Текст книги "Медицинская экология"

На сегодняшний день в среднем по России от 16 до 17 % контролируемых образцов почв не отвечают санитарным нормам и гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям, из них в 3 % проб отмечалось повышение содержания пестицидов, в 16 % – тяжелых металлов. По данным Госсанэпиднадзора, наибольшее количество загрязненных проб почвы обнаруживается в зонах влияния промышленных предприятий и транспортных магистралей (18,6 %), селитебной зоне (13,1 %) и местах производства растениеводческой продукции (8,8 %).

1.9. Загрязнение окружающей среды промышленными отходами. Экологическая паспортизация предприятий

Одним из основных факторов, оказывающих существенное влияние на экологическое состояние окружающей среды урбанизированных ландшафтов, являются промышленные предприятия.

В процессе производства, а также при очистке сточных вод и удаляемого воздуха от пыли и газообразных примесей образуются твердые или высококонцентрированные жидкие отходы. Таких отходов накапливаются сотни и тысячи тонн.

В настоящее время удаление жидких отходов и их обезвреживание не является острой проблемой. Жидкие отходы при наличии канализации поступают в замкнутую сеть, они не загрязняют ни почву, ни воздух, ни здания, ни дворы.

Сложнее дело обстоит с твердыми отходами.

Отходы производства (ОП) – остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, химических соединений, образовавшихся при производстве продукции, утративших полностью или частично исходные потребительские свойства.

Например, неиспользованные химические продукты, адсорбенты, не подлежащие регенерации, зола и твердые продукты, получающиеся при химической обработке сточных вод, обрывки тканей в производстве химических волокон, ветошь, пропитанная химическими веществами.

Отходы потребления – изделия и материалы, утратившие свои потребительские свойства в результате физического или морального износа. Санитарная очистка от твердых бытовых отходов (ТБО) – одна из актуальнейших проблем населенных мест. Значение этой проблемы определяется тем, что во всем мире идет процесс увеличения количества бытовых отходов, приходящихся на 1 человека. Чем выше уровень благоустройства, уровень культуры жизни, тем большее количество отходов приходится на человека. Уровень благоустройства нашей жизни неуклонно повышается, соответственно, и годовой прирост твердых бытовых отходов увеличивается. Во всем мире регулярно пересматриваются удельные нормы ТБО на одного человека. В нашей стране предусмотрено 225 кг ТБО на одного жителя в год для крупных городов и мегаполисов. В США накопление бытового мусора на 1 человека составляет 900 кг, во Франции – около 300 кг.

Основным способом обезвреживания ТБО во всех странах пока остаются свалки (полигоны), для которых в условиях урбанизации и значительных темпов роста накопления бытового мусора становится все труднее найти свободные территории.

Отходы производства и потребления являются вторичными материальными ресурсами, которые в настоящее время могут вторично использоваться в народном хозяйстве.

Отходы бывают токсичные и опасные. Токсичные и опасные отходы – это отходы, загрязненные материалами такого рода, в таких количествах или в таких концентрациях, что они представляют потенциальную опасность для здоровья человека и окружающей среды.

В Российской Федерации ежедневно образуется около 7 млрд т отходов, при этом вторично используется только 2 млрд т, то есть около 28 %. На территории страны в отвалах и хранилищах накоплено около 80 млрд тонн твердых отходов, при этом изымаются из хозяйственного оборота сотни тысяч гектаров земель; сконцентрированные в отвалах, и свалках отходы являются источниками загрязнения поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха, почв и растений.

