CC BY
26
ности пациентов, поскольку, по данным НКДАР 8, на их долю приходится более 90% коллективной дозы от всех искусственных источников.
К настоящему времени накоплены обширные материалы о вкладе медицинских процедур в генетически значимую и среднюю костномозговую дозу, ^ обусловливающие лишь около 1/3 общего риска стохастических эффектов 9.
НКДАР 8 считает необходимым накопить информацию о коллективных дозах облучения других органов.
Среди нерешенных задач радиационной гигиены важное место занимают прогностическая оценка
" Sources and Effects of Jonizing Radiation United Nations Scientific Conimitee on Effects of Atomic Radiation 1977 Report to the General Assembly With annexs. U. N. New York, 1977, p. 725.
" К и и ж Ii и к о в В. А., Бархударов Р. М., Л я с с Ф. М. и др.— В кн.: Гигиеническая оценка радиационной безопасности персонала, пациентов и населения при использовании источников ионизирующих излучений в диагностических целях. Л., ЛНИИРГ, 1977, с. 104.
существующих систем захоронения радиоактивных отходов, прогноз и профилактика радиационных аварий, связанных с попаданием в биосферу радионуклидов с большими периодами полураспада (м5и, 14С, 1291). Накопление этих нуклидов в биосфере может привести к возрастанию радиационного фона на многие тысячелетия. В области радиационной гигиены труда наиболее перспективными направлениями научных исследований являются изучение сочетанного воздействия ионизирующих излучений и других профессиональных вредностей, гигиеническая оценка новых источников и технологических процессов с использованием ионизирующих излучений, научное обоснование методических подходов к оптимизации системы безопасности и радиационного контроля.
Решение указанных задач невозможно силами только немногочисленных специализированных институтов и кафедр, поэтому целесообразно рассмотреть вероятность участия в этих исследованиях других научных учреждений и учебных заведений гигиенического профиля.
Поступила 22/1V 1980 г
* УДК 814.771
Акад. АМН СССР Г. И. Сидоренко, проф. Е. И. Гончарук, А. С. Прокопович, проф. В. М. Перелыгин
ОСНОВЫ ГИГИЕНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВЕ НА СОВРЕМЕННОМ ЭТАПЕ
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва; Киевский медицинский институт им. А. А. Богомольца
В основу теории и практики гигиенического нормирования экзогенных химических веществ в почве положен критерий, допускающий такое их содержание в почве, которое при прямом контакте человека с ней (загрязнение зоны дыхания механиза-^ торов почвенной пылью с экзогенными химическими веществами, ручная прополка и др.) при одном из путей миграции по экологическим цепям (почва — растение, почва — растение — человек и др.) или суммарно по всем цепям гарантирует отсутствие отрицательного воздействия на здоровье населения. Проведенные нами исследования показали, что функциональная зависимость состояния здоровья от уровня загрязнения почвы экзогенными химическими веществами носит следующий характер:
2 = / (£>ср.М11; К к*
где Z — состояние здоровья населения; £)ср М||— средняя многолетняя доза поступления в почву химического вещества; 1 — индекс самоочищающей способности ландшафта; Кк — коэффициент куму-«^ляции соединения; — максимальная недействующая доза химического соединения в условиях комплексного поступления.
На основании указанной аналитической зависимости можно судить насколько опасно для здоровья населения то или иное содержание экзогенных химических веществ в почве.
Следует отметить, что нормативом, гарантирующим экологическую безопасность поступления экзогенных химических веществ в почву, являются нормы расхода (в килограммах на 1 га) пестицидов, минеральных удобрений и др., разрабатываемые главным образом институтами защиты растений. При обосновании норм расхода не учитывается поступление экзогенных химических веществ в организм человека по различным миграционным путям и в целом влияние их на здоровье населения.
Как показатель безопасности для здоровья населения планового внесения или случайного поступления экзогенных химических веществ в почву, норматива, гарантирующего гигиеническую безопасность населения по аналогии с другими элементами биосферы (вода, воздух, пищевые продукты) используется ПДК этих соединений в почве.
