CC BY
3
(х2=5,18; р>0,05). Общая средняя величйна числа колоний для данного штамма равна 12.
Распределение результатов контрольных вариантов 45 опытов со штаммом ТА 1538, представленное в таблице, свидетельствует, что среднее число колоний ревертантов колебалось от 6,6 до 42 в вариантах с МС+ и от 7,3 до 39 в вариантах с МС—. Распределения результатов опытов по среднему числу колоний в контрольных вариантах при МС-}- и МС— были сходными (^2=4,15; р>0,05). Общая средняя величина составила 40,5 колонии на чашку для всех вариантов опытов.
Данные по 42 опытам со штаммом ТА 98 (см. таблицу) указывают на то, что среднее число колоний на чашку в вариантах с МС + колебалось от 23,6 до 92, с МС— от 15,6 до 94,3. Распределение результатов опытов по этому показателю при МС+ и МС— было сходным (х2=0,48; р>0,05). Общая средняя величина числа колоний ревертантов на чашку для всех вариантов опыта составила 53,3.
Со штаммом ТА 100 поставлен 41 опыт (см. таблицу). Среднее число колоний ревертантов на чашку варьировало для вариантов с МС+ от 46,6 до 89,6, с МС— от 41,6 до 92. Распределение результатов опытов по этому показателю для обоих типов метаболической активации было сходным (х2= = 0,52; р>0,05). Общее среднее число колоний ревертантов на чашку для штамма ТА 100 составило 70.
Полученные результаты указывают на отсутствие влияния состояния системы метаболической активации на число колоний ревертантов для всех изученных штаммов Б. 1урЫтигшт. Хотя эмпирическое распределение числа колоний ревертантов
для всех, штаммов в вариантах с MC-j- и МС— отклонялось от нормального, 90 % всех значений этого показателя было в пределах х±2а. Мы считаем, что колебания среднего числа колоний ревертантов в пределах значений х±2а можно принять за нормальные колебания спонтанного уровня для каждого штамма: для ТА 1535 от 3 до 20 колоний на чашку, ТА 1538 от 2 до 38; ТА 98 от 23 до 85, ТА 100 от 44 до 94. Любые отклонения среднего числа колоний ревертантов на чашку в контроле за установленные пределы свидетельствуют о возможных методических ошибках. В этом случае необходимо проводить проверку генотипа штамма.
Литература
1. Тест-система оценки мутагенной активности загрязнителей среды на Salmonella: (Метод, указания) / Фонштейн Л. М., Калинина Л. М., Полухина Г. Н. и др.— М., 1977.— С. 1—52.
2. Bonin M. A., Farquharson J. В., Baker R. S. U. // Mutât. Res.— 1981.— Vol. 84.— P. 21—34.
3. Brown J. P., Ditrich P. S.} Bakner С. M. // Ibid.— 1979.— Vol. 66.— P. 181 — 185.
4. Brown J. P. // Ibid.— 1980.—Vol. 75.— P. 243—277.
5. Chu К. СPatel A. H., Lin R. E. et al. // Ibid.— 1981.— Vol. 85.— P. 119—132.
6. Mitchell /. de G. // Ibid.— 1978.—Vol. 54.—P. 1 — 16.
Поступила 10.01.89
Л. С. ДЖИНДОЯН, M. Ю. ТАРАСОВ, 1991 УДК 613.636:616.9-078
Л. С. Джиндоян, М. Ю. Тарасов
ВЕРОЯТНОСТНАЯ ОЦЕНКА РИСКА ИНФИЦИРОВАНИЯ ПЕРСОНАЛА ПРИ РАБОТЕ
С ИНФЕКЦИОННЫМ МАТЕРИАЛОМ
НИИ микробиологии Министерства обороны СССР, Киров
Организация и проведение лабораторной работы с инфекционным материалом связаны с рядом профессиональных особенностей, которые определяют специфические условия, требующие обязательного учета и регламентации в интересах обеспечения безопасности работающего персонала [3, 5, 6].
Определенным вкладом в решение проблемы являются научно-методические разработки отдельных ее аспектов, в частности касающиеся оценки надежности инженерных систем и оборудования, обеспечивающих защиту работающего персонала и окружающей среды от профессиональных вредностей биологической природы [2, 4, 7—9]. Как известно, для предотвращения возможного инфицирования персонала при работе с инфекционным материалом в процессе лабораторных исследований используют специальные инженерные устройства и комплексные санитарно-технические системы профессиональной техники безопасности (ПТБ) [3, 4, 7—9].
Анализ имеющейся литературы по вопросу о защите персонала и окружающей среды при работе с инфекционным материалом позволяет выделить в качестве принципиально важного аспекта разработку научно обоснованных подходов к оценке требуемой эффективности и надежности различных средств и систем защиты персонала и окружающей среды [4].