Особую тревогу вызывает накопление в отвалах и свалках токсичных и экологически опасных отходов, общее количество которых достигло 1,6 млрд т, что может привести к необратимому загрязнению окружающей среды. Согласно данным инвентаризации, в России ежегодно образуется около 75 млн т высокотоксичных отходов, из них обезвреживается лишь 18 %. Следует выделить также проблемы, связанные с образованием твердых бытовых отходов и осадков сточных вод. Ежегодно в Российской Федерации образуется 140 млн м³ ТБО. Около 10 000 га дефицитных пригородных земель отчуждены для размещения полигонов ТБО, не считая множества «диких» свалок. Проблема переработки ТБО в России практически не решается, общая мощность мусороперерабатывающих и мусоросжигающих заводов составляет около 5 млн м³ в год, то есть всего 3,5 % общего объема образующихся ТБО. В ряде городов были обнаружены подземные озера масел, дизельного топлива. Около Курской нефтяной базы на глубине 7 м обнаружено «месторождение» дизельного топлива и бензина объемом около 100 000 т, занимающим площадь до 10 га. Аналогичные месторождения найдены в Туле, Орле, Ростове и на Камчатке. От неучтенных сбросов гибнут малые реки, особенно в Калмыкии, Башкирии, Белгородской, Воронежской, Челябинской областях. Нефтепродукты и фенолы «задушили» речку Охту в Петербурге – их предельно допустимые концентрации превышены в 10 раз.

Одним из направлений стабилизации и последующего улучшения состояния окружающей среды является:

1. Внедрение безотходных производств;

2. Создание системы экологической паспортизации производственных и иных объектов, являющихся источниками загрязнения окружающей природной среды.

Безотходная технология – это идеальная модель производства, которая в большинстве случаев в настоящее время реализуется не в полной мере, а лишь частично (малоотходная технология).

При создании безотходных производств решается ряд сложнейших организационных, технологических, технических, экономических и других задач и используется ряд принципов:

Принципы безотходного производства:

1. Основным является принцип системности. В соответствии с ним каждый отдельный процесс или производство рассматривается как элемент динамичной системы всего промышленного производства в регионе.

2. Другим важнейшим принципом создания безотходного производства является комплексность использования ресурсов. Этот принцип требует максимального использования всех компонентов сырья и потенциала энергоресурсов. Как известно, практически все сырье является комплексным, и в среднем более трети его количества составляют сопутствующие элементы, которые могут быть извлечены только при комплексной его переработке. Так, уже в настоящее время почти все серебро, висмут, платина и платиноиды, а также более 20 % золота получают попутно при переработке комплексных руд. Этот принцип в России возведен в ранг государственной задачи и четко сформулирован в ряде постановлений правительства.

3. Одним из общих принципов создания безотходного производства является цикличность материальных потоков. К простейшим примерам цикличных материальных потоков можно отнести замкнутые воды и газооборотные циклы. В конечном итоге последовательное применение этого принципа должно привести к формированию сначала в отдельных регионах, а впоследствии и во всей техносфере сознательно организованного и регулируемого техногенного круговорота вещества и связанных с ним превращений и энергии. В качестве эффективных путей формирования цикличных материальных потоков и рационального использования энергии можно указать на комбинирование и кооперацию производств, а также разработку и выпуск новых видов продукции с учетом требований повторного ее использования.

4. Не менее важным в создании безотходного производства является принцип ограничения воздействия производства на окружающую природную и социальную среду с учетом планомерного и целенаправленного роста его объемов и экологического совершенства. Этот принцип в первую очередь связан с сохранением таких природных и социальных ресурсов, как атмосферный воздух, вода, поверхность Земли, здоровье населения. Следует учитывать, что реализация данного принципа осуществима лишь в сочетании с эффективным мониторингом, развитым экологическим нормированием и направлением природопользованием.

5. Общий принцип создания безотходного производства состоит в рациональности его организации. Определяющими здесь являются: разумное использование всех компонентов сырья, максимальное уменьшение энерго-, материало– и трудоемкости производства в поиске новых экологически обоснованных сырьевых и энергетических технологий, с чем во многом связано снижение отрицательного воздействия на окружающую среду и нанесение ей ущерба, включая смежные отрасли народного хозяйства. Конечной целью в данном случае следует считать оптимизацию производства одновременно по энерготехнологическим, экономическим и экологическим параметрам. Основным путем достижения этой цели является разработка новых и усовершенствование существующих технологических процессов и производств.

Во всей совокупности работ, связанных с охраной окружающей среды и рациональным освоением природных ресурсов, необходимо выделить главные направления создания малоотходных и безотходных производств. К ним относятся комплексное использование сырьевых и энергетических ресурсов; усовершенствование существующих и разработка принципиально новых технологических процессов и производств и соответствующего оборудования; внедрение водо– и газооборотных циклов; кооперация производства с использованием отходов одних производств в качестве сырья для других.

На пути совершенствования существующих и разработки принципиально новых технологических процессов необходимо соблюдение ряда общих требований:

1. Осуществление производственных процессов, при минимально возможном числе технологических стадий, поскольку на каждой из них образуются отходы и теряется сырье.

2. Применение непрерывных процессов, позволяющих наиболее эффективно использовать сырье и энергию.

3. Увеличение единой мощности агрегатов.

4. Интенсификация производственных процессов, их оптимизация и автоматизация.

5. Создание энерготехнических процессов.

Критерии экологичности технологических процессов. Ранее отмечалось, что рациональная переработка минерального сырья предполагает наиболее полное использование его исходных компонентов, переход на малоотходные и безотходные технологии производства. По количеству отходов, образующихся в том или ином технологическом процессе, в значительной мере можно судить об эффективности использования сырья. В то же время образование отходов является одним из основных факторов, определяющих масштабы вредного воздействия производства на окружающую среду, следовательно, может служить показателем экологичности технологического процесса. Кроме количественной оценки отходов возникает необходимость учета их качеств, позволяющих определить токсичность компонентов отходов и их опасность для окружающей среды. В настоящее время нет типовой методики, по которой можно было бы оценивать, с учетом количества всех отходов, экологическое совершенство технологий. Вместе с тем в ряде отраслей народного хозяйства такие оценки проводятся по конкретным видам производства.

Экологическая паспортизация предприятий, экологическая паспортизация РФ начала проводиться с 1990 г. в соответствии с Постановлением Совета министров РСФСР от 16 марта 1990 г. При составлении экологического паспорта решаются задачи:

1. Оценка экологичности производства с точки зрения рационального использования природных ресурсов, а именно: расхода сырья, энергии, природных ресурсов и выброса загрязняющих веществ на единицу продукции.

2. Оценка негативного воздействия предприятий на окружающую среду, в частности, определение валового количества выбросов, сбросов и твердых отходов за учетный период времени и объёмов производства.

3. Наличие и эффективность работы очистительных сооружений, контроль за выполнением мероприятий по снижению негативного воздействия на окружающую среду.

4. Управление взаимоотношениями «предприятие – окружающая природная среда» путем взимания с предприятия платежей за загрязнение.

Структура экологического паспорта предприятия может быть представлена в следующем виде:

1. Наименование предприятия и его реквизитов.

2. Природно-климатическая характеристика района, расположение предприятия.

3. Сырье, потребляемое предприятием для реализации технического процесса – природное, в основном это энергоносители, рудные и нерудные материалы, вода, воздух; вторичные – это энергия и материалы, являющиеся продуктом других предприятий.

4. Выбросы организованные и неорганизованные.

5. Сбросы: в поверхностные водоемы, системы канализации и в системах обратного водоснабжения;

6. Несанкционированные аварийные выбросы и сбросы.

7. Поля физических воздействий. Приводятся нормативы предельно допустимых условий шума, вибраций, тепла, радиации, их фактическое значение.

8. Пыле-, газоочистительное оборудование, очистные сооружения и устройства, снимающие воздействие загрязняющих веществ, физических полей и их эффективность.

9. Санитарно-защитные зоны.

10. Отходы.

11. Эколого-экономические нормативы.

