достижимости рекомендуемых гигиенических нормативов в данный момент. Принцип безвредности, или примата медико-биологических показателей, при установлении гигиенических нормативов обеспечивает их профилактическую направленность и позволяет определять приоритетные направления для совершенствования технологических процессов.
НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ
В соответствии с Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.1.4.559-96 питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и должна иметь благоприятные органолептические свойства. Под качеством воды в целом понимается характеристика ее состава и свойств, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования; при этом показатели качества представляют собой признаки, по которым производится оценка качества воды.
Нормирование химических веществ в водной среде имеет некоторые особенности.
С гигиенических позиций оценивается уровень загрязнения воды, предназначенной для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения. Однако, нормативы качества воды распространяются не на весь объект водопользования, а только на пункты водопользования населения. При этом учитывается как непосредственное влияние химических загрязнителей на организм (санитарнотоксикологический показатель вредности), так и изменения органолептических свойств воды и процессов самоочищения воды водоемов (органолептический и общесанитарный показатель вредности).
Для всех водных объектов, используемых населением (поверхностные и подземные воды, питьевая вода, вода систем горячего водоснабжения), устанавливаются единые гигиенические нормативы. Это связано с относительно низкой эффективностью и большой стоимостью систем очистки воды на водопроводных сооружениях. С гигиенической и экономической позиций гораздо более эффективно предупреждение загрязнения водных объектов, чем очистка уже загрязненной воды.
К особенностям гигиенического нормирования химических веществ в водной среде относится необходимость исследования стабильности химических соединений, процессов их трансформации (под влиянием естественных процессов самоочищения, процессов водоподготовки, очистки сточных вод, обеззараживания и др.). При этом оценивают влияние на водный объект и организм млекопитающих не только исходных веществ, но и продуктов их деструкции и трансформации.
В качестве ПДК принимается наименьшая из пороговых концентраций, установленных по разным критериям вредного действия.
ПДК химического вещества в воде водных объектов хозяйственно -питьевого и культурнобытового водопользования — максимальная концентрация вещества в воде, которая при поступлении в организм в течение всей жизни не должна оказывать прямого или опосредованного влияния на здоровье настоящего и последующих поколений, в том числе в отдаленные сроки жизни, а также не должна ухудшать гигиенические условия водопользования.
Для эссенциальных элементов, попадающих в организм человека в основном с водой (например, фтора), регламентируется как верхний, так и нижний предел допустимого содержания в воде.
В опресненной воде, подлежащей коррекции по солевому составу, нормируется минимальное содержание кальция (30 мг/л) и магния (5—10мг/л).
Наряду с ПДК в официальных перечнях нормативов указываются класс опасности и лимитирующий признак вредности, по которому установлена ПДК: санитарно-токсикологический (с.-т.), общесанитарный (общ.), органолептический (орг.) с расшифровкой изменения органолептических свойств воды. Эти изменения могут проявляться в изменении запаха воды (зап.), увеличении мутности (мутн.), появлении окраски (окр.), образовании пены (пен) или пленки на поверхности воды (плен.), появлении опалесценции (оп.).
Для веществ, перспективы применения которых не определены, устанавливается временный на 3 года) гигиенический норматив — ориентировочный допустимый уровень (ОДУ). ОДУ разрабатывается на основе расчетных и экспресс-экспериментальных методов прогноза токсичности и применяется только на стадии предупредительного санитарного надзора за проектируемыми или строящимися предприятиями, реконструируемыми очистными сооружениями.
В случае присутствия в воде нескольких веществ 1—2-го классов опасности сумма отношений фактических концентраций каждого из них к их ПДК не должна превышать единицы. При одновременном присутствии в воде нескольких веществ других классов опасности контроль качества водной среды проводится на основе индивидуальных ПДК.
Наряду с гигиеническими нормативами в нашей стране существуют ПДК и ОБУВ веществ в воде рыбохозяйственных водных объектов. ПДК в воде рыбо-хозяйственного водного объекта — это экспериментально установленный рыбо-хозяйственный норматив максимально допустимого содержания загрязняюшего вещества в воде водного объекта, при котором в нем не возникают последствия, снижающие его рыбохозяйственную ценность.
Гигиенические и рыбохозяйственные нормативы применяются для установления нормативов предельно допустимого сброса (ПДС) сточных вод в водоемы. Величина ПДС рассчитывается для каждого конкретного источника загрязнения и ставит своей целью недопущение превышения действующих нормативов качества воды водного объекта.