Очевидно, что в реальных условиях необходимо учитывать не только надежность функционирования защитного оборудования и его элементов, но и эффективность всех элементов системы ПТБ, которая должна гарантировать исключение попадания инфекционного материала в среду рабочих помещений и окружающую среду [7].
В свете изложенного актуальной является разработка методического подхода к оценке реально существующего риска инфицирования персонала при его работе с инфекционным материалом в реальной лаборатории.
Для решения поставленной задачи рассмотрим следующую простейшую модель.
Предположим, что в лабораторном помещении осуществляются исследовательские манипуляции в боксе с инфекционным материалом. Данный материал может попасть в рабочую среду лаборатории различными путями: с воздушными потоками из бокса (турбулизация потоков из-за манипуляций оператора; неабсолютная герметичность бокса); с жидкими и твердыми отходами при передаче их из бокса.
Снижение концентрации аэрозолированного инфекционного материала будет происходить в процессе его возможного распространения в лаборатории (в случае несанкционированного выноса) и в различном оборудовании систем ПТБ (системы вентиляции, передаточные устройства, санитарные пропускники, средства индивидуальной защиты и т. п.). При этом следует учитывать как естественные процессы снижения концентрации инфекционного материала (седиментация, инактивация под воздействием различных факторов среды рабочего помещения), так и снижение ее за счет применения, например, средств индивидуальной защиты.
Для формализации рассмотренной модели и оценки риска инфицирования персонала целесообразно использовать элементы теории графов [1]. С этой целью можно построить граф (см. рисунок) возможного распространения инфекционного материала, в котором исходной точкой будет сам инфекционный материал, а конечной — работающий персонал. Ребра
данного графа показывают возможный путь распространения инфекционного материала, а вершины характеризуют' процессы, приводящие к снижению концентрации инфекционного материала как в оборудовании и элементах системы ПТБ, так и за счет естественных процессов инактивации.
Теория графов позволяет использовать хорошо разработан-
Граф (схема) возможного распространения инфекционного
материала в лаборатории.
/ — инфекционный мггернал; У перевод инфекционного материала п аэро^ зольное состояние при проведении лабораторных операций; Я — снижение концентрации инфекционного материала в боксе за счет разбавлении (вентиляции) и инактивации; «/ — снижение концентрации инфекционного материала при возможном выносе его из бокса в помещение лаборатории; Л инактивация передаваемых на бокса отходов; 6 аарозолирование инфекционного материала, оставшегося после инактивации отходов; 7—.снижение концентрации инфекционного материала в помещении лаборатории за счет разбавления (вентиляции) и инактивации; 8 снижение концентрации инфекционного материала за счет использования персоналом средств индн* вндуальной защиты; 9 возможное инфицирование персонала,
ный в ее рамках математический аппарат для расчета эффективности инженерных систем ПТБ [1],
Естественно, что каждый из процессов, приводящих к снижению концентрации инфекционного материала (вершины графа), характеризуется соответствующим коэффициентом снижения концентрации АГ. Тогда эффективность защиты персонала от возможного воздействия инфекционного материала для каждого из рассматриваемых путей распространения его (для представленного на рисунке графа имеется два пути распространения инфекционного материала 1-2-3-4-7-8-9 и 1-5-6-7-8-9) будет равна
п
щ
п
/=1
(1)
где £у- — эффективность защиты персонала от воздействия инфекционного материала для у-го пути его распространения; п — количество процессов (вершин графа), приводящих к снижению концентрации инфекционного материала на у-м пути его распространения.
Общая же эффективность защиты персонала от воздействия инфекционного материала с учетом всех возможных путей его распространения, в том числе и в системах ПТБ лаборатории, будет определяться выражением:
т
Е
2
Ег
где т — количество возможных путей распространения инфекционного материала.
Базируясь на представлениях о риске инфицирования, предложенных и подробно рассмотренных в работе [7], соответствующее выражение для его вычисления можно записать следующим образом:
Я,
С0и „ и0( V -Е--о
(3)
где — риск заражения персонала, т. е. риск получения персоналом инфицирующей дозы й клеток (кл.); С0 — концентрация патогенных микроорганизмов в пробе, с которой проводится работа, кл/м3; и — объем пробы, м3; 1>о — объем легочной вентиляции, м3/с; и — объем лабораторного помещения, в котором проводятся исследования, м3; /— время проведения лабораторных операций, с.
Описанный подход позволяет решать две задачи: оценивать по уравнениям (1) и (2) возможный риск заражения персонала с учетом существующей в лаборатории эффективности системы ПТБ; определять необходимую гарантированную эффективность защиты персонала для задаваемого риска инфицирования.