12. Показатели экологической нагрузки на природную среду от данного предприятия.

1.10. Особенности организации мониторинга окружающей среды и здоровья населения

Среди мероприятий по стабилизации и дальнейшему улучшению экологической обстановки в России особое место отводится формированию системы экологического мониторинга, основной задачей которого являются информационное обеспечение и поддержка процедур принятия решений в области природоохранной деятельности и экологической безопасности.

В Российской Федерации функционируют несколько ведомственных систем мониторинга:

1. Служба наблюдения за загрязнением окружающей среды Росгидромет.

2. Служба мониторинга местного фонда Рослесхоз.

3. Служба мониторинга водных ресурсов Роскомвод.

4. Служба агрохимических наблюдений и мониторинга загрязнения сельскохозяйственных земель Роскомзем.

5. Служба санитарно-гигиенического контроля среды обитания человека и его здоровья Госкомсанэпиднадзор.

6. Контрольно-инспекционная служба Министерства природных ресурсов и экологии РФ.

7. Система мониторинга геологической среды Роскомнедра.

Перечисленные службы и системы мониторинга ориентированы на наблюдение и оценку состояния отдельных компонентов окружающей среды и природных ресурсов. Каждая из этих систем в настоящее время функционирует по самостоятельной программе, практически не скоординированной с другими программами.

Мониторингом окружающей среды называют регулярные, выполняемые по заданной программе наблюдения природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира, позволяющие выделить их состояние и происходящие в них процессы под влиянием антропогенной деятельности.

Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды в РФ в 1995 г.» определяет экологический мониторинг в РФ как комплекс выполняемых по научно обоснованным программам наблюдений, оценок, прогнозов и разрабатываемых на их основе рекомендаций и вариантов управленческих решений, необходимых и достаточных для обеспечения управления состоянием окружающей природной среды и экологической безопасностью. В соответствии с приведенными определениями и возложенными на систему функциями мониторинг включает три основных направления деятельности:

– наблюдения за факторами воздействия и состоянием среды;

– оценку фактического состояния среды;

– прогноз состояния окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния (рис. 6).

Следует принять во внимание, что сама система мониторинга не включает деятельность по управлению качеством среды, но является источником необходимой для принятия экологически значимых решений информации. Существуют различные подходы к классификации экологического мониторинга (по характеру решаемых задач, по уровням организации, по природным средам, за которыми ведутся наблюдения). Отраженная на рис. 7 классификация охватывает весь блок экологического мониторинга, наблюдения за меняющейся абиотической составляющей биосферы и ответной реакцией экосистем на эти изменения.

Рис. 6. Общая блок-схема мониторинга

Рис. 7. Классификация экологического мониторинга

Сегодня сеть наблюдений за источниками воздействия и за состоянием биосферы охватывает уже весь земной шар. Глобальная система мониторинга окружающей среды (ГСМОС) была создана совместными усилиями мирового сообщества (основные положения и цели программы были сформулированы в 1974 г. на Первом межправительственном совещании по мониторингу. Первоочередной задачей была признана организация мониторинга загрязнения окружающей природной среды и вызывающих его факторов воздействия. Система мониторинга реализуется на нескольких уровнях, которым соответствуют специально разработанные программы: локальном (импактном) (изучение сильных воздействий в локальном масштабе); региональном (проявление проблем миграции и трансформации загрязняющих веществ, совместного воздействия различных факторов, характерных для экономики региона); глобальном (фоновом) (на базе биосферных заповедников, где исключена всякая хозяйственная деятельность) (рис. 8). Программа локального мониторинга может быть направлена, например, на изучение сбросов или выбросов конкретного предприятия. Предметом регионального мониторинга, как следует из самого его названия, является состояние окружающей среды в пределах того или иного региона. Наконец, глобальный мониторинг, осуществляемый в рамках международной программы «Человек и биосфера», имеет целью зафиксировать фоновое состояние окружающей среды, что необходимо для дальнейших оценок уровней антропогенного воздействия.