При обосновании ориентировочных, временных ПДК химических веществ в почве могут быть использованы расчетные методы, разработанные по аналогии с расчетом ориентировочных безопасных
— 5 —
I
уровнем, ПДК в воде и атмосферном воздухе (С. Я. Найнштейн; Л. И. Медведь и соавт.). Мы (Е- И. Гончарук и соавт., 19776) предлагаем формулу ориентировочного расчета ПДК с учетом большего количества известных в справочной литературе факторов, оказывающих воздействие на поведение экзогенных химических веществ в почве: 1п РДК = floo + Ып Г50 + с1п PC -MI» Kh-xDu + e ln ПДК„0Л + ПДКВ03 + К\п МДУ, где РДК — расчетная допустимая концентрация экзогенного химического вещества в почве (в мг/ кг); Ts о — полупериод разрушения препарата в почве; Р — давление насыщенных паров вещества (в мм рт. ст.); С — растворимость (в мг/л); Kk — коэффициент кумуляции; DM — максимальная недействующая доза для человека (в мг/сут); ПДК,,0д — ПДК химического вещества в воде (в мг/л); ПДКВоз — ПДК химического вещества в атмосферном воздухе (в мг/м3); МДУ — максимально допустимый уровень пестицидов в продуктах растительного питания (в мг/кг); а0о — свободный член; Ь, с, е, d, k — поправочные коэффициенты.
Расчетные методы, являясь временными, ориентировочными, не могут заменить научно обоснованных экспериментальных ПДК химических веществ в почве.
При экспериментальном нормировании химических веществ в почве мы по аналогии с нормированием химических веществ в воздухе, воде и других элементах биосферы считаем, что для получения сопоставимых данных исследования должны проводиться в стандартных лабораторных условиях на модельных лабораторных установках. С этой целью нами был создан ряд модельных установок (Е. И. Гончарук). К ним следует отнести микроклиматическую камеру, лабораторный фитотрон, фильтрационные установки, камеры для комплексной затравки животных, микробиометры и др. Использование лабораторных модельных установок позволяет создать экстремальные условия, способствующие максимальной миграции изучаемого химического соединения в контактирующие с почвой среды (воду, воздух, растения), а также максимальному уровню его воздействия на почвенный микробиоценоз, что обусловит максимальный запас гигиенической прочности разрабатываемой ПДК. Кроме того, данный методический прием позволяет стандартизировать исследования и значительно уменьшить время на разработку норматива.
На лабораторных модельных установках проводятся всесторонние экспериментальные исследования по установлению пороговых количеств экзогенных химических веществ по пяти показателям вредности: общесанитарному, токсикологическому, миграционному водному, миграционному воздушному, фитоаккумуляционному. При проведении исследований по этим показателям выбирают лимитирующий, по которому устанавливают ПДК экзогенного химического вещества в почве. Поскольку ПДК в почве экзогенного химического
вещества является относительной величиной и устанавливается только для одного вида почвы в экстремальных лабораторных климатических условиях, безопасное содержание химических соединений для конкретного почвенно-климатического региона рассчитывается с помощью показателя, который мы назвали предельно допустимым уров- > нем внесения (ПДУВ), или предельно допустимыми остаточными количествами (ПДОК). В этой величине учитываются коэффициенты, характеризующие зависимость процессов транслокацин и де-токсикации химического соединения в почве от таких показателен, как влажность почвы, содержание гумуса, рН, пористость, бактериальная об-семененность и др. Все эти константы для конкретных почвенно-климатических условий имеются в справочной литературе или определяются экспериментально в лабораторных и натурных условиях. Проведение многофакторного эксперимента, обработка его данных на ЭВМ позволяют определить эти коэффициенты. При их помощи с учетом найденной ПДК рассчитывается ПДУВ изучаемого химического соединения для конкретных почвенно-климатических регионов страны (Е. И. Гончарук и соавт., 1977а).
Следовательно, при осуществлении предупре-), дительного и текущего санитарного надзора величиной, регламентирующей допустимый уровень внесения экзогенных химических веществ в данных конкретных почвенно-климатических условиях является не ПДК, а ПДУВ, зависящий от содержания в почве гумуса, ее рН, пористости и др. Момент контроля содержания экзогенного химического вещества в почве устанавливается в зависимости от лимитирующего показателя вредности. Так, если он воздушно-миграционный, то количество экзогенного химического вещества в почве не должно превышать ПДУВ к срокам выхода рабочих на поля после обработки их пестицидами.
Разработанная нами (Е. И. Гончарук; Г. И. Сидоренко и соавт.; Е. И. Гончарук и соавт., 1979) * принципиальная схема гигиенического нормирова- ' ния химических веществ в почве включает следующие этапы.
