Научная статья на тему 'Загрязнение атмосферного воздуха продуктами неполного сгорания топлива и их гигиеническое значение'

Загрязнение атмосферного воздуха продуктами неполного сгорания топлива и их гигиеническое значение Текст научной статьи по специальности «Прочие медицинские науки»

CC BY
105
2
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим медицинским наукам , автор научной работы — Н.М. Томсон

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Загрязнение атмосферного воздуха продуктами неполного сгорания топлива и их гигиеническое значение»

Имевшаяся в структуре Института педиатрии Академии медицинских наук СССР лаборатория дошкольной и школьной гигиены в 1949 г. ликвидирована. Секция школьной гигиены Гигиенического комитета Ученого медицинского совета 'Министерства здравоохранения СССР превратилась в узкую группировку, не только не сумевшую объединить вокруг себя деятелей школьной гигиены, но и закрывшую доступ всякой критике.

Таково положение школьной гигиены, и понятно, что мириться с ним невозможно. Не удивительно, что в этой области еще до недавнего времени процветали космополитизм и низкопоклонство перед буржуазной наукой « замалчивалось все русское, советокое, самобытное в нашей науке.

Создавая организацию школьно-санитарных врачей, необходимо создать единый научный центр в области школьной гигиены. В Москве существуют два научно-исследовательских педиатрических института, на периферии — несколько педиатрических институтов, но нет ни одного института школьной гигиены.

Вполне очевидно, что один из педиатрических институтов Москвы должен быть снова реорганизован в Институт школьной гигиены.

Академия медицинских наук СССР и ее отделение гигиены, эпидемиологии и микробиологии также не имеют права стоять в стороне от вопросов школьной гигиены, охраны здоровья детей и подростков. Отделение должно заняться объединением школьно-гигиенической науки путем создания при нем Комитета школьной гигиены, в который следует ввести не только школьных гигиенистов страны, но и специалистов по возрастной морфологии и возрастной физиологии, а также наиболее видных школьно-санитарных врачей.

Таковы назревшие вопросы в работе школьного врача.

Все сказанное целиком относится и к работе врача детского сада и детского дома.

Министерствам здравоохранения и просвещения, научным деятелям школьной гигиены и школьным врачам необходимо высказаться по этим неотложным вопросам. Этого требуют интересы укрепления и развития здоровья, воспитания и обучения многомиллионного подрастающего поколения страны, строящей коммунизм.

-йг -й- -й-

Действительный член Эстонской академии наук

проф. Н. М. Томсон

Загрязнение атмосферного воздуха продуктами неполного сгорания топлива и их гигиеническое значение

В связи с бурным развитием промышленности и увеличением загрязнения внешней среды промышленными выбросами основной задачей гигиены является обоснование мероприятий по охране чистоты атмосферного воздуха на основе изучения влияния на организм отдельных составных частей загрязнений.

Значение загрязнения атмосферного воздуха до недавнего времени оценивалось главным образом с точки зрения нарушения общесанитарных условий. Физиологическое значение дыма и его запаха заключается, как известно, в рефлекторном ограничении глубины дыхания.

Токсикологическое значение заключается в попадании дыма вместе с вдыхаемым воздухом в легкие, где некоторые составные части его

задерживаются и проникают во внутреннюю среду организма, оказывая местное раздражающее действие на слизистые оболочки дыхательных путей, а также общее действие, разносясь кровью по всему организму.

При исследованиях загрязнения атмосферного воздуха основное внимание уделялось обычно летучей золе, и значительно меньше исследований посвящалось изучению дыма, сажи и смолистых веществ, тогда как они по сложности своего состава, раздражающему и токсическому характеру действия, несомненно, заслуживают первоочередного внимания.

Дым, сажа и смолистые вещества выбрасываются в атмосферный воздух обычно вследствие неправильного ведения процесса сжигания топлива, т. е. недостаточного притока кислорода воздуха в зону горения, недостаточно высокой температуры и недостаточного перемешивания газов горения в топочном пространстве. При правильном ведении процесса сжигания топлива, что уже осуществлено на практике на новых электростанциях, построенных и оборудованных с использованием новейших достижений техники и при автоматическом контроле, в атмосферу выбрасываются только продукты полного сгорания — углекислота, пары воды и т. д., и в отходящих газах совершенно отсутствуют органические вещества и углерод.