Рис. 8. Уровни экологического мониторинга, принятые в России

В систему мониторинга должны входить следующие основные процедуры:

1. Выделение (определение) объекта наблюдения.

2. Обследование выделенного объекта наблюдения.

3. Составление информационной модели для объекта наблюдения.

4. Планирование измерений.

5. Оценка состояния объекта наблюдения и идентификация его информационной модели.

6. Прогнозирование изменений состояния объекта наблюдения.

7. Представление информации в удобной для использования форме и доведение ее до потребителя.

Основные цели экологического мониторинга состоят в обеспечении системы управления природоохранной деятельности и экологической безопасности современной и достоверной информацией, позволяющей:

1. Оценить показатели состояния и функциональной целостности экосистем и среды обитания человека.

2. Выявить причины изменения этих показателей и оценить последствия таких изменений, а также определить корректирующие меры в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются.

3. Создать предпосылки для определения мер по исправлению возникающих негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб.

Основными задачами экологического мониторинга являются:

1. Наблюдение за источниками антропогенного воздействия.

2. Наблюдение за факторами антропогенного воздействия.

3. Наблюдение за состоянием природной среды и происходящими в ней процессами под влиянием факторов антропогенного воздействия.

4. Оценка фактического состояния природной среды.

5. Прогноз изменения состояния природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.

Экологический мониторинг окружающей среды может разрабатываться не уровне промышленного объекта, города, области, края, республики в составе Федерации. На федеральном уровне экологического мониторинга наблюдается еще большее обобщение пространственно распределенной информации. В качестве локальных источников загрязнения на этом уровне могут играть роль промышленные районы, достаточно крупные территориальные образования.

В зоне влияния источников загрязнения организуется систематическое наблюдение за следующими объектами и параметрами окружающей природной среды.

1. Атмосфера: химический и радионуклидный состав газовой и аэрозольной фазы воздушной среды; твердые и жидкие осадки (снег, дождь) и их химический и радионуклидный состав, тепловое и влажное загрязнение атмосферы.

2. Гидросфера: химический и радионуклидный состав среды поверхностных вод (реки, озера, водохранилища и т. д.), грунтовых вод, взвесей и донных отложений в природных водостоках и водоемах; тепловое загрязнение поверхностных и грунтовых вод.

3. Почва: химический и радионуклидный состав деятельного слоя почвы.

4. Биота: химическое и радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных угодий, растительного покрова, почвенных зооценозов, наземных сообществ домашних и диких животных, птиц, насекомых, водных растений, планктона и рыб.

5. Урбанизированная среда: химический и радиационный фон воздушной среды населенных пунктов; химический и радионуклидный состав продуктов питания, питьевой воды и т. д.

6. Население: характерные демографические параметры (численность, плотность населения, рождаемость и смертность, возрастной состав, заболеваемость, уровень врожденных уродств и аномалий); социально-экономические факторы.

Важной составляющей экологического мониторинга является генетический мониторинг населения. Его значимость определяется тем, что внешне средовые факторы, в том числе и антропогенного происхождения, влияя на организм человека, могут вызывать изменения наследственного материала клеток, то есть могут приводить к мутациям. Мутации в соматических клетках обусловливают формирование онкопатологии. Мутации генеративных клеток (яйцеклетки и сперматозоиды) передаются из поколения в поколение, длительно сохраняются и могут приводить к формированию врожденных пороков развития последующих поколений. В связи с этим нужно постоянно оценивать уровень экспрессии внешнесредовых факторов (экологических) на генетический аппарат человека. Это необходимо как для оценки состояния здоровья современного населения (заболеваемость врожденной и наследственной патологией, заболеваемость и смертность онкопатологий), так и для прогноза уровня здоровья последующих поколений.