В связи с трудоемкостью проведения экспериментальных исследований нами (Е. И. Гончарук; Е. И. Гончарук и соавт., 1977) научно разработан ряд математических моделей, позволяющих рассчитать ориентировочные пороговые количества по каждому показателю вредности. Так, используя математическую модель (В. Г. Кулик и соавт.) распределения и превращения экзогенных химических веществ в системе почва — растение, можно рассчитать ориентировочный пороговый уровень химического соединения в почве по фитоаккумуляционному показателю вредности. Эта модель описывается системой дифференциальных уравнений:
+ (*! + то(0=0
+ + тД хг (/) = (I)
ЛЧХа\1) + Ь»У, (')=«.*. (I) ¡¡и.. (I)
+ М* (0 = а) + (О
^с начальными условиями
(0) = А, х, (0) = у, (0) = у, (0) = 0,
где /г, — Аг4, т,, т2 — коэффициенты пропорци ональности способа миграции и превращения экзогенного химического вещества и его метаболитов; уи — количество экзогенного химического вещества в растении и почве соответственно (в мг/кг): у2, хг — содержание в них токсичных метаболитов (в мг/кг); у3, д., — содержание в них нетоксичных остатков (в мг/кг); А — количество внесенного в почву химического вещества (в мг); / — время (в сут).
Решение этой системы позволяет, как указывалось ранее, рассчитать ориентировочное пороговое количество (А „) экзогенного химического соединения по фитоаккумуляционному показателю вредности, используя следующую формулу:
*> МДУ М (Л) Л
л" " У, (П)
где МДУ — максимально допустимый уровень химического соединения в продуктах питания (в мг/ <г); М (/.) — масса биомассы в момент {¡.
С помощью данного уравнения обоснованы пороговые количества по фитоаккумуляционному показателю вредности для ряда пестицидов. Так, для ербицида пропанида расчетная величина составляла 12,52 мг/кг, а экспериментально найденная — 15,0 мг/кг. Различие между ними статистически недостоверно (Р > 0,05). Это свидетельствует о возможности использования указанной модели в цепях гигиенического нормирования. 1 Следующий этап исследования — лабораторный рксперимент. Для проведения экспериментальных лабораторных исследований нами предложены почвенный эталон, модельный почвенный эталон, фн-[отест претенденты, фнтотесты (Е. И. Гончарук; р. И. Гончарук и соавт., 1976, 1977, 1979). I На этом этапе проводятся следующие исследования:
— установление стабильности (персистентно-:ти, стойкости) изучаемого химического вещества. Ка к показатели стабильности используются полу-1ериод(Т50) и период полного (Тм) его разру-иения;
— определение пороговых количеств по пяти юказателям вредности.
ÈПpи обосновании порогового уровня по обще-тарному показателю вредности изучается вли-ие экзогенных химических веществ на почвен-й мнкробиоценоз и биологическую активность ючвы. Под пороговым показателем изучаемого
химического соединения по общесанитарному показателю вредности мы понимаем то максимальное количество этого вещества, которое не нарушает способности почвы к самоочищению. Как показали наши исследования, пороговым уровнем химического вещества по этому показателю вредности следует считать такое его количество, которое не вызывает после 7 сут изменения общей численности почвенной микрофлоры, превышающей 30%, а биологической активности почвы — 15% по сравнению с контролем (Е. И. Гончарук и соавт., 1976, 1979).
При проведении исследований по установлению порогового уровня химического вещества в почве по водно-миграционному показателю вредности обосновывается количество изучаемого химического вещества в почве, которое гарантирует, что это соединение будет поступать в грунтовые воды в концентрации, не превышающей его ПДК в воде водоемов. Кроме того, при определении миграционного водного показателя вредности следует учитывать количество химических веществ, которые могут попасть с поверхностным стоком в открытые водоемы (Е. И. Гончарук).
Исследования по фитоаккумуляционному показателю вредности проводятся с целью установления порогового количества по этому показателю. При этом гарантируется, что к моменту сбора урожу я содержание изучаемого химического вещества в сельскохозяйственной продукции не будет превышать его МДУ (ДОК).
При установлении порогового количества изучаемого химического вещества в почве но воздушно-миграционному показателю вредности гаран-тируется^ что к моменту выхода рабочих на поля концентрация изучаемого химического вещества не будет превышать его ПДК для атмосферного воздуха.
При установлении порогового количества по токсикологическому показателю вредности могут быть использованы расчетный и экспериментальный методы. Расчетный метод следует применять при обосновании ПДК мало- и среднетоксичных соединений, которые не вызывают отдаленных последствий. Методика основана на пересчете для человека на количество пищевых продуктов, объем воды или воздуха, поступающих по цепи, характеризующейся наиболее высокой миграцией. Получаемая концентрация экзогенного химического соединения (в миллиграммах на 1 кг, на 1 л и на 1 м3) сопоставляется с аналогичными показателями, полученными в эксперименте по обоснованию пороговых количеств на основании миграционного показателя вредности. Содержание химического соединения в почве, соответствующее уровню его поступления в организм человека в пределах является пороговым по токсикологическому показателю вредности.
