ОБОБЩЕННАЯ ТЕОРИЯ СНИЖЕНИЯ НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НА БИОСФЕРУ

Аннотация

Статья посвящена проблеме снижения негативного воздействия токсикологических загрязнений на биосферу. Предложена обобщенная теория снижения негативного воздействия токсикологических загрязнений на человека и биосферу, включающая анализ особенностей негативного воздействия токсикологических загрязнений на человека и биосферу, систематизацию методов снижения негативного воздействия, разработку методологических основ снижения воздействия токсикологического загрязнения.

Полный текст

1. ВВЕДЕНИЕ В настоящее время в условиях возрастающего антропогенного воздействия на человека и биосферу оказывает негативное влияние целый ряд опасных и вредных веществ [1, 2, 4, 9, 12-15]. При этом особенно значительную опасность представляет воздействие веществ и материалов, содержащих опасные токсические компоненты [4, 12]. Проведенный автором анализ показал, что актуальной задачей является разработка обобщенной теории снижения токсикологических загрязнений на человека и биосферу, включающей анализ особенностей негативного воздействия токсикологических загрязнений на человека и биосферу, систематизацию методов снижения негативного воздействия, разработку методологических основ снижения воздействия токсикологического загрязнения. Целью данной работы является разработка обобщенной теории снижения токсикологических загрязнений на человека и биосферу. 2. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НА ЧЕЛОВЕКА И БИОСФЕРУ Токсикологические загрязнения оказывают многоплановое негативное воздействие на человека и биосферу в целом. Так, поступление токсичных веществ в водоем ведет к уменьшению видового разнообразия, снижению количественных характеристик биоты, деградации биоценоза и экосистемы [4]. Происходит загрязнение атмосферы, причем не только в процессе эксплуатации токсичных веществ, но и в результате их испарения и сжигания. Просачивание токсичных веществ в почву ведет к деградации почвы, снижению её плодородия, загрязнению подземных и грунтовых вод. Особую опасность представляет загрязнение биосферы компонентами, содержащими токсические вещества с высокой степенью концентрации, например, загрязнение такими экологически опасными компонентами, как нефть и нефтепродукты, смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ), полициклические ароматические углеводороды (ПАУ); полидифенилы, в основном полихлордифенилы (ПХД) антропогенного происхождения; серо- и хлорсодержащие присадки и др. Все они распространяются в атмосфере, воде, почве, попадают в пищевые цепи и продукты питания. Кроме того, углеводороды нефтяных и синтетических масел, имея невысокую (10-30%) степень биоразлагаемости и накапливаясь в окружающей среде, могут вызвать сдвиг экологического равновесия. Загрязнение атмосферы происходит и в результате испарения токсических веществ. Токсичные компоненты (диоксид серы, органические соединения хлора) с облаками разносятся на большие территории. Причем наиболее опасно испарение синтетических масел - его результаты непредсказуемы, а при испарении масел, содержащих ПХД, образуются еще более токсичные соединения - полихлордибензодиоксины и полихлордибензофураны. Особую опасность для окружающей среды представляет просачивание токсичных веществ в грунт и попадание их в поверхностные грунтовые воды при проливах и утечках. Например, при этом в почве образуются так называемые масляные линзы, из которых масло распространяется в ширину и в глубину, контактирует с грунтовыми водами и мигрирует с ними. Следует отметить, что некоторые вещества и материалы, содержащие опасные токсические компоненты, используются не только в промышленности, но и в бытовых условиях, например, антифризы (тосолы), используемые в качестве охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания и в качестве рабочей жидкости других теплообменных аппаратах, эксплуатируемых при низких и умеренных температурах [12]. При работе с антифризами (тосолами) выделяется этиленгликоль, который обладает ядовитым и наркотическим действием, способен проникать в организм через кожу, вызывая хроническое отравление организма человека с поражением жизненно-важных органов: сосудов, почек, нервной системы (Бердичевский, 1984). В соответствии со своей химической природой вещества и материалы, содержащие опасные токсические компоненты, могут оказывать негативное воздействие на работников как в результате непосредственного контакта кожных покровов с ними, так и при поступлении паров, аэрозоля дезинтеграции и конденсации через дыхательные пути (Варламов, 2005). Степень этого влияния зависит от химического состава токсических компонентов, режима и условий работы (в том числе особенностей технологических процессов, продолжительности контакта работника с вредными веществами, характеристик средств вентиляции и кондиционирования в рабочей зоне и на рабочих местах и др.), условий окружающего микроклимата. Так, например, при работе с масляными СОЖ на ужесточенных режимах и при переходе к труднообрабатываемым материалам, наблюдается повышенное дымление СОЖ, увеличивается поступление продуктов их термодеструкции в дыхательные пути (окиси углерода, углеводородов, сернистого ангидрида, альдегидов и др.) Длительная работа в условиях образования масляного тумана небезопасна в отношении развития липоидной пневмонии. Воздействие тумана также снижает общую иммунобиологическую реактивность организма работающих. Естественно, в таком случае увеличивается общая и простудная заболеваемость рабочих в цехах, где концентрации масляного аэрозоля не превышает рекомендуемую рядом ученых величину в 5 мг/м3. Как