Отсюда следует, что предупреждение загрязнения атмосферного воздуха продуктами неполного сгорания топлива вполне возможно и что при правильном ведении процесса сжигания может вовсе не возникнуть вопрос об улавливании сажи и дыма.

Процесс горения твердого топлива можно разделить на две стадии. Первая стадия представляет, по существу говоря, процесс сухой перегонки. Под влиянием высокой температуры происходит образование и выделение из твердого топлива газообразных, продуктов, которые во второй стадии подвергаются интенсивному окислению, т. е. сгорают в виде пламени. В случае несоблюдения правил сжигания топлива газообразные продукты перегонки его не успевают сгореть до конечных продуктов. Часть их сгорает до элементарного углерода, который выбрасывается в атмосферу в виде дыма и сажи, и меньшая часть газообразных органических соединений улетает в трубу вместе с отходящими газами.

Частицы дыма представляют собой активированный уголь, так как они образуются при высокой температуре горения (800—1 300°). Поэтому, а также в силу того, что частицы дыма представляют коллоидные частицы, они обладают высокими сорбционными свойствами. При передвижении отходящих газов в трубе происходит постепенное охлаждение до 200° на выбросе. Так как значительная часть газообразных продуктов горения имеет более высокую температуру плавления и кипения, то при охлаждении газообразные продукты сорбируются частицами дыма в виде смолистых веществ.

Представление о количестве смолистых веществ в загрязнениях атмосферного воздуха дают следующие краткие данные. В 'Москве в оседающей пыли было обнаружено около 1 % смолистых веществ (Томсон). По данным 'Морозовой, в Омске осадок пыли в снежных пробах содержал около 0,7% смолистых веществ, в Таллине вблизи электростанции, работающей на сланцевом топливе, оседающая пыль содержала от 5 до 10% смолистых веществ (Комиссарова и Юргенсон). Очевидно, что само количество продуктов неполного сгорания топлива, выбрасываемых в атмосферный воздух, зависит от характера топлива и способа сжигания.

Смолистые вещества подобны продуктам сухой перегонки и представляют сложнейшую смесь углеводородов и других органических соединений. В продуктах сухой перегонки каменного угля давно открыты полициклические ароматические углеводороды и среди них обнаружен 3, 4-бензпирен, обладающий сильным раздражающим свойством, приводящим при длительном, часто повторяющемся соприкосновении с кожей

2 Гигиена и санитария, № 2

9

к гиперплазии эпителия, образованию папиллом и, наконец, к образованию кожного плоскоклеточного рака.

3, 4-бензпирен выделен в чистом виде из смол и масел и синтезирован искусственно. Структурная формула 3,4-бензпирена состоит из пяти бензольных колец; химическая формула — С20Н12, молекулярный вес 252, температура плавления 179°, температура кипения 500—510°. При обычной температуре бензпирен представляет собой твердое вещество в виде игольчатых желтоватых кристаллов, растворимых в бензоле, спирте и эфире.

Ароматические углеводороды образуются при пиролизе любого органического вещества при температуре выше 400°; наиболее благоприятной температурой образования их является 800°.

Поскольку смолистые вещества, абсорбированные сажей, образуются при условиях, сходных с сухой перегонкой, следует ожидать открытия в них таких же раздражающих канцерогенных веществ. Доказательством наличия в саже канцерогенных веществ является рак трубочистов, наблюдавшийся в Англии в прошлом веке, когда чисткой труб занимались мальчики лет 7—8, влезавшие внутрь дымоходов для их очистки. Рак развивался у них через 12—18 лет работы в возрасте 20—25 лет. Впоследствии, когда по закону к работе трубочистов стали допускаться лица не моложе 16 лет, время начала развития рака отодвинулось к 35—45 годам, т. е. заболевание появлялось спустя 19—29 лет работы. Следовательно, более молодой возраст чувствительнее к раздражающим веществам.

Через такие же длительные сроки наблюдалось возникновение кожного рака у ткачей бумагопрядильных фабрик вследствие пропитывания одежды смазочными маслами. В более короткие сроки наблюдалось появление кожного рака у рабочих, имеющих дело со смолами, дегтем и каменноугольным пеком.