По санитарному признаку устанавливаются микробиологические и паразитологические показатели воды (число микроорганизмов и число бактерий группы кишечных палочек в единице объема).
Токсикологические показатели воды, характеризующие безвредность ее химического состава, определяются содержанием химических веществ, которое не должно превышать установленных нормативов.
Наконец, при определении качества воды учитываются органолептические (воспринимаемые органами чувств) свойства: температура, прозрачность, цвет, запах, вкус, жесткость.
Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения определены Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.1.4.544-96, причем нормируются запах, вкус, цветность, мутность, коли-
индекс, а также указывается, что содержание химических веществ не должно превышать значений соответствующих предельно допустимых концентраций (ПДК).
Предельно допустимая концентрация в воде водоема хозяйственно-питьевого и культурнобытового водопользования (ПДКв) - это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать прямого или косвенного влияния на организм человека в течение всей его жизни и на здоровье последующих поколений, и не должна ухудшать гигиенические условия водопользования.
Предельно допустимая концентрация в воде водоема, используемого для рыбохозяйственных целей (ПДКвр) - это концентрация вредного вещества в воде, которая не должна оказывать вредного влияния на популяции рыб, в первую очередь промысловых.
В гидрохимической практике используется и метод интегральной оценки качества воды, по совокупности находящихся в ней загрязняющих веществ и частоты их обнаружения. Также оценка качества воды и сравнение современного состояния водного объекта с установленными в прошлые годы характеристиками проводятся на основании индекса загрязнения воды (ИЗВ) по гидрохимическим показателям. Этот индекс представляет собой формальную характеристику и рассчитывается усреднением как минимум пяти индивидуальных показателей качества воды. Обязательны для учета следующие показатели: концентрация растворенного кислорода, водородный показатель рН и биологическое потребление кислорода БПК5.
НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПОЧВЫ
В СССР был установлен лишь один норматив, определяющий допустимый уровень загрязнения почвы вредными химическими веществами - ПДК для пахотного слоя почвы. Принцип нормирования содержания химических соединений в почве основан на том, что поступление их в организм происходит преимущественно через контактирующие с почвой среды.
Предельно допустимая концентрация в пахотном слое почвы (ПДКп) - это концентрация вредного вещества в верхнем, пахотном слое почвы, которая не должна оказывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и на здоровье человека, а также на самоочищающую способность почвы.
Почва представляет собой сложную малодинамичную, многофакторную систему, меняющуюся на небольших климатоландшафтных территориях, что обусловлено различными видами и подтипами почв, стандартизировать которые чрезвычайно трудно.
Не всякое поступление экзогенных химических веществ в почву следует рассматривать как опасное для здоровья человека и окружающей среды. В почве допустимо присутствие определенного количества примесей.
Под порогом вредного биологического действия подразумевается такое количество химического вещества в почве, которое приводит к переходу количественных физиологических, биохимических или структурных изменений в качественные, имеющие характер предпатологии у самых чувствительных групп населения.
С целью обеспечения безопасности для здоровья людей исследования по обоснованию ПДК проводятся с использованием биологических, лабораторных и математических моделей в стандартных почвенно-климатических условиях с последующим переносом полученных данных на натурную почву и организм человека.
Гигиенические нормативы для почвы устанавливаются с учетом лимитирующего показателя вредности — общесанитарного (влияние на способность почвы к самоочищению и ее биологическую активность: изменение численности основных физиологических групп почвенных микроорганизмов, инвертазной, дегидрогеназной, нитрифицирующей и других видов ферментативной активности почвы), миграционно-водного (переход вещества из почвы в воду), миграционновоздушного (переход из почвы в воздух), органолептического (изменение пищевой ценности продуктов растительного происхождения, органолептических свойств атмосферного воздуха, воды и пищевых продуктов), фитоаккумуляционного (переход в растения и накопление в них) и санитарнотоксикологического. Последний учитывает возможность поступления веществ, содержащихся в почве, в организм человека одновременно несколькими путями: с пылью, с вдыхаемым атмосферным воздухом, питьевой водой, продуктами питания, через кожные покровы.
Под пороговой концентрацией по этому показателю вредности понимается такое максимальное количество экзогенного химического вещества в почве (миллиграмм на килограмм абсолютно сухой почвы), при котором его поступление в организм по одному из экологических путей миграции (почва-растение-человек, почва-растение-животное-человек, почва-атмосферный воздух-человек, почва-вода-человек, почва - вода-рыба-человек и др.) или при непосредственном контакте с почвой, а также при комплексном одновременном суммарном поступлении различными путями или при сочетанном действии с почвенной пылью не оказывает отрицательного прямого или отдаленного действия на здоровье.