правило, поражения кожи у рабочих появляются гораздо чаще по сравнению с изменениями в дыхательной системе. Проникновение токсикантов в раны, нанесенные металлической стружкой, приводит к возникновению единичных или многочисленных гранулем. В результате длительного контакта с минеральными маслами у рабочих могут возникать гиперкератоз, масляные папилломы, хронические пигментации кожи. Скорость проникновения токсичных компонентов в кожу зависит от физико-химических свойств, анатомно-физиологических особенностей кожи, состояния организма работающих. Хотя часто эти заболевания со временем исчезают, известны отдельные случаи перерождения их в злокачественные новообразования, возникающие в местах непосредственного соприкосновения кожи с маслами (кисти рук, предплечья, лицо, шея), а также и на закрытых участках тела в результате раздражения кожи от пропитанной маслом спецодежды [10 и др.]. У работающих с вредными токсичными веществами встречаются дерматиты, редко экземы. Имеются сведения о возможности резорбтивного токсического действия минеральных масел при контакте через неповрежденную кожу, при этом, в частности, возможно появление полиневритов. Не следует приуменьшать вредность паров токсичных веществ, поступающих через органы дыхания и проникающих в легкие рабочих. Через разветвленную поверхность бронхиол и альвеол они всасываются в кровь. Вдыхаемые яды оказывают неблагоприятное воздействие на протяжении всего времени работы в загрязненной атмосфере, а иногда даже по окончании работы, так как всасывание их еще продолжается. Поступившие через органы дыхания в кровь яды разносятся по всему организму, вследствие чего токсическое их действие может сказываться на самых различных органах и тканях (Кокорев, 1973). Негативное воздействие СОЖ на рабочих подтверждено результатом анализа профессиональной заболеваемости рабочих ПАО «АВТОВАЗ» с этиологическим фактором СОЖ. Анализ частоты профессиональных заболеваний на ПАО «АВТОВАЗ» показывает тенденцию роста профессиональных заболевания с этиологическим фактором СОЖ, включая профессиональные экземы и бронхит. Проведенные исследования позволили установить, что именно СОЖ является основным токсикантом, способствующим росту профессиональных заболеваний. Ряд работ также свидетельствует о неуклонном росте заболеваемости рабочих при длительном контакте с токсичными веществами (Филатов, 2001; Коростылева, 2001; Думский, 2001; Юшков, 2002; Евдокимов, 2000 и др.). При этом исследования некоторых авторов показывают, что существующие средства защиты не оказывают должного протективного эффекта на физиологические системы организма при воздействии на него токсичных веществ и их компонентов (Кошкина, 2007). 3. МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НА ЧЕЛОВЕКА И БИОСФЕРУ Эффективное снижение токсикологического воздействия вредных веществ и материалов на человека и биосферу может быть достигнуто только путём использования комплекса мероприятий: - контролирующих (в том числе на основе использования результатов биомониторинга); - административных (штрафы за складирование вредных веществ и материалов в неположенном месте, запрет на повторное использование отработавших вредных веществ и материалов и др.); - технических (внедрение технологических процессов с минимальным количеством вредных веществ и материалов, замена высокотоксичных вредных веществ и материалов на менее токсичные, бессожевая обработка, использование экологически безвредных материалов вместо токсичных, др.); - организационных (обеспечение работающих средствами защиты от воздействия вредных веществ и материалов, организация своевременного вывоза и складирования отработавших вредных веществ и материалов и др.); - законодательных (принятие законов и регламентов, позволяющих обеспечить качественный и своевременный мониторинг токсического воздействия вредных веществ и материалов, разработку и внедрение мероприятий по утилизации отработавших вредных веществ и материалов и др.); - информационных (информирование населения и работников предприятий о возможных вредных последствиях воздействия вредных веществ и материалов, о потенциально опасных зонах воздействия вредных веществ и материалов, о несанкционированном складировании и захоронении отработавших вредных веществ и материалов и др.). На предприятиях, производственная деятельность которых связана с вредными веществами, должны быть: разработаны нормативно-технические документы по безопасности труда при производстве, применении и хранении вредных веществ; выполнены комплексы организационно-технических, санитарно-гигиенических и медико-биологических мероприятий (ГОСТ 12.1.007-76*). Мероприятия по обеспечению безопасности труда при контакте с вредными веществами должны предусматривать: замену вредных веществ в производстве наименее вредными, сухих способов переработки пылящих материалов - мокрыми; выпуск конечных продуктов в непылящих формах; ограничение содержания примесей вредных веществ в исходных и конечных продуктах; применение прогрессивной технологии производства (замкнутый цикл, автоматизация, комплексная механизация, дистанционное управление, непрерывность процессов производства, автоматический контроль процессов и операций), исключающей контакт человека с вредными веществами; выбор соответствующего производственного оборудования и коммуникаций, не допускающих выделения вредных веществ в воздух рабочей зоны в количествах, превышающих предельно допустимые концентрации при нормальном ведении технологического процесса, а также правильную эксплуатацию санитарно-технического оборудования и устройств (отопления, вентиляции, водопровода, канализации); рациональную планировку промышленных площадок, зданий и помещений; применение специальных систем по улавливанию и утилизации абгазов, рекуперацию вредных веществ и очистку от них технологических выбросов, нейтрализацию отходов производства, промывных и сточных вод; применение средств дегазации; контроль за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны; включение в стандарты или технические условия на сырье, продукты и материалы токсикологических характеристик вредных веществ; включение данных токсикологических характеристик вредных веществ в технологические регламенты; применение средств индивидуальной защиты работающих и др. 4. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НА ЧЕЛОВЕКА И БИОСФЕРУ Проведенные анализ и систематизация существующих методов и средств снижения негативного воздействия токсикологических загрязнений на человека и биосферу позволили установить, что все известные на сегодня мероприятия по снижению токсического воздействия можно разбить на две большие группы: минимизация использования веществ и материалов, содержащих токсические компоненты, и предотвращение загрязнений на основе мониторинга негативного воздействия и переработки веществ и материалов, содержащих опасные токсичные компоненты (рис. 1). При этом мероприятия, направленные на минимизацию использования вредных веществ и материалов, содержащих токсичные вещества, и предотвращение загрязнений от них, позволяют обеспечивать принципы экологически чистого производства еще на стадии его подготовки, а методы мониторинга и переработки вредных веществ и материалов - в процессе функционирования основных технологических операций. Рассмотрим основные мероприятия, направленные на минимизацию использования вредных веществ и материалов с высоким содержанием токсически опасных компонентов и предотвращение загрязнений от них, отдельно. Использование веществ и материалов с минимальным содержанием токсических опасных компонентов. Например, современные смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов являются сложными многокомпонентными системами. Подавляющее большинство (более 95%) выпускаемых промышленностью смазочно-охлаждающих жидкостей в своем составе содержат масла. Так, водосмешиваемые СОЖ содержат в своем составе до 70% масел. 2. Использование технических средств защиты. Например, могут быть использованы фильтры и сепараторы, предназначенные для очистки воздуха от паров токсичных веществ, частиц масляного тумана, аэрозоля, эмульсионного тумана и дымов, образующихся при различных технологических процессах. Отдельные модели фильтров могут очищать воздух от пыли, дымов и газов, а также от частиц тому подобных загрязнений размером до 0,01 микрон и менее. Эффективность очистки воздуха при этом достигает 99,99%. Это направление является достаточно перспективным, поскольку большое количество вредных веществ поступает как в цеха, вызывая профессиональные заболевания рабочих, так и с вентиляционными выбросами в воздушный бассейн, загрязняя окружающую среду. 3. Тенденции использования вредных веществ и материалов с минимальным количеством токсичных компонентов. 4. Мониторинг веществ и материалов, содержащих токсические опасные компоненты. Например, для эффективного и своевременного контроля и корректировки показателей эксплуатационных свойств СОЖ рекомендуется периодически осуществлять мониторинг качества СОЖ и оперативно принимать корректирующие мероприятия. К самым простым методам экспресс-оценки относят: - визуальный осмотр, который позволяет оценивать внешний вид (цвет и однородность), свидетельствующий о степени «старения» СОЖ, качестве приготовления рабочих составов и т.д.; - органолептический, который позволяет оценивать качество СОЖ по запаху. Специфический, гнилостный и т.д. запах характеризует наличие нежелательных примесей, бактерий или грибное поражение технологической среды, ухудшающих условия труда персонала. Также используется ряд других методов: рефрактометрический или кислотный, весовое определение увеличения массы резины, визуальный осмотр поверхности лакокрасочного покрытия после циклического полива раствором или эмульсией СОЖ и др. Но все указанные методы направлены на оценку эксплуатационных и физико-химических показателей СОЖ. Биотестирование позволяет оперативно оценивать токсичность. Показателем степени токсичности при биотестировании служит изменение выбранной тест-функции биоиндикаторного организма при его взаимодействии с пробой среды. Успешное применение биотестирования для оценки токсичности с использованием в качестве тест-объектов зеленой протококковой водоросли хлорелла (Chlorella vulgaris Beijer) и дафний (Daphnia magna Straus) показано в работах [3-8]. Следует также активно внедрять технологии обезвреживания отработанных веществ и материалов, содержащих опасные токсичные компоненты. 5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Рассмотрена проблема снижения негативного воздействия токсикологических загрязнений на биосферу. Предложена обобщенная теория снижения токсикологических загрязнений на человека и биосферу, включающая анализ особенностей негативного воздействия токсикологических загрязнений на человека и биосферу, систематизацию методов снижения негативного воздействия, разработку методологических основ снижения воздействия токсикологического загрязнения. Можно сделать общий вывод, что только путем разработки и внедрения комплекса различных мероприятий (контролирующих, административных технических, законодательных и др.) может быть достигнуто эффективное снижение токсикологического воздействия вредных веществ на человека и биосферу. Рис. 1. Методологические основы снижения негативного воздействия токсикологических загрязнений на человека и биосферу