Принципы, критерии и методы оценки гигиенического состояния объектов окружающей среды по физико-химическим и биологическим показателям

Гигиенические нормативы для химических веществ устанавливаются в виде предельно допустимых концентраций (ПДК). Под ПДК понимается такая концентрация химических элементов и их соединений в окружающей среде, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени на организм человека не вызывает патологических изменений или заболеваний, устанавливаемых современными методами исследований в любые сроки жизни настоящего и последующего поколений. Существуют несколько разновидностей ПДК: ПДК_МР, ПДК_РМ, ПДК_ССМ, ПДК_СС, ПДК_СГ. Для физических факторов они устанавливаются в виде предельно-допустимых уровней воздействия (ПДУ). В частности, существует представление об оптимальных и допустимых параметрах микроклимата, т. е. температуры, влажности, скорости движения воздуха и т. д. Для ионизирующего излучения устанавливаются основные пределы доз (ПД), пределы годового поступления (ПГП), допустимые среднегодовые объемные активности (ДОА), среднегодовые удельные активности (ДУА) и другие. Для биологических агентов устанавливаются в форме допусков (допускается определенное количество биологических агентов в единице массы или объема вещества: общая бактериальная обсемененность (БГКП) – бактериями группы кишечной палочки, КМАФАнМ – количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов в 1 г или 1 см³ вещества) или отсутствия биологических агентов (возбудителей инфекционных заболеваний, жизнеспособных яиц паразитов).

Устанавливаются оптимальные допустимые количества питательных веществ, их нормирование происходит с учетом физиологических потребностей. Существуют так называемые физиологические нормы потребности в белках, жирах, углеводах, минеральных веществах, витаминах.

Для установления ПДК используют расчётные методы, результаты биологических экспериментов, а также материалы динамических наблюдений за состоянием здоровья лиц, подвергшихся воздействию вредных веществ. В последнее время широко используются методы компьютерного моделирования, предсказания биологической активности новых веществ, биотестирование на различных объектах.

В атмосферном воздухе населенных мест для химических веществ ПДК устанавливаются в виде максимальных разовых и среднесуточных предельно допустимых концентраций. Устанавливаются ПДК вредных химических веществ в воде водоемов, питьевой воде. Устанавливаются ПДК для содержания вредных химических веществ в почве. В пищевых продуктах вредные химические вещества нормируются в виде допустимых остаточных количеств (ДОК). Для химических веществ предельно допустимые количества в воде устанавливаются в миллиграммах на 1 дм³, или 1 л, для воздуха – в миллиграммах на 1 м³ воздуха, пищевых продуктов – в миллиграммах на 1 кг массы продукта.

При установлении ПДК вредных химических веществ в окружающей среде соблюдают определенные принципы гигиенического нормирования, которые включают:

принцип опережения обоснования норматива по сравнению с воздействием вредного фактора;

принцип безвредности или примата медико-биологических показателей перед технологической и экономической достижимостью;

принцип этапности;

принцип пороговости.

Принцип опережения обоснования норматива по сравнению с воздействием вредного фактора на здоровье населения позволяет не пускать в оборот вредное вещество если не обеспечено его гигиеническое нормирование

Принцип безвредности позволяет поставить на первое место здоровье человека а затем уже технологическую и экономическую достижимость обеспечения гигиенических нормативов.

Этапность в нормировании состоит в том, что работа по нормированию проводится в строго определенной последовательности, связанной с выполнением соответствующего этапа исследований. Для химических веществ первым этапом данных исследований является аналитический этап. Аналитический этап включает в себя оценку физико-химических свойств: данные о структуре химического вещества, его параметрах – температуре плавления, точке кипения, растворимости в воде, других растворителях. Для проведения аналитических исследований необходимо наличие специфических методов определения. Вторым обязательным этапом гигиенических исследований при установлении ПДК является токсикометрия, т. е. определение основных параметров токсичности. Токсикометрия включает проведение исследований по определению параметров острой токсичности (острая токсикометрия или, проще, острые опыты). Далее следуют подострый эксперимент и хронический санитарно-токсикологический эксперимент.