В последние три десятилетия отмечается некоторое увеличение числа случаев рака легких, который в общей статистике раковых заболезан.чй с пятого места перешел на второе место после рака желудка (Абрикосов, Давыдовский).

Наиболее важной причиной увеличения числа случаев рака легких некоторые авторы считают местное хроническое раздражение слизистой оболочки вдыхаемыми с воздухом вредными веществами (Диллон). Другие причины, как, например, травма, туберкулез легких, грипп, хронические воспалительные заболевания и т. д., не могут рассматриваться как причина указанного учащения случаев рака легких.

Возможно, что здесь играет роль именно загрязнение атмосферного воздуха городов вследствие роста промышленности и увеличения автомобильного движения, что связано с ростом асфальтовых покрытий дорог. Известно, что асфальт содержит раздражающие смолистые вещества.

Поставив задачу выяснить вопрос, могут ли канцерогенные вещества находиться в воздухе, мы начали наше исследование с изучения продуктов перегонки сланцев, в которых можно было предположить их наличие. Для исследования было взято два типа сланцевых масел, полученных при высокой температуре (800—900°) и при низкой температуре (400—500°).

Для обнаружения бензпирена был использован метод спектрального флюоресцентного анализа, разработанный в оптической лаборатории Московского государственного педагогического института имени В. И. Ленина и опубликованный в 1948 г. Э. В. Шпольским, А. А. Ильиной и В. В. Базилевич. Этот метод отличается специфичностью, что зависит от строения молекулы, высокой чувствительностью до Ю-10 г в 1 см3. Метод основан на способности бензпирена давать интенсивный флюоресцентный голубой свет, что позволяет определять бензпирен без

выделения из общей смеси большого количества органических соединений в маслах. Анализы были проведены А. А. Ильиной в онкологической лаборатории проф. Л. !М. Шабада в Институте нормальной и патологической морфологии АМН СССР.

В сланцевом масле, образующемся при высокой температуре, были обнаружены ясно выраженные особенности спектра бензпирена, в низкотемпературном масле — ёдва заметные. Результаты спектрального флюоресцентного анализа совпали с результатами биологического эксперимента, проведенного Л. Ф. Ларионовым с такого же типа маслами (1947).

В связи с обнаружением канцерогенных углеводородов в сланцевых маслах было проведено медицинское обследование рабочих, имеющих дело с маслами, образующимися при высокой температуре, причем у некоторых рабочих было обнаружено раздражение кожи в виде так называемых масляных фолликулов, которые некоторыми рассматриваются как результат раздражающего действия масел и считаются предраковым состоянием. Фолликулиты возникают вследствие попадания раздражающих веществ (бензпирена) в сальные железы кожи. Выводные протоки желез закупориваются, а продолжающееся выделение кожного сала приводит к разрыву стенки железы и возникновению воспалительных явлений. Верхушка фолликула покрывается серебристыми чешуйками. При обратном развитии фолликула верхушка западает и после исчезновения воспалительных явлений остается маленькая ямка—дефект эпителия, что говорит о дегенеративных изменениях в нем. Фолликулиты располагаются на характерных для профессиональных раздражений местах — на сгибательной поверхности предплечий, на задней и внутренней поверхности бедер, в паху и на шее, т. е. в тех местах, где кожа нежнее и где происходит интенсивное трение кожи одеждой, пропитанной маслами. В буржуазной Эстонии в сланцевой промышленности раньше наблюдалось у рабочих раздражение кожи в виде фолликулитов и гиперкератозов, которые лечили, как экзему, и даже как чесотку, препаратами дегтя.

Профессиональный рак представляет почти единственный вид злокачественных опухолей, когда этиология известна, и поэтому вполне возможно предупреждение заболевания. Если эти профессиональные заболевания кожи все же иногда встречаются, то это требует особенного усиления внимания к 'изучению условий труда и производственных продуктов, могущих содержать канцерогенные углеводороды.

Результаты проведенного анализа дали возможность немедленно приступить к осуществлению предупредительных мероприятий, которые заключаются в разъяснении работающим небезразличного характера масел, в проведении мер личной гигиены, применении защитной одежды и в ряде случаев в переводе на другую работу.