Предложенные уравнения позволяют рассчитывать риск инфицирования только при безотказной работе оборудования систем ПТБ. Поскольку каждый элемент (оборудование) систем ПТБ характеризуется индивидуальной вероятностью
отказа, то эффективность защиты персонала будет являться функцией времени £(7), а уравнение (2) будет справедливо только для определенного отрезка времени. (Под отказом оборудования инженерной системы ПТБ следует понимать такое состояние, которое приводит к уменьшению коэффициента снижения концентрации.)
Если предположить, что в определенный момент времени произошел отказ /-го элемента инженерной системы ПТБ (вероятность отказа Я/, тогда коэффициент снижения концентрации принимает новое значение К/, В случае, если /(/'«1, из исходного графа исключается /-я вершина и все расчеты проводят описанным выше способом, Соответственно риск инфицирования персонала для данного состояния всей инженерной системы ПТБ (Яц) может быть рассчитан гю уравнению:
Я
СпРУо/
II
1/
т
Ец • № Д (1
(4)
1Ф1
где Ец — эффективность защиты персонала без /-го элемента (оборудования); // — время, в течение которого система ПТБ находится в данном состоянии, с; Р( — вероятность отказа /-го элемента (оборудования) инженерной системы ПТБ; т — количество элементов (оборудования) инженерной системы ПТБ.
. Аналогичным образом можно рассмотреть все возможные состояния инженерной системы ПТБ и определить риск инфицирования персонала для каждого состояния. Тогда общий риск инфицирования персонала для выбранного отрезка времени (как правило, 1 год) может быть получен из выражения:
2 т
я
2
я
К>
(5)
Я
К
I/
(6)
где — риск инфицирования персонала в к-м состоянии инженерной системы ПТБ;
СоУУо/к гт т-г т^
— £к П /с; П я, П (I-
/ / ¿=1
Ш
где /к — время нахождения системы ПТБ в к-м состоянии, с.
Предложенный метод расчета может быть проиллюстрирован на примере оценки риска инфицирования при работе с инфекционным материалом в лаборатории с максимальным уровнем инженерной изоляции. Инженерная система ПТБ лаборатории данного типа взята в соответствии с руководством по биологической безопасности в лабораторных условиях [3]. Для практических расчетов нами использованы экспериментальные данные по отказам оборудования и его эффективности, представленные в ряде работ [9—11]. Кроме того, при проведении расчетов предполагалось, что работу проводили с пробой объемом 10 мл и концентрацией инфекционного материала Ю10 кл/мл [10]. Средний фактор распыления соответствовал таковому при проведении стандартных микробиологических операций— 10~"8/мин [10].
Расчеты показали, что для указанных выше условий величина индивидуального риска инфицирования работающих в данной лаборатории составляет 5,2-10~3/год-чел. Полученный результат можно интерпретировать следующим образом: на каждые 10 человек, работающих в таких условиях, можно ожидать до 5 случаев инфицирования в течение 100 лет. Такая величина риска ничтожно мала, т. е. условия работы в данной лаборатории практически безопасны. Следует, однако, отметить, что определенная концентрация в помещении лаборатории инфекционного материала, создающаяся в результате проведения различных операций или в условиях отказов оборудования, воздействует одновременно на весь персонал, находящийся в данной лаборатории или в данном помещении.
В этом случае необходимо рассматривать так называемый коллективный риск инфицирования (/?дг), который определяется из выражения:
RN=NR)
(7)
где /V — численность персонала, подвергающегося воздействию инфекционного материала.
Понятие коллективного риска чрезвычайно важно, так как именно по его величине можно судить о реально возможной профессиональной заболеваемости в данной лаборатории. Так, из приведенной выше величины риска инфицирования (5,2 • 10—^/год-чел) можно определить возможный уровень профессиональных заболеваний в зависимости от количества одновременно работающих. Если число одновременно работающих в одной лаборатории уменьшить до 2 человек, то возможный риск заболевания в течение тех же 100 лет существенно снизится и составит менее 1 случая.
Из приведенного примера следует, что для снижения величины коллективного риска инфицирования необходимо осуществлять погрупповую изоляцию работающего персонала. При таком подходе величина коллективного риска будет приближаться к индивидуальному. Они будут равными по величине, если изолированно (в каждой лаборатории) будет работать 1 сотрудник. Однако реально такого положения добиться практически невозможно, поскольку проведение большинства исследований требует соблюдения принципа парности. В то же время изоляция каждого сотрудника в отдельном помещении (боксе) приведет к значительным материальным затратам.
Из вышеизложенного вытекает необходимость оптимального решения задачи погрупповой изоляции с учетом экономических факторов, а также гарантированного уровня безопасности работающих.