Главной и основной задачей острого опыта является определение среднесмертельных концентраций и доз LD₅₀ или CL₅₀. Постановка острых опытов позволяет оценить степень опасности химических веществ, характер направленности действия, уязвимость тех или иных систем и функций организма. Острые опыты позволяют наиболее обоснованно подойти к постановке подострого и хронического санитарно-токсикологического экспериментов. Этапность нормирования позволяет также в отдельных случаях сократить объемы проводимых исследований, используя так называемый принцип нормирования по аналогии, т. е. изучение показателей оцениваемого токсического вещества по физико-химическим свойствам позволяет выяснить наличие так называемых веществ-аналогов и осуществить нормирование, используя принцип аналогичности. Этот подход так и называется – нормирование по аналогии. Для веществ, обладающих сходными свойствами, т. е. нормирование которых проводится по аналогии, обязательным является установление параметров острой токсичности. Наличие параметров острой токсичности также позволяет сократить объем проводимых исследований и экономить значительное количество материальных средств, а также время, затраченное на проведение эксперимента.

Важным этапом токсикометрических исследований является проведение подострого санитарно-токсикологического эксперимента. Подострый эксперимент позволяет выявить наличие кумулятивных свойств с позиции качественной и количественной оценки этого этапа действия. В подостром опыте также выявляются наиболее уязвимые системы организма, что позволяет объективно подойти к постановке основного этапа токсикометрии, связанного с определением параметров токсичного в условиях хронического эксперимента. В подостром эксперименте испытывается большой набор токсикологических тестов, оценивающих воздействие химического вещества на сердечно-сосудистую систему, нервную систему, желудочно-кишечный тракт, выделительную системы и иные функции и системы организма.

Важнейшим принципом гигиенического нормирования является изучение порогового характера действия нормируемого фактора. По пороговому уровню воздействия в хроническом эксперименте определяется наименьшая концентрация, вызывающая сдвиги в организме лабораторного животного. По результатам хронического санитарно-токсикологического эксперимента для веществ, прежде всего обладающих выраженным токсическим действием, устанавливаются ПДК.

При нормировании вредных химических веществ в водной среде обязательными этапами исследования являются изучение влияния вещества на органолептические свойства воды и санитарный режим водоемов, т. е. для установления ПДК химических веществ в водоемах вводятся дополнительные этапы исследования. На всех этих этапах изучения воздействия вредных химических веществ обязательно устанавливаются пороговые уровни воздействия, пороговые дозы и концентрации. По пороговым концентрациям определяется лимитирующий признак вредности, т. е. устанавливается та наименьшая концентрация, в которой прежде всего проявляется действие вредного химического вещества либо на органолептические свойства воды, либо на санитарный режим водоема, либо при оценке токсических свойств. При установлении ПДК вредных химических веществ в воде водоемов выявляют лимитирующий признак либо органолептический, либо по санитарному режиму, либо токсикологический. По лимитирующему признаку вредности с учетом наименьшей пороговой концентрации устанавливается ПДК. Таким образом, определяющими принципами нормирования являются принципы пороговости и этапности.

При рассмотрении полученных результатов кроме того используется определенный диапазон коэффициентов запаса при обосновании ПДК:

ПДК_ВРЗ – до 30, ПДК_АВ – до 300, ПДК_ВВ – до 1000.

Установленные принципы нормирования химических веществ и уровней воздействия физических факторов положены в основу действующего санитарного законодательства.

ПДК позволяют, с одной стороны, осуществлять контроль содержания вредных химических веществ в окружающей среде, с другой – создать так называемую систему контроля содержания вредных химических веществ, т. е. осуществлять их мониторинг в окружающей среде. ПДК также используются при проектировании промышленных предприятий, ПДК закладываются в проекты строительства промышленных и других предприятий.

Не в полной мере проведенные исследования по определению свойств химического вещества могут использоваться для установления и утверждения ориентировочных безопасных уровней воздействия (ОБУВ). ОБУВ используют для оценки химических веществ на рабочих местах (бутилформиат, версамид стеариновой кислоты, гафний ацетилацетонат, децилхлорид и др.), в атмосферном воздухе (акриламид, бензамид, белково-минеральная добавка, возгоны каменноугольного пека и др.).

В настоящее время в нашей стране действуют более 1900 ПДК вредных химических веществ для водоемов, более 500 для атмосферного воздуха и более 130 для почв.