Можно выделить несколько основных методов генетического мониторинга:

1. Биохимический мониторинг предполагает слежение за частотой вновь возникающих мутаций по результатам изучения полиморфизма белков крови человека. С помощью данного подхода можно оценить частоту генных мутаций.

2. Цитогенетический мониторинг. Это мониторинг учета хромосомных аномалий. Регистрируют изменения числа и структуры хромосом, выявляемые стандартными цитогенетическими методами. Для оценки влияния факторов внешней среды широко используются методы учета частот хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови человека.

3. Учет «специфических фенотипов». Под специфическим фенотипом подразумевается заболевание, возникающее спорадически, которое является следствием мутации одного гена (аутосомно-доминантный или сцепленный с Х-хромосомой тип наследования), встречающийся с относительно высокой частотой (1 × 10) и легко распознаваемый в неонатальном периоде. Сейчас известно более 40 таких заболеваний (нейрофиброматоз, ахондроплазия, несовершенный онтогенез, поликистоз почек и т. д.).

4. Учет спонтанных абортов (СА) и врожденных пороков развития (ВПР). Данный метод имеет ряд преимуществ:

а) в происхождении спонтанных абортов и врожденных пороков развития значительное место занимает мутационная компонента;

б) популяционная распространенность СА и ВПР достаточно велика, что по сравнению с описанными выше методами требует меньшего размера выборки;

в) изучаемые показатели регистрируются в медицинских учреждениях, что делает их легко доступными для анализа и обеспечивает возможность изучения динамики их частоты по годам.

Считается, что около 50 % спонтанных абортов происходят в результате наличия у плодов разных генетических нарушений. При этом, чем меньше срок на котором произошел спонтанный аборт, тем выше вероятность у плода хромосомных перестроек.

В настоящее время в большинстве стран, в том числе и в России, в структуре детской заболеваемости и смертности все большее значение приобретают врожденные пороки развития, которые встречаются у 3–5 % новорожденных, а их вклад в структуру младенческой смертности достигает 20 %. Среди всех ВПР для целей генетического мониторинга наиболее приемлемы множественные ВПР, на долю которых приходится до 20 % от всех врожденных пороков развития. Это обусловлено тем, что в эпидемиологии множественных ВПР в 40–50 % случаев имеют место различные хромосомные перестройки. Эпидемиологическое исследование спонтанных абортов и врожденных пороков развития можно проводить ретроспективно. Этот метод чаще всего и используется.

Столь высокий уровень ВПР обусловливает необходимость разработки и проведения мероприятий по их профилактике. Среди программ профилактической направленности немаловажное место занимает мониторинг ВПР, представляющий собой систему определения и контроля популяционных частот ВПР.

Основными задачами, которые решаются при проведении мониторинга ВПР, являются:

– определение частот ВПР в популяции;

– изучение динамики частот ВПР;

– проведение эпидемиологических исследований врожденных пороков развития;

– изучение этиологии ВПР;

– выявление и контроль новых тератогенных факторов среды;

– оценка влияний на популяционные показатели частот ВПР программ пренатальной диагностики и первичной профилактики.

В соответствии с приказом Министерства здравоохранения РФ от 10.09.1998 г. № 268 с целью обеспечения единого подхода к слежению за частотой врожденных пороков развития работа по организации мониторинга была начата в Российской Федерации. С 1999 г. в большинстве регионов России проводится мониторинг ВПР. Например, по данным информационно-аналитического центра Федерального генетического регистра и мониторинга ВПР за период с 1.01.2002 г. по 31.12.2002 г. поступили сведения о 12 612 детях, родившихся с ВПР. Общее число детей, охваченных мониторингом за отчетный год, составило 686 413 человек. Совокупная частота ВПР по всем территориям составила 1,84 %, или 18,4 на 1000 рождений (табл. 3).

Таблица 3

Количество и частота ВПР по данным мониторинга за 2002 год