Обнаружение канцерогенных углеводородов в сланцевых маслах послужило основанием для поисков канцерогенных веществ в дыме и смолистых веществах, загрязняющих атмосферный воздух. Для анализа были собраны бензольные экстракты смолистых веществ из оседающей пыли, взятой вблизи электростанции на сланцевом топливе Комиссаровой и Юргенсон, и в Москве Угрюмовой-Сапожниковой и Докучаевой. В спектре были получены некоторые указания на возможность присутствия бензпирена. В большем количестве проб полосы поглощения в спектре были выражены яснее- Эти результаты дают возможность сказать, что пути поисков были намечены правильно и бензпирен надо искать в смолистых веществах, а не в золе и минеральной пыли, что-обосновывает и ход дальнейшей работы в этом направлении.

При отборе проб загрязнений атмосферного воздуха были использованы аспирационные и седиментационные методы. Для обнаружения бензпирена спектральным флюоресцентным методом необходимо иметь.

2*

11

несколько сот миллиграммов твердых загрязнений воздуха, из которых смолистые вещества для анализа извлекаются бензолом (дважды перегнанными).

Ватный фильтр при аспирационном методе совершенно не пригоден вследствие того, что аэрозоли, т. е. коллоидные формы загрязнений воздуха, и дым проходят через вату и улавливаются только крупные частицы—суспензии. Аспирация через вату мало пригодна для атмосферного воздуха, так как чувствительность метода в несколько раз меньше определяемой величины. Количество уносимых при аспирации через вату ультра микроскопических частиц ваты может быть больше, чем количество улавливаемых воздушных загрязнений. Воздействие на вату агрессивных газов (сернистый газ, озон, перекись водорода, хлор, хлористый водород и т. д.) никак не учитывается.

Для аспирации предложен метод улавливания смолистых веществ через поглотитель с бензолом. Опыты в 1948 и 1949 гг. показали, что из поглотителей Петри бензол улетучивается через 4—5 часов наполовину. Для смывов пыли с оконных стекол и древесных листьев по методу Угрюмовой-Сапожниковой можно пользоваться спиртом и эфиром. Улавливание пыли при аспирации посредством статического электричества и осаждения ультразвуком дает правильный весовой результат.

Гигиена до сих пор стояла в стороне от изучения взаимоотношений между загрязнением воздуха и заболеваемостью раком. Необходимо принять участие в изучении этой проблемы с точки зрения отыскания причин и объяснения влияния факторов внешней среды, что должно увеличить усилия теоретической и лечебной медицины в раскрытии сущности и причин появления новообразований.

Наличие канцерогенных веществ в дыме, загрязняющем атмосферный воздух, имеет не только практическое, но и теоретическое значение. Если во внешней среде — в атмосферном воздухе постоянно могут присутствовать канцерогенные вещества, то они проникают в .организм в малых количествах в течение годов и десятилетий. При вдыхании канцерогенных углеводородов раздражаются слизистые оболочки дыхательных путей; кроме того, канцерогенные вещества попадают во внутреннюю среду организма, разносятся кровью и оседают в поврежденных клетках и тканях, подвергающихся раздражающему действию неспецифических агентов (например, при язве желудка, камнях печени, желчных путей и т. д.). Так называемый спонтанный рак может найти в этом некоторое объяснение причин своего происхождения. В экспериментальной онкологии доказано, что рак может возникнуть далеко от места проникновения канцерогенного вещества. Очевидно, что в этиологии рака главную роль играют не наследственное «предрасположение» и не «гены» рака, а раздражение тканей вредными специфическими агентами внешней среды.

Бездымное сжигание топлива является основным средством борьбы с загрязнением атмосферного воздуха продуктами неполного сгорания топлива, которые содержат канцерогенные вещества. При этом вполне целесообразно организовать сжигание топливного сырья на месте добычи его, а электроэнергию и газ направлять в города по электро- и трубопроводам.

Бездымное сжигание топлива может быть достигнуто: а) полным сжиганием пылевидного топлива при автоматическом контроле за процессами горения; б) повышением температуры горения; в) достаточным снабжением кислородом воздуха зоны горения; г) созданием турбулентного потока в топочном пространстве для лучшего перемешивания газов горения; д) применением контактного способа дожигания продуктов неполного сгорания на шамотных кирпичах при более высокой температуре; е) разделением процесса сжигания на две ступени — на гаэо-генерацию и на сжигание газа.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.