Предположим, что величина коллективного риска инфицирования задана. В этом случае максимальное количество людей, работающих в одной лаборатории или обслуживаемых единой инженерной системой ПТБ, можно определить по уравнению (7). Однако на практике величина коллективного риска инфицирования не задается. В этом случае для определения оптимального характера погрупповой изоляции может быть использована следующая целевая функция.
Ф
R Q
(8)
где (Зд, — стоимость оборудования всех инженерных систем ПТБ (в руб.); ф — стоимость оборудования одной инженерной системы ПТБ (в руб.).
Стоимость оборудования всех инженерных систем ПТБ определяется из выражения:
Q
N
No
ЛГ
tiQ.
(9)
уменьшения количества оборудования; N0— общее число персонала.
Подставляя уравнения (7) и (9) в уравнение (8), получим:
(10)
Исходя из уравнения (10), можно получить оптимальное количество персонала, обслуживаемого одной общей инженерной системой ПТБ:
yV=VAVn .
(11)
где г| — коэффициент, учитывающий снижение затрат за счет
Следует отметить, что коэффициент т] изменяется в широких пределах — от 0,1 до 0,8 в зависимости от вида оборудования.
Уравнение (11) может быть использовано для определения степени погрупповой изоляции персонала, работающего в одном сооружении. Так, для общей численности персонала 10 человек и г| = 0,5 (средняя величина) необходимо предусматривать для исследований 3 лаборатории (бокса), обслуживаемые самостоятельными системами ПТБ. В каждой такой лаборатории должно работать 3 человека. В этом случае риск заболевания будет составлять 2 случая в течение 100 лет, что является приемлемым для лаборатории максимального уровня изоляции.
Литература
1. Берж К. Теория графов и ее применение.— М., 1962.
2. Борткевич В. С., Мороз А. Г., Вотяков В. И., Пивчен-ко А. Г. // Гиг. и сан.— 1984.—№ 5.—С. 12—16.
3. Вотяков В. И., Борткевич В. С., Мороз А. Г., Пивчен-ко А. Г. // Там же.— № 10.— С. 89—91.
4. Дроздов С. Г., Сергиев В. П. Защита неэндемичных территорий от тропических вирусных геморрагических лихорадок.— М., 1984.
5. Дроздов С. Г., Гарин Н. С., Джиндоян Л. С., Тарасен-ко В. М. Оценка техники безопасности в микробиологических и вирусологических лабораториях.— М., 1987.
6. Падалкин В. П., Пивоваров Ю. П. // Гиг. и сан.— 1980.— №7.—С. 8—13.
7. Руководство по биологической безопасности в лабораторных условиях: Пер. с англ.— М., 1985.
8. Тарасенко В. М., Джиндоян J1. С., Гарин И. С. // Гиг. и сан.— 1986.— № 3.— С. 90—91.
9. Харрингтон Дж. М. 11 Бюл. ВОЗ.— 1982.— Т. 60, № 1.— С. 8—14.
10. Chatigny М. А. // Develop. Industr. Microbiol.— 1974.— № 15.— P. 48—55.
11. Disinfection, Sterilization and Preservation / Ed. S. S. Block.—3-rd Ed.—Philadelphia, 1983.
Поступила 23.1 1.89
H. П. ЗИНОВЬЕВА, Ю. Б. СУВОРОВА, 1991
УДК 614.72:547.466.46j-074
H. П. Зиновьева, Ю. Б. Суворова ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЛИЗИНА В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
В условиях производства белкового витаминного концентрата, основанного на микробиологическом продуцировании лизина, последний вместе с промышленными выбросами попадает в атмосферный воздух. Присутствие лизина в воздухе может оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье населения, поэтому необходим контроль за его содержанием, что осуществимо только при наличии надежной и чувствительной методики. В настоящее время санитарная химия располагает ограниченным количеством методик определения лизина, имеющих соответствующую специфику применения и недостаточную чувствительность [1].
Линин — а, е-диаминокапроновая кислота (молекулярная масса 146,19) — кристаллическое вещество с температурой плавления свыше 224 °С, хорошо растворимое в воде. Ориен-
тировочный безопасный уровень воздействия лизина в атмосферном воздухе равен 0,7 мг/м3.
При разработке методики определения лизина, позволяющей анализировать его в воздухе на уровне микроконцентраций, были использованы хроматографии на бумаге и классическая реакция с нингидрином [2, 3]. Учитывая, что лизин в воздухе находится в виде аэрозоля, пробы отбирали аспирированием через фильтры АФА-ХА-20 со скоростью 100 л/мин в течение 30 мин. Фильтр с отобранной пробой помещали в пробирку, заливали 1 мл дистиллированной воды и, отжимая стеклянной палочкой, выдерживали на водяной бане при температуре 40 °С в течение 15 мин. После охлаждения элюата до комнатной температуры 0,05 мл его наносили на хроматографическую бумагу марки «Ленинград-