Экспериментальный метод установления порогового количества химических соединений в почве по токсикологическому показателю вредности осно-
— 7 —
ван на проведении опыта по комплексной затравке экспериментальных животных. В зависимости от физико-химических свойств препаратов исследования проводятся по следующим направлениям.
При установлении ПДК в почве летучих химических соединений (Г. И. Сидоренко и соавт.), когда имеется опасность загрязнения атмосферного воздуха, растений, грунтовых вод, проводится изучение комплексного поступления этого соединения в организм животных с пищевыми продуктами, водой и атмосферным воздухом на уровне ПДК. В этом случае необходимо определение поступления химических веществ как в паровой фазе, так и в комплексе с почвенной пылью. При установлении ПДК в почве нелетучих веществ, поступление которых в атмосферный воздух гарантируется на безопасном для здоровья населения уровне, можно ограничиться изучением эффекта поступле-
ния экзогенных химических веществ в организм экспериментальных животных с почвенной пылью, водой и пищевыми продуктами растительного происхождения. Анализ пороговых количеств по основным показателям вредности позволяет обосновать лимитирующий показатель и ПДК изучаемого вещества. .1
Поскольку теория и практика гигиенического нормирования экзогенных химических веществ находятся еще в процессе становления, мы полагаем, что в плане ее дальнейшего совершенствования целесообразно проводить исследования по проверке экспериментально установленных ПДК в натурных условиях. В этом плане особо большое значение приобретает изучение такого интегрального показателя, как здоровье населения (Е. И. Гончарук и В. В. Ховака).
ЛИТЕРАТУРА
Гончарук Е. И. и др. — Гиг. и сан., 1976, № 6, с. 50—63. Гончарук Е. И. Санитарная охрана почвы от загрязнения - химическими веществами. Киев, 1977. Гончарук Е. И. н др. — Там же, 1977, № 3, с. 29—33. Гончарук Е. И., Шостак Л. Б. и др. —Там же, 1977,
№ й, с. 73—87. Гончарук Е. И., Ховака В. В. — В кн.: Всесоюзная науч. конф. по проблеме «Научные основы гигиены села». Баку. т. I, 1979, с. 81—82. Гончарук Е. И. и др. — Там же, с. 78—81.
Гончарук Е. И. и др. — Хиг. и здравеопозв.. 1979, № 4, с. 374-378.
Кулик В. Г., Гончарук Е. И., Шостак Л. Б. Механизация и автомат, управления, 1979, № 1, с. 21—25.
Медведь Л. И., Спыну Е. И., Сова Р. Е. — Гиг. и сан., 1979, № 11, с. 22—24.
Найнштейн С. Я■ — Там же, № 6, с. 81—83. *
Сидоренко Г. И. и др. — В кн.: Гигиенические аспекты охраны окружающей среды. М., 1976, вып. 4, с. 63—66.
Поступила 26/XII 1979 г
CURRENTLY USED PRINCIPLES OF ESTABLISHMENT OF HYGIENIC STANDARDS FOR CHEMICALS IN SOIL
G. /. Sidorenko, E. /. Goncharuk, A. S. Prokopovich, V. M. Perelygin
The basic principles underlying the establishment of hygienic standards for exogenous chemicals in soil; methods of experimental determination of maximum allowable con-
УДК 614.7:674.2
centrations of these chemicals; and the main stages of the determination procedure are described. The need for fur* ther development of these principles and methods is shown-
В. П. Падалкин, Ю. П. Пивоваров
О ЗНАЧЕНИИ БИОЛОГИЧЕСКОГО ФАКТОРА В ЗАГРЯЗНЕНИИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Всесоюзный научно-исследовательский биотехнический институт, Москва; II Московский медицинский институт им. Н. И. Пнрогова
В последние годы с помощью биологических компонентов окружающей среды многие специалисты стремятся понять происходящие в ней многочисленные изменения и их последствия для жизнедеятельности организмов, включая человека. Однако, несмотря на то что биологические компоненты окружающей среды более всего подвержены влиянию человека по сравнению с небиологическими, наблюдении за ними проводится гораздо меньше, чем за химическими и физическими составляющими (М. И. Будыко).
Рассматривая проблемы гигиены окружающей среды на современном этапе научно-технического
прогресса и достижений гигиенической науки, Г. И. Сидоренко впервые подчеркнул значение и ввел в предложенную им схему управления качеством окружающей среды биологический фактор. При этом указывается, что в реальных условиях этот фактор совместно с физиологическими и химическими или изолированно может воздействовать на человека как в быту, так и на производстве, влияя на его здоровье.
Мы хотим заострить внимание на роли биологического фактора в загрязнении окружающей средьу и его воздействии на человека, так как понятие биологического фактора, причины актуальности ,