ПДК экзогенного химического вещества в почве — его максимальное количество (в миллиграммах на килограмм пахотного слоя абсолютно сухой почвы), установленное в экстремальных почвенно-
климатических условиях, которое гарантирует отсутствие отрицательного прямого или опосредованного через контактирующие с почвой среды воздействия на здоровье человека, его потомство, санитарные условия жизни и способность почвы к самоочищению.
Наряду с установлением единой ПДК для конкретного почвенно-климатического региона, т. е. региональной ПДК, производится расчет предельно допустимого уровня внесения (ПДУВ) химических веществ в почву и их безопасного остаточного количества (БОК). ПДУВ характеризует безопасное для здоровья людей количество химических веществ, вносимых в почву в начале ее обработки (например, ядохимикатов или минеральных удобрений). БОК — безопасное для здоровья людей количество экзогенного вещества в почве перед обработкой полей, выходом сельскохозяйственных рабочих на поля после обработки почвы и в конце вегетационного периода у растений.
В качестве временного гигиенического норматива для новых химических веществ, в частности пестицидов, в гигиене почвы используется ориентировочное допустимое количество (ОДК). ОДК устанавливают при помощи расчетных методов.
В настоящее время в Институте экологии человека проводятся исследования, направленные на обоснование индивидуальных нормативов ПДКп для различных типов почв. Таким образом, в ближайшее время следует ожидать того, что особенности миграции и трансформации вредных веществ в почвах будут отражены в системе нормирования.
Оценка уровня химического загрязнения почв населенных пунктов проводится по показателям, разработанным при сопряженных геохимических и гигиенических исследованиях окружающей среды городов. Такими показателями являются коэффициент концентрации химического элемента и суммарный показатель загрязнения.
Коэффициент концентрации определяется как отношение реального содержания элемента в почве к фоновому. Поскольку часто почвы загрязнены сразу несколькими элементами, то для них рассчитывают суммарный показатель загрязнения, отражающий эффект воздействия группы элементов.
Суммарный показатель загрязнения может быть определен как для всех элементов в одной пробе, так и для участка территории по геохимической выборке.
Оценка опасности загрязнения почв комплексом элементов по показателю проводится по оценочной шкале, градации которой разработаны на основе изучения состояния здоровья населения, проживающего на территориях с различным уровнем загрязнения почв.
ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПРОДУКТАХ
ПИТАНИЯ
При разработке нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в продуктах питания учитываются материалы по токсикологии и гигиеническому нормированию данных веществ в различных объектах природной среды (в воздухе, воде, почве), а также информация о естественном содержании различных химических элементов в пищевых продуктах.
Предельно допустимая концентрация (допустимое остаточное количество) вредного вещества в продуктах питания (ПДКпр) - это концентрация вредного вещества в продуктах питания, которая в течение неограниченно продолжительного времени (при ежедневном воздействии) не вызывает заболеваний или отклонений в состоянии здоровья человека.
Санитарно-гигиеническое нормирование загрязненности пищевых продуктов касается главным образом пестицидов, а также тяжелых металлов и некоторых анионов (например, нитратов). Отметим, что при интерпретации результатов не следует использовать ПДКпр как стандарт, принятый для любых объектов биоты. Например, описание исследования накопления соединений ртути в тканях чаек не может заканчиваться выводами о превышении ПДКпр. Целесообразнее обращаться к литературным сведениям о накоплении ртути в аналогичных объектах в фоновых и в хорошо изученных загрязненных районах.
При нормировании химических веществ в пищевых продуктах ПДК устанавливают с учетом допустимого суточного поступления (ДСП) или ДСД. Пищевой рацион и его химический состав чрезвычайно разнообразны, что не позволяет экспериментально определять допустимое содержание химического вещества в каждом пищевом продукте.
При нормировании вредных веществ в продуктах питания используют органолептический, обеспечивающий сохранение органолептических свойств продукта, общегигиенический (предупреждение снижения биологической ценности пищевого продукта, ухудшения технологических свойств в процессе обработки), технологический (присутствие веществ в обрабатываемом продукте в соответствии с технологическим регламентом его получения), токсикологический показатели вредности.
На 1-м этапе нормирования осуществляется предварительная токсиколого-гигиеническая оценка исследуемого вещества, предусматривающая анализ данных литературы о свойствах изучаемого и структурно близких к нему соединений, особенностей технологического процесса.
Задачей 2-го этапа является определение стойкости вещества в процессе кулинарной обработки и при хранении, а также возможных продуктов его деструкции и трансформации.
На 3-м этапе исследуют влияние вещества на органолептические свойства пищевого продукта и устанавливают концентрацию вещества, не ухудшающую эти свойства.
4-й этап исследований предусматривает оценку возможного влияния вещества на биологическую ценность продуктов питания с определением пороговой концентрации по общегигиеническому показателю вредности.
На 5-м этапе проводятся острые, подострые и хронические токсикологические эксперименты. Хронический опыт по установлению максимальной недействующей и пороговой доз исследуемого химического вещества проводится на лабораторных животных, получающих в течение 8-12 мес, а в некоторых случаях на протяжении всей жизни химическое вещество в составе пищевового рациона.
Задачей 6-го этапа является исследование возможных отдаленных эффектов нормируемого вещества. Если установлено, что вещество является слабым канцерогеном или мутагеном, то применяют коэффициент запаса, превышающий 100. Такое вещество не допускается для использования в качестве пищевой добавки и не должно присутствовать в продуктах детского и диетического питания. Присутствия веществ с выраженными канцерогенными свойствами в продуктах питания, как правило, не допускается.
Информация, полученная на этих этапах, достаточна для установления ДСП и ПДК. Допустимое суточное поступление (ДСП) нормируемого вещества в миллиграммах рассчитывают по ДСД и средней массе тела взрослого человека (60 кг) и ребенка (30 кг).
ПДК (в миллиграммах вещества на килограмм продукта) определяется расчетным путем по значению ДСП и количеству продукта в суточном рационе:
ПДК=(ДСП х Пс)/(Мпр х 100),
где Пс — фактическое или прогнозируемое содержание вещества в данном продукте (в процентах ДСД или общего содержания вещества в продуктах); Мпр— масса данного продукта в стандартном суточном рационе, кг.
НОРМИРОВАНИЕ В ОБЛАСТИ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
В природе существует три основных вида радиоактивного излучения - альфа, бета и гамма.
Гамма-излучение представляет собой электромагнитное излучение высокой энергии и обладает наибольшей проникающей способностью. Соответственно, защита от внешнего гамма-излучения представляет наибольшие проблемы.
Бета-излучение имеет корпускулярную природу и представляет собой поток отрицательно заряженных частиц (электронов). Бета-излучение обладает меньшей проникающей способностью. Защититься от этого излучения при внешнем источнике можно сравнительно легко. В принципе, бета-частицы задерживаются неповрежденной кожей. Однако при поступлении внутрь организма бета-активные радионуклиды испускают хорошо поглощаемые тканями организма бета-частицы. Возникающие при этом в организме разрушения значительно превосходят таковые, производимые гамма-излучением.
Альфа-излучение представляет собой поток положительно заряженных частиц с зарядом 2 и массой, равной 4, (по существу - ядра гелия). Этот вид излучения легко поглощается любой средой. Защититься от него можно буквально листом бумаги. Однако, поступление альфа-излучателя внутрь организма может вызвать трагические последствия.
Процесс радиоактивного распада (перехода радиоактивного элемента в другой химический элемент) сопровождается излучением одного или нескольких видов. В соответствии с тем, какой вид излучения характерен для радиоактивного распада данного изотопа, выделяют гамма-активные изотопы (например, цезий-137), бета-излучатели (например, стронций-90) и альфа-излучатели (например, большинство изотопов плутония).
Количественной характеристикой источника излучения служит активность, выражаемая числом радиоактивных превращений в единицу времени. В СИ единицей активности является беккерель (Бк) - 1 распад в секунду. Иногда используется внесистемная единица кюри (Ки), соответствующая активности 1 г радия. Соотношение этих единиц определяется следующей формулой: 1 Ки = 3,7-1010 Бк.
Интенсивность альфа- и бета-излучения может быть охарактеризована активностью на единицу площади (с-м2). Интенсивность гамма-излучения характеризуется мощностью экспозиционной дозы.
Экспозиционная доза измеряется по ионизации воздуха и равна количеству электричества, образующегося под действием гамма-излучения в 1 кг воздуха. В СИ экспозиционная доза выражается в кулонах на кг (Кл/кг).
Весьма популярна также внесистемная единица экспозиционной дозы - рентген. Это - доза гамма-излучения, при которой в 1 см3 воздуха при нормальных физических условиях (температура 0оС и давление 760 мм рт.ст.) образуется 2,08-109 пар ионов, несущих одну электростатическую единицу количества электричества.
Мощность экспозиционной дозы отражает скорость накопления дозы и выражается в Кл/кг-сек (в СИ) или в Р/ч (во внесистемных единицах).
Наиболее адекватный способ описания степени радиоактивного загрязнения местности - это плотность загрязнения. Плотность загрязнения представляет собой активность на единицу площади (с учетом изотопного состава). Этот способ, однако, весьма трудоемок, требует проведения лабораторных анализов и не всегда может быть использован для оперативной оценки. Обычно такая оценка производится с помощью методов полевой дозиметрии.
При этом используемые приборы, методы и единицы измерения зависят от типа загрязнения. Мерой загрязнения гамма-излучателями является мощность экспозиционной дозы; бета-загрязнение характеризуется плотностью потока бета-частиц. Оценка степени загрязнения альфа-излучателями в полевых условиях невозможна.
Как правило, при техногенном загрязнении в окружающую среду поступает смесь радионуклидов, среди которых есть все типы излучателей. Поэтому в первом приближении степень опасности может быть оценена по уровню гамма-фона.
Основными документами, в соответствии с которыми осуществляется радиационный контроль за безопасностью населения, являются Федеральный Закон «О радиационной безопасности населения» и принятые в его развитие «Нормы радиационной безопасности НРБ-96».
Оба документа служат для обеспечения радиационной безопасности человека. В системе нормирования используются следующие основные понятия:
Поглощенная доза - фундаментальная дозиметрическая величина, определяемая количеством энергии, переданной излучением единице массы вещества. За единицу поглощенной дозы облучения принимается грей (джоуль на килограмм) - поглощенная доза излучения, переданная массе облучаемого вещества в 1 кг и измеряемая энергией в 1 Дж любого ионизирующего излучения (1 Гр = 1 Дж/кг).
Эквивалентная доза. Поскольку поражающее действие ионизирующего излучения зависит не только от поглощенной дозы, но и от ионизирующей способности излучения, вводится понятие эквивалентной дозы. Для расчета эквивалентной дозы поглощенную дозу умножают на коэффициент, отражающий способность данного вида излучения повреждать ткани организма. При этом альфа-излучение считается в двадцать раз опаснее других видов излучений.
Единицей эквивалентной дозы является зиверт - доза любого вида излучения, поглощенная в 1 кг биологической ткани, создающая такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения.
Эффективная эквивалентная доза. Следует учитывать, что одни части тела (органы) более чувствительны к радиационным повреждениям, чем другие. Поэтому дозы облучения органов и тканей учитываются с различными коэффициентами. Эффективная эквивалентная доза отражает суммарный эффект облучения для организма; она также измеряется в зивертах.
В соответствии с НРБ-96, устанавливаются следующие категории облучаемых лиц: персонал (подразделяемый на группы А и Б); все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности. В условиях нормальной эксплуатации источников ионизирующего излучения установлены дозовые пределы для различных групп. Следует особо отметить, что установленные пределы относятся к условиям нормальной эксплуатации источников ионизирующего излучения. Облучение населения в условиях радиационной аварии регулируется разделом 8 НРБ-96.
Как отмечалось выше, Нормы радиационной безопасности (НРБ) регламентируют допустимые уровни воздействия радиации на человека. На основе этих норм разрабатываются нормативные документы, регламентирующие порядок обращения с различными источниками ионизирующего излучения, подходы к защите населения от радиации и т.п. В настоящее время действуют Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений ОСП-72/87, основанные на ранее действовавших нормативных документах (в частности, НРБ-76/87).
Эти правила, в частности, содержат требования по: обеспечению радиационной безопасности персонала учреждений и населения, а также по охране окружающей среды от загрязнения радиоактивными веществами; учету, хранению и перевозке источников ионизирующего излучения; сбору, удалению и обезвреживанию твердых и жидких радиоактивных отходов.
Действие документа распространяется на любые предприятия и учреждения, независимо от ведомственной принадлежности и формы собственности, где «производятся, обрабатываются, перерабатываются, применяются, хранятся, обезвреживаются и транспортируются естественные и искусственные радиоактивные вещества и другие источники радиоактивного излучения».