При содержании в природном объекте нескольких загрязняющих веществ учитывают их совместное воздействие. Сумма их концентраций не должна превышать при расчете единицы:

С₁/ПДК₁ + С₂/ПДК₂ + … + С_n/ПДК_n < 1,

где С₁, С₂, …, С_n – фактические концентрации вредных веществ в воздухе, воде, почве, продуктах питания; ПДК₁, ПДК₂, …, ПДК_n – предельно допустимые концентрации вредных веществ, которые установлены для их изолированного присутствия.

Гигиеническое нормирование физических факторов основано на изучении на тех же принципах что и химических факторов. Вредными физическими факторами могут быть:

неионизирующие (температура, влажность, скорость движения воздуха, тепловое излучение, электромагнитные поля и излучения, электростатические поля, постоянные магнитные поля (в т. ч. и геомагнитное), электрические и магнитные поля промышленной частоты (50 Гц), электромагнитные излучения радиочастотного диапазона, электромагнитные излучения оптического диапазона (в т. ч. лазерное и ультрафиолетовое); производственный шум, ультразвук, инфразвук; вибрация (локальная, общая); аэрозоли (пыли) преимущественно фиброгенного действия; освещение – естественное (отсутствие или недостаточность), искусственное (недостаточная освещенность, прямая и отраженная слепящая блескость, пульсация освещенности); электрически заряженные частицы воздуха – аэроионы;

ионизирующие излучения (альфа, бета, гамма, нейтронное и протонное излучения).

В гигиеническом нормировании биологических агентов различают группы микробиологических критериев безопасности пищевых продуктов:

Группа показателей санитарного состояния – это санитарно-показательные микроорганизмы (ОМЧ, ОКБ, ТКБ, БГКП, КМАФАнМ, коли фаги отвечают следующим требованиям:

эти микроорганизмы являются представителями нормальной микрофлоры организма, в нем развиваться и размножаться;

они в больших количествах выделяться из организма;

в окружающей среде они длительное время сохраняют свою жизнеспособность, но не размножаться;

определение этих микроорганизмов осуществляется простыми методами.

При высоком уровне загрязнения продукта БГКП возрастает вероятность нахождения в нем патогенных микроорганизмов – возбудителей кишечных инфекций (дизентерии, брюшного тифа, холеры и др.).

Группа условно-патогенных микроорганизмов. К этой группе относятся микроорганизмы которые при определенных обстоятельствах могут вызывать инфекционные заболевания. Это Pseudomonas aeruginosa, Proteus vulgaris, Clostridium perfringens, Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Clostridium botulinum и др.

Группа патогенных микроорганизмов. К этой группе относятся патогенные микроорганизмы – возбудители инфекционных заболеваний: живые клетки и споры дизентерии, брюшного тифа, холеры и др.; возбудители паразитарных заболеваний: жизнеспособные ооцисты криптоспоридий, цисты лямблий, яйца гельминтов.

Группа показателей микробиологической стабильности продукта. К этой группе относятся микроскопические грибы и дрожжи, которые, как известно, являются возбудителями порчи продукта.

Контрольные вопросы для оценки знаний по итогам лекции

1. Дайте определение гигиенической науке.

2. Назовите предмет и задачи гигиены.

3. Какие основные разделы гигиены Вы знаете?

4. Назовите отличительные признаки гигиены от экологии.

5. Дайте определение профилактики.

6. Какие виды профилактики Вы знаете?

7. Назовите основоположников гигиенической науки в Европе.

8. Назовите основоположников гигиенической науки в России.

9. Какие факторы формируют здоровье населения и оцените их вклад.

10. Дайте определение ПДК.

Рекомендуемая литература:

1. Гигиена с основами экологии человека: учебник под ред. П. И. Мельниченко. – М: ГЭОТАР-Медиа, 2010.

2. Гигиена: учебник / Под ред. акад. РАМН – Г.И. Румянцева. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: «ГЭОТАР-Медиа», 2009. – 608 с.

3. Большаков А. М., Маймулов В. Г.Гигиеническое регламентирование – основа санитарно-эпидемиологического благополучия населения: учебное пособие для санитарных врачей. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. – 224 с.

Дополнительная литература: