Гигиена (от гр. hygieinos – «здоровый») – наука, изучающая влияние условий, в которых находится человек, на его здоровье и разрабатывающая мероприятия по профилактике заболеваний, обеспечению оптимальных условий, сохранению здоровья.

Нормативная основа деятельности ЦГСЭН базируется на Федеральном законе № 53-ФЗ от 30.03.1999 «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» и постановлении Правительства РФ от 24 июля 2000 г. № 554 «Об утверждении Положения о санитарно-эпидемиологической службе Российской Федерации и Положения о государственном санитарно-гигиеническом нормировании».

Основными задачами гигиены являются следующие:

1) разработка предупредительного и текущего санитарного надзора, санитарного законодательства;

2) обоснование гигиенических мероприятий по охране и оздоровлению окружающей среды, условий труда и отдыха;

3) охрана здоровья детей и подростков;

4) участие в разработке основ рационального питания;

5) санитарная экспертиза качества пищевых продуктов и предметов бытового обихода.

Основами гигиены служат гигиенические нормативы – предельно допустимые концентрации (ПДК) и уровни (ПДУ), ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ) для воздуха населенных мест и промышленных предприятий, воды, продуктов питания с целью создания наиболее благоприятных условий для сохранения здоровья и предупреждения заболеваний, обеспечения высокой работоспособности.

Гигиена как раздел медицины, изучающий связь и взаимодействие организма с окружающей средой, тесно соотносится со всеми дисциплинами, обеспечивающими формирование гигиенического мировоззрения врача, – биологией, физиологией, микробиологией, клиническими дисциплинами. Это дает возможность широкого использования методов и данных этих наук в гигиенических исследованиях с целью изучения влияния факторов окружающей среды на организм человека, а также в разработке комплекса профилактических мероприятий. Гигиеническая характеристика факторов среды и данные об их влиянии на здоровье в свою очередь способствуют более обоснованной диагностике заболеваний, патогенетическому лечению.

Гигиена включает в себя ряд разделов, каждый из которых охватывает самостоятельную область гигиенической науки и практики (коммунальную гигиену, гигиену труда, гигиену детей и подростков, гигиену питания, радиационную гигиену и др.). Особое место занимает самостоятельная гигиеническая дисциплина – общая гигиена. Как пропедевтическая дисциплина общая гигиена раскрывает основные положения учения об окружающей среде, закономерностях влияния природных, бытовых, производственных факторов на здоровье и заболеваемость населения, а также определяет направление оздоровительных мероприятий.

Изучение взаимодействия организма и окружающей среды производится посредством гигиенической методологии, охватывающей сумму методов и методик.

В гигиене и санитарии используется ряд методов оценки факторов окружающей среды. Это методы санитарного обследования и описания, физические, химические и биологические методы, а также методы санитарной экспертизы. Одновременно используются методы исследования, с помощью которых можно выявить влияние на организм факторов окружающей среды. К ним относятся эпидемиологические, санитарно-статистические, клинические методы, а также гигиенический эксперимент.

Комплекс санитарно-гигиенических исследований условий жизни населения начинается обычно с санитарного описания. По результатам углубленного санитарного обследования разрабатывается план мероприятий по устранению недостатков и их отрицательного влияния на здоровье и санитарные условия жизни. Так, например, осмотр водоемов позволяет открыть возможные источники загрязнения воды, наметить пути к пресечению дальнейшего загрязнения, определить дебит водоисточника и др.

Метод санитарного описания также широко используется при изучении условий жизни в населенных местах – жилищных, производственных, бытовых и др. Санитарному описанию подвергаются объекты окружающей среды, условия жизни и труда. К ним относятся водоисточники, почва, воздушная среда, пищевые продукты, жилье, места труда и отдыха, больничные и школьные учреждения и др. Однако следует помнить, что санитарное описание не дает количественной характеристики и дополняется более точными физическими, химическими, биологическими и другими методами исследования.

Воздушная среда, составляющая земную атмосферу, представляет собой смесь газов. Сухой атмосферный воздух содержит:

1) кислорода – 20,95 %;

2) азота – 78,09 %;

3) диоксида углерода – 0,03 %.

Кроме того, в атмосферном воздухе содержатся аргон, гелий, неон, криптон, водород, ксенон и другие газы. В небольшом количестве в атмосферном воздухе присутствуют озон, оксид азота, йод, метан, водяные пары.

Кислород по биологической роли – самая важная составная часть воздуха. В природе постоянно происходит потребление кислорода при дыхании человека и животных. Расходуется кислород на процессы окисления и горения. Несмотря на значительный расход кислорода, его содержание в воздухе практически не изменяется, так как в растительном мире постоянно идет процесс ассимиляции углекислого газа и выделение кислорода. В результате процессов фотосинтеза в атмосферу поступает около 5 X 1014 т кислорода в год, что примерно соответствует его потреблению. Под действием солнечных лучей молекулы воды распадаются также с образованием кислорода.

Организм очень чувствителен к недостатку кислорода. Снижение его содержания в воздухе до 17 % приводит к учащению пульса, дыхания. Содержание в воздухе 7–8 % кислорода несовместимо с жизнью. Увеличение содержания кислорода до 100 % при нормальном давлении человеком переносится легко. С повышением давления до 405,3 кПа (4 атм) происходят местные поражения тканей легких и функциональные нарушения ЦНС. Вместе с тем при содержании кислорода до 40–60 % и давлении до 303,94 кПа (3 атм) в барокамере наблюдается улучшение усвоения кислорода тканями, отмечается нормализация нарушенных функций.

Под влиянием коротковолнового УФ-излучения с длиной волны менее 200 нм молекулы кислорода диссоциируют с образованием атомарного кислорода. Атомы кислорода присоединяются к нейтральной молекуле кислорода, образуя озон. Одновременно с образованием озона происходит его распад. Общебиологическое значение озона велико, поскольку он поглощает коротковолновое УФ-излучение, оказывающее губительное действие на биологические объекты. Кроме того, он поглощает длинноволновое ИК-излучение, исходящее от Земли, и тем самым предотвращает охлаждение ее поверхности.

Важным составным элементом атмосферного воздуха является диоксид углерода. В атмосферу он выделяется за счет дыхания человека и животных, процессов горения, гниения и брожения. Ассимилируется диоксид углерода растениями в процессе фотосинтеза.

Диоксид углерода играет большую роль в жизнедеятельности животных и человека, являясь физиологическим возбудителем дыхательного центра. При увеличении содержания его во вдыхаемом воздухе до 4 % отмечаются головная боль, шум в ушах, сердцебиение, возбужденное состояние; при 8 % наступает смерть.

В гигиеническом отношении содержание диоксида углерода является показателем, по которому судят о степени чистоты воздуха в жилых и общественных зданиях. В обычных условиях при естественной вентиляции помещения и инфильтрации наружного воздуха через поры строительных материалов содержание диоксида углерода в воздухе жилых помещений не превышает 0,2 %. Предельно допустимой концентрацией диоксида углерода в воздухе жилых и общественных зданий считается 0,1 %.

Основную массу атмосферы составляет азот. Он принадлежит к индифферентным газам и играет роль разбавителя кислорода. При избыточном давлении (4 атм) азот может оказать наркотическое действие.

Азот атмосферы под влиянием электрических разрядов превращается в окислы азота, которые с осадками поступают в почву, где превращаются в органические соединения. При разложении органических веществ азот восстанавливается и снова поступает в атмосферу. Азот воздуха усваивается сине-зелеными водорослями и некоторыми видами бактерий почвы.

Другие составляющие воздуха – так называемые инертные газы (аргон, неон, гелий, ксенон, криптон и др.) в обычных условиях физиологически индифферентны.

Организм человека ежесуточно потребляет большое количество воздуха, который включается в процессы жизнеобеспечения (взрослый человек потребляет до 20 м³ в сутки). При загрязнении атмосферы в этом воздухе могут содержаться значительные дозы вредных веществ, способные оказать влияние на состояние и функции жизненно важных систем и органов. Воздействия эти могут быть многообразными в зависимости от вида загрязнителя, его концентрации в воздухе, длительности и периодичности воздействия.

По усредненным данным ВОЗ в структуре основных факторов риска, оказывающих влияние на здоровье населения, около 20 % приходится на различные виды загрязнения окружающей среды.

Атмосферные загрязнения вызывают острые и хронические отравления, рост общей заболеваемости, развитие специфических и отдаленных последствий. Описаны случаи острых отравлений, обусловленных так называемыми токсическими туманами, повлекших резкое увеличение случаев смерти (долина р. Маас, 1930 г.; Бельгия, Донора, 1948 г., США, Лондон, 1952 г.; Мексика, 1950 г. и др.).

Ослабление организма в результате хронического воздействия атмосферных загрязнений обусловливает рост в 1,5–2 раза случаев заболевания хроническим бронхитом, эмфиземой легких, острыми респираторными заболеваниями, хроническими ринитами, отитами и др. Исследования показывают, что атмосферные загрязнения могут оказывать канцерогенное и сенсибилизирующее действие. Атмосферные загрязнения ухудшают общесанитарные условия жизни. Так, интенсивное запыление воздуха снижает прозрачность атмосферы, что отражается на естественном освещении, уровне УФ-облучения. Запыленность способствует туманообразованию. Туманы в свою очередь способствуют росту уличного травматизма, угнетающе действуют на психику и самочувствие людей.

К распространенным газообразным атмосферным загрязнениям относятся соединения серы, сероводород, окислы азота, углеводороды, альдегиды, сажа и др.

Наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнения – теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате снижения топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов.

В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы – промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места.

Наиболее мощным источником загрязнения воздушной среды является промышленность (в частности, крупные теплоэлектростанции). Их выбросы составляют до 27 % от всех выбросов в атмосферу. В результате сжигания топлива в воздух выбрасываются зола, сажа, всевозможные газообразные продукты. По объему вредных выбросов далее следуют предприятия черной и цветной металлургии (24 и 10 % соответственно); металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. На долю автотранспорта в городах приходится свыше 60 % от всей суммы вредных выбросов.

Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы образуются другие, вторичные признаки загрязнения.

Основными источниками пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки, потребляющие более 70 % ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Основными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие.

1. Оксид углерода, получаемый при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 250 000 000 т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы и способствующим повышению температуры на планете и созданию парникового эффекта.

2. Сернистый ангидрид выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 70 000 000 т в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горно-рудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65 % от общемирового выброса.

3. Серный ангидрид образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раст вор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее 1 км от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшимися в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

4. Сероводород и сероуглерод поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

5. Окислы азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество окислов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 000 000 т в год.

6. Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений – фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

7. Соединения хлора поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией.

В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его в сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 1 т передельного чугуна выделяются 2,7 кг сернистого газа и 4,5 кг пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды (насыщенные и ненасыщенные), включающие от 1 до 13 атомов углерода. Они подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации, взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией. В результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы часто в виде аэрозольных частиц.

Аэрозоли – это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе.

Аэрозоли образуются в воздухе при многих производственных процессах в виде пылей, дымов, туманов. Это в первую очередь пыль минеральная (кварцевая, силикатная, угольная и т. д.), а также пыль различных металлов или дымы или пыли окислов металлов и многие органические аэрозоли. Аэрозоли представляют собой смесь частиц разного размера. При дыхании эти частицы попадают в дыхательные пути. Дальнейшее воздействие на организм определяется свойствами составляющих компонентов аэрозоля и их размерами. Основными источниками загрязнения воздуха являются промышленные производства, энергетические установки и транспорт.

Таблица 1

Пылеобразование при различных производственных процессах

Поступление частиц в воздух в результате деятельности человека в основном происходит именно в местах расселения и особенно в больших и крупных городах. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием. Сюда относятся такие виды загрязнений атмосферы, как зола, пыль, окись цинка, силикаты, хлорид свинца, соединения серы (серный и сернистый ангидрид, сероводород, меркаптаны), органические соединения (альдегиды, углеводороды, смолы), соединения азота (окись и двуокись азота, аммиак), соединения кислорода (окись и двуокись углерода, озон), галогены (фтористый и хлористый водород), радиоактивные газы. Кроме того, в атмосферу отдельных городов могут поступать выбросы в виде хлора, оксидов металлов (железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена), асбест соответственно специфике промышленного производства. Эти выбросы образуются на энергетических установках и при сжигании топлива, на металлургических, машиностроительных, коксохимических, нефтеперерабатывающих и химических предприятиях, при работе двигателей автомобильного и авиационного транспорта.

Твердые взвеси образуются при сжигании различных видов топлива, дезинтеграции твердых материалов, при транспортировке пылящих материалов. Крупные фракции в малоподвижном воздухе быстро оседают, а мелкие способны удерживаться в слоях атмосферы более 20 дней.

Предприятия черной металлургии, доменный газ которых содержит до 30 % окиси углерода, являются значительными источниками загазованности атмосферы. Дополнительным источником выбросов является мартеновское производство (60 кг СО на 1 т стали). Коксохимическое производство сопряжено с выбросами в воздушное пространство коксового газа, содержащего до 7,5 % окиси углерода.

Загрязнение атмосферы транспортом

Средства железнодорожного, водного, воздушного транспорта, наряду с городским автотранспортом, являются источником интенсивных выбросов в атмосферу окиси углерода, углеводородов, окислов азота, сернистого ангидрида и других химических соединений. Всего с выхлопными газами в воздух поступает около 200 вредных примесей. По данным Л. Е. Беспалько с соавторами (1974), выхлопные газы судов, находящихся в порту, могут быть значительным загрязнителем атмосферного воздуха. Двигатели судов потребляют до 1–2 т топлива в час.

Автотранспорт.

Городской транспорт с двигателями внутреннего сгорания является интенсивным источником загрязнения воздушного бассейна города окисью углерода. Окись углерода составляет до 12 % объема отработанных газов карбюраторных двигателей и до 0,5 %) объема выхлопа дизельных двигателей. Дизельные двигатели выбрасывают в отработанных газах большое количество сажи (10–1100 мг/куб. м), бензиновые – до 40 мг/куб.м. Выбросы сажи возрастают при работе двигателей с большой нагрузкой при перегазовках. На поверхности частиц сажи конденсируются смолистые вещества типа без(а)пирена. Автомобили ежегодно выбрасывают в атмосферу порядка 280 млн т окиси углевода, более 56 млн т углеводородов и более 28 млн т окиси азота. По данным И. Л. Варшавского, Р. В. Малова (1968), в отработанных газах автомобилей с бензиновым двигателем содержится до 0,8 % окислов азота, с дизельным двигателем – до 0,5 %. Выбросы автомобилей содержат различные количества органических веществ в виде углеводородов, альдегидов, полициклических ароматических углеводородов.

Наряду с выбросами взвесей и газов двигателями все виды транспорта создают по маршруту своего следования очаги пыления, поднимая в воздух значительное количество твердых частиц с поверхности проезжей части. Максимальные значения пыли определяются в районах с интенсивным движением автотранспорта в сухую безветренную погоду летом, особенно в местах с неудовлетворительным техническим состоянием дорог.

Создаваемые в городах системы движения в режиме «зеленой волны», существенно сокращающие число остановок транспорта на перекрестках, призваны сократить загрязнение атмосферного воздуха в городах. Большое влияние на качество и количество выбросов примесей оказывает режим работы двигателя (в частности, соотношение между массами топлива и воздуха, момент зажигания, качество топлива, отношение поверхности камеры сгорания к ее объему и др.). При увеличении отношения массы воздуха и топлива, поступающих в камеру сгорания, сокращаются выбросы оксида углерода и углеводородов, но возрастает выброс оксидов азота. Несмотря на то что дизельные двигатели более экономичны, таких веществ, как СО, HmCn, NO, выбрасывают не более, чем бензиновые, они существенно больше выбрасывают дыма (преимущественно несгоревшего углерода), который к тому же обладает неприятным запахом, создаваемым некоторыми несгоревшими углеводородами. В сочетании же с создаваемым шумом дизельные двигатели не только сильнее загрязняют среду, но и воздействуют на здоровье человека гораздо в большей степени, чем бензиновые.

Самолеты.

Наибольший объем выбросов вредных веществ в атмосферу в гражданской авиации (86 %) приходится на двигатели при эксплуатации воздушных судов. В 1999 г., по расчетно-экспертным оценкам, валовые выбросы вредных веществ составили 140 тыс. т, из них 62 тыс. т оксидов азота, 52 тыс. т оксида углерода, по 13 тыс. т несгоревших углеводородов и оксидов серы.

Принято рассматривать выбросы вредных веществ в атмосферу до высоты 900 м, влияющие на качество воздуха в районах аэропортов, и выбросы на высотах более 900 м, оказывающие воздействие на атмосферу. В приземных слоях атмосферы выбросы вредных веществ происходят при выполнении самолетами взлетно-посадочных операций в районе аэропортов и при опробовании двигателей в процессе технического обслуживания. По оценкам, объем этих выбросов в 1999 г. составил 32 тыс. т (23 % общего объема выбросов), из них 18 тыс. т оксида углерода, 6,5 тыс. т несгоревших углеводородов, 6,3 тыс. т оксидов азота и 1,2 тыс. т оксидов серы. Выбросы вредных веществ в атмосферу на высотах более 900 м составили 108 тыс. т (77 % общего объема выбросов), в том числе 56 тыс. т оксидов азота, 33 тыс. т оксида углерода, 13 тыс. т оксидов серы, 6 тыс. т несгоревших углеводородов.

Воздействие стационарных источников загрязнения окружающей среды в аэропортах характеризуется загрязнением воздуха, воды и почвы химическими веществами. Кроме того, эти объекты являются источниками физических воздействий: шума, вибрации, теплового и электромагнитного излучений. К стационарным источникам загрязнения атмосферного воздуха, водных ресурсов и почвы относятся: трубы котельных и дизельных станций, вентиляционные системы производственных и вспомогательных цехов и участков, емкости на складах ГСМ и централизованной заправки самолетов, мусоросжигательные установки, малярные и моечные цеха и участки, другие источники. Аэропорты являются источниками образования различных твердых и жидких отходов потребления и производства. Объемы накопления твердых отходов в 1999 г. составили: бытовые отходы – 90 тыс. т; производственные отходы – 30 тыс.т. По данным международных, зарубежных и отечественных исследований, влияние авиации на загрязнение атмосферного воздуха в целом невелико, но в зоне аэропортов с большой интенсивностью движения эксплуатация воздушных судов может стать причиной ухудшения качества воздуха до уровня, превышающего ПДК, особенно по оксидам азота.

Явление фотохимического тумана (смога)

При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха. Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существует инверсия – расположение слоя более холодного воздуха под теплым, что препятствует передвижению воздушных масс и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредоточиваются под слоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее не известного в природе фотохимического тумана.

Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях – наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ.

Такие условия создаются чаще в июне – сентябре, и реже – зимой. При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота – в диоксид. Но этого не происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона. Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Последние являются источником так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью. Такие смоги – нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной систем и часто бывают причинами преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

Влияние загрязнения химическими соединениями атмосферного воздуха на организм и среду обитания человека

Все загрязняющие атмосферный воздух вещества в большей или меньшей степени оказывают отрицательное влияние на здоровье человека. Эти вещества попадают в организм человека преимущественно через систему дыхания. Органы дыхания страдают от загрязнения непосредственно, поскольку около 50 % частиц примеси радиусом 0,01–0,1 мкм, проникающих в легкие, осаждаются в них.

Проникающие в организм частицы вызывают токсический эффект, поскольку они:

1) токсичны (ядовиты) по своей химической или физической природе;

2) служат помехами для одного или нескольких механизмов, с помощью которых нормально очищается респираторный (дыхательный) тракт;

3) служат носителями поглощенного организмом ядовитого вещества.

По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяют на четыре класса опасности:

1) вещества чрезвычайно опасные;

2) вещества высокоопасные;

3) вещества умеренно опасные;

4) вещества малоопасные.

Класс опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от норм и показателей, указанных в таблице 2.

Таблица 2

Критерии класса опасности химического вещества

Отнесение вредного вещества к классу опасности производят по показателю, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности.

В некоторых случаях воздействие одних загрязняющих веществ в комбинации с другими приводит к более серьезным расстройствам здоровья, чем воздействие каждого из них в отдельности. Большую роль играет продолжительность воздействия. Реакция организма зависит от его индивидуальных особенностей, возраста, пола, состояния здоровья и др… При острых и хронических воздействиях атмосферных загрязнений наблюдаются различные сдвиги в заболеваемости, смертности, снижении рабостоспособности. Эпизоды острого воздействия на протяжении пяти дней сконцентрированных выбросов промышленных предприятий в 1930 году в Бельгии, в долине реки Маас, когда воздействие тумана с запахом сернистого ангидрида привело к заболеванию нескольких сот человек, из которых 60 человек умерло. Погибли в основном люди преклонного возраста и больные хроническими заболеваниями сердца и легких. В США в 1945 и 1948 годах возникали сходные ситуации, когда в результате инверсии выбросов с металлургических предприятий в долине, где расположен г. Донора, пострадала половина из 12 тыс. населения за пять дней воздействия токсического тумана (1948 г.). Тогда умерло 17 человек. В декабре 1952 года наблюдался токсический туман в долине реки Темзы близ Лондона. У большого числа жителей города появились симтомы поражения дыхательных путей. За две недели в период тумана погибло на 4000 человек больше, чем в другие годы в аналогичный период. Частым заболеванием, предшествующим смерти, был бронхит; возникали и другие признаки интоксикации (одышка, цианоз, умеренное повышение температуры, приступы рвоты и т. п.).

К основным загрязнителям, содержащимся в воздушной среде практически всех городов, относятся взвешенные вещества, диоксид азота, диоксид серы, окиси углерода, фенол.

Оксид углерода.

Окись углерода обладает большим сродством к гемоглобину и легко вступает с ним в соединение, образуя карбоксигемоглобин. При содержании карбоксигемоглобина в крови 4 % и более наблюдаются функциональные сдвиги в организме и повышенная опасность для людей, страдающих заболеваниями сердечно-сосудистой системы. Окись углерода взаимодействует с дыхательными ферментами, миоглобином, железом плазмы, нарушает углеводный и фосфорный обмен. Проявляется:

1) ухудшением остроты зрения и способности оценивать длительность интервалов времени;

2) нарушением некоторых психомоторных функций головного мозга (при содержании 2–5 %);

3) изменениями деятельности сердца и легких (при содержании более 5 %);

4) головными болями, сонливостью, спазмами, нарушениями дыхания и смертностью (при содержании 10–80 %).

Группа риска при воздействии оксида углерода состоит из лиц с заболеваниями коронарных сосудов, цереброваскулярной и периферической сосудистых систем, больных анемией, заболеваниями легких, а также людей, испытывающих повышенные физические нагрузки. В концентрациях 9–16 мг/м³ окись углерода способна привести к повышению смертности от инфаркта миокарда.

При хроническом воздействии окиси углерода возникает головная боль, головокружение, быстрая утомляемость, эмоциональная неустойчивость, боли в области сердца. Наиболее выражены нарушения деятельности нервной и сердечно-сосудистой систем. Тахикардия. Повышение артериального давления. Адинамия, сонливость.

Диоксид серы и серный ангидрид.

Диоксид серы (SO₂) и серный ангидрид (SO₃) в комбинации с взвешенными частицами и влагой оказывают наиболее вредное воздействие на человека. Больные престарелого возраста, длительно болеющие дети, лица, страдающие респираторными заболеваниями, астмой, особенно чувствительны к воздействию диоксида серы. Концентрации диоксида серы на уровне 0,25 мг/м³ вызывают ухудшение их самочувствия. Характерной особенностью сернистого ангидрида является раздражающее действие на слизистые оболочки верхних дыхательных путей в концентрациях 16–32 мг/м³ и на слизистую глаз в концентрации более 50 мг/м³. Болезненные ощущения, вызванные раздражающим действием газа в концентрации 120 мг/м³, человек выдерживает 3 мин, в концентрации 300 мг/м³ – 1 мин. Хроническое воздействие ангидрида на органы дыхания способствует возникновению бронхитов, в ряде случаев с астматическими явлениями, а также других респираторных заболеваний.

Сероводород – бесцветный газ, плотностью 1,54 г/л, с запахом тухлых яиц, активный восстановитель. Запах сероводорода ощущается при концентрациях 0,04–0,10 мг/м³. При больших концентрациях действует как сильный нервный яд. При действии 10 000 мг/м³ и выше отравление может развиться очень быстро (судороги и потеря сознания со смертельным исходом от остановки дыхания или паралича сердца). Блокирует дыхательные ферменты в результате реакции с железом, что ведет к тканевой аноксии. Раздражающе действует на слизистую органов дыхания и глаз. При концентрации 20 мг/м³ наблюдаются раздражение и заболевания конъюнктивы и роговицы.

Наиболее чувствительными в отношении диоксида азота являются лица, страдающие бронхиальной астмой, у которых при концентрациях 0,19 мг/м³ наблюдается явление выраженного бронхоспазма. Повышенную чувствительность к этому веществу проявляют также дети и лица, страдающие хроническими заболеваниями органов дыхания.

Оксиды азота (прежде всего ядовит диоксид азота NO₂), соединяющиеся при участии ультрафиолетовой солнечной радиации с углеводородами (среди них наибольшей реакционной способностью обладают олефины), образуют пероксилацетилнитрат (ПАН) и другие фотохимические окислители, в том числе пероксибензоилнитрат (ПБН), озон (О₃), перекись водорода (H₂O₂), диоксид азота. Эти окислители – основные составляющие фотохимического смога, повторяемость которого велика в сильно загрязненных городах, расположенных в низких широтах северного и южного полушарий (Лос-Анджелес, в котором около 200 дней в году отмечается смог, Чикаго, Нью-Йорк и другие города США; ряд городов Японии, Турции, Франции, Испании, Италии, Африки и Южной Америки). Оценка скорости фотохимических реакций, приводящих к образованию ПАН, ПБН и озона, показывает, что в ряде южных городов бывшего Советского Союза летом в околополуденные часы (когда велик приток ультрафиолетовой радиации) эти скорости превосходят значения, начиная с которых отмечается образование смога. Так, в Алма-Ате, Ереване, Тбилиси, Ашхабаде, Баку, Одессе и других городах при наблюдаемых уровнях загрязнения воздуха максимальная скорость образования О₃ достигла 0,70–0,86 мг/(м³/ч), в то время как смог возникает уже при скорости 0,35 мг/(м³/ч). Наличие в составе ПАН диоксида азота и йодистого калия придает смогу коричневый оттенок. При концентрации ПАН выпадает на землю в виде клейкой жидкости, губительно действующей на растительный покров.

Все окислители (в первую очередь ПАН и ПБН) сильно раздражают и вызывают воспаление глаз, а в комбинации с озоном раздражают носоглотку, приводят к спазмам органов грудной клетки, а при высокой концентрации (свыше 3–4 мг/м³) вызывают сильный кашель и ослабляют возможность на чем-либо сосредоточиться. В городах вследствие постоянно увеличивающегося загрязнения воздуха неуклонно растет число больных, страдающих такими заболеваниями, как хронический бронхит, эмфизема легких, различные аллергические заболевания и рак легких. В Великобритании 10 % случаев смертельных исходов приходится на хронический бронхит, при этом 21 % населения в возрасте 40–59 лет страдает этим заболеванием. В Японии в ряде городов до 60 % жителей болеют хроническим бронхитом, симптомами которого являются сухой кашель с частыми отхаркиваниями, последующее прогрессирующее затруднение дыхания и сердечная недостаточность. Заболевание связано с длительным раздражением бронхов различными вредными факторами (сернистым ангидридом, окислами азота и другими химическими соединениями). В результате происходят изменения функции и морфологии бронхиальных желез и слизистой бронхиального дерева, интоксикация организма, присоединение инфекции. Формируется хронической воспалительный процесс бронхов с вовлечением сердечно-сосудистой системы и других органов.

Одним из наиболее распространенных веществ в воздушной среде городов России является бензпирен, который содержится в выбросах алюминиевых, сталеплавильных производств, энергетических установок, нефтеперерабатывающих заводов, автотранспорта. Бензпирен – канцероген, отнесен к группе 1 в соответствии с «Перечнем веществ, продуктов производственных процессов и природных факторов, канцерогенных для человека» (Гигиенические нормативы (ГН) 1.1.029-95, утвержденные Госсанэпиднадзором России).

Бактериологическое загрязнение воздушной среды

Биологические объекты, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии, различны: бактерии, вирусы, споры плесневых грибов, дрожжевые грибы, цисты простейших, споры мхов и др. При этом воздух не является благоприятной средой для размножения микроорганизмов. Основным источником загрязнения воздуха является почва.

Содержание микроорганизмов в воздухе колеблется как в течение суток, так и в различные сезоны года. В холодный период года воздух менее загрязнен микроорганизмами, а летом наблюдается более высокое их содержание, что связано с высыханием верхних слоев почвы и усиленным поступлением ее частичек в воздух.

Бактериальная обсемененность в городах может достигать 30000–40000 в 1 м³, в то время как в зеленой пригородной зоне – около 1000 в 1 м³. Над океанами и снежными вершинами гор воздух почти стерилен.

Воздушная среда является путем передачи многих аэрогенных инфекций, возбудители которых обладают достаточной стойкостью. Через воздух распространяются возбудители коклюша, дифтерии, кори, скарлатины, гриппа.

В России за последние годы на фоне стабилизации инфекционной заболеваемости по отдельным нозологическим видам наблюдаются увеличение интенсивности вспышек острых кишечных инфекций и рост заболеваемости вирусной этиологии. Инфекции сегодня занимают второе-третье место среди прочих болезней населения нашей планеты. Известно, что нозологическая самостоятельность любого заболевания определяется прежде всего этиологическим агентом. При выполнении этого требования к инфекционным заболеваниям относятся 60–70 % всей заболеваемости населения. При этом среди десяти заболеваний, являющихся основными причинами смерти, семь имеют инфекционную природу.

Воздушным путем передаются такие заболевания, как натуральная оспа, туляремия, сибирская язва, туберкулез и др. Установлено, что во время чихания образуется до 40 000 мелких капелек, содержащих микроорганизмы. Инфицированные капельки, находясь во взвешенном состоянии, могут распространяться на значительные расстояния и представлять эпидемиологическую опасность.

Уровень бактериального загрязнения воздуха в помещениях зависит от воздухообмена, санитарного состояния и др. Принято считать, что атмосферный воздух является чистым в бактериологическом отношении, если число бактерий летом не превышает 750, а зимой – 150 в 1 м³.

Гигиенические требования к качеству атмосферного воздуха населенных мест

Основами регулирования качества атмосферного воздуха населенных мест являются гигиенические нормативы – предельно допустимые концентрации (ПДК) атмосферных загрязнений химических и биологических веществ, соблюдение которых обеспечивает отсутствие прямого или косвенного влияния на здоровье населения и условия его проживания. ПДК – такие концентрации, которые не оказывают на человека и его потомство прямого или косвенного воздействия, не ухудшают их работоспособности, самочувствия, а также санитарно-бытовых условий жизни людей.

Для отдельных веществ допускается использование ориентировочных безопасных уровней воздействия (ОБУВ), для которых устанавливаются сроки их действия.

В жилой зоне и на других территориях проживания должны соблюдаться ПДК и 0,8 ПДК – в местах массового отдыха населения, на территориях размещения лечебно-профилактических учреждений для длительного пребывания больных и центров реабилитации.

Предотвращение появления запахов, раздражающего действия и рефлекторных реакций у населения, а также острого влияния атмосферных загрязнений на здоровье в период кратковременных подъемов концентраций обеспечивается соблюдением максимальных разовых ПДК (ПДК мр).

Предотвращение неблагоприятного влияния на здоровье населения при длительном поступлении атмосферных загрязнений в организм обеспечивается соблюдением среднесуточных ПДК (ПДК ее).

Для веществ, имеющих только среднесуточные ПДК, при использовании расчетных методов определения степени загрязнения атмосферы используются ПДК ее (табл. 3).

Таблица 3

ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, принятые в России, и рекомендации ВОЗ

Соблюдение для жилых территорий ПДК, а для зон массового отдыха 0,8 ПДК обеспечивается с учетом суммации биологического действия веществ или продуктов их трансформации в атмосфере, а также загрязнения атмосферы за счет действующих, строящихся и намеченных к строительству объектов, являющихся источниками загрязнения атмосферного воздуха.

Состояние загрязнения воздуха несколькими веществами, наблюдаемыми в атмосфере города, оценивается с помощью комплексного показателя – индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для этого нормированные на соответствующие значения ПДК и средние концентрации различных веществ с помощью несложных расчетов приводят к величине концентраций сернистого ангидрида, а затем суммируют.

Степень загрязнения воздуха основными загрязняющими веществами находится в прямой зависимости от промышленного развития города. Наибольшие максимальные концентрации характерны для городов с численностью населения более 500 000 жителей. Загрязнение воздуха специфическими веществами зависит от вида промышленности, развитой в городе. Если в крупном городе размещены предприятия нескольких отраслей промышленности, то создается очень высокий уровень загрязнения воздуха, однако проблема снижения выбросов многих специфических веществ до сих пор остается нерешенной.

Профилактика загрязнения и оздоровление атмосферного воздуха

Охрана и оздоровление воздушного бассейна городов обеспечиваются комплексом защитных мер, в основе которых находится система государственных законодательных актов и нормативных регламентирующих документов по планировке, застройке и благоустройству населенных мест. Важнейшими документами в этой области являются следующие: Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» (с изменениями от 30 декабря 2001 г., 10 января, 30 июня 2003 г.), принятый Государственной Думой 12 марта 1999 г., Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы (СанПиН) 2.1.6.1032-01 «Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест», утвержденные постановлением Минздрава России от 17 мая 2001 г. № 14, и др.

В соответствии с законодательно-нормативными требованиями для защиты воздушного бассейна от загрязнения осуществляются меры конструктивно-технологического, планировочного и санитарно-технического характера.

Меры конструктивно-технологического характера включают разработку и применение технологий, обеспечивающих максимальное использование сырья, промежуточных продуктов и отходов производства по принципу безотходной или малоотходной технологии. К ним относятся также рекуперация растворителей, герметизация производственного оборудования и работа отдельных трактов в условиях разряжения, сокращение неорганизованных выбросов, замена сухих процессов мокрыми, применение бездымного, малодымного и малосернистого топлива и т. д.

Меры планировочного характера включают выбор под застройку хорошо проветриваемых площадок, свободных от явлений инверсии и кумуляции загрязнений; правильное взаиморасположение источников выбросов и жилых зон с учетом направлений розы ветров; создание санитарно-защитных зон между источниками выбросов и жилой застройкой.

Санитарно-защитные зоны в зависимости от ожидаемого характера и дальности распространения загрязнений могут иметь различную протяженность. В соответствии с СанПиН 2.2.1./2.1.1.1031-01 «Санитарно-защитные зоны» установлены для предприятий различные классы вредности по характеру загрязнения атмосферного воздуха. Таких классов выделено пять.

Размер санитарно-защитной зоны исчисляется от мест выделения загрязнений в атмосферу до жилых и общественных зданий, до границ территорий детских, лечебных, оздоровительных учреждений, сооружений спорта и отдыха. В пределах санитарно-защитной зоны большего класса вредности могут располагаться предприятия меньшего класса вредности с аналогичными вредными выделениями.

Меры санитарно-технического характера имеют целью уменьшение выброса в атмосферу взвешенных и газообразных загрязнителей, образование которых характерно для данного уровня производственной технологии. По задачам эти меры разделяются на меры, направленные на извлечение взвешенных веществ, и на меры, предусматривающие очистку выбросов в атмосферу от газообразных и парообразных загрязнителей. В первом случае применяются осадительные, инерционные и центробежные сооружения с методами сухой и мокрой фильтрации и электрофильтрации.

Очистка от газообразных и парообразных загрязнителей многообразна и осуществляется с учетом особенностей технологического процесса.

Борьба с загрязнениями воздушного бассейна автомобильным транспортом осуществляется средствами технического, планировочного и организационного характера.

К техническим мерам относятся регулировка двигателей до оптимального соотношения горючей смеси в санитарном отношении, применение газообразного топлива, использование газовых катализаторов и др.

К планировочным мерам защиты воздуха относятся следующие – функциональное деление транспортных магистралей города с выводом интенсивных автотранспортных потоков за пределы жилых районов, а транзитных – за пределы города; рациональная застройка улиц с применением газозащитных полос в виде зеленых насаждений, устройство транспортных развязок на основных магистралях с сооружением тоннелей и др.

Организационные меры защиты от загрязнения воздуха автотранспортом включают рациональное распределение транспортных потоков по их интенсивности, составу, времени и направлению движения, внедрение регулирования движения по принципу зеленой волны, систему контроля технического состояния транспортных средств, наблюдение за состоянием дорожных покрытий и др.

Среди веществ, наиболее часто являющихся причинами острых и хронических профзаболеваний, отмечаются оксид углерода (10,04 %), хлор (8,26 %), мышьяковистый водород (6,69 %), аммиак (6,1 %), свинец и его неорганические соединения (7,58 %), ртуть металлическая (6,02 %), марганец в сварочных аэрозолях (5,13 %), сероводород (3,79 %), водород фтористый (4,24 %), ксилол (3,12 %), сероуглерод (2,9 %).

Установлено, что у людей, профессионально имеющих дело с асбестом, повышена вероятность раковых заболеваний бронхов и диафрагмы, разделяющей грудную клетку и брюшную полость. Бериллий оказывает вредное воздействие (вплоть до возникновения онкологических заболеваний) на дыхательные пути, а также на кожу и глаза.

Пары ртути вызывают нарушение работы центральной нервной системы и почек. Поскольку ртуть может накапливаться в организме человека, то в конечном итоге ее воздействие приводит к расстройству умственных способностей.

Известно большое число факторов окружающей среды, которые вредно влияют на структуру и функцию щитовидной железы, увеличивая риск ее заболеваний (недостаток йода, серосодержащие органические вещества (тиоцианат, изотиоцианат), флавоноиды, полициклические ароматические углеводороды, полигидроксифенолы и производные фенола, фталевые эфиры и метаболиты, радиация). Наиболее очевидным эффектом таких факторов является увеличение щитовидной железы. Эти соединения влияют на процессы биосинтеза тиреоидных гормонов (окисления, органификации и конденсации). При обследовании 755 работников химического производства выявлено 35,6 % пациентов с патологией щитовидной железы. По данным Е. В. Веретениной, В. Г. Артамонововой, Р. В. Савинцева (2003), обнаружены снижение свободного тироксина, трийодтиронина, цинка и повышение хрома, свинца, стронция, антител к тиреоглобулину, что позволило сделать вывод о наличии непосредственной связи между дисбалансом микроэлементов, гормональным статусом, увеличением щитовидной железы и стажем работы на вредном производстве.

Обследования работников кабельной промышленности показали, что хлорбензол наряду с отчетливым гемотоксическим действием в концентрациях, превышающих 50–100 мг/м³, вызывает учащение синдрома вегетососудистой дистонии гипертонического типа.

Большую распространенность хронического пылевого бронхита среди рабочих теплоэлектростанций (ТЭС), подвергшихся воздействию сланцезольный пыли, отмечают Л. А. Дрозденко и соавт. (1976), Ю. М. Меркурьев (1977), Г. А. Плисюгина (1981), И. П. Пуссар и соавторы. (1981).

Профессиональный хронический бронхит у рабочих сланцевых ТЭС имеет сравнительно медленное развитие, но может усугубляться воздействием токсических газов (сернистого ангидрида, окиси углерода), имеющих место в рабочей зоне, и неблагоприятных метеорологических условий (Т. О. Татар, (1977), И. П. Пуссар и соавт., (1977), Б. М. Шамардин и соавт., (1977), что нередко приводит к развитию тяжелых форм бронхита с хронической дыхательной и сердечной недостаточностью.

Химические вещества, являющиеся профессиональными вредностями, могут также оказывать влияние на течение и исход болезней, непосредственно не связанных с трудовой деятельностью (сердечно-сосудистой и нервной систем, органов дыхания, кроветворных органов, кожи и др.). Так, НИИ медицины труда РАМН в проведенном эпидемиологическом исследовании установлено, что у работающих в условиях воздействия свинца (концентрация свинца на рабочих местах 0,31–0,39 мг/м³) достоверно повышен риск смерти от сердечно-сосудистой патологии и злокачественных новообразований, причем как у мужчин, так и женщин.

Результаты изучения смертности от общесоматических заболеваний свидетельствуют о том, что у работающих в условиях воздействия нитроэфиров (содержание нитроэфиров в рабочей зоне превышает ПДК до 42 раз), повышен риск смерти от сердечно-сосудистых заболеваний.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны – обязательные санитарные нормативы для использования при проектировании производственных зданий, технологических процессов, оборудования и вентиляции, а также для предупредительного и текущего санитарного надзора.

ПДК в воздухе рабочей зоны – такая концентрация вредных веществ, которая в течение 8-часового рабочего дня или рабочего дня другой продолжительности (но не более 41 ч в неделю) не вызывает отклонений в состоянии здоровья работающих, а также не влияет на настоящее и будущее поколения (ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»).

Гигиеническим законодательством установлены следующие виды ПДК. Среднесменная предельно допустимая концентрация (ПДКсс) – предельная концентрация, усредненная за 8-часовую рабочую смену.

Максимальная предельно допустимая концентрация (ПДКм) – максимальная концентрация, возникающая при ведении технологического процесса, усредненная при отборе проб за промежуток времени, равный 15 мин.

Максимальная предельно допустимая концентрация веществ, опасных для развития острого отравления (с остронаправленным механизмом действия и раздражающим), ПДКмо – максимальная концентрация, которая должна быть измерена за возможно более короткий промежуток времени, насколько позволяет метод определения данного вещества.

Для вредных веществ в воздухе рабочей зоны должны устанавливаться ПДК на основании данных медико-биологических исследований (см. табл. 4).

Вещества с остронаправленным механизмом действия – это вещества, опасные для развития острого отравления при кратковременном воздействии вследствие выраженных особенностей механизма действия (гемолитические, антиферментные (ингибиторы ключевых ферментов, регулирующих дыхательную функцию и вызывающих отек легких, остановку дыхания, ингибиторы тканевого дыхания), угнетающие дыхательный и сосудодвигательные центры и др.).

Для низколетучих, но активно проникающих через кожу вредных веществ должны устанавливаться тесты экспозиции.

На период, предшествующий проектированию производств, должны временно устанавливаться ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) путем расчета по физико-химическим свойствам или путем интерполяций и экстраполяции в рядах, близких по строению соединений или по показателям острой опасности.

В отдельных случаях по согласованию с органами государственного санитарного надзора допускается при проектировании производства использование ОБУВ величиной не менее 1 мг/м³ в воздухе рабочей зоны (умеренно и малоопасные вещества).

В остальных случаях ОБУВ не должны применяться при проектировании производства. ОБУВ должны пересматриваться через 2 года после их утверждения или заменяться ПДК с учетом накопленных данных о соотношении здоровья работающих с условиями труда.

Значения ПДК и ОБУВ для отдельных веществ представлены вступившими в действие Гигиеническими нормативами (ГН) 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны», утвержденными Главным государственным санитарным врачом РФ 27 апреля 2003 г., ГН 2.1.6.1339-103 «(ОБУВ) Ориентировочно безопасные уровни воздействия вредных веществ в атмосфере воздуха населенных мест», введенные постановлением № 116 от 30.05.2003 г.

Таблица 4

Отечественные и зарубежные нормативы (рекомендации) содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Примечание

Если в графе приведены две величины, то это означает, что в числителе – среднесменная ПДК, а в знаменателе – максимально допустимая концентрация.

В соответствии с устанавливаемыми ПДК или ОБУВ вредных веществ должны разрабатываться методы их контроля в воздухе рабочей зоны.

Контроль содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Среднесменные концентрации необходимы для расчета индивидуальной экспозиции, выявления связи изменений состояния здоровья работающих с их профессиональной деятельностью. При этом учитывается верхний предел колебаний концентраций (максимальные концентрации). Для веществ раздражающих и с остронаправленным механизмом действия при оценке связи выявленных нарушений в состоянии здоровья с условиями труда используют максимальные концентрации.

Результаты измерений максимальных концентраций прежде всего необходимы для инспекционного контроля над условиями труда, выявления неблагоприятных гигиенических ситуаций, решения вопросов о необходимости использования средств индивидуальной защиты, оценки технологического процесса, оборудования, санитарно-технических устройств.

Так как контроль над соблюдением максимальных концентраций проводится с целью недопущения значительных подъемов концентраций за короткий промежуток времени, отбор проб осуществляется на тех рабочих местах и с учетом тех технологических операций, при которых возможно выделение в воздушную среду наибольшего количества вредного вещества.

Для веществ, имеющих два норматива – ПДКсс и ПДКм, контролируют и не допускают превышения как средней за смену, так и максимальной концентраций.

Примечание

Аэрозоли преимущественно фиброгенного действия (АПФД) следует контролировать по среднесменным концентрациям, так как их ПДК являются среднесменными.

Для вредных химических веществ, не относящихся к раздражающим и к веществам с остронаправленным механизмом действия и имеющих один норматив (ПДКм), также следует определять фактические среднесменные и максимальные концентрации (сравнивая их с ПДКм).

В случае одной величины норматива – ПДКм или ОБУВ – концентрация вещества за любой 15-минутный промежуток времени смены не должна превышать этой величины. Для веществ, опасных для развития острого отравления, концентрацию, измеренную за более короткий (чем 15 мин) отрезок времени, установленный методом контроля данного вещества, сравнивают с нормативом – ПДКм.

При выделении в воздушную среду нескольких химических веществ или сложной смеси известного и относительно постоянного состава контроль над загрязнением воздуха допускается проводить как по ведущей (определяющей клинические проявления интоксикации), так и наиболее характерной для данной смеси компоненте.

При выборе конкретных методов контроля необходимо руководствоваться Методическими указаниями о способах определения вредных веществ в воздухе рабочей зоны, утвержденными Минздравом России. Аппаратура и приборы, используемые при санитарно-химических исследованиях, подлежат проверке в установленном порядке. Отбор проб воздуха проводят в зоне дыхания работника либо с максимальным приближением к ней воздухозаборного устройства (на высоте 1,5 м от пола).

Длительность отбора одной пробы воздуха определяется методом анализа и зависит от концентрации вещества в воздухе рабочей зоны. При контроле над максимальными концентрациями, если метод анализа позволяет отобрать несколько (2–3 и более) проб в течение 15 мин, вычисляют среднеарифметическую (при равном времени отбора отдельных проб) или средневзвешенную (если время отбора проб разное) величину из полученных результатов, которую сравнивают с ПДКм. В случае если метод контроля вещества предусматривает длительность отбора одной пробы за время, превышающее 15 мин, это следует рассматривать как исключение, и результат каждого измерения сравнивают с установленной для него ПДКм.

В зависимости от класса опасности вредного вещества рекомендуется следующая периодичность контроля: для веществ I класса опасности – не реже 1 раза в 10 дней; II класса – 1 раз в месяц; III класса – 1 раз в 3 месяца; IV класса – 1 раз в 6 месяцев. Контроль над соблюдением среднесменной ПДК проводится применительно к определенной профессиональной группе или конкретному работнику. Для характеристики профессиональной группы среднесменную концентрацию определяют не менее чем у 10 % работников данной профессии.

Измерение среднесменных концентраций приборами индивидуального контроля проводится при непрерывном или последовательном отборе в течение всей смены (но не менее 75 % ее продолжительности) при условии охвата всех производственных операций, включая перерывы (нерегламентированные), пребывание в операторных и др. При этом количество отобранных за смену проб зависит от концентрации вещества в воздухе и определяется методом контроля. Для достоверной характеристики воздушной среды необходимо получить данные не менее чем по трем сменам.

Среднесменную концентрацию можно определить на основе отдельных измерений с учетом всех технологических операций (основных и вспомогательных) и перерывов в работе. Количество проб при этом зависит от числа технологических операций, их длительности, но, как правило, должно быть не менее пяти. В этом случае среднесменная концентрация рассчитывается как концентрация средневзвешенная во время смены или определяется на основе обработки результатов пробоотбора графоаналитическим методом.

Профилактические меры загрязнения воздуха рабочей зоны

При разработке, организации и осуществлении технологических процессов, конструировании производственного оборудования и рабочего инструмента необходимо предусматривать отсутствие или, если это невозможно, установление предельно допустимых концентраций вредных или неприятно пахнущих веществ в воздухе рабочих зон.

Комплекс модернизации и разработки новых технологических процессов и производственного оборудования должен обеспечить:

1) замену технологических процессов и операций, связанных с возможным поступлением опасных и вредных производственных факторов, процессами и операциями, при которых указанные факторы отсутствуют или имеют допустимые параметры;

2) замену токсичных веществ на менее токсичные;

3) ограничение содержания примесей вредных веществ в исходном сырье и конечных продуктах, выпуск продукции в непылящих формах, герметизированных упаковках и др.;

4) применение технологий производства, исключающих непосредственный контакт работающих с вредными производственными факторами;

5) применение в производственном оборудовании конструктивных решений и средств защиты, направленных на уменьшение интенсивности выделения и локализацию вредных производственных факторов;

6) установку систем автоматического контроля, сигнализации и управления технологическим процессом при возможности внезапного загрязнения воздуха рабочей зоны веществами, которые могут вызвать острые отравления.

При санитарно-эпидемиологической экспертизе проектов нормативной и технической документации на новые виды технологических процессов, оборудования и инструмента следует учитывать наличие в них санитарно-эпидемиологических требований и норм, направленных на создание безопасных условий труда с учетом действующих нормативов.

При разработке, внедрении и проведении технологических процессов, проектировании и применении оборудования и инструмента следует предусматривать средства индивидуальной и коллективной защиты, предотвращающие возможное воздействие на работающих опасных и вредных производственных факторов с учетом их комбинированного воздействия.

При разработке, внедрении и проведении технологических процессов, проектировании и применении оборудования и инструмента допускается использовать новые химические вещества и материалы только при наличии или разработке и утверждении в установленном порядке гигиенических нормативов и оформлении санитарно-эпидемиологического заключения.

При производстве и применении микробных препаратов не допускаются к использованию в технологическом процессе патогенные штаммы, а также штаммы-продуценты, обладающие способностью носительства.

В соответствии с Санитарно-эпидемиологическими правилами СП 2.2.2.1327-03 определены:

1) требования к сырью, материалам, их складированию и транспортировке;

2) требования к технологическим процессам, оборудованию, материалам, характеризующимся выделением пыли;

3) требования к технологическим процессам и оборудованию, характеризующимися применением и выделением вредных веществ (газов, паров, жидкостей).

Санитарно-гигиенические требования к сырью, материалам, их складированию и транспортировке

Организации должны иметь утвержденную в установленном порядке документацию, санитарно-эпидемиологические заключения на все виды исходного сырья и материалов, используемых в технологическом процессе.

Доставку сырья в организации любым видом транспорта следует осуществлять наиболее безопасными и удобными для погрузки и разгрузки способами, максимально устраняющими ручные операции, исключающими опасность травматизма, физическое перенапряжение, возможность интоксикации, загрязнения тела, одежды работающих и окружающей территории.

Для материалов, доставляемых обычно навалом (щебня, гравия, песка, глины и др.), необходимо использовать механизированные способы погрузки и разгрузки. Порошковые и сыпучие материалы (цемент, гипс, фосфоритная мука и др.) транспортируются в специальных железнодорожных вагонах и автомашинах типа цементовозов, обеспечивающих беспыльную загрузку, транспортировку и разгрузку материалов.

Тара для транспортировки порошковых и сыпучих материалов должна изготавливаться из прочных материалов, обеспечивающих ее целостность при погрузочно-разгрузочных операциях. На таре для перевозки сырья, материалов (мешках, бочках, контейнерах и т. д.) должна иметься четкая соответствующая маркировка.

Для транспортировки токсичных и агрессивных жидких веществ должны использоваться специальные цистерны. Подача веществ в производственные помещения должна осуществляться по трубопроводам, изготовленным из материалов, стойких к действию химических соединений и обеспеченным надежными фланцами и арматурой, исключающими просачивание указанных веществ через неплотности.

Доставку агрессивных жидкостей следует осуществлять в специальной стеклянной или пластиковой таре, снабженной оплеткой. Транспортирование в цеха этих жидкостей должно производиться на специальных тележках.

Для транспортировки сжиженных газов в больших количествах (более 5 т) следует использовать специальный транспорт. В цеха при большом количестве потребления газы должны подаваться из складских емкостей по трубопроводам, а при малом расходе допускается их подача в баллонах.

Транспортировка пылящих материалов должна осуществляться по вакуум-пневматическим системам или с помощью транспортеров, полностью укрытых и снабженных местной вытяжной вентиляцией.

Приемные резервуары для жидких технических веществ и сжиженных газов должны превышать объем транспортных цистерн, с тем чтобы все содержимое заполняло резервуар без добавочных операций, связанных с переключением сливных труб.

Емкости для приема жидких токсичных веществ оборудуются уровнемерами и другими устройствами, обеспеченными автоматическими закрывающимися клапанами и сигнализацией для предупреждения их переполнения.

Организации должны иметь достаточной мощности склады, оборудованные подъемно-транспортными средствами, позволяющими полностью механизировать и обезопасить операции разгрузки и погрузки сырья и материалов. Складские помещения должны быть чистыми, сухими, с исправными крышами и полами, иметь освещенные проходы и проезды между стеллажами, секциями, входными и выходными проемами, регулярно убираться и ремонтироваться.

Помещения для хранения химических веществ оборудуются стеллажами, поддонами, снабжаются инвентарем, СИЗ, приспособлениями, необходимыми для безопасного обращения с химическими веществами. Полы и стены в них должны допускать влажную уборку и быть кислото– и щелочестойкими.

Хранение сыпучих материалов осуществляется в закрытых, защищенных от ветра складах. Допускается устройство открытых складов для материалов, поступающих навалом, при этом площадка для их хранения должна иметь твердое покрытие.

Подачу порошковых материалов в склады и разгрузку их необходимо осуществлять системами пневматических желобов, шнеков и пневмотранспорта, обеспеченных установками обеспыливания. Аспирационный воздух от этих систем перед выбросом наружу следует очищать от пыли.

Склады для малотоннажных изделий обеспечиваются транспортными средствами и подъемными механизмами в зависимости от габаритов, веса и назначения складируемых изделий.

Склады токсичных веществ с механизированной подачей должны быть связаны прямым телефоном или другой системой сигнализации с цехами.

Склады хранения токсичных отходов I класса опасности в обязательном порядке оборудуются автоматическими газоанализаторами контроля воздушной среды, сблокированными с системами вентиляции и звуковой сигнализации.

Требования к технологическим процессам, оборудованию, материалам, характеризующимся выделением пыли

Эти процессы должны:

1) быть механизированы и автоматизированы;

2) обеспечивать беспыльную транспортировку материалов;

3) предусматривать способы подавления пыли в процессе ее образования с применением воды (увлажнения, мокрого помоля, гидрозолоулавливания, мокрого обогащения) или других средств (аспирации, пенообразования, электрозаряда);

4) обеспечивать применение сырья и материалов в непылящих формах (гранулах, брикетах и т. п.). Управление процессом следует организовать с помощью дистанционных систем.

Применение поверхностно-активных веществ и других химических реактивов, обеспечивающих повышение смачиваемости пыли или незамерзание водных растворов, должны иметь санитарно-эпидемиологические заключения.

Производственное оборудование, при работе которого образуется пыль (дробильное, дозировочное, размольно-смесительное и др.), должно быть герметизировано и снабжено аспирационными устройствами, исключающими поступление запыленного воздуха в производственное помещение.

Рассев порошковых материалов на открытых ситах не допускается. Плоские сита, ситобураты, виброгрохоты, бункера для сбора мелочи оборудуются укрытиями и аспирационными устройствами. Разделение порошковых материалов по фракциям следует производить с помощью воздушных сепараторов или электромагнитных устройств, обеспеченных надежным укрытием и находящихся под разрежением.

Дозировка компонентов исходных порошкообразных материалов осуществляется с помощью закрытых автоматических дозаторов при массовом производстве или в специальных герметичных боксах при работе вручную на опытных производствах.

При ручном прессовании изделий дозировку и засыпку шихты в пресс-формы необходимо осуществлять с помощью автоматических дозаторов с укрытиями, оборудованными вытяжной вентиляцией от загрузочных отверстий бункеров, от приемников изделий, а также по периметру стационарной пресс-формы и от плунжера, подающего шихту в пресс-форму.

Для беспыльной выгрузки сыпучих материалов из мешков, бочек и другой мелкой тары рекомендуется применять раздаточные машины с аспирацией или вакуум-пневматические устройства. Мягкая тара после разгрузки должна поступать по закрытым коммуникациям в накопители, оборудованные системой местной вытяжной вентиляции.

Сушку порошковых и пастообразных материалов следует осуществлять в закрытых аппаратах непрерывного действия, оборудованных системами вытяжной вентиляции.

Фасовку и упаковку порошкообразных веществ необходимо осуществлять на специальном оборудовании, изолированном в боксах или установленном в отдельном помещении. Оборудование снабжается аспирационными укрытиями.

Не допускается производство пескоструйных работ с применением сухого песка. Очистка изделий дробью, металлическим песком и песком с водой должна производиться в герметичном оборудовании с дистанционным управлением. При этом при гидропескоструйной очистке надлежит предусматривать блокировку открывания ворот пескоструйных камер с работой насосов высокого давления.

Станки и инструмент для механической обработки материалов и изделий следует оборудовать местной вытяжной вентиляцией с пневматическими пыле– и стружкоприемниками. Конструкция станков должна обеспечивать удобную и безопасную уборку стружки.

При осуществлении всех видов работ, связанных с выделением асбестсодержащей пыли, решение вопросов по снижению загрязнения воздуха рабочих зон, контролю над содержанием пыли должно осуществляться в соответствии с требованиями действующих санитарно-эпидемиологических правил при работах с асбестом и асбестсодержащими материалами.

Аспирационные системы, а также системы орошения и гидропылеподавления надлежит блокировать с пусковыми устройствами технологического оборудования, исключающими его работу при отключенной вентиляции.

Воздуховоды вентиляционных систем, стены и элементы строительных конструкций цехов, проемы и поверхности окон, арматура освещения должны очищаться от пыли и копоти не реже 1 раза в 3 месяца.

При осуществлении технологических процессов, характеризующихся образованием и выделением пыли, для защиты органов дыхания от пыли все лица, занятые на работах, где концентрации пыли в воздухе рабочей зоны превышают ПДК, должны быть обеспечены респираторами, соответствующими требованиям действующих нормативных и методических документов. Режимы применения респираторов устанавливаются с учетом концентраций пыли в воздухе рабочей зоны, времени пребывания в них работающих.

Требования к технологическим процессам и оборудованию, характеризующимся применением и выделением вредных веществ

Организация технологических процессов и производственное оборудование должны исключать (для веществ I и II классов опасности) или резко ограничивать (для остальных веществ) возможность контакта работающих с вредными веществами путем проведения процесса в непрерывном замкнутом цикле, использования герметичной аппаратуры при широком применении комплексной автоматизации. При этом предпочтение должно быть отдано:

1) технологическим процессам, при которых отсутствуют высокотоксичные исходные и промежуточные продукты синтеза и снижено до минимума количество операций, связанных с выделением токсичных веществ (как-то кристаллизация, фильтрация, сушка и др.);

2) непрерывным технологическим циклам, проводящимся под вакуумом, разрежением, при низкой температуре.

Использование веществ I и II классов опасности допускается при непрерывном технологическом процессе в замкнутом цикле, закрытых технологических процессах. В отдельных случаях допускаются периодические технологические процессы, при этом необходимо предусмотреть изоляцию особо вредных участков работы, рациональную вентиляцию и обязательное использование соответствующих СИЗ.

Производственные процессы, при которых применяются или образуются вредные вещества I и II классов опасности, должны быть максимально механизированы. Следует предусмотреть автоматизированное или дистанционное управление процессом.

Пульты управления процессом следует размещать в изолированных помещениях при создании в них избыточного давления.

Фиксированные рабочие места с возможным выделением вредных веществ, устранение которых невозможно при современном уровне технологии, надлежит оборудовать укрытиями с аспирацией. При возможной конденсации паров в нижней части укрытия устанавливают сборник с отводом жидкости в закрытые емкости, возвратом их в технологический процесс или отводом на станции нейтрализации.

Загрузка и выгрузка жидкого сырья и полупродуктов должна осуществляться по закрытым коммуникациям с использованием самотека, вакуума, насосов. Подача водных растворов химических веществ открытым способом не допускается. При необходимости периодической подачи в аппараты сыпучих веществ или малых количеств жидкостей должны быть предусмотрены меры, обеспечивающие предупреждение выделения вредных веществ из аппаратов (например, герметичные двойные затворы).

Фланцевые соединения на аппаратах, трубопроводах и коммуникациях должны быть герметичными. Фланцы на трубопроводах для агрессивных веществ, в том числе крепких кислот и щелочей, укрываются защитными кожухами. Не допускается установка фланцев на трубопроводах, прокладываемых над местами движения людских потоков и транспорта. Использование фланцев допустимо только в местах подключения трубопровода к технологической аппаратуре.

Очистка, мойка, пропарка и обезвреживание емкостей должны производиться на специально оборудованных пропарочно-промывочных станциях или пунктах. К стационарным аппаратам, периодически подвергающимся обезвреживанию, чистке и мойке, должны быть подведены пар, вода и другие средства, предусмотрены устройства закрытых стоков и аспирационные укрытия. При этом следует обеспечивать сбор сточных вод с последующей их очисткой.

Процесс наполнения емкостей, сборников, мерных сосудов технологическими жидкостями обязательно снабжается системой сигнализации о максимальном допустимом уровне их заполнения.

Контроль содержания в воздухе рабочих зон химических веществ остронаправленного действия должен быть автоматическим, соответствовать требованиям действующих нормативных документов по контролю содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

В рабочих помещениях следует предусматривать гидранты, фонтанчики с автоматическим включением или души для немедленного смывания агрессивных химических веществ при попадании на кожные покровы и слизистые оболочки глаз.

При необходимости немедленного слива технологической жидкости в условиях аварийной ситуации или во время очистки и ремонта следует предусматривать запасные емкости.

Интерьер производственных помещений, в том числе трубопроводы для пара, воды, сжатого воздуха и других газов, вакуумных линий, кислот, химических растворов, следует окрашивать в цвета в соответствии с требованиями нормативной документации по проектированию цветовой отделки интерьеров производственных зданий промышленных организаций.

Внутренние поверхности технологической аппаратуры, а также укрытия, воздуховоды, вытяжные вентиляторы должны быть выполнены из коррозионно-устойчивых материалов.

При технологических процессах, особенностью которых является микробное загрязнение воздушной среды, очистка удаляемого из рабочих зон воздуха должна, кроме указанных выше способов, дополнительно предусматривать специальные методы очистки, обеспечивающие нормативные уровни содержания микроорганизмов-продуцентов, бактериальных препаратов и их компонентов в атмосферном воздухе.

Микроклимат рабочих помещений

Производственные помещения – замкнутые пространства в специально предназначенных зданиях и сооружениях, в которых постоянно (по сменам) или периодически (в течение рабочего дня) осуществляется трудовая деятельность людей. В процессе трудовой деятельности организм человека подвергается различной тепловой нагрузке.

Гигиенические требования устанавливаются к показателям микроклимата рабочих мест производственных помещений с учетом интенсивности энерготрат работающих, времени выполнения работы, периодов года, к методам измерения и контроля микроклиматических условий.

Показателями, характеризующими микроклимат в производственных помещениях, являются:

1) температура воздуха;

2) температура поверхностей;

3) относительная влажность воздуха;

4) скорость движения воздуха;

5) интенсивность теплового облучения.

Оптимальные микроклиматические условия установлены по критериям оптимального теплового и функционального состояния человека. Они обеспечивают общее и локальное ощущение теплового комфорта в течение 8-часовой рабочей смены при минимальном напряжении механизмов терморегуляции, не вызывают отклонений в состоянии здоровья, создают предпосылки для высокого уровня работоспособности и являются предпочтительными на рабочих местах (см табл. 5).

Допустимые микроклиматические условия установлены по критериям допустимого теплового и функционального состояния человека на период 8-часовой рабочей смены (см. табл. 6). Они не вызывают повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут приводить к возникновению общих и локальных ощущений теплового дискомфорта, напряжению механизмов терморегуляции, ухудшению самочувствия и понижению работоспособности.

Таблица 5

Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений (Санитарные правила и нормы (СанПиН) 2.2.4.548-96)

Допустимые величины показателей микроклимата устанавливаются в случаях, когда по технологическим требованиям, техническим и экономически обоснованным причинам не могут быть обеспечены оптимальные величины.

При обеспечении допустимых величин микроклимата на рабочих местах:

1) перепад температуры воздуха по высоте должен быть не более 3 °C;

2) перепад температуры воздуха по горизонтали, а также ее изменения в течение смены не должны превышать:

а) при категориях работ Iа и Iб – 4 °C;

б) при категориях работ IIа и IIб – 5 °C;

в) при категории работ III – 6 °C.

При этом абсолютные значения температуры воздуха не должны выходить за пределы величин, указанных в таблице 8 для отдельных категорий работ.

К категории Iа относятся работы с интенсивностью энерготрат до 120 ккал/ч (до 139 Вт), производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (ряд профессий на предприятиях точного приборо– и машиностроения, на часовом, швейном производствах, в сфере управления и т. п.).

К категории 16 относятся работы с интенсивностью энерготрат 121–150 ккал/ч (140–174 Вт), производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т. п.).

К категории II относятся работы с интенсивностью энерготрат 151–200 ккал/ч (175–232 Вт), связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких (до 1 кг) изделий или предметов в положении стоя или сидя и требующие определенного физического напряжения (ряд профессий в механосборочных цехах машиностроительных предприятий, в прядильно-ткацком производстве и т. п.).

К категории IIб относятся работы с интенсивностью энерготрат 201–250 ккал/ч (233–290 Вт), связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжестей до 10 кг и сопровождающиеся умеренным физическим напряжением (ряд профессий в механизированных литейных, прокатных, кузнечных, термических, сварочных цехах машиностроительных и металлургических предприятий и т. п.).

К категории III относятся работы с интенсивностью энерготрат более 250 ккал/ч (более 290 Вт), связанные с постоянными передвижениями, перемещением и переноской значительных (свыше 10 кг) тяжестей и требующие больших физических усилий (ряд профессий в кузнечных цехах с ручной ковкой, литейных цехах с ручной набивкой и заливкой опок машиностроительных и металлургических предприятий и т. п.).

При температуре воздуха на рабочих местах 25 °C и выше максимально допустимые величины относительной влажности воздуха не должны выходить за пределы:

1) 70 % – при температуре воздуха 25 °C;

2) 65 % – при температуре воздуха 26 °C;

3) 60 % – при температуре воздуха 27 °C;

4) 55 % – при температуре воздуха 28 °C.

Таблица 6

Допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений

При температуре воздуха 26–28 °C скорость движения воздуха, указанная в таблице 8 для теплого периода года, должна соответствовать диапазону:

1) 0,1–0,2 м/с – при категории работ Iа;

2) 0,1–0,3 м/с – при категории работ Iб;

3) 0,2–0,4 м/с – при категории работ IIа;

4) 0,2–0,5 м/с – при категориях работ IIб и III.

Допустимые величины интенсивности теплового облучения работающих на рабочих местах от производственных источников, нагретых до темного свечения (материалов, изделий и др.), должны соответствовать значениям, приведенным в таблице 7.

Таблица 7

Допустимые величины интенсивности теплового облучения поверхности тела работающих от производственных источников

Допустимые величины интенсивности теплового облучения работающих от источников излучения, нагретых до белого и красного свечения (раскаленный или расплавленный металл, стекло, пламя и др.), не должны превышать 140 Вт/м².

При этом облучению не должно подвергаться более 25 % поверхности тела, обязательным является использование средств индивидуальной защиты, в том числе средств защиты лица и глаз.

При наличии теплового облучения работающих температура воздуха на рабочих местах не должна превышать в зависимости от категории работ следующих величин: 1) 25 °C – при категории работ Iа;

1) 25 °C – при категории работ Iа;

2) 24 °C – при категории работ Iб;

3) 22 °C – при категории работ IIа;

4) 21 °C – при категории работ IIб;

5) 20 °C – при категории работ III.

Профилактические мероприятия

В целях профилактики неблагоприятного воздействия микроклимата должны быть использованы защитные мероприятия (например, системы местного кондиционирования воздуха, воздушное душирование, компенсация неблагоприятного воздействия одного параметра микроклимата изменением другого, спецодежда и другие средства индивидуальной защиты, помещения для отдыха и обогревания, регламентация времени работы (в частности, перерывы в работе), сокращение рабочего дня, увеличение продолжительности отпуска, уменьшение стажа работы и др.).

Для оценки сочетанного воздействия параметров микроклимата в целях осуществления мероприятий по защите работающих от возможного перегревания рекомендуется использовать интегральный показатель тепловой нагрузки среды (ТНС), величины которого приведены в таблице 8.

Тепловая нагрузка среды (ТНС) – сочетанное действие на организм человека параметров микроклимата (температуры, влажности, скорости движения воздуха, теплового облучения), выраженное одночисловым показателем в °С.

Таблица 8

Рекомендуемые величины интегрального показателя тепловой нагрузки среды (ТНС-индекса) для профилактики перегревания организма

Индекс тепловой нагрузки среды (ТНС-индекс) является эмпирическим показателем, характеризующим сочетанное действие на организм человека параметров микроклимата (температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового облучения).

ТНС-индекс определяется на основе величин температуры смоченного термометра аспирационного психрометра (t) и температуры внутри зачерненного шара (t).

Температура внутри зачерненного шара измеряется термометром, резервуар которого помещен в центр зачерненного полого шара; t отражает влияние температуры воздуха, температуры поверхностей и скорости движения воздуха. Зачерненный шар должен иметь диаметр 90 мм, минимально возможную толщину и коэффициент поглощения 0,95. Точность измерения температуры внутри шара ±0,5 °C.

ТНС-индекс рассчитывается по уравнению:

ТНС = 0,7 x t_вл + 0,3 x t_ш.

ТНС-индекс рекомендуется использовать для интегральной оценки тепловой нагрузки среды на рабочих местах, на которых скорость движения воздуха не превышает 0,6 м/с, а интенсивность теплового облучения – 1200 Вт/м.

Метод измерения и контроля ТНС-индекса аналогичен методу измерения и контроля температуры воздуха. Значения ТНС-индекса не должны выходить за пределы величин, рекомендуемых в таблице 8.

В целях защиты работающих от возможного перегревания или охлаждения при температуре воздуха на рабочих местах выше или ниже допустимых величин время пребывания на рабочих местах (непрерывно или суммарно за рабочую смену) ограничивается величинами, указанными в таблицах 9 и 10. При этом средне-сменная температура воздуха, при которой работающие находятся в течение рабочей смены на рабочих местах и местах отдыха, не должна выходить за пределы допустимых величин температуры воздуха для соответствующих категорий работ, указанных в таблице 9.

Таблица 9

Время пребывания на рабочих местах при температуре воздуха выше допустимых величин

Таблица 10

Время пребывания на рабочих местах при температуре воздуха ниже допустимых величин

Среднесменная температура воздуха (t) рассчитывается по формуле:

t_в = (t_в1 x 1 + t_в2 x 2+… + t_вn x n)/8,

где t, t_в1… t_вn  – температура воздуха (°С) на соответствующих участках рабочего места;

1, 2, …, n – время (ч) выполнения работы на соответствующих участках рабочего места; 8 – продолжительность рабочей смены (ч).

Требования к организации контроля и методам измерения микроклимата

Измерения показателей микроклимата в целях контроля их соответствия гигиеническим требованиям должны проводиться в холодный период года в дни с температурой наружного воздуха, отличающейся от средней температуры наиболее холодного месяца зимы не более чем на 5 °C, в теплый период года – в дни с температурой наружного воздуха, отличающейся от средней максимальной температуры наиболее жаркого месяца не более чем на 5 °C. Частота измерений в оба периода года определяется стабильностью производственного процесса, функционированием технологического и санитарно-технического оборудования.

При выборе участков и времени измерения необходимо учитывать все факторы, влияющие на микроклимат рабочих мест (фазы технологического процесса, функционирование систем вентиляции и отопления и др.). Измерения показателей микроклимата следует проводить не менее 3 раз в смену (в начале, середине и конце). При колебаниях показателей микроклимата, связанных с технологическими и другими причинами, необходимо проводить дополнительные измерения при наибольших и наименьших величинах термических нагрузок на работающих.

Измерения следует проводить на рабочих местах. Если рабочим местом являются несколько участков производственного помещения, то измерения осуществляются на каждом из них.

При наличии источников локального тепловыделения, охлаждения или влаговыделения (нагретых агрегатов, окон, дверных проемов, ворот, открытых ванн и т. д.) измерения следует проводить на каждом рабочем месте в точках, минимально и максимально удаленных от источников термического воздействия.

В помещениях с большой плотностью рабочих мест при отсутствии источников локального тепловыделения, охлаждения или влаговыделения участки измерения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха должны распределяться равномерно по площади помещения в соответствии с таблицей 11.

При работах, выполняемых сидя, температуру и скорость движения воздуха следует измерять на высоте 0,1 и 1,0 м, относительную влажность воздуха – на высоте 1,0 м от пола или рабочей площадки. При работах, выполняемых стоя, температуру и скорость движения воздуха следует измерять на высоте 0,1 и 1,5 м, а относительную влажность воздуха – на высоте 1,5 м.

Таблица 11

Минимальное количество участков измерения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха

При наличии источников лучистого тепла тепловое облучение на рабочем месте необходимо измерять от каждого источника, располагая приемник прибора перпендикулярно падающему потоку. Измерения следует проводить на высоте 0,5; 1,0 и 1,5 м от пола или рабочей площадки.

Температуру поверхностей следует измерять в случаях, когда рабочие места удалены от них на расстояние не более 2 м.

Температуру и относительную влажность воздуха при наличии источников теплового излучения и воздушных потоков на рабочем месте следует измерять аспирационными психрометрами. При отсутствии в местах измерения лучистого тепла и воздушных потоков температуру и относительную влажность воздуха можно измерять психрометрами, не защищенными от воздействия теплового излучения и скорости движения воздуха. Могут использоваться также приборы, позволяющие раздельно измерять температуру и влажность воздуха.

Скорость движения воздуха следует измерять анемометрами вращательного действия (крыльчатыми, чашечными и др.). Малые величины скорости движения воздуха (менее 0,5 м/с), особенно при наличии разнонаправленных потоков, можно измерять термоэлектроанемометрами, а также цилиндрическими и шаровыми кататермометрами при защищенности их от теплового излучения.

Температуру поверхностей следует измерять контактными приборами (типа электротермометров) или дистанционными (пирометрами и др.).

Интенсивность теплового облучения следует измерять приборами, обеспечивающими угол видимости датчика, близкий к полусфере (не менее 160°), и чувствительными в инфракрасной и видимой области спектра (актинометрами, радиометрами и т. д.).

Диапазон измерения и допустимая погрешность измерительных приборов должны соответствовать требованиям таблицы 12.

Таблица 12

Требования к измерительным приборам

По результатам исследования составляется протокол, в котором отражаются общие сведения о производственном объекте, размещении технологического и санитарно-технического оборудования, источниках тепловыделения, охлаждения и влаговыделения, приведены схема размещения участков, на которых измеряются параметры микроклимата, и другие данные.

В заключение протокола дается оценка результатов выполненных измерений на соответствие нормативным требованиям.

Освещенность

Одним из основных вопросов охраны труда является организация рационального освещения производственных помещений и рабочих мест.

Производственное освещение обеспечивает зрительное восприятие объектов окружающего человека пространства. Оно имеет исключительно большое значение, поскольку около 90 % информации поступает к человеку через зрительный канал.

Качество производственного освещения в значительной мере сказывается на безопасности и производительности труда человека. При плохом освещении человек быстро устает, работает менее продуктивно, возникает потенциальная опасность ошибочных действий и несчастных случаев. По имеющимся данным около 5 % травм можно объяснить недостаточным или нерациональным освещением, а в 20 % оно способствовало возникновению травм. Кроме того, плохое освещение может привести к профессиональным заболеваниям, например таким, как близорукость.

Правильно спроектированное и выполненное производственное освещение улучшает условия зрительной работы, снижает утомляемость, способствует повышению производительности труда, благотворно влияет на производственную среду, оказывая положительное психологическое воздействие на работающего, повышает безопасность труда и снижает травматизм.

В условиях современного производства важным фактором улучшения условий труда в целом является оптимизация количественных и качественных характеристик освещения рабочих мест.

Решение вопроса рационального освещения производственных помещений и рабочих мест улучшает условия зрительной работы, ослабляет зрительное и нервное утомление, способствует повышению внимания и улучшению координационной деятельности. Хорошее освещение усиливает деятельность дыхательных органов, способствуя увеличению поглощения кислорода.

Напряженная зрительная работа вследствие нерационального освещения может явиться причиной функциональных нарушений в зрительном анализаторе и привести к расстройству зрения, а в тяжелых случаях и к полной его потере.

Усталость органов зрения зависит от степени напряженности процессов, сопровождающих зрительное восприятие.

Основная задача освещения в производственных помещениях состоит в обеспечении оптимальных условий для видения. Эта задача решается выбором наиболее рациональной системы освещения и источников света.

Для освещения производственных помещений используется освещение трех видов: естественное, обусловленное энергией Солнца и рассеянного света небосвода, искусственное, осуществляемое электрическими лампами, и смешанное, т. е. сочетание естественного и искусственного освещения.

Искусственное освещение по функциональному назначению подразделяется на следующие виды: рабочее, аварийное, эвакуационное и охранное.

Рабочее освещение обеспечивает необходимые условия освещенности при нормальном режиме работы осветительных установок.

Аварийное освещение обеспечивает минимально необходимые осветительные условия для продолжения работы при временном выходе из строя рабочего освещения.

Эвакуационное освещение служит для эвакуации людей из помещений при авариях рабочего освещения в местах, опасных для прохода людей, на лестницах и основных проходах производственных помещений.

Охранное освещение (при отсутствии специальных технических средств охраны) должно предусматриваться вдоль границ территорий, охраняемых в ночное время.

Искусственное рабочее освещение промышленных предприятий осуществляется с помощью двух систем – общего освещения и комбинированного освещения, т. е. совокупности местного и общего освещения.

Гигиенические требования к естественному освещению помещений жилых и общественных зданий

Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь естественное освещение.

Естественное освещение подразделяется на следующие типы – боковое, верхнее и комбинированное (верхнее и боковое).

При верхнем или комбинированном естественном освещении помещений любого назначения нормируется среднее значение коэффициента естественной освещенности (КЕО) в точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и рабочей поверхности. Расчетная точка принимается в геометрическом центре помещения или на расстоянии 1 м от поверхности стены, противостоящей боковому светопроему.

При комбинированном естественном освещении допускается деление помещения на зоны с боковым освещением (зоны, примыкающие к наружным стенам с окнами) и зоны с верхним освещением. Нормирование и расчет естественного освещения в каждой зоне производятся независимо друг от друга.

При двухстороннем боковом освещении помещений любого назначения нормированное значение КЕО должно быть обеспечено в геометрическом центре помещения (на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и рабочей поверхности).

Расчет естественного освещения помещений производится без учета мебели, оборудования, озеленения и деревьев, а также при 100 %-ном использовании светопрозрачных заполнений в светопроемах. Допускается снижение расчетного значения КЕО от нормируемого КЕО не более чем на 10 %.

Расчетное значение средневзвешенного коэффициента отражения внутренних поверхностей помещения следует принимать равным 0,5.

Неравномерность естественного освещения помещений с верхним или комбинированным естественным освещением не должна превышать 3:1. Расчетное значение КЕО при верхнем и комбинированном естественном освещении в любой точке на линии пересечения условной рабочей поверхности и плоскости характерного вертикального разреза помещения должно быть не менее нормированного значения КЕО при боковом освещении в соответствии с существующими нормами.

При одностороннем боковом освещении в жилых зданиях нормируемое значение КЕО должно быть обеспечено в расчетной точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и плоскости пола на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов: в одной комнате – для 1-, 2– и 3-комнатных квартир и в двух комнатах – для 4-х комнатных квартир, и более.

В остальных комнатах многокомнатных квартир и в кухне нормируемое значение КЕО при боковом освещении должно обеспечиваться в расчетной точке, расположенной в центре помещения на плоскости пола.

При одностороннем боковом освещении жилых комнат общежитий, гостиных и номеров гостиниц нормируемое значение КЕО должно быть обеспечено в расчетной точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и плоскости пола в геометрическом центре помещения.

При одностороннем боковом освещении в помещениях детских дошкольных учреждений нормируемое значение КЕО должно быть обеспечено:

1) в групповых и игровых помещениях – в расчетной точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и плоскости пола на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов;

2) в остальных помещениях – в расчетной точке, расположенной в геометрическом центре помещения на рабочей поверхности.

При одностороннем боковом освещении помещений школ, школ-интернатов, профессионально-технических и средних специальных учебных заведений нормируемое значение КЕО должно быть обеспечено:

1) в учебных и учебно-производственных помещениях – в расчетной точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1,2 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов;

2) в остальных помещениях – в расчетной точке, расположенной в геометрическом центре помещения на рабочей поверхности.

При одностороннем боковом освещении помещений учреждений здравоохранения нормируемое значение КЕО должно быть обеспечено:

1) в палатах больниц, в палатах и спальных комнатах объектов социального обеспечения (интернатов, пансионатов для престарелых инвалидов и т. п.), санаториев и домов отдыха – в расчетной точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и плоскости пола на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов;

2) в кабинетах врачей, ведущих прием больных, в смотровых, в приемно-смотровых боксах, перевязочных – в расчетной точке, расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов;

3) в остальных помещениях – в расчетной точке, расположенной в центре помещения на рабочей поверхности.

Искусственное освещение помещений подразделяется на общее и комбинированное.

Рабочее искусственное освещение следует предусматривать для всех помещений зданий, а также участков открытых пространств, предназначенных для работы, прохода людей и движения транспорта.

Нормируемые значения освещенности устанавливаются в точках ее минимального значения на рабочей поверхности внутри помещений для разрядных источников света.

Для общего освещения помещений следует использовать разрядные лампы и (или) лампы накаливания.

Для местного освещения, кроме разрядных источников света, допускается использование ламп накаливания, преимущественно галогенных.

Прочерки в таблице означают отсутствие предъявляемых требований.

В помещениях общественных зданий следует применять систему общего освещения. Рекомендуется применение системы комбинированного освещения в помещениях общественных зданий, где выполняется напряженная зрительная работа.

Общее освещение в помещениях общественных зданий должно быть равномерным.

Общее локализованное освещение допускается предусматривать:

1) в помещениях со стационарным крупным оборудованием (торговых залах магазинов, архиво– и книгохранилищах);

2) в выставочных помещениях с постоянно фиксированными плоскостями экспозиции;

3) в помещениях, в которых рабочие места расположены группами, сосредоточенными на отдельных участках (пошивочных и ремонтных мастерских, гладильных, лабораториях);

4) в помещениях, на разных участках которых выполняются работы различной точности, требующие разных уровней освещенности.

Уровни суммарной засветки окон жилых зданий, палат лечебных учреждений, палат и спальных комнат объектов социального обеспечения световыми приборами наружного освещения не должны превышать следующих значений средней вертикальной освещенности:

1) 7 лк – при норме средней яркости проезжей части 0,4 кд/м²;

2) 10 лк – при норме средней яркости проезжей части 0,6–1,0 кд/м²;

3) 20 лк – при норме средней яркости проезжей части 1,2–1,6 кд/м².

Таблица 13

Нормируемые показатели естественного, искусственного и совмещенного освещения помещений жилых зданий (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03)

Примечание.

В жилых домах и квартирах приведенные значения освещенности, показателя дискомфорта и коэффициента пульсации являются рекомендуемыми.

Уровни суммарной засветки окон жилых зданий, палат лечебных учреждений, палат и спальных комнат объектов социального обеспечения от архитектурного, рекламного освещения, а также установок освещения строительных площадок не должны превышать более чем на 10 % величин, приведенных выше.

Размещение пульсирующих рекламных установок допускается при отсутствии прямой видимости их воздействия в точке, расположенной на расстоянии 1 м от геометрического центра светопроема.

Совмещенное освещение помещений жилых и общественных зданий допускается предусматривать в случаях, когда это требуется по условиям выбора рациональных объемно-планировочных или градостроительных решений, за исключением жилых комнат домов и общежитий, гостиных и номеров гостиниц, спальных помещений санаториев и домов отдыха, групповых и игральных детских дошкольных учреждений, палат лечебно-профилактических учреждений, палат и спальных комнат объектов социального обеспечения (интернатов, пансионатов для престарелых и инвалидов и т. п.).

При совмещенном освещении общественных зданий нормируемые значения КЕО должны составлять от нормированных значений КЕО при естественном освещении:

1) не менее 87 % для учебных и учебно-производственных помещений школ, школ-интернатов, учебных заведений начального и среднего профессионального образования;

2) не менее 60 % для остальных помещений.

При совмещенном освещении нормируемую освещенность в учебных и учебно-производственных помещениях школ, школ-интернатов, профессионально-технических и средних специальных учебных заведений следует повышать на одну ступень по шкале освещенности в соответствии с установленными нормами.

При совмещенном освещении учебных и учебно-производственных помещений школ, школ-интернатов, учебных заведений начального и среднего профессионального образования следует предусматривать раздельное включение рядов светильников, расположенных параллельно светопроемам.

Гигиенические требования к производственному освещению, основанные на психофизических особенностях восприятия света и его влияния на организм человека, могут быть сведены к следующим.

1. Спектральный состав света, создаваемый искусственными источниками, должен приближаться к естественному.

2. Уровень освещенности должен быть достаточным и соответствовать гигиеническим нормам, учитывающим условия зрительной работы.

3. Равномерность и естественность уровня освещенности должны обеспечиваться в помещении во избежание частой переадаптации и утомления зрения.

4. Освещение не должно создавать блесткости как самих источников света, так и других предметов в пределах рабочей зоны.

Таблица 14

Нормируемые показатели естественного, искусственного и совмещенного освещения основных помещений общественного здания, а также сопутствующих им производственных помещений (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03)

Примечание.

<*> В жилых домах и квартирах приведенные значения освещенности, показателя дискомфорта и коэффициента пульсации являются рекомендуемыми.

<**> Норма дана для ламп накаливания.

Проектирование системы общего искусственного освещения представляет собой последовательное решение таких задач, как:

1) выбор типа источников света (ламп);

2) выбор типа светильников;

3) размещение светильников в плане помещения и определение их количества;

4) расчет светового потока ламп светильников;

5) выбор стандартной лампы.

Исходными данными для расчета являются:

1) гигиенические нормы освещенности Е_min(лк);

2) габаритные размеры производственного помещения A x B x H (м);

3) коэффициенты отражения рабочих поверхностей, поверхностей стен и потолка.

Нормативные документы рекомендуют во всех случаях в качестве источников света использовать люминесцентные лампы.

Их достоинство:

1) высокая световая отдача (до 75 лм/вт и более);

2) продолжительный срок службы (до 10 000 ч);

3) малая яркость светящейся поверхности;

4) спектральный состав излучаемого света.

Одним из недостатков таких ламп является высокая пульсация светового потока, вызывающая утомление зрения. Поэтому коэффициент пульсации освещенности регламентирован в пределах 10–20 % в зависимости от разряда зрительной работы.

Светильники выбирают с учетом характеристик рабочей среды в помещении.

Освещенность на рабочем месте должна соответствовать характеру зрительной работы, который определяется следующими тремя параметрами:

1) объектом различимости (наименьший размер рассматриваемого предмета);

2) фоном (поверхность, прилегающая непосредственно к объекту различения);

3) контрастом объекта с фоном, характеризующимся соотношением яркостей рассматриваемого объекта.

При оборудовании помещения необходимо учитывать воздействие на психику человека цвета. Цветовая гамма рабочего помещения должна быть выдержана в спокойных, мягких тонах.

Для получения равномерного освещения светильники располагают симметричными рядами, при этом расстояние между светильниками в ряду, между рядами светильников и от края светильников до стен не должно превышать:

L = λ x h,

где L – расстояние между светильниками в ряду и между рядами светильников;

λ – коэффициент, зависящий от типа светильников;

h – высота расположения светильников над рабочей поверхностью, м.

Световой поток одного светильника определяется методом коэффициента использования светового потока по формуле:

F_св = (Е_min x S x К x Z) / (N_св x g),

где Е_min – гигиеническая норма освещенности;

S – площадь помещения;

К – коэффициент запаса, зависящий от запыленности воздуха в помещении;

Z – коэффициент неравномерности освещения;

N – количество светильников;

g = [A x B] / [h (A + B)].

Световой поток лампы определяется в зависимости от количества ламп в светильнике.

Таким образом, световой поток от одного светильника равен:

F_св = (200 x 180 x 1,5 x 1,1) / (1 x 1,8) = 3300.

В помещении применимы люминесцентные лампы дневного света типа ЛД65-4.

Нормирование естественного освещения производится с помощью коэффициента естественной освещенности (КЕО), выраженного в процентах:

КЕО = ЕВ x 100 / ЕН,

где ЕВ – освещенность точки внутри помещения, лк;

ЕН – одновременная наружная освещенность горизонтальной поверхности рассеянным светом небосвода (без учета прямых солнечных лучей), лк. Значения КЕО при естественном и совмещенном освещении рабочих поверхностей приведены в табл. 15.

Таблица 15

Коэффициент естественного освещения при естественном и совмещенном освещении рабочих поверхностей

Шумы относятся к числу вредных для человека загрязнений окружающей среды. Представление о шуме включает всякие неприятные или нежелательные звуковые воздействия, мешающие восприятию полезных сигналов, нарушающие тишину, оказывающие вредное или раздражающее влияние на организм человека, снижающие его работоспособность.

Шум – это беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности.

Звук – колебания частиц воздушной среды, которые воспринимаются органами слуха человека в направлении их распространения. Звук как физический процесс представляет собой волновое движение упругой среды. Ощущает человек механические колебания с частотами от 20 до 20 000 Гц.

С возрастом этот диапазон суживается, особенно за счет понижения слышимости высоких тонов, до частот 12 000 Гц и даже 6000–8000 Гц.

Ультразвуковой диапазон – свыше 20 кГц, инфразвук – меньше 20 Гц, устойчивый слышимый звук – 1000–3000 Гц.

Физические характеристики шума:

1) интенсивность звука, J (Вт/м²);

2) звуковое давление, P (Па);

3) частота, f (Гц).

При распространении звуковых волн имеет место перенос звуковой энергии, величина которого определяется интенсивностью звука.

Интенсивность звука – звуковая мощность на единицу площади, передаваемая в направлении распространения звуковой волны, количество энергии, переносимое звуковой волной за 1 с через площадь в 1 м², перпендикулярно распространению звуковой волны. J – интенсивность в точке измерения (Вт/м²).

Интенсивность звука связана со звуковым давлением выражением.

I=VP,

где P – среднеквадратичное звуковое давление;

V – среднеквадратичное значение колебательной скорости частиц в звуковой волне.

Звуковое давление – дополнительное давление воздуха, которое возникает при прохождении через него звуковой волны. Звуковое давление – переменная составляющая давления воздуха, возникающая вследствие колебаний источника звука, накладывающаяся на атмосферное давление.

Минимальное звуковое давление и минимальная интенсивность звуков, едва различимых слуховым аппаратом человека, называются пороговыми.

Чувствительность слухового аппарата человека наибольшая в диапазоне 2000–5000 Гц. Эталонный звук – звук частотой 1000 Гц. При этой частоте порог слышимости по интенсивности 10–12 Вт/м², а соответствующее ему звуковое давление р₀– 210 Па. Порог болевого ощущения I_тах =10 Вт/м². Различие в 1013 раз.

Учитывая протяженный частотный диапазон (20–20 000 Гц) при оценке источника шума, используется логарифмический показатель, который называется уровнем интенсивности (дБ).

Уровень звука обычно выражают в дБ.

При расчетах и нормировании используется такой показатель, как уровень звукового давления (дБ).

P – звуковое давление в точке измерения (Па);

P₀ – пороговое значение 2 x 10^–5 (Па).

При распространении звуковых волн в воздухе в каждой точке звукового поля возникают попеременные сжатие и разрежение, что приводит к изменению давления в среде по сравнению с атмосферным (статическим) давлением. Разность между атмосферным давлением и давлением в данной точке звукового поля называется звуковым давлением P (Па).

Звуковое давление, воспринимаемое ухом человека, может меняться от порога слышимости до болевого порога в 10E + 10 раз. При этом ощущение степени изменения звукового давления (субъективное восприятие человеком) согласно психофизическому закону Вебера – Фехнера почти совпадает с логарифмической кривой. Поэтому в акустике для оценки звуковых воздействий на человека принято использовать не абсолютные величины изменения звукового давления, а относительные – логарифмические.

Принято измерять и оценивать относительные уровни интенсивности звука и звукового давления по отношению к пороговым значениям, выраженным в логарифмической форме.

Уровень интенсивности: LI = 10 lg I / 10.

Уровень звукового давления: Lp = 20 lg P / P₀.

Слышимый диапазон составляет 0–140 дБ.

Характеристикой непосредственно источника шума является его звуковая мощность (P) – общее количество звуковой энергии, излучаемой в окружающее пространство в секунду.

Уровень звуковой мощности источника шума LP = 10 lg P / P₀, где Р₀ – пороговая величина, равная 10–12 Вт.

Интенсивность звукового давления в слуховом диапазоне варьирует от 0 до 140 (дБ), что соответствует физическим пределам давления от 2 x 10^–5 до 102 Па (1 Па соответствует 1 н/м²).

Если давление P₀ = 2 x 10^–5 Па представляет порог слышимости, то уровень звукового давления 102 Па (140 дБ) вызывает у человека болевое ощущение, а дальнейшее увеличение давления грозит разрушением слухового аппарата. Каждому увеличению уровня звука на 10 дБ соответствует возрастание звукового давления на порядок, т. е. в 10 раз.

Таблица 16

Характеристика восприятия звука органом слуха человека

Так как органы слуха человека обладают неодинаковой чувствительностью к звуковым колебаниям различной частоты, весь диапазон частот на практике разбит на октавные полосы. Диапазон звуковых частот подразделяется на октавные полосы, характерные тем, что у них верхние частоты вдвое больше нижних граничных частот. Соответственно удваиваются средние частоты смежных полос при переходе к более высоким частотам. Их принято называть среднегеометрическими частотами.

Весь спектр разбит на восемь октавных полос: 45–90; 90–180; 180–360,5600–11 200.

Среднегеометрические частоты октавных полос: 63,125, 250…, 8000.

Октава – полоса частот с границами f1 – f2, где f2 / f1 = 2.

Среднегеометрическая частота fСТ = 63, 125, 250, 500, …

Спектры бывают дискретными, сплошными, тональными.

Шум в диапазоне 20–400 Гц называется низкочастотным, от 400 до 1000 Гц – среднечастотным, более 1000 Гц – высокочастотным. Шум, в котором представлены различные звуковые частоты, считается широкополосным, а если прослушивается звук определенной частоты – тональным. При тональном шуме, который труднее переносится человеком, чем широкополосный, уровень звукового давления на одной из частот октавной полосы превышает уровни на других частотах этой полосы на 6 дБ или более.

По степени стабильности звучания различают постоянный, прерывистый, непостоянный и импульсный шумы.

Постоянный шум характерен колебаниями давления во времени не более 5 дБ.

Прерывистый шум – разновидность постоянного, прерываемого паузами и звучащего между ними не менее 1 с.

Непостоянный шум – шум, интенсивность которого меняется во времени более чем на 5 дБ.

Импульсный шум – непостоянный шум с мгновенными (менее 1 с) изменениями звукового давления.

Звуковой комфорт – 20 дБ; шум проезжей части улицы – 60 дБ; интенсивное движение – 80 дБ; работа пылесоса – 75–80 дБ; шум в метро – 90–100 дБ; концерт – 120 дБ; взлет самолета – 145–150 дБ; взрыв атомной бомбы – 200 дБ.

Характер шума в жилой зоне

Шум в жилой зоне имеет особенно существенное значение для большинства городского населения. Шумовой режим городских территорий определяется воздействием целого ряда источников внешнего шума. К таким источникам прежде всего относятся средства автомобильного, железнодорожного и воздушного транспорта, ряд промышленных предприятий и установок, а также другие шумовые воздействия, связанные с различными видами жизнедеятельности населения.

Источники этого шума можно подразделить на три группы:

1) внемикрорайонные;

2) микрорайонные (квартальные);

3) внутридомовые.

К источникам шума вне микрорайонов относятся транспорт города, транспорт внешний (авиация, железная дорога, водный транспорт), промышленные предприятия, учреждения культуры, искусства, отдыха. К источникам шума в микрорайонах относятся транспортные средства, трудовые процессы, спортивные и игровые площадки, детские ясли-сады, школы.

Шум автотранспорта

Шум автотранспорта является интенсивным, широкополосным, непостоянным. Он, как и шум других средств городского транспорта, является наиболее значимым, так как его генерирует огромное число источников транспортных средств, мигрирующих по всей территории в любое время суток. Интенсивность транспортных потоков на городских магистралях достигает сотен тысяч единиц транспортных средств в час. По данным И. Л. Карагодиной и соавт. (1972) с ростом интенсивности транспортного движения примерно на 1 дБ в год возрастает уровень шума в крупных городах.

Шум грузовых машин большой мощности наряду с низкочастотными составляющими имеет интенсивные высокочастотные компоненты (до 87 дБ на частоте 2000 Гц), шум легковых машин отличается преобладанием низких частот (пик 90 дБ на частоте 125 Гц). Низкие и средние частоты доминируют в шуме автобусов и грузовиков небольшой мощности.

Источниками шума в движущемся автомобиле являются поверхности силового агрегата, системы впуска и выпуска, агрегаты трансмиссий, колеса в контакте с дорожным покрытием, колебания подвески и кузова, взаимодействие кузова с потоком воздуха. В шумовых характеристиках проявляются общий технический уровень и качество автомобиля и дороги.

Шум, издаваемый автомобилем, возрастает на 8–10 дБ при увеличении от минимума до максимума числа оборотов двигателя, на 2 дБ – у дизельных двигателей и на 10–15 дБ – у карбюраторных двигателей при увеличении нагрузки.

Транспортные факторы (интенсивность, состав, скорость движения, эксплуатационное состояние автомобилей, вид перевозимых грузов) оказывают наибольшее влияние на уровень шума. Немалое значение имеют и дорожные факторы. Для грузовых машин наибольший шум создает двигатель, особенно когда ему приходится работать на пониженных передачах. Но для легковых машин важнее шум качения. Конечно, вряд ли можно ожидать, что в целях сокращения шума будут ограничивать мощность грузовиков или снижать сцепление шин с покрытием, уменьшая этим безопасность движения на высоких скоростях. Проведенные в ФРГ исследования не выявили особого преимущества пористых или очень гладких покрытий, хотя по данным МАДИ шероховатые покрытия, особенно в мокром состоянии, могут увеличивать шум на 5–7,5 дБ.

Общий уровень шума автотранспортных средств (легкового автомобиля – 83–86 дБ, автобуса – 82–90 дБ, небольшого грузовика – 85–86 дБ, мощного грузовика – до 92 дБ) весьма значителен.

Интенсивность уличного шума, в связи с тем что транспортный шум является непостоянным, зависит от интенсивности транспортных потоков. Эта зависимость была изучена И. Л. Карагодиной, Г. Л. Осиповым, И. А. Шишкиным (1972).

Материалы исследований свидетельствуют, что при увеличении интенсивности потока расчетный и эквивалентный уровни шума возрастают от 70–71 дБ при потоке 100 экипажей в час до 76–77 дБ при потоке 1000 экипажей в час, до 82 дБ при потоке 10 000 экипажей в час. При плохом состоянии проезжей части уровень шума соответственно возрастает.

Шум от городского электротранспорта также достигает значительных уровней: до 71–74 дБ – от троллейбусов, до 85–90 дБ – от трамваев. Шум троллейбусов преимущественно низкочастотный; шум трамвая характеризуется высокими уровнями на средних частотах.

Наземные линии метрополитена являются источниками среднечастотного непостоянного шума с уровнем звука в 7 м от оси пути состава 80–85 дБ.

Шум городского транспорта характерен суточными колебаниями интенсивности в связи с изменением плотности и состава транспортных потоков.

Шум железнодорожного транспорта. Во время движения состава среднечастотный шум генерируется при работе двигателя и ходовой части локомотива, а также в результате движения вагонных тележек, ударов и дребезжания деталей тормозных систем и сцепки вагонов.

Шум тепловоза составляет 100–110 дБ у выхлопной трубы и 83–89 дБ на расстоянии 50 м, шум околовагонных колес при скорости 70–80 км/ч достигает 125–130 дБ. Уровни звука поездов (грузовых, пассажирских, электрических) при скорости движения 50–60 км/ч равны 90–92 дБ. На границе грузовых, сортировочных станций, депо уровни звука достигают 90–101 дБ.

Авиационный транспортный шум распространяется на жилую территорию в результате недостаточного удаления аэропортов и в случаях, когда направления взлета и захода на посадку пересекают жилую территорию.

Одними из наиболее мощных источников шума являются вертолеты и самолеты, особенно сверхзвуковые. Значителен шум турбиновинтовых реактивных самолетов: взлет самолета – 145–150 дБ. При этом в жилой зоне некоторых городов создается значительная интенсивность звука – от 80 до 100 дБ А (г. Минеральные воды, Сыктывкар, Новосибирск, Екатеринбург). Шум создается также при прогреве моторов и рулении (до 70–90 дБ в г. Сыктывкаре на расстоянии 1 км от взлетно-посадочной полосы).

Шумы самолетов обычно низкочастотные, но в широкополосном спектре шума реактивных самолетов высокие уровни звукового давления генерируются в области частот до 2000 Гц.

На интенсивность шума и площадь распространения существенное влияние оказывают метеорологические условия (скорость ветра, распределение температуры воздуха по высоте, облака и осадки).

Особенно острый характер проблема шума приобрела в связи с эксплуатацией сверхзвуковых самолетов. С ними связаны шумы, звуковой удар и вибрация жилищ вблизи аэропортов. Современные сверхзвуковые самолеты порождают шумы, интенсивность которых значительно превышает предельно допустимые нормы.

Шумы, создаваемые самолетами, вызывают ухудшение слуха и другие болезненные явления у работников наземных служб аэропорта, а также у жителей населенных пунктов, над которыми пролетают самолеты. Отрицательное воздействие на людей зависит не только от уровня максимального шума, создаваемого самолетом при полете, но и от продолжительности действия, общего числа пролетов за сутки и фонового уровня шумов.

Производственные шумы в большинстве случаев имеют локальное значение, их уровень в жилой зоне зависит от уровня в месте образования, гасящих свойств конструктивных элементов производственных зданий и сооружений, наличия экранирующих элементов, удаленности источника от жилой застройки и др. Интенсивность, частотный состав и характер этих шумов, время и длительность их генерации могут варьировать в широких пределах.

Внутримикрорайонные шумы возникают в результате движения транспортных средств и механизмов (автомашин, мусороуборочных машин и др.), ручных операций по уходу за территорией и перегрузки товаров, материалов, отходов, тары, игр на детских и спортивных площадках и т. д.

Шум механизмов и транспортных средств по своим параметрам приближается к уличному и может достигать уровней 75–90 дБ. Импульсный шум с уровнями звука до 70 дБ возникает при разгрузке товаров, подвозимых к магазинам. Разнообразные по уровню (62–78 дБ) и частотной характеристике шумы возникают при спортивных играх в зависимости от характера инвентаря, вида игры и активности голосовой связи.

Внутридомовые шумы образуются при работе санитарно-технического (водопровода, канализации и др.) и транспортного (лифтов, мусоропроводов) оборудования в жилой части здания, при эксплуатации технологического оборудования объектов, встроенных в жилой дом, при работе в квартирах электробытовых приборов, радио– и видеоаппаратуры, играх детей и т. д. Эти шумы имеют разнообразные частотные спектры, различный характер и значительную интенсивность (до 72–90 дБ).

Влияние городского шума на организм человека

Основным фактором, определяющим степень влияния шума на условия жизни и здоровье населения, является уровень звукового давления.

Специфическое действие шума – медленно прогрессирующее снижение слуха по типу кохлеарного неврита (нейросенсорная тугоухость за счет нарушения звуковоспринимающего аппарата).

Неспецифическое действие шума – сосудистые неврозы, неврастении.

Шумы малой интенсивности (до 60 дБ) оцениваются человеком психологически на основе условий восприятия. Для этого уровня шумов характерно субъективное отношение к ним – сенсибилизация к шуму постоянного источника, терпимое отношение. В связи с большим количеством звуковых сигналов постоянный шум малой интенсивности, воздействуя на кору больших полушарий головного мозга, вызывает напряжение корковых процессов, состояние утомления и беспокойства, как утверждали Брум, Злемел (1962), Копен (1955), Смит, Лайд, Карагодина и соавт. (1972).

Таблица 17

Допустимые уровни звукового давления, уровни звука, эквивалентные и максимальные уровни звука проникающего шума в помещениях жилых и общественных зданий и шума на территории жилой застройки

Относительно более чувствительно ухо человека к звукам в пределах 800–6000 Гц и особенно 3000–4000 Гц.

При равной интенсивности, тональности и длительности звучания хуже переносятся шумовые помехи в ночное время суток.

Раздражающее воздействие звука (шума) на человека зависит от его интенсивности, спектрального состава и продолжительности воздействия. Шумы со сплошными спектрами менее раздражительны, чем шумы узкого интервала частот. Наибольшее раздражение вызывает шум в диапазоне частот 3000–5000 Гц. (см. табл. 17).

По В. И. Пальгову (1962), количество жалоб на сильное раздражающее действие шума составило при интенсивности уличного шума 70 дБ – 38 %, при уровне 71–75 дБ – 58 %, при 76–80 дБ – 72 %. По И. Л. Карагодиной и соавт., в квартирах, обращенных окнами на улицу, при уровнях шума 50–80 дБ проживающие жалуются на раздражающее действие шума, нарушение сна, помехи умственному труду, затруднение разговора и т. п. Жаловались 87–100 % опрошенных, жалобы появлялись при превышении уровня 35 дБ.

Шум низкочастотного спектра со спадом 3–6 дБ на октаву, имеющий суммарный уровень звука 35 дБ, не вызывает физиологических сдвигов; показатели порогов слуховой чувствительности, световой чувствительности адаптированного к темноте глаза, глубины сна, полученные при этой интенсивности, аналогичны данным при исследовании в тишине (в условиях звуковой изоляции). При суммарном уровне звука 40 дБ возникают нестойкие изменения слуховой чувствительности с восстановлением слуха на частотах 63, 125, 250 Гц через 3,5–10 мин. Показатели световой чувствительности глаз при воздействии шума в течение 5 и 15 мин снижаются и затем постепенно возвращаются к норме; наступают сдвиги показателей глубины сна (период засыпания – в норме не более 20 мин; продолжительность спокойного сна – в норме 70–2 %; коэффициент активности – в норме 0,09). При суммарном уровне звука 50 дБ и воздействии шума в течение 50 мин происходит снижение остроты слуха на частоте 63 Гц на 14 дБ, на частоте 125 Гц – до 23 дБ, на частоте 250 Гц – до 22 дБ, возвращаясь к норме после выключения источника шума через 10–20 мин; световая чувствительность глаза быстро снижается, медленно восстанавливается после прекращения действия шума (30 мин и дольше); наблюдаются изменения показателей нарушения сна.

Многочисленными исследованиями установлено, что в период адаптации к звуковым раздражителям чувствительность органов слуха к ним снижается, а после прекращения действия раздражителя чувствительность восстанавливается. Если раздражитель действует чрезмерно сильно и длительное время, то быстро наступает утомление. По своему утомляющему воздействию точка звука неравноценна (чем выше звук, тем это воздействие больше). Так, звуки частотой 2000–4000 Гц оказывают утомляющее действие уже при 80 дБ. Отмечается стойкое понижение слуха при воздействии шума тоном 4096 Гц (независимо от частоты шума). Шум интенсивностью более 90 дБ даже при низкой частоте оказывал утомляющее действие, по данным В. И. Новроцкого (1967).

Показатели физиологических функций сердечно-сосудистой системы при уровнях шума 60–70 дБ меняются несущественно, но при уровне звука 80 дБ наряду с тенденцией к понижению систолического и повышению диастолического давления возникают колебания артериального давления до 20–30 мм рт. ст., изменения в ЭКГ (в результате удлинения сердечного цикла и уменьшения частоты сердечных сокращений, снижается амплитуда пульсовой волны, как следствие, сужения кожных артерий).

При интенсивности шума 145–140 дБ возникают вибрации в мягких тканях носа и горла, а также в костях черепа и зубах. Если интенсивность превышает 140 дБ, то начинают вибрировать грудная клетка, мышцы рук и ног, появляются боль в ушах и голове, крайняя усталость и раздражительность; при уровне шума свыше 160 дБ может произойти разрыв барабанных перепонок. Однако шум губительно действует не только на слуховой аппарат, но и на центральную нервную систему человека, работу сердца, служит причиной многих других заболеваний.

Шум относится к тем факторам, к которым нельзя привыкнуть. Человеку лишь кажется, что он привык к шуму, но акустическое загрязнение, действуя постоянно, разрушает здоровье человека. Акустическое загрязнение оказывает неблагоприятное воздействие на все системы организма. В первую очередь страдают нервная, сердечно-сосудистая системы и органы пищеварения. Существует зависимость между заболеваемостью и длительностью проживания в условиях акустического загрязнения. Рост болезней наблюдается после проживания в течение 8–10 лет при воздействии шума с интенсивностью выше 70 дБ. Городской шум можно отнести к причинам возникновения гипертонической болезни, ишемической болезни сердца. Под воздействием шума ослабляется внимание, снижается физическая и умственная работоспособность. Постоянное воздействие шума (более 80 дБ) приводит к гастриту и язвенной болезни желудка.

Таким образом, непосредственно в период действия звука и некоторое время после того в организме человека возникают изменения функций слухового и зрительного анализаторов, центральной нервной и сердечно-сосудистой систем. Под влиянием шума ограничивается способность зрительной и акустической ориентации человека в окружающей среде. В связи с напряжением органов и систем организма, снижением возможности освободиться от утомления после физической и умственной деятельности в дневное время под влиянием шума снижается продуктивность умственного труда.

Отрицательное влияние шума на организм детей установлено рядом исследований. В частности, доказано В. И. Пальтовым (1964), что под влиянием шума, интенсивность которого превышает 45 дБ, у школьников понижается слуховая чувствительность, снижается умственная работоспособность, возрастает содержание в крови адреналиноподобных веществ (с 2,78 % при уровне шума 30 дБ до 4,11 % при шуме 47 дБ), снижается количество сахара.

Очень чувствительны к шуму больные люди, отмечают С. А. Солдаткина (1967) В. И. Пальгов, С. И. Эппельс (1968), особенно с заболеваниями нервной и сердечно-сосудистой систем, а также тяжелые больные в послеоперационный период. Под влиянием шума у них изменяются некоторые показатели, характеризующие функции нервной и сердечно-сосудистой систем, задерживается выздоровление и удлиняется продолжительность лечения в стационаре.

Эффект действия шума на человека зависит также от частоты звуковых колебаний. Раздражающее влияние звуков усиливается тональными и высокочастотными составляющими. Оно возрастает с увеличением частоты, особенно начиная с 700 Гц. От частоты звука зависят возможность и степень утомления слухового анализатора – большей высоте звука сопутствует более выраженный эффект. Наряду с этим относительно более раздражающими, чем звуки средней части речевого спектра, являются шумы низкочастотные (около 100 Гц).

Существенны ближайшие и отдаленные последствия воздействия шума на вегетативную нервную систему ввиду ее связи с органами чувств, по данным Е. Ц. Андреевой-Галаниной и соавт. (1972). Уровень шума 40–50 дБ может быть причиной вегетативной реакции у спящего человека. Длительность восстановления вегетативных функций находится в прямой зависимости от продолжительности шума, от неожиданности его возникновения. Неблагоприятное влияние оказывает прерывистый, импульсный шум. Привыкание к шуму на вегетативных реакциях не проявляется.

К наиболее выраженным вегетативным реакциям относятся расстройства периферического кровообращения, в частности сужение капилляров кожи и слизистых оболочек. Постоянное действие шума в результате нарушения секреторной и моторной функций желудка может способствовать возникновению гастрита и язвенной болезни. Увеличение интенсивности городского шума способствует росту заболеваемости населения неврозами.

Шум больших городов приводит к снижению остроты слуха у населения. Ослабление слуха под влиянием шума, известное на протяжении веков как следствие вредных профессиональных условий, в современных городах приобретает новую причинную обусловленность. Влияние городского шума становится соизмеримым с действием производственных условий.

Отрицательное действие интенсивного шума на население города может отражаться на уровне и структуре общей заболеваемости. По данным В. И. Пальгова (1964), после 10 лет проживания в условиях воздействия шума интенсивностью 80 дБ и выше отмечается рост заболеваемости населения.

Гигиеническая регламентация уровней шума в жилой зоне

Для предотвращения неблагоприятного влияния шума на здоровье человека решающее значение имеют санитарно-гигиенические нормативы допустимых уровней звука, поскольку они определяют разработку тех или иных мер по шумозащите в городах.

В результате многочисленных и разносторонних исследований были определены недействующие и пороговые уровни шума, которые легли в основу нормирования. За допустимый был принят такой уровень (ПДУ) шума, при длительном действии которого не происходит отрицательных изменений в физиологических реакциях, наиболее чувствительных и адекватных шуму, и в субъективном самочувствии.

Допустимый уровень шума – это уровень, который не вызывает у человека значительного беспокойства и существенных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов, чувствительных к шуму.

Нормируемыми параметрами постоянного шума являются уровни звукового давления L, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами: 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц. Для ориентировочной оценки допускается использовать уровни звука LA, дБ. Слуховой аппарат человека более чувствителен к звукам высоких частот, поэтому нормируемые значения звукового давления уменьшаются с увеличением f.

Нормируемыми параметрами непостоянного шума являются эквивалентные (по энергии) уровни звука LA, дБ, и максимальные уровни звука LA_max, дБ.

Оценка непостоянного шума на соответствие допустимым уровням должна проводиться одновременно по эквивалентному и максимальному уровням звука. Превышение одного из показателей рассматривается как несоответствие санитарным нормам.

Допустимые значения уровней звукового давления в октавных полосах частот, эквивалентных и максимальных уровней звука проникающего шума в помещениях жилых и общественных зданий и шума на территории жилой застройки следует принимать по таблице 18 (СН 2.2.4/2.1.8.562-96).

Допустимые уровни шума от внешних источников в помещениях устанавливаются при условии обеспечения нормативной вентиляцией помещений (для жилых помещений, палат, классов – при открытых форточках, фрамугах, узких створках окон).

Эквивалентные и максимальные уровни звука в дБ для шума, создаваемого на территории средствами автомобильного, железнодорожного транспорта, в 2 м от ограждающих конструкций первого эшелона шумозащитных типов жилых зданий, зданий гостиниц, общежитий, обращенных в сторону магистральных улиц общегородского и районного значения, железных дорог, допускается принимать на 10 дБ выше (поправка – +10 дБ) указанных в позициях 9 и 10 таблице 18.

Уровни звукового давления в октавных полосах частот в дБ, уровни звука и эквивалентные уровни звука в дБ для шума, создаваемого в помещениях и на территориях, прилегающих к зданиям, системами кондиционирования воздуха, воздушного отопления и вентиляции и другим инженерно-технологическим оборудованием, следует принимать на 5 дБ ниже (поправка равна –5 дБ) указанных в таблице 18 (поправку для тонального и импульсного шума в этом случае принимать не следует).

Для тонального и импульсного шумов следует принимать поправку –5 дБ.

Меры предупреждения воздействия шума на организм человека в условиях населенных мест

Санитарные нормы допустимого шума дают возможность разработать технические, архитектурно-планировочные и административные мероприятия, направленные на создание шумового режима, отвечающего гигиеническим требованиям, в городской застройке, зданиях различного назначения, позволяют сохранить здоровье и работоспособность населения. Для защиты от шума могут применяться следующие основные методы – устранение причин шумообразования или ослабление его в источнике возникновения, снижение шума по пути его распространения и непосредственно в объекте защиты.

Для защиты от шума проводятся различные мероприятия – технические, направленные на снижение шума в источнике; архитектурно-планировочные, направленные на рациональные приемы планировки зданий, территорий застройки; строительно-акустические, направленные на ограничение шума при его распространении, а также организационные и административные, направленные на предотвращение (запрещение) или регулирование во времени эксплуатации тех или иных источников шума.

Защита от шума внешних источников включает регламентацию собственного шума источников и условия их размещения в городской черте, обеспечение территориальных разрывов между источниками и жилой зоной, возведение экранирующих сооружений, создание шумозащитных зеленых насаждений, конструктивные меры защиты жилых и общественных зданий.

Мероприятия для обеспечения требуемого снижения уровней звукового давления воздушного шума:

1) снижение уровней звуковой мощности источников шума;

2) снижение уровня звуковой мощности по пути распространения звука, обеспечиваемое устройством глушителей, рациональной планировкой зданий, применением звукоизолирующих конструкций с повышенной звукоизоляцией (ограждений, окон, дверей) и звукопоглощающих конструкций в помещениях с источниками шума;

3) изменение акустических качеств помещения, в котором находится расчетная точка, путем увеличения звукопоглощения этого помещения (применение звукопоглощающих облицовок и штучных звукопоглотителей).

Для защиты от шума необходимы новые решения по использованию материалов со звукоизоляцией и звукопоглощающими свойствами при проектировании зданий, производственного оборудования, транспортных средств.

Звукоизоляцией помещений от воздушного шума называется ослабление звуковой энергии при передаче ее через ограждение. Чаще всего звукоизолирующими ограждениями являются стены, перегородки, окна, двери, перекрытия.

Звукоизоляцией от ударного шума называется способность перекрытий снижать шум в помещении под перекрытием при его возбуждении ударами (при хождении, передвижении мебели и т. п.). В последнее время за рубежом широко применяют звукоизолирующие вентиляционные окна, которые обеспечивают высокую звукоизоляцию и одновременно позволяют проветривать помещение.

Звукопоглощающие конструкции – конструкции, предназначенные для поглощения звука. К таким конструкциям относятся звукопоглощающие облицовки ограждающих поверхностей помещений и штучные звукопоглотители.

Целесообразно применять строительно-акустические методы борьбы – шумозащитные строительно-акустические методы борьбы (шумозащитные сооружения и устройства, экраны, шумозащитные полосы озеленения, а для жилых помещений зданий – также конструкции оконных проемов с повышенной звукоизоляцией).

Решение этой непростой задачи развивалось по пути проектирования так называемых шумозащитных (или шумозащищенных) зданий. По способам защиты от шума эти здания подразделялись на два типа.

1. Дома со специальной архитектурно-планировочной структурой и объемно-пространственным решением, в которых были реализованы такие принципы, как расположение комнат общего пользования со стороны источника шума (транспортной магистрали) и соответственно спален – со стороны двора; включение в состав жилого дома дополнительных подсобных помещений группового пользования для создания гибкой планировочной структуры.

Таблица 18

Предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука для основных наиболее типичных видов трудовой деятельности и рабочих мест (СН 2.2.4/2.1.8.562-96).

Примечания

1. Допускается в отраслевой документации устанавливать более жесткие нормы для отдельных видов трудовой деятельности с учетом напряженности и тяжести труда.

2. Запрещается даже кратковременное пребывание в зонах с уровнями звукового давления свыше 135 дБ в любой октавной полосе.

2. Дома, окна и балконные двери которых имеют повышенную звукоизолирующую способность и снабжены специальными вентиляционными устройствами, совмещенными с глушителями шума.

Звукоизоляция внешнего шума конструкцией окна может быть определена по формуле:

RA = LA_{экв. ул} – LA_{экв. пом} + 10 lg (S / A), (1),

где LA_{экв. ул} – для транспортного потока;

RA – индекс звукоизоляции остекления в дБ;

S – площадь окна (всех окон в данном помещении, ориентированных на источник шума), м²;

А – эквивалентная площадь звукопоглощения в помещении (средняя в диапазоне 125–1000 Гц), м². Определяется как сумма произведений коэффициентов звукопоглощения отдельных поверхностей на их площади. В акустических расчетах оконных конструкций принимается равной 0,4–0,8.

Формула (1) показывает значение звукоизоляции остекления в реальных городских условиях, выраженное в дБ. В рекламных проспектах фирм, как правило, также приводится значение индекса звукоизоляции RW, выраженное в дБ, полученное при испытаниях в лаборатории под воздействием постоянного шума, оказывающего такое же воздействие на человека, как и непостоянный городской шум. Величина RW не учитывает специфики воздействия транспортного шума и определяется исходя только из разницы уровней звукового давления без учета звукопоглощения в конкретном помещении. При этом в большинстве практических случаев величины RA и RW могут быть определены из зависимости (И. В. Борискина, А. А. Плотников, А. В. Захаров):

RA = 0,6 RW + 6

Кроме того, разрабатывались также варианты, в которых были реализованы комбинированные решения. Таким образом, тенденция к проектированию шумозащитных домов отражала комплексный подход к решению градостроительных и строительно-акустических задач, направленных на формирование благоприятного акустического климата в зданиях.

Учитывая особое значение городского транспорта, являющегося источником 60–80 % шумов, проникающих в жилые и общественные здания, большое значение имеют регулирование транспортных потоков в городе, выделение городских и районных магистралей. Рациональное их распределение позволяет снизить интенсивность шума на жилых территориях, в помещениях. С этой целью вводятся также одностороннее движение транспорта на ряде улиц и ограничение движения грузового транспорта в ночное время, создаются транспортные развязки и принимаются меры к выводу транзитных потоков на окружные дороги.

Запрет грузового движения дает снижение уровня шума примерно на 10 дБ. Аналогичный эффект дает исключение движения мотоциклов. Ограничение скорости движения ниже 50 км/час, как правило, не дает снижения шума. Территориальные разрывы дают возможность в определенной мере снизить уровень шума в микрорайонах, жилых и общественных зданиях.

Ограничение внутренних шумов в жилых зданиях достигается рядом конструктивных решений.

Машинное помещение лифтов не допускается располагать непосредственно над и под жилыми помещениями, а также смежными с ними. Шахты лифтов не должны примыкать к стенам, ограждающим жилые комнаты. Кухни, ванны, санузлы следует объединять в отдельные блоки, примыкающие к стенам лестничных клеток или к таким же блокам соседних помещений и отделенные от жилых помещений коридором, тамбуром или холлом; запрещаются навеска трубопроводов и санитарных приборов на ограждающие конструкции жилых комнат, а также примыкание к ним ванных комнат и канализационных стояков.

Работа в условиях повышенного шума на первых порах вызывает быструю утомляемость, обостряет слух на высоких частотах. Затем человек как бы привыкает к шуму, чувствительность к высоким частотам резко падает, начинается ухудшение слуха, которое постепенно развивается в тугоухость и глухоту.

Изменения, возникающие в органе слуха, некоторые исследователи объясняют травмирующим действием шума на периферический отдел слухового анализатора – внутреннее ухо. Этим же обычно объясняют первичную локализацию поражения в клетках внутренней спиральной борозды и спирального (кортиева) органа. Имеется мнение, что в механизме действия шума на орган слуха существенную роль играет перенапряжение тормозного процесса, которое при отсутствии достаточного отдыха приводит к истощению звуковоспринимающего аппарата и перерождению клеток, входящих в его состав. Некоторые авторы склонны считать, что длительное воздействие шума вызывает стойкие нарушения в системе кровоснабжения внутреннего уха, которые являются непосредственной причиной последующих изменений в лабиринтной жидкости и дегенеративных процессов в чувствительных элементах спирального органа.

В патогенезе профессионального поражения органа слуха нельзя исключить роль ЦНС. Патологические изменения, развивающиеся в нервном аппарате улитки при длительном воздействии интенсивного шума, в значительной мере обусловлены переутомлением корковых слуховых центров.

Механизм профессионального снижения слуха обусловлен изменениями некоторых биохимических процессов. Так, гистохимические исследования спирального органа у подопытных животных, содержавшихся в условиях воздействия шума, позволили обнаружить изменения в содержании гликогена, нуклеиновых кислот, щелочной и кислой фосфатаз, янтарной дегидрогеназы и холинэстеразы. Приведенные сведения полностью не раскрывают механизма действия шума на орган слуха. По-видимому, каждый из указанных моментов имеет определенное значение на каком-то из этапов поражения слуха в результате воздействия шума.

Возникновение неадекватных изменений в ответ на воздействие шума обусловлено обширными анатомо-физиологическими связями слухового анализатора с различными отделами нервной системы. Акустический раздражитель, действуя через рецепторный аппарат слухового анализатора, вызывает рефлекторные сдвиги в функциях не только его коркового отдела, но и других органов.

Диапазон отрицательного воздействия шума на человека огромен. Различают специфические шумовые изменения, возникающие в органе слуха, и неспецифические, которые появляются в различных органах и системах организма. Всем известно раздражающее действие даже легкого шума как во время отдыха, так и на работе. Изменения психики при шумовом воздействии дали основание называть звуковой стресс болезнью современности. Под влиянием шума могут возникать расстройства периферического кровообращения и деятельности сердца, гипертоническая болезнь, заболевания органов пищеварения, зрения и др. Сейчас говорят уже не просто о тугоухости, а о шумовой болезни.

Профессиональная шумовая патология развивается у всех людей по-разному. Это обусловлено различными факторами:

1) характером и длительностью шумового воздействия (в течение рабочего дня и на протяжении многих лет работы);

2) возрастом и общим состоянием здоровья рабочего;

3) индивидуальной чувствительностью органа слуха к шумовому воздействию и т. д.

Шумовому поражению слухового анализатора могут также способствовать заболевания среднего уха (особенно воспалительного характера) и другие поражения улитки.

Основные признаком воздействия шума является снижение слуха по типу кохлеарного неврита. Профессиональное снижение слуха обычно бывает двусторонним. Стойкие изменения слуха вследствие воздействия шума, как правило развиваются медленно. Нередко им предшествует адаптация к шуму, который характеризуется нестойким снижением слуха, возникающим непосредственно после его воздействия и исчезающим вскоре после прекращения его действия. Начальные проявления тугоухости чаще всего встречаются у лиц со стажем работы в условиях шума около 5 лет.

Важная этиологическая роль в развитии изменений со стороны сердечно-сосудистой системы принадлежит шумовому фактору. У рабочих котлотурбинных цехов теплоэлектростанций, где отмечаются высокие уровни шума, нарушения со стороны нервной и сердечно-сосудистой систем выявлялись в большем проценте случаев и значительно раньше профессионального снижения слуха. Роль профессионально-производственных факторов в развитии сердечно-сосудистой и нервной патологий подтверждается и увеличением их частоты с возрастанием стажа работы, отмечает Ю. П. Пальцев (1982).

Основными производственными вредностями на судах остаются шум и вибрации. За последние 5 лет зарегистрированное при исследованиях число рабочих мест, не соответствующих санитарным нормам по «Уровням шума на морских судах», выросло на 50 %, а не отвечающих санитарным нормам по «Уровню вибрации на морских судах» – увеличилось в 4 раза. Структуру профзаболеваемости на морском транспорте и рыбодобывающем флоте определяют заболевания органов слуха, опорно-двигательного аппарата и органов дыхания.

Зависимость между условиями труда и состоянием здоровья летного состава прослеживается очень наглядно. Среди факторов летного труда, вызывающих отрицательные изменения в здоровье членов экипажей, особую роль играют высокий уровень шумов, общая вибрация, колебания атмосферного давления на взлетах, посадках и при изменениях направления полета, недостаток кислорода во вдыхаемом воздухе (гипоксия). Наиболее вредное влияние на организм (особенно в вертолетах и турбовинтовых самолетах) оказывает виброшумовой фактор. Систематическое воздействие авиационного шума, превышающего допустимый уровень в 1,3–1,7 раза, приводит к развитию профессионального заболевания органа слуха – кохлеарного неврита. Достоверная связь этого заболевания с воздействием шумового фактора установлена профпатологическими центрами Минздрава России. Дополнительно авиационный шум вызывает усталость, головную боль, нарушение сна, повышение артериального давления и другие невротические, астенические и вегетососудистые дисфункции, по данным Г. Гухмана (2001).

Иллюстрацией влияния производственного шума на психоэмоциональную сферу деятельности человека является то, что при высоких требованиях к точности и надежности управления современным самолетом повышенные уровни шумов оказывают отрицательное воздействие на работоспособность и быстроту принятия информации экипажем. Человеческий фактор все чаще становится определяющим при возникновении аварий в технических системах. По данным ИКАО в 1985–1990 гг. около 80 % авиакатастроф связаны с ошибочными действиями экипажей авиалайнеров.

Предельно допустимый уровень (ПДУ) шума – это уровень фактора, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе (но не более 40 ч в неделю) в течение всего рабочего стажа не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Соблюдение ПДУ шума не исключает нарушения здоровья у сверхчувствительных лиц.

Характеристиками постоянного шума на рабочих местах являются уровни звукового давления в дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000;8000 Гц.

Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах с учетом напряженности и тяжести трудовой деятельности представлены в таблице 19.

Количественную оценку тяжести и напряженности трудового процесса следует проводить в соответствии с Руководством 2.2.013-94 «Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести, напряженности трудового процесса».

Таблица 19

Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах для трудовой деятельности разных категорий тяжести и напряженности в дБ.

Примечания

1. Для тонального и импульсного шума ПДУ на 5 дБ меньше значений, указанных в таблице 19.

2. Для шума, создаваемого в помещениях установками кондиционирования воздуха, вентиляции и воздушного отопления, – на 5 дБ меньше фактических уровней шума в помещениях (измеренных или рассчитанных), если последние не превышают значений таблице 7 (поправка для тонального и импульсного шума при этом не учитывается), в противном случае – на 5 дБ меньше значений, указанных в таблице 19.

3. Дополнительно для колеблющегося во времени и прерывистого шума максимальный уровень звука не должен превышать 110 дБ, а для импульсного шума – 125 дБ.

Измерение уровней звука и оценка параметров шума

Приборы контроля – шумомеры; виброакустический комплекс RFT, ВШВ. Классификация средств и методов защиты от шума приведена в ГОСТе 12.1.029-80 «Средства и методы защиты от шума. Классификация».

В настоящее время в качестве шумоизмерительной аппаратуры могут быть использованы различные приборы – отечественные (типа ВШВ-003) или импортные (типа шумомеров фирмы «Брюль и Кьер» (Дания) и др.). Шумомер состоит из микрофона, усилителя и измерительного прибора.

Методы измерения шума приведены в ГОСТе 23337-78 «Шум. Методы измерения шума на селитебной территории и в помещениях жилых и общественных зданий».

Помимо методов измерения шума с помощью приборов, в практической деятельности врачей можно использовать и расчетные методики определения общего и эквивалентного уровней шума.

Принято измерять и оценивать относительные уровни интенсивности звука и звукового давления по отношению к пороговым значениям, выраженным в логарифмической форме.

Характеристикой непосредственно источника шума является его звуковая мощность (P) – общее количество звуковой энергии, излучаемой в окружающее пространство в секунду.

Для оценки источников шума, одинаковых по своему уровню:

L = Li + 10lgn,

где Li – уровень звукодавления одного из источников (дБ); п – количество источников шума.

Если количество источников меняется от 1–100, a Li = 80 дБ, то n = 1, L = 80 дБ;

n = 10, L = 90 дБ;

n = 100, L = 100 дБ.

Для оценки источников шума, различных по своему уровню:

L = L_max + L,

где L_max – максимальный уровень звукового давления одного из 2-х источников;

L – поправка, зависящая от разности между max и min уровнями давления L_max—L_min.

Звуковую мощность и звуковое давление как величины переменные можно представить в виде суммы синусоидальных колебаний различной частоты.

Зависимость среднеквадратичных значений этих составляющих (или их уровней) от частоты называется частотным спектром шума.

Обычно частотный спектр определяют опытным путем, находя звуковые давления не для каждой отдельной частоты, а для октавных (или трети октавных) полос частот.

Частотные спектры шума получают с помощью анализаторов шума, представляющих собой набор электрических фильтров, которые пропускают электрический звуковой сигнал в определенной полосе частот (полосе пропускания).

Для оценки шума используют частотный спектр измеренного уровня звукового давления, выраженный в дБ, в октавных полосах частот, который сравнивается с предельным спектром.

Для ориентировочной оценки шумовой обстановки допускается использовать одночисловую характеристику – так называемый уровень звука (дБ), измеряемый без частотного анализа по шкале А шумометра, которая приблизительно соответствует числовой характеристике слуха человека. Для постоянного шума нормируемыми параметрами являются допустимые уровни звукового давления и уровни звука на рабочих местах.

Для непостоянного шума нормируемым параметром является эквивалентный уровень звука LA единиц в дБ по шкале А.

Эквивалентным уровнем звука называется значение уровня звука постоянного шума, который в пределах регламентируемого интервала времени Т = t₂ – t₁ имеет то же самое среднеквадратичное значение уровня звука, что и рассматриваемый шум.

Уровни непосредственного шума измеряются специальными интегрирующими шумометрами-дозиметрами.

Если шум тональный или импульсный, то допустимые уровни должны приниматься на 5 дБ меньше значений, указанных в СН.

Меры борьбы с воздействием шума

К мерам борьбы с отрицательным влиянием шума на производстве относятся:

1) гигиеническое нормирование, контроль над уровнем шума (в октавных полосах частот либо интегральный среднеарифметический показатель min трех частот);

2) планировочные мероприятия (вынесение автострад за черту города, зеленые зоны 50–100 м, расстояние между зданиями и т. д.);

3) технологические мероприятия (дистанционное управление, глушители, шумогасящие прокладки, изоляция комнат, мягкие подкладки);

4) медицинские мероприятия (медосмотры при приеме на работу);

5) текущие мероприятия (оптимальный режим труда, отдыха (выходные));

6) средства индивидуальной защиты (наушники, беруши (БЕРеги УШИ)).

Ведущая роль в решении проблем борьбы с шумом принадлежит нормированию шума, т. е. установлению научно обоснованных предельно допустимых уровней шума, действие которого в течение многих лет не сможет вызвать заболевания организма.

Нашей стране принадлежит приоритет в создании первых в мире официальных норм шума в виде «Временных санитарных норм и правил по ограничению шума на производстве». В настоящее время абсолютное большинство развитых стран уже имеют свои гигиенические нормы шума, но к решению этой проблемы они подходят в основном с позиции предотвращения потерь слуха, что нашло свое отражение при разработке последних международных рекомендаций ИСО (1975) по ограничению шума (R-1999). В нашей стране первые и последующие нормы воздушного шума основаны на концепции профилактики шумовой болезни, т. е. результатах оценки как слуховой функции, так и общефизиологических реакций организма.

Регламентация ПДУ шума в зависимости от времени воздействия за 8 ч работы основана на допустимости ВСП слуха без риска появления профессиональной глухоты. Так, в таблице 8 показан риск повреждения слуха при работе с различными уровнями шума. При работе в течение 5 лет при 90 дБ риск повреждения слуха составляет 4 %, 15 лет – 14 %, 30 лет – 18 %; при шуме 85 дБ он составляет соответственно 1; 5 и 8 %.

Таблица 20

Вероятность нарушений слуха от воздействия шума (в %)

Как видно из данных таблицы 20, 80 дБ является критерием сохранности слуха.

В США, Великобритании, Франции ПДУ шума для постоянных рабочих мест промышленных предприятий равен 90 дБ, в Швеции – 85 дБ.

Международным стандартом ИСО R-1999 регламентирован безопасный уровень звука – 80 дБ А.

Величина L_экв на рабочем месте в разных странах различна и может меняться. Однако согласно директиве Совета Европейского экономического сообщества, датированной 1986 г. и требующей принятия ее всеми членами сообщества к 1990 г., указывается, что L_экв для уха не должен превышать 90 дБ. Если L_экв превышает 85 дБ, должна быть обеспечена защита слуха, хотя рабочим не предъявляются требования пользоваться ими; если пиковое давление звука превышает 140 дБ, необходимо пользоваться защитными устройствами независимо от величины L_экв.

Новым в гигиеническом нормировании шума в нашей стране является дифференцированный подход с учетом напряженности и тяжести труда. Рекомендуемые допустимые (оптимальные) уровни звука на рабочих местах для труда разных категорий и напряженности труда представлены в таблице 19.

Таблица 21

ПДУ шума различных стран в судовых помещениях, дБ А

Для сопоставления уровня гигиенического нормирования фактора шума на производстве в таблице 19 приводятся данные регламентации уровня звукового давления в одной отрасли разных стран мира. Как видно из представленных данных, ПДУ шума в помещениях разного назначения на зарубежных судах примерно одинаковы. Эти величины основываются на соответствующих национальных стандартах, регламентирующих уровни шума в жилых домах, местах отдыха и предприятиях. Отечественные ПДУ шума во всех случаях меньше или соответствуют этим значениям.

При организации технологических процессов, создающих шум, следует предусматривать применение средств и методов снижающих уровни шума в источнике его возникновения и на пути распространения:

1) применение мало шумных технологических процессов, машин и оборудования;

2) применение дистанционного управления и автоматического контроля;

3) применение звукоизолирующих ограждений-кожухов, кабин для наблюдения за ходом технологического процесса;

4) устройство звукопоглощающих облицовок и объемных поглотителей шума;

5) применение вибропоглощения (достигается покрытием вибрирующих частей оборудования и машин специальными материалами, имеющими высокое внутреннее трение) и виброизоляции (для снижения уровня шума вибрирующие агрегаты устанавливают на амортизаторы или на специальные фундаменты);

6) установка глушителей аэродинамического шума, создаваемого пневматическими ручными машинами, вентиляторами, компрессорными и другими технологическими установками;

7) рациональные архитектурно-планировочные решения построения производственных зданий, помещений, а также расстановки технологического оборудования, машин и организации рабочих мест;

8) использование рациональных режимов труда;

9) применение средств индивидуальной защиты от шума.

Строительно-планировочная система мероприятий защиты от шума представляется в виде использования определенных строительных материалов и связана с этапом проектирования. Например, в ИВЦ акустическая обработка помещения – облицовка пористыми акустическими панелями. Для защиты окружающей среды от шума используются лесные насаждения. Снижается уровень звука от 5–40 дБ.

Конструктивная система мер подразумевает:

1) установку звукоизолирующих преград (экранов);

2) реализацию метода звукоизоляции (отражение энергии звуковой волны);

3) использование материалов с гладкой поверхностью (стекла, пластика, металла);

4) акустическую обработку помещений (звукопоглощение);

5) можно снизить уровень звука до 45 дБ;

6) использование объемных звукопоглотителей (звукоизолятор + звукопоглотитель) устанавливаемых над значительными источниками звука. Можно снизить уровень звука до 30–50 дБ.

Снижение шума на пути распространения достигается путем проведения строительно-акустических мероприятий. Методы снижения шума на пути его распространения – кожухи, экраны, звукоизолирующие перегородки между помещениями, звукопоглощающие облицовки, глушители шума. Под акустической обработкой помещений понимаются облицовка части внутренних поверхностей ограждений звукопоглощающими материалами, а также размещение в помещениях штучных поглотителей.

Наибольший эффект – в зоне отраженного звука (60 % от общей площади). Эффективность – 6–8 дБ.

Снижение шума методом звукопоглощения основано на переходе звуковых колебаний частиц воздуха в теплоту вследствие потерь на трение в порах звукопоглощающего материала.

Чем больше звуковая энергия поглощается, тем меньше отражается. Поэтому для снижения шума в помещении проводят его акустическую обработку, нанося звукопоглощающие материалы на внутренние поверхности, а также размещая в помещении штучные звукопоглотители.

Эффективность звукопоглощающего устройства характеризуется коэффициентом звукопоглощения а, который представляет собой отношение поглощенной звуковой энергии E к падающей E:

а = E_погл / E_пад

Звукопоглощающие устройства бывают пористыми, пористо-волокнистыми, мембранными, слоистыми, объемными и т. п. Звукоизоляция является одним из наиболее эффективных и распространенных методов снижения производственного шума на пути его распространения. С помощью звукоизолирующих преград можно снизить уровень шума на 30–40 дБ.

Метод основан на отражении звуковой волны, падающей на ограждение. Однако звуковая волна не только отражается от ограждения, но и проникает через него, что вызывает колебание ограждения, которое само становится источником шума. Чем выше поверхностная площадь ограждения, тем труднее привести его в колебательное состояние, следовательно, тем выше его звукоизолирующая способность. Поэтому эффективными звукоизолирующими материалами являются металлы, бетон, дерево, плотные пластмассы и т. п.

Для оценки звукоизолирующей способности ограждения введено понятие звукопроницаемости (t), под которой понимают отношение звуковой энергии, прошедшей через ограждение, к падающей на него.

Величина, обратная звукопроницаемости, называется звукоизоляцией (дБ), она связана со звукопроницаемостью следующей формулой:

R = 10 lg (1 / t).

Снижение шума в источнике его возникновения

Самый эффективный метод возможен на этапе проектирования. Используются композитные материалы двухслойные. Снижение: 20–60 дБ.

Организационные мероприятия:

1) определение режима труда и отдыха персонала;

2) планирование рабочего времени.

На основе экспериментальных данных установлено: при шуме, интенсивность которого около 80–90 дБ, продолжительность работы должна составлять в течение рабочего дня не более 4 ч, при 100 дБ – не более 3 ч.

Одним из важных профилактических средств предупреждения утомления при действии интенсивности шума является чередование периодов работы и отдыха при действии шума. Отдых снижает отрицательное воздействие шума на работоспособность лишь в том случае, если продолжительность и количество отдыха соответствует условиям, при которых происходит наиболее эффективное восстановление раздражаемых мер воздействия шума нервных центров. Поэтому при выборе рациональных средств повышения работоспособности для конкретного производства необходимо учитывать влияние отдыха на ограничение воздействия интенсивного шума на организм человека.

Планирование работы при значительных источниках шума в разных источниках, если они генерируют различного характера шум.

Если уровень шума не снижается до пределов нормы, используются индивидуальные средства защиты (наушники, шлемофоны).

Вибрация – механические колебания материальных точек или тел. Под вибрацией понимается движение точки или механической системы, при которой происходят поочередные возрастание и убывание во времени значений по крайней мере одной координаты. Самый простой вид вибрации – это колебание, или повторяющееся движение объекта около положения равновесия. Этот тип вибрации называется общей вибрацией, потому что тело перемещается как единое целое, все его части имеют одинаковую по величине и направлению скорость. Положением равновесия называют такое положение, в котором тело находится в состоянии покоя, или положение, которое оно займет, если сумма действующих на него сил равна нулю. Колебательное движение твердого тела может быть полностью описано в виде комбинации шести простейших типов движения: поступательного в трех взаимно перпендикулярных направлениях (x, у, z в декартовых координатах) и вращательного относительно трех взаимно перпендикулярных осей (OX, OY, OZ). Любое сложное перемещение тела можно разложить на эти шесть составляющих.

Простейшее гармоническое перемещение описывается следующими параметрами:

1) T – периодом колебаний;

2) F – частотой колебаний, равной 1/Т.

Период – это интервал времени, который необходим для завершения одного цикла колебания, т. е. это время между двумя последовательными моментами пересечения нулевой точки в одном направлении. В зависимости от быстроты колебаний период измеряют в секундах или миллисекундах.

Частота колебаний – величина, обратная периоду, определяет количество циклов колебания за период, она измеряется в герцах (1 Гц = 1/с).

Вибросмещение равно расстоянию от точки отсчета, или от положения равновесия. Помимо колебаний по координате (смещения), вибрирующий объект испытывает также колебания скорости и ускорения. Скорость представляет собой быстроту изменения координаты и обычно измеряется в м/с. Ускорение есть скорость изменения скорости и обычно измеряется в м/с² или в единицах g (ускорение свободного падения).

Смещение тела, испытывающего гармонические колебания, – синусоида. Виброскорость в этом случае подчиняется синусоидальному закону. Когда смещение максимально, скорость равна нулю, так как в этом положении происходит изменение направления движения тела. Отсюда следует, что временная реализация скорости будет сдвинута по фазе на 90° влево относительно временной реализации смещения. Другими словами, скорость опережает по фазе смещение на 90°.

Вспомнив, что ускорение – это скорость изменения скорости, легко (по аналогии с предыдущим) понять, что ускорение объекта, испытывающего гармонического колебания, также синусоидально и равно нулю, когда скорость максимальна. И наоборот, когда скорость равна нулю, ускорение максимально (скорость изменяется наиболее быстро в этот момент). Таким образом, ускорение опережает по фазе скорость на 90°.

Среднеквадратичное значение амплитуды (СКЗ) равно квадратному корню из среднего квадрата амплитуды колебания. Для синусоидальной волны СКЗ в 1,41 раза меньше пикового значение, однако такое соотношение справедливо только для данного случая.

СКЗ является важной характеристикой амплитуды вибрации. Для ее расчета необходимо возвести в квадрат мгновенные значения амплитуды колебаний и усреднить получившиеся величины по времени. Для получения правильного значения интервал усреднения должен быть не меньше одного периода колебания. После этого извлекается квадратный корень и получается СКЗ. СКЗ должно применяться во всех расчетах, относящихся к мощности и энергии колебания.

В англоязычных странах вибросмещение обычно измеряют в миллидюймах (1/1000 дюйма; 1 дюйм – 2,54 см) и по традиции применяют значение «peak-to-peak» (размах). В европейских странах принята международная система единиц и вибросмещение измеряют в микрометрах (мкм).

Виброскорость обычно измеряют в м/с или в мм/с, в англоязычных странах – дюйм/с (ips). При измерения виброскорости используются как СКЗ, так и пиковое значения. В некоторых странах (например, в США) в силу давней традиции пиковое значение является более употребительным.

Виброускорение обычно измеряют в единицах g СКЗ (g – ускорение свободного падения). В действительности g не является системной единицей, это то ускорение, которое мы испытываем, находясь на Земле. Стандартными единицами измерения ускорения являются м/с², а в англоязычных странах – дюйм/с². lg = 9,81 м/с².

Процесс преобразования смещения в скорость или скорости в ускорение эквивалентен математической операции дифференцирования. Обратное преобразование ускорения в скорость и скорости в смещение называется интегрированием. Сегодня можно проводить эти операции внутри самих измерительных приборов и легко переходить от параметров измерения к другим.

На практике, однако, дифференцирование приводит к росту шумовой составляющей сигнала, и поэтому оно редко применяется. Интегрирование, напротив, может быть осуществлено с высокой точностью с помощью простых электрических цепей. Это является одной из причин, почему акселерометры сегодня стали основными датчиками вибрации: их выходной сигнал можно легко подвергнуть однократному или двукратному интегрированию и получить либо скорость, либо смещение.

Вибрация может измеряться с помощью как абсолютных, так и относительных параметров.

Абсолютными параметрами для измерения вибрации являются вибросмещение, виброскорость и виброускорение.

Основной относительный параметр вибрации – уровень виброскорости, который определяется по формуле:

LV = 10 lg V₂ / V02 = 20 lg V / V₀,

где V – амплитуда виброскорости, м/с;

V₀ = 5 x 10^-8 м/с – пороговое значение виброскорости.

Принято различать общую и локальную вибрацию. Общая вибрация действует на весь организм человека через опорные поверхности – сиденье, пол; локальная вибрация оказывает действие на отдельные части тела (ноги или руки).

Причина появления вибрации – неуравновешенное силовое воздействие.

Источниками вибраций является разное производственное оборудование. По источнику возникновения различают транспортную, технологическую, транспортно-технологическую вибрацию.

Технологическая вибрация в свою очередь подразделяется на четыре типа:

1) на постоянных рабочих местах в производственных помещениях, центральных постах управления и др.;

2) на рабочих местах в служебных помещениях на судах;

3) на рабочих местах на складах, бытовых и других производственных помещениях;

4) на рабочих местах в заводоуправлениях, КБ, лабораториях, учебных пунктах, ВЦ, конторских помещениях и других помещениях для умственного труда.

Основные характеристики:

1) колебательная скорость: V, м/с;

2) частота колебаний: f, Гц;

3) среднеквадратичное значение колебательной скорости в соответствующей полосе частот: VC, м/с;

4) логарифм, уровень виброскорости при расчетах и нормировании: LV = 20 lg VC/V0 [дБ], где V0 – пороговое значение колебательной скорости (V0 = 5 x 10^-8 м/с).

Чтобы обойти ограничения анализа во временной области, обычно на практике применяют частотный, или спектральный, анализ вибрационного сигнала. Спектральный анализ эквивалентен преобразованию сигнала из временной области в частотную. Частота и время связаны друг с другом. Это очень показательно: события, занимающие большой интервал времени, сжимаются в частотной области до отдельных полос. Временная реализация вибрации несет в себе большое количество информации, которая для невооруженного глаза незаметна.

Все сигналы делятся на стационарные и нестационарные. Стационарный сигнал имеет постоянные по времени статистические параметры. Если вы посмотрите несколько мгновений на стационарный сигнал и затем через какое-то время опять вернетесь к нему, то он будет выглядеть по существу тем же самым, т. е. его общий уровень, распределение амплитуды и стандартное отклонение будут почти неизменными. Роторные машины производят, как правило, стационарные вибрационные сигналы.

Стационарные сигналы подразделяются далее на детерминированные и случайные. Случайные (нестационарные) сигналы непредсказуемы по своему частотному составу и уровням амплитуды, однако их статистические характеристики все-таки почти постоянны. Примеры случайных сигналов – дождь, падающий на крышу, шум реактивной струи, турбулентность в потоке газа или жидкости и кавитация.

Удобной разновидностью логарифмического представления является децибел, или дБ. По существу, он представляет собой относительную единицу измерения, в которой используется отношение амплитуды к некоторому опорному уровню. Децибел (дБ) определяется по следующей формуле:

Lv = 20 lg (U / Uо),

где L – уровень сигнала в дБ;

U – уровень вибрации в обычных единицах ускорения, скорости или смещения;

Uо – опорный уровень, соответствующий 0 дБ.

В российском стандарте используется опорный уровень виброскорости 5 x 10^-8 м/с, поэтому российские показания Lv еще на 14 дБ ниже американских. Таким образом, децибел – это логарифмическая относительная единица амплитуды колебаний, которая позволяет легко проводить сравнительные измерения. Любое увеличение уровня на 6 дБ соответствует удвоению амплитуды независимо от исходного значения. Аналогично любое изменение уровня на 20 дБ означает рост амплитуды в 10 раз, т. е. при постоянном соотношении амплитуд их уровни в децибелах будут различаться на постоянное число независимо от их абсолютных значений.

Виброускорение и вибросмещение могут также выражаться в децибелах. Чтобы различать их между собой, будем обозначать децибелы ускорения – AдБ (от acceleration – «ускорение»), децибелы скорости – VдБ (от velocity – «скорость»), а децибелы смещения – DдБ (от displacement – «смещение»). Шкала AдБ является одной из наиболее употребительных; в качестве опорного уровня ускорения обычно используют значение 1 mkg (см. табл. 22)

Таблица 22

Перевод значений виброскорости в децибелы

Влияние вибрации на организм

Научно-технический прогресс, урбанизация привели к тому, что в окружающей среде городов появился физический фактор – вибрация. Область распространения вибрации вышла за рамки промышленного производства, транспортных средств. Нежелательные механические колебания стали возникать на территории жилой застройки, в общественных зданиях.

Особую актуальность проблема вибрации в жилых зданиях приобрела в связи со строительством метрополитена в крупных городах нашей страны и за рубежом.

Сила восприятия механических колебаний зависит от биомеханической реакции тела человека, представляющего собой механическую колебательную систему, обладающую собственным резонансом и резонансом отдельных органов, что и определяет строгую частотную зависимость многих биологических эффектов вибрации. Так, например, для сидящего человека резонанс тела, вызываемый воздействием вибрации и проявляющийся неприятными субъективными ощущениями, наступает на частотах 4–6 Гц, для стоящего – на частотах 5–12 Гц.

Человек ощущает вибрацию от долей герца до 800 Гц, вибрация больших частот воспринимается подобно ультразвуковым колебаниям, вызывая тепловое ощущение.

В большинстве случаев вибрация, создаваемая различными источниками, имеет сложный спектр частот, но отличается разным распределением интенсивности по частотам и разным характером изменения общей вибрационной энергии во времени.

Так же как и шум, вибрация разных частот и интенсивностей оказывает неодинаковое воздействие на организм человека. По характеру воздействия ее классифицируют на общую и локальную. Общая вибрация приложена к опорным поверхностям тела в положении стоя, лежа и сидя. Локальная вибрация обычно приложена к рукам человека и имеет значение при его производственной деятельности.

В городах (в условиях труда и быта человека) обычно имеет значение вибрация, носящая название вибрационных помех, снижающих эффективность труда, особенно умственного, и отдыха человека.

По направлению воздействия на человека вибрации подразделяются на вертикальные и горизонтальные.

Вибрация, проникающая в жилые помещения, в результате круглосуточного длительного воздействия может оказывать также неблагоприятное влияние на жителей городов.

Клинико-физиологическое обследование населения, подвергающегося в жилых помещениях воздействию механических колебаний от объектов рельсового транспорта, выявило объективные физиологические изменения функционального состояния отдельных систем организма, носящие фазный характер. Так, при непродолжительном действии вибрации (1,5 года) на первый план выступают функциональные нарушения ЦНС в виде астенического, астеновегетативного синдромов и неврастении. В группе населения с более длительным сроком проживания (7 лет) чаще регистрируются нарушения деятельности сердечно-сосудистой системы.

Вибрация вызывает повреждения различных органов и тканей, влияет на центральную нервную систему, на органы слуха и зрения, приводит к повышению утомляемости.

Большое влияние вибрация оказывает на работоспособность. При изучении действия вибрации на организм человека следует в первую очередь учитывать частоту колебаний. Более вредной является вибрация, близкая к собственной частоте человеческого тела (6–8 Гц) и рук (30–80 Гц). Вибрация может быть причиной функциональных расстройств нервной и сердечно-сосудистой систем, а также опорно-двигательного аппарата.

Характерные связи между частотой колебаний и возникновением вибрационной болезни приведены Б. В. Андреевой-Галаниной (1967). Из приведенных данных видно, что развитие вибрационной болезни возникает при нижней границе частоты колебаний 35 Гц и верхней – 25 Гц. При вибрационной болезни понижается острота осязания, тактильной, температурной и болевой чувствительности. Наиболее выраженные симптомы вибрационной болезни связаны с отрицательными изменениями кровеносных сосудов.

Сочетание шума и вибрации вызывает поражение органа слуха примерно в 2,5 раза чаще, чем воздействие одного шума. Под воздействием общей вибрации наблюдается более глубокое поражение органа слуха, чем под воздействием местной вибрации.

Гигиеническая регламентация вибрации

Требования к параметрам вибрации установлены стандартом ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрационная безопасность», общие требования – СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий».

При частотном (спектральном) анализе нормируемыми являются кинематические параметры: среднеквадратичные значения виброскорости К (и их логарифмические уровни LV) или виброускорения а – для локальных вибраций в октавных полосах частот; для общих вибраций в октавных и 1/3-октавных полосах частот.

В соответствии с ГОСТом 12.1.012-90 CСБТ «Вибрационная безопасность. Общие требования безопасности» различают следующие виды общей вибрации:

1) транспортную;

2) транспортно-технологическую;

3) технологическую.

Таблица 23

Допустимые уровни виброускорений в помещениях зданий

Примечания

1. Уровни виброускорений в децибелах, приведенные в таблице, установлены при опорном значении виброускорения а₀ = 10^-6 м/с^-2.

2. Уровни виброускорения рассчитывают или измеряют по трем взаимоперпендикулярным направлениям (осям X, У, Z) в каждой октавной полосе. С допустимыми сравнивают больший из уровней, полученных по трем направлениям.

Таблица 24

Допустимые уровни виброскорости в помещениях зданий

Примечания

1. Уровни виброскоростей в децибелах, приведенные в таблице, установлены при опорном значении виброскорости vo = 57 x 10^-8 м/с^-1.

2. Уровни виброскорости рассчитывают или измеряют по трем взаимоперпендикулярным направлениям (осям X, У, Z) в каждой октавной полосе. С допустимыми значениями сравнивают больший из уровней, полученных по трем направлениям.

Таблица 25

Допустимые абсолютные значения виброперемещений в помещениях зданий

Примечания

Значения виброперемещения измеряют по трем взаимоперпендикулярным направлениям (осям X, Y, Z) в каждой октавной полосе. С допустимыми значениями сравнивают большее из полученных по трем направлениям.

Технологическая вибрация в свою очередь подразделяется на четыре типа.

3а – на постоянных рабочих местах в производственных помещениях, центральных постах управления и др.;

3б – на рабочих местах в служебных помещениях на судах;

3в – на рабочих местах на складах, бытовых и других производственных помещениях;

3г – на рабочих местах в заводоуправлениях, КБ, лабораториях, учебных пунктах, ВЦ, конторских помещениях и других помещениях для умственного труда.

Общая вибрация нормируется в активных полосах со среднегеометрическими частотами 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63 Гц и в 1/3-октавных полосах со среднегеометрическими частотами 0,8; 1,0; 1,25; 1,6;…; 40; 50; 63; 80 Гц.

Локальная вибрация нормируется в активных полосах со среднегеометрическими частотами 8, 16, 32, 63, 120, 250, 500, 1000 Гц.

Нормируется вибрация в направлении трех ортогональных осей координат z, у, z для общей вибрации, где z – вертикальная ось, а y, x – горизонтальные; и xp, yp, zp – для локальной вибрации, где xp совпадает с осью мест охвата источника вибрации, а ось zp лежит в плоскости, образованной осью xp и направлением подачи или приложения силы.

Допустимые значения параметров транспортной, транспортно-технологической и технологической вибрации приведены в ГОСТе 12.1.012-90.

Допустимые значения октавных и корректированных уровней виброускорения и виброскорости в жилых и общественных зданиях приведены в таблицах 23 и 24. Допустимые абсолютные значения виброперемещения в октавных полосах частот и корректированные значения виброперемещения в жилых и общественных зданиях приведены в таблице 25.

Для непостоянной вибрации к допустимым значениям уровней, приведенным в таблицах 23 и 24, вводится поправка «10 дБ»; а к допустимым абсолютным значениям виброперемещения, приведенным в таблице 25, вводится коэффициент «0,32».

Поправки к допустимым значениям вибраций на длительность их воздействия в дневное время вносятся в соответствии с таблицей 26.

При измерении непостоянных вибраций (уровни виброскорости и виброускорения у которых при измерении прибором на характеристиках «Медленно» и «Лин» или коррекции «К» за 10-минутный период меняются более чем на 6 дБ) следует определять эквивалентные корректированные значения виброскорости, виброускорения или их логарифмических уровней. При этом максимальные значения измеряемых уровней вибрации не должны превышать допустимые более чем на 10 дБ.

Таблица 26

Поправки к допустимым значениям вибраций на длительность их воздействия в помещениях зданий

При интегральной оценке вибрации по частоте нормируемым параметром является корректированное значение контролируемого параметра V (виброскорости или виброускорения), измеряемое с помощью специальных фильтров или вычисляемое по формулам, приведенным в ГОСТе 12.1.012-90.

Дозовый подход позволяет оценивать кумуляцию воздействия фактора на работе и вне рабочего времени. При оценке вибрации дозой нормируемым параметром является эквивалентное корректированное.

Техническим требованиям и средствам измерения соответствуют измеритель шума и вибрации ВШВ-001, а также зарубежные виброакустические комплекты фирмы «Брюль и Кьер» (Дания).

Точки измерений общей вибрации выбираются на рабочих местах (или в рабочих зонах обслуживания), а для самоходных и транспортно-технологических машин – на рабочих площадях и сиденьях водителей и персонала. Измерения проводятся в типовом технологическом режиме работы оборудования (машины).

Мероприятия по снижению влияния вибрации на организм

Методы снижения вибрации:

1) снижение вибрации в источнике ее возникновения;

2) конструктивные меры (виброгашение, виброденфирование – подбор определенных видов материала, виброизоляция);

3) организационные меры, организация режима труда и отдыха;

4) использование средств индивидуальной защиты (защита опорных поверхностей).

Источники вибрации и их характеристики. Источниками вибрации в жилых и общественных зданиях являются инженерное и санитарно-техническое оборудование, а также промышленные установки, например крупное кузнечно-прессовое оборудование, поршневые компрессоры, строительные машины (дизель-молоты), а также транспортные средства (метрополитен мелкого заложения, тяжелые грузовые автомобили, железнодорожные поезда, трамваи), создающие при работе большие динамические нагрузки, которые вызывают распространение вибрации в грунте и строительных конструкциях зданий. Эти вибрации также часто являются причинами возникновения шума в помещениях зданий.

Для жилых и общественных зданий наиболее неблагоприятными внешними источниками являются рельсовые транспортные магистрали (метрополитен, трамвайные линии и железные дороги). Исследования показали, что колебания по мере удаления на различное расстояние от метрополитена затухают, однако это процесс немонотонный, он зависит от составных звеньев на пути распространения вибрации: рельс – стена тоннеля – грунт – фундамент дома – строительные конструкции. В тех случаях, когда здания располагаются в непосредственной близости от рельсовой дороги, вибрации в них могут превышать предельно-допустимые значения, установленные Санитарными нормами, в 10 раз (на 20 дБ). В спектральном составе вибрации преобладают октавные полосы со среднегеометрическими частотами 31,5 и 63 Гц.

После принятия в 1975 г. Санитарных норм (СН 1304-75 «Санитарные нормы допустимых вибраций в жилых домах») и выполнения контрольных измерений оказалось, что десятки зданий, находящихся вблизи линий метро, испытывают повышенное вибрационное воздействие, а уровни вибраций в жилых и общественных помещениях превышают допустимые значения. Такая же ситуация наблюдается и в зданиях, расположенных вблизи веток внутригородских железных дорог и трамвайных линий.

В настоящее время регламентируемая СНиП 2.07.01–89 защитная зона железной дороги составляет 100 м, а защитная зона трамвайной линии, как показывают измерения, достигает 60 м от крайнего железнодорожного пути.

В крупных городах с развитием транспортных магистралей и увеличением транспортных потоков площади виброопасных территорий с каждым годом увеличиваются. В этих условиях, например, защитная зона тоннелей метрополитена мелкого заложения составляет уже около 60 м, что накладывает существенные ограничения на размещение и конструкции зданий.

Обычно вибрация распространяется как в грунте, так и в строительных конструкциях с относительно малым затуханием. Поэтому в первую очередь необходимо применять меры по снижению динамических нагрузок, создаваемых источником вибрации, или снижать передачу этих нагрузок путем виброизоляции машин и средств транспорта.

Снижение вибрации в защищаемых помещениях может быть достигнуто целесообразным размещением оборудования в здании. Оборудование, создающее значительные динамические нагрузки, рекомендуется устанавливать в подвальных этажах или на отдельных фундаментах, не связанных с каркасом здания. При установке оборудования на перекрытия желательно размещать его в местах, наиболее удаленных от защищаемых объектов. Если невозможно обеспечить достаточное снижение вибрации и шума, возникающих при работе центробежных машин, указанными методами, следует предусмотреть их виброизоляцию.

Виброизоляция агрегатов достигается установкой их на специальные виброизоляторы (упругие элементы, обладающие малой жесткостью), применением гибких элементов (вставок) в системах трубопроводов и коммуникаций, соединенных с вибрирующим оборудованием, мягких прокладок для трубопроводов и коммуникаций в местах прохода их через ограждающие конструкции и в местах крепления к ограждающим конструкциям. Гибкие соединения трубопроводов в насосных установках необходимо предусматривать как в нагнетательной, так и во всасывающей линиях (как можно ближе к насосной установке). В качестве гибких вставок можно использовать рукава резинотканевые с металлическими спиралями.

Для уменьшения вибрации, передающейся на несущую конструкцию, используют пружинные или резиновые виброизоляторы. Для агрегатов, имеющих скорость вращения менее 1800 об/мин, рекомендуются пружинные виброизоляторы; при скорости вращения более 1800 об/мин допускается применение резиновых виброизоляторов. Следует иметь в виду, что срок работы резиновых виброизоляторов не превышает 3 лет. Стальные виброизоляторы долговечны и надежны в работе, но они эффективны при виброизоляции низких частот и недостаточно снижают передачу вибрации более высоких частот (слухового диапазона), обусловленную внутренними резонансами пружинных элементов. Для устранения передачи высокочастотной вибрации следует применять резиновые или пробковые прокладки толщиной 10–20 мм, располагая их между пружинами и несущей конструкцией.

Машины с динамическими нагрузками (вентиляторы, насосы, компрессоры и т. п.) рекомендуется жестко монтировать на тяжелой бетонной плите или металлической раме, которая опирается на виброизоляторы. Использование тяжелой плиты уменьшает амплитуду колебаний агрегата, установленного на виброизоляторах. Кроме того, плита обеспечивает жесткую центровку с приводом и понижает расположение центра тяжести установки. Желательно, чтобы масса плиты была не меньше массы изолируемой машины.

Защита зданий от вибрации, возникающей от движения на железнодорожных линиях, линиях мелкого заложения метрополитена, обычно обеспечивается их надлежащим удалением от источника вибрации. Установлено, что жилые здания не должны располагаться по кратчайшему расстоянию до стенки тоннеля метрополитена ближе, чем на 40 м.

Застройка виброопасных территорий осуществляется с применением защитных мероприятий, которые, несмотря на удорожание строительства, являются необходимыми, так как при их отсутствии здание, испытывающее повышенное вибрационное воздействие, не может быть принято в эксплуатацию. В настоящее время для снижения колебаний применяются несколько способов. Например, используются виброзащитные конструкции железнодорожного пути, позволяющие снизить вибрации в зданиях до 10–13 дБ, экранирующие траншеи в грунте, снижающие колебания до 6 дБ, конструкции зданий на виброизоляторах и конструкции зданий из монолитного железобетона, снижающие колебания до 15 и 10 дБ соответственно. Как правило, такой эффективности бывает достаточно для обеспечения требований норм в административных и общественных зданиях, защитная зона для которых при воздействии метрополитена составляет порядка 25 м, при воздействии железной дороги – до 50 м, а трамвайной линии – до 30 м.

В жилых домах, где вибрации превышают нормативные значения более чем на 15 дБ, требуется выполнять комплекс из нескольких защитных мероприятий, так как только в этом случае могут быть обеспечены допустимые уровни.

Указанные выше защитные способы в каждом конкретном случае имеют достоинства и недостатки. Например, виброизоляция зданий типовых серий из сборного железобетона может выполняться только путем снижения колебаний в источнике или на пути распространения волн в грунтовой среде. Виброизоляция реконструируемых зданий, как правило, обеспечивается конструктивными мероприятиями – применением соответствующей схемы несущего каркаса и назначением жесткостей конструктивных элементов. В зданиях высотой 20 и более этажей снижение вибраций осуществляется за счет использования монолитного каркаса. Здания небольшой и средней этажности, имеющие жесткий каркас, изолируются упругими элементами и т. д.

Определяющим фактором в возникновении вибраций во всех случаях являются неровности поверхностей катания колес и рельсов, возникающие при изготовлении и в процессе эксплуатации железнодорожного пути. На зарубежных метрополитенах с целью исключения неровностей применяются так называемые рельсошлифовальные поезда, позволяющие снизить колебания до 12 дБ. Московский метрополитен в ближайшем будущем также намерен использовать аналогичное оборудование.

Существенные источники вибрации – строительные машины и механизмы. В условиях плотной городской застройки строительство новых зданий, как известно, сопряжено со значительными неудобствами для жителей близлежащих домов. Эти неудобства, в частности, связаны с использованием технологических процессов, в которых применяется динамическое оборудование. Большое количество нареканий вызывает, например, забивка свай и шпунта, которая сопровождается не только повышенными уровнями шума, но и вибрацией. Зона вибрационного воздействия такого источника может составлять 90 м, а при использовании вибропогружателей – более 100 м. Замена технологии динамического погружения на технологию устройства буронабивных или залавливаемых свай практически полностью исключает неблагоприятный виброакустический фактор.

И в заключение нужно упомянуть еще один. Для ограничения и устранения вредного действия вибрации на производстве необходимы тщательный уход за оборудованием, своевременная замена изнашивающихся движущихся и трущихся частей, применение вибропоглощающих прокладок, использование различных типов глушителей, устранение контактов фундамента агрегата с фундаментами зданий и, главное, возможность изменения технологии – замена производственных операций, связанных с шумами и вибрацией, бесшумными производственными процессами, рациональное чередование периодов отдыха и работы при воздействии вибрации.

Требования к технологическому оборудованию и ручному инструменту

В паспорте, техническом описании, инструкциях или других сопроводительных документах на технологическое оборудование и ручной инструмент, являющиеся источниками локальной вибрации, необходимо указывать:

1) наличие конструктивных решений, исключающих или ограничивающих неблагоприятное влияние вибрации, шума и др.;

2) вибрационные характеристики (среднеквадратичные значения виброскорости или виброускорения или их логарифмические величины, измеряемые в октавных полосах частот, в диапазоне от 8 до 100 Гц, а также их корректированные значения или уровни), приведенные для всех номинальных режимов работы инструмента и измеренные в трех направлениях ортогональной системы осей координат в точках соприкосновения с руками оператора (например, корпус инструмента, правая и левая рукоятки, вставной инструмент и др.), точки измерения должны быть указаны на чертеже;

3) шумовые характеристики (уровни звуковой мощности в октавных полосах частот в диапазоне 31,5–8000 Гц и ее корректированные уровни, дБ, а также уровни звука в дБ);

4) массу ручного инструмента;

5) вес ручного инструмента и его частей, приходящийся на руки работающего при выполнении различных технологических операций (при разной ориентации ручного инструмента в пространстве);

6) силу нажатия, прикладываемую руками работающего и необходимую для работы ручной машины в установленном паспортом режиме (минимальную);

7) коэффициент теплопроводности материалов, используемых для покрытия поверхности вибрирующего оборудования в местах контакта с руками работающего;

8) требования к использованию конструкций, обеспечивающих поддержание (подвешивание) ручных инструментов массой более 5 кг;

9) сопутствующие вредные производственные факторы, источниками которых являются данный ручной инструмент и технологическое оборудование;

10) меры, обеспечивающие безопасные условия труда (использование средств индивидуальной защиты, режимы труда, необходимость подогрева рукояток у ручных механизированных инструментов и др.);

11) типовые режимы испытаний, способы и средства воспроизведения типовых режимов, методы и средства контроля, контрольные точки для проведения измерений, правила приемки, объем выборки, периодичность испытаний для ручного инструмента.

Гигиенические требования к силовым характеристикам технологического оборудования и ручного инструмента, являющихся источниками локальной вибрации, определяются:

1) массой ручного инструмента в сборе (включая массу вставного инструмента, присоединяемых рукояток, шлангов и т. п.), которая не должна превышать для инструментов общего назначения, используемых для работы при различной ориентации в пространстве, 5 кг и для инструментов специального назначения, используемых при выполнении работ вертикально вниз и горизонтально, 10 кг;

2) весом ручного инструмента или его частей, который не должен превышать 10 кг. В случае превышения указанных норм необходимо применение поддерживающих устройств;

3) усилием нажатия, которое не должно превышать для одноручной машины 100 H, для двуручной – 150 H. Для сверл, используемых при разработке горных пород и некоторых других инструментов, допускается увеличение необходимой силы нажатия, но не более 300 H. При этом время непрерывной работы с инструментом и общее время работы в течение смены должны быть ограничены, и установлены обязательные перерывы между приложением силы;

4) усилием нажатия пусковых устройств, которое не должно превышать 10 H;

5) усилием обхвата или удержания, прикладываемым при работе к инструменту, которое является индивидуальной характеристикой используемых приемов работы и мастерства оператора и поэтому не регламентируется. Рекомендуемые максимальные величины усилий обхвата 40 H – для правой руки и 20 H – для левой.

Гигиенические требования к температуре рукояток и их поверхности определяются температурой поверхности рукояток ручных инструментов, которая должна находиться в пределах от 21,5 до 40,0 °C. Оптимальным является диапазон от 25 до 32 °C.

Ручные инструменты должны проектироваться для удержания их при работе только руками. Не допускается проектирование инструментов, работа с которыми требует приложения усилий нажатием другими частями тела (грудью, плечом, бедром и т. д.) или прикрепления их к телу оператора.

Рукоятки ручных инструментов, державок и тому подобное следует изготавливать из виброизолирующих материалов либо снабжать виброгасящими насадками.

В целях сокращения времени контакта с вибрацией и удобства манипулирования ручным инструментом следует вывешивать его на тросах или использовать другие устройства (поддержки, подставки, балансиры, штанги).

К работе допускаются только исправные и отрегулированные инструменты с виброзащитой и глушителями шума. Профилактический ремонт инструментов проводится по плану для поддержания их в состоянии, соответствующем технической документации. Регулярно следует проводить балансировку шлифовальных кругов, заточку и правку режущего инструмента.

При использовании ручных инструментов ударного действия должна быть предусмотрена защита левой руки оператора с помощью виброзащитных муфт.

При превышении предельно допустимых уровней вибрации работа должна проводиться с ограничением времени путем применения рациональных режимов труда, а также средств индивидуальной защиты в соответствии с действующими гигиеническими критериями.

Суммарное время работы в контакте с ручными машинами, вызывающими вибрацию, не должно превышать 2/3 смены. При этом продолжительность одноразового воздействия вибрации, включая микропаузы, которые входят в данную операцию, не должна превышать 15–20 мин.

Суммарное время работы с виброинструментом при 8-часовом рабочем дне и 5-дневной неделе не должно превышать для слесаря-сборщика 30 % сменного рабочего времени, для электромонтажника – 22 %, для наладчика – 15 %.

При работе с виброинструментом масса оборудования, удерживаемого руками, не должна превышать 10 кг, а сила нажатия – 196 H.

Проектируемые, модернизируемые, закупаемые за рубежом и находящиеся в эксплуатации технологические процессы и оборудование, являющиеся источниками общей вибрации, должны соответствовать требованиям действующих санитарных норм.

В сопроводительных документах (паспорте, техническом описании, инструкции) на технологические процессы и оборудование, агрегаты, машины, являющиеся источниками общей вибрации, следует указать следующие гигиенически значимые параметры:

1) наличие конструктивных решений, исключающих или ограничивающих генерирование общей вибрации;

2) вибрационные характеристики (среднеквадратичные значения виброскорости или виброускорения или их логарифмические величины, измеряемые в октавных полосах частот в нормируемом диапазоне от 0,8 до 80,0 Гц, а также их корректированные значения или уровни) для различных режимов работы;

3) шумовые характеристики (уровни звуковой мощности в октавных полосах частот в диапазоне 31,5–8000 Гц и ее корректированные уровни, дБ, а также уровни звука в дБ);

4) возможные сопутствующие неблагоприятные производственные факторы;

5) меры по обеспечению безопасных условий труда.

Снижение вредного воздействия общей вибрации на работающих осуществляется за счет:

1) уменьшения вибрации в источнике образования конструктивными и технологическими методами при разработке новых и модернизации существующих машин, оборудования;

2) уменьшения вибрации на пути распространения средствами виброизоляции и вибропоглощения (например, применение специальных сидений, площадок с пассивной пружинной изоляцией, резиновых, поролоновых и других виброгасящих настилов, мастик и т. д.);

3) применения дистанционного или автоматического управления;

4) конструирования и изготовления оборудования, создающего вибрацию, в комплекте с виброизоляторами, рассчитанными на типовые условия установки или по заданию потребителя;

5) использования машин и оборудования в соответствии с их назначением, предусмотренным нормативно-технической документацией;

6) исключения контакта работающих с вибрирующими поверхностями за пределами рабочего места или рабочей зоны (установка ограждений, сигнализации, блокировки, предупреждающих надписей);

7) запрещения пребывания рабочих на вибрирующей поверхности производственного оборудования во время его работы;

8) своевременного планового и предупредительного ремонта машин и оборудования (с балансировкой движущихся частей), проверки крепления агрегатов к полу, фундаменту, строительным конструкциям с последующим контролем вибрационных характеристик;

9) своевременного ремонта профиля путей, поверхностей для перемещения машин, поддерживающих конструкций;

10) установки стационарного оборудования на отдельные фундаменты и поддерживающие конструкции зданий и сооружений.

Гигиенические требования к организации режимов труда с ручными инструментами

При использовании виброопасных ручных инструментов работы следует проводить с применением режимов труда, которые должны обеспечивать:

1) общее ограничение времени воздействия вибрации в течение рабочей смены;

2) рациональное распределение работ с вибрирующими и виброопасными ручными инструментами в течение рабочей смены (режимов труда с введением регулярно повторяющихся перерывов);

3) ограничение длительности непрерывного одноразового воздействия вибрации;

4) использование регламентированных перерывов для активного отдыха и лечебно-профилактических мероприятий и процедур.

Режимы труда для работающих в виброопасных профессиях должны разрабатываться службами охраны труда предприятий и согласовываться с учреждениями Госсанэпидслужбы.

Разработка режимов труда производится на основании данных гигиенической аттестации рабочего места по результатам измерений уровней вибрации и сопутствующих факторов, а также хронометражных наблюдений.

В режимах труда должны указываться:

1) допустимое суммарное время контакта с вибрирующими ручными инструментами;

2) продолжительность и время организации перерывов, как регламентированных, так и в соответствии с режимами труда;

3) перечень работ, которыми операторы с ручными инструментами могут быть заняты во время перерывов.

Таблица 27

Допустимое суммарное время воздействия вибрации за смену в зависимости от величины превышения предельно допустимых уровней вибрации

При работе с виброопасным ручным инструментом суммарное время контакта с вибрацией в течение рабочей смены устанавливается в зависимости от величины превышения гигиенических норм с таким расчетом, чтобы эквивалентный корректированный уровень вибрации не превысил 112 дБ.

Допустимое время работы в течение смены с ручным инструментом должно быть включено в техническую документацию на него и нанесено на корпус инструмента.

Разработку режимов труда следует производить с учетом сопутствующих факторов.

Регламентированные перерывы продолжительностью 20 и 30 мин устраиваются через 1–1,5 ч после начала смены и через 2 ч после обеденного перерыва (продолжительностью 40 мин), используются для активного отдыха, проведения специального комплекса производственной гимнастики, физиотерапевтических процедур и т. д. Время регламентированных перерывов включается в норму выработки, а режимы труда – в сменно-суточные задания.

Режимы труда разрабатываются с учетом формы организации труда (индивидуальной, бригадной) для рационального распределения производственной нагрузки и т. д. Наиболее удобной формой организации работ для внедрения режимов труда является бригадная работа на конвейере или комплексная бригада с освоением работающими смежных профессий и взаимозаменяемостью.

При выполнении ручными инструментами работ, относящихся к категориям средней тяжести и тяжелой, следует ограничивать время непрерывного статического напряжения в соответствии с рекомендациями.

Запрещается проведение сверхурочных работ с виброопасными ручными инструментами.

Природа человека такова, что, начиная с некоторого уровня, воздействие окружающей среды становится для него дискомфортным и даже неблагоприятным: нарушаются общее самочувствие, сон, возникают повышенная раздражительность, депрессия, появляются болезни. Критерии неблагоприятного внешнего воздействия устанавливаются Государственными стандартами (ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрационная безопасность. Общие требования») и Санитарными нормами (СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий»), которые для случая вибраций регламентируют предельно допустимые уровни колебаний ограждающих конструкций помещений жилых, административно-общественных зданий и рабочих мест.

Основными методами борьбы с вибрациями машин и оборудования являются:

1) снижение вибрации воздействием на источник возбуждения (посредством снижения или ликвидации вынуждающих сил);

2) отстройка от режима резонанса путем рационального выбора массы и жесткости колеблющейся системы (либо изменением массы или жесткости системы, либо на стадии проектирования нового режима w);

3) вибродемпфирование – увеличение механического активного импеданса колеблющихся конструктивных элементов путем увеличения диссипативных сил при колебаниях с частотами, близкими к резонансными.

Диссипативные силы – это силы, возникающие в механических системах, полная энергия которых (сумма кинетической и потенциальной энергии) при движении убывает, переходя в другие виды энергии.

Диссипативная система, например, это тело, движущееся по поверхности другого тела при наличии трения (вибропокрытия – вязкости материалов).

Используются варианты технической защиты от вибрации:

1) динамическое гашение колебаний (дополнительные реактивные импедансы) – присоединение к защищенному объекту системы, реакция которой уменьшает размах вибрации в точках присоединения системы;

2) изменение конструктивных элементов и строительных конструкций (увеличение жесткости системы – введение ребер жесткости);

3) виброизоляция. Этот способ заключается в уменьшении передачи колебаний от источника возбуждения защищаемому объекту при помощи устройств, помещенных между ними (резиновых, пружинных виброизоляторов);

4) активная виброзащита.

Общие требования к средствам индивидуальной защиты (СИЗ) от вибраций определены в ГОСТе 12.4.002-97 ССБТ «Средства индивидуальной защиты рук от вибрации. Общие технические требования» и ГОСТом 12.4.024-76 «Обувь специальная виброзащитная».

При оценке физических свойств воздушной среды существенное значение имеет радиоактивность.

Некоторые химические элементы радиоактивны (их самопроизвольный распад и превращение в элементы с другими порядковыми номерами сопровождается излучением). При распаде радиоактивного вещества его масса с течением времени уменьшается. Теоретически вся масса радиоактивного элемента исчезает за бесконечно большое время. Время, по истечении которого масса уменьшается вдвое, называется периодом полураспада. Для разных радиоактивных веществ период полураспада изменяется в широких пределах: от нескольких часов (у Ar⁴¹ он равен 2 ч) до нескольких миллиардов лет (U²³⁸ – 4,5 x 109 лет). В природе существуют три основных вида радиоактивного излучения – α-, β– и γ-.

γ-излучение представляет собой электромагнитное излучение высокой энергии и обладает наибольшей проникающей способностью. Соответственно защита от внешнего γ-излучения представляет наибольшие проблемы.

δ – излучение имеет корпускулярную природу и представляет собой поток отрицательно заряженных частиц (электронов). δ-излучение обладает меньшей проникающей способностью. Защититься от этого излучения при внешнем источнике можно сравнительно легко. В принципе, β-частицы задерживаются неповрежденной кожей. Однако при поступлении внутрь организма β-активные радионуклиды испускают хорошо поглощаемые тканями организма δ-частицы. Возникающие при этом в организме разрушения значительно превосходят таковые, производимые γ-излучением.

α-излучение представляет собой поток положительно заряженных частиц с зарядом 2 и массой, равной 4 (ядра гелия). Этот вид излучения легко поглощается любой средой. Защититься от него можно буквально листом бумаги. Однако поступление α-излучателя внутрь организма может вызвать трагические последствия.

Процесс радиоактивного распада (перехода радиоактивного элемента в другой химический элемент) сопровождается излучением одного или нескольких видов. В соответствии с тем, какой вид излучения характерен для радиоактивного распада данного изотопа, выделяют γ-активные изотопы (например, цезий-137), δ-излучатели (например, стронций-90) и α-излучатели (например, большинство изотопов плутония).

Радиоактивность – самопроизвольное превращение неустойчивого нуклида в другой нуклид, сопровождающееся испусканием ионизирующего излучения.

Активностью радионуклида называется величина, которая характеризуется числом распада радионуклидов в единицу времени или числом радиопревращений в единицу времени [Беккерель – Бк].

Количественной характеристикой источника излучения служит активность, выражаемая числом радиоактивных превращений в единицу времени. В СИ единицей активности является беккерель (Бк) – 1 распад в секунду (с—1). Иногда используется внесистемная единица кюри (Ku), соответствующая активности 1 г радия. Соотношение этих единиц определяется следующей формулой: 1 Ku = 3,7 x 1010 Бк.

Интенсивность α– и β-излучения может быть охарактеризована активностью на единицу площади (с—1 м—2). Интенсивность γ-излучения характеризуется мощностью экспозиционной дозы.

Экспозиционная доза измеряется по ионизации воздуха и равна количеству электричества, образующегося под действием γ-излучения в 1 кг воздуха. В СИ экспозиционная доза выражается в кулонах на кг (Кл/кг).

Популярна также внесистемная единица экспозиционной дозы – рентген. Это доза γ-излучения, при которой в 1 см³ воздуха при нормальных физических условиях (температуре 0 °C и давлении 760 мм рт. ст.) образуется 2,08 x 109 пар ионов, несущих одну электростатическую единицу количества электричества.

Мощность экспозиционной дозы отражает скорость накопления дозы и выражается в Кл/кгс (в СИ) или в Р/ч (во внесистемных единицах).

Наиболее адекватный способ описания степени радиоактивного загрязнения местности – это плотность загрязнения. Плотность загрязнения представляет собой активность на единицу площади (с учетом изотопного состава). Этот способ, однако, весьма трудоемок, требует проведения лабораторных анализов и не всегда может быть использован для оперативной оценки. Обычно такая оценка производится с помощью методов полевой дозиметрии.

При этом используемые приборы, методы и единицы измерения зависят от типа загрязнения. Мерой загрязнения γ-излучателями является мощность экспозиционной дозы; β-загрязнение характеризуется плотностью потока β-частиц. Оценка степени загрязнения α-излучателями в полевых условиях невозможна.

Как правило, при техногенном загрязнении в окружающую среду поступает смесь радионуклидов, среди которых есть все типы излучателей. Поэтому в первом приближении степень опасности может быть оценена по уровню γ-фона. Тем не менее в ряде случаев такая оценка неприменима. Если в сбросах предприятия содержатся главным образом δ– излучающие радионуклиды, то радиационная ситуация не может быть охарактеризована через величину экспозиционной дозы даже на качественном уровне.

Мощность экспозиционной дозы, определяемая при помощи γ-дозиметра, не может отразить степени загрязнения такими изотопами.

Природная радиоактивность

Естественная радиоактивность воздуха определяется прежде всего содержанием в нем таких газов, как радон, актион и торон – продуктов распада радия, актиния и тория, находящихся в земных породах. Кроме того, в воздухе содержатся углерод-14, аргон-41, фтор-18 и ряд других изотопов, образующихся в результате бомбардировки атомов кислорода, водорода и азота космическими лучами.

Фоновое облучение организма человека создается космическим излучением, искусственными и естественными радиоактивными веществами, которые содержатся в теле человека и окружающей среде.

Фоновое облучение включает:

1) дозу от космического облучения;

2) дозу от природных источников;

3) дозу от источников, испускающих в окружающую среду и в быту;

4) технологически повышенный радиационный фон;

5) дозу облучения от испытания ядерного оружия;

6) дозу облучения от выбросов АЭС;

7) дозу облучения, получаемую при медицинских обследованиях и радиотерапии.

Эквивалентная доза от космического облучения – 300 мкЗв год.

В биосфере Земли находится примерно 60 радиоактивных нуклидов.

Эффективность дозы облучения ТЭЦ в 5–10 раз выше, чем АЭС в увеличении фона. При полете в самолете на высоте 8 км дополнительное облучение составляет 1,35 мкЗв в год.

Цветной телевизор на расстоянии 2,5 м от экрана – 0,0025 мк³в/час; 5 см от экрана – 100 мк³в в час.

Средняя эквивалентная доза облучения при медицинских исследованиях 25–40 мкЗв в год. Дополнительные дозы облучения 0,5 млБэр в час на расстоянии 5 м от бытовой аппаратуры 28 млРент/ч.

Повышенной опасностью обладают радионуклиды, попавшие внутрь (с пищей, воздухом, водой).

Наиболее опасен воздушный путь (за 6 ч человек вдыхает 9 м³ воздуха, 2,2 л воды).

Биологические периоды выведения радионуклидов из внутренних органов колеблются от нескольких десятков суток до бесконечности (стронций-90 – несколько десятков суток).

Наряду с радиоактивными аэрозолями в атмосферу могут попадать незначительные количества естественных радиоактивных веществ (Ra, K^40-, U и т. д.), что отмечается при разрушении земных пород, разложении органических веществ.

Естественная радиоактивность воздушной среды колеблется в пределах 2 x 10^-14 – 4,4 x 10^-13 Ku/л. При этом человек подвергается как внутреннему облучению за счет вдыхания α-, β– и γ-излучающих веществ, так и внешнему воздействию (от почвы, космических лучей). Общая суммарная доза облучения человека может достигать 175 мбэр в год. Более того, известны группы людей, живущих в районах с высокой радиоактивностью, значительно превышающей среднюю по земному шару (так, в одном из районов Бразилии жители за год получают около 1600 мрад, что в 10–20 раз больше обычной дозы облучения). В среднем доза ионизирующей радиации, получаемой за год каждым жителем планеты, колеблется между 50 и 200 мрад, причем на долю естественной радиоактивности (космических лучей) приходится около 25 x 109 радиоактивности горных пород – примерно 50–15 мрад.

Однако радиоактивность окружающей среды определяется не только естественными радиоактивными элементами, но и радиоактивными веществами искусственного происхождения, появившимися в результате загрязнения среды при взрывах ядерных устройств, в связи с использованием радиоактивных веществ в науке и промышленности. Наибольшую опасность представляют долгоживущие радиоизотопы – стронций-90 и цезий-137, период полураспада которых составляет соответственно 29 и 33 года. По своим физико-химическим свойствам стронций-90 подобен кальцию, а цезий-137 – калию. Это означает, что стронций-90, попадая в организм, депонируется в костях, а цезий-137 распределяется по органам, обусловливая внутреннее облучение в течение длительного времени.

Гигиеническая оценка радиоактивного излучения

Наибольшее загрязнение радиоактивного распада вызвали взрывы атомных и водородных бомб, испытание которых особенно широко проводилось в 1954–1962 гг. К 1963 г., когда был подписан Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, в космическом пространстве и под водой, в атмосфере уже находились продукты взрыва общей мощностью свыше 170 Мт (это примерно мощность взрыва 85 000 бомб, подобных сброшенной на Хиросиму).

Второй источник радиоактивных примесей – атомная промышленность. Примеси поступают в окружающую среду при добыче и обогащении ископаемого сырья, использовании его в реакторах, переработке ядерного горючего в установках.

Наиболее серьезное загрязнение среды связано с работой заводов по обогащению и переработке атомного сырья. Большая часть радиоактивных примесей содержится в сточных водах, которые собираются и хранятся в герметичных сосудах. Однако Kr⁸⁵, Xe¹³³ и часть I¹³¹ попадают в атмосферу из испарителей, используемых для уплотнения радиоактивных отходов. Тритий и часть продуктов распада (Sr⁹⁰, Cs¹³⁷, Ru¹⁰⁶, I¹³¹) сбрасываются в реки и моря, вместе с малоактивными жидкостями (небольшой завод по производству атомного горючего ежегодно сбрасывает от 500 до 1500 т воды зараженной этими изотопами). Согласно имеющимся оценкам к 2000 г. ежегодное количество отходов атомной промышленности в США достигло 4250 т (что эквивалентно массе отходов, которые могли бы образоваться при взрыве 8 000 000 бомб типа сброшенной на Хиросиму).

Для дезактивации радиоактивных отходов до их полной безопасности необходимо время, равное примерно 20 периодам полураспада (это около 640 лет для Cs¹³⁷ и 490 тыс. лет для Ru²³⁹). Вряд ли можно поручиться за герметичность контейнеров, в которых хранятся отходы, в течение столь длительных периодов времени.

Таким образом, хранение отходов атомной энергетики представляется наиболее острой проблемой охраны среды от радиоактивного заражения. Теоретически, правда, возможно создать атомные электростанции с практически нулевым выбросом радиоактивных примесей. Поскольку производство энергии, основанное на ископаемом топливе (уголь, нефть, газ), также сопровождается загрязнением среды, а запасы самого ископаемого топлива ограничены, большинство исследователей, занимающихся проблемами энергетики и охраны среды, пришли к выводу: атомная энергетика способна не только удовлетворять все возрастающие потребности общества в энергии, но и обеспечить охрану природной среды и человека лучше, чем это может быть осуществлено при производстве такого же количества энергии на основе химических источников (сжигания углеводородов). При этом особое внимание следует уделить мероприятиям, исключающим риск радиоактивного загрязнения среды (в том числе и в отдаленном будущем), в частности обеспечить независимость органов по контролю над выбросами от ведомств, ответственных за производство атомной энергии.

При гигиенической оценке радиоактивного загрязнения окружающей среды имеет значение ряд факторов – высоту и мощность выбросов продуктов ядерного деления, направление и скорость ветра, дисперсный состав радиоактивной пыли, погодные условия (туман, осадки) и др. Радиоактивные вещества через почву, грунтовые воды, воды открытых водоемов накапливаются в растениях, кормах для животных, организме рыб и других обитателей водоемов. Биологические объекты обладают способностью аккумулировать в себе радиоактивные вещества. Через пищевые биологические цепи радиоактивные вещества поступают в организм человека.

Влияние радиоактивных веществ на организм

Распространяясь по пищевой цепи (от растений к животным), радиоактивные вещества с продуктами питания поступают в организм человека и могут накапливаться в таком количестве, которое способно нанести вред здоровью человека.

При одинаковом уровне загрязнения среды изотопы простых элементов (С¹⁴, З³², Са⁴⁵, S³⁵, Н³ и др.), являющиеся основными слагаемыми живого вещества (растений и животных), более опасны, чем редко встречающиеся радиоактивные вещества, слабо поглощаемые организмами. Наиболее опасные среди радиоактивных веществ Sr⁹⁰ и Cs¹³⁷ образуются при ядерных взрывах в атмосфере, а также поступают в окружающую среду с отходами атомной промышленности. Благодаря химическому сходству с кальцием Sr⁹⁰ легко проникает в костную ткань позвоночных, тогда как Cs¹³⁷ накапливается в мускулах, замещая калий.

Излучения радиоактивных веществ оказывают следующее воздействие на организм:

1) ослабляют облученный организм, замедляют рост, снижают сопротивляемость к инфекциям и иммунитет организма;

2) уменьшают продолжительность жизни, сокращают показатели естественного прироста из-за временной или полной стерилизации;

3) различными способами поражают гены, последствия чего проявляются во втором или третьем поколениях;

4) оказывают кумулятивное (накапливающееся) воздействие, вызывая необратимые эффекты.

Тяжесть последствий облучения зависит от количества поглощенной организмом энергии (радиации), излученной радиоактивным веществом. Единицей этой энергии служит 1 рад – доза облучения, при которой 1 г живого вещества поглощает 10–50 Дж энергии.

Установлено, что при дозе, превышающей 1000 рад, человек погибает; при дозе 7000 и 200 рад смертельный исход отмечается в 90 и 10 % случаев соответственно; в случае дозы 100 рад человек выживает, однако значительно возрастают вероятность заболевания раком, а также вероятность полной стерилизации.

При низкодозовых радиационных воздействиях следует учитывать, что отдаленные изменения в облученном организме развиваются из-за длительного компенсаторного напряжения его адаптационных возможностей, обусловленного действием радиации и сопутствующих факторов (А. В. Аклеев, 1999). Эти изменения реализуются на всех структурно-функциональных уровнях организма и обеспечиваются разнообразными механизмами адаптации, которые в своей совокупности определяются как саногенетические механизмы (Г. Н. Крыжановский, 2001).

Ионизированное излучение оказывает следующее биологическое действие:

1) первичные изменения (возникают в молекулах ткани и живых клеток);

2) нарушение функций всего организма.

Наиболее радиочувствительными органами являются костный мозг, половые органы, селезенка.

Различают следующие изменения на клеточном уровне:

1) соматические, или телесные, эффекты, последствия которых сказываются на человеке, но не на потомстве;

2) стохастические (вероятностные) (лучевая болезнь, лейкозы, опухоли);

3) нестохастические (поражения, вероятность которых растет по мере увеличения дозы облучения (существует дозовый порог облучения));

4) генетические (100 %-ная доза летальности при облучении всего тела 6 Гр, доза 50 %-ного выживания – 2,4–4,2 Гр, лучевая болезнь возникает при облучении организма более 1 Гр).

У большинства пораженных кажущееся клиническое улучшение длится 14–20 суток. Период восстановления продолжается 3–4 месяца.

Группа критических органов (по мере уменьшения чувствительности):

1) все тело, половые органы, красный костный мозг;

2) мышцы, щитовидная железа, жировая ткань и другие органы, за исключением тех, которые относятся к группам 1 и 3;

3) кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, стопы.

Полученные оценки стохастических эффектов ионизирующего излучения (Н. А. Кошурникова и др., 2001) не позволяют прогнозировать биологический ответ организма на индивидуальном уровне. Это связано с проблемой учета индивидуальных особенностей организма (в частности, индивидуальной радиочувствительности организма в целом) при воздействии радиации в «малых» дозах.

Большей информативностью обладают методы оценки состояния системы вегетативного обеспечения функций, системы ПОЛ/АОЗ, цитохимического анализа, определения фаз общего адаптационного синдрома и лазерная корреляционная спектроскопия крови (ЛКС).

Нормирование радиации

Установлены предельно допустимые дозы ионизирующей радиации, основанные на следующем требовании: доза не должна превышать удвоенного среднего значения дозы облучения, которому человек подвергается в естественных условиях. Следует также учитывать те дозы, которые получает человек от искусственных источников облучения. В Великобритании, например, ежегодно при рентгеноскопических обследованиях человек получает около 100 мрад, излучения телевизора – примерно 10 мрад, отходов атомной промышленности и радиоактивных осадков – около 3 мрад.

Действующая система нормирования в этой области строится на понятии дозовой нагрузки. Основными документами, в соответствии с которыми осуществляется радиационный контроль над безопасностью населения, являются Федеральный закон «О радиационной безопасности населения» и принятые в его развитие «Нормы радиационной безопасности (НРБ-96)».

Оба документа служат для обеспечения радиационной безопасности человека. Экологических нормативов, устанавливающих допустимые воздействия на экосистемы, в области радиационной безопасности не существует.

В системе нормирования используются следующие основные понятия.

Поглощенная доза – фундаментальная дозиметрическая величина, определяемая количеством энергии, переданной излучением единице массы вещества.

За единицу поглощенной дозы облучения принимается грэй (джоуль на килограмм) – поглощенная доза излучения, переданная массе облучаемого вещества в 1 кг и измеряемая энергией в 1 Дж любого ионизирующего излучения (1 Гр – 1 Дж/кг).

Поглощенная доза – средняя энергия в элементарном объеме на массу вещества в этом объеме [Гр – Грей], внесистемная единица – [Рад].

Эквивалентная доза. Поскольку поражающее действие ионизирующего излучения зависит не только от поглощенной дозы, но и от ионизирующей способности излучения, вводится понятие эквивалентной дозы. Для расчета эквивалентной дозы поглощенную дозу умножают на коэффициент, отражающий способность данного вида излучения повреждать ткани организма. При этом α-излучение считается в 20 раз опаснее других видов излучений.

Единицей эквивалентной дозы является зиверт – доза любого вида излучения, поглощенная в 1 кг биологической ткани, создающая такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения.

Эквивалентность вводится для оценки заряда радиационной опасности при хроническом воздействии излучения произвольным составом [Зв – Зиверт], внесистемная единица – [бэр].

Эффективная эквивалентная доза. Следует учитывать, что одни части тела (органы) более чувствительны к радиационным повреждениям, чем другие. Поэтому дозы облучения органов и тканей учитываются с различными коэффициентами. Эффективная эквивалентная доза отражает суммарный эффект облучения для организма; она также измеряется в зивертах. Зв = 1 Гр / Q, где Q – коэффицент качества (зависит от биологического эффекта ИИ).

Закон «О радиационной безопасности населения» устанавливает допустимую дозовую нагрузку на население на уровне 1 м³ в год.

В соответствии с НРБ-96 (Нормами радиационной безопасности) устанавливаются следующие категории облучаемых лиц:

1) персонал (подразделяемый на группы А и Б);

2) все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности.

Согласно Нормам радиационной безопасности регламентируются три категории облучаемых лиц:

А – персонал, связанный с источником ионизирующего излучения;

Б – персонал (ограниченная часть населения), находящийся вблизи источника ионизирующего излучения;

В – население района, края, области, республики.

В условиях нормальной эксплуатации источников ионизирующего излучения установлены дозовые пределы для различных групп (см. табл. 28).

Нормы радиационной безопасности для категории В не установлены, а ограничение облучений осуществляется регламентацией или контролем радиоактивности объектов окружающей среды.

А – дозовый предел, ПДЦ – наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, которое при равномерном воздействии в течение 50 лет не вызывает отклонений в состоянии здоровья обслуживающего персонала, обнаруживаемых современными методами исследования.

Б – дозовый предел, ПД – основной дозовый предел, который при равномерном облучении в течение 70 лет не вызывает отклонений у обслуживающего персонала, обнаруживаемых современными методами исследования.

Нормы радиационной безопасности (НРБ) регламентируют допустимые уровни воздействия радиации на человека. На основе этих норм разрабатываются нормативные документы, регламентирующие порядок обращения с различными источниками ионизирующего излучения, подходы к защите населения от радиации и т. п. В настоящее время действуют «Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений ОСП-72/87», основанные на ранее действовавших нормативных документах (в частности, НРБ-76/87).

Основные санитарные правила (ОСП) работы с источниками ионизирующих излучений.

ОСП – нормативный документ – включает:

1) требования к размещению установок с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений;

2) требования к организации работ с ними;

3) требования к поставке, учету и перевозке;

4) требования к работе с закрытыми источниками;

5) требования к отоплению, вентиляции и ***пеле-***, газоочистки при работе с источниками;

6) требования к водоснабжению и канализации;

7) требования к сбору, удалению и обезвреживанию отходов;

8) требования к содержанию и дезактивации рабочих помещений и оборудования;

9) требования по индивидуальной защите и личной гигиене;

10) требования к проведению радиационного контроля;

11) требования к предупреждению радиационных аварий и ликвидации их последствий.

Таблица 28

Основные дозовые пределы

Все работы с открытыми источниками радиоактивных веществ подразделяются на три класса.

I – самый опасный. Работа осуществляется дистанционно.

Работа с источниками III класса осуществляется при использовании систем местной вентиляции (вытяжных шкафов).

Работа с источником II класса осуществляется в отдельно расположенных помещениях, которые имеют специально оборудованный вход (душевой и средства проведения радиационного контроля).

При выполнении работ с веществами I, II и III классов обязательно проведение радиационного контроля.

Действие нормативного документа распространяется на любые предприятия и учреждения независимо от ведомственной принадлежности и формы собственности, где производятся, обрабатываются, перерабатываются, применяются, хранятся, обезвреживаются и транспортируются естественные и искусственные радиоактивные вещества и другие источники радиоактивного излучения.

Методы защиты от ионизирующих излучений

Борьба с радиоактивным загрязнением среды может носить лишь предупредительный характер, поскольку не существует никаких способов биологического разложения и других механизмов, позволяющих нейтрализовать этот вид заражения природной среды. Наибольшую опасность представляют радиоактивные вещества с периодом полураспада от нескольких недель до нескольких лет: этого времени достаточно для проникновения таких веществ в организм растений и животных.

Основные методы:

1) метод защиты количеством, т. е. по возможности снижение нормы дозы облучения;

2) защита временем;

3) экранирование (свинцом, бетоном);

4) защита расстоянием.

Приборы радиационного контроля

Приборы для измерения или контроля подразделяются на:

1) дозиметры (измеряющие экспозиционную или поглощенную дозу излучения, мощность этих доз);

2) радиометры (измеряют активность нуклида в радиоактивном источнике);

3) спектрометры (измеряют распределение энергии ионизирующего излучения по времени, массе и заряду элементарных частиц);

4) сигнализаторы;

5) универсальные приборы (дозиметры + другие);

6) устройство детектирования.

Проектированные защиты от внешнего ионизирующего излучения, рассчитанные по мощности экспозиционной дозы, коэффициент защиты равен 2.

Лучевая болезнь

В основе генеза лучевой болезни лежат сложные механизмы прямого и непрямого воздействия на организм ионизирующего излучения.

Прямое действие радиации (больших доз) на молекулы белка приводит к их денатурации. В результате молекула белка коагулируется и выпадает из коллоидного раствора, в дальнейшем подвергаясь распаду под влиянием протеолитических ферментов. При этом в клетке наблюдаются нарушения физико-химических процессов с деполимеризацией нуклеиновых кислот, что сопровождается изменением структуры поверхности клетки и проницаемости мембран. По теории мишени предполагается, что не вся клетка чувствительна к облучению. В каждой клетке имеется чувствительный участок – «мишень», которая воспринимает действие ионизирующего излучения. Установлено, что особо чувствительны к действию радиации хромосомы ядер и цитоплазма.

Непрямое действие ионизирующего излучения объясняется механизмом радиолиза воды. Как известно, вода составляет около 80 % массы всех органов и тканей человеческого организма. При ионизации воды образуются радикалы, обладающие как окислительными, так и восстановительными свойствами. Наибольшее значение из них имеют атомарный водород (H), гидроксид (HO₂), перекись водорода (H₂O₂). Свободные окисляющие радикалы вступают в реакцию с ферментами, содержащими сульфгидрильные группы (SH), которые превращаются в неактивные дисульфидные соединения. В результате этих реакций и превращений нарушается каталитическая активность важных тиоловых ферментных систем, принимающих активное участие в синтезе нуклеопротеидов и нуклеиновых кислот, имеющих огромное значение для жизнедеятельности организма. Количество ДНК и РНК в ядрах клеток резко снижается, нарушается процесс их обновления. Изменения биохимизма ядер при этом морфологически выражаются в виде различных нарушений структуры хромосом, а следовательно, и всей генетической системы. Угнетение митотической активности тканей рассматривается как одно из специфических проявлений биологического действия ионизирующей радиации. На течение биохимических процессов в ядрах пораженных радиоактивным излучением тканей определенное влияние оказывают образующиеся радиотоксины и изменения нейрогуморальной и гормональной регуляции тканей и клеток. Нарушаются обменные процессы, приводящие к накоплению чуждых для организма веществ, таких, как гистаминоподобные, токсические аминокислоты. Все это усиливает биологическое действие ионизирующего излучения и способствует интоксикации организма. Тканевая интоксикация проявляется клиническими симптомами нарушения нервной деятельности, изменением функций внутренних органов (ахилией, миокардиодистрофией, гепатопатией, эндокринопатией, нарушением гемопоэза). Одно из ведущих мест в патогенезе лучевой болезни занимает поражение органов кроветворения. Кроветворная ткань наиболее чувствительна к радиации, особенно бластные клетки костного мозга. Поэтому развивающаяся под влиянием радиации аплазия костного мозга является следствием угнетения митотической активности кроветворной ткани и массовой гибели малодифференцированных костно-мозговых клеток. Резкое снижение кроветворения обусловливает развитие геморрагического синдрома. В формировании лучевой болезни определенное значение имеет тот факт, что ионизирующие излучения оказывают специфическое – повреждающее – действие на радиочувствительные ткани и органы (стволовые клетки кроветворной ткани, эпителий яичек, тонкого кишечника и кожи) и неспецифическое – раздражающее – действие на нейроэндокринную и нервную системы. Доказано, что нервная система обладает высокой функциональной чувствительностью к радиации даже в малых дозах. Раздражение интерорецепторов приводит к функциональному нарушению ЦНС, особенно ее высших отделов. В результате рефлекторно может изменяться деятельность внутренних органов и тканей. Определенное значение при этом придается эндокринным железам, и прежде всего гипофизу, надпочечникам, щитовидной железе и др.

Острая лучевая болезнь

Острая лучевая болезнь развивается в результате гибели преимущественно делящихся клеток организма под влиянием кратковременного (до нескольких суток) воздействия на значительные области тела ионизирующей радиации.

Потоки частиц и электромагнитных квантов, образующихся при ядерных превращениях, т. е. в результате ядерных реакций или радиоактивного распада, при прохождении через вещество (атомы и молекулы, из которых оно состоит) возбуждаются, как бы распухают, и если они входят в состав какого-либо биологически важного соединения в живом организме, то функции этого соединения могут оказаться нарушенными. Если же проходящая через биологическую ткань ядерная частица или квант вызывает не возбуждение, а ионизацию атомов, то соответствующая живая клетка оказывается дефектной.

Причиной острого лучевого поражения человека (лучевой болезни) могут быть как аварийные ситуации, так и тотальное облучение организма с лечебной целью – при трансплантации костного мозга, при лечении множественных опухолей с облучением в дозах, превышающих 50 бэр. Тяжесть радиоактивного поражения в основном определяется внешним γ-облучением. При выпадении радиоактивных осадков она может сочетаться с загрязнением кожи, слизистых оболочек, а иногда и с попаданием радионуклидов внутрь организма.

Лучевая болезнь – это завершающий этап в цепи процессов, развивающихся в результате воздействия больших доз ионизирующего излучения на ткани, клетки и жидкие среды организма. Изменения на молекулярном уровне и образование химически активных соединений в тканях и жидких средах организма ведут к появлению в крови продуктов патологического обмена – токсинов, но главное – это гибель клеток.

Симптомы и течение весьма разнообразны, зависят от дозы облучения и сроков, прошедших после облучения. Лучевая болезнь проявляется в изменении функций нервной, эндокринной систем, нарушении регуляции деятельности других систем организма. И все это в сочетании с клеточно-тканевыми поражениями. Повреждающее действие ионизирующих излучений особенно сказывается на клетках кроветворной ткани костного мозга, на тканях кишечника. Угнетается иммунитет, что приводит к развитию инфекционных осложнений, интоксикации, кровоизлияниям в различные органы и ткани.

Выделяют четыре степени лучевой болезни в зависимости от полученной дозы:

1) легкую (доза 100–200 бэр);

2) среднюю (доза 200–400 бэр);

3) тяжелую (400–600 бэр);

4) крайне тяжелую (свыше 600 бэр).

При дозе облучения менее 100 бэр говорят о лучевой травме. При острой лучевой болезни легкой степени у некоторых больных могут отсутствовать признаки первичной реакции, но у большинства через несколько часов наблюдается тошнота, возможна однократная рвота. При острой лучевой болезни средней степени выраженная первичная реакция проявляется главным образом рвотой, которая наступает через 1–3 ч и прекращается через 5–6 ч после воздействия ионизирующего излучения.

При острой лучевой болезни тяжелой степени рвота возникает через 1/2–1 ч после облучения и прекращается через 6–12 ч. При крайне тяжелой степени лучевой болезни первичная реакция возникает почти сразу – через 30 мин после облучения, носит мучительный, неукротимый характер.

После облучения развивается лучевое поражение тонкого кишечника (энтерит) – вздутие живота, понос, повышение температуры; повреждаются толстый кишечник, желудок, а также печень (лучевой гепатит). Поражение радиацией кожи проявляется ожогами, выпадением волос, лучевым дерматитом. Возможны лучевая катаракта, поражение сетчатки глаз, повышение внутриглазного давления. Через несколько дней после облучения развивается опустошение костного мозга: в крови резко снижается количество лейкоцитов, тромбоцитов.

Постановка диагноза проводится на основании клинических признаков, возникших после облучения. Доза полученного облучения устанавливается по дозиметрическим данным, а также путем хромосомного анализа клеток.

Лечение проводится согласно проявлениям болезни. Промывают желудок, ставят очистительные клизмы. Применяют потогонные и мочегонные средства, противорвотные, обезболивающие, антибиотики. Иногда возможен прием специальных препаратов, предназначенных для выведения конкретных радиоактивных изотопов (адсобар – для предотвращения всасывания стронция, бериллия, фероцин – для цезия-137, пентацин – для лантанидов и трансурановых элементов), их применяют внутривенно или в ингаляциях. Для защиты щитовидной железы от йода-131 в первые часы после облучения употребляют настойку йода или другие его препараты внутрь. Проводят переливания тромбоцитарной массы, лечение энтеритов и колитов, ожогов. При значительном угнетении кроветворения делают пересадку костного мозга.

Хроническая лучевая болезнь

Это общее заболевание организма, развивающееся в результате длительного действия ионизирующего излучения в относительно малых, но превышающих допустимые уровни дозах. Характерно поражение различных органов и систем. В соответствии с современной классификацией (по А. К. Гуськовой и Г. Д. Байсоголову) выделяют два варианта хронической лучевой болезни:

1) вызванную воздействием общего внешнего излучения или радиоактивных изотопов с равномерным распределением их в организме (Н³, Na²⁴, Cs²⁷ и др.);

2) обусловленную действием изотопов с избирательным депонированием (Ra²²⁶, Sr⁸⁹, Ро²¹⁰ и др.) либо местным внешним облучением.

Причина первого варианта – воздействие общего внешнего излучения или радиоактивных изотопов с равномерным распределением их в организме (хроническое лучевое воздействие, хроническая лучевая болезнь).

Период формирования, или собственно хроническая лучевая болезнь:

1) доклиническая стадия;

2) I степень тяжести;

3) II степень тяжести;

4) III степень тяжести;

5) IV степень тяжести;

6) период восстановления;

7) последствия и исходы лучевой болезни;

8) полное восстановление (выздоровление), восстановление с дефектом;

9) ухудшение или прогрессирование;

10) гипопластические состояния и дистрофии;

11) гиперпластические и бластоматозные процессы;

12) ускорение инволюций;

13) стабилизация.

Причина второго варианта течения заболевания – действие изотопов с избирательным депонированием либо местное внешнее облучение:

1) лучевое воздействие;

2) лучевое заболевание;

3) период формирования патологического процесса (доклиническая стадия);

4) стадии клинических проявлений и исходов заболевания;

5) дистрофические и гипопластические состояния.

В развитии хронической лучевой болезни выделяют три периода:

1) период формирования, или собственно хроническая лучевая болезнь;

2) период восстановления;

3) период последствий и исходов лучевой болезни.

Первый период, или период формирования патологического процесса, составляет примерно 1–3 года – время, необходимое для формирования при неблагоприятных условиях труда клинического синдрома лучевой болезни с характерными для него проявлениями. По выраженности последних различают четыре степени тяжести: I – легкую, II – среднюю, III – тяжелую и IV – крайне тяжелую. Все степени являются лишь разными фазами единого патологического процесса. Своевременная диагностика заболевания, рациональное трудоустройство больного позволяют приостановить болезнь на определенной стадии и предупредить ее прогрессирование.

Второй период, или период восстановления, определяется обычно через 1–3 года после прекращения облучения или при резком снижении его интенсивности. В этот период можно четко установить степень выраженности первично-деструктивных изменений и составить определенное мнение о возможности репаративных процессов. Заболевание может закончиться полным восстановлением здоровья, восстановлением с дефектом, стабилизацией бывших ранее изменений или ухудшением (прогрессированием процесса). Естественно, что экспертные решения будут целиком зависеть от степени недостаточности функции и изменений ряда структур органов и тканей. Выделяя второй вариант лучевой болезни, обусловленной действием изотопов с избирательным депонированием либо местным внешним облучением, авторы классификации подчеркивают ряд особенностей патогенеза, определяющего своеобразие клинической картины, отличной от таковой хронической лучевой болезни, обусловленной общим облучением.

По мнению авторов классификации, эти особенности сводятся к следующему:

1) ведущее значение непосредственного действия радиации на ткань органа, меньшая значимость и более позднее выявление непрямых рефлекторных механизмов;

2) постепенное формирование патологического процесса в «критическом» органе без отчетливых клинических признаков его поражения, длительный скрытый период;

3) определенное несоответствие даже в отдаленные сроки между степенью тяжести патологического процесса в «критическом» органе и степенью отклонений в других органах и системах;

4) большая выраженность приспособительных механизмов вследствие преимущественно локального характера лучевого поражения.

Период формирования патологического процесса в основном зависит от микрораспределения радиоактивного изотопа. Он совпадает по времени с накоплением в «критическом» органе основной суммарной лучевой нагрузки. Диагностика этой формы лучевой болезни часто затруднена вследствие строго локального поражения, довольно хорошо сохранившейся функции пораженного органа и нормальных функций других поврежденных систем. Относительно просты критерии, предложенные авторами классификации, для выявления различных степеней тяжести хронической лучевой болезни, обусловленной общим равномерным облучением. К ним относят распространенность патологического процесса, характер и глубину отклонений (функциональных или органических), степень обратимости патологических явлений и полноту восстановления утраченных функций после лечения и рационального трудоустройства. Для определения степени тяжести лучевой болезни, обусловленной действием изотопов с избирательным депонированием либо внешним местным облучением, предложены следующие условные принципы. Так, I (легкая) степень характеризуется наличием отклонений в структуре или функции «критического» органа, установленных при целенаправленном его динамическом исследовании. Выявление этих отклонений при обычном клиническом исследовании свидетельствует о поражении II (средней) степени. Наличие изменений в менее чувствительных к данному виду излучения органах или появление сдвигов в деятельности органов и систем, сопряженных в своей функции с «критическим» органом (легочное сердце при лучевом пневмосклерозе), дает основание для определения III (тяжелой) степени заболевания. Патологоанатомическая картина. Результаты экспериментальных патоморфологических исследований при хронической лучевой болезни свидетельствуют о преимущественно структурных изменениях в железах внутренней секреции, центральной и периферической нервных системах, желудочно-кишечном тракте. В наибольшей степени страдают органы, в которых прежде всего реализуется энергия ионизирующей радиации. При микроскопическом исследовании выявляются нарушения в органах кроветворения. В лимфатических узлах обнаруживаются изменения в центральной части фолликулов, в костном мозге – явления аплазии. Морфологически в крови в начальных стадиях болезни отмечается сочетаемость процессов деструкции и регенерации. В кроветворной ткани наряду с нарастающей очаговой гипоплазией обнаруживаются островки гиперплазии. При продолжающемся облучении на этом фоне имеют место нарушение и извращение регенерации, задержка дифференцировки и созревания клеток. В ряде органов выявляются признаки атрофии, извращение процессов регенерации. При грубом повреждении отмечаются явления склерозирования тканей, замещения соединительной тканью паренхимы ряда органов, таких, как легкие, сердце, печень и др. Так, при локальном облучении грудной клетки в больших дозах развивается пневмосклероз, при инкорпорации Cs¹⁴⁴ – цирроз печени, при поражении Po²¹⁰ – склерозирующий нефроз и т. д.

Особенностью воздействия ионизирующего излучения является его онкогенная направленность в результате мутагенного действия и общего подавления иммунной реактивности организма.

Хроническая лучевая болезнь вызывается повторными облучениями организма в малых дозах, суммарно превышающих 100 рад, при этом большое значение имеет не только суммарная доза облучения, но и ее мощность, т. е. срок облучения, в течение которого произошло поглощение дозы радиации в организме. Хроническая лучевая болезнь обычно не является продолжением острой.

Клиническая картина

Хроническая лучевая болезнь характеризуется медленным развитием отдельных симптомов и синдромов, своеобразием симптоматики и наклонностью к прогрессированию. Ведущими симптомами являются изменения в нервной системе, кроветворном аппарате, сердечно-сосудистой и эндокринной системах, желудочно-кишечном тракте, печени, почках; происходит нарушение обменных процессов. Полиморфность и многообразие симптоматики зависят от суммарной дозы облучения, характера распределения поглощенной дозы и чувствительности организма. Выделяют два основных варианта хронической лучевой болезни. Хроническая лучевая болезнь, обусловленная общим облучением, встречается у лиц, подвергающихся воздействию ионизирующей радиации в течение 3–5 лет и получивших разовую и суммарную дозы, превышающие предельно допустимые (встречается крайне редко).

Одно из ранних проявлений этой формы – неспецифические реакции вегетативно-сосудистых нарушений, протекающих на фоне функционального изменения ЦНС с обязательными изменениями в периферической крови. В начале заболевания отмечается лабильность показателей крови, в последующем – стойкая лейкопения и тромбоцитопения. Нередко в этот период (доклинический) появляются симптомы геморрагического диатеза. Больные предъявляют жалобы на общее недомогание, головную боль, повышенную раздражительность, кровоточивость десен, диспепсические расстройства и т. п. Однако в этот период все жалобы носят преходящий характер, а симптомы могут быстро исчезнуть.

В дальнейшем, если эта стадия не диагностирована и больной продолжает работать в условиях воздействия ионизирующего излучения, происходит формирование болезни, проходящей все этапы своего развития. Только динамическое наблюдение за лицами с признаками отдельных симптомов, подозрительных на наличие лучевой болезни, позволяет установить их клиническую сущность и причину. При дальнейшем развитии процесса появляются и прогрессируют симптомы общей астенизации организма, нарушение обменных процессов и различные нервно-трофические расстройства. Могут наблюдаться симптомы угнетения секреторной и моторной функций желудка и кишечника, снижение функции эндокринных желез (особенно половых), трофические нарушения кожи (снижение эластичности, сухость, ороговение) и ногтей. Течение заболевания носит торпидный характер с наклонностью к обострениям от всевозможных неспецифических неблагоприятных воздействий на организм. Как правило, резко снижается сопротивляемость организма, что способствует возникновению различных инфекционных осложнений. Особенностью является возможность развития лейкозов и злокачественных новообразований.

В зависимости от тяжести заболевания и клинического течения различают четыре степени тяжести хронической лучевой болезни. Хроническая лучевая болезнь I (легкой) степени характеризуется ранним развитием функциональных обратимых нарушений неспецифического характера. По проявлению отдельных синдромов болезнь в этой стадии мало отличается от доклинического периода. Однако по мере формирования заболевания отмечается симптоматика многообразных нарушений нервно-висцеральной регуляции. Клиническая картина складывается из вегетативно-сосудистых расстройств, начальных астенических проявлений и изменений в периферической крови. Основными жалобами являются общая слабость, недомогание, головные боли, снижение работоспособности, ухудшение аппетита, нарушение сна (сонливость днем и бессонница ночью). При объективном осмотре обращают на себя внимание эмоциональная лабильность, стойкий красный дермографизм, дрожание пальцев вытянутых рук, неустойчивость в позе Ромберга, общий гипергидроз, лабильность пульса. Вегетососудистая дистония сопровождается астенизацией организма, протекающей со снижением рефлекторной сферы. На фоне астеновегетативного синдрома четко проявляются симптомы нейроциркуляторной дистонии по гипотоническому типу, тахикардия, синусовая аритмия на ЭКГ с некоторым нарушением вольтажа зубцов. В основном изменения на ЭКГ носят экстракардиальный характер. Один из постоянных симптомов – функциональное нарушение желудочно-кишечного тракта в виде диспепсических явлений, дискинезии кишечника и желчных путей, хронического гастрита со снижением секреторной и моторной функций желудка. Могут наблюдаться также признаки повышения проницаемости и ломкости капилляров, что проявляется положительным симптомом Кончаловского, положительной пробой Нестерова, симптомом щипка. Кровоточивость в этой стадии незначительна. Имеет место нарушение функции эндокринных желез – половых и щитовидной: у мужчин отмечается импотенция, у женщин – нарушение овариально-менструальной функции. Гематологические показатели отличаются лабильностью. Прежде всего изменяется содержание лейкоцитов с отчетливой тенденцией к лейкопении в результате уменьшения числа нейтрофилов при относительном лимфоцитозе. Наряду с этим могут наблюдаться токсическая зернистость нейтрофилов и тромбоцитопения. При исследовании пунктата костного мозга выявляются признаки раздражения красного ростка кроветворения (ретикулоцитоз) и белого (незначительное увеличение количества незрелых клеток миелоидного ряда), а также увеличение числа плазматических клеток. Заболевание отличается благоприятным течением, возможно полное клиническое выздоровление. Хроническая лучевая болезнь II (средней) степени проявляется дальнейшим развитием астеновегетативных нарушений и сосудистой дистонии, угнетением функции кроветворного аппарата и выраженностью геморрагических явлений. По мере прогрессирования заболевания у больных отмечается выраженный астенический синдром, сопровождающийся головными болями, головокружением, повышенной возбудимостью и эмоциональной лабильностью, снижением памяти, ослаблением полового чувства и потенции. Более выраженными становятся трофические нарушения: дерматиты, выпадение волос, изменение ногтей. Возможны диэнцефальные кризы с кратковременной потерей сознания, своеобразным проявлением вазопатий, общим гипергидрозом, приступами пароксизмальной тахикардии, ознобом и обменными нарушениями.

Со стороны сердечно-сосудистой системы отмечаются стойкая гипотония с преимущественным снижением диастолического давления, расширение границ сердца, приглушенность сердечных тонов. Как правило, на ЭКГ – явления миокардиодистрофии, что проявляется снижением вольтажа зубцов, уширением желудочкового комплекса, уплощением зубцов P и T. Усиливается кровоточивость, которая обусловлена как повышением проницаемости сосудистых стенок, так и изменениями в крови (снижением ее свертываемости). Наблюдаются кровоизлияния в кожу и слизистые оболочки, геморрагические гингивиты и стоматиты, множественные кожные петехии, носовые кровотечения. Оказывается нарушенной моторика желудка со снижением секреции, изменена ферментативная деятельность поджелудочной железы и кишечника; возможно токсическое поражение печени. Наибольшие изменения при данной степени хронической лучевой болезни появляются в крови. Наблюдается резкое снижение уровня лейкоцитов (до 2,0 x 10⁹/л и ниже), причем лейкопения носит стойкий характер и, как правило, сопровождается нейтропенией и лимфоцитопенией. Более выраженными становятся признаки токсической зернистости и дегенеративных изменений нейтрофилов, тромбоцитопения. В костном мозге отмечается гипоплазия всех видов кроветворения. Заболевание носит стойкий характер. Хроническая лучевая болезнь III (тяжелой) степени характеризуется тяжелыми, часто необратимыми изменениями в организме с полной потерей регенерационных возможностей тканей. Отмечаются дистрофические нарушения в различных органах и системах. Клиническая картина носит прогрессирующий характер. Болезнь может протекать длительно, могут присоединиться интеркуррентные осложнения (инфекции, травмы, интоксикация). Ведущие симптомы этой формы заболевания – тяжелые поражения нервной системы и глубокое угнетение всех видов кроветворения. Больные резко астеничны, жалуются на значительную общую слабость, адинамию, постоянную головную боль, которая сопровождается приступами головокружения, тошнотой или рвотой. Появляются упорная бессонница, частые кровотечения, снижена память. Нередко выявляются признаки диффузного поражения головного мозга по типу рассеянного энцефаломиелита с изменениями двигательной, рефлекторной и чувствительной сфер и явлениями диэнцефального или гипертензионного синдрома. Появляются множественные геморрагии, язвенно-некротические процессы на слизистых оболочках. На месте кровоизлияний – бурая пигментация кожи. Наблюдается массивное выпадение волос, наступает полное облысение. Выявляются признаки тяжелого некротического гингивита с расшатыванием и выпадением зубов. Некротические изменения можно наблюдать также на миндалинах и в гортани. Жалобы больных на одышку, приступы сердцебиения и тупые боли в области сердца находят объективное подтверждение при осмотре. Границы сердца расширены, выслушиваются глухие тоны. На ЭКГ – глубокие дистрофические изменения в мышце сердца (низкий вольтаж зубцов, уширение желудочкового комплекса, удлинение предсердно-желудочковой и внутрижелудочковой проводимости, увеличение систолического показателя). Резко снижается аппетит, что, как правило, сочетается с диспепсическими расстройствами и геморрагическими явлениями. Определяются глубокие обменные изменения, нарушения в эндокринной системе (в надпочечниках, гипофизе, половых железах, щитовидной железе).

Лабораторные исследования

При биохимических исследованиях крови обнаруживается снижение всех показателей обменных процессов (гипопротеинемия, гипохолестеринемия, гипохлоремия). Обращают на себя внимание глубокие нарушения со стороны кроветворного аппарата вследствие резкой гипоплазии костного мозга. Количество лейкоцитов в периферической крови резко падает (до 1,0 x 10⁹/л) за счет снижения клеток гранулоцитарного ряда с абсолютной нейтропенией и лимфоцитопенией. Лимфоциты иногда не определяются. Значительно снижено число тромбоцитов (до 3 г/л и менее). Все клетки белой крови дегенеративно изменены. Развивается тяжелая гиперхромная анемия. Результаты исследования костного мозга свидетельствуют о резком обеднении его клеточными элементами, задержке нормального созревания костно-мозговых элементов, распаде клеток. Происходит глубокое извращение гемопоэза. Отмечено, что присоединение к данному патологическому процессу других заболеваний, особенно воспалительных, приводит к быстрому прогрессированию сдвигов в костном мозге, вплоть до картины панмиелофтиза. Это в свою очередь становится причиной резкого ослабления сопротивляемости организма и создания условий для начала тяжелого сепсиса. Хроническая лучевая болезнь IV степени в настоящее время не встречается. Согласно данным литературы она представляет собой терминальный период заболевания. Происходит быстрое и неуклонное нарастание всех болезненных симптомов (аплазия костного мозга, резко выраженные явления геморрагии, развитие тяжелого сепсиса). Прогноз неблагоприятный (летальный исход). Клиническая картина хронической лучевой болезни, обусловленной попаданием радиоизотопов внутрь, зависит от характера их действия и природы радиоактивного вещества. Так, например, при поступлении радиоактивных веществ через органы дыхания лучевая болезнь проявляется преимущественным развитием пневмосклероза. Описаны случаи возникновения рака бронхов и легкого.

При наличии в организме инкорпорированных радиоактивных веществ на первый план выступают симптомы астенизации, приобретающие в дальнейшем выраженный характер, а также симптомы геморрагического диатеза с повышенной проницаемостью сосудистой стенки и изменения в системе кроветворения. Клиническая картина в подобных случаях во многом зависит от места депонирования радиоактивных веществ в организме. Так, радиоактивные соединения, откладывающиеся преимущественно в костной ткани (радий, стронций), вызывают развитие остеоалгического синдрома (остеофитов, лучевых некрозов и т. д.). При длительном воздействии внешнего облучения в малых дозах (рентгеновских лучей, частиц, нейтронов) прежде всего наблюдаются изменения в крови и нарушения вегетативно-сосудистой регуляции. Вообще клиническая симптоматика этой формы лучевой болезни отличается своеобразием вегетативно-сосудистых нарушений на фоне астенизации организма, артериальной гипотонией, умеренной лейкопенией. Все симптомы на ранних этапах заболевания (I степень), как правило, носят неспецифический характер. Только динамические наблюдения за течением болезни, а также совокупность клинических и лабораторных данных позволяют установить природу заболевания. Хроническая лучевая болезнь II (средней) степени сопровождается изменениями прежде всего в «критическом» органе, однако функциональная компенсация патологических сдвигов практически сохранена или изменена очень незначительно. Например, при действии радона, попавшего в организм через органы дыхания, степень тяжести болезни отличается более четкими клиническими и рентгенологическими данными, соответствующими пневмосклерозу II стадии, и слабовыраженными субъективными и функциональными нарушениями (легочной недостаточностью 0–I степени). Хроническая лучевая болезнь III (тяжелой) степени характеризуется не только выраженными структурными и функциональными сдвигами в «критическом» органе, но и возникновением комплекса вторичных изменений в других органах и системах. Естественно, что при осмотре таких больных даже без применения рентгенологических и функциональных методов исследования определяется большое количество субъективных и объективных симптомов. Так, выраженность пневмосклероза, развивающегося при попадании радона через органы дыхания, будет соответствовать III степени и характеризоваться вторичными сдвигами в виде тяжелой сердечной недостаточности (легочного сердца) с клиническими симптомами расстройства циркуляции. Наряду с отмеченной симптоматикой, характеризующей хроническую лучевую болезнь, могут создаться условия для развития катаракты от действия рентгеновского излучения γ-лучей и нейтронов. Для лучевой катаракты характерно наличие довольно продолжительного скрытого периода (2–7 лет). Длительное воздействие ионизирующей радиации может привести к развитию хронических дерматитов, чаще кистей. Ранними признаками повреждения кожи являются ангиодистрофические изменения, сглаженность кожного рисунка. В дальнейшем наблюдаются изменения ногтей, могут развиться новообразования кожных покровов.

Лечение

Лечение симптоматическое, направленное на ослабление или устранение симптомов астении, восстановление нормальной картины крови, лечение сопутствующих заболеваний.

Профилактика

Проводят организационно-технические, санитарно-гигиенические и медико-профилактические мероприятия. Необходимы рациональная организация труда, соблюдение норм радиационной безопасности. Все виды работ должны иметь эффективную экранизацию. При работах с закрытыми источниками излучения необходимо соблюдать правила хранения и переноски ампул с использованием контейнеров, манипуляторов и т. д. Большое значение придается дозиметрическому контролю, проведению предварительных и периодических медицинских осмотров не реже 1 раза в 12 месяцев.

Перечень дополнительных медицинских противопоказаний, препятствующих приему на работу с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений, включает:

1) содержание гемоглобина менее 130 г/л у мужчин и 120 г/л у женщин; лейкоцитов – меньше 4,5 x 10⁹/л; тромбоцитов менее—180,0 x 10⁹г/л;

2) наркоманию, токсикоманию, в том числе хронический алкоголизм;

3) предраковые новообразования, склонные к злокачественному перерождению и рецидивированию;

4) доброкачественные опухоли, препятствующие ношению спецодежды и туалету кожных покровов;

5) лучевую болезнь II–IV степеней или наличие стойких последствий (при лучевой болезни I степени годность определяется индивидуально);

6) облитерирующий эндартериит, болезнь Рейно, ангиоспазмы периферических сосудов;

7) хронические гнойные заболевания придаточных пазух носа, хронические средние отиты с частыми обострениями (при атрофических процессах слизистой оболочки годность определяется индивидуально);

8) понижение остроты зрения: ниже 0,6 D на одном глазу и ниже 0,5 D на другом с учетом коррекции;

9) катаракту;

10) хронические инфекционные и грибковые заболевания кожи;

11) шизофрению и другие эндогенные психозы.

Большое внимание следует уделять диспансеризации, а также санитарно-просветительной работе среди работающих в условиях ионизирующих излучений по вопросам профилактики возможных заболеваний, здорового образа жизни.

Вода – важнейшая составная часть живого организма. Ее физиологическое значение заключается в том, что все процессы в организме (ассимиляция, диссимиляция, диффузия, осмос, резорбция, гидролиз, окислительное дезаминирование) протекают в водных растворах или при участии воды. Пожалуй, нет вещества более удивительного и загадочного, чем обыкновенная вода.

Вода вездесуща, она буквально пронизывает оболочки Земли и проникает в любые участки того пространства, где обитают человек и все живое. Она наполняет растения и животных, человек тоже на 70 % состоит из воды. Чем моложе организм, тем больше удельный вес воды в его составе. У эмбриона оно достигает 97 %; сразу после рождения общее количество воды в организме быстро уменьшается – у новорожденного ее уже только 77 %. Дальше содержание воды продолжает постепенно снижаться, пока не станет в зрелом возрасте относительно постоянным. В среднем содержание воды в организме мужчин от 18 до 50 лет составляет 61 %, женщин – 54 % от массы тела. Разница эта связана с тем, что организм взрослых женщин содержит больше жира; при отложении жира масса тела увеличивается, и доля воды в нем снижается (у людей, страдающих ожирением, содержание воды может уменьшиться до 40 % от массы тела). После 50 лет организм человека начинает «усыхать»: воды в нем становится меньше.

Вода является основным элементом биосферы, без которого невозможно существование органической природы. Поэтому там, где есть жизнь в любой форме проявления, всегда есть и вода. Вода входит в состав всех тканей человеческого тела: в крови ее около 81 %, в плотных тканях (мышцах) – 75 %, в костях – около 20 %. Наша кровь и лимфа есть не что иное, как водные растворы сложного химического состава. Ни одна клетка организма не может обойтись без водной среды. В жидкой среде происходят переваривание пищи и всасывание в кровь питательных веществ. Ежесуточно в просвет желудочно-кишечного тракта выделяется около 1500 мл слюны, 2500 мл желудочного сока, 700 мл сока поджелудочной железы, 3000 мл кишечных соков.

Вода в организме может быть свободной (мобильной), составляющей основу внеклеточной и внутриклеточной жидкости; конституционной, входящей составной частью в молекулы белков, жиров и углеводов; связанной, входящей в состав коллоидных систем.

Взрослый человек употребляет в среднем 2,5 л воды в сутки. Из этого количества 1,2 л приходится на питьевую воду, 1,0 л – на воду, поступившую с пищей, и 0,3 л – на воду, которая образуется в самом организме в процессе обмена веществ. Такое же количество воды выводится из организма: через почки – около 50 % этого объема, с потом через кожу – 32 %, с выдыхаемым воздухом через легкие – 13 %, через кишечник – 5 %. В интервале температур от +36 до +37 °C вода обладает максимальной теплоемкостью. Это означает, что, для того чтобы «сдвинуть» с нормального состояния температуру нашего тела в ту или иную сторону, необходимо приложить наибольшие энергетические затраты. Если суммировать все вышеуказанные цифры, то получается около 2–2,5 л. Эта цифра средняя, потому что расход воды может сильно колебаться в зависимости от внешних условий, индивидуальных особенностей обмена или его нарушений.

Недостаток воды в организме тяжело переносится человеком. Избыток воды приводит к перегрузке сердечно-сосудистой системы, вызывает изнуряющее потоотделение, сопровождающееся потерей солей и водорастворимых витаминов, ослабляет организм. При потере воды в количестве 6–8 % от массы тела у человека повышается температура тела, ухудшается работа сердечно-сосудистой и дыхательной систем, появляются мышечная слабость, головокружение, головная боль и наступает коллаптоидное состояние. При потере 10 % массы тела могут наступить необратимые изменения в организме, а 15–25 % – гибель.

В процессе эволюции в организме выработался сложный и тонкий механизм, обеспечивающий нормальный водный баланс.

Как было сказано выше, суточная потребность организма взрослого человека в воде составляет в среднем около 2,5 л. Это вовсе не означает, что человек должен каждый день выпивать не меньше 10 стаканов воды: основная часть потребляемой нами воды содержится в пище. Часть воды образуется также непосредственно в организме в процессе жизнедеятельности – при распаде белков, жиров, углеводов (эндогенная вода). Например, при окислении 100 г жиров освобождается около 107 мл воды, 100 г углеводов – 55 мл. Следовательно, наиболее выгоден (в смысле получения эндогенной воды) жир.

Гигиеническое значение воды для человека невозможно переоценить, оно определяется ее многоцелевым назначением, использованием в интересах сохранения и укрепления здоровья, а также поддержания его высокой работоспособности. Общеизвестно, что вода нужна не только для удовлетворения ежедневных потребностей человека (питье, приготовление пищи, соблюдение личной гигиены). Технология современного промышленного производства невозможна без использования чистой воды. Вода расходуется на поддержание в чистоте одежды, личных вещей, для мытья посуды, жилища, общественных зданий и помещений. Большое значение имеет вода в обеспечении благоприятного санитарного состояния лечебно-профилактических учреждений, предприятий пищевой промышленности и общественного питания. Широко используются водоемы для проведения массово-оздоровительных и физкультурных мероприятий. Удаление нечистот и отбросов из домов, с территории населенных пунктов тесно связано с применением воды (сплавная канализация). Кроме того, значительное количество воды расходуется на потребности транспорта и сельского хозяйства.

Поэтому хорошо организованное водоснабжение населенных мест – один из важнейших социальных факторов труда и быта людей, который способствует поддержанию высокого уровня общественного здоровья, предупреждению многих эпидемических заболеваний, общему благоустройству и санитарному комфорту в жилищах.

Среди химических соединений, встречающихся в природных водных источниках, могут быть вещества, обладающие токсическим действием (соединения хрома, мышьяка, цианиды, пестициды и др.). Как правило, содержание вредных веществ в водоеме очень мало, но эти малые количества вводятся в организм систематически на протяжении долгого времени. В большинстве случаев в водоемах бывает не одно, а несколько ядовитых веществ, что усиливает их действие на организм.

Одной из главных задач в охране здоровья населения является обеспечение его доброкачественной питьевой водой, поэтому проблемы загрязнения окружающей среды, токсическое воздействие химических веществ – проблема № 1 современного общества. Вот почему выявление химических загрязнителей воды, изучение их токсичности и опасности для здоровья людей – важнейшие задачи, которые становятся предметами экологических исследований биосферы. Наиболее сильными загрязнителями природных вод являются не только биогенные вещества, но и большое количество токсичных химически активных веществ, которые часто проявляют мутагенное и аллергенное действия на человеческий организм. Такое воздействие на человека отмечается при превышении допустимых норм ионов металлов.

Загрязнение природных вод обязательно сказывается на качестве питьевой воды. Большая часть лекарственных средств представляет из себя водные растворы, качество которых определяется не только составом основных составных частей, но и качеством растворителей. Основным растворителем, используемым в фармацевтической практике, является вода (дистиллированная и для инъекций). Основным сырьем для приготовления воды, применяемой в фармацевтическом и химическом производстве, является вода питьевая.

Повышение качества выпускаемой этими предприятиями продукции способствует выполнению задачи сохранения здоровья людей. Поэтому на передний план выдвигается создание эффективных методов стандартизации и контроля качества лекарственных веществ и специальных методик по их анализу. Большое значение имеет четко разработанный и правильно поставленный контроль качества не только конечного продукта, но и отдельных продуктов на каждом этапе синтеза лекарственного препарата, а также контроль за исходными веществами (сырье), из которых готовится данный препарат.

Водные растворы лекарственных средств и качество питьевой воды и должны осуществляться методами современного контроля. Несмотря на то, что разработан ряд методов определения химических загрязнителей, в воде и водных растворах лекарственных веществ, многие методики требуют значительной доработки, так как их чувствительность низка, недостаточно специфична и трудоемка.

Методы анализа некоторых ионов металлов (калия, натрия, свинца и цинка) при оценке качества питьевой воды и жидкостей для парентеральных введений унифицированы.

При анализе катионов металлов в медицинской и биологической практике широко используют атомно-абсорбционной спектроскопию, плазменную фотометрию, ионоэксклюзионную распределительную хроматографию, ионометрию. Эти методы обладают высокой чувствительностью и точностью, не требуют сложной подготовки проб к анализу, позволяют определять ионы металлов при наличии смеси элементов. Эти современные методы используются во всем мире для анализа незначительных примесей металлов в различных объектах.

Состав и свойства природных вод могут оказывать прямое и косвенное воздействие на здоровье населения. При гигиенической оценке питьевой воды учитывается влияние солевого ее состава на организм человека. Длительное использование минерализованных вод может оказывать негативное влияние на водно-солевой баланс, функциональную деятельность пищеварительной системы, нарушение обменных и других физиологических процессов. Минерализация воды не должна превышать 1000 мг/л.

Экспериментальными и клиническими исследованиями установлено, что питьевые воды не только с избыточным, но и с низким содержанием минеральных солей биологически неполноценны. Длительное использование маломинерализованной воды обусловливает широкий диапазон нарушений физиологических функций организма (повышение секреции желудочного сока и его кислотности, изменение процессов всасывания воды в желудочно-кишечном тракте, нарушения слизистой оболочки кишечника). При длительном потреблении маломинерализованных вод развивается снижение в крови кальция, фосфора, щелочной фосфатазы.

В природных водах, наряду с макроэлементами (хлориды, сульфаты и др.), должны быть и микроэлементы (фтор, молибден, бериллий, мышьяк, селен, серебро и др.). В воде обнаружено до 65 микроэлементов, содержащихся в тканях животных и растений. В настоящее время доказано биологическое значение для животных и растительных организмов около 20 микроэлементов.

Нарушение оптимальных гигиенических пределов при поступлении микроэлементов в организм (избыточное или недостаточное) вызывает физиологические или патологические изменения, могут развиться различные заболевания. Например, при дефиците кобальта наблюдается развитие тяжелых анемий, предрасположение к воспалению легких у детей, при недостатке меди могут развиться алиментарная гипохромная анемия у детей, беременных женщин.

С недостатком цинка связывают карликовый рост, а с недостатком селена в сетчатке – понижение остроты зрения, из-за низкого содержания в воде и почве селена может возникнуть селенодефицитная кардиопатия – болезнь Кешана.

Особенно велико значение микроэлементов для организма ребенка на всех этапах развития и роста. Материнское молоко также содержит большое количество микроэлементов – Si, Zn, Mn, Pb, Ar, I, Br, As и др. Поэтому так важно, чтобы вода была чистой, вкусной, натуральной, т. е. природной.

В природе вода не встречается в виде химически чистого соединения. Она обладает свойствами универсального растворителя, содержит большое количество различных элементов и соединений, состав и соотношение которых зависят от условий формирования вод, состава водоносных пород и др.

Предел минерализации питьевой воды (сухого остатка), равный 1000 мг/л, был в свое время установлен по органолептическому признаку. Воды с большим содержанием солей имеют солоноватый или горьковатый привкус. Основную часть сухого остатка пресных вод составляют хлориды и сульфаты. Допускается содержание их в воде на уровне порога ощущения: 350 мг/л для хлоридов и 500 мг/л для сульфатов.

Нижним пределом минерализации (ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая»), при котором гомеостаз организма поддерживается адаптивными реакциями, является сухой остаток в 100 мг/л, оптимальный уровень минерализации питьевой воды находится в диапазоне 200–400 мг/л. При этом минимальное содержание кальция должно быть не менее 25 мг/л, магния – 10 мг/л.

Жесткость воды, обусловленная суммарным содержанием кальция и магния, обычно рассматривалась в хозяйственно-бытовом аспекте (образование накипи, повышенный расход моющих средств, плохое разваривание мяса и овощей и т. п.). Среди макрокомпонентного состава воды особенно негативное влияние на организм человека оказывает низкое содержание в питьевой воде кальция и магния. Так, например, результаты санитарно-эпидемиологических обследований населения, проводимых по программам ВОЗ, показывают, что низкое содержание в питьевой воде Ca и Mg приводит к увеличению числа сердечно-сосудистых заболеваний. В результате исследований в Англии было выбрано шесть городов с самой жесткой и шесть с самой мягкой питьевой водой. Смертность от сердечно-сосудистых заболеваний в городах с жесткой водой оказалась ниже нормы, в то время как в городах с мягкой водой – выше. Более того, у населения, живущего в городах с жесткой водой, параметры деятельности сердечно-сосудистой системы лучше: ниже общее кровяное давление, частота сокращений сердца в покое, а также содержание холестерина в крови. Курение, социально-экономические и другие факторы не влияли на эти корреляции. В Финляндии более высокая смертность от сердечно-сосудистых заболеваний, повышенное кровяное давление и содержание холестерина в крови в восточной части страны по сравнению с западной, по всей видимости, также связаны с использованием мягкой воды, так как другие параметры (диета, физическая нагрузка и т. д.) населения этих групп практически не различаются. В последнее время эти данные получили клиническое подтверждение. Группой исследователей под руководством С. К. Чуриной было установлено, что 60–80 % суточной потребности Ca и Mg у человека удовлетворяется за счет пищи. Но значение Ca и Mg в суточном рационе можно оценить, если учесть, что требования ВОЗ к содержанию этих катионов в воде для Ca составляют 80–100 мг/л (около 120–150 мг в сутки), а для Mg – до 150 мг/л (около 200 мг в сутки) при общей суточной потребности, например Ca, равной 500 мг. Показано, что Ca и Mg из воды всасываются в кишечнике полностью, а из продуктов, в которых они связаны с белком, – только на 1/3. Уровень Ca в клетке является универсальным фактором регуляции всех клеточных функций независимо от типа клеток. Недостаток Ca в воде сказывается на увеличении всасывания и токсического действия тяжелых металлов (Cd, Hg, Pb, Al и др.). Тяжелые металлы конкурируют с Ca в клетке, так как используют его метаболические пути для проникновения в организм и замещают ионы Ca в важнейших регуляторных белках, нарушая их нормальную работу.

К настоящему времени можно с уверенностью утверждать, что мягкая питьевая вода, характерная для северных регионов планеты, с низким содержанием жизненно важных для организма двухвалентных катионов (Ca и Mg) является существенным экологическим фактором риска сердечно-сосудистой патологии и других широко распространенных Ca-Mg-зависимых региональных заболеваний.

В то же время известна прямая высокая корреляция жесткости воды с содержанием в ней, кроме кальция и магния, еще 12 элементов (в том числе бериллия, бора, кадмия, калия, натрия) и ряда анионов.

Повышенное содержание в пищевом рационе любого элемента вызывает различные отрицательные последствия. Однако низкое содержание целого ряда элементов также представляет опасность для организма человека.

Человек может получить с водой от 10 до 85 % необходимого количества фтора. Широкое распространение его среди людей, проживающих в геохимических провинциях, где вода содержала высокие концентрации фтора (2–8 мг/л), послужило основанием тому, что это заболевание было названо эндемическим флюорозом (поражаются печень, почки и центральная нервная система). Степень развития флюороза тесно связана с концентрацией фтора в питьевой воде. При концентрации 1,4–1,6 мг/л у некоторых лиц на отдельных зубах отмечаются желтовато-коричневые пятнышки. Содержание фтора в значениях ниже оптимальных (0,7–1,1 мг/л) способствует развитию кариеса зубов среди населения. Противокариозное действие фтора было детально изучено в эксперименте и доказано в наблюдениях, проводившихся в населенных пунктах, снабжающихся водой, искусственно обогащенной фтором. Механизм действия фтора на организм обусловлен образованием его комплексных соединений с кальцием, магнием и другими элементами – активаторами ферментных систем. Угнетающее действие фтора на ферменты приводит к тому, что он может быть первым конкурентом в синтезе гормонов щитовидной железы и, следовательно, влиять на ее функцию. В результате исследований о влиянии фтора при комплексном поступлении в организм получено, что безопасное комплексное суточное поступление фтора в организм человека составляет около 4 мг в сутки.

В биогеохимических провинциях, бедных йодом, распространено заболевание эндемическим зобом. Известно, что суточная потребность организма в йоде составляет 120–2000 мкг. С водой в организм поступает около 15–20 %. По содержанию йода в воде можно судить о наличии этого микроэлемента в почве, растениях, молоке, мясе домашних животных. Следовательно, содержание йода в воде имеет сигнальное значение.

В соответствии с характером действия на организм изученные микроэлементы могут быть разделены на микроэлементы, влияние которых связано с их избытком (молибден, селен, бор, никель и др.) или с их недостатком (йод, медь, кобальт).

В районах с жесткими водами у людей иногда наблюдаются нарушение пуринового и кальциевого обмена, повышение содержания кальция в моче, уменьшение суточного диуреза, ацидотический сдвиг в моче и другие изменения, показывающие, что в организме создается предрасположение к формированию уролитиазиса.

Повышенное количество никеля и бора в воде вызывает изменение активности кишечных ферментов и способствует развитию гипацидных состояний.

Внимательному изучению подвергается вопрос о влиянии нитратного азота. Последний содержится в незагрязненных водах в количестве, не превышающем 0,1 мг/л.

Раньше считалось, что нитратный азот может служить лишь индикатором давнего загрязнения воды белоксодержащими отбросами. В настоящее время доказано отрицательное действие нитратов. Под воздействием высоких концентраций нитратов развивается такая болезнь, как водно-нитратная метгемоглобинемия, предшествуют этому состоянию уменьшение кислотности желудочного сока и развитие диспепсических явлений. Нитраты, попадая в организм человека, под влиянием микрофлоры кишечника образуют нитриты, которые в свою очередь приводят к образованию в крови метгемоглобина, в результате чего снижается снабжение тканей кислородом. Нитриты и нитраты в организме человека могут трансформироваться в канцерогенные нитрозоамины. Содержание нитратов в питьевой воде не должно превышать 45 мг/л.

В последнее время большое внимание уделяется изучению влияния веществ, появляющихся в воде в результате ее хлорирования. К таким соединениям относятся тригалометаны – производные метана, в молекулах которого часть атомов водорода замещена атомами галогенов: CI, Br, I. Тригалометаны обладают большой биологической активностью и оказывают канцерогенное действие на организм человека. Их количество достигает 100 мкг/л. Основным из них является хлороформ, наряду с которым обнаруживается еще до 40 различных веществ. Количество и разнообразие тригалометанов зависят от химической природы первичных органических соединений, находящихся в хлорируемой воде, количества использованного при хлорировании воды активного хлора, времени его контакта с водой, pH воды, ее температуры и других факторов. Эти соединения являются причиной злокачественных, обменных, аллергических, ревматических и других неинфекционных заболеваний.

Известны биогеохимические провинции с неблагоприятным для организма соотношением и других микроэлементов в окружающей среде. Так, в районах, бедных кобальтом, встречаются акобальтозы, гипо– и авитаминозы B₁₂.

Таким образом, при разработке требований к качеству воды, используемой для питьевых целей, необходимо нормировать и нижний предел содержания целого ряда компонентов. При более детальном анализе влияния содержащихся в воде биологически активных элементов на здоровье человека необходимо также учитывать форму их нахождения в растворе. Так, фтор в ионном виде, будучи токсичным для человека при концентрациях более 1,5 мг/л, перестает быть токсичным, находясь в растворе в виде комплексного соединения BF₄. Экспериментально установлено, что введение в организм человека значительного количества фтора в виде указанного комплексного соединения исключает опасность заболевания человека флюорозом, так как, будучи устойчивым в кислых средах, это соединение не усваивается организмом. Поэтому, говоря об оптимальных концентрациях фтора, следует учитывать возможность его нахождения в воде в виде комплексных соединений, поскольку и положительное воздействие на человека в определенных концентрациях оказывает именно ион F^-.

Как известно, аналитический (определяемый в лаборатории) химический состав природных вод не соответствует реальному составу. Большинство растворенных в воде компонентов, участвуя в реакциях комплексообразования, гидролиза и кислотно-основной диссоциации, объединены в разные устойчивые ионные ассоциации – комплексные ионы, ионные пары и т. д. Современная гидрогеохимия называет их миграционными формами. Химический анализ дает лишь валовую (или брутто) концентрацию компонента, например меди, тогда как реально медь может почти целиком находиться в виде карбонатных, хлоридных, сульфатных или гидроксокомплексов, что зависит от общего состава данной воды (биологически активными же и соответственно токсичными в больших концентрациях, как известно, являются незакомплексованные ионы Cu²⁺). Медики выделяют целую группу заболеваний, связанных с повышенным или пониженным содержанием различных микроэлементов в среде обитания организмов, в первую очередь в воде и геологической среде в целом. Это так называемые экзогенные первичные гипер– и гипомикроэлементозы.

Накопление химических элементов во внутренних органах человека приводит к развитию различных заболеваний. Из элементов больше всего в организме человека накапливаются кадмий, хром – в почках, медь – в желудочно-кишечном тракте, ртуть – в центральной нервной системе, цинк – в желудке, двигательном аппарате, мышьяк – в почках, печени, легких, сердечно-сосудистой системе, селен – в кишечнике, печени, почках, бериллий – в органах кроветворения, нервной системе. Избыток солей кальция в воде приводит к нарушению обменных процессов в организме, атеросклерозу, мочекаменной болезни.

Известно также, что хлоридно-сульфатные воды приводят к нарушениям в системе пищеварения, различным гинекологическим заболеваниям.

Косвенное неблагоприятное влияние на качество питьевой воды оказывают те или иные примеси, ухудшая органолептические свойства воды:

1) мутность;

2) цветность;

3) наличие неприятного запаха и вкуса.

Установлено, что даже небольшие изменения органолептических свойств воды снижают секрецию желудочного сока; приятные вкусовые ощущения повышают остроту зрения и частоту сокращений сердца, неприятные – понижают.

Цветность питьевой воды обусловлена содержанием органических и неорганических веществ природного и техногенного генеза (гуминовых и фульвокислот, трехвалентного железа, марганца и др.).

Длительное время гигиеническое значение цветности питьевой воды основывалось только на эстетических соображениях без учета возможного неблагоприятного влияния на здоровье населения. Согласно ГОСТу цветность по шкале должна быть не более 20°.

В последние годы выявлена достоверная зависимость между показателями остаточной цветности питьевой воды и содержанием побочных продуктов хлорирования, представляющим определенный риск здоровью населения.

В настоящее время доказана реальная возможность образования хлорпроизводных соединений, особенно хлороформа, от 5,0 до 12,0 ПДК в весенне-летний период года, сопровождаемый обычно увеличением цветности питьевой воды.

Считается, что высокая цветность воды (от 45 до 180°) является предпосылкой образования в ней после хлорирования хлоропроизводных соединений, обладающих канцерогенным и мутагенным эффектом.

Изучение общей смертности от онкологических заболеваний всех локализаций показало, что наиболее высокие интенсивные показатели за все эти годы наблюдения отмечаются в городах, в которых население пользуется питьевой водой с наибольшей цветностью до 180°. Установлена прямая положительная достоверная корреляция с высоким коэффициентом (r = 0,96) между показателями онкологической смертности и цветностью питьевой воды.

Исследованиями репродуктивной функции у женщин установлено наибольшее число нарушений течения беременности, родов и патологии у женщин городов, употребляющих для питьевых целей также хлорированную воду с высокой остаточной цветностью 45–190°.

К наиболее информативным показателям, свидетельствующим о связи обнаруженной патологии беременности с качеством питьевой воды, следует отнести количество спонтанных абортов. В городах с высокой цветностью питьевой воды число спонтанных абортов у женщин статистически достоверно отличается от данных контрольных городов.

Между показателями цветности и числом самопроизвольных абортов установлена прямая положительная связь с коэффициентом на уровне 0,78, что, вероятно, обусловлено повышенной чувствительностью женщин во время беременности к употреблению питьевой воды, содержащей комплекс загрязняющих веществ, в первую очередь хлорпроизводных соединений.

Кроме того, зарегистрировано превышение более чем в 2 раза по сравнению с контролем частоты хромосомных нарушений на основе микроядерного теста у контингентов детей с мультифакторной патологией.

Полученные данные свидетельствуют о необходимости обеспечения населения питьевой водой при централизованном водоснабжении с цветностью, не превышающей гигиенический норматив – 20°, с целью снижения канцерогенного и мутагенного риска здоровью населения за счет побочных продуктов хлорирования воды.

Эпидемиологическое значение воды

Отмечая положительное физиологическое и гигиеническое значение воды, не следует забывать, что с водой в организм человека могут попадать возбудители целого ряда инфекционных заболеваний, а также токсичные химические и радиоактивные вещества, приводящие к интоксикации или даже облучению человека.

Природные воды могут загрязняться патогенными микроорганизмами в результате попадания в них бытовых фекальных сточных вод. При нарушении санитарных требований в процессе очистки и обеззараживания воды может возникнуть опасность водных эпидемий. Легко могут происходить загрязнение и микробное обсеменение воды при децентрализованном водоснабжении. Возможно заражение при купании в сильно загрязненных водоемах. Распространению возбудителей заболеваний водным путем благоприятствует способность ряда микроорганизмов довольно продолжительное время сохранять свою жизнеспособность в воде. Среди патогенных организмов чаще других обнаруживаются сальмонеллы, шигеллы, лептоспиры, энтеропатогенные бактерии, пастереллы, вибрионы, микобактерии, а также энтеровирусы.

Эпидемические вспышки возникают не только при непосредственном употреблении для питья загрязненной воды, но и при ее использовании на бытовые нужды, когда зараженная вода расходуется для приготовления пищи, мытья посуды, оборудования и рук. Через воду могут передаваться холера, брюшной тиф, паратифы, дизентерия, болезнь Васильева – Вейля (иктеро-геморрагический лептоспироз), водная лихорадка (безжелтушный лептоспироз), туляремия, бруцеллез, вирусный гепатит, полиомиелит, лихорадка Ку, туберкулез, сибирская язва и др.

По имеющимся данным ВОЗ около 800 000 000 человек ежегодно страдают от болезней, передаваемых через воду. Потребление непригодной воды и отсутствие элементарных санитарных условий служат причинами ежегодной гибели около 25 000 000 человек. Это дало основание назвать проблему гигиены водоснабжения, т. е. снабжения доброкачественной водой в достаточном количестве, проблемой первостепенной важности.

Первая водная эпидемия холеры отмечена в Лондоне в 1854 г. В 1892 г. в Гамбурге при использовании загрязненной речной воды из водопровода вспыхнула эпидемия холеры, в результате чего из 18 000 заболевших умерло 8600 человек. В 1908 г. водная эпидемия холеры потрясла Петербург, заболели 20 800 человек, из них умерло 4000. Водные эпидемии наблюдались также в Ростове-на-Дону (1908 г.), в ряде приволжских городов (1910 г.). В настоящее время возможность передачи холеры водным путем остается по-прежнему реальной.

Большого внимания заслуживает опасность распространения водным путем различных гельминтов. В кишечник человека яйца гельминтов могут попадать при условии, если люди пьют неочищенную речную воду, обмывают ею фрукты и овощи. Загрязненные водоемы способствуют распространению возбудителей шистосоматоза, дифиллоботриоза.

Инфицирование через воду наиболее вероятно при децентрализованном типе водоснабжения, когда вода не подвергается обеззараживанию. Особую опасность представляет использование воды для питьевых целей из открытых водоемов, которые легко подвергаются заражению.

При централизованном водоснабжении опасность распространения инфекций водным путем может быть сведена к нулю.

Потребности населенных мест удовлетворяются преимущественно централизованными системами водоснабжения. Но часто люди пользуются и нецентрализованными источниками. В любом случае питьевая вода должна отвечать гигиеническим требованиям, т. е. быть доброкачественной.

Профилактика распространения возбудителей инфекций водным путем заключается прежде всего в строгой санитарной охране источников водоснабжения, в соблюдении санитарных требований к устройству и эксплуатации сооружений, предназначенных для забора, обработки, хранения и распределения воды.

В современных условиях водопотребление многими учеными рассматривается как показатель уровня цивилизации страны. Еще в 1980 г. в Нью-Йорке на специальной сессии Генеральной Ассамблеи ООН Генеральный директор ВОЗ доктор Х. Малер сказал, что «около 80 % всех болезней в развивающихся странах связано с неудовлетворительным состоянием водоснабжения и неадекватными санитарными условиями… Число водопроводных кранов на 1000 человек вскоре станет более наглядным показателем здоровья населения, чем число больничных коек».

И до настоящего времени проблема обеспечения доброкачественной питьевой водой жителей городов и населенных пунктов в различных точках земного шара остается актуальной.

В нашей стране благодаря широкому проведению санитарно-оздоровительных и противоэпидемических мероприятий давно нет больших эпидемий заразных болезней, связанных с употреблением недоброкачественной воды. Тем не менее и до сих пор ряд инфекционных заболеваний, передающихся через воду, не удалось полностью ликвидировать.

В последние годы значительно повысилась заболеваемость другими инфекционными болезнями в связи с употреблением недоброкачественной питьевой воды. К их числу следует отнести инфекционный гепатит. Высокие уровни заболеваемости инфекционным гепатитом характерны для периода войны и вооруженных конфликтов, когда существенно ухудшаются санитарные условия мест рассредоточения войск и их обеспечение. Об этом свидетельствует опыт боевых действий английских войск в Алжире, американских – во Вьетнаме, советских – в Афганистане и российских – в Чеченской республике.

Тем не менее современные достижения в области охраны водоисточников, очистки и обеззараживания воды позволяют предотвратить водные эпидемии кишечных инфекций. Централизованное водоснабжение позволяет резко поднять уровень санитарной культуры населения, способствует уменьшению заболеваемости лишь при бесперебойной подаче достаточного количества воды определенного качества. Нарушение тех или иных санитарных правил как при организации водоснабжения, так и в процессе эксплуатации водопровода влечет за собой санитарное неблагополучие вплоть до настоящих катастроф.

Самоочищение водоемов

Дело в том, что любая среда биосферы имеет свои защитные силы и обладает способностью к самоочищению. Самоочищение происходит за счет разбавления, оседания частиц на дно и формирования отложений, разложение белка до аммиака и его солей – за счет действия микробов. Если водоем справляется, то все органические вещества превращаются в аммиак и его соли на 7–12-е сутки, а далее количество аммиака и его солей начинает падать, так как наступает вторая фаза, в ходе которой и соли аммиака превращаются в нитриты, что происходит на 25–27-е сутки. А дальше концентрация нитритов начинает падать, потому что все нитриты превратятся в нитраты на 32–35-е сутки, т. е. весь процесс самоочищения заканчивается примерно за месяц. Аммиак, нитриты и нитраты называют триадой азота. Используя ее, можно с очень высокой точностью определить давность загрязнения водоема. Например, определение в триаде только аммиака говорит о том, что загрязнение произошло 7–12 суток назад (свежее). При обнаружении всей триады азота надо думать о постоянном загрязнении водоема. В чистой воде наличие триады азота может быть обусловлено разложением органических веществ растительного происхождения. Для всей триады азота ГОСТом 28-74-82 «Вода питьевая» нормируются только нитраты, поскольку при длительном употреблении воды, содержащей повышенное количество нитратов, может быть водная нитритно-нитратная метгемоглобинемия. Лимитирующий признак нормирования нитратов – токсикологический. По ГОСТу содержание нитратов не должно превышать 10 мг/л в пересчете на чистый азот или 45 мг/л в пересчете на соль. Для аммиака и его солей существуют ориентировочные нормы 0,1–0,2 мг/л, для нитритов 0,001–0,002 мг/л.

Воды бывают напорными и безнапорными. С гигиенической точки зрения самые чистые – артезианские воды (они защищены слоями пород от загрязнения). Особенностями подземных вод являются: большая минерализованность, чистота, практическое отсутствие органических веществ, сбалансированность по органолептическим свойствам. Для водоснабжения лучше использовать подземные воды.

Миграция вещества в подземных водах сопровождается химическими, биохимическими и физико-химическими процессами, направленными на приведение в равновесное состояние системы «вода – порода». В случае попадания в подземные воды загрязняющих веществ совокупность перечисленных выше процессов обобщается понятием «самоочищение».

Самоочищение подземных вод от неорганических веществ происходит, как правило, вследствие осаждения компонентов раствора на геохимических барьерах. Понятие о геохимических барьерах было сформулировано А. И. Перельманом. Геохимический барьер – это зона, в которой на коротком расстоянии происходит резкая смена гидрогеохимических условий миграции химических элементов, что вызывает осаждение этих элементов в твердую фазу. Геохимические барьеры возникают не только на границе разных фаз, но и в однородной среде (например, при изменении pH условий подземных вод или концентраций отдельных компонентов раствора). Основными геохимическими барьерами, приводящими к самоочищению пресных подземных вод, являются окислительный (кислородный), восстановительный, щелочной (гидролитический и карбонатный), сульфидный, кислый, сорбционный гидроксидный и сорбционный глинистый.

Окислительный барьер заключается в окислении более растворимых восстановленных соединений в менее растворимые окисленные. В результате таких процессов даже на участках загрязнения данными элементами подземные воды могут сохранять свой первоначальный состав.

Восстановительный барьер характеризуется преобразованием более растворимых окисленных форм элементов с переменной валентностью в менее растворимые – восстановленные.

Щелочной гидролитический барьер возникает при увеличении pH среды. При этом многие элементы, мигрирующие в виде комплексов (Be²⁺, Hg²⁺, Cr³⁺, Fe³⁺, Mn³⁺, Cu²⁺), переходят полностью или частично в твердую фазу в виде гидроксидов (BeF⁺ +2OH^- = Be(OH)₂ + F^-).

Действие щелочного карбонатного барьера основано на образовании труднорастворимых карбонатов катионогенных элементов и элементов-комплексообразователей (Fe, Mn, Со, Zn, Pb и др.).

Сульфидный барьер основан на образовании труднорастворимых сульфидов многих элементов-комплексообразователей и анионогенных элементов (Cd, Си, Hg, Ni, Pb, Zn, Mo, As, Sb). Условия действия этого барьера создаются в зонах сульфат-редукции, а также при подтоке сульфидных вод.

Сорбционный гидроксидный барьер основан на том, что свежеосажденные гидроксиды поливалентных элементов являются эффективными сорбентами.

Сорбционный глинистый барьер обусловлен наличием отрицательного заряда на поверхности глинистых минералов.

Как правило, в природных условиях всегда имеет место не один, а несколько геохимических барьеров. С позиции самоочищения подземных вод наиболее эффективными являются окислительные барьеры (для элементов с переменной валентностью) и сорбционные (для большинства элементов, содержащихся в воде в микроколичествах). Для органических веществ характерны также процессы саморазложения. В этом случае вещество продолжает мигрировать, но уже в виде продуктов химических и биохимических реакций. Важной характеристикой процессов самоочищения является скорость их протекания. Скорость химических реакций уменьшается при понижении температуры. Для приближенной оценки влияния температуры на скорость химической реакции можно пользоваться правилом Вант-Гоффа, из которого следует, что при понижении температуры на 100 °C скорость реакции уменьшается в 2–4 раза. Для биохимических реакций характерна зависимость их скорости как от температуры, так и от содержания кислорода. Для каждого вида микроорганизмов характерен свой температурный диапазон жизнедеятельности. При несоответствии температурных условий подземных вод этому диапазону жизнедеятельность микроорганизмов замедляется в десятки и сотни раз. Возможность загрязнения подземных вод с поверхности земли в значительной степени определяется защищенностью водоносных горизонтов.

Под защищенностью водоносного горизонта от загрязнения понимается его перекрытость отложениями, препятствующими проникновению загрязняющих веществ с поверхности земли или из вышележащего водоносного горизонта. Защищенность зависит от многих факторов, которые можно разбить на две группы – природные и техногенные. К основным природным факторам относятся следующие: глубина до уровня подземных вод, наличие в разрезе и мощность слабопроницаемых пород, сорбционные свойства пород, соотношение уровней исследуемого и вышележащего водоносных горизонтов. К техногенным факторам прежде всего следует отнести условия нахождения загрязняющих веществ на поверхности земли и, соответственно, характер их проникновения в подземные воды, химический состав загрязняющих веществ и, как следствие, их миграционную способность, сорбируемость, химическую стойкость, время распада, характер взаимодействия с породами и подземными водами. Защищенность подземных вод можно охарактеризовать качественно и количественно. В первом случае в основном рассматриваются только природные факторы, во втором – природные и техногенные. Детальная оценка защищенности подземных вод с учетом особенности влагопереноса в зоне аэрации и характера взаимодействия загрязнения с породами и подземными водами требует, как правило, создания гидрогеохимической модели процессов проникновения загрязнения в водоносный горизонт. Качественная оценка может быть проведена в виде определения суммы условных баллов или на основании оценки времени, за которое фильтрующиеся с поверхности воды достигнут водоносного горизонта (особенности влагопереноса в зоне аэрации и процессы взаимодействия загрязнения с породами и подземными водами при этом не учитываются). Балльная оценка защищенности грунтовых вод детально разработана В. М. Гольдбергом. Сумма баллов, зависящая от условий залегания грунтовых вод, мощностей слабопроницаемых отложений и их литологического состава, определяет степень защищенности грунтовых вод.

Эксплуатация крупных горнодобывающих предприятий часто приводит к необратимым гидрогеологическим явлениям регионального масштаба. При осушении горных выработок откачиваются большие объемы воды, что вызывает формирование вокруг них депрессионных воронок радиусом в десятки километров. Часто добыча одной тонны полезного ископаемого сопровождается откачкой десятков и даже сотен тонн воды. В результате ухудшается водный баланс крупных территорий. Снижают свою производительность или выходят из строя водозаборы, попавшие в зону депрессионной воронки, нарушаются условия питания поверхностных водоемов и водотоков, развиваются мощные техногенные зоны аэрации, приводящие к нарушению естественной влажности почв и грунтов, просадкам и изменению химического состава подземных вод.

Влияние промышленности на подземные воды

Среди промышленных отходов основное значение в загрязнении подземных вод имеют промышленные стоки. Загрязнение происходит в процессе фильтрации сточных вод из накопителей, хвосто– и шламохранилищ или в результате их подземного захоронения. В сточных водах находятся как компоненты общего химического состава вод, так и микрокомпоненты, газы, органические вещества.

Конкретный состав сточных вод зависит и от отрасли промышленности, и от технологий, применяемых на данном предприятии. Часто источниками промышленного загрязнения подземных вод являются атмосферные осадки, насыщенные газодымовыми выбросами и продуктами испарения с поверхности полей фильтрации и накопителей сточных вод и отходов. Главными веществами, загрязняющими атмосферный воздух, являются взвешенные вещества (пыль), оксид углерода, сернистый ангидрид, оксиды азота, углеводороды, фенолы, различные ядохимикаты и тяжелые металлы. Выбросы больших количеств сернистого ангидрида, оксидов углерода и азота обусловливают образование кислотных дождей с pH < 4. Такие осадки могут существенно изменить химический состав подземных вод за счет нарушения равновесия в системе «вода – порода». Концентрация в атмосферных осадках промышленных районов As, Se, Sb, Cr, V, Cu, Zn, Pb, Cd, Hg и ряда других компонентов может в десятки и сотни раз превышать их фоновые значения. Попадая в почву, большинство из них сорбируются в зоне аэрации и вначале не фиксируются в значительных количествах в подземных водах. Однако сорбционная емкость пород не безгранична, и в условиях ее наполнения или изменения Eh-, pH-условий в зоне аэрации может произойти повсеместное загрязнение грунтовых вод с последующим перетеканием загрязняющих веществ в более глубокие горизонты.

Достаточно крупным источником загрязнения подземных вод в настоящее время является автомобильный транспорт. Влияние других транспортных магистралей в основном сказывается при возникновении аварийных ситуаций на железной дороге и нефте– и газопроводах.

Еще одним источником загрязнения являются необорудованные хранилища твердых отходов. Здесь может иметь место ветровой разнос загрязняющих веществ с дальнейшим их проникновением вместе с атмосферными осадками в грунтовые воды, а также непосредственное выщелачивание на месте, в результате чего под хранилищами твердых отходов часто образуются значительные ореолы некондиционных подземных вод.

Изменение гидрогеохимических условий на урбанизированных территориях

В городах имеют место все возможные виды антропогенного воздействия на окружающую среду, встречаются все известные типы загрязнения подземных вод. На урбанизированных территориях, помимо промышленного загрязнения, значительную роль играет загрязнение подземных вод коммунальными стоками. Кроме химического загрязнения, здесь часто присутствует радиоактивное, бактериальное, газовое и тепловое загрязнения. Специфической особенностью городских территорий является нарушенный гидрогеологический режим в связи с большой плотностью застройки, значительной площадью асфальтовых покрытий, густой сетью водонесущих коммуникаций и подземных инженерных сооружений. Для крупных городов характерны как значительное понижение уровней водоносных горизонтов, используемых для централизованного водоснабжения, так и повышение уровня грунтовых вод за счет утечек из водопроводной сети и уменьшения таких расходных статей водного баланса, как испарение и транспирация. Все это способствует усилению миграции загрязненных грунтовых вод в нижележащие водоносные горизонты. Во многих городах интенсивный отбор подземных вод сопровождается значительными проседаниями земной поверхности.

На урбанизированных территориях, как правило, присутствуют все факторы изменения химического состава подземных вод, связанные с понижением или повышением их уровня. Особое значение имеет процесс взаимодействия (в результате подъема уровня) подземных вод с техногенными отложениями. Также для городов характерно развитие электрохимических процессов. Этому способствует наличие под землей большого количества металлических конструкций и электрокабелей. Более подробно с эколого-гидрогеологическими проблемами, возникающими на урбанизированных территориях, можно познакомиться по материалам научных конференций и семинаров, посвященных данной проблеме.

Отдельным фактором воздействия на подземные воды в районе населенных пунктов является их эксплуатация в целях хозяйственно-питьевого водоснабжения. В процессе откачки воды из скважин могут возникать те же отрицательные техногенные процессы, что и при осушении горных выработок. Отличие заключается в том, что при эксплуатации подземных вод особое внимание должно уделяться прогнозу их качества. Состояние подземных вод в районе водозаборного сооружения определяется многими факторами:

1) типом водозабора, граничными условиями водоносного горизонта;

2) характером естественного движения подземных вод;

3) фильтрационной неоднородностью пород (слоистой и плановой).

Для водозаборов, эксплуатирующих напорные водоносные горизонты, особое значение имеет конструкция буровых скважин. Это связано с тем, что при наличии выдержанного верхнего водоупора наиболее уязвимым местом для попадания в водоносный пласт загрязнения является затрубное пространство водозаборных скважин. В случае некачественной цементации обсадных труб возникают искусственные гидрогеологические окна, по которым загрязненные грунтовые воды могут беспрепятственно попадать в эксплуатируемый водоносный горизонт.

В целях предотвращения загрязнения подземных вод вокруг действующих водозаборов устанавливается зона санитарной охраны (см. ниже).

Влияние на подземные воды сельскохозяйственного производства и гидротехнических сооружений

Сельскохозяйственное загрязнение подземных вод связано с выносом из почвы с дождевой или ирригационной водой ядохимикатов и удобрений. Также источниками загрязнения являются стоки от животноводческих комплексов птице– и звероферм. Сельскохозяйственное загрязнение носит площадной (и даже региональный) характер. Среди многочисленных удобрений, применяемых в сельском хозяйстве, наиболее распространенными являются азотные, фосфорные и калийные, при этом особое значение имеют азотистые соединения. Помимо удобрений, источниками загрязнения могут быть силосные ямы, хозяйственно-бытовые стоки деревень и поселков.

При попадании соединений азота в почву аммонийная их форма (NH|) хорошо сорбируется породами и не вымывается из почв так быстро, как нитратная. Та часть солей аммония, которая не усваивается растениями и не сорбируется породами, окисляется сначала до нитритов, а затем до нитратов. По своим миграционным свойствам нитраты являются аналогами хлора, они отличаются высокой растворимостью и отсутствием гидрохимических барьеров. В связи с этим в сельскохозяйственных районах нитраты являются самым масштабным загрязнителем подземных вод. Грунтовые воды многих стран содержат нитраты в концентрациях, значительно превышающих предельно допустимые. Максимальные концентрации могут превышать 1000 мг/л.

Значительно меньшая доля в загрязнении подземных вод принадлежит калийным и фосфорным удобрениям. Соединения калия и фосфора хорошо усваиваются растениями, а также сорбируются глинистыми компонентами пород, и лишь незначительная их часть, не зафиксированная на этих барьерах, выносится в подземные воды.

Одним из наиболее опасных видов сельскохозяйственного загрязнения являются пестициды. Большинство из них относится к хлор– и фосфорорганическим соединениям. Степень опасности пестицидов оценивается по их токсичности, летучести, кумулятивным свойствам и стойкости. Токсичность и стойкость оказывают наибольшее влияние при оценке возможности загрязнения подземных вод. Большинство хлорорганических пестицидов относятся к среднетоксичным соединениям, однако обладают ярко выраженными кумулятивными свойствами (способностью накапливаться) и являются стойкими и очень стойкими соединениями. В результате разложения многие из них превращаются в еще более токсичные соединения, чем исходные. Фосфорорганические пестициды в большинстве своем относятся к группе высокотоксичных соединений, однако они, как правило, малоустойчивы во внешней среде.

Воздействие на окружающую среду крупных животноводческих комплексов, птице– и звероферм соизмеримо с рассмотренными выше промышленными объектами. Отходы животноводства являются источниками сильного химического и бактериального загрязнения природных вод. В первую очередь это органические вещества (мочевина, органические кислоты, фенолы, медицинские препараты, добавляемые в корм, СПАВы и т. д.), неорганические вещества (соединения азота, фосфора и калия, Си, Mn, Zn, Со, As, Fe и другие микроэлементы), патогенные микроорганизмы (сальмонеллы, бациллы Банга), бактерии фекального загрязнения и гетеротрофные сапрофитные микроорганизмы. Загрязнение подземных вод происходит как в результате фильтрации из навозохранилищ, так и в случае несоответственных доз внесенной в почву в качестве удобрения навозной жижи.

Значительное влияние на подземные воды оказывают мелиоративные работы. Орошение сельхозугодий почти всегда приводит к нарушению водного и солевого баланса грунтовых вод, изменению их уровня и минерализации. В условиях аридного климата эти процессы могут привести к засолению земель. Наиболее эффективным способом борьбы с засолением является искусственный дренаж. Однако его применение может нанести значительный экологический ущерб водоемам – приемникам дренажного стока.

Другим важным направлением в мелиорации земель является их осушение. В балансе грунтовых вод на осушенных участках значительно возрастает величина инфильтрационной составляющей за счет уменьшения поверхностного стока. Так, при осушении болот величина инфильтрационного питания может возрастать с 6 до 35 % от суммы выпадающих осадков, что приводит к усиленному вымыванию питательных веществ из почвы. При значительных понижениях уровня грунтовых вод капиллярная кайма может опуститься ниже корнеобитаемого слоя, что вызывает ухудшение условий развития растительного покрова, а иногда и полную его деградацию.

При строительстве гидротехнических сооружений основное влияние на подземные воды оказывают процессы, связанные с подъемом или понижением их уровня. В естественных условиях речные долины, как правило, играют роль региональных дрен для подземных вод. Естественные фильтрационные потоки направлены от водоразделов речных долин к руслам рек. При образовании водохранилищ происходит подпор подземных вод, что может приводить к заболачиванию значительных территорий. Часто в сферу гидродинамического влияния равнинных водохранилищ попадают населенные пункты и промышленные предприятия. При этом возникает необходимость осуществлять довольно сложную систему защитных мер.

При значительных повышениях уровня поверхностные воды начинают питать гидравлически связанные с ними водоносные горизонты. Это часто приводит к химическому и бактериальному загрязнению последних и, как следствие, к необходимости строительства дополнительных очистных сооружений на водозаборных скважинах.

Минимизация отрицательного воздействия на подземную гидросферу

Основой для уменьшения отрицательного антропогенного воздействия на подземные воды является их рациональное использование. Практика использования природных вод в настоящее время отличается отсутствием количественных оценок целесообразности той или иной формы эксплуатации водных ресурсов и, как следствие, расточительным расходованием материальных и природных ресурсов. Так, на территории России для питьевого и хозяйственного водоснабжения часто используются пресные поверхностные воды. При достаточном объеме качество поверхностных вод почти повсеместно является неудовлетворительным, вследствие чего затраты на водоподготовку стремительно возрастают. Вместе с тем значительные запасы чистых пресных подземных вод используются недостаточно.

Обострение внимания к проблеме охраны окружающей среды, все возрастающее использование математических методов для решения задач управления качеством и рационального использования природных, в том числе и водных, ресурсов привело к широкому применению в экологической гидрогеологии информационных технологий. Процесс внедрения информационных технологий в решение практических и научных задач ускоряется развитием вычислительной техники, позволяющей детально проанализировать большое количество вариантов природопользования за ограниченное время. В свою очередь развитие вычислительной техники побуждает математиков к разработке новых и развитию существующих методов компьютерной обработки данных и математического моделирования.

Одним из основных методов решения вопросов, связанных с рациональным использованием подземных вод, является применение компьютерных информационных систем, которые позволяют оценить качество природных вод, используемых в различных целях, наличие месторождений минеральных и питьевых вод и выдать рекомендации по их рациональному использованию. Такие системы необходимы административным и планирующим организациям, предпринимателям и водопользователям, природоохранным органам, исследователям, занимающимся проблемами гидрологии, гидрогеологии, экологии, медицинской географии, рационального использования ресурсов.

Данные информационные (экспертные) системы представляют собой программы управления базами данных, которые, помимо представления информации, позволяют проводить численное прогнозное моделирование (вычислительный эксперимент) на основе введенных в компьютер данных о том или ином варианте водопользования. Однако для достоверного решения задач управления водными ресурсами на практике требуется системный подход, учитывающий все необходимые стороны изучаемого процесса. В настоящее время внедрение системного анализа на основе математического моделирования в практику принятия решений часто сдерживается не отсутствием математических методов и соответствующего компьютерного обеспечения, а недостаточной информированностью лиц, принимающих подобное решение.

Преодоление подобных трудностей и является основной задачей при внедрении экспертных компьютерных систем, позволяющих оперативно решать часто встречающиеся задачи по управлению природными водными ресурсами, такие, как:

1) извлечение (добыча) воды из водоносного горизонта;

2) естественное и искусственное пополнение запасов подземных вод;

3) химический состав и загрязнение подземных вод;

4) совместное управление запасами подземных и поверхностных вод;

5) влияние подземных вод на инженерные сооружения;

6) различные комбинации перечисленных проблем.

Таким образом, учитываются как количественная (объем водоотбора), так и качественная (распространение загрязнений) стороны водопользования.

Кроме того, информационные системы предоставляют возможность получить статистическую информацию о состоянии природных вод, эксплуатационных запасах, имеющихся загрязнениях, экологическом качестве природных вод, произвести оценку защищенности подземных вод.

Зная потребность в воде по районам и отраслям, можно дифференцировать ее потребление по качеству: на технические и производственные нужды забирать воду худшего качества, хорошую же воду использовать только для питьевого водоснабжения. Но административным указом и штрафами, как показывает опыт, потребителя не заставить регламентировать водоотбор. Одним из наиболее эффективных инструментов регулирования интенсивности антропогенного воздействия на подземные воды является экономическое стимулирование рационального водоотбора и экологически безопасного размещения производства.

Известно, что население закономерно реагирует на изменение цен на воду. Поэтому отдельной и весьма актуальной задачей является установление оптимальных размеров водопользовательских платежей. Стоимость природных вод должна способствовать внедрению оптимальной схемы водопользования в регионе. Необходимо также анализировать альтернативные пути использования ресурсов подземных вод в качестве лечебных, промышленных, мелиоративных.

Рациональное использование подземных вод не только уменьшит отрицательное воздействие на подземную гидросферу, но и даст необходимые средства для проведения различных природоохранных мероприятий.

Санитарно-гигиенические требования к качеству питьевой воды

Основными регламентирующими документами для питьевой воды в России являются ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством» и ГОСТ 13273-88 «Воды минеральные питьевые лечебные и лечебно-столовые».

ГОСТ 2874-82 распространяется на воду при централизованном использовании местных источников с разводящей сетью труб.

ГОСТ 13273-88 распространяется на минеральные питьевые лечебные и лечебно-столовые воды, которые имеют минерализацию не менее 1 г/л или содержат биологически активные микроэлементы в количестве не ниже бальнеологических норм. Предельно допустимые концентрации большинства элементов и соединений приводятся в ряде нормативных документов, основным из которых являются «Санитарные нормы и предельно допустимые содержания вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (СНиП)», утвержденные Министерством здравоохранения СССР в 1988 г.

Международные нормы качества питьевой воды разрабатываются Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ).

ВОЗ приняты рекомендуемые величины содержания компонентов, которые обеспечивают качество воды, эстетически приемлемое и не представляющее значительной опасности для здоровья потребителя.

Данные величины служат основой при разработке национальных стандартов, которые при правильном применении должны обеспечивать безопасность питьевого водоснабжения. Во всех странах разрабатываются стандарты качества воды, наиболее близкие к рекомендуемым величинам.

Принятые в России нормы качества питьевой воды очень близки к международным.

Качество питьевой воды должно соответствовать требованиям ГОСТа 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль качества», обеспечиваться на протяжении всей водопроводной сети и не зависеть от вида источника водоснабжения и системы обработки воды.

Действующим ГОСТом 2874-82 предусмотрен контроль органолептических (запаха, привкуса, цветности, мутности), физико-химических (pH, температуры) и бактериологических показателей качества питьевой воды, содержания ряда химических веществ, встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки, влияющих на органолептические или биологические свойства воды.

Кроме этого, стандартом в ряде случаев предусмотрен контроль содержания химических веществ, нормативные требования к которым приведены в СанПиН 4630-88 «Санитарные требования и нормативы охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами».

Требования ГОСТа, обеспечивающие безопасность питьевой воды в эпидемическом отношении, основываются на косвенных показателях – количестве сапрофитов в 1 мл воды (< 100) и индексе бактерий группы кишечной палочки 1 л воды (< 3).

Требования ГОСТа к химическому составу воды включают 20 показателей для веществ, встречающихся в природных водах или добавляемых в нее при обработке на очистных сооружениях.

Государственный стандарт регламентирует требования к качеству питьевой воды, подаваемой централизованными системами хозяйственно-питьевого водоснабжения, т. е. системами, имеющими разводящую сеть труб.

В настоящее время количество существующих гигиенических нормативов для наиболее опасных и наиболее часто встречающихся в воде химических соединений составляет более 1500. В связи с этим проблема научного обоснования и совершенствования системы требований к качеству питьевой воды с позиций безопасности для здоровья становится чрезвычайно актуальной. Одними из наиболее сложных и важных вопросов в системе обеспечения и контроля качества питьевой воды являются количество и состав контролируемых показателей, определяющие в совокупности интегральную качественную оценку воды, ее безопасность и безвредность для человека.

В таблице 29 приведены показатели качества воды по ГОСТу 2874-82, Руководству по контролю качества питьевой воды ВОЗ (1994) и СНиП. Представлены только некоторые показатели качества воды, упоминаемые в ГОСТе 2874-82, СНиПе или Руководстве по контролю качества питьевой воды ВОЗ (1994). Всего в России нормативными документами установлены ПДК для более чем 1500 различных элементов и соединений.

Таблица 29

Показатели качества воды

Данные по предельно допустимым концентрациям различных компонентов в воде приводятся в различных справочных изданиях. Сведения о физико-химических свойствах, получении и применении, а также ПДК для элементов I–VIII групп, углеводородов и их галогенопроизводных и радиоактивных элементов приведены в четырехтомнике «Вредные химические вещества» Химическая классификация и некоторые физические и химико-аналитические свойства около 1000 нормируемых в водах органических соединений представлены в справочнике «Основные свойства нормируемых в водах органических соединений». Там же даны структурные формулы этих соединений, их ПДК, лимитирующие признаки вредности (необходимы при выборе наиболее опасных веществ для контроля и учитываются при одновременном содержании вредных веществ), молекулярные массы, агрегатное состояние, некоторые физические константы, растворимость, устойчивость, область применения.

В настоящее время является актуальным совершенствование системы контроля качества питьевой воды (приоритетность методов анализа, периодичность исследований, методика отбора проб воды и др.). Самостоятельной задачей является уточнение величин гигиенических стандартов по ряду показателей, таких как цветность, содержание хлоридов, сульфатов, алюминия, свинца, селена, по которым имеются расхождения между ГОСТом и Рекомендациями ВОЗ. Также необходима разработка отдельного Государственного стандарта на качество питьевой опресненной воды, так как опреснение соленых и солоноватых вод является очень важной гигиенической проблемой.

Показатели питьевой воды

Показатели наличия в воде органических веществ

Около 1/3 населения России продолжает использовать в питьевых целях воду из колодцев, родников, открытых водоемов.

Показатели загрязненности воды.

1. Наличие в воде органических веществ.

Количество растворенного кислорода зависит от температуры воды. Чем ниже температура, тем больше растворенного кислорода в воде. Кроме того, содержание кислорода зависит от наличия в воде зоо– и фитопланктона. Если в воде много водорослей или много животных, то содержание кислорода меньше, так как часть кислорода расходуется на жизнедеятельность зоо– и фитопланктона. Содержание кислорода также зависит от поверхности водоема: в открытых водоемах кислорода больше. Содержание кислорода при всех прочих условиях будет зависеть от барометрического давления и от загрязнения. Чем больше загрязнение, тем меньше кислорода содержится в воде, потому что кислород буде расходоваться на окисление загрязнения (органических веществ). Для того чтобы судить о том, достаточно или недостаточно кислорода в водоеме, существуют таблицы Виндлера, где приводятся данные о пределе растворимости кислорода при данной температуре.

Если мы определяем количество растворенного кислорода в нашей пробе воды и находим, что при 7 °C у нас в пробе содержится 9 мг кислорода, то эти цифры ничего не дают. Мы должны посмотреть в таблицу Виндлера: при 7 °C должно быть растворено 11 мг кислорода на литр, и это говорит о том, что по всей видимости в воде содержится большое количество органических веществ.

2. Показатель биохимического потребления кислорода (БПК).

БПК – это количество кислорода, которое необходимо для окисления легкоокисляемых органических веществ, находящихся в 1 л воды. Условия для проведения этого анализа: экспозиция 1 сутки, 5 суток, 20 суток. Методика: требуется время и темное место: берутся две банки, заполняются исследуемой водой. В первой банке определяется содержание кислорода тотчас, а вторую банку ставят либо на сутки, либо на 5, либо на 20 в темное помещение и определяют содержание кислорода. Чем больше содержится органических веществ в пробе воды, тем меньше кислорода будет обнаружено, потому что часть растворенного кислорода израсходуется на окисление органических веществ (легкоокисляемых).

3. Окисляемость воды.

Окисляемость воды – это количество кислорода, которое необходимо для окисления легко– и среднеокисляемых органических веществ, находящихся в 1 л воды. Условия: окислитель – перманганат калия, 10-минутное кипячение. Не всегда высокая цифра окисляемости свидетельствует о неблагополучии водоисточника. Высокая цифра окисляемости может быть за счет растительной органики. Высокая цифра окисляемости может быть обусловлена наличием в воде неорганических веществ – сильных восстановителей, что характерно для подземных вод. Сюда относятся сульфиды, сульфиты, соли закиси железа, нитриты. Высокая цифра окисляемости может быть обусловлена наличием в воде органики животного происхождения, и только в этом случае мы говорим о том, что водоем загрязнен. Разумеется возникает вопрос, как же нам решить, за счет чего у нас наблюдается высокая цифра окисляемости. Для ответа на этот вопрос существуют следующие приемы: для того чтобы дифференцировать окисляемость за счет органических веществ от окисляемости за счет неорганических веществ, нужно поставить пробу на холоде: на холоде окисляются неорганические вещества (минеральные). Допустим у нас окисляемость была 8 мг/л, поставили пробу на холоде, выяснили, что окисляемость на холоде составляет 1 мг/л. Получается, что за счет органических веществ приходится 7 мг/л. Теперь мы должны отдифференцировать органику растительного происхождения от животного. В этом случае нужно посмотреть на бактериологические показатели. ГОСТом окисляемость не нормируется, так как она может быть высокой и в нормальной, и загрязненной воде. Однако существуют ориентировочные нормы. Ориентировочные нормы следующие: для поверхностных водоемов – 6–8 мг/л. Для подземных водоисточников, для шахтных колодцев – 4 мг/л, для артезианских вод – 1–2 мг/л.

4. Химическая потребность в кислороде (ХПК).

ХПК – также показатель наличия в воде органических веществ – химическая потребность в кислороде. Это количество кислорода, которое необходимо для окисления легко-, средне– и трудноокисляемых органических веществ, находящихся в 1 л воды. Условия проведения анализа: двухромистый калий в качестве окислителя, концентрированная серная кислота, 2-часовое кипячение. В любой воде, если правильно проведен анализ, БПК будет всегда меньше, чем окисляемость, а окисляемость, всегда меньше ХПК. Определение ХПК, БПК и окисляемости имеет значение для прогнозирования системы очистки сточных вод. В хозяйственно-фекальных сточных водах основную массу составляют легкоокисляемые химические вещества, следовательно, для очистки надо применять биологический метод. В стоках с преобладанием средне– и трудноокисляемых веществ, следует применять химическую очистку.

5. Органический углерод.

Органический углерод – показатель на наличие в воде органических веществ. Чем больше обнаруживается органического углерода, тем больше органики в воде. Существуют ориентировочные нормы по органическому углероду. Считается, что, если он присутствует в пределах 1–10 мг/л, этот водоем чистый, более 100 мг/г – загрязненный.

6. CCE – карбохлороформэкстракт.

Этот показатель позволяет определить присутствие в воде трудноопределяемых веществ: нефтепродуктов, пестицидов, ПАВ. Все эти вещества адсорбируются на угле, а затем экстрагируются. Считается, что если CCE находится в пределах 0,15–0,16, то этот водоем чистый, 10 и более – водоем загрязнен.

7. Хлориды и сульфаты.

Хлориды дают соленый вкус, сульфаты – горький. Хлориды не должны превышать 350 мг/л, а сульфаты не более 500 мг/л. Чаще всего хлориды и сульфаты в воде имеют минеральное происхождение, что связано с почвенным составом, но в отдельных случаях хлориды и сульфаты могут быть показателями загрязнения, когда они поступают в водоемы как загрязнения со сточными водами бань и т. п. Если содержание этих веществ меняется в динамике, то, безусловно, есть загрязнение водоисточника.

8. Сухой остаток.

Если взять 1 л воды и выпарить, взвесить остаток, то получим вес сухого остатка. Чем больше вода минерализована, тем этот сухой остаток будет больше. По ГОСТу сухой остаток не должен превышать 1000 мг/л. Потери при прокаливании позволяют судить о количестве органики в остатке (так как органические вещества сгорают). Чем больше потерь при прокаливании, тем больше в воде содержится органических веществ. В чистой воде потери при прокаливании не должны превышать 1/3 сухого остатка, т. е. 333 мг.

Все эти показатели являются косвенными, так как они не позволяют сами определить те вещества, которые вызвали загрязнение. Более прямыми являются бактериологические показатели – индекс и титр бактерий группы кишечной палочки.

Нормативы водопотребления

Количество воды, необходимое для одного жителя в сутки, зависит от климато-географических условий, сезона года, числа жителей, культурного уровня населения и степени санитарного благоустройства зданий (обеспеченности внутренним водопроводом, канализацией, центральным отоплением). Последний фактор является определяющим. На его основе разработаны «Нормы водопотребления», которые введены в СНиПы. В указанные нормы входит расход воды в квартирах, предприятиями культурно-бытового, коммунального обслуживания и общественного питания.

В некоторых городах развитие водопровода позволяет обеспечить более высокие нормы водопотребления (Москва – 500 л в сутки, Санкт-Петербург – 400 л в сутки). Считается, что норма водопотребления 500 л в сутки является максимальной.

При расчете водопотребления необходимо учитывать неравномерность расхода воды как в отдельные часы суток, так и по сезонам года. Для этого средние нормы водопотребления принимаются с так называемыми коэффициентами неравномерности – часовым (отношение максимального часового расхода к среднечасовому) и суточным (отношение максимального суточного расхода к среднесуточному). Учет коэффициентов неравномерности при проектировании водопровода позволяет обеспечить бесперебойную подачу воды в час пик и в жаркие сезоны года, когда увеличивается расход воды.

Основные правила и нормы

1. Жители городов и других населенных пунктов должны обеспечиваться питьевой водой в количестве, достаточном для удовлетворения физиологических и хозяйственных потребностей человека.

2. Качество воды, используемой населением для питьевых, хозяйственных и производственных целей, должно соответствовать санитарным нормам.

3. Предприятия и организации обязаны осуществлять мероприятия, направленные на развитие систем централизованного водоснабжения, обеспечение населения доброкачественной питьевой водой.

Источники водопользования населения

Водоисточники – природные воды, используемые для хозяйственно-питьевого, технического или сельскохозяйственного водоснабжения.

Источниками водоснабжения могут быть открытые водоемы (реки, озера), которые имеют риск загрязнения поверхностными химическими загрязнениями. Родники, используемые населением в качестве источника воды, чаще всего не исследованы и имеют неустановленный химический состав.

Благодаря защищенности водоносных пластов артезианские воды обычно обладают хорошими органолептическими свойствами и характеризуются почти полным отсутствием бактерий. В определенной степени это зависит от удаленности водосборной поверхности, ее санитарного состояния. Очень важно знать, где и в каком месте находится источник.

Качество воды источников, используемых для централизованного и нецентрализованного водоснабжения, для купания, занятий спортом и отдыха населения, в лечебных целях, а также качество воды водоемов в черте населенных пунктов должно отвечать санитарным правилам. (Закон РФ от 19.04.1991 «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения»)

Существуют три основных источника водообеспечения систем водоснабжения:

1) подземные воды;

2) поверхностные воды;

3) атмосферные осадки.

Для систем центрального водоснабжения наибольший интерес представляют подземные и поверхностные воды.

Подземные воды

Подземные источники (грунтовые, межпластовые воды) образуются при фильтрации атмосферных осадков через почвенный слой и горные породы. Благодаря наличию водоупорных слоев подземные воды расслаиваются на отдельные, изолированные друг от друга водоносные горизонты.

Грунтовыми водами называются подземные воды, скапливающиеся на первом от поверхности водоупорном слое. В природных условиях грунтовые воды не загрязнены и пригодны для использования, если повышенное содержание солей не придает воде неприятного привкуса. При загрязнении почвы и поверхностном расположении санитарная надежность грунтовых вод резко снижается, так как создается реальная опасность их загрязнения органическими веществами животного происхождения и патогенными микроорганизмами, что может явиться причиной кишечных инфекций. Грунтовые воды имеют малый дебит (количество воды, даваемое источником в единицу времени) и широко используются лишь в местном колодезном водоснабжении.

Межпластовые воды залегают между двумя водоупорными слоями и защищены от загрязнения с поверхности. Когда межпластовые воды сосредоточены в зернистых породах и в процессе своего продвижения подвергаются фильтрации, их называют фильтрационными (или поровыми), если они текут в трещинах жестких пород, – флюационными (текущими). Напорные межпластовые воды называются артезианскими.

К подземным водоисточникам относятся также ключи (родники), представляющие собой естественный выход на поверхность грунтовых или межпластовых вод.

Глубокие межпластовые воды по качеству в большинстве случаев соответствуют требованиям ГОСТа и используются для хозяйственно-питьевых целей без предварительной обработки.

При нарушении водонепроницаемых перекрытий межпластовые водоносные горизонты могут загрязняться; в этом случае необходима обработка воды до подачи ее потребителю. В некоторых районах межпластовые воды чрезмерно минерализованы.

Подземные воды характеризуются обычно постоянством состава и температуры, значительной минерализацией, отсутствием минеральных взвесей, относительно невысоким содержанием органических веществ, присутствием растворенных газов, значительной жесткостью, повышенным содержанием железа и марганца, высокой санитарной надежностью (отсутствием бактерий и вирусов). Часто подземные воды имеют гидравлическую связь с поверхностными, что влечет за собой изменение их химического состава: повышается концентрация органических веществ, изменяется минерализация (насыщенность солями), появляется растворенный кислород. С возрастанием глубины залегания увеличивается степень минерализации воды.

Несмотря на малую минерализацию, которая составляет до 1,5 г/л, пресные подземные воды представляют собой сложную многокомпонентную систему, включающую целый комплекс неорганических и органических соединений, газов и живого вещества.

Неорганические вещества – макро– и микрокомпоненты.

В зависимости от концентрации неорганических веществ в подземных водах выделяют макрокомпоненты (десятки и сотни мг/л) и микрокомпоненты (менее 1 мг/л). Макрокомпоненты определяют химический тип воды и, как следствие, ее основные потребительские свойства. В первую очередь к ним следует отнести Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺, CI^-, SO₄^2- и HCO₃^-. Концентрации и возможность накопления в подземных водах макрокомпонентов определяются геолого-гидрогеологическими условиями данного района и во многом зависят от минерального состава водовмещающих пород. К микрокомпонентам можно отнести все другие элементы. В настоящее время в воде их обнаружено более 80. Большая часть из них содержится в воде в концентрациях менее 1 мкг/л.

В таблице 30 приведен порядок максимальных концентраций химических элементов, обнаруживаемых в пресных подземных водах.

Из приведенных данных видно, что не любая пресная подземная вода может использоваться для питьевого водоснабжения, так как содержание многих микрокомпонентов в естественных условиях может превышать установленные ПДК (предельно допустимые концентрации).

Отдельной группой среди неорганических веществ следует выделить радиоактивные элементы. Концентрации радиоактивных элементов измеряются не в весовых единицах на объем, а в количестве распадов изотопа за секунду в единице объема. Один распад в секунду в радиологии получил название «беккерель» (Бк). Таким образом, концентрации радиоактивных элементов в воде измеряются в беккерелях на литр. Наиболее распространенными естественными радиоактивными изотопами в природных водах являются изотопы калия с атомным весом 40 (K⁴⁰), радия (Ra²²⁶), радона (Rn²²²), урана (U²³⁸). Как правило, их суммарная концентрация не превышает 10 Бк/л, однако в местах, где в геологическом разрезе встречаются радиоактивные минералы, концентрация естественных радиоэлементов в воде может достигать тысячи и более Бк/л.

Органические вещества

Пресные подземные воды всегда содержат то или иное количество органического вещества. В естественных условиях их содержание, как правило, уменьшается с глубиной. Состав органических веществ довольно сложен и может быть представлен всеми классами органических соединений. Наиболее распространены высокомолекулярные кислоты (например, гуминовые кислоты и фульвокислоты). Они постоянно присутствуют в грунтовых водах в количестве от одного до нескольких мг/л. В последние годы в подземных водах обнаружен целый ряд аминокислот, являющихся структурными элементами белков. Кроме того, в пресных подземных водах нефтегазоносных провинций, как правило, присутствуют нафтеновые кислоты и различные углеводородные соединения.

Таблица 30

Максимальная концентрация химических элементов в пресных подземных водах

Так как определение отдельных органических соединений в подземных водах затруднено, то, как правило, оценивается их суммарное число. Наиболее распространена суммарная оценка органических веществ с помощью величины окисляемости (мгО/л) количества органических углерода (C_орг) и азота (N_орг). Наиболее точной характеристикой общего содержания органических веществ в подземных водах является количество C_орг.

Микроорганизмы

Из микроорганизмов наибольшее значение в пресных подземных водах имеют бактерии, также встречаются микроскопические водоросли, простейшие и вирусы. Различают аэробные и анаэробные бактерии. Первым для развития требуется кислород, вторые существуют при его отсутствии, восстанавливая сульфаты, нитраты и другие кислородсодержащие вещества. В пресных подземных водах зоны активного водообмена развиваются гнилостные, сапрофитные, денитрифицирующие и клетчатковые бактерии. Общее число бактерий может достигать миллиона на 1 мл воды, микроскопических водорослей – нескольких тысяч на 1 л, простейших – сотен и тысяч на 1 л. Число бактерий в воде зависит главным образом от наличия в ней питательных веществ. Болезнетворные бактерии, для развития которых нужен живой белок, сохраняются в подземных водах, как правило, не более 400 суток.

Газы

Основными газами, растворенными в пресных подземных водах, являются кислород, азот, углекислый газ и сероводород. В незначительных количествах встречаются и все остальные газы. По генетическим признакам выделяют газы воздушного происхождения (O₂, N₂, CO₂), биохимические (CO₂, H₂S, N₂) и газы ядерных превращений (He, Ra). Большое негативное влияние на потребительские свойства воды оказывает наличие в ней сероводорода. Это связано не только с органолептическими показателями. Сероводород вызывает интенсивную коррозию металлических обсадных труб и другого оборудования в результате образования гидротроилита (FeS x nH²O).

В пресных подземных водах преобладают растворенные формы химических элементов. Коллоидные формы присутствуют в основном в грунтовых водах. Главным образом – это соединения элементов с органическими веществами гумусового ряда, особенно с фульвокислотами, а также полимерные соединения кремнезема. В истинном растворе вещество может находиться в виде простых и комплексных ионов, а также нейтральных ионных пар и молекул.

Основные процессы, определяющие условия формирования химического состава пресных подземных вод

Практически все пресные подземные воды по своему генезису относятся к инфильтрационным водам, т. е. образовавшимся в результате инфильтрации атмосферных осадков. В дальнейшем химический состав инфильтрационных вод формируется под действием физико-химических и биохимических процессов, приводящих к равновесию между водой, водовмещающими породами, газами и живым веществом. Среди них в первую очередь следует выделить:

1) растворение – процесс перехода вещества из твердой фазы в жидкую, сопровождающийся разрушением кристаллической структуры твердой фазы;

2) выщелачивание – избирательное извлечение какого-либо компонента из твердого вещества, сохраняющего при этом свою кристаллическую структуру;

3) кристаллизацию – процесс выделения твердой фазы из насыщенного раствора;

4) сорбцию и десорбцию – процессы избирательного поглощения или выделения газообразных и растворенных веществ твердой фазой;

5) ионный обмен – процесс эквивалентного обмена веществом между твердой и жидкой фазами;

6) биохимические процессы – процессы, связанные с окислением или восстановлением вещества под действием микроорганизмов.

Все вышеперечисленные процессы взаимосвязаны и в свою очередь определяют характер окислительно-восстановительных реакций, протекающих в самом водном растворе.

В связи с глобальным загрязнением поверхностных вод централизованное водоснабжение все в большей степени ориентируется на подземные воды. Однако в условиях растущей техногенной нагрузки на окружающую среду и подземные воды подвергаются загрязнению. Техногенные компоненты обнаруживаются уже не только в верхних, слабозащищенных, водоносных горизонтах, но и в глубоких артезианских резервуарах. Загрязнение подземных вод влечет за собой целый ряд экологических и социальных последствий. Требует серьезного внимания распространение загрязняющих компонентов из подземных вод по пищевым цепям. В этом случае токсические элементы попадают в организм человека не только с питьевой водой, но и через растительную и животную пищу. Даже если население не пьет загрязненную воду, а только использует ее для приготовления пищи, водопоя скота и полива растений, это может отразиться на здоровье не только нынешнего, но и последующих поколений. Своевременный, оперативный и качественный контроль химического состава воды, используемой для хозяйственно-бытовых целей, является одним из условий улучшения состояния здоровья населения. Проблема качества подземных вод в настоящее время превратилась в одну из самых актуальных проблем человечества.

Значение химического состава воды при ее использовании

Пресные подземные воды используются как для питьевого водоснабжения, так и в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте – практически во всех видах человеческой деятельности. В зависимости от целей использования воды требования к ее химическому составу могут быть различными. К воде, применяемой в различных отраслях промышленности, предъявляются требования в соответствии со спецификой данного вида производства. Например, в сахарном производстве необходимо, чтобы вода имела минимальную минерализацию, так как присутствие любых солей затрудняет варку сахара. В пивоваренном производстве требуется отсутствие в воде CaSO₄, препятствующего брожению солода. В воде, применяемой для винокуренного производства, нежелательно присутствие хлористого кальция и магния, которые задерживают развитие дрожжей. В текстильной и бумажной промышленности не допускается присутствие в воде железа, марганца и кремниевой кислоты. Производство искусственного волокна требует малой окисляемости воды (менее 2 мг/л) и минимальной жесткости (до 0,64 мгэкв/л). Такие же требования по жесткости предъявляются к воде и в энергетической промышленности. К воде, используемой для хозяйственно-питьевого водоснабжения, предъявляемые требования можно свести к двум основным условиям – безвредности ее для организма и удовлетворительному качеству по вкусу, запаху, прозрачности и другим внешним свойствам.

Понятие «качество» для подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения

В настоящее время качество питьевой воды, как правило, оценивается путем сравнения ее свойств и величин содержания в воде различных компонентов с их утвержденными значениями и ПДК. Если таких превышений не обнаружено, вода считается годной к употреблению для питьевых целей. Однако еще в 1964 г. проф. П. Е. Калмыков писал: «Вода, принимаемая внутрь в натуральном виде или в виде напитков, а также в составе пищи, с полным основанием может рассматриваться как питательное вещество в точном смысле этого понятия». В связи с этим представляется, что, говоря об «экологическом качестве» питьевой воды, необходимо от однозначных оценок типа «пригодна – непригодна» переходить к определению ее природных свойств, влияющих на здоровье человека. Наибольший интерес при этом представляют концентрации в воде элементов, активно участвующих в физиологических процессах.

Принципы и методы определения значений предельно допустимых концентраций

Нормы предельно допустимых концентраций устанавливаются по органолептическим и санитарно-токсикологическим показателям. Первая группа показателей устанавливается с учетом физических свойств воды (вкуса, запаха, прозрачности и т. д.), вторая – с учетом токсичности и возможности накопления в организме человека нормируемых элементов и соединений. В основе нормирования каждого вещества должны лежать изучение его токсического воздействия; изучение его влияния на органолептические свойства воды; изучение его влияния на процессы естественного самоочищения водоемов от загрязнений органической природы.

Поверхностные воды

Совершенно очевидно, что это реки, озера, водохранилища, пруды, каналы, моря и т. п. Они характеризуются большим дебитом, низкой степенью минерализации, значительной микробной загрязненностью. Природный режим их в большинстве случаев резко изменен за счет спуска сточных вод, судоходства, лесосплава, массового купания и т. п.

Их состав определяют почвенно-геологические условия, климатические факторы. Пресные поверхностные воды отличаются значительными колебаниями их состава и температуры в течение года. Они характеризуются наличием минеральных, коллоидных и растворенных веществ, взвешенных частиц и, как правило, имеют значительную бактериальную загрязненность.

Наблюдается определенная закономерность: воды рек севера характеризуются малой или средней мутностью, высокой цветностью (возьмите любую реку Ленинградской области – достаточно прозрачная вода с характерным коричневатым оттенком – тот самый торфяной гумус) и малым солесодержанием, а реки юга – наоборот, – высокой мутностью и минерализацией (солесодержанием), бесцветностью.

Поверхностные воды всегда нуждаются в кондиционировании их свойств с доведением до требований потребителя.

Поверхностные водоисточники широко используется для хозяйственно-питьевого централизованного водоснабжения. Предварительная очистка и обеззараживание воды на водопроводных сооружениях являются основной мерой, позволяющей существенно снизить заболеваемость кишечными инфекциями.

Наиболее предпочтительны в качестве источника централизованного водоснабжения артезианские воды, затем следуют межпластовые безнапорные воды, грунтовые воды, поверхностные воды.

При соответствии качества воды требованиям стандарта на питьевую воду любой водоисточник может быть использован для хозяйственно-питьевого водоснабжения без обработки воды. В случае несоответствия воды гигиеническим требованиям необходима предварительная обработка ее на водопроводных сооружениях для доведения ее состава до требований стандарта. В целях учета и динамического наблюдения за источником водоснабжения СЭС проводит их санитарную паспортизацию. Санитарный паспорт – это документ, включающий основные сведения об источнике водоснабжения с характеристикой его санитарного состояния и указанием возможных причин загрязнения, результаты органолептических, химических и бактериологических анализов воды, а также план мероприятий по его оздоровлению.

Выбор оборудования

При выборе технологии водоподготовки (подборе оборудования) необходимо определить качество воды источника, т. е. состав и концентрацию содержащихся в ней примесей, а затем сопоставить с предъявляемыми требованиями.

Гигиенические требования к водоисточнику изложены в ГОСТе 2761-84 «Источники централизованного хозяйственного и питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора».

В стандарте перечислены водоисточники в порядке гигиенической надежности с учетом качества воды в устойчивости ее состава. На первом месте стоят межпластовые напорные воды, затем (в порядке снижения надежности) идут межпластовые безнапорные, трещинно-карстовые, грунтовые. Последнее место отведено поверхностным водоисточникам.

Стандартом устанавливается, что выбор источника хозяйственно-питьевого водоснабжения в обязательном порядке должен быть согласован с санитарно-эпидемиологической службой.

Водозабор из поверхностных источников располагают, как правило, выше населенного пункта, обслуживаемого данным водопроводом, на участке реки с устойчивым руслом и достаточной глубиной.

Специальным пунктом стандарта ГОСТа 2874-82 «Вода питьевая» установлено, что содержание в воде химических соединений, поступающих в водоем с промышленными, сельскохозяйственными и бытовыми загрязнениями, нормируется в пределах, указанных в списке предельно допустимых концентраций химических веществ в воде водных объектов. Список утверждается Министерством здравоохранения и включает в настоящее время нормативы для более чем 800 соединений.

Гигиеническая оценка методов подготовки питьевой воды. Очистка, обеззараживание воды

Воды подземных источников водоснабжения часто соответствуют требованиям ГОСТа 2874-82 «Вода питьевая» и надежно защищены от загрязнения. Основным принципом организации централизованного водоснабжения из таких источников является сохранение исходного качества воды источника.

Вода поверхностных источников водоснабжения содержит разнообразные ингредиенты (плавающие примеси, токсические химические вещества, микрофлору (разнообразных бактерий и вирусов, среди которых встречаются и патогенные)), количество которых в воде ограничивается ГОСТом 2761-84. Как правило, при организации централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения вода источника должна пройти ту или иную обработку, целью которой является доведение ее состава и свойств до требований ГОСТа 2874-82 «Вода питьевая».

Очистка воды

Очистка воды – обработка воды с целью устранения нежелательных примесей.

В зависимости от характера примесей, их фазово-дисперсного состояния для очистки воды используют различные механические и физико-химические способы.

Для освобождения воды от взвесей, обусловливающих мутность, проводят механическое разделение (отстаивание и медленное фильтрование) или извлечение с применением гидроокиси алюминия или железа и агрегацию с помощью флокулянтов. Для устранения растворенных коллоидов применяют окисление хлором (хлорирование), озоном (озонирование) и др.

Гигиеническое значение широко применяемых в практике водоснабжения методов осветления и обесцвечивания воды источника при подготовке питьевой воды состоит в освобождении от природных примесей (механической взвеси, коллоидов) и частично микрофлоры (до 90 % от исходного содержания).

Известными методами осветления воды (механическим отстаиванием и фильтрацией) удается задержать взвешенные частицы размером более 0,1 мкм. Этот процесс заключается в сорбции бактерий и вирусов на поверхности взвешенных частиц и хлопьев и совместном осаждении в отстойнике или в порах фильтрующей загрузки, что во многом зависит от характера взвеси, параметры которой весьма непостоянны.

Для удаления газов (дегазация воды) и органических веществ, находящихся в воде в виде молекулярных растворов и придающих ей запах и привкус, используют аэрирование воды, окисление примесей хлором, озоном и другими, адсорбцию на активированных углях (экстракцию органическими растворителями), биохимический распад.

При использовании межпластовых подземных вод очистка воды может потребоваться для удаления растворенных газов и нежелательных минеральных веществ, например железа, марганца и др.

Очистка воды поверхностных источников заключается в ее химическом осветлении методами коагуляции, осаждения и фильтрации. Путем предварительного хлорирования и обработки воды активированным углем устраняют посторонние запах и привкус.

При использовании речной воды нередко требуется предварительное отстаивание для отделения песка, уменьшения количества ила и осаждаемых органических веществ, после чего производят химическую очистку – коагуляцию воды. Обычно используют металлосодержащие коагулянты на основе алюминия (сульфат алюминия, алюминат натрия, калиевые и алюминиево-аммониевые квасцы) или железа (сульфат, хлорное железо, хлорированный железный купорос). Вспомогательные коагулянты (полиэлектролиты, активированный кремнезем, утяжеляющие наполнители и окислители) способствуют улучшению коагуляции, ускорению оседания хлопьев.

Потребляемое количество коагулянта и необходимое время (не менее 30 мин) его контакта с водой зависят от температуры, pH, солевого состава и некоторых других свойств исходной воды, которые могут варьировать в широких пределах. В связи с этим для подбора наиболее эффективного коагулянта и определения оптимальных доз реагентов проводят специальные лабораторные испытания (пробную коагуляцию).

После коагуляции в течение не менее 4 ч производят осветление воды в вертикальных или горизонтальных отстойниках. Для удаления неосажденных хлопьев используют чаще всего песчаные или песчано-угольные фильтры. В процессе фильтрования вода проходит вниз через загрузку фильтра со скоростью 1,4–1,5 л/м²с. Для промывки фильтра в процессе его эксплуатации воду подают снизу вверх со скоростью 10 л/м²с в течение 5–10 мин и удаляют вместе с загрязнениями через промывочные желоба.

Для оценки эффективности очистки воды и ее контроля систематически проводят (не реже 1 раза в сутки) анализ фильтрата на мутность, цветность, привкус и запах на различных стадиях обработки, включая выпуск очищенной воды.

Кроме того, не реже 1 раза в смену в очищенной воде определяют остаточные количества используемого коагулянта с оценкой по ГОСТу («Вода питьевая»). Выбор тех или иных схем, способов и устройств для очистки воды в каждом конкретном случае зависит от качества воды источника водоснабжения, технологических свойств воды (коагулируемости, хлорпотребности и др.), гигиенических требований к воде после ее обработки, мощности водопровода и др.

Обеззараживание воды

Это способы обработки воды для обеспечения ее эпидемической безопасности. Вопросы обеззараживания питьевой воды и объектов окружающей среды привлекают пристальное внимание гигиенистов, эпидемиологов и других специалистов, работающих в области охраны здоровья населения.

Существующие в настоящее время методы обеззараживания воды можно подразделить на две большие группы – физические и химические.

К физическим относят те методы, в которых для дезинфекции воды используют воздействие физического агента, к химическим – обеззараживание с помощью химических веществ.

В коммунальном водоснабжении используются реагентные, или химические (хлорирование, озонирование, йодирование, бромирование), и безреагентные, или физические (ультрафиолетовое облучение, воздействие ультразвука и др.) методы.

Из реагентных (химических) методов широко применяется метод хлорирования благодаря многим техническим, гигиеническим и экономическим преимуществам перед другими методами обеззараживания. Для хлорирования используют хлор или различные его соединения, которые должны содержать не менее 25–30 % активного хлора. Содержание остаточного свободного хлора должно быть 0,3–0,5 мг/л.

В практике хозяйственно-питьевого водоснабжения прибегают к специальным методам обработки воды с целью коррекции ее солевого состава. Наиболее распространены обезжелезивание, фторирование и дефторирование воды.

При применении физических методов исключается образование неприятных запахов и привкуса. Действие ультразвука объясняют механическим разрушением бактерий в ультразвуковом поле. Бактерицидный эффект ультразвука не зависит от мутности и цветности воды (в отличие от применения ультрафиолетового облучения), а его действие в равной мере распространяется на вегетативные и споровые формы микроорганизмов.

При местном водоснабжении для очистки воды издавна применялись отстаивание, фильтрование через песок, уголь, а также кипячение, которое одновременно и обеззараживает воду.

При централизованном водоснабжении очистка воды осуществляется на водоочистных станциях, на которых имеются различные сооружения и устройства для очистки. При этом очистка воды совмещается с ее обеззараживанием, а при необходимости и фторированием.

Особенности водоснабжения войск. Опреснение воды

В полевых условиях разведка, добыча и обработка воды производятся инженерными войсками, а транспортировка, хранение и раздача – продовольственной службой. Санитарный надзор за стационарным и полевым водоснабжением осуществляет военно-медицинская служба. В процессе санитарного надзора за водоснабжением в стационарных и полевых условиях систематически проверяются доброкачественность воды, санитарное состояние объектов водоснабжения, состояние здоровья лиц, работающих на этих объектах. Очистка воды в военно-полевых условиях достигается путем отстаивания, коагулирования с последующим отстаиванием и удалением отстоя или фильтрованием его через полевые фильтры.

Препараты для обеззараживания индивидуальных запасов воды (во флягах): пантоцид, содержащий около 3 мг активного хлора, йодные, бисульфатпантоцидные таблетки.

Для транспортировки и хранения воды в полевых условиях используются металлические автоцистерны и резервуары из прорезиненной ткани. При длительном хранении вода хлорируется из расчета 20 мг активного хлора на 1 л, что обеспечивает хранение ее в металлической таре в течение 8–9 суток.

Минимальные нормы водопотребления в полевых условиях 10–15 л на человека в сутки.

Водоснабжение кораблей включает подачу на корабль доброкачественной пресной (опресненной) и морской (забортной) воды. Стенки цистерн для хранения воды не должны соприкасаться с емкостями для хранения топлива, масла и сточных вод. На внутренние поверхности цистерн для питьевой воды наносится безвредное антикоррозийное покрытие.

Специфика корабельных условий не позволяет употреблять для очистки воды отстаивание и коагуляцию. На кораблях применяют фильтры-дехлораторы, являющиеся составной частью установки для очистки и обеззараживания воды. С помощью фильтра из воды удаляются избыточный остаточный хлор и другие вещества, неблагоприятно влияющие на органолептические показатели.

Обеззараживание воды на кораблях проводится с помощью хлорирования (при наличии хлоратора) стандартными дозами хлора или кипячением.

Широко используется опресненная вода.

Опреснение воды – способ обработки высокоминерализованной воды с целью снижения или полного удаления растворенных в ней солей. Недостаток пресной воды уже сейчас ощущается во многих странах мира. Опреснение воды осуществляется либо путем отделения собственно молекул воды, либо удалением ионов солей из раствора. Исходя из этих особенностей методы опреснения делятся на две группы – с изменением и без изменения агрегатного состава воды. К первой группе относятся термические методы (дистилляция) и процессы с использованием холода (вымораживание), ко второй – химические, мембранные, экстракционные и адсорбционные, а также биологические методы.

Наиболее распространенными методами опреснения воды являются дистилляция, электродиализ, ионный обмен и гиперфильтрация.

Применение дистилляции наиболее экономично при опреснении соленых (морских) вод для получения больших количеств пресной воды.

Метод электродиализа наиболее целесообразен для опреснения солоноватых вод (с минерализацией до 10 г/л).

Метод ионного обмена наиболее перспективен для опреснения маломинерализованных вод (с минерализацией до 2,5 г/л).

В зависимости от метода опреснения ставятся конкретные гигиенические условия применения и режимов эксплуатации опреснительных установок, включающие методы предварительной подготовки исходной воды, дополнительной ее очистки, коррекции солевого состава, обеззараживания и кондиционирования опресненной воды, а также условия применения конструктивных и технологических материалов и реагентов.

Вода, получаемая различными методами опреснения, должна соответствовать действующему гигиеническому стандарту на питьевую воду, а также быть физиологически полноценной. Употребление для питьевых целей чистого дистиллята неблагоприятно отражается на состоянии желудочно-кишечного тракта и водно-солевого обмена человека.

Минимально необходимый уровень минерализации опресненной питьевой воды – 100 мг/л, оптимальный уровень минерализации воды хлоридно-сульфатного класса – 200–400 мг/л, гидрокарбонатного класса – 250–500 мг/л.

Регламентируются также минимальный уровень кальция (1,5 мг/л), максимально (6,5 мг/л) и минимально (0,5 мг/л) допустимые уровни щелочности, минимально необходимый уровень жесткости (1,5 мг/л), максимально допустимая концентрация бора (0,5 мг/л) и брома (0,2 мг/л).

Опреснение воды на кораблях проводится в корабельных опреснительных установках.

Охрана водных источников

Охрана источников водопользования населения регламентируется Законами РФ от 19.04.1991 «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» (ст. 16) и № 2061-1 «Об охране окружающей природной среды» от 19.12.1991 (ст. 4, разд. IV, VI, VII).

Источники водопользования населения

1. Качество воды источников, используемых для централизованного и нецентрализованного водоснабжения, для купания, занятий спортом и отдыха населения, в лечебных целях, а также качество воды водоемов в черте населенных пунктов должно отвечать санитарным правилам.

2. В целях устранения и предупреждения загрязнения источников водопользования населения министром РФ, исполнительными комитетами краевых, областных, городских советов народных депутатов устанавливаются зоны санитарной охраны со специальным режимом.

3. Предприятия, организации и граждане в случаях несоответствия качества воды санитарным правилам обязаны обеспечить прекращение использования населением водоисточников по постановлению главного государственного санитарного врача или его заместителя.

(Закон РФ от 19.04.1991 «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения»).

Зоны санитарной охраны (ЗСО)

Источники водоснабжения находятся под постоянным воздействием различных факторов – природных и антропогенных. На них оказывают влияние метеорологические явления, условия формирования поверхностного или подземного водного потока, хозяйственная и бытовая деятельность человека. Надежность работы водопровода тем выше, чем более постоянен состав воды источника водоснабжения. С целью предотвращения эпизодического, периодического или систематического действия факторов, ухудшающих качество воды источника хозяйственно-питьевого водоснабжения, организуются зоны санитарной охраны (ЗСО).

Зоны санитарной охраны источника хозяйственно-питьевого водоснабжения – специально выделенные территории, связанные с источником водоснабжения и водозаборными сооружениями, в пределах которых создается режим, исключающий возможность загрязнения водоисточника и ухудшения качества воды.

Зоны санитарной охраны организуются на всех действующих, проектируемых и строящихся водопроводах, вода которых предназначена для хозяйственно-питьевых нужд.

В развитие этого постановления издавались документы, регламентирующие размеры, организацию и режим ЗСО, из которых последнее – «Положение о порядке проектирования и эксплуатации зон санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения» № 2640-82.

Зоны санитарной охраны источников хозяйственно-питьевого водоснабжения устанавливаются в составе трех поясов.

Зона строгого режима охватывает участок расположения водозабора и головных водопроводных сооружений с учетом перспективы развития водопровода. Назначение первого пояса (зоны строгого режима) заключается в защите места водозабора и водозаборных сооружений от случайного или умышленного загрязнения и повреждения.

Территория первого пояса ЗСО должна быть ограждена, защищена полосой зеленых насаждений и должна иметь постоянную охрану, исключающую доступ лиц, не имеющих непосредственного отношения к водопроводным сооружениям, запрещается строительство любых объектов, не связанных с эксплуатацией водопровода.

На поверхностных водоемах в пределах зоны строгого режима не допускаются стоянки судов, акватория ее ограждается бакенами.

Для надежно защищенных с поверхности подземных вод территория зоны строгого режима обычно устанавливается размером около 0,3 га и с радиусом не менее 30 м вокруг скважины, для недостаточно защищенных – площадью 1 га и с радиусом не менее 50 м.

Основной задачей второго и третьего поясов ЗСО поверхностного водоисточника является ограничение микробного загрязнения в створе водозабора до степени, требуемой ГОСТом 2761-84 «Источники централизованного хозяйственного и питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора» с учетом возможностей очистных сооружений данного водопровода.

Задачей второго и третьего поясов ЗСО подземных источников является сохранение постоянства природного состава воды в водозаборе, которая, как правило, непосредственно (без обработки) используется для питьевых целей.

Для эффективной защиты подземных вод от микробного загрязнения служит второй пояс ЗСО, ограниченный контуром, от которого время движения загрязненного потока до водозабора (скважины) должно быть не меньше времени, в течение которого патогенные бактерии и вирусы теряют жизнеспособность и вирулентность (для грунтовых – 400 дней, межпластовых – 200 дней).

Границу третьего пояса ЗСО подземного водоисточника определяют с помощью гидродинамических расчетов исходя из условия, что если за ее пределами в водоносный горизонт поступают стабильные химические загрязнения, то они или не достигнут водозабора, перемещаясь с подземными водами вне области захвата, или достигнут водозабора, но не ранее расчетного времени, определяемого принятой средней продолжительностью его технической эксплуатации (не менее 25 лет, т. е. около 9000 суток).

Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения

Санитарные правила и нормы (СанПиН) 2.1.4.1110-02 от 14 марта 2002 г. № 10.

1. Общие положения.

1.1. Санитарные правила и нормы (СанПиН) «Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения» разработаны на основании Федерального закона «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 30 марта 1999 г. № 52-ФЗ (Собрание законодательства РФ. 1999. № 14. Ст. 1650), постановления Правительства Российской Федерации от 24 июля 2000 г. № 554, утвердившего «Положение о государственной санитарно-эпидемиологической службе РФ» и «Положение о государственном санитарно-эпидемиологическом нормировании» (Собрание законодательства Российской Федерации. 2000. № 31. Ст. 3295). Настоящие СанПиН определяет санитарно-эпидемиологические требования к организации и эксплуатации зон санитарной охраны (ЗСО) источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения.

Соблюдение санитарных правил является обязательным для граждан, индивидуальных предпринимателей и юридических лиц.

ЗСО организуются на всех водопроводах вне зависимости от ведомственной принадлежности, подающих воду как из поверхностных, так и из подземных источников.

Санитарная охрана водоводов обеспечивается санитарно-защитной полосой.

В каждом из трех поясов, а также в пределах санитарно-защитной полосы соответственно их назначению устанавливается специальный режим и определяется комплекс мероприятий, направленных на предупреждение ухудшения качества воды.

Определение границ ЗСО и разработка комплекса необходимых организационных, технических, гигиенических и противоэпидемических мероприятий находятся в зависимости от вида источников водоснабжения (подземных или поверхностных), проектируемых или используемых для питьевого водоснабжения, от степени их естественной защищенности и возможного микробного или химического загрязнения.

На водопроводах с подрусловым водозабором ЗСО следует организовывать, как для поверхностного источника водоснабжения.

На водопроводах с искусственным пополнением подземных вод ЗСО организуется как для поверхностного источника (относительно водозабора для инфильтрационных бассейнов), так и для подземного источника (для защиты инфильтрационных бассейнов и эксплуатационных скважин).

Принципиальное решение о возможности организации ЗСО принимается на стадии проекта районной планировки или генерального плана, когда выбирается источник водоснабжения. В генеральных планах застройки населенных мест зоны санитарной охраны источников водоснабжения указываются на схеме планировочных ограничений.

Установленные границы ЗСО и составляющих ее поясов могут быть пересмотрены в случае возникших или предстоящих изменений эксплуатации источников водоснабжения (в том числе производительности водозаборов подземных вод) или местных санитарных условий по заключению организаций, указанных в п. 1.13 настоящих СанПиН.

Санитарные мероприятия должны выполняться:

1) в пределах первого пояса ЗСО – органами коммунального хозяйства или другими владельцами водопроводов;

2) в пределах второго и третьего поясов ЗСО – владельцами объектов, оказывающих (или могущих оказать) отрицательное влияние на качество воды источников водоснабжения.

Государственный санитарно-эпидемиологический надзор на территории ЗСО осуществляется органами и учреждениями Государственной санитарно-эпидемиологической службы Российской Федерации путем разработки и контроля за проведением гигиенических и противоэпидемических мероприятий, согласования водоохранных мероприятий и контроля качества воды источника.

2. Определение границ поясов ЗСО.

Факторы, определяющие ЗСО.

Дальность распространения загрязнения зависит от:

1) вида источника водоснабжения (поверхностный или подземный);

2) характера загрязнения (микробное или химическое);

3) степени естественной защищенности от поверхностного загрязнения (для подземного источника);

4) гидрогеологических или гидрологических условий.

При определении размеров поясов ЗСО необходимо учитывать время выживаемости микроорганизмов (второй пояс), а для химического загрязнения – дальность распространения, принимая стабильным его состав в водной среде (третий пояс).

Другие факторы, ограничивающие возможность распространения микроорганизмов (адсорбция, температура воды и др.), а также способность химических загрязнений к трансформации и снижение их концентрации под влиянием физико-химических процессов, протекающих в источниках водоснабжения (сорбция, выпадение в осадок и др.), могут учитываться, если закономерности этих процессов достаточно изучены.

Определение границ поясов ЗСО подземного источника

Границы первого пояса

Водозаборы подземных вод должны располагаться вне территории промышленных предприятий и жилой застройки. Расположение на территории промышленного предприятия или жилой застройки возможно при надлежащем обосновании. Граница первого пояса устанавливается на расстоянии не менее 30 м от водозабора – при использовании защищенных подземных вод и на расстоянии не менее 50 м – при использовании недостаточно защищенных подземных вод.

Граница первого пояса ЗСО группы подземных водозаборов должна находиться на расстоянии не менее 30 и 50 м от крайних скважин.

Для водозаборов из защищенных подземных вод, расположенных на территории объекта, исключающего возможность загрязнения почвы и подземных вод, размеры первого пояса ЗСО допускается сокращать при условии гидрогеологического обоснования по согласованию с центром государственного санитарно-эпидемиологического надзора.

К защищенным подземным водам относятся напорные и безнапорные межпластовые воды, имеющие в пределах всех поясов ЗСО сплошную водоупорную кровлю, исключающую возможность местного питания из вышележащих недостаточно защищенных водоносных горизонтов.

К недостаточно защищенным подземным водам относятся грунтовые воды, напорные и безнапорные межпластовые воды.

Для водозаборов при искусственном пополнении запасов подземных вод граница первого пояса устанавливается, так же как для подземного недостаточно защищенного источника водоснабжения, на расстоянии не менее 50 м от водозабора и не менее 100 м от инфильтрационных сооружений (бассейнов, каналов и др.).

В границы первого пояса инфильтрационных водозаборов подземных вод включается прибрежная территория между водозабором и поверхностным водоемом, если расстояние между ними менее 150 м.

Границы второго и третьего поясов

При определении границ второго и третьего поясов следует учитывать, что приток подземных вод из водоносного горизонта к водозабору происходит только из области питания водозабора, форма и размеры которой в плане зависят от:

1) типа водозабора (отдельные скважины, группы скважин, линейный ряд скважин, горизонтальные дрены и др.);

2) величины водозабора (расхода воды) и понижения уровня подземных вод;

3) гидрологических особенностей водоносного пласта, условий его питания и дренирования.

Граница второго пояса ЗСО определяется гидродинамическими расчетами исходя из условий, что микробное загрязнение, поступающее в водоносный пласт за пределами второго пояса, не достигает водозабора.

Основным параметром, определяющим расстояние от границ второго пояса ЗСО до водозабора, является время продвижения микробного загрязнения с потоком подземных вод к водозабору (Тм). При определении границ второго пояса Тм принимается по таблице 31.

Таблица 31

Время Тм для расчета границ второго пояса ЗСО

Климатические районы в соответствии с действующими СНиП.

Граница третьего пояса ЗСО, предназначенного для защиты водоносного пласта от химических загрязнений, также определяется гидродинамическими расчетами. При этом следует исходить из того, что время движения химического загрязнения к водозабору должно быть больше расчетного Тх.

Тх принимается как срок эксплуатации водозабора (обычный срок эксплуатации водозабора – 25–50 лет).

Если запасы подземных вод обеспечивают неограниченный срок эксплуатации водозабора, третий пояс должен обеспечить соответственно более длительное сохранение качества подземных вод.

Определение границ второго и третьего поясов ЗСО подземных источников водоснабжения для различных гидрогеологических условий проводится в соответствии с методиками гидрогеологических расчетов.

Определение границ поясов ЗСО поверхностного источника

Границы первого пояса

Граница первого пояса ЗСО водопровода с поверхностным источником устанавливается, учитывая конкретные условия, в следующих пределах:

1) для водотоков: вверх по течению – не менее 200 м от водозабора; вниз по течению – не менее 100 м от водозабора; по прилегающему к водозабору берегу – не менее 100 м от линии уреза воды летне-осенней межени; в направлении к противоположному от водозабора берегу при ширине реки или канала менее 100 м – вся акватория и противоположный берег шириной 50 м от линии уреза воды при летне-осенней межени, при ширине реки или канала более 100 м – полоса акватории шириной не менее 100 м;

2) для водоемов (водохранилища, озера) граница первого пояса должна устанавливаться в зависимости от местных санитарных и гидрологических условий, но не менее 100 м во всех направлениях по акватории водозабора и по прилегающему к водозабору берегу от линии уреза воды при летне-осенней межени.

Границы второго пояса

Границы второго пояса ЗСО водотоков (реки, канала) и водоемов (водохранилища, озера) определяются в зависимости от природных, климатических и гидрологических условий.

Граница второго пояса на водотоке в целях микробного самоочищения должна быть удалена вверх по течению водозабора так, чтобы время пробега по основному водотоку и его притокам при расходе воды в водотоке 95 % обеспеченности было не менее 5 суток – для IA, Б, В и Г, а также IIА климатических районов, и не менее 3 суток – для IД, IIБ, В, Г, а также III климатических районов.

Скорость движения воды в м в сутки принимается усредненной по ширине и длине водотока или для отдельных его участков при резких колебаниях скорости течения.

Граница второго пояса ЗСО водотока ниже по течению должна быть определена с учетом исключения влияния ветровых обратных течений, но не менее 250 м от водозабора.

Боковые границы второго пояса ЗСО от уреза воды при летне-осенней межени должны быть расположены на расстоянии:

1) при равнинном рельефе местности – не менее 500 м;

2) при гористом рельефе местности – до вершины первого склона, обращенного в сторону источника водоснабжения, но не менее 750 м при пологом склоне и не менее 1000 м при крутом.

Граница второго пояса ЗСО на водоемах должна быть удалена по акватории во все стороны от водозабора на расстояние 3 км (при наличии нагонных ветров до 10 %) и 5 км (при наличии нагонных ветров более 10 %).

Границы третьего пояса

Границы третьего пояса ЗСО поверхностных источников водоснабжения на водотоке вверх и вниз по течению совпадают с границами второго пояса. Боковые границы должны проходить по линии водоразделов в пределах 3–5 км, включая притоки. Границы третьего пояса поверхностного источника на водоеме полностью совпадают с границами второго пояса.

Определение границ ЗСО водопроводных сооружений и водоводов

Зона санитарной охраны водопроводных сооружений, расположенных вне территории водозабора, представлена первым поясом (строгого режима), водоводов – санитарно-защитной полосой.

Граница первого пояса ЗСО водопроводных сооружений принимается на расстоянии:

1) от стен запасных и регулирующих емкостей, фильтров и контактных осветлителей – не менее 30 м;

2) от водонапорных башен – не менее 10 м;

3) от остальных помещений (отстойников, реагентного хозяйства, склада хлора, насосных станций и др.) – не менее 15 м.

Ширину санитарно-защитной полосы следует принимать по обе стороны от крайних линий водопровода:

1) при отсутствии грунтовых вод – не менее 10 м при диаметре водоводов до 1000 мм и не менее 20 м при диаметре водоводов более 1000 мм;

2) при наличии грунтовых вод – не менее 50 м вне зависимости от диаметра водоводов.

Основные мероприятия на территории ЗСО

Общие требования

Мероприятия предусматриваются для каждого пояса ЗСО в соответствии с его назначением. Они могут быть единовременными, осуществляемыми до начала эксплуатации водозабора, либо постоянными, режимного характера.

Объем указанных ниже основных мероприятий на территории ЗСО при наличии соответствующего обоснования должен быть уточнен и дополнен применительно к конкретным природным условиям и санитарной обстановке с учетом современного и перспективного хозяйственного использования территории в районе ЗСО.

Мероприятия на территории ЗСО подземных источников водоснабжения

Мероприятия по первому поясу

1. Территория первого пояса ЗСО должна быть спланирована для отвода поверхностного стока за ее пределы, озеленена, ограждена и обеспечена охраной. Дорожки к сооружениям должны иметь твердое покрытие.

2. Не допускаются посадка высокоствольных деревьев, все виды строительства, не имеющие непосредственного отношения к эксплуатации, реконструкции и расширению водопроводных сооружений, в том числе прокладка трубопроводов различного назначения, размещение жилых и хозяйственно-бытовых зданий, проживание людей, применение ядохимикатов и удобрений.

3. Здания должны быть оборудованы канализацией с отведением сточных вод в ближайшую систему бытовой или производственной канализации или на местные станции очистных сооружений, расположенные за пределами первого пояса ЗСО с учетом санитарного режима на территории второго пояса.

4. Все водозаборы должны быть оборудованы аппаратурой для систематического контроля соответствия фактического дебита при эксплуатации водопровода проектной производительности, предусмотренной при его проектировании и обосновании границ ЗСО.

Мероприятия по второму и третьему поясам

1. Выявление, тампонирование или восстановление всех старых, бездействующих, дефектных или неправильно эксплуатируемых скважин, представляющих опасность в части возможности загрязнения водоносных горизонтов.

2. Бурение новых скважин и новое строительство, связанное с нарушением почвенного покрова, производятся при обязательном согласовании с Центром государственного санитарно-эпидемиологического надзора.

3. Запрещение закачки отработанных вод в подземные горизонты, подземного складирования твердых отходов и разработки недр земли.

4. Запрещение размещения складов горюче-смазочных материалов, ядохимикатов и минеральных удобрений, накопителей промстоков, шламохранилищ и других объектов, обусловливающих опасность химического загрязнения подземных вод. Размещение таких объектов допускается в пределах третьего пояса ЗСО только при использовании защищенных подземных вод при условии выполнения специальных мероприятий по защите водоносного горизонта от загрязнения, при наличии санитарно-эпидемиологического заключения Центра государственного санитарно-эпидемиологического надзора, выданного с учетом заключения органов геологического контроля.

5. Своевременное выполнение необходимых мероприятий по санитарной охране поверхностных вод, имеющих непосредственную гидрологическую связь с используемым водоносным горизонтом, в соответствии с гигиеническими требованиями к охране поверхностных вод.

Мероприятия по второму поясу

Кроме мероприятий, указанных выше, в пределах второго пояса ЗСО подземных источников водоснабжения подлежат выполнению следующие дополнительные мероприятия.

Не допускается:

1) размещение кладбищ, скотомогильников, полей ассенизации, полей фильтрации, навозохранилищ, силосных траншей, животноводческих и птицеводческих предприятий и других объектов, обусловливающих опасность микробного загрязнения подземных вод;

2) применение удобрений и ядохимикатов;

3) рубка леса главного пользования и реконструкции.

Мероприятия на территории ЗСО поверхностных источников водоснабжения

Мероприятия по первому поясу

1. Не допускаются спуск любых сточных вод, в том числе сточных вод водного транспорта, а также купание, стирка белья, водопой скота и другие виды водопользования, оказывающие влияние на качество воды.

2. Акватория первого пояса ограждается буями и другими предупредительными знаками. На судоходных водоемах над водоприемником должны устанавливаться бакены с освещением.

Мероприятия по второму и третьему поясам ЗСО

1. Выявление объектов, загрязняющих источники водоснабжения, с разработкой конкретных водоохранных мероприятий, обеспеченных источниками финансирования, подрядными организациями и согласованных с Центром государственного санитарно-эпидемиологического надзора.

2. Регулирование отведения территории для нового строительства жилых, промышленных и сельскохозяйственных объектов, а также согласование изменений технологий действующих предприятий, связанных с повышением степени опасности загрязнения сточными водами источника водоснабжения.

3. Недопущение отведения сточных вод в зоне водосбора источника водоснабжения, включая его притоки, не отвечающих гигиеническим требованиям к охране поверхностных вод.

4. Все работы, в том числе добыча песка, гравия, донноуглубительные, в пределах акватории ЗСО допускаются по согласованию с Центром государственного санитарно-эпидемиологического надзора лишь при обосновании гидрологическими расчетами отсутствия ухудшения качества воды в створе водозабора.

5. Использование химических методов борьбы с эвтрофикацией водоемов допускается при условии применения препаратов, имеющих положительное санитарно-эпидемиологическое заключение Государственной санитарно-эпидемиологической службы Российской Федерации.

6. При наличии судоходства необходимо оборудование судов, дебаркадеров и брандвахт устройствами для сбора фановых и подсланевых вод и твердых отходов; оборудование на пристанях сливных станций и приемников для сбора твердых отходов.

Мероприятия по второму поясу

1. Не производятся рубки леса главного пользования и реконструкции, а также закрепление за лесозаготовительными предприятиями древесины на корню и лесосечного фонда долгосрочного пользования. Допускаются только рубки ухода и санитарные рубки леса.

2. Запрещение расположения стойбищ и выпаса скота, а также всякое другое использование водоема и земельных участков, лесных угодий в пределах прибрежной полосы шириной не менее 500 м, которое может привести к ухудшению качества или уменьшению количества воды источника водоснабжения.

3. Использование источников водоснабжения в пределах второго пояса ЗСО для купания, туризма, водного спорта и рыбной ловли допускается в установленных местах при условии соблюдения гигиенических требований к охране поверхностных вод, а также гигиенических требований к зонам рекреации водных объектов.

4. В границах второго пояса зоны санитарной охраны запрещается сброс промышленных, сельскохозяйственных, городских и ливневых сточных вод, содержание в которых химических веществ и микроорганизмов превышает установленные санитарными правилами гигиенические нормативы качества воды.

5. Границы второго пояса ЗСО на пересечении дорог, пешеходных троп и прочего обозначаются столбами со специальными знаками (Приложение 2).

Мероприятия по санитарно-защитной полосе водоводов

1. В пределах санитарно-защитной полосы водоводов должны отсутствовать источники загрязнения почвы и грунтовых вод.

2. Не допускается прокладка водоводов по территории свалок, полей ассенизации, полей фильтрации, полей орошения, кладбищ, скотомогильников, а также прокладка магистральных водоводов по территории промышленных и сельскохозяйственных предприятий.

Целями мероприятий являются сохранение постоянства природного состава воды в водозаборе путем устранения и предупреждения возможности ее загрязнения, максимальное снижение микробного и химического загрязнения воды источников водоснабжения, позволяющее при современной технологии обработки обеспечивать получение воды питьевого качества.

Источники загрязнения водных объектов

Основными источниками загрязнения водоемов являются промышленные и бытовые сточные воды, дренажные воды с орошаемых земель, сточные воды животноводческих комплексов, организованный (ливневая канализация, дренажные воды) и неорганизованный поверхностный сток с территории населенных пунктов, промышленных площадок и сельскохозяйственных полей, молевой лесосплав, водный транспорт, твердый сток с эрозированных земель.

Сточными называются воды, отводимые системой труб или каналов (системой канализации) после использования в процессе бытовой или производственной деятельности человека.

В результате спуска сточных вод или поступления загрязнений от других источников состав воды водного объекта может измениться. Характер изменений зависит от качественной и количественной характеристик загрязнений и может варьировать в больших пределах.

Гигиенические критерии вредности загрязнения водного объекта

В основе гигиенического критерия вредности загрязнения водного объекта лежат характер и степень ограничения хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Все другие неблагоприятные проявления загрязнения – влияние на развитие и продуктивность рыбных ресурсов, кормовую базу рыбного хозяйства (планктон, бентос), ограничения для поливного земледелия и промышленного водопользования – не входят в компетенцию гигиенистов и должны разрабатываться и контролироваться соответствующими специалистами экологического и технического надзор.

В области охраны водных объектов применяются косвенные показатели безопасности воды – санитарные показатели, которые положены в основу «Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами». В Правилах приводятся гигиенические требования, которым должна соответствовать вода водных объектов у пунктов хозяйственно-питьевого (первая категория) и культурно-бытового (вторая категория) водопользования (см. табл. 32).

В качестве критерия для суждения о допустимой степени ухудшения качества воды водного объекта в результате поступления в него сточных вод служат ПДК промышленного, бытового и сельскохозяйственного загрязнения. Уровень ПДК должен соответствовать особенностям вида водопользования (питьевое, культурно-бытовое, рыбохозяйственное).

Государственный санитарный надзор за состоянием водных объектов

Контроль над состоянием Санитарный водных объектов осуществляется согласно ст. 16 Закона РФ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения».

При отводе участка акт государственной комиссии является основным документом для дальнейшего санитарного надзора за строительством, в связи с чем формулировки в нем условий и требований по санитарной охране водоемов должны быть представлены четко и обоснованно.

Кроме санитарно-эпидемиологической службы, систематический контроль качества поверхностных вод проводят территориальные органы Минприроды России. Створы наблюдений при этом устанавливаются с учетом гидрологических и гидробиологических соображений, программа же наблюдений согласовывается с санитарно-эпидемиологической службой. Территориальные природоохранные комитеты издают ежемесячные бюллетени качества воды водных объектов, в которые входят и данные СЭС. Бюллетени рассылаются систематически по заявкам учреждений и организаций.

Таблица 32

Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов у пунктов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования

Законодательство и нормативные документы

Федеральный закон «О водоснабжении».

Глава 1. Общие положения

Статья 1. Сфера применения настоящего Федерального закона.

1. Настоящий Федеральный закон, принятый в соответствии с Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», является техническим регламентом и устанавливает обязательные для применения и исполнения требования к следующим объектам технического регулирования:

1) воде, находящейся в системах водоснабжения;

2) централизованным, нецентрализованным и автономным системам водоснабжения;

3) водозаборным сооружениям.

2. Требования к качеству питьевой воды, а также к системам водоснабжения и водозаборным сооружениям, обеспечивающим подготовку питьевой воды и ее подачу населению, устанавливаются техническим регламентом – Федеральным законом «О питьевой воде и питьевом водоснабжении».

3. Отношения между водопотребителями и организациями водопроводно-канализационного хозяйства по поводу использования централизованных систем водоснабжения поселений регулируются гражданским законодательством Российской Федерации.

4. Отношения в сфере использования и охраны водных объектов, земель, недр, лесов, животного мира и иных компонентов природной среды, возникающие в связи с размещением, строительством и эксплуатацией систем водоснабжения, регулируются водным, земельным, лесным законодательством, законодательством о недрах, о животном мире и иным законодательством Российской Федерации.

Статья 3. Виды источников водоснабжения.

1. В качестве источников водоснабжения могут использоваться поверхностные и подземные водные объекты, включая:

1) поверхностные водотоки (реки, каналы межбассейнового перераспределения и комплексного использования водных ресурсов);

2) поверхностные водоемы (озера, водохранилища, пруды);

3) внутренние морские воды;

4) иные поверхностные воды;

5) месторождения подземных вод;

6) подрусловые, шахтные воды;

7) иные подземные воды.

2. В качестве источников производственного водоснабжения могут использоваться:

1) наливные водохранилища с подводом к ним воды из естественных поверхностных водных объектов;

2) месторождения подземных вод, содержащие минерализованные и геотермальные воды при условии обеспечения подготовки воды и соблюдения установленных санитарно-эпидемиологических требований;

3) очищенные сточные воды, качество которых соответствует технологическим требованиям и требованиям безопасности для здоровья людей и окружающей среды.

3. Допускаются проектирование, строительство, реконструкция и эксплуатация систем водоснабжения, использующих забор воды из нескольких источников водоснабжения, имеющих различные гидрологические и гидрогеологические характеристики.

Статья 4. Выбор источников водоснабжения.

1. Выбор источника водоснабжения осуществляется на основании результатов:

1) топографических, гидрологических, гидрогеологических, ихтиологических, гидрохимических, гидробиологических, гидротермических и иных изысканий, также санитарных обследований в порядке, установленном водным законодательством Российской Федерации и законодательством Российской Федерации о санитарно-эпидемиологическом благополучии населения;

2) оценки водных ресурсов водного объекта для использования его в качестве источника водоснабжения в порядке, установленном в ст. 5 настоящего Федерального закона.

2. Выбор источника производственного водоснабжения осуществляется в соответствии с правилами, установленными в п. 1 настоящей статьи, и требованиями, предъявляемыми потребителями к объему и качеству воды, с учетом необходимости обеспечения приоритета питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения.

Статья 5. Требования к оценке водных ресурсов водного объекта для использования его в качестве источника водоснабжения.

1. При выборе источника водоснабжения водные ресурсы водного объекта подлежат оценке для определения допустимости использования водного объекта в качестве источника водоснабжения для удовлетворения хозяйственно-бытовых и питьевых нужд населения, нужд промышленности, энергетики, сельского и лесного хозяйства, пожарной безопасности.

Порядок проведения оценки устанавливается органами исполнительной власти, осуществляющими государственное управление в области использования и охраны водных объектов.

2. Оценка водных ресурсов водного объекта для определения допустимости его использования в качестве источника водоснабжения должна осуществляться с учетом следующих условий:

1) расходного режима и водохозяйственного баланса источника водоснабжения с перспективным прогнозом сроком на 25 лет;

2) качества воды в источнике водоснабжения и прогноза возможного изменения качества воды с учетом поступления сточных вод в водный объект;

3) качественных и количественных характеристик наносов и сора, их режимов, перемещения донных отложений, устойчивости берегов;

4) наличия вечномерзлых грунтов, снежных лавин и селевых явлений на горных водотоках, а также иных стихийных природных явлений в водосборном бассейне источника водоснабжения;

5) возможности пересыхания и промерзания источника водоснабжения;

6) осенне-зимнего водного режима источника водоснабжения и характера шуголедовых процессов в нем;

7) температуры воды в источнике водоснабжения по месяцам года и развитии фитопланктона на различной глубине источника водоснабжения;

8) особенностей весеннего вскрытия льда в источнике водоснабжения и половодья для равнинных водотоков, прохождения весенне-летних паводков для горных водотоков;

9) запасов и условий питания подземных вод, а также возможного их нарушения в результате изменения природных условий вследствие устройства водохранилищ, дренажа, искусственной откачки воды и т. п.;

10) качества и температуры подземных вод;

11) возможности искусственного пополнения и образования запасов подземных вод;

12) требований к качеству воды, предъявляемых водопотребителями;

13) требований законодательства Российской Федерации об охране и использовании водных объектов, земель, лесов, недр, животного мира и законодательства Российской Федерации о санитарно-эпидемиологическом благополучии населения.

3. Результатами проведения оценки водных ресурсов водного объекта для использования его в качестве источника водоснабжения являются выводы о:

1) достаточности (или недостаточности) объемов водных ресурсов водного объекта для использования его в качестве источника водоснабжения;

2) соответствии (или несоответствии) качества воды водного объекта для ее использования в целях хозяйственно-бытового и питьевого водоснабжения населения, для нужд промышленности, энергетики, сельского и лесного хозяйства, пожарной безопасности.

4. Вывод о достаточности водных ресурсов поверхностных водных объектов делается с учетом необходимости обеспечения гарантированного сезонного объема изъятия водных ресурсов и удовлетворения других нужд иных водопользователей, расположенных вниз по течению от предполагаемого места размещения водозабора, а также соблюдения установленных санитарно-гигиенических требований по охране источников питьевого водоснабжения.

5. В случае недостаточности объема водных ресурсов в поверхностном источнике водоснабжения допускаются:

1) регулирование естественного стока воды в пределах одного гидрологического года (сезонное регулирование) или многолетнего периода (многолетнее регулирование);

2) переброска естественного стока воды путем строительства каналов, водоводов из других, более многоводных, поверхностных источников.

Регулирование и переброска естественного стока в поверхностном источнике водоснабжения осуществляются в соответствии с требованиями водного законодательства и законодательства об охране окружающей среды.

6. Оценка водных ресурсов подземных источников водоснабжения осуществляется с учетом требований, установленных законодательством Российской Федерации о недрах.

Статья 6. Информационное обеспечение водопользователей, эксплуатирующих водохозяйственные системы.

1. В целях безопасного функционирования систем водоснабжения водопользователи, эксплуатирующие системы водоснабжения, обеспечиваются оперативной и прогнозной информацией об изменении режима водных объектов и качества воды в них на основе данных государственного мониторинга водных объектов, государственного учета поверхностных и подземных вод, государственного водного кадастра в порядке, установленном водным законодательством Российской Федерации.

2. Водопользователям, эксплуатирующим системы водоснабжения с использованием поверхностных источников водоснабжения, представляется на безвозмездной основе информация:

1) об уровне и температуре воды;

2) о скорости водного потока;

3) о донных и взвешенных наносах;

4) о шуголедовых процессах и ледовой обстановке;

5) об основных параметрах химического состава вод;

6) об источниках антропогенного загрязнения водного объекта во втором и третьем поясах зон санитарной охраны водозаборов;

7) об иных характеристиках источника водоснабжения.

3. Водопользователям, эксплуатирующим системы водоснабжения с использованием подземных источников водоснабжения, представляется на безвозмездной основе информация:

1) о химическом составе и режиме подземных вод;

2) об источниках загрязнения водных объектов во втором и третьем поясах зон санитарной охраны водозаборов;

3) об иных характеристиках подземного источника водоснабжения.

4. Водопользователи обязаны осуществлять систематические наблюдения за состоянием источников водоснабжения в местах водозабора, за состоянием систем водоснабжения и сооружений в порядке, установленном водным законодательством Российской Федерации.

Статья 7. Объем забора воды из источников водоснабжения.

Объем забора воды из источников водоснабжения определяется на основе лимитов водопотребления, устанавливаемых в соответствии с требованиями водного законодательства Российской Федерации.

Глава 4. Водозаборные сооружения

Статья 22. Водозаборные сооружения систем водоснабжения, использующих подземные водные объекты.

1. Выбор типа и схемы размещения водозаборных сооружений систем водоснабжения, использующих подземные водные объекты, осуществляется в зависимости от местных геологических, гидрогеологических и санитарно-эпидемиологических условий.

2. При проектировании новых и реконструкции действующих водозаборных сооружений должны учитываться условия их взаимодействия с существующими и проектируемыми водозаборными сооружениями на смежных земельных участках, а также их воздействие на окружающую среду.

3. При заборе подземных вод применяются следующие сооружения:

1) водозаборные скважины;

2) шахтные колодцы;

3) горизонтальные водозаборы;

4) комбинированные горизонтальные водозаборы;

5) лучевые водозаборы;

6) каптажи родников;

7) иные сооружения.

4. Водозаборные сооружения, связанные с использованием подземных вод, должны быть оборудованы водорегулирующими устройствами и водоучитывающими приборами.

Статья 23. Водозаборные скважины.

1. Способ бурения водозаборной скважины, ее конструкция, глубина, диаметры колонн труб, тип водоприемной части, водоподъемного оборудования, оголовка скважины и порядок ее опробования указываются в проектной документации на строительство водозаборной скважины.

Конструкция водозаборной скважины должна обеспечивать возможность проведения замеров дебита, уровня и отбора проб воды, а также производства ремонтно-восстановительных работ при применении импульсных, реагентных и комбинированных методов регенерации при эксплуатации водозаборной скважины.

2. Конструкция оголовка водозаборной скважины должна обеспечивать ее полную герметизацию, исключающую проникновение в межтрубное и затрубное пространство водозаборной скважины поверхностных вод и загрязнений.

3. Верхняя часть эксплуатационной колонны труб должна выступать над полом наземного павильона или подземной камеры на высоту не менее чем 0,5 м.

4. Для монтажа и демонтажа секций скважинных насосов должно предусматриваться устройство люков, располагаемых над устьем скважины, с применением средств механизации.

Статья 24. Шахтные колодцы.

1. Шахтные колодцы сооружаются в безнапорных водоносных пластах, сложенных рыхлыми породами и залегающих на глубине до 30 м.

2. При мощности водоносного пласта до 3 м сооружаются шахтные колодцы со вскрытием всей мощности пласта. При большей мощности водоносного пласта допускается устройство шахтных колодцев со вскрытием части пласта.

3. Шахтные колодцы должны быть оборудованы вентиляционными трубами, выведенными выше поверхности земли на высоту не менее чем 2 м. Отверстие вентиляционной трубы должно быть защищено колпаком с сеткой.

4. Конструкция шахтного колодца должна обеспечивать его герметизацию, исключающую проникновение в шахтный колодец поверхностных вод и загрязнений.

Статья 25. Горизонтальные водозаборы.

1. Горизонтальные водозаборы сооружаются на глубине до 8 м в безнапорных водоносных пластах, преимущественно вблизи поверхностных водотоков. Горизонтальные водозаборы могут сооружаться в виде каменно-щебеночной дрены, трубчатой дрены, водосборной галереи или водосборной штольни.

2. Водозаборы в виде каменно-щебеночной дрены сооружаются для систем временного водоснабжения. Для водозабора в виде каменно-щебеночной дрены прием воды производится через щебеночную призму, уложенную на дно траншеи, с устройством обратного фильтра.

3. Для водозаборов первой и второй категории должно обеспечиваться устройство водосборных галерей. Водосборные галереи сооружаются из сборного железобетона с щелевыми отверстиями или окнами с козырьками. Под железобетонными звеньями водосборной галереи должно обустраиваться основание, исключающее осадку их относительно друг друга. С боков водосборной галереи в пределах ее водоприемной части устанавливаются устройства обратного фильтра.

4. Трубчатые дрены сооружаются на глубине до 5–8 м для систем водоснабжения второй и третьей категорий. Водоприемная часть водозаборов из трубчатых дрен сооружается из керамических, асбестоцементных, железобетонных, пластмассовых и металлических перфорированных труб с круглыми или щелевыми отверстиями с боков и в верхней части трубы. Нижняя часть трубы (не более 1/3 по высоте) должна быть без отверстий. Минимальный диаметр труб должен составлять 150 мм.

5. Диаметры трубопроводов горизонтальных водозаборов определяются для периода низкого стояния уровня грунтовых вод. Расчетное наполнение составляет 0,5 диаметра трубы. Скорость течения воды в трубах должна приниматься не менее 0,7 м/с.

6. Водозаборы в виде штольни сооружаются в соответствующих орографических условиях.

7. Для исключения выноса частиц породы из водоносного пласта при проектировании водоприемной части горизонтальных водозаборов должен устанавливаться обратный фильтр, состоящий из двух-трех слоев.

8. Горизонтальные водозаборы должны быть защищены от попадания в них поверхностных вод и загрязнений.

9. Для наблюдения за работой трубчатых и галерейных водозаборов, их вентиляции и ремонта, с также в местах изменения направления водоприемной части в плане и вертикальной плоскости сооружаются смотровые колодцы.

Статья 26. Комбинированные горизонтальные водозаборы.

Комбинированные горизонтальные водозаборы сооружаются в виде двухпластовых систем с верхним безнапорным и нижним напорным водоносными пластами. Комбинированный горизонтальный водозабор сооружается в виде горизонтальной трубчатой дрены, каптирующей верхний безнапорный пласт, к которой снизу или сбоку подключены патрубки фильтровых колонн вертикальных скважин-усилителей, заложенных в нижнем пласте.

Статья 28. Требования к каптажам родников.

1. Забор подземных вод из родников осуществляется путем устройства каптажей родников в виде водосборных камер или неглубоких опускных колодцев.

2. Забор воды из восходящего родника осуществляется через дно каптажной камеры, из нисходящего – через отверстия в стене камеры.

3. Каптажные камеры должны обеспечивать защиту подземных вод родников от поверхностных загрязнений, промерзания и затопления поверхностными водами.

4. В каптажной камере следует предусматривать устройство вентиляционной трубы.

5. Качество воды, подаваемой на инфильтрационные сооружения систем водоснабжения, с учетом ее дополнительной очистки при инфильтрации в водоносный пласт и смешения с подземными водами должно отвечать требованиям законодательства Российской Федерации о санитарно-эпидемиологическом благополучии населения.

Статья 33. Выбор места и схемы расположения водозаборных сооружений систем водоснабжения, использующих поверхностные источники водоснабжения.

1. Выбор места и схемы расположения водозаборных сооружений систем водоснабжения, использующих поверхностные источники водоснабжения, должен определять на основании прогнозных исследований:

1) качества воды в источнике водоснабжения;

2) изменений русла реки или берегов, иных изменений местоположения водного объекта, являющегося источником водоснабжения;

3) изменений границы вечномерзлых грунтов (гидроморфологического режима);

4) гидротермического режима источника водоснабжения;

5) биологического (ихтиологического) режима источника водоснабжения.

2. Строительство и эксплуатация водозаборных сооружений систем водоснабжения на внутренних водных путях осуществляются по согласованию с бассейновыми органами государственного управления на внутреннем водном транспорте и государственными речными судоходными инспекциями бассейнов.

3. Запрещается размешать водоприемники водозаборных сооружений систем водоснабжения:

1) в зонах движения судов и иных плавучих объектов;

2) в зонах отложения и жильного движения донных наносов;

3) в местах зимовья и нереста рыб;

4) в на участке возможного разрушения берегов, скопления плавника и водорослей, а также возникновения шугозажоров и заторов.

4. Запрещается размещать водоприемники водозаборных сооружений систем водоснабжения на участках нижнего бьефа гидроэлектростанций, прилегающих к гидроузлу, в верховьях водохранилищ, а также на участках, расположенных ниже устьев притоков водотоков и в устьях подпертых водотоков.

Статья 34. Элементы водозаборных сооружений систем водоснабжения, использующих поверхностные источники водоснабжения

1. Для обеспечения бесперебойной подачи воды в технологической схеме водозаборных сооружений систем водоснабжения, использующих поверхностные источники водоснабжения, должно обеспечиваться секционирование водоприемных устройств самотечных и сифонных водоводов и других устройств.

2. Количество независимо работающих секций для водозаборных сооружений систем водоснабжения, использующих поверхностные источники водоснабжения, всех категорий должно быть не менее двух.

3. Размеры основных элементов водозаборных сооружений систем водоснабжения, использующих поверхностные источники водоснабжения (водоприемных отверстий, сеток, объемных фильтрующих кассет, рыбозащитных устройств в береговом водоприемном колодце и отметки оси насосов), должны определяться на основании гидравлических расчетов при минимальных уровнях воды в источнике водоснабжения для нормального эксплуатационного и аварийного режимов работы системы водоснабжения.

4. При аварийном режиме работы системы водоснабжения, использующей поверхностные источники водоснабжения (отключении одного самотечного или сифонного водовода, секции водоприемника для ремонта или ревизии), допускается снижение водоотбора в соответствии с категорией системы водоснабжения.

5. Размеры водоприемных отверстий береговых водозаборных сооружений систем водоснабжения, перекрываемых объемными фильтрами, с учетом требований по охране рыбных ресурсов, определяются по средней скорости втекания (скорости подхода) – 0,05 м/с.

6. Размеры водоприемных отверстий водозаборных сооружений систем водоснабжения, оборудованных плоскими сетками, с учетом требований по охране рыбных ресурсов определяются по скорости течения воды сквозь сетку. Длина водоприемного фронта не должна превышать 25 м.

7. Нижняя часть водоприемных отверстий должна находиться на расстоянии не менее чем 0,5 м выше дна водного объекта (водотока). Верхняя часть водоприемных отверстий или затопленных сооружений должна находиться на расстоянии не менее чем 0,2 м от нижней кромки льда.

8. Сифонные водоводы разрешается применять в водозаборных сооружениях систем водоснабжения первой и второй категорий. Сифонные и самотечные водоводы должны быть изготовлены из стальных труб. Применение пластмассовых и железобетонных труб допускается для самотечных водоводов. Сифонные и самотечные водоводы должны проверяться на устойчивость против всплытия.

9. Выбор типа сеток и других устройств для предварительной очистки воды производится с учетом особенностей качества воды поверхностного источника водоснабжения, производительности водозабора и требований водопотребителя. Сетки с механической очисткой применяются при наличии значительных загрязнений в поверхностном источнике водоснабжения, а также при производительности водозабора более 1 м³/с.

10. Водоочистные сетки могут не устанавливаться при применении в качестве рыбозащитных устройств постоянно установленных фильтрующих элементов или устройств водоприемников фильтрующего типа.

Система водоснабжения оказывает существенное влияние на санитарный уровень и эпидемиологическое благополучие населенных мест. Хозяйственно-питьевое водоснабжение обеспечивает население доброкачественной водой для питья, позволяет использовать воду для поддержания чистоты тела, белья и одежды и жилища, для целей физической культуры и спорта (плавательные бассейны), для удаления отбросов (канализации), для нужд санитарного благоустройства (мытья улиц, полива зеленых насаждений и т. д.).

Различают два вида водоснабжения – местное и централизованное.

При местном водоснабжении потребители набирают воду непосредственно из открытых водоемов (рек, водохранилищ, каналов, прудов и т. д.) или из подземных водных горизонтов (родников, скважин, колодцев).

Централизованное водоснабжение, при котором вода подвергается в случае необходимости специальной обработке и доставляется по системе труб к месту ее потребления, является более удобным и гигиеничным видом обеспечения населения водой (водопровод).

Водопровод – комплекс инженерных сооружений, предназначенный для централизованного снабжения водой. С его помощью производятся забор воды из источника водоснабжения, обработка воды с целью доведения показателей ее качества до установленных ГОСТом, подача воды до места потребления и распределение ее между потребителями.

Сооружения для забора воды должны обеспечивать надежный отбор необходимого количества воды, предварительную очистку ее от взвешенных загрязнений.

Водоподъемные сооружения обеспечивают подачу воды из источника на сооружения, предназначенные для обработки ее, а затем и в водоразводящую сеть.

При проектировании и устройстве распределительной системы учитываются два основных гигиенических требования: разводящая сеть должна обеспечивать бесперебойную подачу воды к точкам потребления и предотвращать загрязнение воды на пути от головных сооружений водопровода до потребителя.

Системы (типы) водоснабжения классифицируются с учетом различных признаков.

По назначению различают системы водоснабжения коммунальные, сельскохозяйственные, производственные; на территории объекта – системы хозяйственно-питьевого, производственного и противопожарного назначения.

По характеру использования источников водоснабжения различают системы с водозабором из подземных водоносных горизонтов и системы смешанного питания, использующие воду различных видов источников.

Системы водоснабжения могут быть с самотечной (гравитационной) и с механической подачей воды.

Сооружения и их компоновка зависят от качества воды источника, мощности системы, рельефа территории и других местных условий.

Централизованное водоснабжение. Виды водопроводных сетей

По конфигурации водопроводная сеть может быть кольцевой или разветвленной, тупиковой. Гигиенические преимущества на стороне кольцевой сети, которая обеспечивает большую надежность и бесперебойность снабжения водой всех объектов. Кольцевая сеть лучше противостоит действию гидравлических ударов, постоянно промывается непрерывным током воды, поэтому менее загрязняется, чем тупиковая. В тупиковых концах разветвленной системы вода может застаиваться, что влечет за собой образование осадка, являющегося благоприятной средой для размножения микрофлоры.

Трубы, применяемые в распределительной сети, должны обладать высокой прочностью (хорошим сопротивлением ко всем нагрузкам), полной водонепроницаемостью (герметичностью), гладкой внутренней поверхностью, препятствующей отложению осадков и обеспечивающей наименьшие потери напора на трение, высокой сопротивляемостью агрессивности воды и почвы.

В качестве материала для водопроводных труб наиболее часто используют чугун, сталь, асбоцемент и железобетон. В последнее время на практике все чаще применяются пластмассовые трубы из полиэтилена высокого и низкого давления, стабилизированного полипропилена, полиметилметакрилата.

Перечень новых материалов и реагентов, разрешенных Министерством здравоохранения для применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения, имеет раздел, в котором опубликованы материалы, запрещенные для использования при строительстве водопроводов.

В целях защиты распределительной системы от загрязнений трассы водопровода прокладываются по территории, свободной от каких-либо загрязняющих почву объектов.

Санитарный контроль над всеми сооружениями водопровода осуществляется как во время строительства, так и в процессе их эксплуатации. Проверяя состояние водопроводных сооружений, санитарный врач контролирует выполнение требований санитарной охраны водного источника, эффективность работы водоочистных установок, проводит систематические санитарно-микробиологические исследования воды в источнике, по этапам ее обработки на сооружениях водопроводной станции и в распределительной системе водопровода.

Содержание и порядок санитарного надзора за централизованным водоснабжением определены действующими инструкциями и указаниями МЗ РФ.

Централизованное горячее водоснабжение

Существуют две системы подачи горячей воды населению.

При открытой системе горячая вода из ТЭЦ или котельной подается по единой сети в систему отопления и в систему горячего водоснабжения. При этом качество горячей воды зависит от качества исходной воды ТЭЦ или котельной, способа подготовки воды перед нагревом (противонакипная и противокоррозионная обработка), а также от особенностей устройства и эксплуатации системы отопления.

При закрытой системе вода ТЭЦ служит лишь теплоносителем, а нагрев воды для населения производится в водяных нагревателях, расположенных в центральных или индивидуальных теплопунктах. При этой системе вода для нагрева подается из сети хозяйственно-питьевого водопровода, а подача горячей воды потребителям производится по отдельной сети.

«Санитарные правила проектирования и эксплуатации систем централизованного горячего водоснабжения» требуют, чтобы качество горячей воды в точках водоразбора отвечало требованиям стандарта на питьевую воду.

Особенности централизованного водоснабжения на селе

Сельскому водоснабжению в настоящее время придается большое значение. Общие подходы к нормам водопотребления и качеству водопроводной воды в городе и на селе в настоящее время едины.

Особенностями сельского водоснабжения являются относительно меньший объем воды, необходимый для обеспечения сельского населенного пункта, а также трудности организации квалифицированной эксплуатации очистных сооружений. Поэтому в качестве источников централизованного водоснабжения на селе, как правило, следует использовать подземные воды.

В небольших сельских населенных пунктах, где строительство водопровода еще не осуществлено, потребность в воде покрывается за счет местных источников. Для обеспечения населения водой устраивают водяные скважины, шахтные колодцы.

Учитывая небольшую мощность сельских водопроводов, а также трудности организации квалифицированной эксплуатации очистных сооружений, в качестве источников централизованного водоснабжения на селе, как правило, следует использовать подземные воды.

Водяная скважина – сооружение для подъема подземной воды. Стабильность физико-химических свойств и отсутствие бактериального загрязнения в подземных водах обусловливают их использование преимущественно для хозяйственно-питьевых целей. Место для заложения водяной скважины выбирается с учетом избежания подтопления, заливания талыми и атмосферными водами, а также возможностей организации зоны санитарной охраны источника. Бурение скважины осуществляется на основании материалов гидрогеологических изысканий и при обязательном согласовании с органами здравоохранения. Для каждого конкретного случая проектирование осуществляется строго индивидуально, так же как и метод бурения, установка фильтров, насосов.

Каждая водяная скважина должна быть обеспечена журналом для регистрации возможных аварийных ситуаций на водозаборном узле, производимых ремонтных работ, вмешательств, связанных с профилактическим уходом, случаев нестандартности качества воды. Срок службы водяной скважины ограничивается сроком службы обсадных труб и фильтра (в среднем 30–40 лет).

При вынужденном использовании на селе поверхностного водоисточника вследствие недостаточной водообильности подземных горизонтов или несоответствия качества подземной воды санитарным требованиям целесообразно строительство фильтрационных береговых колодцев, в качестве очистных сооружений – медленных фильтров, простых и надежных в эксплуатации, обеспечивающих высокую степень очистки воды.

Децентрализованное водоснабжение

При децентрализованном водоснабжении из местных водоисточников (шахтных колодцев, каптажей родников и пр.) безопасность водопользования обеспечивается нормативами «Санитарных правил устройства и содержания колодцев и каптажей родников, используемых для децентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения».

Системы подачи воды для децентрализованного водоснабжения:

1) насос для подачи воды из скважины;

2) гидроаккумулятор для регулирования расхода воды;

3) автоматика для управления системой водоснабжения;

4) коммуникации для подачи воды.

В зависимости от предполагаемого расхода воды, типа скважины или глубины залегания водоносного горизонта для индивидуального водоснабжения в настоящее время используются различные схемы водоподачи.

Системы и схемы водоснабжения (из проекта Федерального закона РФ «О водоснабжении»)

Статья 8. Выбор системы и схемы водоснабжения.

1. Выбор системы и схемы водоснабжения осуществляется на стадии размещения объекта водоснабжения и обеспечивается путем определения альтернативных вариантов создания системы и схемы водоснабжения.

2. При выборе системы и схемы водоснабжения должны учитываться:

1) виды используемых источников водоснабжения;

2) требуемые расходы воды;

3) требования к качеству воды;

4) требования к напорам воды;

5) требования к обеспеченности подачи воды.

3. На основе оценки альтернативных вариантов создания системы и схемы водоснабжения обосновываются:

1) выбор источников водоснабжения и использование их для обеспечения нужд соответствующих водопотребителей;

2) степень централизации систем водоснабжения и целесообразность выделения автономных систем водоснабжения;

3) объединение или разделение сооружений систем водоснабжения, водопроводов и водопроводных сетей различного назначения;

4) зонирование системы водоснабжения;

5) использование регулирующих емкостей, применение станций регулирования и насосных станций подкачки;

6) применение объединенных или автономных систем оборотного водоснабжения;

7) использование очищенных производственных и бытовых сточных вод, а также аккумулированного поверхностного стока для производственного водоснабжения, орошения и обводнения водоемов;

8) целесообразность организации замкнутых циклов водоснабжения или создания замкнутых систем водоснабжения;

9) очередность строительства и ввода в действие элементов системы водопотребления по пусковым комплексам.

Статья 9. Проектирование и условия эксплуатации централизованных систем водоснабжения.

1. Проектирование и эксплуатация централизованной системы водоснабжения поселений в зависимости от местных условий и принятой системы водоснабжения должны обеспечивать:

1) хозяйственно-бытовое и питьевое водопотребление в жилых, общественных зданиях и организациях;

2) потребности организаций коммунального хозяйства;

3) производственные нужды промышленных, сельскохозяйственных и лесохозяйственных организаций, использующих технологические процессы, для которых требуется вода питьевого качества или для которых экономически нецелесообразно сооружение отдельной системы водоснабжения для тушения пожаров;

4) собственные нужды станций водоподготовки, промывку водопроводных и канализационных сетей;

5) иные нужды.

2. Подача воды из системы централизованного водоснабжения допускается с ограниченными по времени перерывами или снижением подачи.

3. Вода из систем централизованного водоснабжения может подаваться водопотребителям, потребности которых не допускают перерывов в водоснабжении, при условии оборудования систем централизованного водоснабжения дополнительными сооружениями и устройствами, обеспечивающими непрерывность подачи воды. Проекты указанных сооружений и устройств должны согласовываться и утверждаться в составе проекта системы централизованного водоснабжения, требующей непрерывной подачи воды.

Статья 10. Категории систем централизованного водоснабжения и водопроводов.

В зависимости от степени обеспечения среднемесячной подачи воды централизованные системы водоснабжения и их элементы – водопроводы – подразделяются на три категории.

Выделяются централизованные системы водоснабжения и водопроводы первой, второй и третьей категорий.

Статья 11. Системы централизованного водоснабжения и водопроводы первой категории.

1. Системы водоснабжения и водопроводы первой категории должны обеспечивать 95 % проектного объема подачи воды.

2. К централизованным системам водоснабжения и водопроводам первой категории относятся централизованные системы водоснабжения и водопроводы, режим эксплуатации которых допускает:

1) снижение уровня подачи воды на питьевые и хозяйственно-бытовые нужды на не более чем 30 % расчетного расхода;

2) снижение уровня подачи воды на производственные нужды до предела, установленного аварийным графиком работы объектов хозяйственной деятельности;

3) продолжительность периода снижения уровня подачи воды не более 3 суток.

3. На время выключения поврежденных и включения резервных элементов централизованной системы водоснабжения первой категории (оборудования, арматуры, сооружений, трубопроводов и др.) допускается перерыв в подаче воды или снижение уровня подачи воды ниже пределов, указанных в абзацах первом и втором пункта второго настоящей статьи, на период, не превышающий 10 минут.

Статья 12. Системы централизованного водоснабжения и водопроводы второй категории.

1. Системы водоснабжения и водопроводы второй категории должны обеспечивать 90 % проектного объема подачи воды.

2. К централизованным системам водоснабжения и водопроводам второй категории относятся централизованные системы водоснабжения и водопроводы, режим эксплуатации которых допускает:

1) снижение уровня подачи воды, предусмотренного для централизованных систем водоснабжения первой категории до величин, указанных в абзацах первом и втором пункта второго статьи 11 настоящего Федерального закона;

2) продолжительность периода уровня снижения подачи воды до 10 суток.

3. На время выключения поврежденных и включения резервных элементов централизованной системы водоснабжения второй категории или проведения ее ремонта допускается перерыв в подаче или снижение уровня подачи воды ниже предела, указанного в абзаце втором пункта второго настоящей статьи на период, не превышающий 6 часов.

Статья 13. Системы централизованного водоснабжения и водопроводы третьей категории.

1. Системы водоснабжения и водопроводы третьей категории должны обеспечивать 85 % проектной мощности подачи воды.

2. К централизованным системам водоснабжения и водопроводам третьей категории относятся централизованные системы водоснабжения и водопроводы, режим эксплуатации которых допускает:

1) снижение уровня подачи воды, предусмотренного для централизованных систем водоснабжения первой категории, до величин, указанных в абзацах первом и втором пункта второго статьи 11 настоящего Федерального закона;

2) продолжительность периода снижения уровня подачи воды не более 15 суток.

3. На время проведения ремонта допускается перерыв в подаче воды или снижение уровня подачи воды ниже предела, указанного в абзаце первом пункта второго настоящей статьи, на период, не превышающий 24 часов.

Статья 14. Категории водопроводов централизованных систем водоснабжения.

1. Категория водопроводов централизованных систем водоснабжения определяется в зависимости от их функционального назначения в системе централизованного водоснабжения. К водопроводам различных категорий применяются требования, установленные для соответствующей категории централизованной системы водоснабжения.

2. Объединенные хозяйственно-бытовые, питьевые и производственные водопроводы поселений с численностью населения:

1) более 50 тысяч человек относятся к первой категории;

2) от 5 до 50 тысяч человек относятся ко второй категории;

3) менее 5 тысяч человек относятся к третьей категории.

3. Сельскохозяйственные групповые водопроводы относятся к первой категории.

4. Объединенные водопроводы, обеспечивающие подачу воды для противопожарных целей, относятся к первой категории.

Статья 15. Обеспечение постоянного режима подачи воды в системах централизованного водоснабжения.

1. При проектировании систем централизованного водоснабжения должно предусматриваться хранение запаса воды в регулирующих емкостях для ее подачи в сеть самотеком при кратковременном выключении насосов в целях предотвращения опорожнения трубопроводов и образования в них вакуумных зон.

2. При проектировании систем централизованного водоснабжения должно предусматриваться сооружение устройств, обеспечивающих автоматическое отключение тех участков трубопроводов и линий водопроводной сети, давление в которых при прекращении или снижении подачи воды упало ниже атмосферного, а также устройств для промывки и дезинфекции указанных участков как перед их вводом в нормальную эксплуатацию, так и при включении после ремонта.

3. При разработке проектов реконструкции действующих систем централизованного водоснабжения, не имеющих регулирующих емкостей, в качестве временной меры до ввода в эксплуатацию регулирующих емкостей должна предусматриваться установка автоматически действующих клапанов для впуска в трубопроводы воздуха при падении в них давления ниже атмосферного. В проектах реконструкции действующих систем централизованного водоснабжения должны быть предусмотрены автоматическая фиксация падения давления в трубопроводах и водопроводной сети ниже атмосферного, а также сооружение устройств для промывки и дезинфекции трубопроводов в случаях их загрязнения.

Статья 16. Расчетно-технологическая схема системы централизованного водоснабжения.

1. Эксплуатация системы централизованного водоснабжения осуществляется в соответствии с расчетно-технологической схемой системы централизованного водоснабжения. В расчетно-технологической схеме системы централизованного водоснабжения на основании гидравлических расчетов определяется производственная мощность водозаборных сооружений, трубопроводов, станций водоподготовки, водопроводных сетей, насосных станций и регулирующих емкостей.

2. Расчетно-технологическая схема системы централизованного водоснабжения разрабатывается в составе проектной документации на строительство и реконструкцию системы централизованного водоснабжения. Производственная мощность водозаборных сооружений, трубопроводов, станций водоподготовки, водопроводных сетей, насосных станций и регулирующих емкостей централизованной системы водоснабжения должна рассчитываться на средний часовой расход максимального водопотребления в сутки.

3. Гидравлический расчет совместной эксплуатации водозаборных сооружений, трубопроводов, станций водоподготовки, водопроводных сетей, насосных станций и регулирующих емкостей производится в объеме, необходимом для:

1) обоснования системы подачи и распределения воды на расчетный срок и установления очередности ее осуществления;

2) подбора насосного оборудования, выбора способов регулирования работы насосов;

3) определения требуемых объемов регулирующих емкостей и их расположения для каждой очереди строительства.

4. На основе гидравлического расчета эксплуатации сооружений системы централизованного водоснабжения определяются условия совместной эксплуатации водозаборных сооружений, трубопроводов, станций водоподготовки, водопроводных сетей, насосных станций и регулирующих емкостей при всех характерных режимах подачи воды. Гидравлический расчет совместной эксплуатации водозаборных сооружений, трубопроводов, станций водоподготовки, водопроводных сетей, насосных станций и регулирующих емкостей выполняется для следующих характерных режимов подачи воды:

1) максимального водопотребления в сутки – максимального, среднего и минимального часовых расходов, а также максимального часового расхода воды на пожаротушение;

2) среднего водопотребления в сутки – среднего часового расхода;

3) минимального водопотребления в сутки – минимального часового расхода;

4) иных характерных режимов подачи воды.

5. Для систем производственного водоснабжения характерные режимы подачи воды устанавливаются в соответствии с особенностями технологии производства и обеспечения противопожарной безопасности.

6. Гидравлический расчет взаимодействия магистральных и распределительных сетей системы водоснабжения должен быть выполнен для всех характерных периодов водопотребления с учетом возможной подачи воды на нужды пожаротушения как при нормальных условиях работы системы, так и в аварийных ситуациях.

7. На основании гидравлических расчетов эксплуатации централизованной системы водоснабжения в нормальных условиях должны определяться меры по:

1) ограничению избыточных свободных напоров, приводящих к утечкам и нерациональному расходованию воды;

2) обеспечению оптимального использования магистральной сети системы водоснабжения для подачи воды в распределительные сети.

8. Объем подачи воды в наиболее неблагоприятно расположенные места ее отборов не должен сокращаться более чем до 25 % от максимального расчетного расхода, и свободный напор воды должен составлять не менее 10 м.

9. Для обеспечения работы системы водоснабжения при аварийном повреждении одного из участков водоводов водопроводной сети гидравлическими расчетами должна быть подтверждена возможность подачи воды в объеме не менее 70 % суммарного максимального водопотребления. На основании гидравлических расчетов эксплуатации централизованной системы водоснабжения в аварийных условиях должны определяться меры по ограничению подачи воды в районы с нормальным водопотреблением в целях возможно большего увеличения подачи воды в районы с дефицитом воды.

10. При выполнении гидравлического расчета эксплуатации водозаборных сооружений, трубопроводов и сетей объединенной системы водоснабжения на период пожаротушения не учитывается аварийное выключение водоводов и линий кольцевых сетей, а также секций и блоков сооружений.

11. При возникновении аварий и других чрезвычайных ситуаций, повлекших выход из строя или отключение насосных станций, в район питания выключенной насосной станции должна быть обеспечена передача воды от других (или другой) насосных станций централизованной системы водоснабжения в объеме не менее 20 % режима максимальной подачи воды выключенной станции.

Статья 17. Учет воды и водосбережение.

1. При разработке схем водоснабжения устанавливается перечень параметров, на основании которых организация, эксплуатирующая систему водоснабжения, осуществляет производственный контроль соответствия фактических расходов воды, коэффициентов неравномерности водопотребления, а также фактических характеристик оборудования, сооружений и устройств параметрам, предусмотренным в проекте. Для осуществления производственного контроля в проектной документации должна предусматриваться установка необходимых для этого приборов и аппаратуры.

2. При устройстве водопроводов и в иных случаях транспортирования воды на большие расстояния в проектной документации должны предусматриваться меры по обеспечению качества воды.

Статья 18. Автономные системы водоснабжения.

1. Строительство автономных систем водоснабжения предусматривается для обеспечения подачи воды, используемой на производственные нужды промышленных, сельскохозяйственных и иных объектов хозяйственной деятельности.

2. Проекты на строительство автономных систем водоснабжения, обеспечивающих производственные нужды промышленных, сельскохозяйственных и иных объектов хозяйственной деятельности, должны разрабатываться в составе проектной документации на строительство зданий, строений и сооружений промышленного, сельскохозяйственного и иного назначения.

3. Выбор источника водоснабжения автономной системы водоснабжения производится на основании гидравлических расчетов с учетом возможного влияния состояния источника водоснабжения автономной системы водоснабжения на смежные источники водоснабжения централизованнных систем водоснабжения и источники водоснабжения нецентрализованных систем водоснабжения при наличии положительного заключения государственной экологической экспертизы.

Статья 19. Нецентрализованные системы водоснабжения.

1. Проектирование, строительство и эксплуатация нецентрализованных систем водоснабжения осуществляются в случае отсутствия централизованных систем водоснабжения, нарушения их функционирования, а также в чрезвычайных ситуациях.

2. Нецентрализованные системы водоснабжения должны обеспечивать:

1) хозяйственно-бытовое и питьевое водоснабжение;

2) потребности объектов коммунального хозяйства;

3) минимальные производственные нужды промышленных, сельскохозяйственных, лесохозяйственных и иных объектов хозяйственной деятельности, для обеспечения технологических процессов которых требуется вода питьевого качества или для которых нецелесообразно сооружение отдельного водопровода;

4) тушение пожаров;

5) собственные нужды станций водоподготовки;

6) полив зеленых насаждений и мойку территорий.

3. Подача воды из системы нецентрализованного водоснабжения допускается с ограниченными во времени перерывами или снижением объемов подачи.

4. Лица, эксплуатирующие системы нецентрализованного водоснабжения, обязаны:

1) содержать их в состоянии, при котором обеспечивается постоянное соответствие качества воды установленным нормативам в точке разбора;

2) осуществлять в установленном порядке производственный контроль соответствия качества воды установленным нормативам;

3) своевременно информировать потребителей о результатах производственного контроля.

Статья 20. Предотвращение вредного воздействия эксплуатации иных гидротехнических сооружений на состояние систем водоснабжения.

1. Предотвращение вредного воздействия эксплуатации иных гидротехнических сооружений на состояние систем водоснабжения обеспечивается путем соблюдения требований к проектированию, строительству, приемке в эксплуатацию, реконструкции и эксплуатации гидротехнических сооружений, предусмотренных законодательством Российской Федерации о безопасности гидротехнических сооружений.

2. Разработка деклараций безопасности гидротехнических сооружений должна осуществляться с учетом оценки риска аварии и связанной с ней угрозы нанесения ущерба водозаборным сооружениям систем водоснабжения в водохранилище при разрушении подпорных сооружений и системам водоснабжения, находящимся вниз по течению водотока при формировании волн прорыва и поступлении загрязняющих веществ в системы водоснабжения.

Статья 21. Предотвращение вредного воздействия эксплуатации опасных производственных объектов на состояние систем водоснабжения.

1. Системы водоснабжения должны быть защищены от вредного воздействия на них в результате аварий на радиационно-, химически-, биологически-, пожаро-, взрыво– и гидродинамически опасных производственных объектах.

2. Предотвращение вредного воздействия эксплуатации опасных производственных объектов на состояние систем водоснабжения обеспечивается путем соблюдения требований к проектированию, строительству, приемке в эксплуатацию, реконструкции и эксплуатации опасных производственных объектов, предусмотренных законодательством Российской Федерации о промышленной безопасности опасных производственных объектов.

3. Разработка деклараций промышленной безопасности опасных производственных объектов должна осуществляться с учетом оценки риска аварии и связанной с ней угрозы, в том числе вредного воздействия аварийных выбросов и сбросов на источники водоснабжения и системы водоснабжения, и размера ущерба, который может быть причинен в случае аварии на опасном производственном объекте.

Водонапорная башня

До сих пор во многих поселках и садовых товариществах для централизованного водоснабжения используются водонапорные башни. Несмотря на громоздкость конструкции, система при этом отличается простотой и высокой надежностью. При определенных условиях эта система водоснабжения обладает рядом преимуществ, одним из которых является возможность установки в скважину недорогого высокопроизводительного насоса (см. рис. 1).

Рис. 1. Водонапорная башня

Условия, когда имеет смысл устанавливать водонапорную башню:

1) большое количество водопотребителей;

2) преимущественно летнее (t >0 °C) использование системы водоснабжения;

3) возможность частых перебоев с электропитанием;

4) большой запас воды;

Недостатки водонапорной башни:

1) трудности использования в зимний период (t <0 °C), особенно возрастающие при уменьшении водопотребления;

2) достаточно большая поверхность окисления – вода заполняет водонапорную башню, а затем сливается из нее. При этом смачивается большая, иногда несколько м², внутренняя поверхность накопительной емкости. Смоченная водой металлическая поверхность в присутствии воздуха вызывает интенсивное появление ржавчины, попадающей в воду, а водонапорные башни в большинстве своем изготавливаются из черного металла;

3) ограниченное давление воды на выходе из башни, определяющееся высотой башни.

Конечно, от всех перечисленных недостатков можно избавиться, но это вызовет дополнительное удорожание системы и поставит вопрос о целесообразности перехода к другой схеме водоснабжения.

Принцип работы водонапорной башни

Погружной насос (1), опущенный в скважину (2), подает воду в водонапорную башню (3). Когда вода поднимается до верхней отметки (В) в водонапорной башне, датчик уровня дает команду насосу на отключение. Включением и отключением насоса занимается простейшая автоматика (А), размещенная в павильоне (4). По мере разбора воды из башни по магистрали (5) уровень поверхности понижается, и по достижении отметки (H) датчик уровня (ДУ) дает команду на включение насоса. Таким образом, в башне постоянно находится запас воды, определяющийся объемом башни от нулевой отметки до уровня (H).

Подземный насосный комплекс

Более современной и совершенной системой водоснабжения, работающей в любых погодных условиях, является ПНК – подземный насосный комплекс. ПНК бывают одно– и двухуровневыми. Подземные насосные комплексы свободны от всех недостатков водонапорных башен, перечисленных выше, и обладают всеми их преимуществами, за исключением одного: при прекращении подачи электропитания прекращается подача воды.

Рис. 2. Принцип работы одноуровневого подземного насосного комплекса

При включении системы насос, опущенный в скважину, начинает подавать воду в гидропневмобак, расположенный в бункере подземного насосного комплекса. По мере заполнения гидропневмобака вода начинает сжимать находящийся над ней воздух (вода и воздух разделены растягивающейся мембраной), и по достижении заданного давления (обычно 3–4 атм) автоматика блока управления дает команду насосу на отключение. Таким образом, в ждущем режиме вода находится под давлением сжатого воздуха, насос выключен. По мере разбора воды давление воздуха падает, и при достижении некоего порогового (заданного потребителем) значения автоматика дает команду на включение насоса.

Если разбор воды постоянный и давление отключения автоматики не достигается, насос через гидропневмобак качает воду непосредственно в систему водоснабжения.

С помощью системы водоснабжения, описанной выше, подбирая соответствующее оборудование, можно обеспечить водопотребление от 1 до 16 м³ воды в час (обычный, полностью открытый кухонный кран в Москве, где хозяйка моет посуду, дает порядка 0,2–0,4 м³ воды в час).

Одноуровневый подземный насосный комплекс (рис. 2) может устанавливаться на один дом (дом с хозяйственными постройками, баней и т. п.). В этом случае гидропневмобак чаще располагают непосредственно в доме. Для группы домов (от 2 до 10–20) гидропневмобак обычно располагают в здании бункера подземного насосного комплекса.

Рис. 3. Принцип работы двухуровневого подземного насосного комплекса

Двухуровневый подземный насосный комплекс представляет собой подземное здание, совмещенное с дополнительным резервуаром (обычно объемом 10–20 м³), как правило, изготовленным из нержавеющей стали (рис. 3).

Насос (1) получает от автоматики (А) команду на включение и работает до тех пор, пока не заполнится резервуар до уровня (В), после чего отключается. По мере разбора воды, который осуществляется посредством станции перекачки (СП) через гидроаккумулятор (ГА) (установленный с целью избежать гидроударов в системе), уровень в резервуаре падает, и по достижении отметки (H) автоматика (А) дает команду на включение насоса (1). Таким образом, мы видим здесь сходство с работой водонапорной башни. Но так как уровень воды находится ниже уровня поверхности земли, вода не может самотеком поступать в систему водоснабжения и к потребителям. Поэтому требуется установка станции перекачки, обеспечивающей постоянное давление воды в системе. Давление воды задается потребителем на ПУ – пульте управления подземным комплексом.

Двухуровневые подземные насосные комплексы свободны от всех недостатков водонапорной башни и обладают всеми достоинствами, за исключением зависимости от наличия электроэнергии. Поступление воды прекращается при прекращении подачи электричества.

Обычно двухуровневые подземные насосные комплексы устанавливаются там, где необходимо обеспечить водопотребление от 10 до 40 м³ воды в час.

Методические указания по внедрению и применению санитарных правил и норм СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» МУ 2.1.4.682-97

Главный государственный санитарный врач РФ Г. Г. Онищенко. Дата введения 1 января 1998 г.

3. Организация производственного контроля качества воды централизованных систем питьевого водоснабжения.

3.1. Основные требования к организации производственного контроля качества воды в системах водоснабжения установлены п. 3.4 СанПиН.

В том случае, когда владельцем водопроводных сооружений и магистральных водоводов является одна организация, а внутриквартальные сети находятся на балансе другой, производственный контроль и финансовые расчеты осуществляются в соответствии с хозяйственными договорами, утвержденными органами местного самоуправления.

3.2. Выбор контролируемых показателей, подлежащих постоянному производственному контролю, проводится для каждой системы водоснабжения питьевой воды в процессе разработки рабочей программы производственного контроля качества воды централизованных систем питьевого водоснабжения.

3.3. Рабочая программа разрабатывается в шесть этапов.

3.3.1. Первый этап предусматривает анализ данных, характеризующих качество воды источника, обработанной питьевой воды и воды разводящей сети. Используется базовая информация, имеющаяся в организациях, контролирующих или изучавших (в рамках НИР, разработок ТЭО и т. д.) качество воды источника, условия, формирующие качество воды источника, питьевой воды и т. д. (Приложение 1) <*>.

<*> За безвозмездное и скоординированное представление необходимой информации отвечают органы местного самоуправления.

3.3.2. Второй этап. Выбор контрольных створов по результатам анализа базовых данных и подготовка перечня показателей для программы расширенных исследований (макет программы дан в Приложении 2 МУ). Перечень согласовывается с учреждениями ГСЭН.

Места отбора проб (контрольные створы) утверждаются органами местного самоуправления по представлению учреждений ГСЭН. Основные критерии, используемые при формировании программы расширенных исследований, даны в разд. V МУ.

3.3.3. Третий этап. Расширенные исследования воды источника (Приложение 3), обработанной питьевой воды и воды в сети проводятся с целью определения наиболее информативных показателей, характеризующих стабильность качества воды в источнике, барьерную роль водопроводных сооружений, вероятность вторичного загрязнения питьевой воды в процессе ее подготовки и транспортирования.

3.3.4. Четвертый этап. Разработка рабочей программы производственного контроля качества воды для каждого водопровода выполняется с учетом полученных результатов (Приложение 4).

3.3.5. Пятый этап. Разработка планов мероприятий по реализации рабочей программы.

3.3.6. Шестой этап. Согласование рабочей программы и плана мероприятий с органами СЭН и утверждение их органами местного самоуправления сроком не более 5 лет.

3.3.7. Сроки разработки рабочих программ (1–6 этапы) не должны превышать 1 год.

3.4. Рабочие программы, утверждаемые органом местного самоуправления, включают пояснительную записку, перечень контролируемых показателей, перечень методик их определения, план пунктов отбора проб воды для анализа и периодичность их отбора, календарные графики отбора проб и проведения исследования.

3.4.1. Пояснительная записка содержит паспорт водопровода; информацию о водоисточнике, технологии водоподготовки, об используемых реагентах и гигиенические сертификаты (гигиенические заключения) на них, сведения о транспортировании и распределении воды; обоснование выбора химических веществ, показателей бактериального, вирусного, паразитарного загрязнения, радиационной безопасности для контроля; готовность производственной лаборатории к проведению работ; соответствие требованиям СанПиН сооружений по подготовке и распределению питьевой воды; план мероприятий по улучшению технологии водоподготовки или разработке новых технологических решений, план мероприятий по ликвидации аварийных ситуаций и системы оповещения учреждений санэпиднадзора и органов местного самоуправления.

3.4.2. Перечень контролируемых показателей дифференцируется в зависимости от объекта контроля (источник, обработанная вода и питьевая вода в сети).

3.4.3. Перечень методик определения контролируемых показателей на стадии производственного контроля включает информацию о методе, шифр ГОСТа или РД, предел и погрешность определения (Приложение 5а).

3.4.4. Методики, рекомендуемые при проведении расширенных исследований, представлены в Приложении 5б.

3.4.5. Пробы воды в обязательном порядке должны отбираться из водозаборов, по этапам очистки перед подачей воды в распределительную сеть, в пунктах водоразбора наружной и внутренней сети водопровода.

3.4.6. По каждому пункту указываются количество контролируемых проб воды и периодичность их отбора.

3.5. Осуществление производственного контроля за действующей системой водоснабжения согласно утвержденной рабочей программе предполагает оперативное реагирование на обнаружение отклонения качества воды от требований СанПиН (с учетом уточнений и дополнений настоящих МУ, разд. 4), информирование учреждений СЭН и принятие мер по ликвидации ситуаций, приведших к загрязнению питьевой воды.

3.6. Любые решения (оперативные и долгосрочные) по ограничению, запрещению использования питьевой воды населением применяются по согласованию с учреждениями СЭН; трактовка степени опасности питьевого водопользования дается учреждениями СЭН.

3.7. Срок действия утвержденных рабочих программ – не более 5 лет. При необходимости (в зависимости от изменившейся санитарной ситуации) он может быть сокращен.

Водоотведение

1. Водосток – система сооружений для организованного удаления с определенной территории дождевых, дренажных, талых и других видов поверхностных вод в естественные водоемы. Водосток предусматривается при планировке населенного пункта или предприятия как обязательный элемент благоустройства, обеспечивающий отвод с его территории поверхностного стока. Санитарное значение водостока определяется необходимостью быстрого удаления с территории поверхностных вод, предотвращения затопления улиц, дворов, подземных коммуникаций.

Применяются закрытые и открытые системы водостока.

Открытая система состоит из придорожных кюветов, канав, отводящих поверхностный сток в реки, пруды и водоемы, не используемые населением вблизи места выпуска.

В промышленных городах с асфальтированными улицами в черте города строятся водостоки с закрытой сетью. На отдельных участках города может быть смешанная система водостока.

Наряду с отводящей сетью в систему водостока входят внутренние водостоки, собирающие атмосферные осадки с крыш, смотровые колодцы и ливнеприемники разной конструкции.

Закрытая система водостока имеет санитарные преимущества, так как исключает застаивание воды на улицах, не затрудняет движение пешеходов, удобна для очистки.

Санитарные условия и места выпусков из водостока в водоем определяются действующими «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами».

Водосток является важным объектом текущего и предупредительного санитарного надзора, в задачи которого входят:

1) оздоровление территорий путем организации отведения загрязненных вод;

2) выбор места выпуска ливневых вод за пределами их влияния на зоны водопользования;

3) предупреждение загрязнения водоема в черте населенного пункта;

4) определение условий сброса производственных стоков в ливневую канализацию и сооружения для их предварительной очистки (масло– и нефтеловушек, отстойников и др.).

Текущий санитарный надзор сводится к санитарному контролю состава и влияния на водоем сбрасываемых по ливневой канализации стоков в сухую погоду и во время дождя, принятию мер к устранению обнаруженных недостатков.

Показатели степени загрязненности вод, сбрасываемых в водоем через водосток, являются в определенной мере критерием санитарного состояния территорий, с которых отводится вода.

2. Сточные воды – жидкие отходы бытовой и производственной деятельности человека. Состав их различен. Они могут содержать минеральные и органические вещества в растворенном и взвешенном состоянии, ядовитые вещества, возбудителей заболеваний и т. д.

Сточные воды характеризуют такими качественными и количественными показателями, как наличие и количество взвешенных веществ и плавающих примесей, запах, температура, окраска, pH, минеральный состав, количество кислорода, наличие ядовитых веществ, возбудителей инфекционных болезней.

Основные меры борьбы с загрязнением окружающей среды сточными водами состоят в их очистке, обеззараживании, утилизации, использовании очищенных сточных вод в водообороте и др.

Существуют различные методы очистки сточных вод:

1) безреагентные, механические (отстой, фильтрация, аэрация, нефте– и жироулавливание, усреднение и т. д.);

2) реагентные, химические (с помощью коагулянтов, окислителей, адсорбентов, экстрагентов);

3) физические и биологические методы.

Бытовые сточные воды – жидкие отходы бытовой хозяйственной деятельности человека. Особенностью состава этих вод является большое количество органических веществ и солей, загрязнение микрофлорой, возбудителями различных заболеваний, продуктами бытовой химии. С целью соблюдения требований к спуску бытовых сточных вод в водоемы они должны подвергаться полной биологической очистке и обеззараживанию. Формирование сточных вод. Вода хозяйственно-питьевого водопровода после использования ее в быту поступает через санитарно-технические устройства (раковины, ванны, унитазы, пр.) в канализационную сеть. Как правило, движение бытовых сточных вод со всей территории населенного пункта до выпуска их после очистки в водоем происходит самотеком (самотечная система.). При невозможности достижения самотека из-за особенностей рельефа территории населенного пункта устраивают насосные станции перекачки, которые подают сточные воды по напорным коллекторам на возвышенные точки рельефа, в самотечные коллекторы (самотечно-напорная система.).

Промышленные сточные воды – жидкие отходы промышленного производства, содержащие различные химические вещества. Промышленные сточные воды характеризуются крайним разнообразием состава и свойств. Состав сточных вод формируется за счет сырья, конечных и промежуточных продуктов производства, реагентов, используемых в технологическом процессе, или комбинацией перечисленных источников. Большое санитарное значение имеют сточные воды наиболее водоемких производств или несущие в себе загрязнения, особенно опасные для здоровья человека, и в большей мере ограничивающие условия хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

Наиболее распространенными химическими веществами, поступающими в сточные воды, являются минеральные удобрения, пестициды, синтетические моющие средства, нефтепродукты и др.

Помимо химических веществ, сточные воды некоторых производств могут содержать биологические виды загрязнения, например дрожжи, белки, антибиотики, ферменты, микроорганизмы. Особенно опасно присутствие в промышленных водах наиболее вредных для организма веществ, например соединений ртути, свинца, цианидов, мышьяка.

Сточные воды промышленных предприятий по характеру своего образования подразделяются на три вида:

1) производственные сточные воды, получающиеся в результате непосредственного использования воды в технологических операциях в качестве реагента, растворителя и т. п.;

2) воды от вспомогательных операций и процессов, образующиеся при поверхностном охлаждении технологической аппаратуры и силовых агрегатов. Эти воды обычно не загрязнены, но имеют повышенную температуру. Возможно непредвиденное загрязнение этих вод при нарушении целостности змеевиков теплообменных аппаратов;

3) воды от подсобных и обслуживающих цехов (складов сырья и готовой продукции, транспортировки сырья, топлива, котельные и т. п.). Эти воды могут быть загрязнены самыми различными веществами и в разной степени.

Условия отведения сточных вод на разных предприятиях могут быть весьма различными. Реже на предприятиях имеется одна общая канализационная сеть, собирающая хозяйственно-фекальные и промышленные воды; чаще эти воды собирают раздельно, проводят их предварительную очистку на локальных очистных сооружениях. На ряде предприятий химической и атомной отраслей промышленности присутствует специальная канализационная сеть, воды которой содержат в больших количествах опасные ингредиенты и подвергаются особой переработке.

Виды очистки промышленных вод:

1) механическая;

2) биологическая;

3) специальная.

Состав сточных вод, режим их образования и условия отведения определяются технологическим регламентом, санитарными нормативами и экологическим паспортом промышленного предприятия.

Одной из особенностей контроля и санитарного надзора за спуском промышленных сточных вод в водоемы является систематический производственный контроль над составом стоков и эффективностью их очистки, проводимой заводскими лабораториями.

Основной задачей санитарных органов является контроль над эффективностью работы очистных сооружений, соблюдением гигиенических нормативов качества воды водоемов в ближайших пунктах водопользования.

3. Канализация – комплекс санитарно-технических сооружений, предназначенный для сбора и отведения сточных вод от жилых строений, промышленных предприятий к очистным сооружениям. Гигиеническое значение канализации очень велико.

Сбор сточных вод осуществляется через систему коллекторов (каналов).

По условиям сбора и отведения сточных вод различают следующие системы канализации:

1) домовую;

2) городскую (бытовую);

3) общесплавную;

4) раздельную, полураздельную;

5) промышленную и др.

Домовая (внутренняя) канализация предназначена для сбора сточных вод в месте их образования и направления их в городскую (наружную) канализацию, по которой сточные воды отводятся за пределы населенного пункта на очистные сооружения.

При устройстве общесплавной канализации все сточные воды от населенного пункта и ливневые воды отводятся на очистные сооружения по общей системе труб и каналов. Эта система имеет значительные санитарные преимущества перед другими системами, поскольку в одну и ту же сеть труб, которые укладываются в одну траншею, собираются все стоки населенного пункта. Недостатками этой системы являются более высокие экономические затраты, связанные с укладкой труб большого диаметра, со значительным увеличением мощности насосных станций.

Полная раздельная система состоит из двух самостоятельных подземных сетей – бытовой и дождевой. При неполной раздельной системе бытовые сточные воды отводятся по подземной сети, а атмосферные – по сети открытых лотков, кюветов и канав.

Полураздельная система состоит из двух сетей, объединенных общим главным коллектором. Подключение дождевой сети к главному коллектору производится через специальные разделительные камеры, в которых сток от дождей умеренной интенсивности направляется в главный коллектор, а при сильных дождях часть стока сбрасывается в ближайший водоем.

Малая система канализации предназначается для отвода сточных вод от сельских населенных пунктов. После соответствующей очистки, обеззараживания и дегельминтизации стоки малой канализации целесообразно направлять на сельскохозяйственные поля.

При проектировании канализации оптимальной является самотечная система без насосных станций. Если по рельефу местности приходится устраивать насосные станции, должен быть предусмотрен аварийный выпуск на время перерыва в подаче электроэнергии.

Вопросы устройства канализации регламентируются «Санитарными правилами устройства и эксплуатации сооружений по очистке городских сточных вод»[1].

По данным Всемирной организации здравоохранения состояние здоровья человека лишь на 15 % зависит от организации медицинской службы, столько же приходится на генетические особенности, а 70 % определяются образом жизни и питанием.

Питание является важнейшей физиологической потребностью человека. Пища – фактор внешней среды, посредством которого человеческий организм вступает в тесный контакт со всеми химическими веществами растительного и животного происхождения. С питанием теснейшим образом связаны все жизненно важные функции организма. Питание обеспечивает развитие и непрерывное обновление клеток и тканей, поступление энергии, необходимой для восстановления энергозатрат организма в покое и при физической нагрузке. Продукт питания – источник веществ, из которых в организме образуются ферменты, гормоны и другие регуляторы обменных процессов. Обмен веществ, лежащий в основе жизнедеятельности, находится в прямой зависимости от характера питания.

Несбалансированность питания может происходить по самым различным компонентам и во многих случаях при этом проявляться на функциональном состоянии и состоянии здоровья.

Так, протеины (белки) участвуют во многих биологических процессах, происходящих в организме человека. Основным строительным материалом для организма служат белки, составляющие 15–20 % массы тела. В организме человека насчитывается около 5 000 000 разнообразных белков. Именно из белков в основном построены клетки – протоплазма, органоиды, мембраны, а также межклеточное вещество. Молекулы белка, имея различное строение, выполняют в организме многочисленные и самые разнообразные функции. В частности, они играют важную роль в формировании гуморального иммунитета, при атерогенезе, метаболизме железа и воспалении.

Когда в пищеварительном тракте или в эксперименте белки расщепляются на более простые соединения, то через ряд промежуточных стадий (альбумоз и пептонов) они расщепляются на полипептиды и, наконец, на аминокислоты. Аминокислоты в отличие от белков легко всасываются и усваиваются организмом.

Аминокислоты, которые синтезируются в нашем организме, называются заменимыми. Другая часть аминокислот, из которых построены белки нашего организма, в нем не синтезируется. Это незаменимые аминокислоты. Они должны поступать в организм с пищей.

Хотя с точки зрения питания все это верно, не следует упускать из виду общую биологическую значимость и незаменимость всех 20 аминокислот. Более того, можно даже заключить, что как раз заменимые аминокислоты более важны для клетки, чем незаменимые, поскольку утрата способности организма (например, организма человека) синтезировать определенные аминокислоты представляется в эволюционном отношении более естественной в отношении менее важных аминокислот. Пищевые потребности в тех или иных соединениях свидетельствуют о том, что зависимость от внешнего источника метаболитов может оказаться более благоприятной для выживания организма, чем способность организма синтезировать эти соединения.

Вместе с тем известно, что некоторые злаки относительно бедны триптофаном и лизином, и в тех районах, где основным источником пищевого белка служат именно эти растения, а другие источники белка (молоко, рыба или мясо) в пище отсутствуют, у населения часто наблюдаются случаи тяжелой недостаточности аминокислот.

Для детского организма незаменимой аминокислотой является еще и гистидин, так как она в детском организме не синтезируется.

При дефиците гистидина снижается образование гемоглобина в костном мозге. Участвует гистидин и в условно-рефлекторной деятельности организма. Из гистидина в организме образуется гистамин – один из медиаторов нервной системы, передающий нервный импульс. Гистидин способствует росту и восстановлению тканей. В большом количестве содержится в гемоглобине; используется при лечении ревматоидных артритов, аллергий, язв и анемии.

Тирозин служит предшественником гормона щитовидной железы, тирамина, фенола и других соединений. Тирозин используется организмом при синтезе белка. Источники – молоко, мясо, рыба. Мозг использует тирозин при выработке норэпинэрфина, повышающего ментальный тонус.

Цистин участвует в обмене метионина, взаимодействует в химических реакциях с содержащими серу ферментами. Если в рационе достаточное количество цистина, организм может использовать его вместо метионина для производства белка. Хорошие источники цистина – мясо, рыба, соя, овес и пшеница.

При недостатке валина нарушается координация движений тела и повышается чувствительность кожи к многочисленным раздражителям, это один из главных компонентов в росте и синтезе тканей тела. Основной источник – животные продукты. Опыты на лабораторных крысах показали, что валин повышает мышечную координацию и понижает чувствительность организма к боли, холоду и жаре.

Дефицит изолейцина приводит к возникновению отрицательного азотистого баланса в организме. Поставляется всеми продуктами, содержащими полноценый белок: мясом, птицей, рыбой, яйцами, молочными продуктами.

Лейцин обеспечивает (вместе с другими факторами) рост организма; при дефиците аминокислоты наблюдаются нарушения в деятельности щитовидной железы и почек. Поставляется всеми продуктами, содержащими полноценый белок, – мясом, птицей, рыбой, яйцами, молочными продуктами. Аминокислота необходима не только для синтеза протеина организмом, но и для укрепления иммунной системы.

Дефицит лизина создает условия для развития анемии, снижения мышечной массы и отложения кальция в костях. Хорошие источники – сыр, рыба. Одна из важных составляющих в производстве карнитина. Обеспечивает должное усвоение кальция; участвует в образовании коллагена, из которого затем формируются хрящи и соединительные ткани; активно участвует в выработке антител, гормонов и ферментов. Недавние исследования показали, что лизин, улучшая общий баланс питательных веществ, может быть полезен при борьбе с герпесом. Недостаток может выражаться в утомляемости, неспособности к концентрации, раздражительности, повреждении сосудов глаз, потере волос, анемии и проблемах в репродуктивной сфере.

Метионин – аминокислота, не только обладающая липотропным действием, но и участвующая в синтезе холина – липотропного вещества, защищающего печень от ожирения. Липотропные вещества играют чрезвычайно важную роль в регулировании холестеринового обмена и профилактике атеросклероза. Участвует метионин в секреции адреналина надпочечниками. Выявлена связь метионина с обменом витамина B₁₂.

Треонин необходим для физического развития организма. Важная составляющая в синтезе пуринов, которые в свою очередь разлагают мочевину – побочный продукт синтеза белка. Важная составляющая коллагена, эластина и протеина эмали; участвует в борьбе с отложением жира в печени; поддерживает более ровную работу желудочно-кишечного тракта; принимает общее участие в процессах метаболизма и усвоения.

Триптофан участвует в белковом обмене, обеспечивает, в частности, азотистый баланс в организме. Необходим для синтеза гемоглобина и сывороточных белков крови. Является первичным по отношению к ниацину (витамину B) и серотонину, который, участвуя в мозговых процессах, управляет аппетитом, сном, настроением и болевым порогом. Естественный релаксант, который помогает бороться с бессонницей, вызывая нормальный сон; помогает бороться с состоянием беспокойства и депрессии; помогает при лечении головных болей при мигренях; укрепляет иммунную систему; уменьшает риск спазмов артерий и сердечной мышцы; вместе с лизином противодействует повышению уровня холестерина.

Фенилаланин образует «скелет» тироксина – гормона щитовидной железы и гормонов надпочечников. Недостаток фенилаланина приводит к нарушению функций щитовидной железы и надпочечников и серьезным гормональным нарушениям в организме. Используется организмом для производства тирозина и трех важных гормонов – эпинэрфина, норэпинэрфина и тироксина. Используется головным мозгом для производства норэпинэрфина, вещества, которое передает сигналы от нервных клеток к головному мозгу; поддерживает нас в состоянии бодрствования и восприимчивости; уменьшает чувство голода; работает как антидепрессант и помогает улучшить работу памяти.

Аргинин. L-аргинин вызывает замедление развития опухолей и раковых образований. Очищает печень. Помогает выделению гормона роста, укрепляет иммунную систему, способствует выработке спермы и полезен при лечении расстройств и травм почек. Необходим для синтеза протеина и оптимального роста. Наличие L-аргинина в организме способствует приросту мышечной массы и снижению жировых запасов организма. Также полезен при расстройствах печени, таких, как цирроз печени.

Аспарагин, аспартовая кислота. Активно участвует в выводе аммиака, вредного для центральной нервной системы. Недавние исследования показали, что аспартовая кислота может повышать сопротивляемость усталости.

Глутамин важен для нормализации уровня сахара, повышения работоспособности мозга, при лечении импотенции, при лечении алкоголизма, помогает бороться с усталостью, мозговыми расстройствами – эпилепсией, шизофренией и просто заторможенностью, нужен при лечении язвы желудка и для формирования здорового пищеварительного тракта. В мозгу преобразовывается в глитаминовую кислоту, важную для работы мозга. Глитаминовая кислота считается естественным «топливом» для головного мозга, улучшает умственные способности, способствует ускорению лечения язв, повышает сопротивляемость усталости.

Глицин активно участвует в обеспечении кислородом процесса образования новых клеток. Является важным участником выработки гормонов, ответственных за усиление иммунной системы.

Карнитин помогает связывать и выводить из организма длинные цепочки жирных кислот. Печень и почки вырабатывают карнитин из двух других аминокислот – глитамина и метионина. В большом количестве поставляется в организм мясом и молочными продуктами. Предотвращая прирост жировых запасов, эта аминокислота важна для уменьшения веса и снижения риска сердечных заболеваний. Организм вырабатывает карнитин только в присутствии достаточного количества лизина, железа и энзимов. Вегетарианцы более чувствительны к дефициту карнитина, так как в их рационе гораздо меньше лизина. Карнитин также повышает эффективность антиоксидантов – витаминов C и E. Считается, что для наилучшей утилизации жира дневная норма карнитина должна составлять 1500 мг.

Орнитин способствует выработке гормона роста, который в комбинации с L-аргинином и L-карнитином способствует вторичному использованию в обмене веществ.

Если в пище недостает белка либо в абсолютном количестве, либо потому, что потребности организма в белке повышены (например, при тяжелой физической работе или в результате болезни), то возникает белковая недостаточность.

Дефицит белка в питании снижает устойчивость организма к инфекциям, так как уменьшается уровень образования антител, обеспечивающих невосприимчивость организма к микробам, нарушается синтез других защитных противомикробных факторов – лизоцима и интерферона; обостряется течение воспалительных процессов, что неудивительно, ибо возбудители в этих условиях начинают вести себя более агрессивно. Недостаток белка в организме неблагоприятно отражается на деятельности сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем. Дефицит белка ухудшает аппетит, что в свою очередь уменьшает приток белка с пищей, возникает порочный круг.

Жиры

Жиры являются составной частью протоплазмы и входят в состав всех органов, тканей и клеток организма человека. Кроме того, жиры представляют собой богатый источник энергии.

Если человек потребляет разные жиры, содержащие олеиновую, пальмитиновую, стеариновую жирные кислоты, то его организм синтезирует специфический для человека жир. Однако если в пище человека будет содержаться только какая-то одна жирная кислота, например олеиновая, если она будет преобладать, то образовавшийся при этом жир будет отличаться от человеческого и приближаться к более жидким жирам. При употреблении же в пищу преимущественно бараньего сала жир будет более твердый. Жир по своему характеру отличается не только у различных животных, но и в разных органах одного и того же животного.

Жиры, как и углеводы, являются в первую очередь энергетическим материалом и используются организмом как источник энергии. При окислении 1 г жира количество освобождающейся энергии в 2 раза и более, чем при окислении такого же количества углеводов или белков. Жир используется организмом не только как богатый источник энергии, он входит в состав клеток. Жир является обязательной составной частью протоплазмы, ядра и оболочки. Остаток поступившего в организм жира после покрытия его потребности откладывается в запас в виде жировых капель.

Жир откладывается преимущественно в подкожной клетчатке, сальнике, вокруг почек, образуя почечную капсулу, а также в других внутренних органах и в некоторых других участках тела. Значительное количество запасного жира содержится в печени и мышцах. Запасной жир является в первую очередь источником энергии, который мобилизуется, когда расход энергии превышает его поступление. В таких случаях жир окисляется до конечных продуктов распада.

Кроме энергетического значения, запасной жир играет и другую роль в организме. Например, подкожный жир препятствует усиленной отдаче тепла, околопочечный – предохраняет почку от ушибов и т. д.

Жира в организме может откладываться в запас довольно значительное количество. У человека он составляет в среднем 10–20 % веса. При ожирении, когда нарушаются обменные процессы в организме, количество отложенного жира доходит до 50 % веса человека. Количество отложившегося жира зависит от ряда условий – пола, возраста, условий работы, состояния здоровья и т. д. При сидячем характере работы отложение жира происходит более энергично, поэтому вопрос о составе и количестве пищи людей, ведущих сидячий образ жизни, имеет очень важное значение.

Избыток жирных кислот вызывает химические реакции, повреждающие клетки печени. Заболевание, известное как жировое неалкогольное заболевание печени (non-alcoholic Fatty Liver Disease – NAFLD), впервые открыто в клинике Мэйо в 1980 г. Эта патология поражает до 1/4 населения в странах Запада. Распространенность NAFLD связана с особенностями диеты и образа жизни.

Ранние симптомы NAFLD состоят в накоплении жира в печени, что наблюдается у 2/3 лиц, страдающих ожирением. Впоследствии у 10 % больных развивается воспалительный процесс, сочетающийся с Рубцовыми изменениями, т. е. неалкогольный стеатогепатит (Nonalcoholic Steatohepatitis – NASH), который сопровождается нарушениями функции печени. Оба эти состояния тесно взаимосвязаны с так называемым метаболическим синдромом, при котором наблюдаются явления диабета второго типа, повышение уровня холестерина, триглицеридов и повышение артериального давления.

По данным доктора Feldstein, один из 10 подростков в возрасте 12 лет, обращающихся к врачу по поводу заболеваний печени, страдает NAFLD и находится на пути к NASH. К другим симптомам этого заболевания относят увеличение печени и незначительное повышение содержания печеночных ферментов в крови. Жировое заболевание печени может быть заподозрено при компьютерной томографии, но диагноз должен быть обязательно подтвержден при биопсии печени.

Процесс начинается с того, что при избытке жира в рационе липиды не могут больше сохраняться в обычных местах – жировых клетках, а начинают накапливаться во внутриклеточном пространстве – цитозоле. Накопление свободного жира в цитозоле запускает процесс жирового перерождения в печени.

Неалкогольный стеатогепатит

НАСГ – неалкогольный стеатогепатит – клинико-патологический синдром, часто ассоциированный с ожирением, сахарным диабетом, особенно у женщин, которые не употребляли алкоголя, однако в биоптатах печени которых могут наблюдаться изменения, не отличные от алкогольного стеатогепатита.

Генез дисфункции эндотелия и инсулинорезистентность наряду с другими проявлениями метаболического синдрома часто ассоциируют с выраженными формами НАСГ у чрезмерно тучных людей.

Патогенез

Патогенез неалкогольного стеатогепатита до настоящего времени практически мало изучен, не выяснены ключевые моменты его формирования. Нарушения углеводного и липидного обменов являются основными патогенетическими механизмами, ведущими к развитию неалкогольного стеатогепатита, особенно у лиц с наследственной предрасположенностью.

Интенсивный липолиз, имеющий место у больных стеатогепатитом, приводит к выделению большого количества свободных жирных кислот (СЖК), преимущественно в портальную циркуляцию и печень. В печени свободные жирные кислоты препятствуют связыванию инсулина гепатоцитами, обусловливая развитие инсулинрезистентности на уровне печени, снижение экстракции инсулина печенью и развитие системной гиперинсулинемии. В свою очередь гиперинсулинемия, нарушая ауторегуляцию инсулиновых рецепторов, усиливает периферическую инсулинрезистентность. СЖК также подавляют тормозящее действие инсулина на глюконеогенез, способствуя увеличению продукции глюкозы печенью. В мышечной ткани СЖК, конкурируя с субстратом в цикле глюкозы, препятствуют утилизации глюкозы миоцитами, что также способствует развитию гипергликемии и компенсаторной гиперинсулинемии. В условиях инсулинрезистентности при неалкогольном стеатогепатите, вероятно, вследствие изменения активности липопротеинлипазы и печеночной триглицеридлипазы замедляется распад липопротеидов, богатых триглицеридами, развивается гипертриглицеридемия, что приводит к обогащению триглицеридами ЛПВП и ЛПНП; происходят увеличение концентрации мелких плотных частиц ЛНП и снижение уровня ЛПВП плазмы. Избыточное поступление СЖК в печень способствует усилению синтеза триглицеридов и секреции ЛПОНП.

Предполагают, что первичным дефектом, лежащим в основе развития инсулинрезистентности, является дисфункция эндотелиальных клеток сосудов. Согласно данным стеатоз печени следует рассматривать как кофактор, способствующий прогрессированию поражения печени, особенно у лиц с вирусом гепатита C (HCV) генотипа 3 а, который при сочетании с висцеральным ожирением играет важную роль в развитии стеатогепатита и стеатофиброза.

Лечение

Лечение неалкогольного ожирения печени должно быть направлено на борьбу с такими состояниями, как ожирение, сахарный диабет и гиперлипидемия, воздержание от приема гепатотоксичных, лекарственных препаратов. По мнению P. Angulo, К. D. Lindor (2001), неалкогольное ожирение печени, связанное с общим ожирением, может редуцировать под влиянием снижения веса тела. Рекомендуемая борьба с гиперлипидемией и сахарным диабетом не всегда является эффективной.

Определенные положительные результаты лечения могут быть получены при применении урсодезоксихолевой кислоты, gemfibrozile, betaine, N-acetylcysteine и alpha-tocopherole.

Липоевая кислота (липамид) является коферментом, участвующим в окислительном декарбоксилировании пировиноградной кислоты и α-кетокислот, играет важную роль в биоэнергетике клеток печени, участвует в регулировании углеводного, белкового, липидного обменов, оказывает липотропный эффект.

Назначается по 2 мл 0,5 %-ного раствора натриевой соли 2 раза в сутки внутримышечно в течение 8–10 дней и в последующем внутрь по 200 мг в сутки.

Курс лечения 3–4 недели.

Витамин E (α-токоферол) обладает антиоксидантным свойством, уменьшает перекисное окисление липидов, предупреждая повреждение мембран гепатоцитов. Усиливает метаболизм холестерина и липопротеидов.

Применяют по 100 мг (2 мл 5 %-ного масляного раствора) в сутки внутримышечно, курс лечения 10 инъекций. Витамины группы B (B₂, B₆, B₁₂), кокарбоксилаза, фолиевая кислота, аскорбиновая кислота участвуют в обменных процессах в качестве катализаторов различных ферментных систем.

Тиоктан – одна таблетка содержит тиоктамида – 2,5 мг, никотинамида – 30 мг, тиаминмононитрата – 5 мг, витамина B₂ – 2 мг, витамина B₆ – 2,5 мг, витамина B₁₂ – 12,5 мкг, витамина С – 60 мг, витамина E – 2,5 мг. Регулирует липидный обмен, оказывает липотропный эффект и детоксицирующее действие, улучшает функцию печени. Основным принципом витаминотерапии является ее комплексность, так как дефицит или избыток одного из витаминов ведет к нарушению ферментных систем и тканевого метаболизма.

Эссенциале содержит эссенциальные фосфолипиды и группу витаминов. Препарат стабилизирует клеточные мембраны, способствует улучшению метаболизма гепатоцитов и их регенерации.

Одна капсула эссенциале форте содержит эссенциальные фосфолипиды – 300 мг, тиамина мононитрат – 6 мг, рибофлавин – 6 мг, никотинамид – 30 мг, α-токоферолацетат – 6 мг, цианкобаламин – 6 мкг, пиридоксина хлорид – 6 мг.

Одна ампула эссенциале (5 мл) содержит эссенциальные фосфолипиды – 250 мг, пиридоксина гидрохлорид – 2,5 мг, цианкобаламин – 10 мкг, натрия-D-пантотенат – 1,5 мг, никотинамид – 26 мг. В ампулированном виде применяют при острой и подострой желтой дистрофии печени.

Показания: жировая дегенерация печени различной этиологии (в первую очередь алкогольная), цирроз печени, радиационный синдром, токсемия во время беременности, отравления, профилактика преждевременного старения. Противопоказания неизвестны.

Побочные явления: у некоторых больных могут появиться быстро проходящие диспепсические расстройства.

В начале лечения рекомендуется комбинировать парентеральное введение с приемом внутрь. В зависимости от степени улучшения состояния можно перейти к приему только капсул. Эссенциале применяют по 2–4 ампулы медленно внутривенно в течение суток (5–10 мл в течение 6–8 мин). В течение суток назначают по 2–3 вливания.

Эссенциале форте назначают по 3 капсулы 2–3 раза в день во время еды, проглатывают, не разжевывая, с небольшим количеством жидкости, курс лечения 3 месяца, при необходимости можно повторить.

Рибоксин (инозит-F). В таблетке содержится 200 мг, в 1 ампуле – 400 мг препарата. Проникая через клеточную оболочку, восстанавливает метаболизм клетки. Способствует образованию эндогенного АТФ.

Показания: токсические гепатиты, жировая дистрофия печени. Применяют в суточной дозе 3–12 таблеток в 3 приема, по 1–2 ампулы в день внутривенно или в виде капельной инфузии с растворами глюкозы, электролитов, аминокислот, витаминов; в комплексе с оротатом калия и липоевой кислотой, чтобы избежать дисбаланса витаминов и аминокислот.

Цианиданол–3 (катерген) представляет собой тетра-гидрокси–5,7,3–4-флаванол–3. Является полусинтетическим флавоноидным производным растительного происхождения, гепатопротективное действие которого доказано его эффективностью по предупреждению и уменьшению токсического влияния на печень таких ядов, как галактозамин, четыреххлористый углерод, фаллоидин. Гепатопротективный эффект катергена обусловлен тем, что он может связывать свободные радикалы, высвобождаемые многими гепатотоксическими веществами. Основой терапевтического действия катергена является стимуляция биосинтеза АТФ в печени. Тем самым препарат повышает уровень АТФ в тканях печени и облегчает протекание связанных с затратой энергии биохимических реакций и фосфорилирование в печени. Катерген обладает мембраностабилизирующим действием, уменьшая проницаемость клеточных мембран для низкомолекулярных водорастворимых соединений, транспортируемых путем свободной и обменной диффузии.

Клиническое применение катергена при лечении острых и хронических заболеваний печени различной этиологии указывает на эффективность препарата не только в отношении снижения уровня холестаза, но и в отношении снижения активности трансаминаз.

Назначается препарат по 0,5 г 3 раза в сутки в течение 3–6 месяцев. Показания: гепатозы, включая алкогольные поражения печени.

Силибинин (легалон) является полусинтетическим производным флавоноидов растительного происхождения. Силибинин в случаях воздействия гепатотоксического агента защищает мембраны печеночных клеток и препятствует их деструкции. Силибинин улучшает клеточный обмен, вследствие которого увеличивается митотическая активность клеток, стимулирует образование рибосомной РНК – основного источника биосинтеза белка, необходимого для репаративных реакций в печени. Указывается на влияние силибинина на нарушение обмена жиров, конечным результатом которого является уменьшение ожирения печени и восстановление липидов в крови. Имеются сведения относительно того, что силибинин индуцирует многие обменные восстановительные процессы в клетке, являясь сильным антиоксидантом, увеличивает митотическую активность в печеночных клетках после резекции печени.

Препарат оказывает как терапевтическое, так и профилактическое гепатозащитное действия. Показания: острый гепатит, токсические и метаболические поражения печени, защита клеток печени при введении обременяющих печень веществ.

В драже содержится 35 мг препарата, в жидкой лекарственной форме – 450 мл препарата во флаконе.

При тяжелых формах применяют по 4 драже после еды 3 раза в день, для поддерживающего лечения и при среднетяжелых и легких формах дозы могут быть меньше. Жидкая форма препарата (для детей и пожилых пациентов) рекомендуется следующим образом: при тяжелых формах – 4 раза в день по 1 мерной ложке (400 мг силибинина) после еды; для поддерживающего лечения и при среднетяжелых случаях – 3 раза в день по 1 мерной ложке (300 мг силибинина); в более легких случаях – 3 раза в день по 1/2 мерной ложки (150 мг силибинина). Для детей в тяжелых случаях 3 раза в день по 1 мерной ложке, в острых случаях – по 1/2 л 3 раза.

Профилактика неалкогольного стеатогепатита заключается в профилактике ожирения.

Богатые источники ненасыщеных жиров – все виды растительного масла (подсолнечное, оливковое, соевое, рапсовое, кукурузное), орехи (в первую очередь грецкие). Вместе с тем не следует полностью избегать животных жиров – главного источника холестерина. Дело в том, что холестерин необходим в организме для синтеза многих гормонов. Хорошим источником жиров является молоко средней жирности, а также облегченные сорта масла, которые содержат 25–40 % животных жиров.

Жир синтезируется организмом не только из поступившего жира, но и из белков и углеводов. При полном исключении жира из пищи он все же образуется и в довольно значительном количестве может откладываться в организме. Основными источниками образования жира в организме служат преимущественно углеводы.

Углеводы

Углеводы, или сахариды, – одна из основных групп органических соединений организма.

С превращением моносахаридов, к которым относится глюкоза – универсальный источник энергии, связаны не только обеспечение клетки энергией, но и биосинтез многих других органических веществ, а также обезвреживание и выведение из организма ядовитых веществ, проникающих извне или образующихся в процессе обмена веществ (например, при распаде белков).

Углеводы поступают к нам в организм в виде сложных полисахаридов – крахмала, дисахаридов и моносахаридов. Основное количество углеводов поступает в виде крахмала. Расщепившись до глюкозы, углеводы всасываются и через ряд промежуточных реакций распадаются на углекислый газ и воду. Эти превращения углеводов и окончательное окисление сопровождаются освобождением энергии, которая и используется организмом.

Количество сахара в крови все время поддерживается на определенном уровне. В плазме содержание сахара составляет в среднем 0,1 %. В сохранении постоянного уровня сахара в крови большую роль играет печень. При обильном поступлении сахара в организм его излишек откладывается в печени и вновь поступает в кровь, когда содержание сахара в крови падает. В печени углеводы содержатся в виде гликогена.

При поступлении значительного количества (150–200 г) обычного сахара или глюкозы уровень сахара в крови резко повышается. Такое повышение сахара в крови называется пищевой (или алиментарной гипергликемией). Избыток сахара выводится почками, и в моче появляется глюкоза.

Выведение сахара почками начинается в том случае, когда уровень сахара в крови составляет 0,15–0,18 %. Такая алиментарная гипергликемия наступает обычно после употребления большого количества сахара и вскоре проходит, не вызывая каких-либо нарушений в деятельности организма.

При нарушении внутрисекреторной деятельности поджелудочной железы наступает заболевание, известное под названием сахарного диабета. При этом заболевании уровень сахара в крови повышается, печень теряет способность заметно удерживать сахар, начинается усиленное выделение сахара с мочой.

Значение глюкозы для организма не исчерпывается ее ролью источника энергии. Этот моносахарид входит в состав протоплазмы клеток и, следовательно, необходим при образовании новых клеток, особенно в период роста. Большое значение имеет глюкоза в деятельности центральной нервной системы. Достаточно, чтобы концентрация сахара в крови понизилась до 0,04 %, как начинаются судороги, наступает потеря сознания, при понижении сахара в крови в первую очередь нарушается деятельность центральной нервной системы. Достаточно такому больному ввести в кровь глюкозу или дать поесть обычного сахара, как все нарушения исчезают. Более резкое и длительное понижение уровня сахара в крови (гипогликемия) может повлечь за собой резкие нарушения деятельности организма и привести к смерти.

Витамины

Витамины – низкомолекулярные органические соединения, необходимые в незначительных количествах для нормального обмена веществ и жизнедеятельности живых организмов.

Эти незаменимые для организма человека органические вещества не имеют питательной ценности (энергия с ними не поступает), но принимают активное участие в поддержании основных физиологических функций. За редким исключением витамины обычно не вырабатываются в организме, а поэтому должны поступать извне. Ни один из известных на сегодняшний день витаминов не в состоянии выполнять функции другого.

Витамины всасываются и усваиваются в том виде, в каком они поступают. Водорастворимые витамины проходят через организм в течение 24–48 ч, поэтому важно, чтобы они постоянно присутствовали в рационе питания. Жирорастворимые витамины запасаются в жире и во время кратковременного отсутствия их в пище поступают из жировой клетчатки.

Витамин А

Одна из форм существования витамина А – β-каротин. В первую очередь он стимулирует многочисленные иммунные процессы, обеспечивая защиту организма на клеточном уровне, выработку разных антител и т. д. Витамин А положительно влияет на зрение, предотвращая куриную слепоту, и различные проблемы с кожным покровом (сыпями и т. п). Кроме того, витамин А улучшает усвоение организмом протеина, что замедляет процесс старения.

Из организма он выводится плохо, при длительном интенсивном употреблении накапливается и может привести к отравлению (так называемому гипервитаминозу).

Витамин B₁ (тиамин)

В организме быстро формирует тиамин пирофосфат. Это коэнзим, который делает некоторые важные шаги, связанные с циклом Кребса, такие, как конвертация пирувата в ацетил-Ко-А, и реакцию в самом цикле Кребса. Также тиамин пирофосфат играет роль в трансмиссии нервных импульсов. Улучшает обмен и участвует в формировании жировых тканей и углеводном обмене. Улучшает энергетический обмен, помогает бороться с проблемами роста, повышает способность к обучению, необходим для нормальной работы мышц пищевода, желудка, а также сердечной мышцы.

Симптомы недостатка тиамина включают потерю аппетита, усталость, депрессию, тошноту, раздражение и запоры. В некоторых случаях это может привести к болезни бери-бери. В настоящее время недостаток витамина B₁ встречается крайне редко, в основном у алкоголиков и людей на очень низкокалорийном питании. Рекомендованная доза в сутки от 1 до 1,5 мг.

На уровень тиамина в организме плохо влияют антибиотики и оральные контрацептивы.

Витамин B₂ (рибофлавин), как и B₁, помогает организму в углеводном обмене. Кроме того, он участвует в метаболизме белков и жиров. Важен для правильной работы трех других витаминов B – B₆, фолиевой кислоты и ниацина – при формировании красных кровяных тел и построении тканей тела, особенно кожи и глаз. Симптомы недостатка рибофлавина – сухая, чешуйчатая кожа лица, трещины в углах рта, воспаления в полости рта.

Рекомендованная суточная доза 1,5–1,7 мг.

Ниацин, витамин B₃ также один из составляющих энергетической реакции в митохондриях. Его недостаток также встречается крайне редко и обычно у алкоголиков. Рекомендуемая суточная доза 13–19 мг.

Витамин B₆ (пиридоксин) необходим для синтеза белка. Кроме того, превращает гликоген в глюкозу, которая непосредственно используется мышцами при работе. Также нужен для построения некоторых аминокислот и для преобразования некоторых других в гормоны, из которых один синтезирует ниацин из триптофана. Используется при образовании красных кровяных телец и построении нервных тканей. Также принимает участие в метаболизме некоторых жиров. Признаки недостаточности – воспаления полости рта, насморк, нервность, судороги. Недостаточность пиродоксина сама по себе не распространена, происходит только при общей недостаточности группы В в организме. В избыточном количестве весьма токсичен, вызывает временное или постоянное повреждение нервных тканей. Но это бывает только при долгом употреблении избыточных доз витамина. Витамин теряется при приготовлении пищи (70–75 % – при выпечке, 90 % – при консервировании, 15 % – при заморозке фруктов).

Биотин несет различные функции, одна из которых – формирование оксалоацетата, основного субстракта в цикле Кребса. Содержится в арахисе, шоколаде и яйцах.

Фолиевая кислота необходима для синтеза аминокислот и пурина. Недостаток может повлиять на формирование ДНК. Рекомендованная доза в сутки 400 мкг.

Витамин B₁₂ (цианкобаламин) необходим для нормального пищеварения, синтеза белка, а также метаболизма углеводов и жиров. Кроме того, он благотворно действует на нервную систему, защищая нервные волокна от повреждений, поддерживает способность к воспроизводству, предотвращает анемию и обеспечивает нормальный рост и развитие организма в целом. К недостатку витамина B₁₂ особенно восприимчивы вегетарианцы и пожилые люди. Рекомендованная суточная норма 6 мкг.

Признаки недостатка витамина в организме – нарушения координации движений (заплетающаяся походка), провалы памяти, галлюцинации, расстройства зрения, анемия, а также расстройства пищеварения.

Витамин C – это антиоксидант, который нужен для восстановления и роста тканей, нормальной работы надпочечников и здоровья десен. Помогает нам защититься от воздействия загрязненной окружающей среды, от инфекций, предотвращает рак, укрепляет иммунную систему. Может снизить уровень холестерина и высокое кровяное давление, предотвращает атеросклероз. Важен при образовании коллагена, защищает от коагуляции крови, способствует заживлению ран и выработке антистрессовых гормонов. Участвует в выработке интерферона и необходим для метаболизма фолиевой кислоты, тирозина и фениланина.

Перед витамином C в организме стоят две главные задачи – обеспечение иммунной защиты и стабилизации психики. Витамин С помогает при варикозном расширении вен и геморрое, устраняет складки и морщины. Кроме того, он укрепляет и разглаживает стенки кровеносных сосудов. Его систематическое поступление в организм обязательно, поскольку он не вырабатывается у человека в достаточном количестве.

В зимнее время большинство населения в нашей стране получает сравнительно большие количества данного витамина с картофелем, а также со свежей и квашеной капустой. Хотя в картофеле в это время содержится сравнительно немного витамина C (около 10 мг), а в квашеной капусте менее 20 мг, все же благодаря потреблению их в больших количествах в сумме количество витамина C, поступающего с этими продуктами, значительно.

Высокая температура (варка, тушение и пр.) разрушает аскорбиновую кислоту: варить нужно в закрытой посуде, а овощи помещать в уже кипящую подсоленную воду. Витамин С является сильнейшим стимулятором анаболизма мускулатуры.

Официально рекомендованная суточная доза 200–500 мг, но последние исследования показали, что для людей с повышенной физической активностью имеет смысл ее увеличить: женщинам – до 5 г, мужчинам – до 8 г в сутки.

Избыточный прием витамина C с пищей может блокировать собственную продукцию витамина.

Признаки недостатка витамина C:

1) кровоточивость (воспаление) десен;

2) частые простуды, предрасположенность к воспалению слизистых оболочек;

3) повышенная утомляемость;

4) слабые нервы, плохая концентрация внимания;

5) депрессивные состояния;

6) бессонница;

7) раннее образование морщин;

8) выпадение волос;

9) ухудшение зрения.

Недостаточность витамина С проявляется в повышенной ломкости и кровоточивости сосудов, понижении сопротивляемости организма простудным и инфекционным заболеваниям. Пониженное содержание аскорбиновой кислоты в крови, особенно в зимне-весенний период, является отнюдь не редким явлением.

Каждая сигарета крадет у нас до 30 мг витамина С, а каждая вспышка эмоций (ревность, агрессия, отчаяние) в течение 20 мин стоит нам до 300 мг.

Витамин Д нужен для усвоения и правильного использования организмом кальция и фосфора. Необходим для роста и развития костей и зубов. Солнечный ультрафиолет способствует выработке организмом витамина D.

Витамин Д поступает сначала в печень, затем в почки, где формируется его активная форма (l,25(OH)₂D). Производство этой активизированной, гормоноподобной формы витамина Д стимулирует паратиреидный гормон (гормон паращитовидной железы). Например, он вырабатывается при понижении уровня кальция в крови для активизации витамина Д. Активизированная форма витамина Д функционирует подобно стероидному гормону внутри клеток, влияя на производство определенных протеинов, которые управляют всасыванием кальция. Передозировка витамина Д (превышение нормы в 10–100 раз) может быть токсична. Рекомендованное количество в сутки 10 мкг. Витамин Д следует употреблять в комплексе с препаратами кальция.

Витамин E

Мощный витамин и антиоксидант, циркулирующий вместе с кровью и нейтрализующий свободные радикалы, предотвращающий повреждения клеточных мембран и тем самым снижающий риск сердечных заболеваний и рака. Кроме того, витамин E удерживает холестерин (LDL) от преобразования в холестерин, окисленный LDL, который образует бляшки в артериях (атерогенез) и может привести к тяжелым сердечным проблемам. Витамин E ускоряет лечение при ожогах и у послеоперационных пациентов и, как показывают недавние исследования, помогает при остеоартритах и ревматизмах, снижает риск катаракты, укрепляет иммунную систему, замедляет развитие болезни Паркинсона. Жирорастворимый витамин, поступает в двух формах – токоферола и токотриенола. Существует четыре различных вида токоферола, из которых наиболее активный α-токоферол, но необходимы все четыре. Для измерения количества витамина E принят Д-α-токоферол эквивалент (сокращенно α-ТЭ), количество вычисляется в миллиграммах.

Симптомы недостаточности – анемия. Источники – растительные масла (кукурузное, соевое, ячменное), арахисовое масло, печень, зеленые листовые овощи, злаки и орехи. Перемалывание удаляет почти весь витамин E из злаков, рафинирование растительного масла снижает его содержание на четверть. Продукты теряют витамин E при длительном хранении, при заморозке и интенсивной тепловой обработке. Передозировка витамина вызывает расстройства желудка. По сравнению с двумя другими жирорастворимыми витаминами – А и Д – витамин E относительно нетоксичен.

Витамин К известен как улучшающий сворачиваемость крови. Помогает организму вырабатывать, как минимум, четыре белковые составляющие, участвующие в свертывании крови, поэтому его назначают перед хирургическими операциями. Кроме того, витамин К вместе с витаминами А и Д участвуют в образовании костного протеина. Жирорастворимый. В организме вырабатывается в небольших количествах некоторыми бактериями, живущими в пищеварительном тракте. Дневной нормы это количество не обеспечивает. Рекомендуемая суточная доза 60–80 мг.

Симптомы недостатка – плохая свертываемость крови, что недопустимо при хирургических операциях и вообще при повреждении крупных кровеносных сосудов. Риску подвержены новорожденные, поскольку их пищеварительный тракт не содержит нужных для выработки витамина К бактерий и уровень протромбина, основного протеина, участвующего в свертывании крови, невысок.

Источники – капуста, шпинат и другие темные листовые овощи, брокколи, брюссельская капуста, печень, молоко и яйца. Как и витамины A и E, витамин K жирорастворимый, может накапливаться в организме и привести к передозировке и отравлению. Наихудший вариант – повреждение печени или головного мозга, разрушение красных кровяных телец.

Минералы

Минералы – это отдельные низкомолекулярные вещества, соли и ионы солей, которые даже в микроколичествах поддерживают в норме многие функции организма. Минералы сходны с витаминами тем, что в общем присутствуют в организме в относительно малых количествах, но играют ведущие роли в ключевых функциях организма. Полноценность минерального, в том числе микроэлементного, состава пищи очень важна для оптимизации водно-солевого обмена организма (костно-мышечных тканей, зубов), функций эндокринной системы. Так, ионы кальция обеспечивают прочность костей, соотношение ионов калия и натрия определяют тонус мышц, от содержания железа в организме зависит нормальный уровень гемоглобина и т. д. Без них не работали бы мышцы, нервы не передавали сигналы, организм не синтезировал протеин и глюкозу, ослабились вкус и обоняние. Всего насчитывают более 30 минералов и микроэлементов, без которых невозможно нормальное функционирование организма.

Макроэлементы – это минералы, присутствующие в человеческом организме в количестве от 25 г до 1 кг.

Натрий – это химический элемент (Na), обычно присутствующий в организме как ион с позитивным зарядом (катон Na⁺) в соединении с хлором (CI^—). NaCl наиболее известно как столовая соль. Соль, точнее концентрация соли, необходима организму для правильного функционирования.

Концентрация соли в крови и тканях непосредственно влияет на осмотический приток воды. Высокое содержание натрия вызывает накопление воды в крови и тканях, а высокий уровень жидкости непосредственно связан с гипертонией и высоким давлением. Химические реакции высоко чувствительны к уровню соли, поэтому организм должен поддерживать необходимую концентрацию любым способом. Если в системе присутствует больше натрия, чем требуется, организм растворяет его в большем количестве воды. Рекомендованное количество в сутки 2400 мг, минимум, 500 мг.

Хлор – химический элемент, входит в состав соляной кислоты в желудке. Источники – NaCl, вода. Рекомендованное количество в сутки – минимум, 750 мг.

Калий, как и натрий, – химический элемент, который присутствует в организме как ион (К⁺). Калий участвует в таких процессах, как трансмиссия нервных импульсов, мышечные сокращения, всасывание глюкозы в кровь из кишечника. Ионы калия также регулируют выработку соляной кислоты в желудке и кишечнике. Недостаток калия может привести к таким симптомам, как раздражительность, слабость, неустойчивый или слабый пульс, мышечные спазмы. Содержится в фруктах, овощах, молоке и мясе. Рекомендованное количество в сутки, минимум 2000 мг.

Фосфор входит в состав структурную функцию костей и зубов, входит в состав клеточных мембран и АТФ, энергетической субстанции, расходуемой в больших количествах во время анаэробных нагрузок высокой интенсивности. Источники – мясо, мясо птицы, рыба, молочные продукты, бобовые и злаки. Рекомендованное количество в сутки – 1200 мг.

Магний важен для структуры костей, трансмиссии нервных импульсов, синтеза белка. Источники – овощи, фасоль, орехи, молоко, фрукты. Рекомендованное количество в сутки – 350 мг.

Кальций важен для структуры костей и зубов, мышечной деятельности, свертываемости крови, проведении нервных импульсов. Длительный недостаток приводит к остеопорозу (мягкости, пористости костей), избыток может быть причиной возникновения камней в почках и задержки всасывания железа и магния. Источники – молочные продукты. Рекомендованное количество в сутки – 1200 мг.

Сера входит в состав различных аминокислот и витаминов, участвующих в процессе свертываемости крови, синтезе коллагена. Источники – куриные яйца, мясо, рыба, мясо птицы, молочные продукты.

Микроэлементы – это минералы, присутствующие в организме в количестве менее 0,015 г.

К ним относится марганец. Он участвует в структурной функции костной ткани, формировании холестерина, метаболизме углеводов. Источники – орехи, злаки, чай, фрукты и овощи. Доза в сутки – 2–5 мг.

Медь. Функции – участвуют в росте тканей, входит в состав многих энзимов. Источники – орехи, злаки, мясо, рыба, птица. Доза в сутки: 1,5–3 мг.

Молибден. Функции – участвуют в задержке фтора. Доза в сутки – 75–250 мг.

Хром принимает участие в обмене глюкозы. Источники – овощи, злаки, сыр, мясные продукты. Доза в сутки – 50–200 мг.

Никель входит в состав энзимов, участвующих в обмене железа. Источники – морские продукты, злаки, овощи. Дневная доза – 16–25 мг на 1000 ккал.

Ванадий входит в состав тканей; влияет на рост костей и зубов, метаболизм; может понижать уровень холестерина. Источники – злаки, растительные масла, мясо и морепродукты. Дневная доза – 0,1–0,3 мг.

Кремний участвует в формировании костей и коллагена. Источники – нерафинированные злаки. Доза не установлена.

Олово. Функции – способствует росту организма. Источники – естественно присутствует в пище, воде и воздухе. Доза – 3–6 мг.

Мышьяк. Функции – способствует росту организма, репродукции, осуществляет метаболизм аминокислоты метионина, участвует в защите от токсичности селена. Источники – рыба, морепродукты.

Бор ответственен за процесс роста, предотвращение потери костных минералов. Источники – алыча, изюм. Доза – не установлена.

Кобальт входит в состав витамина B₁₂ (кобаламин), предотвращает злокачественную анемию. Источники – мясо, мясо птицы, рыба, молоко. Доза, как минимум, – 0,04 мг, стандартная – 300 мг.

Фтор помогает предотвратить разрушение зубов и остеопороз. Источники – фтористая вода, рыба. Доза – 1,5–4 мг.

Железо. Функции: участвует в транспорте кислорода и углекислого газа, входит в состав гемоглобина и миоглобина (мышечного протеина). Источники – мясо, рыба, птица. Доза – 10 мг для мужчин, 15 мг для женщин.

Цинк участвует в формировании протеина, обеспечивает способность к обонянию и вкусу, заживление ран. Источники – мясо, рыба, птица, злаки. Доза – 15 мг.

Йод принимает участие в регуляции образования тиреоидного гормона (контролирует метаболизм). Содержится в йодированной соли, воде, морепродуктах. Доза – 150 мг.

Селен – антиоксидант. Источники: мясо, рыба, птица, молочные продукты. Доза: 70 мг.

По предложению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) рекомендуется различать следующие формы патологических состояний, связанных с неправильным питанием:

1) недоедание – состояние, обусловленное потреблением в течение более или менее продолжительного времени недостаточного по калорийности количества пищи;

2) переедание – состояние, связанное с потреблением избыточного количества пищи;

3) специфическая форма недостаточности – состояние, вызванное относительным или абсолютным недостатком в рационе одного или нескольких пищевых веществ;

4) несбалансированность – состояние, возникающее при неправильном соотношении в рационе необходимых пищевых веществ.

Неадекватное питание, когда энергетическая ценность суточного пищевого рациона не покрывает производимых в течение суток затрат энергии, приводит к развитию отрицательного энергетического баланса. При этом наблюдается мобилизация всех ресурсов организма на максимальную продукцию энергии с целью ликвидации образовавшегося энергетического дефицита. При энергетическом дефиците все пищевые вещества, в том числе белок, используются как источник энергии, причем не только белок, поступающий с пищей, но и белок тканей, что приводит к развитию белковой недостаточности.

Нарушение питания чаще всего способствует развитию заболеваний. На это приходится от 10 до 40 % случаев. Здоровье детей во многом определяется питанием женщин, особенно во время беременности. Эпидемиологические исследования последних 15–20 лет показывают, что роль недостаточного или несбалансированного питания может быть сопоставима с ролью генетических факторов и активных химических или инфекционных воздействий.

Неправильное питание, как недостаточное, так и избыточное, одинаково вредно отражается на здоровье взрослых и детей. Это может выражаться в ухудшении физического и умственного развития, в снижении сопротивляемости организма воздействию различных факторов внешней среды, понижении работоспособности, преждевременном старении и сокращении продолжительности жизни. Сотрудники Института питания РАМН провели широкомасштабные исследования и выявили важные нарушения в питании населения России. Это прежде всего избыточное потребление животных жиров, способствующее увеличению числа людей с различными формами ожирения. И одновременно с этим – дефицит полиненасыщенных жирных кислот, а в отдельных группах – полноценных (животных) белков, дефицит витаминов (особенно антиоксидантов – A, C, E, β-каротина), дефицит макро– и микроэлементов (кальция, железа, йода, фтора, селена и цинка), дефицит пищевых волокон. Нарушение питания приводит к росту количества детей со сниженными показателями физического развития, нарушению иммунного статуса населения, увеличению частоты заболеваний, связанных с дефицитом жизненно важных веществ, обеспечивающих нормальное состояние организма.

Важнейшие нарушения пищевого статуса населения России (1995–1998 гг.) (Тутельян В. А.):

1) избыточное употребление животных жиров;

2) дефицит полиненасыщенных жирных кислот;

3) дефицит полноценных (животных) белков;

4) дефицит витаминов:

а) аскорбиновой кислоты;

б) рибофлавина (B₂);

в) тиамина (B₁);

г) пиридоксина (B₆);

д) фолиевой кислоты;

е) ретинола (A) и β-каротина;

ж) токоферола (E) и др.;

5) дефицит минеральных веществ:

а) кальция;

6) дефицит микроэлементов:

а) селена;

б) йода;

в) фтора;

г) цинка;

д) железа;

7) дефицит пищевых волокон.

Если калорийность суточного рациона значительно превышает расход энергии, наблюдается положительный энергетический баланс, что также характеризуется весьма серьезными последствиями в виде болезней избыточного питания, одним из последствий которого является ожирение.

Ожирение

Ожирение – накопление жира в организме, приводящее к увеличению избыточной массы тела на 20 % и более от средних нормальных величин (идеальной массы тела).

В зависимости от массы тела различают следующие степени ожирения:

1) ожирение I степени (увеличение массы по сравнению с идеальной более чем на 29 %);

2) ожирение II степени (избыток массы тела составляет 30–49 %);

3) ожирение III степени (избыток массы тела равен 50–99 %);

4) ожирение IV степени (избыток массы тела составляет 100 % и более).

Ожирение представляет не только медицинскую, но и социальную проблему, так как в развитых странах лица, страдающие различными формами ожирения, составляют 20–30 % от общего числа популяции.

При определении степени ожирения необходимо принимать во внимание и конституцию человека, с учетом особенностей которой и составлена таблица 34.

Таблица 34

Рекомендуемая масса тела для мужчин (в кг) (Циприян В. И.)

Рекомендуемая масса тела для женщин (в кг) (Циприян В. И.)

Избыточная масса тела и ожирение возникают тогда, когда поступление с пищевым рационом энергии намного превышает потребности в ней организма. Такое энергоизбыточное питание год за годом увеличивает накопление лишних килограммов и повышает риск развития опасных заболеваний: атеросклероза (в 2 раза), гипертонической болезни (в 3 раза), ИБС (в 1,5 раза), сахарного диабета (в 4 раза), холелитиаза (в 6 раз), варикозного расширения вен (в 2–3 раза), полиостеоартроза (в 4 раза), подагры (в 3 раза). Основным механизмом развития ожирения является увеличение количества или объема жировых клеток (адипоцитов) и содержания в них липидов. Этот процесс может наблюдаться в течение всей жизни, однако наиболее критическими периодами для этого являются два последних месяца беременности, первый год жизни и период полового созревания, когда количество и размеры адипоцитов могут достигать максимального значения. Таким образом, перекармливание и избыточная масса тела в эти критические периоды представляют большой риск развития ожирения. В зрелом возрасте теряется способность к воспроизведению потомства. При ожирении сокращается продолжительность жизни.

Кроме того, при одной и той же энергетической ценности рациона питания разные индивидуумы будут по-разному использовать калории в зависимости от уровня физической активности и функционального состояния поджелудочной железы. Обычно поджелудочная железа вырабатывает такое количество инсулина, которое пропорционально подъему уровня глюкозы в крови после приема пищи.

При ожирении вследствие систематического переедания реакция поджелудочной железы на подъем уровня глюкозы в крови изменяется: железа начинает вырабатывать избыточные дозы инсулина, что ведет к гиперинсулизму. В этих условиях, если глюкоза не используется для выполнения работы, образуется большое количество жира. Таким образом, панкреатическая дисфункция является одной из причин ожирения.

Таким образом, как положительный, так и отрицательный энергетический баланс неблагоприятно отражается на состоянии организма, вызывая нарушения обмена веществ, функциональные и морфологические изменения различных систем.

Ожирение является насущной медицинской проблемой, так как может стать причиной ранней инвалидизации организма, способствует росту сердечно-сосудистых заболеваний, ряда эндокринных заболеваний, изменяет психику больного.

Ожирение следует лечить не как косметическую проблему, а как грозную патологию, осложняющуюся гипертонической болезнью, ишемической болезнью сердца, остеохондрозом, остеоартропатиями, мочекаменной болезнью, холециститом, жировым гепатозом и другими заболеваниями.

Общим патогенетическим фактором для всех видов ожирения является изменение баланса между синтезом и расходом жира в организме в сторону его избыточного накопления. Жировая ткань при ожирении может достигнуть 35–50 % массы тела и даже больше.

По морфологическому свойству жировой ткани большинство авторов различают:

1) гипертрофическое ожирение (увеличение в размере уже существующих жировых клеток за счет триглицеридов клеточной вакуоли);

2) гиперпластическое ожирение (увеличение количества самих клеток, количество жира в каждом адипоците не увеличено);

3) смешанное ожирение (увеличение и размеров, и количества жировых клеток).

В зависимости от наличия или отсутствия связи ожирения с другими заболеваниями различают:

1) первичное ожирение – алиментарно-конституциональное;

2) вторичное ожирение.

Кроме того, различают:

1) нейроэндокринное ожирение:

а) гипоталамическое ожирение по типу болезни Иценко – Кушинга;

б) адипозогенитальную дистрофию;

в) пубертатный диспитуитаризм;

г) по типу Барракера – Симмондса;

д) симптом Пиквика;

2) эндокринно-метаболическое ожирение:

а) гипотиреоидное;

б) надпочечниковое (синдром Иценко – Кушинга);

в) гипогонадное;

г) панкреатогенное;

д) болезнь Иценко – Кушинга;

3) диффузно-церебральное ожирение (синдром Лоренса – Муна-Бидля).

Диагностика указанных форм ожирения дает возможность подбора адекватной терапии.

Больные ожирением I и II степеней могут не предъявлять жалоб или жаловаться на общее недомогание, повышенную утомляемость, одышку при нагрузке, головные боли.

Повышение аппетита, понижение чувства насыщения, жажда, увеличение количества мочи, сонливость днем и бессонница ночью, приступообразная потливость характерны для гипоталамического ожирения.

Вялость, апатия, зябкость, запоры обычно сопровождают гипотиреоидное ожирение.

Часто жалобы при ожирении обусловлены сопутствующими заболеваниями.

Отягощенная наследственность является важным критерием выявления конституционального ожирения. У 50 % больных ожирением отмечается тучность у ближайших родственников.

Профессия, режим жизни и питания также играют немаловажную роль в развитии алиментарного ожирения.

Необходимо также учитывать пол, так как у женщин ожирение встречается в 2 раза чаще, чем у мужчин, и возраст (наиболее типичен 30–60 лет).

Встречаются три типа сегментарного отложения жира:

1) верхнее (лицо, туловище, верхняя часть живота);

2) среднее (ягодицы, тазовая область, нижняя часть живота);

3) нижнее (область нижних конечностей).

Равномерное распределение подкожной жировой клетчатки по всему телу отмечается при алиментарно-конституциональном, гипотиреоидном, панкреатогенном и гипоталамическом типах ожирения.

Отложение жира по верхнему типу характерно для гипоталамического ожирения по типу болезни Иценко – Кушинга, при надпочечниковом ожирении и собственно при болезни Иценко – Кушинга. Иногда диспропорциональное отложение жира отмечается и при диффузно-церебральном типе ожирения, при адипозогенитальной дистрофии.

Средний тип тучности характерен для адипозогенитальной дистрофии, гипогонадного ожирения.

Нижний тип встречается при ожирении по типу болезни Барракера – Симмондса, при целлюлярной патологии адипоцитов (ЦПА).

При осмотре могут выявляться:

1) отсутствие или слабое развитие вторичных половых признаков, гипогенитализм, тонкая, белая кожа, что характерно для адипозогенитальной дистрофии, гипогонадного ожирения;

2) наличие багрово-цианотичных полос (стрий) на теле характерно для гипоталамического ожирения по типу Иценко – Кушинга, для надпочечникового ожирения и болезни Иценко – Кушинга.

Эти патологии можно дифференцировать следующим образом:

1) все признаки гипоталамического ожирения также характерны для гипоталамического ожирения по типу болезни Иценко – Кушинга (очень быстрое начало, наличие жажды, повышение аппетита, сонливость, асимметрия АД на обеих руках, лабильность пульса);

2) надпочечниковое ожирение, или синдром Иценко – Кушинга, характеризуется наличием атрофии (гипоплазии) мышц конечностей, гирсутизмом, вирилизацией, сухостью кожи. Атрофия мышц менее выражена при болезни Иценко – Кушинга, но присутствуют пигментация кожи в области шеи, на локтях, коленях, в местах трения одежды, мраморная ее окраска, цианоз ягодиц;

3) стрии также присутствуют при пубертатном диспитуитаризме в области живота, молочных желез, на внутренних поверхностях плеч и бедер, но они в отличие от предыдущих более узкие, красноватого цвета, не атрофического характера;

4) исчезновение жира из жировой ткани на голове и грудной клетке при наличии патологической тучности на нижних конечностях характерно для болезни Барракера – Симмондса;

5) сухая, бледная, пастозная кожа и выраженная отечность на лице и стопах могут соответствовать гипотиреоидному ожирению.

Лабораторные методы диагностики

В общем анализе крови при алиментарно-конституциональном ожирении существенных изменений нет.

Из биохимических показателей можно проследить нарушение обмена жиров:

1) увеличение уровня общих липидов, β-липопротеидов;

2) увеличение холестерина и триглицеридов в крови, НЭЖК (неэстерифицированных жирных кислот).

Изучение углеводного обмена часто показывает на гиперинсулинемию, более характерную для панкреатогенного ожирения, которая проявляется плоской сахарной кривой (низкий уровень сахара крови до и после нагрузки), частыми гипогликемиями.

Электролиты – гипернатриемия и нормокалиемия.

Диспротеинемия – уменьшение альбуминов и увеличение глобулинов в крови.

Гормональный статус:

1) увеличение содержания АКТГ, кортизола, усиливающих ожирение;

2) повышение уровня 17КС, 170КС, характерное для болезни и синдрома Иценко – Кушинга. При гипоталамическом ожирении по типу Иценко – Кушинга такого повышения нет;

3) уменьшение содержания гормонов щитовидной железы (Т₃, Т₄, ТТГ), характерное для гипотериоидного ожирения;

4) уменьшение уровня ГТГ, экстрогенов, прогестерона, тестостерона, присущее гипогонадному ожирению.

Эти гормональные изменения обеспечивают липогенез.

Алиментарно-конституциональное ожирение встречается более чем 75 % всех случаев заболевания.

К болезням недостаточности питания относят прежде всего заболевания, связанные с белково-энергетической недостаточностью, – кахексию, квашиоркор и маразм.

Квашиоркор

Наиболее уязвимой группой населения по отношению к недостатку белка являются дети, особенно в период грудного вскармливания и первых лет жизни – от 6 месяцев до 4 лет. Заболевание детей, развившееся вследствие белковой недостаточности, получило название квашиоркор. Квашиоркор, означающий «красный мальчик» или в другом толковании «отнятый от груди ребенок», возникает в результате дефицита в пищевом рационе животных белков. Сопутствующим фактором является недостаток витаминов комплекса В; причиной бывает и монотонная углеводная диета. В ряде районов Западной Африки широко распространены детская дистрофия (квашиоркор) и кахексия. Квашиоркор развивается в тех случаях, когда ребенок после отнятия от груди переводится на обедненную белком крахмальную диету. Квашиоркор характеризуется замедлением роста и развития ребенка, изменением цвета кожи и волос, депигментацией, изменением состояния слизистых оболочек, ухудшением функций многих систем, особенно пищеварительной (диспепсические явления и стойкая диарея). В тяжелых случаях основными проявлениями квашиоркора служат отеки и психические расстройства.

Кахексия

Кахексия является следствием малокалорийной диеты, обедненной специфическими аминокислотами (от греч. kachexfa, kakos – «плохой» и hexis – «состояние»). Состояние глубокого истощения и физической слабости организма. Развитие кахексии проявляется резким похуданием, потерей веса, сухостью и дряблостью кожи, выпадением волос, исчезновением подкожного жира, атрофией мышц и внутренних органов, снижением содержания сывороточного белка; при кахексии могут наблюдаться отеки, кровоизлияния, иногда нарушения психики.

К кахексии приводят длительное недоедание или голодание, тяжелые нарушения обмена веществ, хроническое отравление мышьяком, свинцом, ртутью, фтором, тяжелые поражения пищеварительного тракта (атрофия слизистой оболочки кишечника, состояние после резекции желудка и кишок). Кахексия может также возникать при тяжелом течении туберкулеза и других хронических инфекций, некоторых поражениях желез внутренней секреции (гипофиза, щитовидной железы, надпочечников, поджелудочной железы), обширных и длительно не заживающих ранах, нагноениях, злокачественных опухолях (особенно пищевода и желудка).

Другой наиболее уязвимой группой являются беременные женщины и кормящие матери.

Белковая недостаточность возникает чаще при общем недостатке пищи и характеризуется гипопротеинемией, снижением кислородно-осмотического давления крови и появлением голодных отеков. Это состояние характеризуется как алиментарная дистрофия.

Между тем целый ряд заболеваний можно предотвратить во время беременности исключительно профилактическими и диетологическими методами. То есть во время беременности необходимо следить за тем, чтобы питание женщины было рациональным в плане соотношения основных питательных веществ и микроэлементов. Так, дефицит фолиевой кислоты в питании беременных женщин ведет к высокому риску появления на свет детей с врожденными пороками развития, физическими и умственными дефектами. Дополнение питания беременных кальцием почти в 3 раза снижает частоту преждевременных родов, в 2 раза – частоту рождения детей с низкой массой тела. Ежедневное введение 1 мг фтора беременным женщинам позволило предупредить кариес зубов в 97 % случаев.

Существенное место среди факторов риска возникновения болезней цивилизации занимает проблема пищевого белка. Как недостаток, так и избыток его отрицательно действуют на состояние здоровья человека. Причем следует иметь в виду, что белки невысокого качества, утилизируясь лишь частично, могут приводить к повышенным нагрузкам на метаболические системы организма за счет необходимости утилизировать (перерабатывать до конечных продуктов распада) «лишний» белок. Это в свою очередь создает в крови повышенный пул белковых тел, который, вероятно, может оказывать отрицательное влияние на стенки кровеносных сосудов, что, в частности, является одним из пусковых механизмов в патогенезе их атеросклеротического поражения.

Витаминная недостаточность

К болезням пищевой недостаточности относятся разнообразные авитаминозы, а также гипо– и субгиповитаминозы (полиневриты, цинга, остеопороз, рахит и гемералопия). Развивающееся при этом патологическое состояние проявляется падением сопротивляемости организма к инфекциям, снижением работоспособности, ослаблением памяти и т. д.

По данным Института питания практически все население России испытывает дефицит витамина С, 40–90 % – дефицит витаминов группы В и фолиевой кислоты, 40–60 % – β-каротина. Даже при сбалансированном и разнообразном рационе современному человеку не хватает 20–30 % большинства витаминов. Особенно страдают от гиповитаминоза дети, подростки, пожилые люди, больные хроническими (в том числе онкологическими) заболеваниями, те, кто ведет активный образ жизни, испытывает длительные физические и психоэмоциональные нагрузки, беременные, кормящие матери.

При обследовании, проводившемся Институтом питания в разных регионах России, у большинства детей дошкольного и школьного возраста обнаружен недостаток необходимых витаминов: у 80–90 % – витамина C, 40–80 % – витаминов группы B и фолиевой кислоты, у более чем у 40 % – витаминов A, E и каротина. По данным Московского НИИ гигиены в столичных школах-интернатах среди детей с гиповитаминозом C значительно больше неуспевающих учеников, чем среди школьников с нормальным содержанием этого витамина в организме. Обследование детей, находящихся в больницах Москвы, Екатеринбурга, Нижнего Новгорода и некоторых других городов, выявило дефицит витамина C у 60–70 %, витамина B₁ – у 40–45 %, B₂ – 50–60 %, E – у 40–60 % пациентов.

У детей раннего возраста нередко встречается дефицитное состояние – гиповитаминоз. Причины его недостаточное поступление из пищи, избыточные потери или малая утилизация определенных веществ в организме.

Развитие дефицита витаминов обусловливают как внешние (экзогенные) факторы, приводящие к алиментарным авитаминозам и гиповитаминозам, так и внутренние (эндогенные).

Для профилактики развития гиповитаминоза необходимо правильное, разнообразное питание с достаточным использованием овощей и фруктов, особенно весной, когда чаще развивается дефицит витаминов.

При вскармливании ребенка грудным молоком не требуется дополнительного назначения витаминов, кроме Д в зимний период, при условии своевременного введения соков и полноценных прикормов.

Потребность в витаминах возрастает при инфекционных заболеваниях с лихорадкой, хронических заболеваниях органов пищеварения, дыхания, печени, почек, при назначении антибиотиков и сульфаниламидов. В этих случаях в комплекс лечения даже при отсутствии клинических признаков гиповитаминозов должно быть предусмотрено и применение витаминов A, C, B₁, B₂, B₆ в дозах несколько превышающих возрастные физиологические потребности.

Важное значение имеет влияние первых признаков гиповитаминоза в период тренировок и соревнований. Такими признаками являются: повышение утомленности, ухудшение сна, раздражительность, понижение интереса к спортивным занятиям, нежелание работать. К признакам уже развивающегося гиповитаминоза относятся: появление точечных кровоизлияний в области волосяных луковиц на голенях, разрыхление десен, повышенная утомленность – гиповитаминоз C; фурункулез, болезненность по ходу нервов, ненормально повышенная возбудимость – гиповитаминоз B₁, изменение кожных покровов, слизистой оболочки полости рта и языка – гиповитаминоз B₂ и PP; некоторые ухудшения приспособляемости глаз при переходе от яркого света к полутемноте – гиповитаминоз A.

Если гипо– и авитаминоз действительно наблюдаются, то следует использовать препараты с одним ингредиентом, а не препараты поливитаминов.

Бесконтрольное применение витаминов в больших дозах может привести к интоксикации организма с развитием гипервитаминоза, а также вызвать аллергическую реакцию.

В принципе, сбалансированный ежедневный рацион питания покрывает потребности человеческого организма в витаминах и минералах.

Витаминный статус населения (из доклада академика РАМН Тутельян А. А.) (по результатам изучения фактического питания более 63 000 человек – обобщенные данные 1990–1998 гг.).

70–100 % – дефицит аскорбиновой кислоты (витамина C);

40–80 % – дефицит витаминов B₁, B₂, B₆ и фолиевой кислоты;

40–60 % – дефицит β-каротина.

Как видно из таблицы 33, во всех исследованных регионах России отмечаются группы лиц с дефицитом витаминов.

При недостатке витамина А возникают кожные болезни, волосы становятся тусклыми и ломкими, снижается иммунитет к инфекционным заболеваниям, замедляется рост костей, ухудшается зрение. При недостатке витамина B₁ нарушается регуляция углеводного, белкового, жирового и минерального обмена; дефицит витамина B₂ приводит к ухудшению зрения, выпадению волос; при гиповитаминозе B₆ нарушается сон, развиваются раздражительность, депрессия; следствия недостатка витамина B₉ – хрупкость ногтей, выпадение волос; дефицит витамина В₁₂ вызывает малокровие; витамин B₉ особенно важен для беременных, так как отвечает за формирование и рост клеток; недостаток витамина C, в частности, повышает риск сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний; при дефиците витамина D развивается рахит у детей, увеличивается хрупкость костей; недостаток витамина E увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний и воспалительных процессов, ревматизма; при гиповитаминозе К нарушается процесс свертывания крови, возникают носовые кровотечения; дефицит витамина PP проявляется беспокойством, депрессией.

Таблица 35

Обеспеченность витаминами A, E, С и β-каротином населения некоторых регионов России (1992–1994 гг.)

При организации питания основное внимание необходимо обратить на соблюдение следующих положений:

1) соответствие химического состава, калорийности и объема рациона потребностям и особенностям организма с учетом вида нагрузок и восстановления;

2) сбалансированное соотношение основных пищевых веществ в рационе;

3) использование в питании широкого и разнообразного ассортимента продуктов с обязательным включением овощей, фруктов, соков, зелени;

4) замена недостающих продуктов только равноценными (особенно по содержанию белков и жиров);

5) соблюдение оптимального режима питания.

Важным принципом рационального питания является соблюдение правильного его режима. Под режимом понимают время и число приемов пищи в течение дня, интервалы между ее приемами, количественное распределение суточного рациона. Оптимальным является интервал 4–5 ч. Только во время ночного отдыха он удлиняется до 10 ч. Между «легкими» приемами пищи интервал может быть сокращен до 3 ч. Важным принципом правильного режима питания является регулярность питания, т. е. прием пищи в одно и то же время суток, что имеет большое значение для условно-рефлекторной подготовки организма к приему и перевариванию пищи.

Нарушения ритма питания могут формировать следующие патологические состояния – нарушение моторно-эвакуаторной функции желчного пузыря; развитие гиперсекреции; формирование дуодено-гастрального и гастроэзофагального рефлексов; развитие синдрома толстокишечного стаза. Несбалансированное питание создает: кишечную аутоинтоксикацию с формированием дисбактериоза; ведут к развитию дисмикроэлементоза, гиповитаминоза, синдрома мальабсорбции.

Наиболее распространено 3-разовое питание, однако 4–5-разовое питание следует считать физиологически более правильным, так как оно позволяет создать равномерную нагрузку на органы пищеварения. Лицам, склонным к тучности, и лицам пожилого возраста рекомендуется принимать умеренное количество пищи чаще, до 5–6 раз в день.

При 4-разовом питании рекомендуется потреблять во время завтрака 25 %, обеда – 35 %, полдника – 15 % и ужина – 25 % суточного рациона по энергетической ценности. При работе в вечернюю смену рекомендуется: завтрак – 25 %, обед перед работой – 35 %, ужин на работе – 25 %, второй ужин после работы – 15 % суточного рациона. При работе в ночную смену может быть рекомендован завтрак после работы – 20–25 %, обед после сна – 20–25 %, ужин перед работой – 35 %, второй ужин во время перерыва на работе – 20 %.

Современные данные о потребности организма в пищевых веществах и взаимосвязи между ними обобщены в учении о сбалансированном питании. Согласно этому учению для хорошего усвоения пищи и жизнедеятельности организма необходимо его снабжение всеми пищевыми веществами в определенных соотношениях между собой. Рациональность питания заключается в том, что потребляемые продукты должны содержать все необходимые составляющие в соотношении и количестве, адекватном ферментным наборам пищеварительной системы организма, не содержать вредных веществ и избытка энергии. Ферментные системы приспособлены к тем пищевым веществам, которые содержит обычная для данного биологического вида пища. Эти соотношения пищевых веществ закрепляются как формулы сбалансированного питания.

Особое значение придается сбалансированности незаменимых составных частей пищи, которых насчитывается более 50. Средние величины сбалансированной потребности здорового человека в пищевых веществах могут изменяться в зависимости от пола, возраста, характера труда, климата, физиологического состояния организма (беременности, кормления грудью). У больного человека указанные величины подвергаются изменениям на основе данных об особенностях обмена веществ при конкретном заболевании. Физиологические нормы питания, составление пищевых рационов для здорового и больного человека, разработка новых продуктов – все это основано на учении о сбалансированном питании.

При оценке рационов учитывают их сбалансированность по многим показателям. Так, соотношение между белками, жирами и углеводами в норме принято за 1:1,1:4,1 для мужчин и женщин молодого возраста, занятых умственным трудом, и за 1:1,3: 5 – при тяжелом физическом труде. При расчетах за «1» принимают количество белков. Отмеченные соотношения могут быть неприемлемыми для лечебных диет, в которых приходится изменять содержание белков, жиров или углеводов (в диете при ожирении – 1:0,7:1,5; при хронической почечной недостаточности – 1:2:10 и т. д.). В диетах, близких по химическому составу к рациональному питанию, соотношение между белками, жирами и углеводами должно составлять в среднем 1:1:4–4,5. В питании здоровых людей молодого возраста, живущих в умеренном климате и не занятых физическим трудом, белки должны обеспечивать 13 %, жиры – 33 %, углеводы – 54 % суточной энергоценности рациона, принятого за 100 %. Например, энергоценность рациона – 12,6 мДж (3000 ккал), в рационе содержится 100 г белка, что соответствует 1,7 мДж (400 ккал) и составляет 13,3 % общей энергоценности.

При оценке сбалансированности белков учитывают, что на белки животного происхождения должно приходиться 55 % общего количества белка. Человек должен потреблять белка около 1 г на 1 кг активной массы тела в день (активная, или тощая, масса тела вычисляется как разность между массой тела и массой жира).

Из общего количества жиров в рационе растительные масла как источники незаменимых жирных кислот должны составлять до 30 %. Ориентировочная сбалансированность углеводов – крахмал – 75–80 %, легкоусвояемые углеводы – 15–20 %, клетчатка и пектины – 5 % от общего количества углеводов.

Человек должен потреблять растительных жиров вместе с жирорастворимыми витаминами А, Д, E, К – 0,5 г на 1 кг активной массы тела в день, углеводов – в соответствии с потребностями в энергии, примерно 300–500 г или 1000–1800 ккал.

При составлении рациона питания сначала надо обратить внимание на сбалансированность пищи по незаменимым аминокислотам. Следует знать, что 1,5 л молока, или 200 г говядины, или 200 г трески, или 0,5 кг хлеба могут обеспечить человека с массой 70 кг всеми незаменимыми аминокислотами.

Пища должна иметь необходимый набор минеральных солей и витаминов. Сбалансированность основных витаминов дана из расчета на 4,184 мДж(1000 ккал) рациона: витамин C – 25 мг, B₁ – 0,6 мг, B₂ – 0,7 мг, B₆ – 0,7 мг, PP – 6,6 мг.

Лучшее для усвоения соотношение кальция, фосфора и магния – 1:1,5 0,5.

Введение в рацион питания овощных винегретов с растительным маслом (20 г), включая морковь – 100 г, капусту – 100 г, яблоко – 100 г, лимон – 20 г с кожицей, обеспечит полную суточную потребность в витаминах А, β-каротине, С и половинную потребность в остальных витаминах, минеральных солях и клетчатке. Добавление к рациону ржаного хлеба, овсяной или гречневой каши снимает проблемы с необходимым приемом углеводов и остальной доли минеральных веществ и витаминов.

Все рассмотренные показатели сбалансированности питания должны учитываться при оценке диет.

Специалисты в области питания рассчитали содержание основных пищевых веществ (включая витамины и минералы) практически для любого продукта питания. Поэтому сегодня каждый легко определит, сколько белков, жиров, углеводов и так далее входит в продукты, которые он выбрал для своего рациона (см. табл. 35).

При выборе продуктов питания следует учитывать следующие условия:

1) пища должна утолять голод;

2) пища должна укреплять здоровье;

3) при необходимости она должна способствовать излечению заболевания.

В случаях если в основе при разработке диеты не учитываются эти условия, то такая диета и ее применение на практике не только не позволяют достигнуть поставленной цели, но способны причинить вред здоровью.

Существует большое количество диет, систем очищения и голодания, рекомендаций традиционной и нетрадиционной медицины, включающих знания древнерусских и древневосточных традиций питания. Безусловно, что накопленный столетиями опыт в целом важен для правильной организации питания человека. Однако, постулируя в основном только общие принципы рационального питания, он не позволяет учитывать индивидуальные особенности и специфику каждого конкретного организма. В связи с этим большинство существующих методик питания, как правило, оказывается приемлемыми только для некоего среднего и практически здорового человека. Все, что человек может безбоязненно применять, следуя любым рекомендациям по диетическому питанию, сводится к ограничению сладостей, мучного, алкоголя, консервированной, жареной и копченой пищи. Необходимо также придерживаться определенного режима приема жидкости, распределения приемов пищи в соответствии с биологическими ритмами организма и принципов раздельного питания. Однако для того чтобы устранить возникшие в организме вследствие неправильного питания нарушения и избежать в последующем неблагоприятного воздействия со стороны потребляемой пищи необходимо для каждого конкретного человека подбирать индивидуальное питание.

Диеты в той или иной степени можно подразделить по цели их использования на:

1) диеты лечебные;

2) диеты возрастные;

3) диеты для беременных и кормящих матерей;

4) диеты, направленные на формирование фигуры, ее физических параметров;

5) диеты, направленные на развитие силовых или скоростных качеств организма, спортивные;

6) диеты, учитывающие специфические условия труда и виды нагрузок (космонавтика, работа в Заполярье и др.);

7) диеты идейно-религиозные, вегетарианство.

Суть голодания состоит во временном отказе от пищи примерно раз в неделю, несколько дней в месяц, а суммарно несколько недель или даже месяцев в году. При голодании не только сгорает, уходит избыточный вес, лишний жир, хотя и это немало, но самое существенное, что во время голодания очищается весь организм. Все выделительные системы работают на выброс токсинов. Только через легкие выводится более 150 вредных веществ. Шлаки удаляются также с мочой, с калом, с потом, со слюной. В результате голодания (разгрузочных дней) при некоторых заболеваниях можно наблюдать положительный эффект.

Эта диета базируется на предположении, что нельзя есть одновременно белковую, углеводную и жиросодержащую пищу, так как белки несовместимы с углеводами, но совместимы с жиросодержащими продуктами, а жиросодержащие продукты совместимы с углеводами. Если же все-таки принимать их вместе, как это делают большинство людей, то по утверждению приверженцев этого метода они не смогут перевариться, а просто начнут гнить в кишечнике, отравляя организм. Поэтому эти вещества должны в отдельности поступать в организм с пищей, принимаемой в различное время суток. Так, например, днем необходимо отдавать предпочтение мясу, рыбе или мясу птицы (т. е. белкам), а вечером – картофелю, хлебу и овощам (т. е. углеводам). Жиры же можно употреблять в любое время. Однако истинно белковой или углеводной пищи просто не существует в природе. Например, мясо одновременно содержит и белок, и жиры, а орехи – сразу и жиры, и белки, и углеводы. Кроме того, эти питательные вещества перевариваются в разных отделах кишечника, поэтому ничего страшного не происходит.

Вегетарианство подразумевает питание исключительно растительной пищей. Главные доводы вегетарианцев: жизнь любого существа священна; негуманно и безнравственно убивать живых существ. Истинные вегетарианцы воздерживаются и от молочных продуктов. Однако полное исключение из рациона питания мясных продуктов плохо сказывается на здоровье, поскольку ежедневно организму необходимо поступление из пищи полноценного белка, т. е. содержащего незаменимые аминокислоты. Именно белок животного происхождения максимально приближается по содержанию незаменимых аминокислот к полноценному. Кроме того, именно белок мяса усваивается организмом человека лучше растительного.

Существует в вегетарианстве такое направление, как лактовегетарианство, в котором разрешено употребление в пищу молока, продуктов его переработки, а также яиц.

Сыроедение подразумевает употребление в сыром виде в основном растительной пищи. Однако человеческий организм привык уже на протяжении долгого времени к обработанной тепловым способом пище и поэтому с трудом переваривает сырую пищу. В то же время сыроедение неадекватно для климатических условий проживания в России. Кроме того, при сыроедении также возникает проблема недостатка незаменимых аминокислот.

Сегодня известно около 400 низкокалорийных диет, однако в них запрограммирован значительный процент неудач.

Так, известно, что длительное соблюдение низкокалорийной диеты ведет к потере работоспособности, депрессии из-за развития болезней от недостаточного питания, высокой заболеваемости вследствие ослабления защитных сил организма, запорам, зябкости, обусловленной низким уровнем термогенеза. В этих условиях приступы неконтролируемого потребления пищи неизбежны, что ведет к срыву программы низкокалорийной диеты.

Организм уравновешивает свои энерготраты с поступающей с пищей энергией. Когда уменьшается калорийность питания, организм переходит в режим голодания. Организм человека воспринимает голод как опасность и устанавливает обменные процессы на уровне, необходимом для выживания. Когда организм переходит на нормальное питание, он начинает откладывать больше жиров на всякий случай. Этим объясняются уменьшение темпов снижения массы тела с увеличением времени следования низкокалорийной диете и набор массы тела после возвращения к нормальному питанию. В результате происходит нарушение регуляции обменных процессов вследствие неоднократного и неэффективного использования низкокалорийных диет. Это приводит к колебаниям массы тела и к прогрессирующей сопротивляемости организма любому снижению массы тела.

Закон сохранения энергии, механически перенесенный на организм человека, не учитывает индивидуальных особенностей обменных процессов. При одной и той же энергетической ценности рациона питания разные индивидуумы будут по-разному использовать калории в зависимости от уровня физической активности и функционального состояния поджелудочной железы. Обычно поджелудочная железа вырабатывает такое количество инсулина, которое пропорционально подъему уровня глюкозы в крови после приема пищи.

При ожирении вследствие систематического переедания реакция поджелудочной железы на подъем уровня глюкозы в крови изменяется: железа начинает вырабатывать избыточные дозы инсулина, что ведет к гиперинсулизму. В этих условиях, если глюкоза не используется для выполнения работы, образуется большое количество жира. Таким образом, панкреатическая дисфункция является одной из причин ожирения.

Причиной нарушения расщепления пищевых продуктов может быть и наследственно обусловленная специфика функционирования ферментной системы организма, индивидуальные особенности расщепления, всасывания и скорости усвоения питательных веществ. Влияет на эти процессы особенности нейроэндокринной регуляции обмена веществ, конституциональные факторы, наличие хронических гастритов, энтероколитов, гепатитов и панкреатитов приводящих к ухудшению функционального состояния желудочно-кишечного тракта в виде ферментативной недостаточности, нарушения процессов всасывания отдельных компонентов пищи, замены нормальной микрофлоры кишечника на условно-патогенную и патогенную.

Не вся принятая пища усваивается, часть ее выбрасывается из кишечника в виде шлаков. Усвояемость животной пищи равна в среднем 95 %, растительной – 80 %, смешанной – 82–90 %. На практике расчеты ведутся исходя из 90 % усвоения пищи. Поэтому при расчете калорийность пищи должна на 10–15 % превышать регламентируемое возрастом энергопотребление (см. табл. 36).

Таблица 36

Потребность организма человека в энергии

Единственным натуральным пищевым поливитамином и полноценным пищевым продуктом, удовлетворяющим потребности организма в определенный период, является грудное молоко, в котором содержится ценный набор из многих эссенциальных витаминов (за исключением витамина D, содержание которого крайне незначительно). Молоко женщин содержит липазу, которая расщепляет жир этого молока. Белок женского молока легко створаживается. Грудное молоко защищает ребенка от инфекций. Оно содержит все необходимое для того, чтобы ребенок рос и правильно развивался. В нем содержатся не только все пищевые ингредиенты, но и витамины, микроэлементы, а также вода в достаточном количестве; легко усваивается.

Возникновение чувства голода, а следовательно, и частота кормления определяется временем, через которое освобождается желудок от пищевой массы. Женское молоко выводится из желудка через 2–2,5 ч после приема, искусственные молочные смеси из коровьего молока задерживаются в желудке 3 ч, каши – 3–4 ч, овощи – 4–5 ч.

Вскармливание детей первого года жизни современными адаптированными заменителями грудного молока является адекватным источником основных витаминов и калорий при условии своевременного введения прикормов и дополнительных продуктов питания, но также не гарантирует отсутствие у детей дефицита витаминов. В любом случае (при грудном, искусственном или смешанном вскармливании), по достижении ребенком 4,5–5-месячного возраста ему необходим прикорм.

К 8-месячному возрасту у ребенка формируется микрофлора кишечника; после первого года жизни переваривающая способность желудочно-кишечного тракта ребенка возрастает, вкусовые восприятия становятся все более дифференцированными. Развитие жевательного аппарата позволяет вводить в рацион более твердую пищу, требующую тщательного разжевывания. В этом возрасте дети начинают есть самостоятельно. Разжевывание пищи способствует образованию пищевого комка, который смачивается слюной, что увеличивает ферментативную работу желез. Это определяет консистенцию пищи и ее кулинарную обработку. Дозировка пищи должна соответствовать объему желудка ребенка: для 1–1,5 лет – 1000–1100 мл; для 1,5–3 лет – 1200–1500 мл.

При составлении меню для детей нужно принимать во внимание следующие основные элементы:

1) потребность ребенка в пищевых ингредиентах;

2) состав и значение различных пищевых веществ;

3) распределение питания в течение дня;

4) способ приготовления;

5) вкусовые качества пищи.

Детей до 1,5 лет наиболее целесообразно кормить 5 раз, старше 1,5 лет – 4 раза в день.

В среднем энергетическая потребность детей в возрасте до 3 лет составляет 460 кДж/кг (ПО ккал/кг).

Таблица 37

Потребность взрослого человека в питательных веществах в течение суток

В рационе у детей возраста от 1 до 3 лет рекомендуется, чтобы белки животного происхождения составляли 75 %. Соотношение между белками, жирами и углеводами составляло 1:1:4. Суточный рацион должен содержать белок, в состав которого входят следующие жизненно важные аминокислоты (в мг/кг): гистидин – 32, изолейцин – 90, лейцин – 150, лизин – 150, метионин – 65–85, фенилаланин – 90, треонин – 60, валин – 93, триптофан – 22.

Дети до 2 лет должны ежедневно получать цельное молоко и молочные продукты, причем в большем, чем взрослые, количестве. Но когда они становятся старше и постепенно переходят на общий стол, основные рекомендации начинают распространяться и на них.

Потребность в животном белке должна покрываться на 65 % от суточной нормы для 6-летних детей и на 60 % – для детей старше 7 лет. Сочетание животных и растительных жиров в суточном меню должно составлять 80 % и 20 % соответственно. Сложных углеводов должно быть в 4 раза больше, чем простых. Соотношение белков: жиров: углеводов равно 1:1:4 (для младших школьников – 1:1:6).

Детское питание часто бывает перегружено углеводами за счет избытка кондитерских изделий, сахара, макаронных, мучных изделий, хлеба. Избыток углеводов переходит в жир, создавая избыток веса; сахар создает угрозу развития кариеса. Важную роль в оздоровлении организма с помощью питания играют витамины и минеральные вещества. В организме они, как правило, не воспроизводятся и должны поступать с пищевыми продуктами.

У современных школьников авитаминозы встречаются только в группе бездомных детей, но гиповитаминозы (недостаточность витаминов в питании и в организме) возможны и в благополучных семьях, особенно в зимне-весенний период, когда содержание витаминов в продуктах уменьшается в связи с естественными потерями. При этом дефицит витаминов группы В создает основу для снижения функционального благополучия нервной системы и способствует возникновению неврозов. Поэтому в проблемные периоды года необходима искусственная витаминизация пищи (например, добавление витаминов в третьи блюда из расчета суточной нормы потребления) в школьных столовых или дополнительный прием поливитаминных препаратов в возрастной дозировке в домашних условиях.

Полноценность минерального, в том числе микроэлементного, состава пищи очень важна для оптимизации водно-солевого обмена организма (костно-мышечных тканей, зубов), функций эндокринной системы. Недостаток йода создает дисфункцию щитовидной железы; недостаток цинка приводит к задержке роста и полового созревания детей; недостаток железа – к малокровию. Дефицит фтора способствует развитию кариеса.

Потребность в воде у детей 6–7 лет составляет 60 мл на 1 кг массы тела, у школьников – 50 мл. Но следует также учитывать условия деятельности, климатические условия и др. Для организма одинаково вреден избыток и недостаток воды, так как возникают либо перегрузка системы кровообращения и выделения, либо обезвоживание организма, что создает дисфункцию водного обмена.

Качество воды, используемой для технологических и бытовых целей, должно удовлетворять требованиям ГОСТ 2874. «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством».

Вода питьевая, применяемая для приготовления пищи, должна отвечать «Санитарным правилам и нормам» (СанПиН 2.1.4. 559-96). Она должна быть прозрачной, бесцветной, не должна иметь постороннего запаха и вкуса, содержать ядовитых веществ и болезнетворных микроорганизмов. Безопасность воды в эпидемическом отношении определяется общим числом микроорганизмов и числом бактерий группы кишечных палочек. Число микроорганизмов в 1 мм³ воды должно быть не более 100, число бактерий группы кишечных палочек в 1 л воды должно быть не более 3, число образующих колонии бактерий в 1 мл (при определении общего микробного числа) не должно превышать 50. В воде регламентируются предельно допустимые концентрации (ПДК) токсичных элементов (мышьяка, свинца и др.). Жесткость воды характеризуется содержанием в ней растворимых солей кальция и магния и выражается в миллиграмм-эквивалентах кальция на 1 л воды (1 мг-экв жесткости соответствует содержанию в 1 л воды 20,0 мг Ca или 21,16 мг Mg). Общая жесткость воды не должна превышать 7 мг-экв/л.

Контроль над качеством воды осуществляется органами санитарного надзора. Отбор проб для анализа воды питьевой и определение ее вкуса, запаха, цветности и мутности осуществляются согласно ГОСТу 24481 и ГОСТу 3351.

В меню школьника часть продуктов должна присутствовать каждый день (мясо, молоко, масло сливочное и растительное, хлеб, овощи, фрукты, мед или сахар), другая часть (сыр, яйца, творог, рыба) может быть включена в состав питания 2–3 раза в неделю. Большое значение для школьника имеет режим питания, который регламентирует число приемов пищи, интервал между ними, количество калорий на прием, качественную полноценность продуктов на отдельный прием, распределение рациона по приемам пищи в течение дня. 5-кратное питание рекомендуется ослабленным детям, имеющим хронические заболевания, а также ученикам начальной школы и группы продленного дня. Кроме того, такое питание желательно организовать школьникам в летний период (каникулярный), когда их энергозатраты значительно выше, чем в зимнее время.

Особого внимания заслуживает проблема обеспечения эссенциальными витаминами подростков 14–18-ти лет. Именно для этого возрастного периода характерны однообразное или не вполне полноценное питание, табакокурение (повышающее потребность в витамине С), злоупотребление продуктами с высоким содержанием углеводов или диетами для избавления от излишней массы тела, отсутствие сознательного отношения к собственному здоровью и т. д. Есть данные о том, что регулярное потребление поливитаминных препаратов в пубертатном и препубертатном периодах позволяет избежать целого ряда хронических заболеваний, повысить сопротивляемость организма.

При составлении рациона питания сначала надо обратить внимание на сбалансированность пищи по незаменимым аминокислотам. Следует знать, что 1,5 л молока, или 200 г говядины, или 200 г трески, или 0,5 кг хлеба могут обеспечить человека с массой 70 кг всеми незаменимыми аминокислотами.

Пища должна иметь необходимый набор минеральных солей и витаминов. Введение в рацион питания овощных винегретов с растительным маслом (20 г, включая – морковь – 100 г, капусту – 100 г, яблоко – 100 г, лимон – 20 г с кожицей) обеспечит полную суточную потребность в витаминах А, β-каротине, С и половинную потребность в остальных витаминах, минеральных солях и клетчатке. Добавление к рациону ржаного хлеба, овсяной или гречневой каши снимает проблемы с необходимым приемом углеводов и остальной доли минеральных веществ и витаминов.

Различают также целый ряд физиологических состояний организма, препятствующих сохранению нормального веса: последствия черепно-мозговой травмы; лактозная непереносимость; недостаточность функции щитовидной железы (гипотиреоз) и другие эндокринные заболевания.

Обычное явление – прибавка в весе во время беременности: приходится есть за двоих. Старение часто сопровождается постепенным увеличением веса тела, поскольку физические нагрузки уменьшаются, в то время как организм все медленнее перерабатывает поступающую пищу, что связано с изменениями в гормональном статусе.

Полноценное питание является важнейшей составной частью качественного лечения. Достаточный сбалансированный пищевой рацион служит залогом высокой толерантности к операционной травме, прочных иммунобиологических реакций и адекватных репаративных процессов. В связи с этим интенсивная терапия любой хирургической патологии и любой другой невозможна без полноценного питания, и его организация входит в круг умений врача любой медицинской специальности.

При развитии заболеваний происходит не только появление клинических симптомов заболеваний, но и развивается ряд патобиохимических процессов, определяющих структурно-функциональные нарушения «метаболического ферментативного конвейера», снижение функции фермента – дефицит метаболита на фоне избытка начального метаболита. Нарушаются все виды обмена веществ в паренхиме органа, соединительной ткани, крови, в адаптационно-регуляторных системах. Происходит усугубление нарушения обмена веществ, накопление веществ извращенного обмена – альдегидов, радикалов, перекисей.

Формирование окислительного стресса, играющего важную роль в хронизации патологического процесса, происходит нарушение пищевого статуса, влекущее за собой избыточное потребление углеводов и животных жиров; дефицит полиненасыщенных жирных кислот; дефицит полноценных (животных) белков; дефицит витаминов C, группы B, E, фолиевой кислоты, ретинола, β-каротина; дефицит минеральных веществ и микронутриентов Ca, Fe, I, F, Se, Zn; дефицит пищевых волокон.

Диетотерапия является наиболее патогенетическим естественным методом лечения. Основу диетотерапии составляет лечебный рацион, который должен отвечать следующим требованиям: необходимо учесть возраст больного; оценить характер заболевания; выделить патогенетические особенности развития заболевания; определить особенности нарушения обмена веществ; установить нозологическую форму и стадию заболевания, наличие осложнений и сопутствующей патологии; определить уровень физического развития больного.

Удовлетворение энергетических и пластических потребностей организма больного обеспечивается сбалансированным питанием. Под этим понимают поступление достаточного количества питательных веществ в соответствии с энергозатратами, которые повышаются при патологическом состоянии в связи с увеличением основного обмена. Оптимальным соотношением этих веществ является суточное поступление белков – 13–17 %, жиров – 30–35 %, углеводов – 50–55 %.

Во время болезни в организме преобладают процессы катаболизма, наибольшее выражение которых проявляется в потере прежде всего белков с коротким периодом полураспада (белков печени и ферментов желудочно-кишечного тракта). Возникающий при этом аминокислотный дисбаланс нередко приводит к токсическим проявлениям.

Липиды обладают высокой энергетической ценностью. Их можно заменить по калорийности другими питательными веществами, например углеводами. Однако некоторые жирные кислоты являются незаменимыми. Они участвуют в формировании фосфолипидов – важнейшей составной части всех клеточных структур. Поэтому включение жиров в рацион питания становится жизненно необходимым.

Углеводы служат одним из основных источников энергии. Недостаток этих питательных веществ приводит к быстрой утилизации жиров и белков для получения необходимого энергетического материала. Такая ситуация чревата необратимыми изменениями обмена веществ в организме, которые могут привести к гибели пациента.

Помимо белков, жиров и углеводов, в рацион питания обязательно входят витамины, микроэлементы и вода. Их количество учитывается при составлении соответствующих диет.

В России существует единая номерная система диетического питания по Н. И. Певзнеру, включающая 15 основных диет. Каждая из них содержит указания о показаниях к применению, цель назначения, общую характеристику главных особенностей химического состава, набора продуктов и их кулинарной обработки, о химическом составе и энергетической ценности, режиме питания, перечень допустимых и противопоказанных блюд и продуктов, а также о некоторых способах их приготовления.

Количество диет, которые применяются в лечебно-профилактическом учреждении, зависит от местных условий и главным образом от профиля обслуживаемого контингента.

Нулевая диета показана после операций на органах желудочно-кишечного тракта, при полубессознательном состоянии (при черепно-мозговой травме). Эта диета обеспечивает максимальное щажение органов пищеварения, предупреждает метеоризм и обеспечивает питание, когда затруднен или невозможен прием обычной пищи.

Диета № 0а назначается на 2–3 дня. Она включает желеобразные и жидкие блюда, свободную жидкость 1,8–2,2 л с температурой пищи не выше 45 °C. Пищу употребляют 7–8 раз в сутки с объемом не более 200–300 г за один прием. Разрешают обезжиренный мясной бульон, рисовый отвар с добавлением сливочного масла, ягодный кисель, процеженный компот, настой шиповника с сахаром, свежеприготовленные фруктово-ягодные соки, чай с лимоном. Спустя 2–3 дня при улучшении состояния добавляют яйцо всмятку, 50 мл сливок. Запрещают плотные и пюреобразные блюда, газированные напитки, цельное молоко.

Диета № 0б назначается на 2–4 дня после № 0а. В нее дополнительно включают жидкие протертые каши из геркулеса, гречи и риса, сваренные на мясном бульоне или воде, слизистые крупяные супы на овощном отваре, паровой белковый омлет, паровое суфле или пюре из нежирной рыбы или мяса. Пищу дают не более 350–400 г на прием 6 раз в сутки.

Диета № 0в является продолжением предыдущего диетического питания и служит для плавного перехода к физиологически полноценному употреблению пищи. В эту диету входят супы-кремы и супы-пюре, приготовленные на пару блюда из протертого отварного мяса, курицы или рыбы, свежий творог, кисло-молочные напитки, протертые овощные и фруктовые пюре, 50–75 г белых сухарей. В кашу можно добавлять молоко. Пища дается 6 раз в сутки.

Диета № 1а назначается через 6–7 дней после операций на желудке. Она предназначена для максимального механического, химического и термического щажения желудочно-кишечного тракта в условиях соблюдения постельного режима. Согласно этой диете пищу готовят в жидком и полужидком виде и принимают ее равномерными порциями каждые 2–3 ч. Для приготовления блюд (парового суфле или пюре) берут нежирных видов рыбу или сорта мяса средней упитанности. Ограничивают суфле из свежеприготовленного творога. Употребляют цельное молоко, сливки, несоленое сливочное масло, молочные жидкие каши из протертых круп или детского питания, гомогенизированные овощи, молочный суп, слизистые отвары на молоке, кисели, желе из некислых ягод, некрепкий чай, отвар шиповника. Исключают вещества, возбуждающие секрецию желудка, горячие и холодные блюда, в том числе сыр, сметану, обычный творог, хлеб, мучные и кондитерские изделия, фрукты и ягоды в сыром виде, соусы, пряности, кофе, какао, газированные напитки.

Диета № 1 показана после операций на желудке как переходное питание от диеты № 1а к физиологически полноценной пище. Она предназначена для уменьшения воспалительной реакции и заживления слизистой путем ограничения термических, химических и механических раздражителей.

По химическому составу и энергетической ценности эта диета физиологична. Блюда готовят в основном в протертом виде, сваренные в воде или на пару. Для приготовления пищи используют нежирные сорта мяса и рыбы. Разрешено употреблять паровые котлеты, биточки, суфле, пюре, зразы, бефстроганов, заливное на овощном отваре. Из молочных продуктов рекомендуют некислый протертый творог, сметану, неострый сыр, вареники, сырники, полувязкую кашу на молоке, пудинг, паровую яичницу или омлет. Разрешается пшеничный хлеб подсушенный или вчерашней выпечки, отварной картофель, морковь, свекла, супы из протертых овощей, сахар, мед, свежие спелые ягоды и фрукты, слабое какао, кофе с молоком, соки из фруктов и ягод. Нельзя использовать блюда в горячем и холодном виде, почти все колбасные изделия, острую и соленую пищу, крепкие бульоны, копчености, кислые и недоспелые ягоды и фрукты, шоколад, мороженое, квас, черный кофе.

Диета № 5а используется при остром холецистите через 3–7 дней от начала заболевания, на 5–6-е сутки после операций на желчевыводящих путях и при остром панкреатите. Употребляемая механически и химически щадящая пища поддерживает функциональный покой всех органов пищеварения. Блюда готовят вареными или протертыми, подают в теплом виде. Пищу принимают 5–6 раз в день. Для приготовления блюд используют нежирное мясо и рыбу в виде изделий из котлетной массы, обезжиренный творог, некислую сметану и сыр. Допустимо употребление парового омлета, каши на молоке пополам с водой, отварной вермишели, пшеничного хлеба, несдобного печенья, картофельного пюре, молочного киселя, протертых сухофруктов, меда, сахара, чая с молоком, лимоном, сладких фруктово-ягодных соков, томатного сока, отвара шиповника.

Исключают из пищи продукты, богатые экстрактивными веществами, грубой клетчаткой, жирные и жареные блюда, копчености, свежий и ржаной хлеб, сдобное и слоеное тесто, грибы, холодную закуску, шоколад, мороженое, пряности, какао, черный кофе, газированные и холодные напитки.

Диета № 9 показана при сахарном диабете. Она способствует нормализации углеводного обмена. При этой диете энергетическая ценность умеренно снижена за счет уменьшенного содержания в пище углеводов и жиров. Исключают из рациона сахар и сладости, вместо них используют заменители, умеренно ограничена поваренная соль. Среди исключаемых продуктов жирные сорта мяса и рыбы, соленые сыры, рис, манная крупа и макароны, изделия из сдобного и слоеного теста, соленые и маринованные овощи, виноград, изюм, бананы, сахар, мед, варенье, конфеты, мороженое, сладкие соки.

Диета № 11 назначается при истощении организма после операции или травмы в случае отсутствия болезней пищеварительной системы. Она целенаправлена на повышение защитных сил организма и улучшение состояния питания. Используемые при этом продукты содержат увеличенное количество белков, витаминов, минеральных веществ. Кулинарная обработка и температура пищи обычная. Питание осуществляется 5 раз в сутки с употреблением свободной жидкости до 1,5 л. Рекомендуемый перечень продуктов очень разнообразен, начиная от мясных и рыбных блюд и заканчивая различными мучными изделиями. Исключение составляет очень жирное мясо и птица, бараний, говяжий и кулинарный жиры, острые и жирные соусы, торты и пирожные с большим количеством крема.

Диета № 15 используется при различных заболеваниях, не требующих специального лечебного режима питания, а также в качестве переходного к обычному питанию после использования других диет. Ее целью является обеспечение физиологически полноценного питания. Белки, жиры и углеводы содержатся в количестве, необходимом для здорового человека, не занятого физическим трудом, а витамины – в повышенном количестве. Температура пищи и ее кулинарная обработка обычные. Свободную жидкость не ограничивают. Пищу употребляют 4–5 раз в день. Рекомендуется ежедневное употребление кисло-молочных продуктов, свежих овощей и фруктов, соков, отваров шиповника. Ограничивают специи и исключают жирные сорта мяса, говяжий, бараний, свиной и кулинарный жиры.

Ведущим фактором, определяющим особенности спортивных диет, является величина физической нагрузки. Сама по себе величина мышечной деятельности человека может быть оптимальной (соответствующей биологическим потребностям организма), чрезмерной (гиперкинезия, гипердинамия) и недостаточной (гипокинезия, гиподинамия).

Для лиц, занимающихся спортом профессионально, существуют нормативные значения суточных энергозатрат, конкретизированные по видам спорта:

I группа – виды спорта не требующие значительных мышечных усилий: шахматы, шашки – 2800–3200 ккал (муж.) и 2600–3000 ккал (жен.). При этом средневесовые значения для мужчин – 70 кг, для женщин – 60 кг (это положение распространяется на все последующие группы);

II группа – виды спорта, требующие кратковременных значительных усилий: акробатика, гимнастика (спортивная, художественная), конный спорт, легкая атлетика (барьерный бег, метания, прыжки, спринт, настольный теннис, парусный спорт, прыжки на батуте, прыжки в воду, прыжки на лыжах с трамплина, санный спорт, стрельба (из лука, пулевая, стендовая), тяжелая атлетика, фехтование, фигурное катание – 3500–4500 ккал (муж.) и 3000–4000 ккал (жен.);

III группа – виды спорта, требующие продолжительных и интенсивных усилий: бег на 400, 800, 1500 и 3000 м, бокс, борьба (вольная, дзюдо, классическая, самбо), горно-лыжный спорт, плавание, многоборья легкоатлетические, современное пятиборье, спортивные игры (баскетбол, волейбол, водное поло, регби, теннис, футбол, хоккей с мячом, с шайбой, на траве) – 4500–5500 ккал (муж.) и 4000–5000 ккал (жен.);

IV группа – виды спорта, требующие длительных, напряженных усилий: альпинизм, бег на 10 000 м, биатлон, велоспорт (шоссейные гонки), гребля (академическая, на байдарках и каноэ), коньки (многоборье), марафон, ходьба спортивная – 5500–6500 ккал (муж.) и 6000 ккал (жен.);

V группа – виды спорта, отнесенные к IV группе в дни соревнований. Расход энергии составляет в сутки 7000–8000 ккал и более.

В соответствии с вышеприведенными данными для каждой группы занимающихся составляется меню с учетом того, что пищевые белки и углеводы поставляют организму 4,1 ккал в 1 г, а жиры – 9,3 ккал/г.

Блюдо разбивается по составляющим его продуктам, которые должны быть выражены в граммах. Для этого существует таблица «Перечень блюд», где состав блюд указывается в граммах на 1 порцию. Каждый продукт раскладывается по всех входящим в него нутриентам исходя из потребленного количества продукта. В таблицах химического состава пищевых продуктов приводятся цифры на 100 г продукта.

Содержание основных нутриентов регламентируется соотношением 1:0,7(0,8–0,9):4(5–6) для спортсменов исходя из среднесуточной нормы белка 1,5–2,5 г/кг массы тела в зависимости от величины мышечной нагрузки.

Режим питания определяется количеством и направленностью тренировочной нагрузки в течение дня. При одной тренировке в день – питание 4-разовое, при 2–3 – 5–6-разовое с включением продуктов повышенной биологической ценности (мясных, рыбных, орехов, меда, пищевых добавок и смесей).

Большую роль играет сбалансированность пищевого рациона по основным нутриентам животного и растительного происхождения, что обеспечивает оптимальное протекание обменных процессов. Принято считать, что содержание животных белков должно составлять 50–60 % от их общего суточного количества, животных жиров – не менее 70 %, а соотношение простых и сложных углеводов – 1:4. Содержание продуктов, обогащенных пищевой клетчаткой, должно приближаться к 500 г в сутки для оптимальной работы пищеварительного тракта. Определенную долю в суточном питании (около 500 г) должны составлять сырые продукты (овощи, фрукты). Желательно включать в меню кисло-молочные продукты (особенно кефир на ночь). Кроме того, следует учесть долю рафинированных продуктов в суточном питании, считающихся неполезными для здоровья (белый хлеб, сахаросодержащие, соль, кофе, копчености, консервы). Их содержание необходимо свести к минимуму.

Объем съеденных за сутки продуктов, как правило, колеблется в пределах 2,5–3 кг (в зависимости от антропометрических размеров человека), при этом 45–50 % этого количества приходится на основной прием пищи – обед.

Энергетические затраты складываются из нерегулируемых и регулируемых волей человека расходов энергии. К нерегулируемым видам энергетических затрат относят расход энергии на специфическое динамическое действие (СДД) и основной обмен. Для человека с массой тела 70 кг уровень основного обмена составляет в среднем 4,1868 кДж на 1 кг в час, или 7117,56 кДж в сутки (1 ккал равна 4,1868 кДж). Основной обмен зависит от пола и возраста. С возрастом основной обмен снижается. У мужчин он на 5–10 % выше, чем у женщин.

Под влиянием приема пищи расход энергии повышается, что обусловлено усилением окислительных процессов. При смешанном питании основной обмен возрастает на 10–15 % в сутки, наибольшее повышение его (на 30–40 %) вызывает прием белков, в то время как при приеме жиров обмен возрастает на 4–14 %, углеводов – на 4–7 %.

Регулируемые затраты энергии определяются расходом ее при выполнении мышечной работы.

Расход энергии человека на выполненную в течение дня работу зависит от характера производственной деятельности, режима труда и отдыха, объема домашней работы, особенностей использования свободного от труда времени. Физическое напряжение характеризуется значительным повышением энерготрат по сравнению с умственной работой. В результате многочисленных исследований с участием больших контингентов исследуемых людей определены средние величины энерготрат при различных видах физической и умственной деятельности. На основании этих исследований составлены специальные таблицы расхода энергии при различных видах деятельности человека (см. табл. 38).

Для расчета энерготрат вначале необходимо провести хронометраж суточной деятельности человека с четким фиксированием времени, затрачиваемого на тот или иной вид работы. Затем используется таблица расхода энергии при различных видах работы.

В современной литературе приводятся гигиенические нормативы суточных энергозатрат для лиц разной профессиональной принадлежности:

I группа – работники умственного труда (руководители предприятий, медики (кроме хирургов), педагоги, научные работники, писатели, работники печатной отрасли, журналисты, студенты). Суточный расход энергии I группы составляет для мужчин 2550–2800 ккал, для женщин 2200–2400 ккал, т. е. в среднем 40 ккал/кг массы тела.

II группа – работники легкого физического труда (рабочие автоматизированных линий, швейники, агрономы, ветеринары, медсестры, продавцы промтоваров, тренеры, инструкторы по физической культуре). Суточный расход энергии представителей II группы составляет 3000–3200 ккал для мужчин и 2550–2700 ккал для женщин; в среднем 43 ккал.

III группа – работники среднего по тяжести труда (водители, хирурги, работники пищевой промышленности, продавцы продовольственных товаров, работники водного транспорта). Суточный расход энергии этой группы составляет 3200–3650 ккал (для мужчин) и 2600–2800 ккал (для женщин), на 1 кг массы в среднем 46 ккал.

IV группа – работники тяжелого физического труда (строители, сельхозрабочие, механизаторы, металлурги, спортсмены). Суточный расход энергии у представителей этой группы составляет 3700–4250 ккал (для мужчин) и 3150–2900 ккал (для женщин), 53 ккал/кг массы.

V группа – лица особо тяжелого физического труда (сталевары, лесорубы, шахтеры, грузчики). Суточный расход энергии у них составляет 3900–4300 ккал у мужчин (61 ккал/кг); для женщин этот расход не нормируется.

Вышеуказанные цифры энергозатрат ориентированы на мужчин и женщин среднего веса (70 кг и 60 кг соответственно). В каждой перечисленной группе следует различать три возрастные категории: 18–29, 30–39 и 40–59 лет. Для лиц 60–74 лет среднесуточный расход энергии составляет 2300 ккал (муж.), 2100 ккал (жен.); старше 75 лет – 2000 ккал (муж.) и 1900 ккал (жен.). Если лица пенсионного возраста работают, то расход энергии у них возрастает на 5–10 %.

Таблица 38

Расход энергии при различных видах работы (включая основной обмен)

Рекомендуемый среднесуточный энергорасход следует учитывать с поправкой на район проживания:

1) северный – +10–15 %;

2) южный – 5 %.

Кроме того, согласно рекомендациям Всемирной организации здравоохранения введен и используется для определения энерготрат объективный физиологический критерий, определяющий адекватное количество энергии для конкретных групп. Таким критерием является соотношение общих энерготрат на все виды жизнедеятельности с величиной основного обмена – расходом энергии в состоянии покоя. Последний зависит от пола, возраста и массы тела. Соотношение общих энерготрат с величиной основного обмена дает величину коэффициента физической активности. Если, к примеру, энерготраты на все виды жизнедеятельности в 2 раза выше величины основного обмена для соответствующей группы по полу и возрасту, это значит, что для данной группы коэффициент физической активности будет равен 2 (см. табл. 39, 40, 41, 42).

Таблица 39

Коэффициенты физической активности различных профессиональных групп

Таблица 40

Энерготраты взрослого человека при различной физической активности по отношению к величине основного обмена

Таблица 41

Расчет потребности в энергии у мужчин со средней физической активностью (тяжестью труда)

Таблица 42

Расчет энерготрат взрослого населения в зависимости от массы тела, возраста и физической активности

Примечание.

Для расчета суточных энерготрат необходимо умножить соответствующую возрасту и массе тела величину основного обмена на коэффициент физической активности (КФА) группы населения (см. табл. 43).

Таблица 43

Коэффициенты пересчета суточных энерготрат

При определении потребности в основных пищевых веществах и энергии ключевую роль играет точность рекомендуемого уровня потребления энергии, исключающая возникновение диспропорций между уровнями поступления энергии с пищей и ее расходом. Вероятность возникновения такой диспропорции, в частности, связана с систематическим снижением энергоемкости трудовой деятельности и расхода энергии в быту, которые опережают изменения в сложившемся типе питания и служат причиной распространенной избыточности массы тела. Расчеты потребностей в энергии должны дать величины, необходимые для поддержания желательной массы тела и обеспечения оптимального уровня физической и социальной активности и, следовательно, здоровья в широком смысле.

Калорийность питания

Для определения суточной калорийности питания существуют различные методы: лабораторный, меню-раскладки (расчетный). Лабораторный метод используется для соответствующей оценки питания в условиях лаборатории ЦГСЭН (центрах государственного санитарно-эпидемиологического надзора), где с помощью специальных методик химическим путем определяется содержание пищевых веществ в пробах продуктов. В настоящее время изучены химический состав и энергетическая ценность всех основных пищевых продуктов (см. табл. 44).

Раскладка – это количество и ассортимент продуктов на каждый день.

Раскладка делается дважды:

1) блюдо разбивается по составляющим его продуктам, которые должны быть выражены в граммах, исходя из рецептуры;

2) каждый продукт раскладывается по всем входящим в него нутриентам исходя из потребленного количества продукта. В таблицах химического состава пищевых продуктов приводятся цифры на 100 г продукта.

Необходимо сделать пересчет на фактически потребленное количество.

Затем подсчитывается суммарное потребление всех нутриентов (белков, жиров и т. д.) и калорий за сутки, сравнивается с нормативными, делается анализ сбалансированности и рациональности фактического питания. Исходя из особенностей питания даются рекомендации по оздоровлению организма путем оптимизации питания.

При организации приготовления пищи и ее приема обращается внимание на соблюдение обязательных моментов:

1) требования к персоналу, работающему с продуктами;

2) требования к транспортировке пищевых продуктов;

3) требования к хранению пищевых продуктов;

4) требования к ведению документации;

5) требования к производственному контролю.

Именно этим условиям подчиняются все требования, предъявляемые к организации функционирования кухни, буфетной и других подразделений при организации работы пищеблока (например, в лечебном учреждении).

Пищеблоки бывают централизованными и децентрализованными. В централизованном пищеблоке приготавливают различные блюда и доставляют их в буфеты, откуда пища поступает в столовое отделение или непосредственно в палаты к постели больного. С точки зрения соблюдения гигиены пищу лучше доставлять из центральной кухни, минуя буфетную.

Децентрализованная организация работы пищеблока предполагает наличие центральной заготовочной, в которой готовят полуфабрикаты, и кухни-заготовочной, где пищевые блюда доводят до окончательного приготовления и затем отпускают непосредственно больным.

Готовую пищу транспортируют в буфетные отделения больницы, используя термосы, тележки-термосы, мармитные тележки или посуду, которая плотно закрывается крышкой. Для перевозки и хранения готовой пищи на пищеблоке и в буфетных отделениях категорически запрещается использование эмалированной посуды (ведер, кастрюль). Тележки, используемые для транспортировки пищи, обрабатываются ежедневно, а в случае загрязнения – после каждой перевозки готовых блюд.

Лица, выполняющие доставку пищи в отделение, должны иметь санитарную одежду (халат, рукавицы).

Доставку в отделение и раздачу готовой пищи производят не позднее 2 ч с момента ее приготовления. До момента раздачи первые и вторые блюда должны находиться на горячей плите.

При раздаче первые блюда и горячие напитки должны иметь температуру не ниже +75 °C, вторые – не ниже +65 °C, холодные блюда и напитки – от +7 °C до +14 °C.

Категорически запрещается оставлять в буфетных остатки пищи после ее раздачи больным, а также смешивать пищевые остатки со свежими блюдами.

Раздачу пищи больным производят буфетчицы и дежурные медицинские сестры отделения в халатах с маркировкой «для раздачи пищи». Технический персонал, занятый уборкой палат и других помещений отделения, к раздаче пищи не допускается. Старшая медицинская сестра контролирует раздачу пищи в соответствии с назначенными диетами.

В буфетной допускается хранение хлеба в лотках в шкафах, на стеллажах, полках. Ржаной и пшеничный хлеб хранят раздельно. Крошки с полок сметают специальными щетками, полки не реже 1 раза в неделю протираются 1 %-ным раствором столового уксуса.

Используемое в пищеблоке оборудование и инвентарь должно быть раздельным для сырых и вареных продуктов. Для этого разделочные доски и ножи маркируют («X» – хлеб, «М» – масло). Наиболее гигиеничны цельнометаллические столы с крышкой из нержавеющей стали. Пользуются кухонной посудой, изготовленной из нержавеющей стали, алюминия и оцинкованного железа (только для переноса и хранения воды и сухих сыпучих продуктов). Столовая и чайная посуда должна быть из фаянса, стекла и фарфора, ножи, вилки, ложки – из нержавеющей стали или мельхиоровые. Нельзя пользоваться посудой с отбитыми краями и трещинами.

Кисло-молочные напитки в мелкой расфасовке (кефир, ряженка, простокваша) подают на раздачу в заводской упаковке и порционируют непосредственно из бутылок, пакетов в стаканы больных. Транспортировку хлеба осуществляют в полиэтиленовых или клеенчатых мешках (хранение хлеба в них не разрешается), которые периодически моют и сушат. Допускают перевозку хлеба в закрытых крышкой емкостях (ведрах, кастрюлях) и не разрешают использовать при транспортировке тканевые мешки.

В помещениях пищеблока запрещается проводить мытье столовой посуды из отделений лечебно-профилактического учреждения. Мытье столовой посуды проводят только в моечных буфетах отделений с соблюдением режима обеззараживания посуды, как-то кипячение 15 мин, хлорамин – 0,5 %-ный (30 мин погружение), сульфохлорантин 0,1 %-ный (30 мин), дихлор 1–1 % (30 мин), дезоксон – 1–0,5 %-ный (30 мин).

Таблица 44

Пищевые продукты, их состав и калорийность

В буфетных отделениях предусматривают два раздельных помещения – для приготовления и раздачи пищи и для обработки использованной посуды. В моечной устанавливают 5-гнездную ванну. При наличии 3– и 4-секционных ванн дезинфекцию посуды осуществляют в отдельных емкостях.

Кроме того, выделяют отдельную ванну для мытья кухонной посуды и место для ее хранения. Моечные ванны присоединяют к канализационной сети с разрывом струи не менее 20 мм от верхней приемной воронки. Здесь же устанавливают резервные электрические титаны с подводкой воды к моечным ваннам.

Мытье столовой посуды в 3-секционной ванне осуществляется следующим образом. Остатки пищи механически удаляют щеткой или деревянной лопаткой в специальные бачки для отходов. Затем моют посуду щеткой в первом гнезде в воде с температурой 50 °C с добавлением 1 %-ного тринатрия фосфата или кальцинированной соды, 0,5 %-ного моющего порошка «Прогресс» или других средств, разрешенных к применению Минздравом («Блик», «Жемчуг», «Помощница»).

Следующим этапом обработки является обеззараживание посуды, которое осуществляют методом кипячения в течение 15 мин или погружением во второе гнездо (или отдельную емкость) в течение 30 мин в 0,5 %-ным растворе хлорамина, 0,1 %-ного сульфохлорантине или 1 %-ном дезоксоне-1. При применении моющих средств, обладающих антибактериальным действием, посуду выдерживают в растворе в течение 15–20 мин. В этом случае отдельного замачивания в дезрастворе не требуется.

Посуду ополаскивают в третьем гнезде ванны горячей проточной водой с температурой не ниже 65 °C, используя при этом металлические сетки с ручками или гибкие шланги с душевой насадкой. Просушивание посуды осуществляют на специальных полках или решетках. Не допускается ее вытирание полотенцем.

Режим мытья стеклянной посуды в 2-секционной ванне включает те же этапы. Отличие составляет только то, что обеззараживание производят в специально выделенной маркированной емкости.

Аналогичным образом моют столовые приборы, разделочные доски и ножи. После просушивания доски и ножи ставят на ребро и хранят на стеллажах или в специальных кассетах. Кухонную посуду (кастрюли, ведра, термосы) очищают от остатков пищи, моют горячей водой 50 °C с применением разрешенных средств. Затем ее ополаскивают горячей водой не ниже 65 °C.

Мочалки для мытья посуды и ветошь для протирания столов по окончании уборки промывают горячей водой с добавлением моющих средств, споласкивают, кипятят в течение 15 мин или замачивают в 0,5 %-ном растворе осветленной хлорной извести или 1 %-ном растворе хлорамина на 60 мин. После этого их сушат и хранят в специально выделенном месте.

Все требования, предъявляемые к обработке посуды, оборудования и инвентаря пищеблока, представлены в соответствующей инструкции, которую в обязательном порядке вывешивают в моечной.

Остатки пищи обеззараживают кипячением в течение 15 мин от момента закипания или засыпают сухой хлорной известью, сухой известью белильной термостойкой. Бачки и ведра после удаления продезинфицированных отходов моют 2 %-ным раствором кальцинированной соды, ополаскивают горячей водой и просушивают.

После каждой раздачи пищи производят тщательную уборку помещений буфетной и столовой с применением растворов дезинфицирующих средств.

Уборочный материал после мытья полов заливают 0,5 %-ным осветленным раствором хлорной извести или 1 %-ным раствором хлорамина на 60 мин, далее прополаскивают в проточной воде и сушат. В конце рабочего дня выполняют тщательную уборку помещений, подметают влажным способом и моют полы, протирают мебель, радиаторы, двери, подоконники, моют и дезинфицируют раковины и уборочный инвентарь.

Еженедельно с применением дезинфицирующих средств проводят мытье стен, дверей, радиаторов, осветительной аппаратуры, чистят стекла от пыли и копоти. Один раз в месяц выполняют генеральную уборку с дезинфекцией помещений.

Весь уборочный инвентарь маркируют. После мытья полов на 60 мин его заливают дезинфицирующим раствором в том же ведре, которое использовалось для уборки. Далее инвентарь прополаскивают в воде, сушат и хранят отдельно в выделенных шкафах или стенных нишах. Ветошь, моющие и дезинфицирующие средства хранят в маркированных емкостях в специально отведенных местах.

Для дезинфекции полов, стен, дверей, уборочного инвентаря и тому подобного применяют 1 %-ный осветленный раствор хлорной извести или 0,5 %-ным раствором хлорамина.

Перед проведением работ по дезинфекции пищевые продукты и посуду следует убрать в закрытые шкафы. После окончания указанных мероприятий проводят тщательную уборку.

В санитарной комнате (или в тамбуре туалета для персонала) должно быть предусмотрено место с подводкой воды и отдельным краном на уровне 0,5 м от пола, а также канализация для слива воды после мытья полов.

В целях недопущения залета мух окна (фрамуги) и вентиляционные отверстия закрывают металлической (капроновой) сеткой с размером ячеек 2 х 1,2 мм.

Личная гигиена персонала пищеблока

В соответствии с требованиями Минздрава при поступлении на работу в буфетную, раздаточную или другое подразделение общественного питания в больнице необходимо пройти медицинский осмотр и прослушать курс по гигиенической подготовке с обязательной сдачей зачета. На каждого работника заводят личную медицинскую книжку, в которую вносятся результаты медицинских обследований, сведения о перенесенных инфекционных заболеваниях, о сдаче санитарного минимума. Медицинские книжки буфетчиц хранят в буфетных отделениях. В дальнейшем сотрудники пищеблока 1 раз в 3 месяца проходят медицинский осмотр, 1 раз в год – рентгеноскопию легких и периодически по указанию санитарной инспекции – исследование на бактерио– и глистоносительство.

Каждый сотрудник пищеблока несет ответственность за состояние рабочего места, выполнение правил личной гигиены, а также за соблюдение технологических и санитарных требований на своем участке.

Персонал обязан приходить на работу в чистой одежде и обуви. Верхнюю одежду, головной убор и личные вещи оставляют в гардеробной. Перед началом работы моют руки с мылом, надевают санитарную одежду, подбирают волосы под колпак (косынку) или надевают специальную сеточку для волос.

При посещении туалета снимают санитарную одежду в специально отведенном месте, а после посещения тщательно моют руки с мылом, желательно дезинфицирующим.

Сотрудникам пищеблока в рабочее время не разрешается носить ювелирные украшения, покрывать ногти лаком. Они должны быть коротко подстрижены, желательно организовать проведение регулярного гигиенического маникюра. При получении микротравм, при заусеницах, ожогах рук предпринимают меры, направленные на профилактику нагноений.

Запрещается застегивать санитарную одежду булавками при порционировании и раздаче пищи, мытье посуды, принимать пищу и курить на рабочем месте. Это делают в специально отведенном помещении.

Лица с признаками простудного заболевания или кишечной дисфункции, а также с гнойничковыми поражениями кожи временно отстраняются от работы с готовой пищей.

В буфетной должна быть аптечка с набором медикаментов для оказания первой помощи.

Слесари, электромонтеры и другие работники, занятые ремонтным обслуживанием, допускаются к работе в буфетных в чистой санитарной одежде.

Транспортирование пищевых продуктов

В целях предупреждения возникновения и распространения массовых инфекционных заболеваний транспортирование сырья и пищевых продуктов осуществляется специальным, чистым транспортом, на который в установленном порядке выдается санитарный паспорт. Кузов автотранспорта изнутри обивается материалом, легко поддающимся санитарной обработке, и оборудуется стеллажами.

Лица, сопровождающие продовольственное сырье и пищевые продукты в пути следования и выполняющие их погрузку и выгрузку, пользуются санитарной одеждой (халатами, рукавицами и др.), имеют личную медицинскую книжку установленного образца с отметками о прохождении медицинских осмотров, результатах лабораторных исследований и прохождении профессиональной гигиенической подготовки и аттестации.

Скоропортящиеся и особо скоропортящиеся продукты перевозят охлаждаемым или изотермическим транспортом, обеспечивающим сохранение температурных режимов транспортировки. Количество поставляемых скоропортящихся продуктов должно соответствовать емкостям имеющегося в организации холодильного оборудования. Кулинарные и кондитерские изделия перевозятся в специально предназначенном для этих целей транспорте в промаркированной и чистой таре.

Транспортная тара маркируется в соответствии с нормативной и технической документацией, соответствующей каждому виду продукции. Реализация продукции вне организации в потребительской таре осуществляется при наличии информации, предусмотренной действующими гигиеническими требованиями к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов.

Таблица 45

Личная медицинская книжка работника пищеблока

Таблица 46

Форма № 4-лп. Журнал по отбраковке консервов на складе и пищеблоке

Таблица 47

Форма № 5-лп. Журнал по контролю за доброкачественностью особо скоропортящихся продуктов, поступающих на пищеблок

Таблица 48

Форма № 6-лп. Журнал по контролю за качеством готовой пищи (бракеражный)

Таблица 49

Форма № 3-лп. Журнал C-витаминизации блюд

Обязательные условия хранения продуктов

Поступающие в организации продовольственное сырье и пищевые продукты должны соответствовать требованиям нормативной и технической документации, сопровождаться документами, подтверждающими их качество и безопасность, и находиться в исправной чистой таре.

Для предотвращения возникновения и распространения инфекционных заболеваний и массовых неинфекционных заболеваний (отравлений) в организации запрещается принимать:

1) продовольственное сырье и пищевые продукты без документов, подтверждающих их качество и безопасность;

2) мясо и субпродукты всех видов сельскохозяйственных животных без клейма и ветеринарного свидетельства;

3) рыбу, раков, сельскохозяйственную птицу без ветеринарного свидетельства;

4) непотрошеную птицу (кроме дичи);

5) яйца с загрязненной скорлупой, с насечкой, «тек», «бой», а также яйца из хозяйств, неблагополучных по сальмонеллезам, утиные и гусиные яйца;

6) консервы с нарушением герметичности банок, бомбажные, «хлопуши», банки с ржавчиной, деформированные, без этикеток;

7) крупу, муку, сухофрукты и другие продукты, зараженные амбарными вредителями;

8) овощи и фрукты с наличием плесени и признаками гнили;

9) грибы несъедобные, некультивируемые съедобные, червивые, мятые;

10) пищевые продукты с истекшими сроками годности и признаками недоброкачественности;

11) продукцию домашнего изготовления.

Продукты следует хранить в таре производителя (бочках, ящиках, флягах, бидонах и др.), при необходимости перекладывать в чистую промаркированную в соответствии с видом продукта производственную тару.

Продукты следует хранить согласно принятой классификации по видам продукции:

1) сухие (мука, сахар, крупа, макаронные изделия и др.);

2) хлеб;

3) мясные, рыбные;

4) молочно-жировые;

5) гастрономические;

6) овощи и фрукты.

Сырье и готовые продукты следует хранить в отдельных холодильных камерах. В небольших организациях, имеющих одну холодильную камеру, а также в камере суточного запаса продуктов допускается их совместное кратковременное хранение с соблюдением условий товарного соседства (на отдельных полках, стеллажах). При хранении пищевых продуктов необходимо строго соблюдать правила товарного соседства, нормы складирования, сроки годности и условия хранения. Продукты, имеющие специфический запах (специи, сельдь и т. д.), следует хранить отдельно от продуктов, воспринимающих посторонние запахи (масло сливочное, сыр, яйцо, чай, соль, сахар и др.).

Хранение особо скоропортящихся продуктов осуществляется в соответствии с гигиеническими требованиями, предъявляемыми к условиям, срокам хранения особо скоропортящихся продуктов.

Холодильные камеры для хранения продуктов следует оборудовать стеллажами, легко поддающимися мытью, системами сбора и отвода конденсата, а при необходимости – подвесными балками с лужеными крючьями или крючьями из нержавеющей стали. Охлажденные мясные туши, полутуши, четвертины подвешивают на крючьях так, чтобы они не соприкасались между собой, со стенами и полом помещения. Мороженое мясо хранят на стеллажах или подтоварниках штабелями. Готовые мясопродукты (колбасы, окорока, сосиски, сардельки) хранят в таре поставщика или производственной таре.

Птицу мороженую или охлажденную хранят в таре поставщика на стеллажах или подтоварниках, укладывая в штабеля; для лучшей циркуляции воздуха между ящиками (коробами) рекомендуется прокладывать рейки.

Рыбу мороженую (филе рыбное) хранят на стеллажах или подтоварниках в таре поставщика.

Сметану, творог хранят в таре с крышкой. Не допускается оставлять ложки, лопатки в таре с творогом и сметаной. Масло сливочное хранят в заводской таре или брусками, завернутыми в пергамент, в лотках, масло топленое – в таре производителя.

При укладке сыров один на другой между ними прокладывается картон или фанера. Мелкие сыры хранят в потребительской таре на полках или стеллажах.

Яйцо в коробах хранят на подтоварниках в сухих прохладных помещениях. Яичный порошок хранят в сухом помещении, меланж – при температуре не выше –6 °C.

Крупу и муку хранят в мешках на подтоварниках в штабелях на расстоянии до пола не менее 15 см. Макаронные изделия, сахар, соль хранят в таре поставщика на стеллажах или подтоварниках.

Чай и кофе хранят на стеллажах в сухих проветриваемых помещениях.

Хлеб хранят на стеллажах, в шкафах. Для хранения хлеба рекомендуется выделить отдельную кладовую. Ржаной и пшеничный хлеб хранят раздельно. Дверцы в шкафах для хлеба должны иметь отверстия для вентиляции. При уборке шкафов крошки следует сметать с полок специальными щетками и не реже 1 раза в неделю тщательно протирать полки с использованием 1 %-ного раствора уксусной кислоты.

Картофель и корнеплоды хранят в сухом, темном помещении; капусту – на отдельных стеллажах, в ларях; квашеные, соленые овощи – в бочках, при температуре не выше +10 °C. Плоды и зелень хранят в ящиках в прохладном месте при температуре не выше +12 °C.

Маркировочный ярлык каждого тарного места с указанием срока годности данного вида продукции сохраняется до полного использования продукта.

Медицинская документация

1. Форма № 1-лп, № 2-лп, № 3-лп (см. табл. 46)

2. Личная медицинская книжка работника пищеблока (см. табл. 45)

3. Форма № 4-лп, № 5-лп, № 6-лп (см. табл. 47, 48, 49)

4. Журнал «Здоровье».

Организация производственного контроля

Во всех организациях независимо от форм собственности организуется производственный контроль. Производственный контроль осуществляется в соответствии с санитарными правилами «Организация и проведение производственного контроля за соблюдением санитарных правил и выполнением санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий. СП 1.1.1058-91», зарегистрированными в Минюсте России, регистрационный № 3000 от 30 октября 2001 г.

Лабораторные исследования по микробиологическим показателям должны проводиться в соответствии с требованиями к санитарно-бактериологическому контролю в организациях общественного питания и торговли пищевыми продуктами.

Порядок и периодичность производственного контроля, в том числе лабораторных исследований, устанавливаются организацией по согласованию с органами и учреждениями Госсанэпидслужбы. Номенклатура, объем и периодичность производственного контроля за качеством и безопасностью поступающего производственного продовольственного сырья и пищевых продуктов, технологическим процессом производства, а также условиями труда, соблюдением правил личной гигиены работниками должны соответствовать виду, типу и мощности организации и определяются с учетом санитарно-эпидемиологической характеристики производства, наличия вредных производственных факторов, степени их влияния на здоровье человека и среду его обитания.

При неудовлетворительных результатах лабораторных исследований продукции повторно исследуется удвоенное количество образцов, проводится дополнительный контроль производства по ходу технологического процесса, сырья, полуфабрикатов, вспомогательных материалов, воды и воздуха, санитарной одежды, рук работников организации, санитарно-гигиенического состояния всех рабочих помещений. При получении неудовлетворительных результатов лабораторных исследований разрабатываются и проводятся необходимые санитарно-гигиенические и противоэпидемические мероприятия.

Почва является одним из главных элементов биосферы, с которым человек неразрывно связан в течение всей жизни. Человек подвергается воздействию различных почвенных факторов, добывая из почвы воду, проводя различные земельные и сельскохозяйственные работы, которые в зависимости от условий могут различно влиять на состояние его здоровья.

Рассмотрим факторы, влияющие на формирование почвы. Согласно учению В. В. Докучаева одним из основных факторов являются почвообразующие породы – субстрат, на базе которого образуются почвы. Почва состоит из различных минеральных компонентов, в той или иной степени участвующих в почвообразовании. При этом минеральное вещество составляет до 90 % от всего веса почвы. Кроме того, от состава, который имеют почвообразующие породы, зависят не только физические свойства почвы, но и: водный и тепловой ее режимы, минеральный и химический состав почв. Очень большое значение имеют органические соединения почвы, формирующиеся в результате жизнедеятельности растений, животных и микроорганизмов.

Растения являются практически единственными создателями первичных органических веществ. Они поглощают из атмосферы углекислый газ, из почвы – воду и минеральные вещества, при этом используют энергию солнечного света. Из всего этого сложнейшего комплекса взаимодействий формируется все многообразие органических соединений. Максимальное число органических веществ образуется в лесной зоне, ведь при гниении растений органические вещества поступают в почву. И уже на поверхности почвы органическое вещество, подвергаясь переработке с участием бактерий, грибков, различных животных, а также физических и химических агентов разлагается с образованием почвенного гумуса. Формируются так называемые зольные вещества, которые пополняют минеральную часть почвы. А из неразложившегося растительного материала образуется подстилка почвы. Все вместе это оказывает влияние на обмен веществ в почве, на то, как происходит проницаемость осадков, а также на тепловой режим верхнего слоя почвы, состав почвенной фауны и флоры.

Важнейшей функцией животных организмов в почве является преобразование органических веществ. В основном животный мир почвы представлен беспозвоночными и простейшими. Но определенное значение имеют также некоторые виды позвоночных животных, которые постоянно живут в почве. В целом почвенных животных можно разделить на две группы: биофаги, питающиеся живыми организмами или тканями животных организмов, и сапрофаги, использующие в пищу органическое вещество. Различные мелкие грызуны являются наиболее многочисленной армией, участвующей в почвообразовании.

Попадая в почву, растительные и животные остатки подвергаются сложным изменениям. Некоторая их часть преобразуется в углекислоту, воду и простые соли, и называется это процессом минерализации. Другие формируют новые сложные органические вещества почвы, так называемый ресинтез. Органическое вещество почвы, образовавшееся в ней при разной степени разложения растительных и животных остатков, получило название гумуса, или перегноя.

Другими важным факторами в формировании почв являются климатические условия и рельеф. Если климат влияет на распространение основных типов почв, то рельеф участвует в перераспределении по земной поверхности тепла и воды. В зависимости от изменения высоты местности меняются водный и тепловой режимы почвы. Кроме этого, к числу факторов почвообразования относится время – необходимое условие для любого процесса в природе.

Рассмотрим физические свойства почвы, ее состав и структуру.

В результате длительного почвообразовательного процесса изменяются как внешний вид, так и свойства материнской породы. О происхождении почвы, ее химическом составе и пригодности к сельскохозяйственной обработке можно судить по внешним признакам. Внешние признаки почвы обычно изучают по почвенному профилю. Почвенный профиль – это разрез от поверхности почвы до ее измененной почвообразовательным процессом породы (обычно на глубине 1–1,5 м). На вертикальной стенке разреза видны размеры почвенного профиля, окраска и сложение отдельных генетических слоев почвы, различные включения и новообразования.

В почве последовательно чередуются следующие слои:

1) перегнойный слой, или перегнойно-аккумулятивный, содержит наибольшее количество органических веществ и имеет более темную окраску. Именно в перегнойном слое происходит накопление перегноя и зольных элементов. У черноземных почв перегнойный горизонт имеет почти черную окраску, у серых лесных почв – от светло-серой до темно-серой, у каштановых – серо-коричневую;

2) подзолистый слой формируется при разрушении силикатов, алюмосиликатов, органических веществ, выноса их в нижележащие горизонты. Чем более выражен этот слой, тем более белесый оттенок приобретает почва;

3) неразложившаяся лесная подстилка, или плотная дернина, покрывает поверхность почвы. На распаханных полях все эти слои вовлекаются в обработку, смешиваются, и вместо них появляется пахотный слой;

4) слой вымывания, или иллювиальный, – переходный к материнской породе. Он содержит меньшее количество перегноя, в нем накапливаются полуторные окислы и минеральные соли, вымываемые из верхних слоев. В этом слое идет также образование минеральных соединений путем изменения самой материнской породы. Этот слой обычно имеет красно-бурую окраску и различную структуру: ореховидную (в подзолистых и серых лесных почвах), комковатую (в черноземах), столбчатую (в солонцах) и т. д.;

5) глеевый слой образуется на заболоченных почвах на разной глубине, иногда с поверхности. Формирование этого слоя происходит под влиянием высокой влажности и при нехватке кислорода. В таких условиях образуются закисные соединения железа и алюминия голубоватого цвета, создающие основу для глеевого слоя;

6) материнская порода, которая участвовала в образовании почвы. В этом слое часто встречаются включения в виде галек, валунов, известковых отложений и т. д.;

7) еще один слой, который принципиально отличается от материнского тем, что имеет подстилку, не затрагиваемую процессом почвообразования.

Изучение почвенного профиля проходит по следующему порядку:

1) оценивается цвет почвы. Цвет зависит от химического состава почвы: темный (черный) цвет придает почве гумус, красноватый – окись железа, белесый – высокое содержание кремнезема, белых почвенных слоев и отдельных включений (известь), сизоватый – высокое содержание закиси железа;

2) изучается при морфологическом исследовании почвы ее структура: рассыпчатая, рыхлая, плотная, слитная. Рассыпчатость свойственна песчаным почвам; рыхлость – суглинистым и глинистым почвам, богатым органическим веществом; высокая плотность – большинству иллювиальных горизонтов; слитность – солонцовым почвам.

Принято различать следующие морфологические разновидности структур: в черноземах – зернистую структуру, в солонцах – столбчатую, в иллювиальных горизонтах серых лесных почв – ореховидную; в горизонтах вымывания – плитовидную (плитчатую, пластинчатую и листовую) и др.;

3) оценивается наличие новообразований и включений в почве.

В процессе своего развития человек всегда был неразрывно связан с окружающим миром. Но с ростом урбанизации опасное вмешательство человека в природу резко усилилось. Воздействие человека стало более многообразным, а сейчас это грозит глобальной опасностью для человечества. Повышается невосполнимый расход различных видов сырья, природных богатств. Вырубаются леса. На огромных участках земли, некогда покрытых зелеными коврами, строятся заводы, города.

Можно выделить несколько наиболее важных факторов загрязнения биосферы, в том числе почвы.

Радиоактивные элементы попадают в почву и накапливаются в ней в результате выпадения осадков от атомных взрывов или при удалении жидких и твердых отходов промышленных предприятий, АЭС или научно-исследовательских учреждений, связанных с изучением и использованием атомной энергии. Радиоактивные вещества имеют свойство накапливаться в почве, а затем и в организме человека, попадая туда с пищей. Радиоактивные нуклиды – это ядра нестабильных химических элементов, испускающие заряженные частицы и коротковолновые электромагнитные излучения. Эти частицы опасны тем, что при попадании в организм человека они разрушают клетки, вследствие чего возникают различные болезни, в том числе и лучевая болезнь. Нужно отметить, что в биосфере повсюду есть естественные источники радиоактивности, и человек, как и все живые организмы, всегда подвергался естественному облучению. Облучение бывает внешним и внутренним. Внешнее облучение происходит за счет излучения космического происхождения и радиоактивных нуклидов, находящихся в окружающей среде. Внутреннее облучение создается именно теми радиоактивными элементами, которые попадают в организм человека с воздухом, водой и пищей.

Для количественной характеристики воздействия излучения на человека используют биологический эквивалент рентгена (бэр) или зиверт (Зв): 1 Зв – 100 бэр. Так как радиоактивное излучение может вызвать серьезные изменения в организме, каждый человек должен знать допустимые его дозы. Безопасной считается доза, равная 0,1 бэр в год, а на протяжении всей жизни человека – 7 бэр. Но всем известно, что существуют местности, где ежегодная доза облучения превышает предельно допустимые нормативы. Обычно эти зоны находятся рядом с АЭС, различными научно-исследовательскими или промышленными объектами, где используются радиоактивные элементы. Интересен тот факт, что люди, живущие в высокогорных районах, могут получить высокую дозу радиоактивного облучения за счет космических лучей.

Существует несколько аспектов радиационной экологии, которые нужно рассматривать:

1) воздействие излучения на индивидуума, на популяцию, а также на целое сообщество и экосистему;

2) механизм превращения радиоактивных веществ, попавших в окружающую среду.

Во второй половине XX в. бурно стала развиваться атомная промышленность. Начали вводить в эксплуатацию атомные электростанции, ледоколы, подводные лодки с ядерными установками. При правильной эксплуатации объектов атомной энергии и промышленности загрязнение окружающей среды радиоактивными нуклидами составляет ничтожно малую долю от естественного фона. Совершенно катастрофическая ситуация может сложиться при авариях на атомных объектах. Так, при взрыве на Чернобыльской атомной станции в окружающую среду было выброшено 5 % ядерного топлива, но этого малого количества было достаточно для того, чтобы возникли те страшные последствия, о которых так широко заявила пресса. Эта катастрофа привела не только к облучению и гибели многих людей, работавших или проживавших в 30-километровой зоне АЭС, но и к гораздо более чудовищным отдаленным последствиям этого события. Выпадение радиоактивных осадков было отмечено за сотни и тысячи километров от места аварии.

Перед человечеством остро стоит проблема складирования и хранения радиоактивных отходов военной промышленности и атомных электростанций. С каждым годом они представляют все большую опасность для окружающей среды.

Кроме радиоактивного загрязнения, вредное влияние на здоровье населения может оказать загрязнение почвы химическими средствами при нарушении санитарных и технических правил работы с ними. Загрязнение почв тяжелыми металлами может происходить вследствие различных причин. Среди них поступление отходов металлообрабатывающей промышленности, продуктов сгорания топлива, автомобильных выхлопных газов, химических веществ, применяемых в сельском хозяйстве, и др. Известно, что металлургические предприятия ежегодно выбрасывают на поверхность земли более 150 000 т меди, 120 000 т цинка, около 90 000 т свинца, 12 000 т никеля, 1500 т молибдена, около 800 т кобальта и около 30 т ртути. В то же время с выхлопными газами на поверхность почв попадает более 260 000 т свинца в год. Выхлопные газы – главный загрязнитель почв свинцом. Соли тяжелых металлов попадают в почву вместе с удобрениями, в состав которых они входят как примесь.

Распределение тяжелых металлов по поверхности почвы определяется многими факторами. Оно зависит от климатических особенностей региона, от вида источников загрязнения, геохимических факторов, рельефа и ландшафта местности. Источник загрязнения определяет качество и количество выбрасываемого продукта. При этом степень рассеивания последнего зависит от высоты выброса. Длительность нахождения частиц выброса в атмосфере зависит от их массы и физико-химических свойств. Чем тяжелее частицы, тем быстрее они оседают. Неравномерность техногенного распространения металлов усугубляется неоднородностью геохимической обстановки в природных ландшафтах. В связи с этим для прогнозирования последствий возможного загрязнения продуктами промышленного производства и предотвращения нежелательных последствий деятельности человека необходимо знать законы геохимии, круговорота химических элементов в различных природных ландшафтах.

Рассмотрим, как превращаются химические элементы при попадании их в почву. Попав в почву, химические элементы и их соединения претерпевают ряд превращений. Они могут рассеяться или накопиться в зависимости от геохимических особенностей данной территории. Продукты техногенеза могут перерабатываться естественным путем, при этом не вызывать существенных изменений в природе. Другой вариант их превращения – это накопление и, соответственно, губительное воздействие на все живое. Оба процесса зависят от ряда факторов, анализ которых позволяет судить об уровне устойчивости ландшафта к химическому загрязнению. Также на основании этого можно прогнозировать характер дальнейших изменений в природе этого региона под влиянием техногенных воздействий. В самостоятельно существующих ландшафтах происходят процессы самоочищения, так как продукты техногенного воздействия рассеиваются поверхностными и внутрипочвенными водами. Но существует и другой вид ландшафтов, так называемый кумулятивный, где продукты техногенеза накапливаются и консервируются.

Огромное внимание к охране окружающей среды в последнее время стало неслучайным. Особый интерес сейчас вызывает характер воздействия тяжелых металлов на почву. Они известны и под названием микроэлементов, потому что необходимы растениям в малых количествах. Сюда относят железо, входящее в состав большинства видов почв. Некоторые тяжелые металлы, например ртуть, свинец и кадмий, опасны для здоровья человека даже при низких концентрациях. Как уже отмечалось, выхлопные газы транспортных средств, попадание сточных вод в водоемы и сброс отходов промышленности, внесение фосфорных и органических удобрений, применение пестицидов приводят к увеличению содержания тяжелых металлов в почве. Опасность загрязнения почв и растений зависит от таких факторов, как:

1) вид растительной флоры;

2) состав химических соединений в почве;

3) наличие микроэлементов в почве, которые могут составить противодействие солям тяжелых металлов, и других веществ, образующих с ними комплексоны;

4) сбалансированность процессов адсорбции и десорбции;

5) наличие доступных форм тяжелых металлов в почве;

6) климатические условия и характер почвы.

Негативное влияние солей тяжелых металлов на почву во многом зависит от их растворимости. Тяжелые металлы характеризуются переменной валентностью, низкой растворимостью их гидроокисей, высокой способностью образовывать комплексоны.

Удержанию солей тяжелых металлов в почве способствуют следующие факторы:

1) способность тяжелых металлов образовывать комплексоны с гумусом;

2) адсорбция тяжелых металлов на поверхности почвы;

3) формирование нерастворимых соединений, особенно при восстановлении.

Наблюдение за изменением тяжелых металлов в почве невозможно без знания факторов, определяющих их обмен и подвижность. Процессы круговорота и удержания, обусловливающие поведение тяжелых металлов в почве, мало чем отличаются от процессов, определяющих поведение других катионов. Хотя концентрация тяжелых металлов может быть невысокой, но их способность образовывать комплексоны с органическими соединениями и вступать в специфические реакции адсорбции с веществами, более легкими, чем щелочные и щелочно-земельные металлы, может способствовать их более высокой активности. Тяжелые металлы могут быть внесены или адсорбированы микроорганизмами. Дождевые черви и другие организмы могут содействовать передвижению тяжелых металлов механическим или биологическим путями, перемешивая почву или включая металлы в свои ткани. Из всех видов перемещения тяжелых металлов самая важная – миграция в жидкой фазе, потому что большинство металлов попадает в почву в растворимом виде или в виде водной суспензии, и практически все взаимодействия между тяжелыми металлами и жидкими составными частями почвы происходят на границе жидкой и твердой фаз. Тяжелые металлы из почвы через пищевую цепь поступают в растения, а затем потребляются животными и человеком. В круговороте тяжелых металлов участвуют различные биологические барьеры, вследствие чего происходит выборочное накопление, защищающее живые организмы от избытка этих элементов. Все же деятельность биологических барьеров не бесконечна, и чаще всего тяжелые металлы концентрируются в почве. Почвы с высокой способностью к адсорбции и, соответственно, высоким содержанием глин и органического вещества могут удерживать эти элементы, особенно в верхних горизонтах. Это характерно для карбонатных почв и почв с нейтральной реакцией. В этих почвах количество токсических соединений, которые могут быть вымыты в грунтовые воды и поглощены растениями, значительно меньше, чем в кислых песчаных почвах. Но при этом существует большой риск увеличения концентрации элементов, что вызывает нарушение равновесия физических, химических и биологических процессов в почве. Тяжелые металлы, удерживаемые органической и коллоидной частями почвы, угнетают биологическую деятельность и плодородие почв. Песчаные почвы, которые характеризуются низкой поглотительной способностью, как и кислые почвы, очень слабо удерживают тяжелые металлы, за исключением молибдена и селена, поэтому они легко адсорбируются растениями, причем некоторые из них даже в очень малых концентрациях обладают токсичным воздействием.

Рассмотрим некоторые соли тяжелых металлов.

Среди наиболее токсичных элементов прежде всего следует назвать ртуть, которая представляет наибольшую опасность в форме метилртути. Ртуть может попасть в атмосферу при сжигании каменного угля или при испарении вод из загрязненных водоемов. С воздушными массами она может переноситься и откладываться на почвах в отдельных районах. Исследования показали, что ртуть хорошо собирается в верхних слоях почвы, на глубине нескольких сантиметров по поверхности гумуса. Передвижение ее по профилю и вымывание за пределы почвенного профиля незначительны. Но, если почва имеет легкий механический состав, кислая или обедненная гумусом, процессы передвижения ртути усиливаются. В таких почвах более отчетливо проявляется процесс испарения органических соединений ртути, которые обладают свойствами летучести.

Свинец также обладает способностью передаваться по цепям питания, накапливаясь в тканях растений, животных и человека. Доза свинца, равная 100 мг/кг сухого веса корма, считается летальной для животных. Свинцовая пыль оседает на поверхности почв, адсорбируется органическими веществами, передвигается с почвенными растворами, но выносится за пределы почвенного профиля в небольших количествах. Содержание в почве свинца обычно колеблется от 0,1 до 20 мг/кг. Свинец отрицательно влияет на биологическую деятельность в почве, угнетает активность ферментов путем уменьшения интенсивности выделения двуокиси углерода и численности микроорганизмов.

Содержание цинка в почве колеблется от 10 до 800 мг/кг. Накопление цинка отрицательно влияет на большинство почвенных процессов: вызывает изменение физических и физико-химических свойств почвы, снижает биологическую деятельность. Цинк подавляет жизнедеятельность микроорганизмов, вследствие чего нарушаются процессы образования органического вещества в почвах. Избыток цинка в почвенном покрове затрудняет ферментацию разложения целлюлозы, процессы дыхания.

Еще один микроэлемент из группы тяжелых металлов – кадмий. Как ванадий и цинк, он аккумулируется в гумусовой толще почв. Характер его распределения в почвенном профиле и ландшафте, видимо, имеет много общего с другими металлами, в частности с характером распределения свинца. Однако кадмий закрепляется в почвенном профиле менее прочно, чем свинец. Максимально накапливают кадмий нейтральные и щелочные почвы с высоким содержанием гумуса и высокой емкостью поглощения. Содержание его в подзолистых почвах может составлять от сотых долей миллиграмма до 1 мг/кг, в черноземах – до 15–30 мг/кг, а в красноземах – до 60 мг/кг. Многие почвенные беспозвоночные концентрируют кадмий в своих организмах. Кадмий усваивается дождевыми червями, мокрицами и улитками в 10–15 раз активнее, чем свинец и цинк. Кадмий токсичен для сельскохозяйственных растений, и даже если высокие концентрации кадмия не оказывают заметного влияния на урожай сельскохозяйственных культур, токсичность его сказывается на изменении качества продукции, вследствие того что растения накапливают его.

Токсичность мышьяка в почвах всем известна. Фоновое содержание мышьяка в почвах ничтожно и составляет сотые доли миллиграмма на килограмм почвы. Мышьяк попадает в почву преимущественно с продуктами сгорания угля, отходами металлургической промышленности, с предприятий по производству удобрений. Наиболее прочно мышьяк удерживается в почвах, содержащих активные формы железа, алюминия, кальция. Загрязнение почв мышьяком вызывает, например, гибель дождевых червей.

Фтор и его соединения попадают в почву с выбросами металлургических предприятий, в частности алюминиевых заводов, а также как примесь при внесении суперфосфата и некоторых других инсектицидов. Кроме того, соединения фтора находят широкое применение в атомной, нефтяной, химической и других видах промышленности. Загрязняя почву и изменяя соотношение питательных веществ в ней, фтор вызывает снижение урожая из-за прямого токсического действия. Наибольшая концентрация фтора обнаруживается в почвах с хорошо развитым почвенным поглощающим комплексом. Растворимые фтористые соединения перемещаются по почвенному профилю и с током почвенных растворов попадают в грунтовые воды. Загрязнение почвы фтористыми соединениями разрушает почвенную структуру и снижает водопроницаемость почв.

Другими органическими соединениями, загрязняющими почву, являются пестициды. Растворимость в воде, химический состав пестицидов их кислотность или щелочность, молекулярное строение, полярность молекул – все эти особенности вместе или каждая в отдельности оказывают влияние на процессы адсорбции и десорбции почвенными коллоидами. Пестициды – мелкодисперсные вещества – в почве подвергаются многочисленным воздействиям биотического характера, некоторые из которых определяют их поведение, преобразование и минерализацию. Тип и скорость преобразований зависят от химической структуры действующего вещества и его устойчивости, механического состава и строения почв, химических свойств почв, состава флоры и фауны почв, интенсивности влияния внешних воздействий и системы ведения сельского хозяйства.

Адсорбция пестицидов в почве зависит от многочисленных факторов. Она играет важную роль в перемещении пестицидов и служит для временного поддержания в парообразном или растворенном состоянии или в виде суспензии на поверхности почвенных частиц. Особо важную роль в адсорбции пестицидов играет органическое вещество почвы, входящее в коллоидальный комплекс почвы. Процесс адсорбции сводится к ионно-катионному обмену отрицательно заряженных илистых частиц и кислотных групп веществ гумуса или только к анионному, если в почве присутствуют гидроксиды металлов. Адсорбция играет первостепенную роль в накоплении пестицидов в почве, которые адсорбируются ионным обменом или в форме нейтральных молекул в зависимости от их природы. Передвижение пестицидов в почве происходит с почвенным раствором или одновременно с перемещением коллоидных частиц, на которых они адсорбированы. Это зависит как от процессов диффузии, так и от массового тока (разжижения), которые представляют собой обычный способ вымывания. При поверхностном стоке, вызываемом осадками или орошением, пестициды передвигаются в растворе или суспензии, скапливаясь в углублениях почвы. Данная форма передвижения пестицидов зависит от рельефа местности, степени эрозированности почв, интенсивности осадков, степени покрытия почв растительностью, а также длительности нахождения пестицида в почве. Количество пестицидов, передвигающихся с поверхностным стоком, составляет более 5 % от внесенного в почву. Вымывание пестицидов по профилю почв заключается в их передвижении вместе с циркулирующей в почве водой, что обусловлено в основном физико-химическими свойствами почв, направлением движения воды, а также процессами адсорбции и десорбции пестицидов коллоидными частицами почвы. На пестициды, попавшие в почву, оказывают влияние различные факторы как в период их эффективности, так и в дальнейшем, когда препарат уже становится остаточным. Пестициды в почве подвержены разложению, обусловленному биологическими и небиологическими факторами.

К небиологическим факторам относятся ряд физических и химических факторов. В частности, физические и химические свойства почв влияют на преобразования находящихся в ней пестицидов. Так, глины, гидроокислы и ионы металлов, а также органическое вещество почвы усиливают процессы разложения пестицидов. Растворение пестицидов идет при участии грунтовой воды. Следствием взаимодействия пестицидов со свободными радикалами гумусовых веществ является изменение структурных составляющих пестицидов. Многие авторы подчеркивают большое значение биологических факторов, таких, как почвенные микроорганизмы, грибы и высшие растения в разложении пестицидов. Продолжительность разложения пестицидов микроорганизмами может колебаться от нескольких дней до нескольких месяцев, а иногда и десятков лет в зависимости от специфики действующего вещества, видов микроорганизмов, свойств почв.

Одна из актуальных глобальных проблем настоящего времени и ближайшего будущего – это проблема роста кислотности атмосферных осадков и почвенного покрова. Кислотные дожди вызывают чрезмерное подкисление поверхностных вод и верхних горизонтов почв, а также грунтовых вод. Рост промышленной и других видов хозяйственной деятельности человека сопровождается выпадением азота, окислов серы и углерода в составе осадков. Главным источником роста этих веществ в атмосфере являются продукты сжигания сланцев, нефти, углей, газа. Основными природными источниками серы служат вулканы, с выбросами которых в атмосферу поступают диоксид серы, сероводород и элементная сера общим количеством 4 000 000–16 000 000 т. Кроме того, сероводород является продуктом жизнедеятельности бактерий-хемосинтетиков, обитающих на суше и в океане. Неорганическая сера входит в состав многих минералов (угля, нефти, железных, медных и других руд), встречающихся в земной коре. Попав в атмосферу, соединения серы претерпевают целый ряд превращений. Вначале сероводород окисляется до диоксида серы, который в свою очередь претерпевает ряд последовательных превращений до серного ангидрида. В основе этой цепочки лежат механизмы его взаимодействия с компонентами атмосферы, причем эти процессы существенно ускоряются в присутствии оксидов азота или углеводородов, а также оксидов железа, алюминия, хрома и других металлов. Под влиянием атмосферной влаги диоксид окисляется до триоксида. Поэтому в дождливую или туманную погоду длительность нахождения диоксида серы а атмосфере не превышает 50–60 мин. В результате взаимодействия триоксида серы с частицами атмосферной влаги образуются растворы серной кислоты. Взаимодействуя с аммиаком или ионами металлов, присутствующими в атмосферной влаге, серная кислота частично переходит в соответствующие сульфаты аммония, натрия, кальция. Образование сульфатов происходит и в процессе окисления на поверхности твердых частиц, взвешенных в воздухе. Образовавшиеся сульфаты сохраняются в атмосфере не более 5 дней, причем большая часть соединений серы оседает на землю с атмосферными осадками. Таким путем сера из атмосферы вновь попадает в гидросферу и в почву.

Интересен тот факт, что дождевая вода всегда имеет более кислую реакцию, чем поверхностные воды, ее pH составляет 5,6. В естественных условиях данная особенность способствует созданию необходимого уровня подкисления почвы и почвенных растворов, что позволяет преобразовывать питательные минеральные вещества в доступную для растений растворимую форму.

Другими факторами, которые воздействуют на почву, являются эрозия и аридизация, которые оказывают негативное влияние как на структуру, так и на состав почвы.

Термин «эрозия» происходит от латинского erosio, что означает «разъедать», «выгладывать» или «выгрызать». В зависимости от причин, обусловливающих развитие эрозии, выделяют водную и водяную эрозии. В свою очередь водная эрозия бывает поверхностной и линейной.

Как правило, темпы эрозии превышают скорость естественного формирования и восстановления почвы. Наиболее негативным фактором является и то, что сельское хозяйство в России ведется в довольно неблагоприятных климатических и почвенно-гидрологических условиях. Доказано, что более 54 % сельскохозяйственных угодий и 68 % пашни в настоящее время эрозировано или угрожаемо по развитию эрозии. На таких землях урожайность снижается от 30 % до 90 %. Каждую весну с началом таяния снега бурные потоки талой воды устремляются по склонам в более низкие участки и уносят с собой часть почвы. Так появляются промоины, что в дальнейшем способствует образованию оврагов. Если своевременно не укрепить стенки оврага, он будет расти и в глубину, и в ширину. Конечно, овраги имеют положительное значения в процессах жизнедеятельности фауны и флоры данного региона. Овраги являются укрытием для различных животных. На склонах оврагов растут травы и деревья. Но для сельского хозяйства овраги представляют существенную трудность. Вовремя не остановленный овраг растет, захватывая все больше и больше плодородной земли.

Пылевые бури вызывают ветровую эрозию. Ветер поднимает тучи пыли, почвы, песка и переносит их над широкими степными просторами, а затем вся эта масса оседает толстым слоем на землю и поля. Иногда наносы бывают до 2–3 м высотой. Ветровая эрозия не связана с условиями рельефа. Если водная эрозия наблюдается при определенном уклоне, то ветровая может иметь место даже на совершенно ровных территориях. При водной эрозии продукты разрушения перемещаются только сверху вниз, а при ветровой – не только по плоскости, но и вверх. Важным отличием этих двух типов эрозии является то, что при ветровой эрозии происходит выдувание лишь механических элементов почвы, а при водной не только смываются частицы почвы, но одновременно происходят растворение в текущей воде питательных веществ, удаление их. При интенсивной эрозии промоины, рытвины, овраги превращают сельскохозяйственные угодья в неудобные земли, затрудняют обработку полей. Смываемый слой почвы выносится в реки и водоемы, вызывает их заиливание. Разрушительная эрозия возникает и развивается при отсутствии защищенности почвы культурными сельскохозяйственными растениями от воздействия (ударов) дождевых капель, ливневых струй и талых вод. Поэтому чем дружнее всходы и чем быстрее развиваются и смыкаются культурные растения, тем лучше защищена почва от разрушающего воздействия воды и ветра. В результате эрозии в почвах уменьшается содержание азота и усвояемых растениями форм фосфора и калия, ряда микроэлементов (йода, меди, цинка, кобальта, марганца, никеля, молибдена), от которых зависит не только урожай, но и качество сельскохозяйственной продукции. Эрозия способствует проявлению почвенной засухи. Это объясняется не только тем, что значительная часть осадков стекает со склонов, но и тем, что на эрозированных почвах с плохими физическими свойствами увеличивается потеря влаги на испарение с поверхности, на транспирацию растениями. Засуху в районах проявления эрозии нередко называют эрозийной засухой. В связи со смывом минеральных элементов питания растений, усилением почвенной засухи, ухудшением физических свойств почв, снижением их биологической активности на склонах с эрозированными почвами резко снижается урожай возделываемых культур. Большой вред почвам наносит многократная механическая обработка: вспышка, культивация, боронование и т. д. Все это усиливает ветровую и водную эрозию. Теперь на смену традиционным методам обработки почв постепенно приходят почвозащитные с заметно меньшим объемом механического воздействия. Почва в результате такой щадящей обработки приобретает почти идеальные качества: она не уплотняется, становится в достаточной степени рыхлой, с многочисленными небольшими ходами, способствующими проветриванию и быстрому отводу воды после сильных ливней, что предотвращает образование застойной влаги. На склонах со слабо– и среднесмытыми почвами, где появляется опасность проявления эрозии, предпочтение в севооборотах отдают травам и однолетним культурам сплошного сева. На более крутых склонах, в основном со средне– и сильносмытыми почвами, в севооборотах увеличивают посевы многолетних трав и промежуточных культур, которые хорошо защищают почву от эрозии. Наиболее простыми мероприятиями по регулированию поверхностного стока талых вод являются вспашка, культивация и рядовой посев сельскохозяйственных культур поперек склона, по возможности параллельно основному направлению горизонталей. Один из наиболее эффективных почвозащитных приемов на склоновых землях – замена отвальной вспашки обработкой почвы без оборота пласта с сохранением на поверхности обрабатываемого поля мульчирующего слоя из стерни, растительных и пожнивных остатков. Водорегулирующие лесополосы закладываются на эрозированных склонах, используемых под сельскохозяйственные культуры, и предназначены для перевода поверхностного стока во внутрипочвенный, распыления концентрированных струй водного потока и уменьшения их скорости, осаждения мелкозема. Число лесополос и расстояние между ними зависят главным образом от крутизны и длины склона: с увеличением крутизны расстояние между лесополосами уменьшается. Располагаются водорегулирующие лесополосы вдоль горизонталей. Водоохранные лесные насаждения вокруг прудов и других водоемов создаются для защиты берегов от разрушения, а также от заиления продуктами эрозии. На склонах, сложенных гравийно-хрящеватыми и песчаными породами, выращивают густые одноярусные сосновые насаждения с кустарниковым подлеском из азотособирателей.

Приовражные и лесные прибавочные полосы создаются на расстоянии 2–5 м от бровок и над их вершинами для перехвата стоковых вод и скрепления почвенного грунта корневыми системами с целью замедления или полного прекращения роста оврагов. Надвершинные насаждения создаются в основном над головными вершинами действующих оврагов, ширина их соответствует ширине водоподводящих ложбин; протяженность зависит от площади водосброса. Сплошное облесение проводится на откосах оврагов, а также на берегах балок, которые малопригодны для луговых и пастбищных угодий. Потухшие овраги, покрытые травянистой растительностью, также подвергаются облесению либо непосредственно, либо с определенным террасированием.

Лесные насаждения на дне оврага позволяют избежать дальнейшего его углубления. На ранней стадии развития дно оврага узкое и облесение произвести трудно, поэтому первоначально устраняют запруды, а затем дно закрепляют влаголюбивыми быстрорастущими породами деревьев.

С помощью гидротехнических сооружений производятся задержание, отвод и безопасный сброс той части атмосферных осадков, которую не удается задержать на прилегающих к оврагам полях агротехническими и лесомелиоративными приемами. Воду на приовражной полосе можно задержать, устраивая систему водозадерживающих валов, способных перехватывать у самого оврага ту часть поверхностных вод, которая не была задержана на водосборе. Чтобы сбрасываемые в овраг воды не размывали его дно, в русле оврага устанавливают систему поперечных стенок, разбивающих продольный профиль дна на ряд террас. Стенки, располагаемые вертикально уступами, должны иметь безопасный в отношении разрыва уклон. Поперечные стенки на дне оврага могут быть каменными, бетонными, деревянными, плетневыми. Деревянные и плетневые запруды применяются только в небольших оврагах, так как срок их действия не превышает двух-трех лет. Закрепленные овраги, превращенные в задерненную балку, используют в сельском хозяйстве. Богатое илистыми отложениями дно отводят под искусственные луга, а откосы – под древесные насаждения или под ягодники.

Это сложный и разнообразный комплекс процессов уменьшения увлажненности обширных территорий и вызванного этим сокращения биологической продуктивности экологической системы «почва – растения». Земли, окаймлявшие пустыни, не выдерживают нагрузки и сами превращаются в пустыни, что приводит к ежегодной потере тысяч гектаров пригодных для сельского хозяйства земель. Процесс усугубляют и примитивное земледелие, нерациональное использование пастбищ и других сельскохозяйственных угодий, хищническая эксплуатация огромных территорий, которые возделываются без всякого севооборота или ухода за почвой.

Уменьшение или уничтожение биологического потенциала земли может привести к возникновению условий, аналогичных условиям пустыни. Особенно остро эта проблема стоит в калмыцком заповеднике «Черные земли». К опустыниванию приводят увеличение площади подвижных песков, снижение продуктивности пастбищ, истощение местных источников водоснабжения. Наиболее существенными причинами большинство ученых считают вырубку лесов и неразумное использование пастбищ. Учащение засух и, следовательно, уменьшение плодородия почв, гибель растительности, разрушение почв на значительных территориях связаны между собой, зависят от общей тенденции аридизации суши и усугубляются отрицательными последствиями неразумной хозяйственной деятельности человека.

Геологический и химический состав и структура почвы, степень ее сухости и влажности оказывают большое влияние на тепловой режим приземного слоя атмосферы и ее состояние, качество подземной воды, характер растительности, химический состав растительных продуктов и, следовательно, непосредственно на продукты животного происхождения.

Особенности почвы необходимо учитывать при выборе земельного участка для строительства населенных пунктов и отдельных зданий, при прокладке водопроводной и канализационной сети. Современный прогресс науки и техники в области мелиорации позволяет устранять недостатки, свойственные той или иной почве (обводнение или осушение местности). Введение в почву минеральных удобрений повышает ее плодородие.

Выделяют следующие виды почвенного плодородия.

1. Естественное плодородие – способность почвы в многолетнем цикле обеспечивать растения одновременно всеми необходимыми почвенными условиями жизни за счет состава, свойств и режимов, формирующихся в процессе ее развития и эволюции под влиянием природных факторов почвообразования. К ним относят морфологические, физические и физико-химические свойства, минералогический, химический и механический состав, гумусированность, качественный состав. В функциональную часть почвы входят водно-воздушный, питательный и токсикозный режимы. Их количественные и качественные характеристики определяют величину естественного плодородия. У подавляющего большинства природных почв оно невелико.

2. Искусственное плодородие – способность почвы в многолетнем цикле обеспечивать растения одновременно всеми необходимыми почвенными условиями жизни за счет состава, свойств и режимов, формирующихся в процессе ее эволюции под влиянием антропогенной деятельности. Величина этого плодородия измеряется путем сопоставления количественных и качественных характеристик структурной и функциональной частей антропогенной почвы с ее естественным аналогом. Оно может не только повышаться или оставаться на одном уровне, но и понижаться из-за нарушения технологий антропогенных воздействий, вызывающих негативные изменения окружающей среды в процессе техногенеза (загрязнения, добычи полезных ископаемых и дорожного строительства, понижения уровня подземных вод и т. п.).

3. Потенциальное плодородие – способность почвы в многолетнем цикле обеспечивать растения одновременно всеми необходимыми почвенными условиями жизни за счет состава, свойств и режимов, формирующихся в процессе ее развития и эволюции под совместным влиянием природных и антропогенных факторов почвообразования.

Оно присуще почвам сельскохозяйственных угодий и представляет собой смешанное естественно-искусственное плодородие. Его величина определяется всеми количественными и качественными характеристиками структурной и функциональной частей почвы независимо от их происхождения.

4. Эффективное плодородие – часть потенциального плодородия, проявляющаяся в виде урожайности конкретной сельхозкультуры за определенный период времени. Поскольку в формировании урожайности сельхозкультур, кроме почвы, принимают участие и другие факторы, то оценка величины этого вида плодородия сильно зависит от организационно-экономических условий, технологии возделывания, вида и сорта растений, т. е. она конкретна относительно этих факторов.

5. Экономическое плодородие – это эффективное плодородие, выраженное в стоимостных категориях.

Почва играет огромную роль в круговороте веществ на Земле. Она не только аккумулирует разнообразные органические и неорганические вещества, но и является хранилищем останков живых организмов и накопителем отходов человеческой цивилизации. Помимо этого, почва является мощным, уступающим лишь Мировому океану трансформатором химических веществ, к тому же трансформатором, способным к самовосстановлению и самоочищению. Даже будучи загрязненной продуктами промышленных отходов (нефтью, например), она остается способной к процессам самоочищения. Это достигается разными механизмами, в основе которых процессы микробиологического происхождения, в первую очередь процессы брожения, фиксации атмосферного азота и превращения различных органических и неорганических соединений.

В почве (как и в водной среде) постоянно протекает процесс разложения, время которого органические вещества распадаются на простые (преимущественно неорганические, минеральные) вещества; это процесс минерализации. Другой, противоположный ему процесс – это синтез сложных органических соединений из минеральных веществ, в первую очередь образование гуминовых кислот, гумуса.

Самоочищением почвы называется ее способность минерализовать органические вещества, преобразуя их в нетоксичные и безвредные соединения. В процессе минерализации органических веществ из продуктов распада белков образуется аммиак, аммонийные соли, которые преобразуются в нитриты и нитраты. Последние являются конечными продуктами процесса самоочищения, поскольку они усваиваются почвой и впоследствии – растительностью.

Одновременно с минерализацией происходит процесс синтеза гуминовых кислот, которые также безвредны в санитарном отношении.

Наиболее важны для осуществления жизни растений, животных и человека на Земле процессы круговорота углерода, азота, фосфора, серы и железа, протекающие при участии почвенных микроорганизмов. Рассмотрим подробнее эти процессы.

Исследования, проводимые в этом направлении, подтвердили в очередной раз влияние источников загрязнения окружающей среды на экологическую обстановку вблизи их расположения. Воздействия предприятий-загрязнителей может быть одним из шагов информационного поиска, направленного на получение сведений о качестве воды и воздуха, и наоборот.

Мониторинг – это непрерывное, длительное наблюдение за состоянием среды и управление ею путем своевременного информирования людей о возможном наступлении неблагоприятных, критических или недопустимых ситуаций. Мониторинг разделяют на базовый, фоновый, глобальный, региональный, импактный. В связи с тем что окружающая среда имеет четко выраженные зональные особенности, то для нее больше приемлемы два последних вида мониторинга.

В понятие «региональный мониторинг» входит наблюдение за процессами и явлениями в пределах какого-то региона, где эти процессы и явления могут отличаться и по природному характеру, и по антропогенным воздействиям от базового фона, характерного для всей окружающей среды. Импактным мониторингом называют слежение за региональными и локальными антропогенными воздействиями в особо опасных зонах и местах.

Оценка состояния экологических подсистем проводится путем сравнения их параметров с нормативными показателями, которых может быть множество. Поэтому важной проблемой успешной организации мониторинговых наблюдений является разработка объективных интегральных показателей оптимального состояния подсистем. За основу регионального оптимума принимают типичные естественные экосистемы региона в условиях заповедного режима или ограниченного антропогенного воздействия.

Почвенный мониторинг должен иметь комплексный характер, наибольшая эффективность может быть достигнута при одновременном контроле трех групп показателей (ранней диагностики, кратко– и долгосрочных изменений свойств почв), которые отражают наиболее существенные черты почв данного типа и данного региона. Системы показателей, используемых в комплексном почвенном мониторинге, включают наборы показателей, с помощью которых в зависимости от поставленных задач достаточно полно оценивается состояние почвы.

Основные цели мониторинга:

1) своевременное обнаружение неблагоприятных изменений свойств почв и почвенного покрова при различных видах его использования, а также при развитии естественного почвообразовательного процесса;

2) контроль за состоянием почв по сезонам года под сельскохозяйственными культурами.

Задачи почвенного мониторинга:

1) контроль за размерами и интенсивностью ежегодных потерь почвы вследствие дождевой, ирригационной и ветровой потерь;

2) выявление регионов с дефицитным балансом главнейших элементов питания растений, обнаружение и оценка скорости потерь гумуса, азота, фосфора и других элементов питания;

3) контроль за изменением кислотности и щелочности почв, особенно в регионах с внесением высоких доз минеральных удобрений, известкования, а также при ирригации и в районах с высокой кислотностью атмосферных осадков;

4) контроль за использованием в сельскохозяйственной практике в качестве удобрений различных промышленных и бытовых отходов;

5) контроль за сбалансированностью элементов питания в почвах, особенно в зонах влияния комбинатов по производству удобрений;

6) контроль за изменением солевого режима на орошаемых и интенсивно удобряемых почвах;

7) контроль за физическим состоянием почв при орошении, осушении, использовании тяжелых машин и механизмов;

8) контроль за загрязнением почв тяжелыми металлами и радионуклидами при глобальных выпадениях;

9) контроль за локальным загрязнением почв тяжелыми металлами и радионуклидами в зонах влияния предприятий, атомных электростанций и транспортных магистралей;

10) контроль за уровнями накопления в почвах пестицидов и их метаболитов, а также за загрязнением почв бытовыми отходами;

11) контроль за локальным загрязнением почв нефтепродуктами в районах нефтепромысла, нефтебаз, перерабатывающих заводов при особом внимании к токсичным и канцерогенным веществам;

12) долгосрочный и сезонный (по фазам развития растений) контроль над влажностью, температурой почв и содержанием доступных растениям форм элементов питания;

13) экспертная оценка вероятных изменений свойств почв в связи с проектированием гидростроительства, мелиорации, внедрением новых систем земледелия, удобрений и т. п.

В зависимости от целей и задач мониторинга объектами его могут стать или специально выбранные территории, наиболее подверженные опасности глубоких изменений свойств почв под антропогенным воздействием, или вся площадь, занятая в сельскохозяйственном производстве. В качестве обязательных объектов мониторинга должны быть выделены фоновые территории, в число которых, кроме биосферных заповедников, должны быть включены и используемые в хозяйствах земли с минимальным техногенным воздействием. Периодичность наблюдений определяется темпами развития контролируемых процессов (от 1 года до десятков лет) или физиологическими особенностями возделываемых культур (не менее 2–3 раз за вегетационный период).

Показатели ранней диагностики негативных изменений свойств почв позволяют обнаружить и остановить неблагоприятные процессы на начальных стадиях их развития. Это прежде всего показатели биологической активности почв – численность и видовой состав микроорганизмов и беспозвоночных животных, их биомасса, ферментативная активность почв, интенсивность выделения углекислого газа почвой, активность азотфиксации и денитрификации, нитрификационная способность почвы. Их использование при мониторинге промышленного загрязнения позволяет обнаружить тенденции и скорость происходящих в почве изменений, судить о степени опасности поллютантов.

Показатели средней устойчивости характеризуют краткосрочные изменения свойств почв и обеспечивают текущий контроль ее состояния. С этой целью целесообразно использовать катионо-обменные свойства почв, содержание доступных для растений форм элементов питания, кислоторастворимых форм соединений кальция, магния, железа и алюминия, подвижных форм соединений тяжелых металлов и радионуклидов, скорость деструкционных процессов, мощность и запасы подстилки, фракционный состав гумуса. Измерения должны проводиться через 2–5 лет.

Показатели долгосрочной диагностики нарушений почвообразования при загрязнении. К ним относятся валовой состав почв, включая валовое содержание тяжелых металлов и радионуклидов, состав почвенных минералов, содержание и запасы гумуса, морфологические и физические свойства почв (плотность, структурное состояние, водопроницаемость, гранулометрический состав), т. е. фундаментальные свойства почв. Оценка их необходима как точка отсчета, как исходная характеристика почв на предварительном этапе мониторинга. Эти свойства формируются в результате длительных однонаправленных процессов и поэтому требуют измерений через 10 и более лет.

Росгидромет обеспечивает участие России в глобальной системе мониторинга окружающей среды. Различные пункты выполняют гидрохимические, гидрологические и гидробиологические измерения, наблюдения за качеством воздуха, за состоянием почв, растительности и т. п. На организацию измерений в Росгидромете существенно влияет характер антропогенного загрязнения окружающей среды. Так, многие посты на реках установлены ниже сбросов крупных предприятий.

В настоящее время системой Росгидромета регулярно проводятся измерения. Систематически собранные по единым методикам данные измерений на определенной территории в течение многих лет собираются органами Росгидромета. По этим данным судят о долговременной динамике тех или иных показателей, поэтому они являются в своем роде уникальными. Загрязнение, создаваемое выбросами или сбросами относительно небольшого предприятия, или, например, состояние малой реки имеют немного шансов быть отраженными в данных Росгидромета. Тем не менее в связи с частной проблемой может оказаться полезным выяснение общей ситуации, фона, на котором наблюдаются частные явления. Для этой цели также могут быть использованы данные Росгидромета. Территориальную структуру Росгидромета образуют управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (УГМС), каждое из которых охватывает несколько субъектов Федерации. Им подчинены центры мониторинга окружающей среды областного (краевого, республиканского) уровня. Этим центрам могут быть подчинены лаборатории, обслуживающий персонал постов, однако предоставлением информации сами лаборатории и посты не занимаются.

Информацию в системе Росгидромета трудно получить, потому что в настоящее время она стала продутом коммерческих сделок. Существуют установленные прейскуранты, причем система ценообразования на конкретные результаты измерений является довольно жесткой. Но в то же время в территориальных центрах можно ознакомиться с публикациями Росгидромета. Эти публикации, взятые в совокупности, образуют систему источников, отражающую состояние окружающей среды.

В систему органов санитарно-эпидемиологической службы РФ входят Госкомсанэпиднадзор России, его центры в республиках, краях, областях, городах и районах, научно-исследовательские учреждения, лаборатории и другие учреждения. Эта служба выполняет свои задачи посредством санитарного нормирования, осуществления разрешительных, надзорных и контрольных функций.

Под термином «санитарное нормирование окружающей среды» понимают установление предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ, радиоактивных излучений, шума, вибрации, вредного воздействия магнитных полей и других физических, химических, биологических воздействий.

Разрешительные функции в области охраны окружающей среды и здоровья человека выполняются санэпидслужбой в трех формах, таких, как:

1) выдача заключений на размещение предприятий и сооружений, их технико-экономическое и экологическое обоснование на ввод объектов в эксплуатацию;

2) разрешение на применение химических и иных токсических веществ в отдельных отраслях народного хозяйства;

3) ведение регистра потенциально опасных химических и биологических веществ.

Надзорная функция включает в себя организацию систематической проверки соблюдения санитарного законодательства предприятиями, учреждениями, организациями и жителями города. Контрольная функция санэпидслужбы заключается в осуществлении социально-гигиенического мониторинга, представляющего собой государственную систему наблюдения, оценки и прогнозирования состояния здоровья населения в связи с состоянием среды обитания человека. На основе полученных сведений формируется база данных о здоровье населения, тенденциях его развития под воздействием окружающей среды. Решения, которые принимает санэпидслужба в пределах своей компетенции, являются обязательными для всеобщего исполнения.

Предприятия и организации посещают должностные лица санэпидслужбы, уполномоченные в пределах своей компетенции, которые имеют право требовать представления соответствующих данных о соблюдении санитарных норм и предельно допустимых концентраций вредных веществ, давать обязательные к исполнению указания. В определенных случаях, предусмотренных законодательством, санэпидслужба может приостановить, ограничить, прекратить деятельность объекта, наложить административный штраф, передать материалы дела органам следствия, предъявить в суде или арбитражном суде иска о возмещении ущерба. Санэпидслужба сотрудничает с представительными и исполнительными органами власти, а также специально уполномоченными органами в области охраны окружающей природной среды – городскими комитетами по охране окружающей среды Минприроды, архитектурно-строительными отделами Госстроя РФ, постами и пунктами наблюдения Роскомгидромета, ГИБДД.

В соответствии с Конституцией РФ области природопользование, охрана окружающей среды и экологическая безопасность составляют сферу совместной компетенции Федерации и субъектов Федерации, т. е. субъекты Федерации могут с учетом собственного правового регулирования вносить те или иные дополнения в компетенцию органов экологического управления и их структуру и открывать планово-координационный центр, нормативный отдел, отдел контрольно-инспекционной и экологической экспертизы, городской экологический фонд, отдел пропаганды (информации).

Среди функций комитета охраны окружающей среды города называют следующие:

1) учетная функция – учет природных ресурсов города и их изменения, учет выбрасываемых отходов и мест по их размещению;

2) планово-координационная функция – планирование городских природоохранительных мероприятий на основе координации экологической деятельности отраслевых природоохранительных служб;

3) нормировочная функция – разработка нормативов выбросов, сбросов вредных веществ для предприятий, норм захоронения твердых отходов, определение платежей за пользование ресурсами и загрязнение окружающей среды;

4) инспекционная функция – организация проверки и контроля над выполнением экологических нормативов и эколого-правовых норм;

5) финансовая функция – формирование внебюджетного экологического фонда и контроль его расходования;

6) информационная функция – экологическое просвещение, воспитание, экологическая информация населения;

7) разрешительная функция – выдача разрешений, лицензий на размещение вредных веществ, на специальное и обособленное водопользование, вывоз за рубеж некоторых видов животного мира, выброс вредных веществ, проведение государственной экологической экспертизы;

8) контрольная функция – довольно широкая функция, зависящая от местных условий и заключающаяся в:

а) ведении контроля над рациональным использованием земель, обоснованностью отводов для хозяйственного строительства сельскохозяйственных земель;

б) учете деградированных и загрязненных земель, принятие мер по их восстановлению (совместно с Роскомземом);

в) учете и регистрация потенциально опасных химических и биологических веществ (совместно с органами Госкомсанэпиднадзора).

Выдача лицензии на специальное и обособленное водопользование осуществляется Комитетом по охране недр совместно с Комитетом РФ по водному хозяйству. А совместно с Комитетом по геологии выдается разрешение на разработку подземных вод и водопотребление.

В соответствии с Законом «Об охране окружающей природной среды» комитеты охраны окружающей среды и органы санэпиднадзора обладают правом привлекать виновных организаций и лиц за совершение экологических правонарушений к административной ответственности в виде штрафа. Право наложения административного штрафа предоставлено должностным лицам Комитета без обращения в суд или комиссию. Комитет находится в постоянном взаимодействии со службами земельных ресурсов, водного хозяйства, охраны лесов и нелесной городской растительности, гидрометеоконтроля, внутренних дел, атомного надзора и ядерной безопасности.

Охрана земель осуществляется на основе комплексного подхода к угодьям как к сложным природным образованиям (экосистемам) с учетом их зональных и региональных особенностей.

Система рационального использования земель должна носить природоохранный, ресурсосберегающий характер и предусматривать сохранение почв, ограничение воздействия на растительный и животный мир, геологические породы и другие компоненты окружающей среды.

Землевладельцы в целях обеспечения охраны земель, землепользователи и арендаторы осуществляют рациональную организацию территории; восстановление и повышение плодородия почв, а также других свойств земли; защиту земель от водной и ветровой эрозии, селей, подтопления, заболачивания, вторичного засоления, иссушения, уплотнения, загрязнения отходами производства, химическими и радиоактивными веществами, от других процессов разрушения; защиту от зарастания сельскохозяйственных угодий кустарниками и мелколесьем, сорняками и других процессов ухудшения культурно-технического состояния земель; консервацию деградированных сельскохозяйственных угодий, если иными способами невозможно восстановить плодородие почв; рекультивацию нарушенных земель, повышение их плодородия и других полезных свойств земель; снятие, использование и сохранение плодородного слоя почвы при проведении работ, связанных с нарушением земель.

В рамках республиканских и территориальных программ государственные органы принимают необходимые меры по охране земель. Законодательством устанавливается порядок консервации деградированных сельскохозяйственных угодий. Законодательством об охране природы устанавливаются экологические требования к размещению, проектированию, строительству и эксплуатации объектов, строений и сооружений.

Мероприятия по охране земель при размещении, проектировании, строительстве и вводе в эксплуатацию новых и реконструируемых объектов, строений и сооружений, а также внедрении новых технологий, отрицательно влияющих на состояние земель, предусматриваются и осуществляются мероприятия по охране земель.

В целом все российские населенные пункты делятся на города и поселки городского типа, а также на сельские населенные пункты.

Населенный пункт признается городом при условии, что численность населения, постоянно проживающего в населенном пункте, составляет не менее 12 тыс. человек, и не менее 85 % проживающих составляют рабочие и служащие.

Основываясь на принципе численности, города делят на 6 типов:

1) сверхкрупные города (свыше 3 млн человек);

2) крупнейшие города (от 1 млн до 3 млн человек);

3) крупные города (от 250 тыс. до 1 млн человек);

4) большие города (от 100 тыс. до 250 тыс. человек);

5) средние города (от 50 тыс. до 100 тыс. человек);

6) малые города и поселки (до 50 тыс. человек).

Городскими являются те земли, которые находятся в черте города.

В земельную территорию города входят следующие категории:

1) производственные зоны;

2) рекреационные зоны;

3) жилые зоны;

4) зоны сельскохозяйственного использования;

5) иные зоны режимных территорий;

6) общественно-деловые зоны;

7) зоны военных объектов;

8) зоны инженерной и транспортной инфраструктур;

9) зоны специального назначения.

Жилые зоны – это зоны, отведенные под застройку и застроенные жилыми помещениями, а также территории садоводческих и дачных кооперативов, которые находятся в городской черте. В них допускается также размещение отдельно стоящих, встроенных или пристроенных объектов социального, культурного и бытового обслуживания населения, автостоянок, промышленных, коммунальных складских объектов, для которых не требуется установления санитарно-защитных зон и деятельность которых не оказывает вредного воздействия на окружающую среду.

Для размещения промышленных, складских и коммунальных объектов, объектов транспортной инфраструктуры предназначаются производственные зоны.

Территории, предназначенные для размещения и функционирования сооружений и коммуникаций железнодорожного, автомобильного, речного, морского, воздушного и трубопроводного транспорта, связи, инженерного оборудования, относят к зонам инженерной и транспортной инфраструктур.

Для организации мест отдыха существуют так называемые рекреационные зоны. Они представлены садами, парками, лесопарками, городскими лесами, пляжами. На этих территориях запрещается строительство и расширение действующих промышленных, коммунальных и складских объектов, которые не связаны с эксплуатацией объектов оздоровительного и рекреационного назначения.

В пределах городской черты размещаются также зоны сельскохозяйственного использования, которые заняты садами, огородами, пашнями, виноградниками, пастбищами, сельскохозяйственными зданиями, строениями, сооружениями.

Городские зоны специального назначения предназначены для размещения кладбищ, крематориев, свалок бытовых отходов, использование которых несовместимо с использованием других видов территориальных зон.

Земли, которые обслуживают нужды местного населения, представляют собой муниципальную собственность, находящуюся в полном ведении и управлении муниципальных органов. К муниципальной собственности города относятся земельные участки, занятые объектами местного значения, предприятиями местной промышленности, сооружениями города. Кроме того, на праве собственности городу принадлежат участки недр для разработки общераспространенных полезных ископаемых, лесные участки городских лесов (муниципальные леса), замкнутые водоемы, рыбные запасы и дикие животные, птицы, обитающие в муниципальных лесах и водоемах.

Запрещается ввод в эксплуатацию объектов и применение технологий, которые не обеспечивают меры защиты земель от деградации. Землеустроительные и природные органы согласовывают размещение объектов, влияющих на состояние земель.

Земельные участки, на которых невозможно получить продукцию вследствие химического или радиоактивного загрязнения, исключаются из сельскохозяйственного оборота и переводятся в земли запаса для их консервации. Производство и реализация сельскохозяйственной продукции на таких землях запрещаются. Сохранение на таких землях жилых помещений, помещений производственного, социального и культурного предназначения, а также проведение на этих землях работ определяется законодательством.

Цель санитарной охраны почвы состоит в сохранении такого ее качества, при котором почва не являлась бы фактором передачи заразных для человека и животных заболеваний и не привела бы к острому или хроническому отравлению экзогенными химическими веществами с возможными отдаленными последствиями.

Санитарная очистка представляет собой комплекс плановых, организационных, санитарных, санитарно-технических, хозяйственных мероприятий по сбору, удалению, обезвреживанию и утилизации твердых отходов, появляющихся в населенных местах, в целях сохранения здоровья населения и общего благоустройства. Официальные мероприятия санитарной очистки носят название генеральной схемы очистки населенных мест. К мероприятиям по санитарной очистке населенных мест относятся:

1) сбор твердых отходов;

2) временное хранение твердых отходов;

3) транспортировка твердых отходов;

4) обезвреживание твердых отходов;

5) утилизация твердых отходов.

Эта группа мероприятий обусловливает выполнение гигиенических требований, которые предъявляются к правильному устройству и эксплуатации объектов, предназначенных для сбора, временного хранения, транспортировки, обезвреживания и утилизации твердых и жидких отходов бытового и промышленного характера.

Все промышленные и бытовые отходы подразделяют на две группы:

1) жидкие отходы – нечистоты из выгребов уборных, помои (от приготовления пищи, мытья тела, посуды и пр.), сточные воды: хозяйственно-фекальные (бытовые), промышленные, городские, атмосферные (ливневые и талые), а также грязная вода от мойки и поливки мостовых и тротуаров;

2) твердые отходы – мусор (домовые отходы), уличный смет, отходы предприятий общественного питания (отходы кухни, остатки пищи), отходы торговых и промышленных предприятий, отходы лечебных и санитарно-эпидемиологических учреждений (остатки лекарств, кусочки тканей после операции, последы, трупы лабораторных животных), отбросы и отходы животного происхождения (трупы животных), шлаки из котельных, строительный мусор, городской грунт.

Отходы, которые накапливаются в населенном пункте, удаляют тремя способами, такими, как:

1) сплавной;

2) вывозной;

3) смешанный.

Сплавная система применяется в тех населенных пунктах, где все отходы (как жидкие, так и твердые) сплавляются по специальной системе труб, т. е. в полностью канализованных населенных пунктах. Это удаление отходов называется канализацией. Канализация представляет собой комбинацию инженерных сооружений, которые приспособлены для приема сточных вод, отведения их по разветвленной сети подземных труб за пределы населенного пункта к сооружениям для очистки, а также для очистки их на этих сооружениях.

Существуют следующие виды канализаций:

1) хозяйственно-бытовая, обслуживающая жилые застройки и здания общественного назначения населенного пункта;

2) промышленная, приспособленная для отвода использованных (технических) сточных вод предприятий;

3) ливневая, которая отводит дождевые и талые воды.

Хозяйственно-бытовая и ливневая канализации могут быть объединены в систему общесплавной канализации. Важным моментов в санитарном отношении является то, что при взаимном расположении канализационной и водопроводной сетей не было бы угрозы загрязнения последней при авариях. При очистке и обезвреживании сточных вод необходимо так улучшить их свойства и состав, чтобы они не содержали возбудителей инфекций, не вызывали изменений ни в составе воды, ни в общем режиме функционирования водоема. Вещества, входящие в состав фекально-хозяйственных сточных вод, находятся в различном физическом состоянии (твердом, дисперсном, коллоидном, жидкой фазе). Процесс очистки предполагает два этапа, таких, как:

1) механическая очистка – выделение из сточной воды взвешенных веществ;

2) биологическая очистка – минерализация органических веществ, находящихся в коллоидном и растворенном состоянии.

Для того чтобы очистить отходы механически, как правило, используются обычные приемы задержания взвеси в отстойниках разной конструкции. При отстаивании сточных вод происходит задержка основной массы взвешенных веществ. Далее сточные воды поступают в сооружения биологической очистки.

Сущность биологической очистки сточных вод заключается в том, что различные биологические микроорганизмы способны разлагать загрязняющие вещества. Основными целями биологической очистки являются обезвреживание, минерализация коллоидных и растворенных органических веществ сточной воды, так как их невозможно извлечь механическим путем. Биологическая очистка в основном протекает по типу аэробного окислительного процесса, в котором участвуют органические вещества сточной воды, микробы и кислород воздуха. Сооружения и приемы биологической очистки могут быть разделены на две группы:

1) почвенные (поля фильтрации, поля орошения, биологические фильтры);

2) вводные (биологические пруды, аэротенки).

Поля фильтрации и поля орошения представляют собой земельные участки, на которых сточная вода подводится, равномерно распределяется, фильтруется через слой почвы и в процессе фильтрации подвергается биологической очистке. Поверхность всех частиц загрузки покрывается сплошной биологической пленкой за счет адсорбции микробов из сточной воды и последующего их размножения. Биологическая пленка играет роль основного активного агента в очистке воды. Биологические пруды – водоемы для биологической очистки сточных вод в естественных условиях. Сточная вода поступает в них после отстаивания и разбавления в 3–5 раз речной водой. Вода медленно протекает через пруд в течение 2–3 суток, однако энергичные окислительные процессы идут только летом, так как при температуре 6 °C они замирают. Аэротенк для очистки сточных вод представляет собой прямоугольный резервуар для биологической очистки сточных вод с аэрацией воздухом. Распад органических веществ в нем происходит в самой толще воды за счет искусственного интенсивного насыщения воды воздухом и образования активного ила в виде хлопьев, заменяющих биологическую пленку на фильтрах.

Из всех приемов биологической очистки наибольшие преимущества имеют поля орошения: надежность и высокий результат обезвреживания, простота эксплуатации и возможность использовать сточную воду для удобрения и орошения в интересах народного хозяйства. При выборе наиболее интенсивных приемов очистки следует учесть, что аэротенки требуют сравнительно сложного оборудования и квалифицированного технического обслуживания, поэтому уместнее их применять на крупных очистных станциях. На средних и малых станциях незаменимы биологические пруды.

Эффективность очистки определяется по степени уменьшения содержания веществ в сточных водах на основании лабораторных анализов и сравнения результатов их с показателями. При отсутствии канализации в военном городке для сбора жидких отходов оборудуются дворовые уборные и помойные ямы, которые должны иметь водонепроницаемые и защищенные от доступа мух выгребы. Дворовые уборные должны быть удалены от жилых домов не менее чем на 20 м, а от колодцев – не менее чем на 50 м. Выгребы должны очищаться специальным транспортом не реже чем раз в полгода. Жидкие отходы из выгребов вывозятся на поля ассенизации или поля запахивания.

Поля ассенизации используются для обезвреживания нечистот и посевов сельскохозяйственных культур на основе севооборотов. На полях запахивания нечистоты обезвреживаются без использования в сельском хозяйстве.

Вывозная система применяется в неканализованных населенных пунктах. В этом случае удаление жидких и твердых отходов осуществляется специальным транспортом. Такой способ удаления (вывоз) твердых отходов получил название очистки, а жидких отходов (нечистот) – ассенизации. Сбор твердых бытовых отходов может осуществляться при помощи мусоропроводов, квартирных, дворовых и уличных мусоросборников, контейнеров.

Для вывоза мусора и других твердых отходов применяют специальные автомашины – мусоровозы. Новым прогрессивным методом удаления отходов является его транспортировка по трубопроводам. Обезвреживание твердых отходов как один из элементов в системе очистки населенных мест является самым важным, так как именно на этом этапе отходы должны стать безвредным субстратом в эпидемиологическом и санитарном отношении.

При формировании и развитии городов сложились два основных метода обезвреживания твердых отходов: утилизационный (переработка отходов в органические удобрения, биотопливо, выделение вторичного сырья для промышленности, использование неутилизируемых горючих частей в качестве энергетического топлива) и ликвидационный (захоронение в землю, сброс в море, сжигание без использования тепла).

По технологической сущности методы обезвреживания могут быть разделены на:

1) биотермические (свалки, поля запахивания, полигоны складирования, компостные поля и заводы биотермического компостирования);

2) термические (сжигание без использования, сжигание отходов как энергетического топлива, пиролиз с получением горючего газа и нефтеподобных масел);

3) химические (гидролиз);

4) механические (сепарация отходов с последующей утилизацией, прессование отходов в строительные блоки).

Наиболее широкое применение получили удовлетворяющие гигиенические требования биотермические методы обезвреживания твердых отходов: обезвреживание в биотермических камерах, компостах, траншеях, закладка в парники, усовершенствованные свалки, ускоренные (индустриальные) способы биотермического обезвреживания мусора.

Однако основная часть этих отходов складируется временно на промышленных предприятиях, а затем удаляется и подлежит захоронению на специальных полигонах, предназначенных для неутилизируемых промышленных отходов. Полигоны для твердых промышленных отходов мало чем отличаются от бытовых, за исключением состава отходов. Отходы, как правило, имеют более однородный состав, часто высокотоксичны, требуют дополнительные физико-химические методы разложения. Основная часть отходов размещается в хранилищах, не соответствующих нормативным требованиям. Экологическая проблема утилизации, переработки, обезвреживания и размещения промышленных отходов (особенно токсичных) является, бесспорно, актуальной, но существующая система устранения отходов несовершенна и влечет за собой новые, не менее сложные проблемы. Таким образом, кроме прямого воздействия на почвы промышленных выбросов и сбросов, интенсивно идет процесс вторичного загрязнения земель в результате вымывания токсичных соединений из отвалов, шлакохранилищ и свалок.

Некоторые отходы содержат материалы, которые особенно опасны для людей. Эти отходы называются особо токсичными (или специальными) отходами. Часть из наиболее опасных отходов разрушается в специальных печах. Вещества, которые сжигаются, включают сложные соединения углерода, водорода и одного или более галоидных соединений (хлора, фтора, йода и брома). Эти химикаты поступают из пестицидов, пластмасс и медицинских препаратов, а также из различных растворителей для обезжиривания и сухой химчистки. Процесс сжигания очень дорог и используется только для наиболее опасных отходов. Свалка по-прежнему самый дешевый способ захоронения отходов и используется для многих опасных отходов, таких, как асбест, кислотные и щелочные отстой отходов тяжелых металлов, химикаты из пластмассовой промышленности и отходы масел. Немногие свалки специализируются на утилизации опасных отходов, и они тщательно контролируются для уменьшения опасности загрязнения. Например, отходы многих тяжелых металлов выбрасываются в виде осадка нерастворенных солей. Если на ту же землю вылить кислоты, то они могут сформировать растворимые соли тяжелых металлов, которые могут отравить местные источники. Прежде всего на карте должно быть отмечено точное положение всех отходов, и выброс на свалке должен тщательно контролироваться. Предприятия сливают промышленные стоки в водоемы или (после предварительной физико-химической очистки) в канализационную сеть, а там они подвергаются той же обработке, что и коммунальные стоки. Для высокотоксичных промышленных стоков применяются скважины. Требования к подобным скважинам и к грунту очень строгие. Однако отсутствие подобных полигонов по захоронению высокотоксичных отходов (I и II класса опасности) усугубляет экологическую обстановку области.

Главными причинами неудовлетворительной работы очистных сооружений механического и физико-химического типа являются следующие:

1) чрезмерная концентрация загрязняющих веществ, поступающих на очистку, в сточных водах;

2) несоблюдение технологии очистки подаваемых сточных вод;

3) превышение норм поступающих сточных вод;

4) несоответствие нормам эксплуатации очистных сооружений.

Зачастую промышленные предприятия, не имеющие собственных очистных сооружений, что чаще всего бывает в центральных частях населенных пунктов, спускают отработанные воды в канализацию. Естественно, это должно оплачиваться в соответствии с объемом и степенью загрязнения отходами, поэтому так часто нарушаются нормы сброса отходов из-за попытки снизить расходы.

Обработка сточных вод предполагает:

1) нейтрализацию кислот и щелочей;

2) переработку тяжелых металлов и накопление их в твердом отстое;

3) сепарацию нефти и жиров от воды;

4) отстаивание загрязненных твердых веществ в воде.

Полная обработка отработанной воды и перечисленные процессы могут произвести шламовые отходы, которые обычно выбрасывают на свалки.

Накопление жидких бытовых отходов (фекалий, мочи, помоев) происходит в туалетах (клозетах). Виды туалетов: туалеты индивидуального пользования (квартирные), общественного пользования (в учреждениях и на предприятиях), общественные (на улицах, площадях, стадионах и т. д.) и дворовые уборные. Выделяют также туалеты канализованные и неканализованные.

Наилучшим типом уборной, который применяется при отсутствии канализации, является люфтклозет (теплая уборная). Они устраиваются в помещении, являются простыми для пользования; при соблюдении норм эксплуатации не загрязняют окружающую среду.

Устраивать люфтклозеты можно только в одно– и двухэтажных зданиях. Вследствие того что происходит испарение нечистот и уменьшение их объема, очистка выгреба производится 1–2 раза в год и реже. Если канализация отсутствует, могут быть использованы ящичные уборные и дворовые уборные с выгребом. Водяной клозет является наилучшим в гигиеническом отношении видом туалетов при наличии канализации. Самоочищение почвы может быть использовано для обезвреживания нечистот. Правильно отправленные в почву нечистоты, богатые органическими веществами, достаточно быстро минерализуются, обрабатываются при участии бактерий. При этом улучшается структура почвы, она увлажняется, обогащается минералами и микроэлементами (азотом, фосфором, калием), что повышает ее плодородие.

В настоящее время существуют несколько способов почвенного обезвреживания нечистот:

1) ассенизаторские поля, где производится не только обезвреживание нечистот, но и посев сельскохозяйственных культур;

2) поля запахивания, куда нечистоты закапываются. В дальнейшем эта зона не подвергается сельскохозяйственной обработке.

Наиболее перспективными с позиции санитарной гигиены способами обезвреживания твердых промышленных отходов следует считать высокоэффективные, замкнутые, мало– или безотходные процессы данного вида производства. Другим столь же перспективным методом обезвреживания промышленных отходов является их широкое использование в народном хозяйстве с учетом определенных гигиенических требований. Если соблюдать нормы санитарной обработки, то данная методика позволяет получать субстрат, безвредный для здоровья людей и гигиены окружающей среды. Вообще все отходы промышленного производства делят на утилизируемые и неутилизируемые. Первые используются в народном хозяйстве в качестве топлива, стройматериалов, удобрений, сырья для регенерации и получения вторичного сырья. Второй вид отходов потенциально опасен для окружающей среды и здоровья населения. Эти виды отходов являются очень токсичными. Кроме этого, в промышленных отходах может содержаться сразу несколько видов веществ с различным классом токсичности. Нужно отметить, что определение класса токсичности промышленных отходов только по величине LD-50 недостаточно. Ведь большую опасность для окружающей среды и их токсикологическое влияние на организм представляют растворимость и способность к испарению этих химических веществ. Все эти факторы учитываются при классификации промышленных отходов.

Также важнейшей проблемой современной экологии является переработка ядерных отходов.

Обычно рассматривают три категории радиоактивных отходов:

1) высокоактивные отходы – жидкости или твердые вещества, которые необходимо хранить, так как они слишком опасны, для того чтобы их можно было выбросить в биосферу. При расщеплении каждой тонны ядерного горючего образуется около 400 л таких высокоактивных отходов.

Среди других способов избавления от отходов рассматриваются следующие:

а) превращение жидкостей в инертные твердые вещества (керамику) для захоронения в глубоких геологических горизонтах;

б) хранение жидких и твердых отходов в глубоких соляных шахтах. Проблема осложняется тем, что высокоактивные отходы выделяют большое количество тепла, которое может расплавить стены соляных шахт или вызвать небольшие землетрясения, если оно выделяется в разломах определенных типов;

2) низкоактивные отходы – жидкости, твердые вещества и газы, обладающие очень низкой активностью, но занимающие слишком много места, чтобы хранить их целиком. Поэтому их приходится рассеивать в окружающей среде, но таким образом и в таких количествах, чтобы эта радиоактивность не вызывала ощутимого повышения фона и не концентрировалась в пищевых цепях;

3) отходы с промежуточной активностью. Их активность достаточно высока, чтобы вызвать местное загрязнение, но достаточно низка, чтобы можно было отделить высокоактивные или долгоживущие компоненты, а с основной массой обращаться как с низкоактивными отходами.

Цикл уранового горючего на электростанциях состоит из таких фаз, как:

1) добыча и измельчение;

2) очистка (химические реакции);

3) обогащение (повышение относительного содержания урана-235);

4) изготовление ядерных топливных элементов;

5) загрузка ядерного топлива в реактор;

6) регенерация расщепленного горючего;

7) захоронение или другой способ хранения отходов.

Хотя большая часть радиоактивных отходов образуется в реакторе, наиболее трудны те проблемы переработки отходов, с которыми приходится сталкиваться при регенерации, когда продукты деления удаляются из отработанных топливных элементов. Регенерационные установки и места захоронения расположены в разных местах вне собственно атомной электростанции. Это означает постоянную опасность аварий, возможных при перевозке отработанных элементов или высокоактивных отходов. Отходы с низкой и промежуточной активностью возникают также в непосредственной близости от реактора (особенно при утечках или поломках), а также при добыче и изготовлении топлива. Таким образом, на всем протяжении цикла существует постоянная угроза радиоактивного загрязнения среды. Чтобы свести эту угрозу к минимуму, около атомной станции должны быть отведены обширные участки земли.

До тех пор пока делящиеся материалы (уран, торий, плутоний и др.) будут использоваться в качестве источников энергии, факторами, лимитирующими использование теоретически неисчерпаемых источников атомной энергии, будут оставаться большие количества отходов от продуктов деления (те же самые радиоактивные изотопы, которые присутствуют в осадках), а также следовые количества расщепляемых материалов. При этом значительно снизятся потребности в горючем, но это не решит проблемы уничтожения отходов. Предполагается, что когда-нибудь станет возможным использование энергии синтеза. С продуктами деления тогда было бы покончено, но увеличилось бы количество веществ с наведенной активностью, в частности трития, который мог бы загрязнить гидрологический цикл в глобальном масштабе. Если бы радиоактивные отходы не лимитировали использования атомной энергии, то лимитирующим фактором стали бы тепловые отходы или, что более вероятно, сочетание тех и других отходов создавало бы предельные ограничения со стороны загрязнения.

Переход от минерального горючего к атомному до некоторой степени уменьшает загрязнение воздуха, но при этом возрастает загрязнение воды, особенно тепловое. Так, при производстве 1 кВт ч электроэнергии на тепловой станции тепловые отходы в атмосферу и в воду, используемую для охлаждения, составляют соответственно 400 и 135 ккал, а на современной атомной электростанции – 130 и 1900 ккал.

Программа изучения радиоактивности почв включает в себя следующие измерения:

1) мощность экспозиционной дозы γ-излучения с поверхности почв КПУ в динамике по годам – радиометром СРП-68-01;

2) плотность потока β– и γ-излучения с поверхности почв КПУ в динамике по годам – прибором КРБ-1;

3) активность по β-излучению смешанных почвенных образцов – радиометром «Бета»;

4) мощность эквивалентной дозы γ-излучения смешанных почвенных образцов – радиометром-дозиметром МКС-01Р1;

5) плотность потока β-излучения смешанных почвенных образцов – радиометром-дозиметром МКС-01Р1.

В настоящее время неутилизируемые промышленные отходы в стране делятся на пять классов опасности с учетом их токсичности, влияния на окружающую среду и технологии обезвреживания промышленных отходов на полигонах.

К I классу относятся неутилизируемые нефтемаслоотходы, которые содержат до 80 % воды и до 10 % грунта и механических включений. Обезвреживаются эти отходы сжиганием. Их количество стабильно и составляет примерно 5000 т в год.

Ко II классу относятся жидкие отходы, содержащие органические загрязнения, с ХПК около 25 000 мг/л. Эти отходы частично выпариваются в процессе сжигания органических загрязнений.

К III классу относятся жидкие отходы с минеральными загрязнениями (кислотами, щелочами, солями, гидроокисями тяжелых металлов). Нейтрализуются в котлованах за счет взаимного смешения и добавления реагентов.

К IV классу относятся условно-твердые отходы, в том числе пастообразные, которые смешиваются с опилками. С других предприятий сгущенные таким образом отходы помещают в котлован и изолируют сверху слоем грунта. На эту почву высевают травы, высаживают деревья и декоративные кустарники.

К V классу относятся особо токсичные ядовитые сильнодействующие соединения. Их прием и захоронение производят в металлических контейнерах. Предприятие-поставщик, кроме паспорта, характеризующего состав отходов, представляет акт о герметичности контейнера. Количество подобных отходов составляет примерно 0,5–1 % от всей перерабатываемой на полигоне массы. Повсеместно основными методами обезвреживания неутилизируемых промышленных отходов являются термическая обработка и захоронение на промышленных полигонах.

Однако основная часть неутилизируемых промышленных отходов складируется временно на промышленных предприятиях, а затем удаляется и подлежит захоронению на специальных полигонах, предназначенных для неутилизируемых промышленных отходов.

К санитарно-техническим мероприятиям можно также отнести процесс промывки. Этот процесс преследует две цели. Механическое воздействие и вода (иногда с добавками) физически удаляют загрязнения из почвенных частиц. Перемешивание почвенных частиц позволяет отделить сильно загрязненные мелкие частицы от более крупных почвенных частиц, тем самым снижая объем материала, требующего дальнейшей обработки, и затраты на процесс обеззараживания. Таким образом, этот процесс основан на использовании воды с последующим уменьшением объема, при котором опасные загрязняющие вещества извлекаются и концентрируются с помощью физических и химических методов в небольшой части осадка, соразмерной с первоначальным объемом загрязнений. Основная концепция процесса состоит в переносе загрязняющих веществ из почвы в промывочную воду с последующим их извлечением. Очищенная почва может быть возвращена на участок или может найти другое полезное применение. Оставшийся небольшой объем загрязненного осадочного концентрата может быть обработан другими разрушающими или связывающими процессами, такими как сжигание, низкотемпературная термальная десорбция, химическая экстракция, дехлорирование, биологическое разложение, затвердевание (стабилизация) и остекленение.

Среди физических методов обработки почвы различаются:

1) дробление;

2) грохочение;

3) мокрая сортировка;

4) притирочное размельчение;

5) сепарация в плотной среде;

6) флотация;

7) гравитационное осаждение;

8) механическое обезвоживание.

К химическим средствам обработки почвы относятся поверхностно-активные вещества, вещества, вызывающие образование хелатных соединений, детергенты, флоккулянты, коагулянты и вещества, регулирующие реакцию среды.

Процесс промывки представляет собой наиболее эффективный метод обработки почв, донных отложений рек, озер. Для эффективной и экономически выгодной промывки необходимо, чтобы загрязненная почва или донные отложения содержали менее 40 % ила, а размеры частиц глины не превышали 63 мкм, на твердые органические вещества не должно приходиться более 20 % от общего объема.

Методом промывки эффективно удаляются следующие загрязнения:

1) креозот;

2) цианиды;

3) радиоактивные загрязнения;

4) тяжелые металлы;

5) насыщенные нефтепродуктами донные отложения;

6) пестициды.

Первый этап – подготовка почвы к очистке.

Необходимо приготовить суспензию с размером частиц не более 6 мм, что достигается с помощью набора сит или первичного виброэкрана. При неэффективности данной методики возможно размельчение крупных частиц. Для контроля размеров частиц суспензии и отделения материала, не требующего очистки, используется мокрое вибрационное экранирование, при котором в поток добавляется промывочная вода, создающая среду, в которую переносятся все загрязняющие вещества, затем удаляющиеся.

Второй этап – смешивание, притирочное размельчение, поверхностное извлечение.

На данном этапе отсортированную суспензию направляют в машину, где происходит размельчение методом притирки. При этом загрязнения отслаиваются от поверхности гранулированных почвенных частиц и переносятся в воду для промывки.

В данном случае используется комбинированное воздействие механических и жидкостных касательных напряжений, вызываемых взаимным трением гранулированных частиц, действием химических веществ, которые ускоряют растворимость веществ, загрязняющих поверхность гранулированных частиц.

Третий этап – отделение ила, глины и загрязняющих веществ, находящихся в промывочной воде, от размельченного гранулированного материала.

Этот процесс осуществляется при помощи гидроциклонов или наклонных разделителей винтового типа. В результате образуются два продукта: первый представляет собой обезвоженный поток твердых частиц, в состав которого входят твердые органические вещества (уголь, дерево, лигнин) и размельченный песок; второй – поток из промывочной воды с взвешенными в ней частицами твердого органического и минерального происхождения.

В состав промывочной воды также могут входить ионы тяжелых металлов, удаление которых в дальнейшем происходит путем ионообмена, осаждения или другими способами.

Четвертый этап – отделение загрязненного твердого органического вещества от размельченного гранулированного материала. Загрязненные твердые органические вещества (уголь, древесина, сгнившие остатки растительности) должны быть отделены от гранулированных компонентов почвы по причине того, что они имеют способность абсорбировать загрязняющие вещества. Это достигается применением уплотняющего сепаратора, который отделяет частицы органических веществ, имеющих меньшую силу тяжести, от частиц с наиболее тяжелой массой.

Осадочный органический продукт подвергается обезвоживанию и сжигается, если в этом есть необходимость. Очищенное твердое вещество подвергается повторному промыванию или сразу обезвоживается с помощью гидроциклона, вибросита или обезвоживателя. В таком виде его вполне возможно вернуть на то место, где была взята почва, использовать для производства асфальта или бетона.

Пятый этап – удаление растворенных загрязняющих веществ из промывочной воды.

Загрязненные минеральные ил или глина, которые находятся в промывочной воде, во взвешенном состоянии подвергаются коагуляции, флокуляции и осаждению. Полученный осадок обезвоживается. Для этого используют фильтрующий пресс. Для осаждения солей тяжелых металлов, которые могут присутствовать в промывочной воде, реакцию среды доводят до щелочной (при этом образуются гидроксиды металлов), удаляют путем флокуляции, осаждения и флотации растворенным воздухом с последующей фильтрацией загрязненного отстоя.

Шестой этап – менеджмент осадка.

После промывки почвы полученному осадку можно найти различное применение. Стабилизация осадков, загрязненных тяжелыми металлами и их гидроксидами, происходит в результате их отвердения. Твердые органические вещества, как правило, подвергаются сжиганию.

В настоящее время существует множество новых технологий, которые позволяют очищать почву от всех видов загрязнений, в том числе и от специфических. В целях экономии рекультивация почвы проводится на месте. Если финансовые возможности позволяют транспортировать большой объем грунта, то верхний слой почвы снимается и перевозится на специально подготовленный для этого полигон, на котором происходит обработка земли. Биологическая рекультивация проходит в два этапа: первый заключается в перемешивании твердых веществ в воде до формирования жидкой пульпы; второй этап осуществляется в твердой фазе, при этом почва, помещенная в специальную камеру, разрыхляется посредством добавления воды и питательных веществ.

В настоящее время среди химических средств защиты растений есть более 300 различных соединений, которые используются в сельском хозяйстве различных стран в виде разнообразных форм препаратов. Число выпускаемых препаратов ежегодно изменяется, менее эффективные заменяются более совершенными веществами.

При создании новых средств защиты растений важно, чтобы новые инсектициды и акарициды обладали селективным действием, в первую очередь системным. При том необходимо, чтобы они были как можно более безопасными для человека, домашних животных и полезных насекомых, а также доступными по способам производства. Учитывая способность вредителей растений приобретать устойчивость к различным группам препаратов, большое значение имеет создание рационального ассортимента с периодической заменой одних препаратов другими. Одновременно необходимо проводить замену более токсичных для человека и животных препаратов менее токсичными.

В результате химизации народного хозяйства растет число химических агентов, которые привлекают к себе внимание специалистов в самых разных областях профилактической и клинической медицины. В связи с этим важно иметь сведения о токсичности применяемых продуктов для предупреждения нежелательных последствий химизации производства и внешней среды, окружающей человека.

Токсикологический комитет подготовил проект закона, на основании которого обязательному этикетированию должны подлежать все химические продукты, содержащие вредные вещества и предназначенные для продажи, для применения в промышленности и в быту. Новые правила о маркировании этих продуктов не должны были распространяться на те из них, в отношении которых уже существуют специальные законы. При этом отмечается, что обозначения типа «яд» «опасно», требуют осторожности. Кроме того, такое обозначение нерационально, так как потребитель не в состоянии оценить такую градацию опасности и сделать для себя правильные выводы.

Необходимо иметь химические средства борьбы с сорными растениями. Проводятся работы по синтезированию гербицидов как сплошного, так и селективного действия для борьбы с сорняками. В большинстве случаев поисковые работы новых соединений в значительной мере ведутся эмпирически, так как пока нет единой гипотезы о зависимости биологической активности от строения.

Большое значение имеет синтез некоторых новых протравителей семян, обладающих значительно меньшей токсичностью для теплокровных, чем применяемые в настоящее время гранозан и меркуран. К ним относятся некоторые динитрофторгалоидбензолы, некоторые гетероциклические соединения мышьяка и органические соединения олова. Все эти соединения эффективны в борьбе с комплексом заболеваний злаков, включая фузариоз и другие заболевания. Некоторые вещества этой группы дают весьма обнадеживающие результаты при испытании в качестве протравителей почвы, поскольку относительно мал расход препаратов на единицу обрабатываемой площади.

Из перечисленных групп соединений некоторые приближаются по активности к органическим соединениям ртути, но значительно более безопасны для человека. Как и в ряду ранее известных протравителей семян, использование указанных веществ наиболее эффективно в комбинации с инсектицидами (γ-гексахлорциклогексаном, гептахлором, альдрином, дильдрином и препаратом 948). Интересные результаты получены и с некоторыми новыми производными трихлорфенола.

В результате систематического изучения различных классов органических соединений найдены некоторые новые группы фунгицидов для борьбы с болезнями вегетирующих растений. Из таких соединений укажем некоторые родананилиды сульфокислот, аналоги препарата каптан, соли цинка и меди, различных амидов сульфокислот, производные салициланилида и др. Некоторые из полученных соединений по фунгицидной активности превосходят соединения меди. Полевые опыты с цинксалициланилидом на коллоидной сере дали также обнадеживающие результаты.

Все возрастающей химизацией сельского хозяйства выдвинуты перед медицинской наукой и практическим здравоохранением на длительный период следующие основные задачи:

1) профилактика отравлений среди лиц, занятых применением пестицидов;

2) профилактика отравлений среди населения пищевыми продуктами, которые могут содержать и нередко содержат остаточные количества химических средств защиты растений в животных;

3) санитарная охрана водоемов, почвы и воздуха населенных мест, в которых непосредственно производятся или используются химические средства защиты растений и животных;

4) выявление канцерогенных свойств отдельных препаратов в целях запрещения применения их и замены другими, менее опасными веществами;

5) изыскание методов и средств диагностики и терапии интоксикаций;

6) разработка чувствительных и вместе с тем простых методов химического определения отдельных препаратов в воздухе, пищевых продуктах и в биологических средах.

Решение перечисленных и других задач требует широкого размаха гигиенических, токсикологических, клинических, патофизиологических, биохимических и других исследований. Некоторые из перечисленных задач не решены еще в отношении отдельных препаратов, уже нашедших широкое применение в сельском хозяйстве (не выяснены вопросы канцерогенности, не разработаны надежные методы определения в биологических средах и т. д.). Между тем в самое ближайшее время будут внедрены новые вещества в качестве инсектофунгицидов, гербицидов и т. п. Как правило, к нерешенным задачам относятся те, для которых необходимы более сложные и комплексные экспериментальные исследования, более тонкие методические приемы. В токсикологическом эксперименте необходимо решить ряд давно назревших, но еще не решенных вопросов, имеющих принципиальное значение для теории и практики. К таким вопросам относятся следующие.

1. Выяснение комбинированного действия на организм различных веществ. На протяжении вегетационного периода плодовые растения обрабатываются многими препаратами, следовательно, в условиях трудовой деятельности людей, а также с продуктами питания в организм может попадать одновременно несколько веществ.

2. Выяснение сочетанного действия на организм химических веществ и других факторов внешней, производственной среды (высоких и низких температур, солнечной радиации, пыли, вибрации и шума различной интенсивности). Здесь речь идет не только о том, что высокая температура воздуха, например, способствует повышению концентрации летучих веществ в нем, усилению сердечно-сосудистой деятельности и дыхания и, следовательно, содействует увеличению количества вредного вещества, поступающего в организм, но и о том, что в тех конкретных случаях, когда токсический агент и другой фактор внешней среды действуют на одну и ту же систему организма, последняя будет быстрее поражена. Выяснению подлежат физиологические механизмы комбинированного действия различных факторов внешней среды.

3. Тщательное изучение химического строения, физико-химических и токсических свойств вещества имеет большое значение для изыскания средств избирательного действия.

Одной из важных задач в отношении профилактики отравлений ядохимикатами является гигиеническая оценка способов и методов применения ядохимикатов.

На основе изучения механизма ядохимикатов оказалось возможным установить ранние признаки отравлений некоторыми ядохимикатами, разработать методы диагностики и патогенетической терапии. Анализ клинических данных позволил наметить основные противопоказания к работе с отдельными видами инсектофунгицидов.

Основным направлением рациональной охраны окружающей среды от загрязнения химическими веществами является определение дозы химического вещества в окружающей среде. В производственных условиях токсические вещества в воздухе содержатся в очень малых количествах, поэтому для санитарно-химической оценки воздушной среды требуются достаточно чувствительные методы химического анализа.

С целью динамического и оперативного контроля над интенсивностью применения пестицидов для предупреждения неблагоприятного их влияния на здоровье населения санэпидслужбой разработана и внедрена унифицированная система лабораторной оценки продуктов питания по содержанию в них остаточных количеств пестицидов и минеральных удобрений. Проведение данной работы стало возможным благодаря созданию в органах санитарно-гигиенической службы сети специализированных лабораторий. Лабораториями ежегодно выполняется свыше 20 тысяч анализов на содержание остаточных количеств пестицидов в объектах внешней среды. Это позволяет довольно точно судить о качестве продуктов питания, поступающих населению, о степени загрязненности питьевой воды, открытых водоемов и атмосферного воздуха. Однако до настоящего времени органы санитарной службы и другие ведомства, к сожалению, не имеют реальной возможности оценить в количественном выражении весь спектр метаболитов используемых пестицидов, так как практически нет методик по определению остаточных количеств пестицидов, их деструкции в той или иной среде.

Из методов анализа наиболее чувствительными являются спектрофотометрия, колориметрия и нефелометрия, которые в большинстве случаев позволяют без особых затрат времени определять исследуемые вещества в количествах 10–6 г и даже меньших. Чем более чувствителен метод анализа, тем меньше затруднений возникает при отборе проб воздуха, так как количество воздуха, необходимое для исследования, обратно пропорционально чувствительности применяемого метода анализа.

Известно, что фотометрические определения можно производить как визуальными приборами, т. е. такими, в которых измерительным инструментом служит человеческий глаз (ступенчатый фотометр, колориметр), так и различными фотоэлектрическими, в которых измерительным инструментом служит фотоэлемент (фотоколориметр). Все эти приборы с успехом могут быть применены для количественного определения вредных веществ в воздухе. Следует, однако, учитывать, что точность таких определений ниже, чем при пользовании колориметром, фотометром или фотоколориметром. Колориметры типа Дюбоска дают возможность достигнуть точности ±5 %, а компараторы и набор пробирочных стандартов-эталонов – ±10–20 %. В экспедиционных условиях и для экспрессных определений, когда не требуется высокой степени точности анализа, обычно пользуются методом стандартных серий.

Способы отбора проб воздуха, содержащего инсектофунгициды, ничем не отличаются от способов отбора проб воздуха, содержащего другие вредные вещества, и зависят от агрегатного состояния исследуемого яда. Для отбора проб воздуха, содержащего газообразные или парообразные инсектофунгициды, обычно пользуются аспирационным способом, при котором исследуемый воздух протягивается через поглотитель при помощи аспиратора или пылесоса. Если инсектофунгицид находится в воздухе в пылевидном состоянии, то вместо поглотителя применяют аллонж, заполненный гигроскопической или стеклянной ватой, либо пористый стеклянный фильтр. Если вещество присутствует в воздухе одновременно в виде пыли и паров, используют комбинированный поглотитель, состоящий из аллонжа и поглотителя, присоединенных друг к другу встык. В качестве поглотителей могут быть применены поглотительные трубки любой системы, но особенно удобны поглотители с пористой пластинкой.

В сельском хозяйстве пользуются различными способами защиты растений от вредителей и болезней: протравливанием семян, опыливанием и опрыскиванием растений, фумигацей почвы, складских помещений, посевного и другого материала, разбрасыванием на полях, зараженных вредителями, отравленных приманок, наложением на плодоносящие деревья клеевых колец и т. д.

Для практического осуществления указанных способов применения ядохимикатов пользуются различными методами. Различают наземный и авиационный методы защиты растений. Наземный метод может осуществляться ручным путем и при помощи машин и аппаратов. Независимо от того, по какому способу или методу применяются ядохимикаты, главное заключается в том, чтобы создать в зоне обрабатываемых объектов (семян, растений, почвы и т. д.) строго определенные концентрации или дозы химических веществ в виде пыли, паров и газов, достаточных для уничтожения вредных насекомых или возбудителей болезней. Указанные концентрации (дозы) в подавляющем большинстве случаев являются токсичными для человека.

Первый неблагоприятный в санитарном отношении фактор производственной среды при защите растений от вредителей и болезней состоит в том, что существует потенциальная опасность поступления токсических веществ в зону пребывания работающих людей. Эта опасность усиливается при плохой организации труда, неисправностях машин и аппаратов и при нарушении режима эксплуатации машин и аппаратов. Иногда могут создаваться условия для поступления в рабочую зону значительных количеств ядохимикатов, способных вызвать острые отравления.

Второй неблагоприятный фактор производственной среды – это колеблющиеся метеорологические условия, зависящие от климатических особенностей данного района и от условий погоды в данный рабочий день. Особенно неблагоприятными для работающих людей следует считать высокую температуру воздуха и инсоляцию, которые могут порождать нарушения терморегуляции в организме, способствовать увеличению концентраций химических веществ в воздухе рабочей зоны и сравнительно большему поступлению химических веществ в организм через дыхательные пути и кожу.

Третий неблагоприятный фактор производственной среды – это почвенная и другая пыль, особенно при протравливании семян, севе протравленных семян и обработке растений в сухую погоду.

Иногда машины и аппараты могут порождать вибрацию и шум чрезмерной интенсивности. При ручном методе применения ядохимикатов в использовании аппаратов с ручным вращением прилагают значительные физические усилия, что приводит к усилению сердечно-сосудистой деятельности и дыхания и может способствовать увеличению поступления ядохимикатов в организм.

Одновременно должно быть уделено внимание физиологической рационализации рабочих операций. Из-за сезонности работ по защите растений большинство факторов внешней производственной среды может существенным образом повлиять на здоровье рабочих. Острые и подострые отравления при особо неблагоприятных условиях могут возникать даже в первые часы. Следовательно, при применении ядохимикатов особое внимание необходимо уделять профилактике острых и подострых отравлений, создавать максимально благоприятные условия труда в целом, следует сделать все, чтобы предотвратить даже единичные случаи отравлений.

Склады ядохимикатов служат для постоянного и временного хранения и отпуска колхозам и совхозам различных препаратов. Существуют областные, краевые, межрайонные и районные склады ядохимикатов сельхозснаба. Обычно на складах в зависимости от мощности занято от 2 до 20 постоянных рабочих и небольшое количество сезонных рабочих. С ядохимикатами соприкасаются не только работники складов, но и многочисленные работники колхозов и совхозов, получающие ядохимикаты. Работниками складов ядохимикатов сельхозснаба выполняются следующие операции: получение препаратов на железнодорожных станциях, в портах и на пристанях; выгрузка из вагонов и погрузка в автомобильный или гужевой транспорт; транспортировка к складам; выгрузка из транспорта, переноска и соответствующее размещение на складе; отпуск препаратов колхозам и совхозам; переноска к весам, отвешивание и отмеривание, а иногда предварительная расфасовка их; ведение учета ядохимикатов – приходование их, выписка накладных и т. п.; поддержание складских помещений в чистоте.

Работники колхозных и совхозных складов ядохимикатов выполняют сходные, но значительно меньшие по объему производственные операции. В колхозах и совхозах препараты отпускаются в количествах, необходимых на данный рабочий день, поэтому после вскрытия тары летучие вещества могут поступать в воздух рабочей зоны до тех пор, пока не будут полностью израсходованы.

Склады сельхозснаба должны быть обеспечены вытяжными шкафами и вытяжной вентиляцией, а колхозные склады – условиями для хорошего проветривания. Недопустимо хранение ядохимикатов в неприспособленных зданиях. Работники складов должны находиться в помещениях, где хранятся препараты, лишь во время отпуска их, а все остальное время – в других помещениях, где нет ядохимикатов. Колхозные склады ядохимикатов должны открываться лишь во время отпуска ядохимикатов, все остальное время должны быть закрыты, а на осенне-зимний период должны опечатываться. Склад необходимо изолировать от других помещений, там могут храниться только ядохимикаты, категорически запрещается хранить в этих складах пищевые продукты, фураж и предметы хозяйственного обихода. Посторонние лица на склад не допускаются. Склад ядохимикатов должен располагаться вдали от жилых зданий, культурных и государственных учреждений, складов зерна, скотных дворов, мастерских и т. д. на расстоянии не ближе 200 м, так чтобы господствующее направление ветров было в сторону от указанных зданий. Помещение склада должно быть просторным, сухим и светлым, оборудовано стеллажами, подставками, весами, разновесом, совками и другими приспособлениями, обеспечивающими быстрый отпуск препаратов с предотвращением поступления их в воздух, на пол, одежду и т. п. Помещение колхозного склада ядохимикатов должно состоять не менее чем из двух комнат: одна – для хранения и выдачи ядохимикатов, другая – для хранения индивидуальных защитных средств и спецодежды, ведения записей по учету ядохимикатов. Работников складов ядохимикатов необходимо обеспечивать индивидуальными защитными средствами и спецодеждой (респираторами, противогазами, защитными очками, перчатками, галошами, халатами, комбинезонами). Склад должен быть снабжен основными средствами дегазации.

В момент работ по применению ядохимикатов могут создаваться самые разнообразные ситуации, нередко неблагоприятные в санитарно-гигиеническом отношении. Только тщательный санитарный надзор за хранением и применением ядохимикатов может дать представление о санитарно-гигиенических условиях труда в каждом конкретном случае и ориентировать в отношении необходимых оздоровительных мероприятий. Однако для разработки рациональных оздоровительных мероприятий необходимо знание научных основ профилактики отравлений пестицидами и общих основ гигиены сельскохозяйственного труда.

Общие основы оздоровления условий труда и профилактики отравлений при применении ядохимикатов предполагают следующее:

1) медицинский отбор для работы с ядохимикатами вполне здоровых людей;

2) выбор наиболее благоприятных в санитарно-гигиеническом отношении (в конкретном случае) способов и методой применения ядохимикатов;

3) выбор из имеющихся препаратов одинаково эффективных в производственном отношении и менее опасных для здоровья работающих людей;

4) выбор без ущерба для производства наиболее благоприятных погодных условий;

5) недопущение всеми средствами поступления токсических веществ во вдыхаемый рабочими воздух, а также на одежду и открытые части тела;

6) максимально возможное ограничение времени контакта работающих людей с токсичными веществами и обеспечение их индивидуальными защитными средствами в случае опасности поступления ядохимикатов в организм работающих.

Противопоказаниями к работе со всеми ядохимикатами являются:

1) органические заболевания центральной нервной системы (психические заболевания, эпилепсия);

2) эндокринно-вегетативные заболевания;

3) активная форма туберкулеза легких;

4) бронхиальная астма;

5) воспалительные заболевания органов дыхания;

6) заболевания желудочно-кишечного тракта (хронический гастрит, хронический колит);

7) выраженные формы заболеваний печени;

8) заболевания почек (нефриты, нефрозы, нефросклерозы);

9) заболевания глаз (хронические конъюнктивиты, кератиты, болезни слезных путей и век).

Дополнительные противопоказания к работе:

1) с органическими соединениями ртути – хронические или часто рецидивирующие стоматиты, гингивиты, альвеолярная пиорея;

2) с препаратами мышьяка – заболевания носа (атрофические риниты, заболевания придаточных полостей, искривления носовой перегородки), опухоли верхних дыхательных путей, экземы лица и рук;

3) с никотином и анабазином – заболевания сердечно-сосудистой системы;

4) с фосфорорганическими препаратами – дистонии вегетативной нервной системы, спастические колиты, заболевания желудка с нарушением секреции, болезни сердечно-сосудистой системы.

Дети и подростки более чувствительны к ядохимикатам, чем взрослые, поэтому подростки в возрасте до 18 лет к работе с ядохимикатами не допускаются. Не допускаются к этой работе беременные и кормящие женщины.

Выбор соответствующих способов и методов защиты растений имеет важное гигиеническое значение. Выше указывалось, что протравливание семян при помощи таких примитивных средств, как лопата и приспособленная бочка, сопровождается поступлением в воздух рабочей зоны химических веществ в токсических концентрациях. Можно создать более благоприятные санитарные условия труда путем использования универсального протравителя ПУ-1. Затруднение дыхания при пользовании противогазами и респираторами является одним из основных недостатков этих средств индивидуальной защиты. Оно возникает в результате того, что фильтр, клапаны и соединительная трубка создают определенное сопротивление при прохождении через них воздуха. Необходимо учитывать, что это сопротивление имеет место как при вдохе, так и при выдохе; к сопротивлению на выдох организм приспосабливается значительно труднее, чем к сопротивлению на вдох.

В современных фильтрующих противогазах сопротивление дыханию при скорости тока воздуха 30 л/мин равно 18–20 мм водяного столба, в респираторах – 6–12 мм. Необходимо отметить, что при выполнении физической работы с увеличением легочной вентиляции сопротивление дыханию повышается; в противогазе оно может доходить до 30–40 мм водяного столба. В противопылевых респираторах с фильтрацией пылевых частиц сопротивление вдоху непрерывно нарастает.

Существенное значение с гигиенической точки зрения имеет также объем вредного пространства приборов для защиты органов дыхания. Как известно, в физиологии термином «вредное пространство» обозначается общая емкость системы воздухоносных путей, у человека она составляет 150–175 см³. В конце выдоха вредное пространство заполняется воздухом, поступающим из альвеол, уже измененным пребыванием в легких. Во время вдоха в альвеолы сначала поступает воздух вредного пространства, а затем уже атмосферный. Следовательно, во внешнем газообмене организма принимает участие не чистый атмосферный воздух, а смесь его с воздухом вредного пространства.

Гигиенические требования предъявляются не только к средствам защиты органов дыхания, но и к другим индивидуальным защитным приспособлениям. Для спецодежды наиболее важным требованием является воздухопроницаемость. Требование высокой воздухопроницаемости независимо от условий применения спецодежды неверно тем, что для ряда профессий, в том числе и для работников сельского хозяйства, характерна работа на открытом воздухе, иногда в условиях низкой температуры и значительных движения воздуха. Естественно, в этих случаях требование высокой воздухопроницаемости одежды является обоснованным. Следовательно, гигиенические требования к одежде определяются теми условиями внешней среды, в которых приходится работать данному коллективу людей. Однако имеется ряд общих требований: спецодежда должна обеспечивать надежную защиту от вредно действующих производственных факторов, устойчивый микроклимат пододежного пространства, свободу движений работающего, иметь малый вес.

В ряде случаев бывает трудно подобрать прибор для защиты органов дыхания или спецодежду, которые отвечали бы всем указанным выше требованиям. Существуют индивидуальные защитные приспособления с большой защитной способностью, но имеющие недостатки, проявляющиеся в увеличении вредного пространства, воздухопроницаемости и пр. Также имеются средства защиты, в которых в достаточной степени учтены общегигиенические требования, но они являются малонадежными. Поэтому в настоящее время в каждом отдельном случае к защитному приспособлению необходимо предъявлять требования исходя из конкретных условий труда.

При даче рекомендаций по индивидуальной защите следует учитывать физиологическую характеристику различных видов труда. Естественно, что чем тяжелее работа, тем больше сказываются на организме такие недостатки индивидуальных защитных приспособлений, как сопротивление дыханию приборов для защиты органов дыхания, малая воздухопроницаемость спецодежды и пр. Кроме того, необходимо учитывать, что при выполнении тяжелой физической работы в респираторе или противогазе фильтры скорее отрабатываются, так как через них в единицу времени проходит большее количество воздуха, содержащего пыль или вредные пары и газы.

Общеизвестно, что в производственных условиях большая часть отравлений происходит через дыхательные пути. Поэтому летучесть продукта законно считается одним из основных физических свойств, определяющих его потенциальную опасность. Но и в данном случае нельзя сформулировать общее правило, справедливое для всех веществ и при всех обстоятельствах. Вещество может находиться в воздухе в виде аэрозоля, и сведения об этой возможности коренным образом меняют план его исследования. Нелетучее вещество может быть токсичным для кожи или играть роль аллергена. Поэтому при исследовании нелетучих веществ вопрос о действии их на кожу и об их аллергизирующих свойствах весьма часто выдвигается на первый план.

Задача исследования токсичности вновь вводимых или вновь появляющихся на производстве или в быту веществ заведомо невыполнима для исследователя, подходящего к изучению каждого нового вещества только эмпирически, без использования опыта токсикологической науки и возникших на базе этого опыта теоретических обобщений. Для такого убежденного эмпирика в каждом случае совершенно равно приемлемы предположения о любом типе действия нового вещества, о любом пути его проникновения в организм и т. д. Поэтому такой токсиколог стоит всегда перед необходимостью изучать новое вещество с самых различных сторон.

Намеченные заранее экспериментальные исследования на животных не дают оснований предполагать выраженную способность вещества создавать явления сенсибилизации. Примером аллергического заболевания, до последнего времени считавшегося очень часто практически не воспроизводимым на животных, является аллергическая экзема.

Одной из кардинальных проблем промышленной токсикологии является установление предельно допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочих помещений, а также в зоне дыхания работающих с ядохимикатами в сельском хозяйстве. Для решения этой весьма сложной проблемы применительно к каждому веществу, вновь вводимому в народное хозяйство, требуется изучение токсических свойств этого вещества как в острых, так и в хронических опытах, а также последующее наблюдение за лицами, связанными с производством или применением этого химического продукта. В дальнейшем ценные результаты дает сопоставление данных периодических медицинских осмотров рабочих с концентрациями вещества в воздухе соответствующих рабочих помещений.

В настоящее время в промышленность, сельское хозяйство и сферу народного потребления вошли в большом количестве разнообразные химические вещества, которые в определенных дозах или концентрациях могут оказывать вредное воздействие на человека. Обстоятельное исследование токсичности столь большого количества химических продуктом не всегда возможно. В этой связи особую практическую значимость приобретают скоростные методы определения токсичности, а также методы расчета ориентировочной токсичности вещества и его ПДК на основании теоретических данных и обобщений опыта, накопленного промышленной токсикологией.

Применительно к различным производственным условиям разработано и выпускается много современных типов и марок респираторов и противогазов. Применяются также самодельные марлевые, ватно-марлевые и другие повязки. Последние недостаточно эффективны и обладают большим сопротивлением дыханию. Фильтрующими материалами для задержания пылевых частиц, частиц дыма, тумана служат хлопковая вата, алигнин (древесная целлюлоза), шерсть, фетр и др.

Преимуществом респираторов Ф-46 и РН-16 является то, что они пригодны при различном характере работ: при работах стоя с наклоном головы, при резких движениях головы, при усиленных движениях и тяжелой работе, при необходимости иметь большое поле зрения и т. д. Эти качества, а также и другие общегигиенические свойства делают их более пригодными для защиты от некоторых пылевидных химических веществ, применяемых в сельском хозяйстве.

Использование для защиты в указанных выше случаях обычного противогаза или респиратора с противогазовым фильтром не является эффективным, так как пыль, дым и туманы легко проходят через слой активированного угля, успевая продиффундировать в микропоры частиц угля.

Противогазовую коробку (противогазовый патрон респиратора) следует считать отработанной, если при пользовании исправным противогазом (респиратором) во вдыхаемом воздухе ощущается даже незначительный запах инсектофунгицида, с которым проводится работа. При работе с высокотоксичными веществами (синюшной кислотой, хлорпикрином, дихлорэтаном и др.) на каждую противогазовую коробку заводится паспорт, в котором отмечается название ядохимиката, концентрация в воздухе рабочей зоны и продолжительность пользования коробкой.

Каждый работающий с инсектофунгицидами при опрыскивании, опыливании или протравливании семян должен иметь свой индивидуальный респиратор. После работы лицевую часть респиратора моют в теплой воде с мылом, а затем подвергают дезинфекции: протирают ватным тампоном, смоченным в спирте, 8 %-ном растворе борной кислоты, 0,1 %-ном растворе хинозолаили 0,5 %-ном растворе марганцовокислого калия. После дезинфекции респиратор промывают в теплой воде и просушивают при температуре не выше 30 °C. После работы в противогазе маску следует отсоединить от коробки, промыть ее снаружи водой с мылом, а изнутри насухо протереть чистой тряпкой и высушить в расправленном виде.

Респираторы с запасными патронами к ним и противогазы хранятся в чистом, прохладном, сухом помещении, в отдельном шкафу, в индивидуальных гнездах. Хранение любых индивидуальных защитных приспособлений в помещениях, где хранятся ядохимикаты, не допускается.

Большинство инсектофунгицидов может проникать в организм через неповрежденную кожу и слизистые оболочки. Особую опасность в этом отношении представляют фосфорорганические ядохимикаты. Для этих целей используют спецодежду. Спецодежда изготовляется из специальных тканей, обладающих высокими защитными свойствами. Кроме того, особое внимание уделяется конструкции спецодежды, которая должна предохранить работающего от несчастных случаев, обеспечить свободу движений рабочего, усилить защитные свойства. Для разработки рациональных типов спецодежды существенное значение имеют данные о топографии загрязнения ядохимикатами. Естественно, что особое внимание необходимо уделять защите тех участков, на которые в процессе работы попадают наибольшие количества яда. Спецодежда, предназначенная для защиты от ядовитой пыли, не должна содержать отверстий для свободного проникания пыли в пространство под одеждой. С этой целью над всеми застежками нашивают перекрывающие клапаны. Лица, принимающие участие в наземном опрыскивании, должны обеспечиваться куртками (с капюшоном), наплечниками и полукомбинезоном. При работах с фунгицидами загрязнение ими спецодежды происходит в результате непосредственного попадания растворов ядохимикатов и ядовитой пыли на отдельные участки спецодежды. Наибольшей резорбционной способностью обладают шерстяные ткани.

В соответствии с санитарным законодательством (H101-51) спецодежда, применяемая при работах с ядовитыми веществами, в том числе и с инсектофунгицидами, должна подвергаться дегазации. Для обезвреживания спецодежды применяются как специфические, так и неспецифические средства.

Загрязненную одежду погружают в теплый, лучше в горячий (40–60 °C) 1 %-ный раствор медного купороса и замачивают в нем. После того как одежда хорошо вымокла, ее погружают в 2 %-ный раствор **угленатронной** соли и несколько раз переворачивают. Затем прибавляют такое же количество 2 %-ного раствора сернокислого аммония и вновь переворачивают одежду. Во время приливания раствора сернокислого аммония выделяются аммиак и двуокись углерода, поэтому все эти процессы необходимо проводить под тягой или на открытом воздухе.

Обезвреживание спецодежды может производиться паром или смесью пара и аммиака в специальных камерах. Дегазация спецодежды в камере-бочке заключается а следующем: металлическую бочку с вырезанным дном и плотно завинченной горловиной устанавливают краями на топку, затем в бочку наливают воду (при дегазации паром) или 0,5 %-ный раствор двууглекислого аммония (при дегазации пароаммиачным способом). Пар, проходя сквозь слой спецодежды, гидролизует ядохимикаты. Продолжительность дегазации должна быть не менее 2 ч.

Вышеперечисленные сведения о влиянии пестицидов на здоровье населения свидетельствуют об острой необходимости усиления профилактической работы, направленной на предупреждение неблагоприятных последствий использования химических средств защиты растений, поэтому показатели здоровья населения должны служить ведущими критериями при организации этой работы.

Основными направлениями деятельности санитарной службы должны быть:

1) организация надзора за выходящими из научных учреждений сельского хозяйства разработок по внедрению новых технологических процессов с использованием химических веществ;

2) совершенствование работы по анализу заболеваемости, поиск новых форм учета, отражающих фактическое положение дел;

3) дифференцированная регламентация применения пестицидов в зависимости от конкретных климато-географических, социально-экономических и других особенностей с привлечением соответствующих научных учреждений сельскохозяйственного профиля для проведения исследований;

4) мониторинг остаточных количеств пестицидов в объектах внешней среды – составление картограмм по отдельным территориям на основании данных о фактических территориальных нагрузках на единицу площади и результатов лабораторных исследований, проводимых санэпидстанциями и другими службами;

5) изменение направленности работы лабораторий, организация их деятельности не только на текущий контроль, но и на целевое изучение влияния пестицидов на объектах окружающей среды, гигиеническую оценку новых технологий использования химических веществ в сельском хозяйстве.

На основе всего вышеперечисленного можно выделить следующие положения хранения и применения ядохимикатов.

Ядохимикаты должны храниться только в специально предназначенных для этого складах: межрайонных и районных базах, а также на складах колхозов совхозов и других хозяйств. Колхозные и совхозные склады ядохимикатов должны находиться в сухом месте, преимущественно на окраине города или села, на расстоянии не ближе 200 м от жилых домов, пищевых и хозяйственных объектов (столовых, молочных ферм и пр.). Помещение склада должно быть сухим, просторным и светлым, стены – плотными, без щелей, крыши должны быть исправными, полы – гладкими, асфальтированными или цементированными. Не допускаются деревянные полы. На складах колхозов и совхозов должна быть осуществлена естественная вентиляция (сквозное проветривание путем открывания окон), а на складах сельхозснаба, кроме того, искусственная вытяжная вентиляция.

Помещение колхозного склада должно состоять не менее чем из двух отделений:

1) отделения хранения и выдачи ядохимикатов;

2) отделения, в котором должна храниться спецодежда, вода, мыло, а также аптечка для оказания первой помощи в случае отравления. Ответственность за хранение и выдачу ядохимикатов несет специально обученное лицо – заведующий складом ядохимикатов.

Посторонним лицам вход в помещение склада запрещается. Склады сильнодействующих ядохимикатов подлежат специальной охране. Пребывание кладовщика на складе ядохимикатов разрешается только во время выдачи и приема ядохимикатов. На складе должны быть весы, разновес, совки, которые могут быть использованы только для отвешивания и отмеривания ядохимикатов. Вскрытие тары нужно производить при соблюдении мер предосторожности, исключающих возможность попадания ядохимикатов в зону дыхания и на кожу работающих. Бумажную и деревянную тару из-под ядохимикатов следует сжигать в специально отведенных местах, металлическую тару после освобождения сразу обезвреживать и сдавать на центральные склады. Категорически запрещается использовать тару из-под ядов для хранения (и приготовления) пищевых продуктов, фуража, воды и других предметов. Учет хранения и отпуска ядохимикатов ведется в специальном журнале по установленному Министерством сельского хозяйства образцу. Выдача ядохимикатов со склада может производиться только по письменному распоряжению председателя колхоза, директора совхоза или их заместителей и только тому лицу, которое отвечает за проведение работы с ядохимикатами. По окончании рабочего дня неиспользованные ядохимикаты должны сдаваться на склад, где их следует хранить в плотно закрытой таре. В полевых условиях неиспользованные в течение дня ядохимикаты должны сдаваться на хранение ответственному лицу. Отпуск ядохимикатов надлежит производить таким образом, чтобы исключить поступление их в зону дыхания и на кожу работающих. При попадании ядохимикатов на пол или другие поверхности их необходимо немедленно обезвредить при соблюдении соответствующих мер предосторожности. Отпуск ядохимикатов со склада производят в исправной накрытой таре с указанием названия ядохимиката с надписью «яд». Ядовитые вещества, которые от длительного или неправильного хранения на складах пришли в негодность и не могут быть использованы, надлежит уничтожить согласно инструкции о порядке уничтожения сильнодействующих ядовитых веществ.

Перевозку ядохимикатов следует производить с соблюдением всех мер предосторожности. Лица, сопровождающие транспорт, должны быть в спецодежде и строго соблюдать правила обращения с ядохимикатами. Перевозка ядохимикатов может производиться только на транспорте, поддающемся легкой очистке и обезвреживанию. Категорически запрещается перевозить вместе с ядохимикатами пищевые продукты и другие товары и предметы. Транспорт, предназначенный для перевозки пищевых продуктов и пассажиров, не может быть использован для транспортировки ядохимикатов. При погрузочных и разгрузочных работах нельзя допускать повреждения тары, ударов, бросков, проливания и рассыпания ядов и т. д. Лица, сопровождающие транспорт с ядохимикатами, обязаны постоянно следить за состоянием тары. В случае повреждения тары машина должна быть немедленно остановлена, а тара исправлена доступными средствами. После окончания перевозки ядохимикатов машины и повозки должны быть тщательно вычищены, вымыты, обезврежены и только после этого пущены в дальнейшую эксплуатацию. Очистка транспорта производится на специально отведенном, безопасном для окружающих месте по указанию местных органов санитарного надзора.

Для опыливания и опрыскивания растений инсектицидами разрешается применять только специальную аппаратуру различной мощности (самолетные, тракторные, конные, ручные опрыскиватели и опыливатели). На местах работы и на дорогах, проходящих через обработанные ядохимикатами поля (сады и др.), должны быть предупредительные надписи. Выпас скота вблизи места работы с ядохимикатами не допускается. Опыливание или опрыскивание при сильном ветре не разрешается. Расположение работающих при опыливании и опрыскивании должно исключить попадание пыли и паров ядохимикатов в зону дыхания. Опрыскивание растений нужно проводить преимущественно в утренние и вечерние часы. Не следует опрыскивать растения три обильной росе. Опыливание растений рекомендуется проводить утром и вечером. Последняя обработка ядохимикатами посевов или насаждений должна быть закончена не менее чем за 20–25 дней до уборки урожая. При авиационно-химической обработке растений необходимо:

1. Обеспечивать спецодеждой и индивидуальными защитными приспособлениями всех лиц, которые могут подвергаться воздействию ядохимикатов (летчиков, авиатехников, сигнальщиков, рабочих, участвующих в приготовлении растворов ядохимикатов и заполнении ими бака самолета).

2. Механизированно приготавливать растворы ядохимикатов на полевом аэродроме и заполнять ими баки самолетов;

Лица, работающие на площадях, ранее обработанных ядохимикатами, должны строго соблюдать необходимые меры предосторожности по защите дыхательных путей, иметь спецодежду и спецобувь, сокращенный рабочий день, устранить возможности контакта кожи и слизистых с обработанными объектами и т. д. Направление струи ядохимиката при опыливании и опрыскивании должно исключать возможность попадания его в зону дыхания, на кожу и одежду работающих. Отравленные приманки, применяемые против грызунов, следует приготавливать в хорошо проветриваемом помещении или на открытом воздухе. Места приготовления растворов и отравленных приманок после окончания работы следует обезвредить или перекопать. Газацию складов можно проводить только в тех случаях, когда они расположены не ближе 50 м от жилых помещений и животноводческих ферм. Перед газацией помещений необходимо тщательно заделать все щели и отверстия. В период газации склады должны находиться под постоянной охраной. После окончания газации окна или двери нужно открывать последовательно, чтобы не допускать одновременного выхода большого количества газа. Работу на складе можно начинать только после полного проветривания (отсутствия запаха яда). Работы по газации помещений и зерна могут проводиться только специально обученными бригадами по борьбе с вредителями и болезнями сельскохозяйственных растений. На время газации все производственные помещения, расположенные в радиусе 50 м от объекта газации, должны быть закрыты. Бочки с ядохимикатами, применяемыми для газации, надлежит открывать при помощи специальных ключей. Запрещается подогревать пробки в бочках или выбивать их.

При работе с высокотоксичными ядохимикатами (мышьяксодержащими, ртутно– и фосфорорганическими соединениями, солями синильной кислоты, хлорпикрином, сулемой, никотином, анабазином и др.) надлежит проводить обезвреживание защитной одежды, помещения, тары и транспорта, загрязненных ядохимикатами. Обезвреживание сильнодействующих веществ должно проводиться под руководством лиц, знающих физико-химические и токсические свойства дегазируемых веществ. Персонал, участвующий в работах по обезвреживанию, следует снабжать соответствующей защитной одеждой. По окончании работ необходимо обмыть все тело водой или принять душ. Для обезвреживания тары (помещения и др., загрязненной органическими ртутными препаратами, такими, как гранозан, НИУИФ–1, рекомендуется обработать загрязненную поверхность раствором хлорной извести (из расчета 1 кг хлорной извести на 4 л воды) и оставить на 4 ч, затем обработать 3–10 %-ным раствором хромсернистого натрия или 10 %-ным раствором марганцовокислого калия. По истечении суток надо обмыть обработанную поверхность теплой мыльной водой. В качестве обезвреживающего средства для мешков рекомендуется замачивание в 1 %-ном растворе марганцовокислого калия, подкисленном соляной кислотой (5 мл HCl на 1 л раствора), после чего мешки стирают в горячей мыльной воде и многократно прополаскивают. Дегазацию тары (железных барабанов, стеклянной посуды), загрязненной фосфорорганическими инсектицидами (тиофосом, меркаптофосом, метафосом, октаметилом, карбофосом и др.), производят 5 %-ным раствором едкого натра. Затем тару тщательно промывают водой. В случаях попадания препаратов на пол эти места немедленно обрабатывают кашицей гашеной извести и через 20–30 мин моют водой. При мытье пола и уборке помещения рекомендуется добавлять в воду углекислую соду из расчета 20 г соды на 1 л воды. После перевозки транспорт (подводы, вагонетки, машины) дегазируют 5 %-ным раствором гашеной извести, которую затем смывают водой. Спецодежду и мешки перед стиркой замачивают на 1–2 ч в водном растворе углекислой соды (20 г соды на 1 л воды), затем отжимают и стирают обычным способом. Резиновые сапоги, перчатки, фартуки дегазируют путем натирания кашицей гашеной извести, а затем обильно промывают водой. Для обезвреживания тару (железные барабаны, стеклянную посуду), загрязненную хлорорганическими препаратами (хлортеном, хлоринданом и др.), обрабатывают раствором едкого натра или 3 %-ным раствором кальцинированной соды, затем смывают чистой водой и сушат. Одежду и мешки, загрязненные мышьяксодержащими инсектицидами, замачивают в горячем 1 %-ном растворе медного купороса, после чего их вынимают и кладут в 2 %-ный раствор соды и 2 %-ный раствор сернокислого аммония (работу надо проводить под тягой или на открытом воздухе). Одежду время от времени переворачивают. Через 30–60 мин одежду вынимают, основательно прополаскивают до тех пор, пока погруженная в воду одежда не перестает давать синее окрашивание. Таким же образом дегазируют железные барабаны, загрязненные мышьяксодержащими инсектицидами.

Стеклянную и металлическую тару из-под сероуглерода обезвреживают обильным промыванием 3–5 %-ным раствором щелочи или путем пропарки, а также оставлением в опрокинутом положении отверстием вниз на некоторой высоте от земли (5–10 см). Тару из-под солей синильной кислоты (кроме нерастворимых, т. е. цианистого серебра, меди и свинца) обезвреживают смесью из 10 %-ного раствора железного купороса и гашеной извести (2:1). В этот свежеприготовленный раствор тару погружают на 3–4 ч, затем ее ополаскивают водой. Стеклянную и металлическую тару из-под препаратов ДДТ и гексахлорана обезвреживают 3–5 %-ным раствором едкого натра. Мешки следует тщательно вытряхивать, после чего стирать в горячей воде со щелоком. Промывные воды после обработки тары (помещения, одежды и т. п.), содержащие остатки ядохимикатов, сливают в специально огороженную яму, обрабатывают кашицей гашеной извести, после чего яму засыпают. Работы по обезвреживанию проводят на открытом воздухе или в специальном приспособленном помещении.

Контроль за выполнением настоящих правил возлагается на органы Государственного санитарного надзора. По поручению органов санитарного надзора контроль за соблюдением санитарных правил осуществляют также врачебные участки и фельдшерско-акушерские пункты, расположенные в селах. Настоящие правила обязательны для всех министерств и ведомств, применяющих ядохимикаты в сельском хозяйстве. За нарушение правил виновные лица привлекаются к уголовной ответственности по существующим статьям Уголовного кодекса РФ или к административной ответственности органами санитарной или технической инспекции.

Гигиена детей и подростков как научная дисциплина и практическая область здравоохранения призвана обосновывать и разрабатывать профилактические мероприятия, направленные на сохранение и укрепление здоровья подрастающего поколения. Эта дисциплина изучает влияние различных факторов окружающей среды, анализирует, оценивает и прогнозирует их воздействие на растущий организм. На основе научных данных разрабатываются гигиенические нормативы, санитарно-гигиенические и санитарно-противоэпидемические правила и нормы, обосновываются лечебно-профилактические и оздоровительные мероприятия, направленные на снижение заболеваемости, совершенствование функциональных возможностей, повышение работоспособности и гармоническое развитие детей и подростков. Гигиена детей и подростков опирается на гигиенические знания и опыт коммунальной гигиены, гигиены питания, труда, эпидемиологии, социальной гигиены. Гигиена детей и подростков тесно связана с различными клиническими, биологическими и педагогическими, а также техническими науками.

Гигиена детей и подростков является профилактической отраслью медицины и науки, охватывает все стороны жизни детского населения. Ее ведущими направлениями являются:

1) гигиена обучения и воспитания детей в различных учебно-воспитательных и оздоровительных учреждениях;

2) гигиена трудового и профессионального обучения подростков;

3) гигиена физического воспитания и спорта;

4) гигиенические основы проектирования, строительства и оборудования детских и подростковых учреждений;

5) гигиена питания детей и подростков;

6) состояние здоровья детей и подростков.

Критериями гигиенической оценки и гигиенического нормирования гигиены детей и подростков являются влияние разнообразных факторов на здоровье ребенка и его последующее развитие, степень соответствия достигнутого уровня развития ребенка, его функциональные возможности на данном возрастном этапе, функциональная подготовленность к воздействию этих факторов. Влияние разных факторов на организм детей и подростков определяется путем изучения его ответных реакций. Большинство исследований носит характер естественного эксперимента, т. е. изучают воздействия окружающей среды в условиях воспитания и обучения детей. Следовательно, задачей гигиены является создание наиболее благоприятных условий (факторов) для взаимодействия организма ребенка со средой путем гигиенического нормирования факторов окружающей среды и выработки у организма способностей максимальной адаптации к различным воздействиям.

Медицинский работник СЭС, осуществляющий контроль за здоровьем и развитием подрастающего поколения, может правильно оценить полученную информацию о развитии, только лишь учитывая возрастные физиологические особенности детского организма. Физиология является теоретической основой медицины, которая изучает законы жизнедеятельности организма, значение нормальных изменений, происходящих в ходе развития организма, взаимоотношения организма человека с окружающей средой, определяет роли условий жизни в осуществлении всех функций организма. Только на основе физиологии развития ребенка можно открыть новые методы предупреждения и лечения заболеваний, составить правильный режим его дня в организованных коллективах, организовать учебно-воспитательный процесс, питание, физическое воспитание, а также осуществить гигиеническое нормирование факторов окружающей среды.

Организм человека является одним целым, в котором все тесно взаимосвязано и взаимообусловлено. Так, рост и развитие являются двумя взаимосвязанными сторонами одного того же процесса. Рост – это общебиологическое свойство живой материи, выражающееся в количественных изменениях: увеличении органов и организма в целом за счет увеличения размеров и массы отдельных клеток, непрерывном увеличении количества самих клеток в связи с их делением. Развитие – это качественное изменение, переход из простого состояния в более сложное. Оно заключается в морфологической дифференциации клеток, тканей, органов, т. е. проще говоря, превращении в процессе индивидуального развития организма первоначально одинаковых, неспециализированных клеток зародыша в специализированные клетки тканей и органов.

Организм ребенка отличается от организма взрослого особенностями строения и функций отдельных органов и систем. Так, например, размеры тела у детей и подростков увеличиваются неравномерно. Рост и развитие происходят тем интенсивнее, чем моложе организм. Это особенно заметно в первые годы жизни. Затем интенсивность роста заметно ослабевает и только в период полового созревания (у девочек в 12–16 лет, у мальчиков в 14–18 лет) вновь усиливается. Вес тела увеличивается за счет развития двигательного аппарата и внутренних органов, т. е. в детском и подростковом возрасте идет прогресс в развитии организма. В зрелом возрасте в организме человека уже наблюдается регресс. Одним из факторов этого процесса является, например, изменение деятельности желез внутренней секреции: к 40–45 годам ослабевают функции половых желез, снижается выделение ими гормонов, что приводит к понижению интенсивности обмена веществ в тканях, вследствие этого количество молодых клеток в организме уменьшается.

Воспитание здорового молодого поколения с гармонично развитыми духовными и физическими силами неразрывно связано с разработкой рационального режима дня и гигиенической регламентацией различных сторон жизнедеятельности подрастающего поколения.

Деятельность является основным фактором развития растущего организма. Здоровье растущего организма определяется прежде всего созданием благоприятных условий для различных видов деятельности в учебно-воспитательных учреждениях и дома, рациональным питанием, правильным чередованием труда и отдыха, соблюдением правил личной гигиены, разумной организацией досуга, предупреждением вредных привычек. Все это должно учитываться при построении режима дня. Рациональный режим предполагает соответствие его содержания, организации и построения определенным гигиеническим принципам.

Эти принципы обоснованы законами высшей нервной деятельности человека, анатомо-физиологическими особенностями и психологическими возможностями растущего организма.

Приучать детей выполнять режим дня необходимо с ранних лет, когда легче всего вырабатывается привычка к организованности и порядку, к систематическому труду и правильному отдыху с максимальным проведением его на свежем воздухе. Делать это необходимо постепенно, последовательно и ежедневно. У детей еще относительно слабы процессы внутреннего торможения, мала подвижность нервных процессов. Последнее затрудняет, а иногда делает совершенно невозможным быстрый переход нервных клеток от состояния возбуждения к состоянию торможения.

Такая сложная для нервной системы ребенка перестройка может вредно повлиять на его здоровье и работоспособность и привести к хроническому переутомлению.

Эти физиологические особенности определяют один из гигиенических принципов построения правильного режима дня – строгое его соблюдение, недопустимость частых изменений, а также постепенность перехода к новому режиму обучения и воспитания.

Содержание режима и суммарная продолжительность всех режимных моментов (суточный бюджет времени) определяются вторым гигиеническим принципом: все виды деятельности и отдыха должны учитывать возрастные особенности организма. Характер и длительность различных видов деятельности должны соответствовать функциональным возможностям детского организма; отдых должен обеспечивать полное восстановление всех физиологических систем организма.

Основными компонентами режима являются сон, пребывание на открытом воздухе (прогулки), учебная деятельность, игровая деятельность и отдых по собственному выбору (свободное время), прием пищи, личная гигиена. Содержание и длительность каждого из компонентов, а также их роль в определенные возрастные периоды закономерно изменяются, приобретая новые характерные черты и особенности.

Режим дня считается правильным, если обеспечивает достаточное время для выполнения всех необходимых элементов жизнедеятельности и высокую работоспособность на протяжении всего периода бодрствования, предупреждает развитие утомления, повышает общую сопротивляемость организма. Этим определяется ведущая роль режима в системе мер профилактики заболеваний.

Организация режима дня и постановка учебно-воспитательного процесса во всех типах учреждений являются важными разделами деятельности медицинских работников, санитарного врача по гигиене детей и подростков (и его помощника).

Режим дня детей всех возрастных групп должен предусматривать время для самообслуживания и проведения гигиенических процедур. В школьном возрасте детям должно быть предоставлено время для творческой деятельности по собственному выбору, так называемое свободное время.

Организм человека формируется с детства, поэтому чем раньше будут приняты меры к сохранению и укреплению здоровья, тем они эффективнее. В формировании высокой санитарной культуры населения, грамотности в вопросах охраны здоровья немаловажную роль играет гигиеническое воспитание. В Российской Федерации имеется созданная еще при СССР государственная система гигиенического воспитания и обучения различных групп населения с учетом национальных, профессиональных, возрастных и других особенностей.

Гигиеническое воспитание тесно связано с общим образованием, политехническим и трудовым обучением, с нравственным и эстетическим воспитанием.

Систематичность гигиенического воспитания и обучения детей различных возрастных групп основывается на таких принципах, как систематичность, преемственность, целенаправленность, дифференцированность. В задачу гигиенического воспитания и обучения входят систематическое сообщение обучающимся основных сведений об охране здоровья, привитие осознанных прочных гигиенических навыков.

Принцип преемственности заключается в том, что содержание гигиенического воспитания должно не только учитывать, но и закреплять, углублять уже имеющиеся у детей навыки и знания.

Гигиеническое воспитание должно содержать сведения о личной и общественной гигиене, гигиене умственного труда, об оздоровительном значении физической культуры и спорта, закаливании, гигиене питания, профилактике травматизма, гигиенических аспектах нравственного (полового) воспитания.

Для детей этого возраста характерны быстрый темп физического и нервно-психического развития, большая чувствительность и низкая сопротивляемость организма различным неблагоприятным факторам окружающей среды. Отличительной особенностью высшей нервной деятельности детей этого возраста является преобладание процессов возбуждения над процессами торможения. Ребенка данного возраста легче научить чему-либо, чем заставить его воздержаться от чего-нибудь. В этом возрасте ребенку недоступно длительное торможение. Кроме того, у таких детей отмечены сравнительно быстрое образование положительных условных рефлексов и трудность их переделки, а также недостаточная регулирующая роль коры полушарий большого мозга в деятельности подкорковых отделов. Поэтому поведение ребенка находится в большой зависимости от удовлетворения его органических потребностей – утоления голода и необходимости сна. Периоды бодрствования у детей раннего ясельного возраста очень короткие, они используются для гигиенических процедур и занятий индивидуального характера. Обязательным является проведение всего периода бодрствования в манеже; дети 7–8 месяцев по мере овладения навыком ползания должны находиться на полу. Для стимулирования самостоятельной деятельности ребенка обязателен набор разнообразных яркоокрашеных игрушек.

По мере роста ребенка режим его дня необходимо менять в сторону сокращения времени, отведенного для сна и питания, и, соответственно, увеличения периода бодрствования, т. е. создается возможность для более продолжительных, разнообразных организованных и самостоятельных игр и специальных занятий. Так, для детей 1,5–2 лет в течение недели планируются 10–11 занятий, в том числе по развитию речи и ознакомлению с окружающим, дидактические игры по развитию органов чувств и движений, музыкальные занятия. Ежедневно предусматривается проведение двух занятий продолжительностью 8–10 мин каждое (в первую и вторую половины дня).

Правильно организованный режим дня, точное выполнение и соответствие его возрасту, функциональным возможностям ЦНС ребенка, индивидуальный подход к детям, имеющим отклонения в состоянии здоровья, способствуют нормальному росту и развитию, сохранению и укреплению здоровья, развитию основных движений, становлению речевой функции.

Детям уже с раннего возраста необходимо разъяснять смысл и значение каждого гигиенического навыка, необходимость их выполнения систематически, последовательно, в одно и то же время.

Прививать гигиенические навыки детям должны прежде всего родители, медицинские работники, воспитатели, учителя, педагоги, общественность. Все заинтересованные в этом процессе лица должны действовать в тесном взаимодействии друг с другом, дополнять один другого. Санитарные врачи учебно-воспитательных учреждений должны не только следить за соблюдением санитарно-гигиеническим норм, но и должны оказывать постоянную консультативную, методическую помощь работникам других учреждений в деле гигиенической подготовки детей и подростков. Функциональная особенность этих работников состоит в специальной гигиенической и санитарной подготовке обслуживающего персонала детских учреждений, так как они все являются проводниками санитарной культуры в детских коллективах.

Быстрота и прочность усвоения знаний детьми зависит от условий, которые окружают их, от соблюдения санитарно-гигиенических норм в семье, учебно-воспитательных учреждениях, требовательности воспитателей (которыми являются родители, учителя и педагоги) к себе и окружающим, ведь всегда аккуратный и подтянутый, опрятный и строго выполняющий все правила личной гигиены воспитатель является хорошим примером для подражания.

Привитие гигиенических навыков детям является одним из этапов в развитии у детей эстетического чувства и вкуса. Также дети учатся заботиться не только о себе, своем здоровье, но и о здоровье своих близких, родных и друзей.

При разработке режима дня для детей данного возраста также необходимо принимать во внимание особенности их высшей нервной деятельности. В этом возрасте у детей наблюдаются ярко выраженная потребность в движениях, двигательная активность, мыслительная деятельность и совершенствование речевой функции. Основными компонентами режима являются обязательные организованные занятия, игры, прогулки, прием пищи, сон, проведение гигиенических процедур. По сравнению с режимом детей первых лет жизни в данном режиме отводится уже меньше времени для сна и увеличивается время для самостоятельного труда детей (приема пищи, подготовки к занятиям и прогулкам), а также увеличивается время для организованных занятий. Режим дня в детском саду дифференцируется по группам. К ясельному возрасту относят детей до 2 лет, всех остальных включают в дошкольные группы. В режиме дня для детей младших групп (2–3 и 3–4 года) больше времени должно отводиться на ночной и дневной сон (соответственно, 12,5 и 2–2,5 ч), на прием пищи, воспитание культурно-гигиенических навыков, которыми они уже начинают овладевать. Пребывание на воздухе (прогулки) должно составлять не менее 3–4 ч в день, летом желательно в течение всего дня (в том числе сон на свежем воздухе). Организованное занятие (рисование, развитие речи, лепка) предусматривается раз в день продолжительностью 10–15 мин.

Режим дня для детей 4–5 лет отличается от режима в младших группах тем, что больше времени отводится для проведения организованных занятий (15–20 мин) и несколько усложняется характер этих занятий.

В режиме дня детей старшей и подготовительной групп для сна отводится 11,5 ч (10 ч – ночной сон, 1,5 ч – дневной). Занятия приобретают характер обучения и проводятся ежедневно: для первой группы – два занятия продолжительностью 25–30 и 15–20 мин; для второй – не менее трех занятий продолжительностью 25–30 мин каждое. Во всех группах в середине занятий следует проводить физкультминутки длительностью 1,5–2 мин. Продолжительность перерывов между занятиями должна быть 10–12 мин. Во время перерывов следует проводить подвижные игры умеренной интенсивности. Во всех группах домашние задания не задаются.

При составлении расписания занятий рекомендуется планировать равномерное распределение учебной нагрузки в течение дня, недели и года; в начале и конце учебной недели необходимо предусматривать более легкие по содержанию и сложности программного материала занятия.

Начиная со средней группы, необходимо предусматривать каникулы на летнее время, а также в начале января и в конце марта. Во время каникул дети посещают детский сад, но учебные занятия (за исключением физкультурных и музыкальных) не проводятся. Больше времени в режиме дня в этот период отводится спортивным и подвижным играм, физическим упражнениям (предпочтительно на свежем воздухе), прогулкам.

В подготовительной группе в начале учебного года определяется функциональная готовность детей к обучению. Судить о готовности ребенка к обучению в школе следует не только по степени его умственного развития, которое в значительной мере определяется социальными условиями, но и по степени морфофункциональной зрелости организма. Для детей, функционально не готовых к обучению и имеющих дефекты в произношении звуков, следует предусмотреть в режиме детского сада занятия со специалистами; для детей со слабым развитием мелких мышц кисти – специальные упражнения для их развития; для детей с отклонениями в состоянии здоровья – необходимые лечебные и оздоровительные мероприятия.

На занятиях надо широко использовать наглядные пособия, дидактические игры и др. Занятия необходимо проводить в такой форме, которая, с одной стороны, соответствует особенностям восприятия детей, а с другой – вызывает их заинтересованность, активность, побуждает к творчеству. В известной мере это определяется развитием второй сигнальной системы и характером ее взаимоотношения с первой. Так, у детей 3–5 лет в выработке условных рефлексов непосредственные сигналы играют большую роль, чем слово; у 5–7-летних под влиянием воспитательного процесса вторая сигнальная система достигает более высокого уровня развития, взаимодействие двух сигнальных систем становится более прочным и роль словесных сигналов возрастает. Тем не менее у детей 5–7 лет наиболее эффективно условные рефлексы формируются при сочетании наглядного показа со словесной инструкцией. Физиологические особенности деятельности мозга детей данного возраста требуют максимального использования в их обучении наглядного метода.

Игровая деятельность является одним из основных и эффективных средств воспитания детей дошкольного возраста. В режиме дня всех возрастных групп игровой деятельности отводится значительное время. Детские игры по характеру и содержанию многообразны: спокойные, подвижные, индивидуальные, коллективные, дидактические.

В играх разного вида решаются многообразные педагогические задачи: воспитание нравственных качеств, чувства коллективизма, воли. Во время игры дети познают окружающий мир. Игры способствуют формированию логического мышления, произвольного внимания, развитию памяти, воображения, речи. Подвижные игры оказывают влияние на развитие двигательных навыков, ловкости, способствуют воспитанию находчивости, смелости, активности и др. Они помогают восстановить работоспособность за счет удовлетворения потребности в активной двигательной деятельности. Вместе с тем следует учитывать, что характер, интенсивность игр и связанные с ними энергозатраты различны, соответственно, неодинаково их влияние на организм детей.

При организации игровой деятельности в течение дня необходимо рационально сочетать различные режимные моменты и характер сдвигов, которые под их влиянием происходят в организме детей.

Непосредственно с игрой связан и труд детей. В младших группах трудовое воспитание складывается из работ по самообслуживанию (умение самостоятельно одеваться, раздеваться, умываться, аккуратно есть), по подготовке к занятиям, сервировке стола, уходу за растениями и т. п.

Виды и содержание трудовой деятельности детей старшего дошкольного возраста разнообразнее и сложнее. Это уже осмысленная помощь по уборке помещений, заправке постелей, соблюдению чистоты одежды (обуви и т. д.), сервировке стола, подготовке к занятиям; мытье и чистка игрушек, уход за животными, растениями (работа на участке); ручной труд, направленный на совершенствование двигательных возможностей кисти ребенка (изготовление поделок из бумаги, природных материалов, картона, работа с тканями, нитками, спицами, крючками и др.).

Дети с удовольствием и интересом выполняют различные поручения по труду, но он их утомляет. Поэтому продолжительность труда не должна превышать в старшей и подготовительной группах 20–25 мин. Работа, связанная с интенсивной деятельностью (вскапывание грядок, прополка, полив растений, расчистка дорожек от снега и т. п.), должна продолжаться в средней группе не более 10 мин, в старшей – 15 мин.

Многообразная деятельность приводит к снижению функционального состояния всех систем организма – к утомлению. Для восстановления работоспособности необходим длительный и полный отдых – ночной и дневной, так как дети в состоянии непрерывного бодрствования могут находиться не более 5,5–6 ч. Более продолжительное бодрствование – чрезмерная нагрузка для нервной системы детей. Достаточно продолжительный сон является надежным средством профилактики невротических состояний у детей. Обязательное условие для нормального сна – строгое соблюдение режима, т. е. определенных часов отхода ко сну, что формирует у детей рефлекс на время: они быстрее засыпают. Кроме того, необходимо соблюдение ряда гигиенических требований, например, тихие и спокойные игры перед сном; проведение гигиенических процедур; наличие опрятной и удобной постели, одежды; обеспечение доступа свежего воздуха, так как во время сна потребление кислорода увеличивается; оптимальной температуры воздуха в помещении для сна (19 °C для средней полосы). Еще лучше организовать сон (особенно дневной) на свежем воздухе (на открытых верандах).

Правильный режим дня школьника – это целесообразно организованный, соответствующий возрастным особенностям распорядок суточной деятельности. Чрезвычайно важно, чтобы все элементы режима проводились строго последовательно и в одно и то же время. Это способствует образованию устойчивых условных рефлексов.

При этом каждый предыдущий этап дневного ритма является условным сигналом для выполнения последующего. Учащиеся, которые строго соблюдают режим дня, быстрее втягиваются в работу, быстрее засыпают и меньше устают. Рациональный режим дня способствует, нормальному функционированию и четкому взаимодействию всех органов и систем организма. Он предохраняет нервную систему от переутомления; обеспечивает высокую работоспособность на протяжении учебного дня (недели, года); создает благоприятные условия для физического и психического развития детей и подростков.

Основными режимными моментами в суточном бюджете времени учащихся являются учебные занятия в школе и дома, подвижные игры, спортивные развлечения, закаливающие мероприятия, прогулки, общественно полезный труд, свободное время, прием пищи, гигиенические процедуры, ночной сон, самообслуживание и помощь семье.

При разработке рационального режима дня предусматриваются достаточная продолжительность и правильное распределение основных режимных компонентов. С возрастом меняется соотношение отдельных компонентов режима во времени, появляются новые виды деятельности, меняется характер организации и проведения тех или иных режимных моментов. Главными в распорядке дня должны быть разумное чередование умственной и физической нагрузок с отдыхом, рациональное питание.

Учебные занятия в школе регламентируются учебным планом.

Домашние учебные занятия являются важным звеном самостоятельной подготовки школьников в процессе обучения. Добросовестное выполнение домашних заданий способствует закреплению и углублению знаний, развитию и совершенствованию умений и навыков, получаемых на уроках в школе. Подготовку домашних заданий (самоподготовку) надо начинать всегда в определенные часы и при полном восстановлении функций. Перед началом самоподготовки следует включить в режим активный отдых, желательно на свежем воздухе; для учащихся 6–7 лет – дневной сон. Эти виды отдыха наиболее эффективно обеспечивают высокий уровень работоспособности к началу занятий. У школьников, привыкших заниматься всегда в одни и те же часы, появляется к этому времени настрой всего организма к напряженной умственной деятельности. Большую роль в повышении продуктивности умственного труда играют также привычка к постоянному месту работы, создание рабочей обстановки, включающей рабочее место, рабочую зону (письменный стол, стул, определенный порядок на столе, наличие необходимых письменных принадлежностей и т. д.), освещение рабочего места и др.

Во время занятий должно быть устранено все, что может отвлекать от работы (громкие разговоры, радио, телевидение и т. п.). Самих школьников необходимо приучить работать сосредоточенно, не отвлекаясь.

При выполнении домашних заданий должен быть сохранен школьный стереотип: через каждые 40–45 мин занятий короткие (10–5 мин) перерывы с выполнением физических упражнений (физкультпаузы, физкультминутки), которые быстро восстанавливают работоспособность.

Уставом средней общеобразовательной школы предусмотрена максимальная продолжительность подготовки домашних заданий:

1) ученики первых классов должны отводить на выполнение домашней работы до 1 ч;

2) ученики вторых классов должны отводить на выполнение домашней работы до 1,5 ч;

3) ученики третьих, четвертых и пятых классов должны отводить на выполнение домашней работы до 2 ч;

4) ученики шестых, седьмых и восьмых классов должны отводить на выполнение домашней работы до 2,5 ч;

5) ученики девятых классов должны отводить на выполнение домашней работы до 3 ч;

6) ученики десятых и одиннадцатых классов должны отводить на выполнение домашней работы до 5 ч.

Учащиеся 6-летнего возраста задания на дом не получают.

Школьники должны стремиться не выходить за рамки указанного времени, а при возможности и значительно его сокращать. Превышение времени занятий отрицательно сказывается на общем развитии и состоянии здоровья ребенка. Длительное приготовление уроков ведет к снижению внимания, ослаблению памяти и другим функциональным изменениям, а в общем режиме приводит к уменьшению времени пребывания детей на свежем воздухе, к снижению их двигательной активности, к систематическому недосыпанию и т. д.

Увеличение времени на домашние задания связано не только с возросшим его объемом, но и с отсутствием у школьников умения рационально организовать свою работу.

В начальных классах учителя, как правило, рекомендуют начинать приготовление уроков с письменных заданий, а затем переходить к устным. Учащиеся старших классов должны сами устанавливать порядок выполнения заданий на основе наблюдений за своей работоспособностью.

Напряженная умственная работа без отдыха, без перерывов не может долго быть эффективной. При выполнении домашних заданий важно правильное чередование труда и отдыха. Активный отдых на открытом воздухе (прогулки) включается в режим дня равномерно. Это обеспечивает сохранение оптимальной работоспособности на протяжении всего периода бодрствования.

Содержание и длительность отдыха на воздухе меняются в зависимости от его места в режиме дня и назначения.

Прогулка в течение 20–30 мин до начала занятий в школе снижает охранительное торможение после сна, повышает возбудимость клеток головного мозга к началу уроков. Дневная прогулка после окончания занятий в школе снимает утомление после относительной неподвижности на уроках; содержание ее составляют подвижные и спортивные игры, развлечения, физические упражнения. Эта прогулка называется спортивным часом, длительность ее зависит от количества уроков: 30 мин при 5 уроках, 1 ч при 4 уроках; при 6 уроках прогулка не проводится. Для детей 6-летнего возраста такая прогулка предусмотрена после 3-го урока и носит характер динамического занятия.

Дневная прогулка после обеда (до самоподготовки) обеспечивает высокую работоспособность к началу приготовления домашних заданий. Длительность ее – 1–1,5 ч. Прогулка проводится в виде общественно полезного труда (в том числе помощи семье), экскурсий, спортивных игр и т. п. Для детей 6-летнего возраста данная прогулка предусмотрена после дневного сна, тихих игр и полдника, т. е. в конце пребывания их в школе.

Вечерняя прогулка после ужина, перед сном длительностью 20–30 мин снимает утомление, нарастающее к концу дня, уравновешивает процессы торможения и возбуждения, способствует быстрому засыпанию.

Общая продолжительность пребывания на воздухе должна составлять для детей младшего школьного возраста не менее 3–3,5 ч, старшего возраста – 2–2,5 ч. Как показывают наблюдения гигиенистов, в современных условиях перегрузки школьников нередко нарушается именно этот компонент режима дня.

В суточном бюджете времени каждого школьника предусматривается так называемое свободное время, которое учащиеся используют сообразно своим интересам, личным склонностям, желаниям. Оно включается в режим дня после самоподготовки. Характер его может быть самым разнообразным: занятия в различных кружках, спортивных секциях, художественная самодеятельность, танцы, посещение театра, просмотр кинофильмов, чтение художественной литературы и т. д. Занятия должны строиться только на добровольных началах, без элементов принуждения, должны предполагать максимальную активность самих детей, тогда они будут настоящим отдыхом.

Внеучебные занятия должны быть регламентированы так же, как и любая другая деятельность школьников. Например, занятия в кружках и секциях должны проводиться не чаще 2 раз в неделю длительностью для младших школьников не более 1 ч, для старших – не более 1,5 ч; общешкольные мероприятия – не чаще 1–2 раз в месяц. Такое зрелищное мероприятие, как просмотр телевизионных передач (кинофильмов и др.), при всей их занимательности, пользе для общего развития ребенка представляют значительную физиологическую нагрузку на ЦНС, органы зрения и слуха. Установлена максимальная продолжительность просмотра детьми телевизионных передач: для младших школьников – 1 ч, для школьников среднего возраста – 1,5 ч, старшего возраста – 2 ч и не более 2–3 раз в неделю.

Чтение занимает ведущее место среди всех общекультурных интересов школьников во внеучебное время. Чтение сопровождается значительным напряжением коры большого мозга. В связи с этим длительность непрерывного чтения учащимися художественной литературы не должна превышать 2 ч.

Большую пользу для здоровья и радость детям приносят совместные с родителями экскурсии и загородные прогулки. Они имеют и оздоровительное, и воспитательное, и образовательное значения.

В свободное время учащиеся должны оказывать посильную помощь семье. Школьников младших классов привлекают к уборке комнаты, мытью посуды, уходу за комнатными растениями и др. Более старшие школьники помогают в уходе за младшими детьми в семье, в приготовлении пищи, уборке квартиры, выполняют садово-огородные и другие работы, связанные как с самообслуживанием, так и с общественно полезным трудом. Посильный труд не только способствует правильному воспитанию детей, но и содействует наилучшему их физическому развитию и укреплению здоровья.

В режиме дня детей школьного возраста следует также предусматривать достаточное время для гигиенических процедур. Чрезвычайно важными элементами режима дня школьников являются сон и питание.

Личная гигиена включает в себя утренний и вечерний туалет, утреннюю гимнастику с последующими водными процедурами, а также соблюдение правил личной гигиены в период бодрствования; сюда могут быть отнесены и переодевания после школы и для прогулки, прием пищи. Каждый из этих элементов режима требует немного времени, но в сумме на них затрачивается не менее 3 ч; дети младшего возраста, особенно 6 лет, тратят времени больше. В их суточном бюджете времени на личную гигиену выделяется не менее 3–4 ч.

После напряженного учебного дня школьнику нужны хороший отдых и полноценный сон. Под гигиенически полноценным сном понимается сон, имеющий достаточную для возраста продолжительность и глубину, точно установленное время отхода ко сну и пробуждения.

Наиболее рационален подъем детей в 7 ч; более ранний подъем отрицательно сказывается на самочувствии детей и увеличивает период врабатывания на первом уроке.

По современным данным сон представляет собой разлитое торможение, которое возникает в коре полушарий большого мозга и оберегает нервные клетки от перевозбуждения, истощения и разрушения. Во время сна происходит изменение всей жизнедеятельности организма. Замедляется сердечная деятельность, расслабляется мускулатура, уменьшается потоотделение, понижаются обмен веществ и функция пищеварения. Чтобы сон школьника был полноценным отдыхом, необходимо выполнение определенных гигиенических правил. Важнейшим из них является соблюдение режима сна.

Значительная часть детей недосыпает. Установлено чрезвычайно неблагоприятное влияние недосыпания на высшую нервную деятельность школьника: появляются слабость, головные боли, раздражительность, понижается работоспособность, быстро нарастает утомление. Все эти нарушения вначале носят обратимый характер и исчезают при установлении правильного режима сна. Длительное недосыпание может привести к переутомлению.

Известно, что сон детей часто сокращается за счет периода засыпания. Причиной длительного засыпания может быть неправильная организация отдельных моментов режима дня, таких как, например, приготовление домашних заданий и проведение свободного времени, просмотр поздних программ телевидения, активные физические и эмоциональные нагрузки в вечерние часы.

Для полноценного отдыха центральной нервной системы и всего организма все эти отрицательно действующие на процесс засыпания и сам полноценный сон моменты необходимо исключить.

Основными задачами гигиенического воспитания детей дошкольного и младшего школьного возраста являются сообщение им элементарных гигиенических сведений, формирование на их основе умений, навыков и привычек, а также воспитание культуры поведения.

Детям необходимо с ранних лет прививать гигиенические умения и навыки (мытье рук, умывание, чистка зубов и т. д.), и к 6 годам они переходят в привычку. Для того чтобы это стало возможным, необходимо использовать детскую тягу к подражанию, наблюдательность и любознательность ребенка, т. е. не надо забывать, что родители, медицинские работники, учителя являются примерами для подражания детей, тем самым приучают их к выполнению самых первых и основных санитарно-гигиенических навыков. На этом должна основываться вся санитарно-просветительская работа. В этот период дети наиболее восприимчивы к различного рода сведениям о важности, смысле, значимости того или иного гигиенического навыка для сохранения и укрепления здоровья. К 6 годам дети должны самостоятельно, уже без дополнительно контроля со стороны взрослого, выполнять все правила личной гигиены, уметь чистить свою одежду, содержать свои игрушки и рабочее место в порядке, соблюдать порядок в игровой комнате и спальне дошкольного учреждения. Дети должны быть обучены правилам поведения за столом при приеме пищи; уметь пользоваться столовыми приборами, салфетками, правильно есть (не спеша, тщательно пережевывая пищу). Старшие дошкольники должны уметь выполнять посильную работу, связанную с сервировкой стола, уборкой своего уголка дома, групповой комнаты спальни и т. д.

В дошкольном возрасте прививаются интерес и уважение к труду, умение трудиться в коллективе и в семье. Например, работа детей в живом уголке связана с кормлением животного. Необходимо разъяснить ребенку, что после общения с животным, его кормления, необходимо тщательно мыть руки во избежание возможности заразиться от животного каким-либо заболеванием (в том числе глистными). Если ребенок работает на приусадебном участке, огороде, необходимо приучить ребенка есть ягоды, овощи и фрукты, только хорошо вымытые в чистой воде, при этом разъяснив опасность отравления немытым продуктом (возможно, он обработан каким-либо химикатом) или заражения какой-либо инфекцией (мышиной лихорадкой, например).

В целях профилактики детского травматизма детей старшего дошкольного возраста необходимо научить пользоваться острыми, колюще-режущими предметами, тогда при работе с ножами, вилками, ножницами, иголками, они сами смогут избежать получения травмы и не нанесут ее другим.

Методы и формы гигиенической подготовки детей дошкольного возраста разнообразны, в основном включают в себя наглядный показ правильного выполнения гигиенических процедур, демонстрацию плакатов, диапозитивов, фотографий, детских видео-, кино и мультфильмов на различные гигиенические темы. Одной из важных и показательных форм гигиенического воспитания является игра. Например, играя с детьми в дочки-матери, больницу, детский сад или школу, необходимо спокойно и ненавязчиво подсказывать, как правильно выполнять ту или иную гигиеническую процедуру.

В дошкольном возрасте ребенок приобретает начальные навыки гигиенического знания, которые необходимо выполнять регулярно, систематически, иначе они теряют свое значение. В младшем школьном возрасте проводят дальнейшее их закрепление и совершенствование.

Правильное гигиеническое воспитание детей школьного возраста имеет важное значение для сохранения и укрепления здоровья на протяжении не только периода обучения, но и всей дальнейшей жизни. Объем гигиенических навыков и знаний определяется возрастом детей. Важными условиями в осуществлении работы по гигиенической подготовке школьников являются преемственность и постепенность возрастания объема знаний от младшей возрастной группы к более старшей.

Преподавание основ гигиены и правил культурного поведения в начальных классах ведется во время уроков и во внеучебное время. Задачами санитарного врача являются создание, организация консультативно-методической и практической помощи педагогам при разборе специальных программ гигиенического обучения; предупреждение инфекционных заболеваний, последствий вредных привычек, нравственное воспитание и т. д. Для изучения гигиенического материала, включенного в учебные программы, лучше использовать урок с объяснительным чтением или беседу. Занятия, обосновывающие отдельные гигиенические положения, должны быть краткими, подкрепляться наблюдениями и фактами из жизни, собственного опыта детей и их сверстников. Для лучшего усвоения сведений, которые даются детям, необходимо использовать наглядные материалы, пособия, под руководством учителя обучать правилам выполнения тех или иных гигиенических норм, т. е. сочетать усвоение гигиенических знаний и овладение практическими навыками.

Необходимо рассказывать детям о правильном построении режима дня, его значении и его выполнении, разъяснять значение режима дня для укрепления здоровья, повышения работоспособности, объяснять, почему необходимо чередовать умственный и физический труд, активный отдых.

Санитарный врач должен разъяснять детям и закреплять у них знания об уходе за телом, зубами; научить их контролировать чистоту и опрятность. Ежедневная проверка выполнения правил личной гигиены путем осмотра и опроса ребят постепенно приучает их к самостоятельному выполнению того или иного гигиенического навыка.

Дети начальных классов должны знать и четко выполнять правила уличного движения. Для предупреждения несчастных случаев на улице необходимо использовать уроки во время прогулок, экскурсий.

Санитарный врач должен знакомить детей с правилами поведения в обществе и в быту. Беседы по предупреждению уличного, спортивного и бытового травматизма необходимо для лучшего усвоения сопровождать показом видео-, кино– и мультпозитивов, а также некоторыми практическими приемами. Дети должны знать, что заниматься в спортзале нужно только в спортивной форме и в присутствии преподавателя физкультуры или заменяющего его взрослого.

Врач школы проверяет волосы на педикулез, гигиену в классе и наличие сменной обуви. Они же вместе с дежурными следят за чистотой классного помещения, регулярными его проветриваниями.

Дети в 8–9 лет получают первоначальные сведения о строении человека, жизнедеятельности отдельных органов и систем, о значении сна и гигиенических условиях его проведения. Сообщение элементарных сведений о скелете имеет важное значение для выполнения правил посадки и сохранения правильной осанки.

Дети 8–10 лет знакомятся с правилами общественной гигиены, которые играют определенную роль в формировании у них правильных представлений о здоровье коллектива, в воспитании чувства коллективизма, товарищества, взаимопомощи.

Детям данного возраста даются элементарные понятия о вредном влиянии воздуха плохо проветриваемых или вообще не проветриваемых помещений на здоровье человека, а также их приучают к соблюдению санитарно-гигиенического режима.

Особого внимания требует организация режима дня школьников в период их подготовки к экзаменам. В этот период режим дня должен соблюдаться четко и аккуратно; необходимо стремиться к тому, чтобы изменения в режиме были минимальными. Должны быть сохранены привычное время пробуждения и отхода ко сну, продолжительность и порядок занятий, часы приема пищи и пребывания на свежем воздухе.

Школьники должны знать и владеть навыками рационального построения режима самостоятельных учебных занятий и планирования времени отдыха в период подготовки к экзаменам.

Общая продолжительность подготовки к экзаменам не должна превышать ежедневной продолжительности учебных занятий в школе и подготовки домашних заданий. Режим занятий должен соответствовать индивидуальным особенностям организма школьников. Готовиться к экзаменам лучше всего на своем привычном рабочем месте; заниматься лучше в утренние и дневные часы, когда работоспособность наиболее высока.

Одним из главных условий поддержания высокой работоспособности в течение длительного времени подготовки к экзаменам является правильная смена видов деятельности. Большая умственная нагрузка требует активного отдыха (спортивных и подвижных игр на свежем воздухе, работы на участке и т. п.). Между экзаменами по отдельным предметам следует устанавливать 3–4-дневный перерыв, чтобы день экзамена и по возможности следующий день были для школьников «разгрузочными», для снятия напряжения, возникшего во время экзамена, для восстановления сниженной работоспособности, для переключения на другой предмет. Экзамены следует проводить в привычной для школьников обстановке, в помещении, где созданы все необходимые гигиенические условия по соблюдению освещенности, проветривания и др.

Работа по гигиеническому воспитанию детей среднего и старшего школьного возраста должна быть направлена на закрепление приобретенных и получение новых знаний в области гигиены, так как не закрепленные и не развиваемые у детей данной возрастной группы гигиенические знания и навыки, которые они получили в дошкольном и младшем школьном возрасте, исчезают, и на смену им нередко приходят антигигиенические навыки, дурные привычки.

Физическое воспитание является организованным процессом воздействия на человека физических упражнений, гигиенических мероприятий и естественных сил природы для обеспечения определенного уровня физического развития, формирования и совершенствования двигательных качеств, умений и навыков с целью улучшения подготовки к разнообразной деятельности.

Средствами физического воспитания являются подвижные игры, физические упражнения, ходьба, бег, спортивные игры, физический труд, воздействие естественных факторов природы (солнечных лучей, воздуха и воды). Перечисленные средства могут использоваться в различных формах. Основными, включенными в государственную программу физического воспитания детей в различных типах учебно-воспитательных учреждений являются занятия и уроки физкультуры.

Физическое воспитание детей и подростков направлено на укрепление здоровья, совершенствование функциональных возможностей и обеспечение всестороннего физического развития организма, развитие силы, быстроты, выносливости и ловкости, волевых и моральных качеств, воспитание дисциплинированности, коллективизма, чувства дружбы и товарищества, рациональных гигиенических навыков, овладение знаниями по гигиене физических упражнений и самоконтролю. Вместе с тем основное значение физического воспитания – это достижение оздоровления детей и подростков.

Оздоровительная роль физического воспитания заключается в совершенствовании реакций терморегуляции, повышении неспецифической устойчивости организма к патогенным микроорганизмам и неблагоприятным факторам окружающей среды, что способствует снижению заболеваемости в первую очередь простудными заболеваниями. Физическое воспитание стимулирует процессы роста и развития организма, способствует нормализации нарушенной деятельности отдельных органов и систем, а также коррекции врожденных или приобретенных дефектов физического развития. Физвоспитание способствует также повышению работоспособности путем своевременного формирования двигательного анализатора и специфического развития основных физических качеств, охране и укреплению психического здоровья путем повышения тонуса коры большого мозга и создания положительных эмоций.

Физическое воспитание оказывает благоприятное влияние на растущий организм только тогда, когда оно организовано в соответствии с гигиеническими принципами.

Гигиеническими принципами правильной организации физического воспитания детей и подростков являются:

1) наличие оптимального двигательного режима с учетом биологической потребности растущего организма в движениях и его функциональных возможностей;

2) дифференцированное применение средств и форм физического воспитания в зависимости от возраста, пола, состояния здоровья и физической подготовленности детей и подростков;

3) систематичность занятий, постепенное увеличение нагрузок и комплексное использование разнообразных средств и форм физического воспитания, способствующих гармоничному развитию, охране и укреплению здоровья;

4) создание благоприятных условий окружающей среды во время занятий физкультурой и спортом.

Оздоровительное влияние физических упражнений на организм детей и подростков наилучшим образом достигается при сочетании их с использованием естественных природных факторов (воздуха, солнца и воды).

Одним из основных средств укрепления здоровья является закаливание, т. е. система мероприятий, дающих возможность организму быстро и адекватно приспособиться к воздействиям окружающей среды. Правильно используя естественные факторы природы, удается повысить сопротивляемость вредным воздействиям, патогенным микроорганизмам, а также достигнуть благоприятных сдвигов в функциональном состоянии организма: улучшаются основной обмен, работа сердечно-сосудистой и дыхательной систем, совершенствуется процесс терморегуляции, повышается мышечный тонус.

Научные исследования по изучению влияния различных видов и методов закаливания на физиологические функции организма позволили сформулировать принципы организации закаливания:

1) постепенность закаливания, т. е. постепенное увеличение силы воздействия закаливающего фактора;

2) систематичность закаливания, так как длительный перерыв в закаливании ведет к постепенному угасанию выработанных условных рефлексов;

3) разнообразие средств закаливания, так как длительное применение какого-либо раздражителя в целях закаливания повышает сопротивляемость организма только к данному раздражителю.

Целесообразно проводить закаливание во время занятий физическими упражнениями и спортом. Утренняя гимнастика с последующими водными процедурами, подвижные и спортивные игры на воздухе, купание в открытом водоеме, туристические походы, лыжные и пешие прогулки, проводимые в различных метеорологических условиях, содействуют увеличению закаливающего эффекта.

Проведение всех закаливающих процедур требует постоянного контроля со стороны медицинских работников. Это контроль за условиями, в которых проводится закаливание, их рациональным использованием и влиянием на организм.

Закаливание воздухом – самое распространенное и всем доступное средство закаливания. Воздух воздействует на организм человека в течение всей его жизни. Необходимо, чтобы это постоянное воздействие всегда оказывало благоприятное влияние, стимулирующее правильный рост и развитие организма. Действие воздуха воспринимается нервными окончаниями кожных покровов и слизистых оболочек дыхательных путей. Характер влияния воздуха на организм определяется соотношением его качественных показателей: температуры, влажности, движения, давления, ионизации.

При проведении воздушных ванн необходимо учитывать состояние здоровья детей и их индивидуальную реакцию. Нельзя допускать резкого охлаждения, а тем более переохлаждения. Поэтому во время приема воздушных ванн рекомендуется проводить подвижные игры, а с целью усиления их положительного влияния на организм целесообразны после них водные процедуры (купание в водоеме, душ, обливание или обтирание).

Физиологическое действие водных процедур и результат их влияния на организм подобны действию воздушных ванн. В порядке нарастания силы раздражения водные процедуры распределяются следующим образом: обтирание, обливание, ванна, душ, купание в открытом или закрытом водоеме. Сила раздражения водой достигается увеличением площади соприкосновения с ней, снижением температуры воды и удлинением времени ее воздействия. Выбор водных процедур определяется врачом с учетом возраста детей и данных об их здоровье. Водные процедуры начинают проводить водой нейтральной температуры (34–36 °C) продолжительностью от 2 до 15 мин. Для здоровых детей температуру воды каждые 2 дня снижают на 1–2 °C, доводя до 18–20 °C в зависимости от возраста.

Полезно купание в открытых и закрытых водоемах, особенно в море, так как оно сопровождается физической нагрузкой и вызывает положительные эмоции. Купаться следует 1 раз в сутки. Рекомендуется купаться при температуре воды не ниже 22 °C и при температуре воздуха не ниже 24 °C, в тихую погоду.

Солнечные ванны оказывают на организм наиболее сильное физиологическое действие по сравнению с другими природными факторами закаливания. Многостороннее влияние ультрафиолетовых лучей на организм при условии их правильного использования выражается в улучшении состояния и физического развития, повышении защитных сил организма, его сопротивляемости инфекциям и другим вредным факторам воздействия окружающей среды. Повышается интенсивность обмена веществ, улучшается состав крови, нормализуются функции и взаимодействие всех органов и тканей.

Для растущего, постоянно изменяющегося организма чрезвычайно важно рациональное питание, обеспечивающее поступление в организм таких пищевых веществ, которые составляют основу формирования новых клеток, различных органов и тканей, возмещают энергетические затраты организма, способствуют нормальному физическому и нервно-психическому развитию детей, повышают сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям, улучшают работоспособность и выносливость. Под рациональным питанием следует понимать питание, обеспечивающее растущий организм необходимыми для его гармоничного роста и развития энергией и пищевыми веществами в правильном (качественном) соотношении и достаточном количестве.

Жизнедеятельность организма ребенка связана с непрерывными затратами энергии и веществ, входящих в состав тканей тела. В организме происходят распад этих веществ – диссимиляция (катаболизм) и одновременно синтез их – ассимиляция (анаболизм). Эти процессы в своем течении тесно переплетаются и сочетаются.

В растущем организме обмен веществ протекает особенно интенсивно и, как правило, с некоторым преобладанием процессов ассимиляции. У детей величина основного обмена веществ в 1,5–2 раза выше, чем у взрослого человека. Кроме того, у ребенка своеобразные соотношения между поверхностью тела и его массой, в силу чего на единицу поверхности тела приходится большая потеря тепла, чем у взрослых. Значительный расход энергии обусловливается также большой подвижностью детей.

Энергетическая ценность пищи, а также расход энергии согласно Международной системе единиц (СИ) измеряются в джоулях (Дж). Ранее применялись единицы «калория» (кал) и «килокалория»; 1 ккал = 1000 кал = 4,187 X 103 Дж.

При организации питания учитываются не только интенсивные процессы роста и обмена веществ, но и большие умственные нагрузки, связанные с овладением основами науки и увеличением потока информации, а также нагрузки, обусловленные общественно полезным и производительным трудом, занятиями физкультурой и спортом. Огромное значение имеет соответствие питания по количеству и качеству потребностям детей, так как растущий организм чувствителен не только к дефициту, но и к избытку пищевых веществ.

Нормы физиологической потребности детей в пищевых веществах и энергии разработаны Институтом питания АМН СССР и утверждены Министерством здравоохранения РФ. В этих нормах предусматривается дифференциация потребностей в энергии, жирах, белках, углеводах в зависимости от района проживания.

Ребенок должен есть разнообразную пищу, содержащую все необходимые для его развития пищевые ингредиенты: белки, жиры, углеводы, минеральные соли, витамины, воду.

Острые отравления развиваются вследствие попадания в организм человека химических соединений в токсической дозе, т. е. в количестве, способном вызвать нарушения жизненно важных функций и создать угрозу жизни.

Первая домедицинская помощь оказывается родителями или родственниками пострадавшего, сотрудниками детских дошкольных или школьных учреждений.

Необходимо сделать следующее:

1) создать покой, уложить больного в постель;

2) ребенка без сознания, с явлениями угнетения или возбуждения центральной нервной системы следует фиксировать: детей ясельного и грудного возраста пеленают, у детей старшего возраста фиксируют конечности;

3) во избежание аспирации голову больного надо повернуть на бок;

4) если произошла рвота, необходимо пальцем, используя простыню, пеленку или полотенце, очистить рот от пищевых масс;

5) срочно вызвать бригаду «скорой медицинской помощи».

Первая медицинская помощь состоит из таких основных моментов, как:

1) общие назначения, рекомендованные для первого этапа;

2) детоксикационная терапия (использование антидотной и симптоматической терапии;

3) удаление яда.

При отравлении через кожные покровы ребенок должен быть удален из зараженной атмосферы, освобожден от одежды, кожу необходимо тщательно промыть теплым раствором мыльной воды. Обрабатывают сначала загрязненные участки, а затем всю поверхность тела.

При отравлении через конъюнктиву слизистые оболочки глаз промывают струей теплой воды, используя для этого резиновую грушу или 20-граммовый шприц. По окончании процедуры в конъюнктивальныи мешок вводят 1 %-ный раствор новокаина или 0,5 %-ный раствор дикаина с адреналином (1:1000).

В случае попадания ядовитого вещества на слизистые оболочки носоглотки и ротовой полости детям старшего возраста, находящимся в сознании и способным вступить в контакт, проводят многократное полоскание рта и промывание носа теплой водой. Детям, находящимся в бессознательном состоянии, производят повторное обтирание слизистых оболочек марлевым тампоном, смоченным теплой водой.

При попадании яда в желудок показано промывание желудка и удаление яда из кишечника. Промывание желудка проводят во всех случаях сразу же после отравления или как можно в более ранние сроки. Для промывания используют питьевую воду температуры 35–40 °C. Количество однократно введенной в желудок воды или другой жидкости не должно превышать возрастной дозы. Манипуляцию проводят многократно до получения чистых промывных вод. Необходимо помнить, что отравление могло произойти после приема пищи, поэтому первая порция введенной в желудок жидкости не должна превышать половины всей дозы. При задержке воды в желудке следующая порция уменьшается на такое же количество. Иногда во время промывания может развиться рвота в результате переполнения желудка или чрезмерного беспокойства ребенка. В этом случае голову ребенка следует наклонить, а введение последующей порции воды уменьшить наполовину. Перед началом промывания при помощи зонда следует убедиться в том, что зонд находится в желудке. Достоверным признаком этого является выделение желудочного содержимого, его можно получить, массируя желудок через брюшную стенку. Если это не дало ожидаемого результата, необходимо убедиться, что через зонд нет движения воздуха соответственно частоте дыхания. Первую порцию промывных вод собирают для токсикологического исследования. Наличие крови в желудочном содержимом не является противопоказанием для промывания желудка, а количество жидкости, вводимой одномоментно, должно быть уменьшено до 2/3 дозы. В конце промывания через зонд вводят антидоты или адсорбенты. После экспозиции 5–10 мин желудок повторно промывают; заканчивают промывание введением слабительного. Детей младшего возраста перед промыванием необходимо пеленать. Больным с нарушением сознания, неадекватным поведением после надежной фиксации промывание производится в положении на боку с несколько опущенной головой.

В некоторых случаях проводят повторное промывание желудка с интервалом 20–30 мин. Такая необходимость возникает при отравлении большим количеством ягод, растений, грибов, таблетированных лекарств, способных длительное время находиться в желудке в нерастворенном состоянии; при отравлении некоторыми химическими веществами, обладающими способностью повторно выделяться в просвет желудка. Больным при отравлении концентрированными растворами кислот или щелочей перед началом промывания производят обезболивание внутривенным введением промедола и атропина.

Опорожнение кишечника производится во всех случаях попадания яда в желудок. Для этого используют слабительное, очистительную клизму. Солевые слабительные (сульфат магния и сульфат натрия) не должны применяться у больных с отравлениями прижигающими ядами и с явлениями гастроэнтерита. Предпочтение в этом случае необходимо отдавать вазелиновому или растительному маслу в дозе 3 г/кг.

Наиболее распространенным способом выведения яда из крови является водная нагрузка. Во всех случаях отравления начинают форсированный диурез в объеме 3–5 мл/ч на 1 кг массы тела ребенка. Детям старшего возраста с легкой степенью интоксикации назначают растворы электролитов через рот, детям младшего возраста и всем детям с нарушением сознания эти растворы вводят в желудок через зонд, оставленный в желудке после промывания и фиксированный лейкопластырем к коже лица.

Объем неотложной симптоматической терапии и последовательность проводимых методов лечения определяются тяжестью состояния ребенка. При нарушении жизненно важных функций организма корригирующая терапия предшествует детоксикационному лечению или проводится одновременно.

Транспортировка ребенка в стационар осуществляется бригадой СМП. Детей с тяжелыми отравлениями перевозят без родителей, но родители обязательно должны приехать в приемное отделение стационара для беседы с лечащим врачом. В некоторых случаях острый период при отравлении высокотоксичными соединениями протекает у детей с минимальными проявлениями интоксикации. Это усыпляет бдительность родителей, а часто и медицинских работников. В подобных случаях лечение начинают не сразу, так как дети, как правило, поступают в стационар со значительным опозданием, с выраженными нарушениями со стороны внутренних органов. В связи с этим должны соблюдаться следующие принципы госпитализации:

1) все дети с подозрением на возможное отравление, даже без клинического проявления отравления, после предварительного очищение желудка и кишечника госпитализируются для активного наблюдения и обследования;

2) больным с интоксикацией легкой степени проводится умеренное детоксикационное лечение с использованием через рот водной нагрузки в объеме 5–7 мл/ч на 1 кг массы тела и антидотной терапии. Таких больных при отсутствии специализированного отделения можно госпитализировать в любое терапевтическое, а при отравлении прижигающими ядами – в хирургическое или отоларингологическое отделение;

3) все больные с интоксикацией средней тяжести и тяжелой, больные, находящиеся в терминальном состоянии, госпитализируются только в специализированные токсикологические или реанимационные отделения для проведения интенсивного детоксикационного лечения, реанимационных пособий, инфузионной симптоматической и патогенетической терапии.

Пищевые отравления бактериальной природы (пищевые интоксикации)

Пищевые интоксикации возникают в результате употребления пищи, обсемененной микробами (группой сальмонелл, стафилококками и др.), и протекают с преимущественным поражением желудочно-кишечного тракта.

Солнечный свет оказывает биологическое действие на организм, особенно детский, способствует нормальному росту и развитию, оказывает положительное психологическое воздействие, улучшает иммунобиологические показатели. Ультрафиолетовая часть солнечного света обладает выраженным бактерицидным свойством и тем самым способствует оздоровлению окружающей среды. Также огромно значение света в профилактике зрительного утомления и наиболее распространенных расстройств зрения (одним из таких расстройств является близорукость), так как именно в детском возрасте формируется рефракция глаза, влияющая на уровень зрительных функций и зрительную работоспособность. Поэтому в помещениях для детей и подростков должны быть созданы оптимальные условия освещения, требующие первостепенного внимания при проектировании и строительстве детских и подростковых учреждений.

Основные гигиенические требования к условиям освещения заключаются в обеспечении достаточного уровня освещенности, равномерности распределения светового потока и яркостных контрастов в помещении, отсутствии прямого и отраженного блескости.

Естественное освещение помещений детских и подростковых учреждений зависит от ряда факторов: светового климата местности, конфигурации здания и его расположения на участке, размеров и конструкции окон, ориентации их по сторонам горизонта и др.

При размещении зданий детских учреждений должны соблюдаться разрывы от жилых и общественных зданий: не менее 2,5 высоты противостоящего наиболее высокого здания со стороны окон основных помещений для детей.

Оптимальной ориентацией окон основных учебно-воспитательных помещений во всех климатических районах является южная (Ю). Она обеспечивает лучшую освещенность в течение всего года, максимальное проникновение солнечных лучей в помещение зимой и умеренную солнечную радиацию в весенне-летние месяцы. Благоприятными считаются восточная (В), юго-восточная (ЮВ) и юго-западная (ЮЗ) ориентации. В помещениях, ориентированных на Ю, ЮВ, В, ЮЗ, особенно при большой площади остекления, обязательно применение солнцезащитных устройств для устранения прямой и отраженной блескости, высоких яркостей в поле зрения и перегрева помещений: жалюзи, штор, металлизированной пленки. Ориентация групповых, спален, учебных помещений на север запрещается, за исключением кабинетов для рисования и черчения, где требуется постоянное равномерное освещение. Ограничивается ориентация основных помещений на запад из-за перегрева помещений.

Наилучшей конфигурацией здания является прямой корпус, вытянутый экваториально.

В связи с большим колебанием естественной освещенности в течение дня и года нормирование естественного освещения осуществляется не по абсолютным уровням освещенности, а по относительной величине – коэффициенту естественной освещенности (КЕО). КЕО представляет собой отношение освещенности данной точки в помещении в люксах (лк) к освещенности под открытым небом в той же горизонтальной плоскости и выражается в процентах. Согласно действующим нормам освещения приняты оптимальные значения КЕО для групповых и спальных помещений детских дошкольных учреждений, а также для классов, учебных кабинетов, кабинета врача 1,5 %.

Нормируемые значения КЕО обеспечиваются при соблюдении ряда гигиенических требований, предъявляемых к строительству и эксплуатации зданий.

На величину освещенности помещения большое влияние оказывают форма окон и их размеры (площадь), увеличение которых повышает уровень освещенности. Рекомендуется отношение площади остекления к площади пола (световой коэффициент – СК) для основных помещений детских и подростковых учреждений не менее 1: 4–1: 5. От высоты верхнего края окна зависит глубина проникновения световых лучей в помещение. Поэтому оконные проемы должны быть максимально подняты вверх, чтобы расстояние от потолка до верха оконного проема было не более 15–30 см.

Глубина помещений, в которых занимаются зрительной работой, не должна превышать удвоенную высоту верхнего края окна над полом. Наличие простенков в светонесущей стене создает неравномерность освещения, особенно вблизи окон, поэтому их ширина не должна превышать 50 см.

Основной поток света в учебных помещениях должен быть с левой стороны от учащихся. При этом высота подоконников в дошкольных учреждениях составляет 0,5–0,6 м, а в средних учебных заведениях – 0,7–0,8 м. Это создает необходимые условия для отдыха аккомодационного аппарата глаза при переводе взгляда с близкого (30–35 см) расстояния при чтении, письме на удаленные объекты за окном. При недостаточности левостороннего освещения в помещениях с большой глубиной допустимо устройство дополнительного правостороннего подсвета. Располагать окна сзади от учащихся неприемлемо, так как ученик своим корпусом будет затенять рабочее место.

Крайне нецелесообразны в учебном помещении слепящие глаза источники света. При взгляде на ярко освещенный предмет или яркий свет зрачок суживается гораздо быстрее, чем происходит его расширение после перевода взгляда на нормально освещенный предмет. При этом ребенок плохо различает текст или предметы. Поэтому устраивать световые проемы спереди от учащегося недопустимо.

Комфортность освещения достигается также соотношением яркостей различных поверхностей, находящихся в поле зрения учащихся. Установлены пределы соотношения яркостей отдельных поверхностей:

1) между книгой (тетрадью) и крышкой парты 3:1;

2) между книгой (тетрадью) и окружающим фоном пола, стен, классной доской 10:1;

3) между световым проемом и окружающим его фоном стены 20:1.

Рекомендуемые соотношения яркостей достигаются правильной конструкцией окон, наличием солнцезащитных устройств, рациональной окраской поверхностей интерьера. Цветовая отделка интерьера должна обеспечивать высокие коэффициенты отражения поверхностей и благоприятное распределение яркостей и их контрастов в поле зрения детей. Белый цвет отражает до 90 % света, желтый – до 80 %, зеленый – до 60 %.

Наиболее благоприятной (по данным проверки зрительной работоспособности детей) для учебных помещений является желто-зеленая цветовая гамма. Стены помещений для младших классов рекомендуется окрашивать в теплые тона (оранжево-желтый, бледно-розовый и т. п.), для старших школьников – лучше в холодные цвета, например голубой. Красный цвет используется для окраски частей оборудования как предупреждение об опасности. Стены и покрытия столов должны быть матовыми, чтобы избежать блескости.

В процессе эксплуатации детских и подростковых учреждений необходимо осуществлять регулярно очистку оконных стекол. Не допускается закрашивать нижние части окон краской, закрывать верхнюю часть окон шторами, расставлять на подоконниках цветы. Шкафы и оборудование следует устанавливать у задней стены помещения.

Так как уровень естественной освещенности в течение года значительно изменяется, поддержание необходимого постоянного уровня освещенности в помещении осуществляется с помощью «светового календаря» или установки автоматического регулирования света. Недостаточное естественное освещение дополняется включением искусственного освещения.

Система искусственного освещения должна обеспечивать достаточное и равномерное освещение помещения, не вызывая ослепленности. Нормы освещенности помещений различного назначения принимаются в соответствии со СНиПом II–4–79 «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования». В настоящее время для освещения учебных помещений используются преимущественно люминисцентные лампы. По спектральному составу свет от таких лам близок к естественному. Кроме того, эти лампы имеют ряд техническо-экономических преимуществ: обладают большей светоотдачей и сроком службы, что позволило увеличить норму освещенности в 2 раза по сравнению с лампами накаливания.

В учебно-воспитательных учреждениях рекомендуется использовать люминисцентные лампы следующих типов: ЛБ —9 (белого цвета), ЛХБ (холодно-белого цвета), ЛТБЦ (тепло-белого цвета), ЛЕ (естественного цвета) – и ограничивать использование ламп ЛД (дневного света).

Освещенность люминисцентными лампами групповых комнат для музыкальных и физкультурных занятий должна составлять не менее 200 лк. В помещениях для обучения 6-летних детей уровень освещенности на столах должен быть 300 лк; в классах, учебных кабинетах и лабораториях школ – 300 лк на столах и 500 лк на вертикальной поверхности классной доски; в спортивных залах – 200 лк.

Для общего освещения основных помещений учебно-воспитательных учреждений используют светильники рассеянного света типа ЛС002, ЛС004, ЛП001, ЛП002, Л2010 М.

В учебных помещениях предусматриваются 12 светильников, которые располагают в 2 ряда параллельно линии окон. Для освещения классной доски используют 2 светильника типа ЛПО–12. В учебно-воспитательных учреждениях следует использовать светильники с пускорегулирующим аппаратом (ПРА) и особо низким уровнем шума, в школьных мастерских и крытых бассейнах рекомендуется использовать люминисцентные светильники, так как эти помещения характеризуются большими пылевлаговыделениями.

Из выпускаемых в настоящее время светильников с лампами накаливания наиболее рациональны светильники типа ПКР–300 (полиэтиленовый, кольцевой, рассеянного света с лампой мощностью 300 Вт).

В районах Крайнего Севера (севернее 65° с.ш.) в системе общего люминисцентного освещения применяются эритемные лампы (ЭУВ). Источники ультрафиолетового излучения предусматривают из расчета 1 лампа ЭУВ–30 на 5 м² при экспозиции 240 мин или на 10 м² при экспозиции 480 мин в течение дня.

Во всех основных помещениях учебно-воспитательных учреждений предусматривается скрытая электропроводка.

Предметы оборудования, предназначенные для детей и подростков, должны отвечать педагогическим и гигиеническим требованиям. Учебно-производственное оборудование помещений должно обеспечивать проведение воспитательной и учебной работы, развивать художественный вкус.

Гигиенические требования к детской мебели и инструментам включают соответствие их анатомо-физиологическим возможностям организма с учетом роста и возраста детей и подростков. Конструкция мебели и других предметов оборудования должна быть прочной, устойчивой, достаточно легкой, доступной для поддержания ее в чистоте. Покрытие мебели должно быть водостойким, выдерживать частое мытье горячей водой с моющими средствами и обработку дезинфицирующими средствами. Строительные и отделочные материалы не должны выделять в воздух помещений вредных химических веществ.

В процессе учебных занятий организм детей испытывает статическую нагрузку вследствие необходимости поддерживать длительное время вынужденную рабочую позу. Занятия за партой (чертежным столом и др.) связаны преимущественно со статическим положением тела, вызывающим напряжение мышц спины, шеи, живота, ног. Статическая нагрузка резко увеличивается при неправильном устройстве мебели, несоответствии ее размеров росту и пропорциям тела ребенка. При этом возникают условия, которые вызывают нарушения функционального состояния сердечно-сосудистой и дыхательной систем, сдавление передних отделов межпозвоночных дисков, нарушения осанки и зрения.

Положение тела считается правильным, если сохраняются устойчивое равновесие, нормальная деятельность сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной систем, слухового и зрительного анализаторов.

Физиологическими исследованиями установлено, что при письме менее утомительна поза с малым наклоном корпуса вперед.

Для поддержания физиологически рациональной позы важным условием является соответствие размеров мебели антропометрическим данным. Так, при определении высоты сиденья принимают во внимание длину голени со стопой, глубины сиденья – неполную среднюю величину длины бедра. Мышечное напряжение уменьшается за счет достаточного количества площадей опоры (к ним относятся сиденье, спинка стула, пол или подножка).

В мебели для детей и подростков должно быть выдержано правильное соотношение основных элементов: крышки стола, сиденья и спинки стула (скамьи). Эти соотношения нормируются величинами дифференции, дистанции сиденья и дистанции спинки.

Дифференция – это расстояние (по вертикали) от заднего края стола до сиденья. Оно равно разности высоты сиденья и высоты локтя свободно опущенной руки сидящего школьника плюс 5–6 см. Заниженная или завышенная дифференция вынуждает школьника опускать или поднимать правое плечо во время письма, что приводит к искривлению позвоночника или увеличению расстояния от глаз до книги (тетради).

Дистанция сиденья – это расстояние (по горизонтали) между краем крышки стола и краем сиденья; она должна быть только отрицательной (не менее 4 см и не более 8 см). При нулевой и особенно положительной дистанции учащийся для правильного размещения предплечья на столе вынужден тянуться вперед, что приводит к неудобной рабочей позе.

Важно не только обеспечить рабочее место в соответствии с ростом ребенка, но и воспитывать правильную посадку, приучать его сохранять во время занятий наименее утомительную позу.

Дистанция спинки – это расстояние (по горизонтали) от заднего края крышки стола до спинки стула. Оно не должно превышать переднезаднего диаметра туловища ребенка более чем на 5 см.

При завышенной дистанции учащийся лишен возможности использовать спинку стула (скамьи) как дополнительную опору, при недостаточной дистанции он оказывается «зажатым» между крышкой парты и спинкой скамьи.

Мебель дошкольных учреждений

Набор мебели для яслей и детских садов обусловлен спецификой учебно-воспитательного процесса и включает предметы различного функционального назначения.

В дошкольных учреждениях спальни оборудуются в группах детей до 3 лет кроватями с переменной высотой ложа и четырехсторонним ограждением; в группах детей старше 3 лет – детскими кроватями размером 140 x 60 см. Кровати должны быть расставлены так, чтобы не затруднять подход к ним. Минимальное расстояние между кроватями должно составлять 0,5 м.

В игровых и групповых помещениях примерно 1/3 площади занята мебелью. Поэтому наиболее удобно оборудование, которое легко трансформируется в зависимости от происходящих в нем функциональных процессов. Согласно нормам ВСН для зданий дошкольных учреждений следует, как правило, предусматривать встроенную мебель: в групповых – ленточные столы под окнами и шкафы для пособий художественной и методической литературы; в спальнях – встроенные откидные или выкатные кровати и шкафы для постельного белья; в раздевальнях – шкафы для одежды детей.

В игральных и групповых помещениях должны быть установлены столы и стулья по числу детей в группах: во 2-й группе раннего возраста и 1-й младшей группе, во 2-й младшей и средней группах – столы четырехместные и (дополнительно) двухместные трапециевидные; в старшей и подготовительной группах – двухместные столы с изменяющимся наклоном крышки.

Размеры столов и стульев должны соответствовать требованиям ГОСТа 19301.1,2–73 «Мебель детская дошкольная. Функциональные размеры», согласно которому для детей раннего и дошкольного возраста рекомендуют шесть групп мебели (см. табл. 49).

Таблица 50

Основные размеры столов и стульев для дошкольных учреждений

При размещении столов во время занятий необходимо учитывать гигиенические требования к освещенности рабочей поверхности столов. Четырехместные столы устанавливают не более чем в 2 ряда, двухместные – в 3 ряда. Расстояние от светонесущей стены должно быть 1 м, между рядами столов – не менее 0,5 м.

В учебно-воспитательном процессе широко используется настенная доска размером 0,75 x 1,5 м. Для обеспечения хороших условий видения доску размещают так, чтобы свет падал слева, расстояние от первых столов до доски было 2,5–3 м; высота подвеса настенной доски от пола должна быть 0,7–0,8 м.

Для просмотра телевизионных передач в дошкольных учреждениях следует использовать телевизоры с размером экрана по диагонали 59–69 см. Телевизор устанавливают на высоту 1–1,3 м, расстояние от экрана до зрителей должно быть от 4 до 6 м.

В детских учреждениях предусмотрен широкий набор физкультурного оборудования: гимнастическая стенка, лестница приставная, лоток для скольжения, доска ребристая, доска наклонная, бревно, стойка для прыжков, стойка для игровых пособий, мишень для метания в цель, кольцеброс, башня для лазания, мостик-качалка, мостик, скамья гимнастическая, дуга для подлезания, кубы и др. Для определения набора и количества мебели, необходимой дошкольному учреждению, рекомендуется пользоваться перечнем «Мебель для детских дошкольных учреждений».

Мебель учебных учреждений

Специальными измерениями установлено, что средние величины отдельных параметров тела, которые служат для нормирования основных размеров мебели и их соотношений, при колебании роста детей и подростков 10–15 см существенно не различаются. В связи с этим в настоящее время для школьников принята ростовая шкала с интервалом 15 см, на основе которой разработаны ГОСТы 11015–77 и 11016–77 на ученическую мебель пяти групп: А, Б, В, Г и Д (см. табл. 51). На основе массовых измерений учащихся определено ориентировочное распределение в учебных помещениях групп мебели по номерам (см. табл. 52).

Классные помещения, которые предназначены для 6-летних, оборудуют по типу классов для младшего школьного возраста, лучше одноместными школьными партами типов А и Б, соответствующих росту. Применение парт для 6-летних детей обусловлено необходимостью обеспечить лучшие условия для поддержания удобной рабочей позы, которые создаются при фиксированном столе и сидении в конструкции парты. Помещения для дневного сна оборудуются встроенной мебелью: кроватями, шкафами для одежды. Кровати (с жестким ложем) подбирают по росту детей.

Таблица 51

Размеры парт, столов и стульев

Таблица 52

Ориентировочное распределение двухместных парт (комплекты ученические) в начальных классах

*В числителе – количество двухместных парт при наполняемости 30 человек, в знаменателе – 40 человек.

Для оборудования учебных кабинетов в основном необходимы два номера мебели. Оборудовать учебные кабинеты мебелью в соответствии с ростом учащихся возможно лишь при наличии раздельных кабинетов для учащихся разных возрастных групп. В школах на 22 класса и более предусмотрено оборудование соответствующей мебелью учебных кабинетов отдельно для учащихся 4–5-х, 6–8-х и 9–10-х или 4–5-х и 6–10-х классов. В кабинетах физики, химии и биологии используют комплекты двухместных ученических лабораторных столов со стульями:

1) для лаборатории физики – 20 % В, 70 % Г, 10 % Д;

2) для лаборатории химии – 15 % В, 75 % Г, 10 % Д;

3) для кабинета биологии – 30 % В, 60 % Г, 10 % Д.

Кабинеты черчения и рисования оборудуются специальными одноместными столами с подъемной крышкой, которой придается соответствующий наклон: 30° для черчения и 60° для рисования.

При подборе мебели измеряют рост школьников в классе.

Для этой цели удобно иметь в каждом учебном помещении рядом с дверью мерную линейку, на которой нанесены цветные полоски шириной 15 см соответственно группе мебели. Школьники могут самостоятельно измерить свой рост и найти необходимую мебель по маркировочному цвету.

Для правильного рассаживания школьников желательно в начале учебного года заполнить листок здоровья. В нем указывают фамилию, рост, состояние зрения и слуха школьника, а также необходимую группу мебели. Рабочие места в учебных помещениях за первыми и вторыми столами в любом ряду отводятся школьникам со значительным снижением остроты слуха; школьникам с пониженной остротой зрения отводятся места ближе к окну за первыми столами. Школьников, часто болеющих простудными заболеваниями, сажают дальше от окон. С целью профилактики нарушения осанки не менее двух раз в год учащихся, сидящих в крайнем первом и третьем рядах, меняют местами, при этом не нарушая соответствия номеров мебели по росту детей.

В педагогическом процессе существенную роль играет классная доска. В настоящее время применяются доски различных конструкций (створчатые, раздвижные, ленточные) и с разным покрытием (линолеум, сталь, стеклоэмаль и др.). Цвет покрытия может быть темно-зеленым, темно-коричневым, черным (коэффициент отражения не менее 20 %), белым (коэффициент отражения не менее 80 %).

Физиологическими исследованиями установлено, что наиболее высок уровень зрительной работоспособности учащихся при работе с классной доской темно-зеленого цвета при написании текста ярко-желтым мелом: видимость повышалась на 11 %, а при работе с черной доской – на 0,1 %. Для кабинетов черчения рекомендуются черные доски.

Нижний край классной доски над полом устанавливается для учащихся подготовительных классов на высоте 70–75 см, для учащихся 1–4-х классов – 75–80 см, для учащихся 5–11-х классов – 80–90 см.

Гигиенические требования к школьным учебникам

Чтение – это не только один из основных способов восприятия учебного материала школьниками, но и активная работа органа зрения и мозга. Поэтому для здоровья детей совсем не безразлично, что, как и в каких условиях они читают.

Для создания наиболее благоприятных условий для зрительной работоспособности, охраны органа зрения, а также для снижения утомляемости школьников большое значение имеют внешний вид книги, качество переплета и бумаги, разборчивость текста, наличие выразительных и красочных иллюстраций. Особенно велико значение качества издания для детей младшего школьного возраста в связи с возрастными особенностями зрительного восприятия и недостаточным развитием у них навыка чтения.

С учетом этого были разработаны и гигиенические требования ко всем элементам оформления школьных учебников.

Гигиеническая характеристика учебника складывается из оценки качества бумаги, печати, шрифта, набора, а также формата, массы и переплета.

Бумага, которая предназначена для изготовления учебников, должна быть белой или слегка желтой (коэффициент отражения 70–80 %), чтобы обеспечить достаточный контраст между печатными знаками и фоном. Поверхность бумаги должна быть ровной, гладкой, чистой, равномерно выделанной, без значительного глянца, волосков и пятен. Бумага не должна просвечивать печатный текст с подлежащей страницы или с обратной стороны листа. Просвечиваемость зависит от толщины бумаги, содержания в ней древесной массы, глубины проникновения типографской краски. Наилучшей с гигиенических позиций является бумага типографская № 1, офсетная № 1 и № 2; допускается использование бумаги типографской № 2. Категорически запрещается для изготовления школьных учебников использовать бумагу типографскую № 3 и газетную.

Качество полиграфических материалов и бумаги отражает санитарное состояние учебника. Низкое качество переплета, использование шероховатой, легко впитывающей влагу бумаги вызывают быстрое загрязнение и порчу учебника. Все это затрудняет привитие ребенку гигиенических навыков, а также может быть небезопасным в эпидемическом отношении.

Печать школьных учебников должна быть четкой, интенсивного черного цвета и равномерной. Для заголовков, обозначения структурных элементов учебника, выводов и правил, выделения отдельных слов, формул может использоваться цветная печать: на белом фоне – голубой и красной (средней насыщенности) краской; на цветном фоне (желтом, оранжевом, светло-зеленом, светло-голубом) черной краской; на красном фоне – белой краской.

Шрифт по рисунку (гарнитуре) должен быть простым, четким, без каких-либо добавочных штрихов и украшений. Каждая буква должна быть выразительной, иметь достаточную величину, четкие внутрибуквенные просветы. Рекомендуемые для набора школьных учебников различных классов наиболее полно отвечающие требованиям и особенностям зрительного восприятия шрифты представлены в таблице 52.

При издании книг, учебников, предназначенных для детей, начинающих обучаться чтению, для которых очень важно научиться распознавать буквы, рекомендуются следующие гарнитуры: букварная, азбука, журнальная рубленая. Для набора учебников и книг для детей 1-го класса должны использоваться гарнитуры прямого начертания, с небольшой разницей в толщине основных и соединительных штрихов (определяют по строчной букве «н»), без засечек на концах букв. Это позволяет легко различать сходные по начертанию буквы. Весь основной текст букваря надо набирать одной гарнитурой. Новые буквы должны быть не рисованными, а наборными, не мельче кегля 48. При наборе учебников, книг для детей, перешедших к приемам целостного зрительного восприятия, лучше всего использовать школьную гарнитуру с засечками на концах букв, которые как бы ведут взор читающего от буквы к букве. Хорошие результаты по зрительному восприятию получены при использовании в учебниках для детей среднего и старшего школьного возраста наряду со школьной литературной гарнитуры. Основной текст в учебниках должен набираться прямым шрифтом нормального светлого начертания. Дополнительный текст (примечание, пояснение, указатель, словарь, всякого рода списки, надписи в атласах, картах и т. п.) допускается печатать шрифтом прямого и курсивного нормального, полужирного начертания. Рисованный шрифт в тексте (за исключением образцов прописей) не допускается. Выделенные в тексте слова и фразы рекомендуется набирать полужирным или жирным шрифтом (допускается курсив). Разрядка применяется только для выделения отдельных слов.

Размер шрифта в учебниках для младшего и старшего школьного возраста должен постепенно переходить от крупного кегля к меньшему, но не менее 10 (см. табл. 53).

Таблица 53

Основные размеры шрифта, которые рекомендуются для набора учебника

* При использовании журнальной рубленой гарнитуры.

Набор – это определенная взаимосвязь отдельных полиграфических элементов оформления учебников: расположение букв, слов, промежутки между словами (апроши), длина строки, расстояние между строками (интерлиньяж), наличие полей и т. п.

Большое значение при чтении текста имеют промежутки между словами и строками. От их величины зависит быстрота чтения. Рекомендуется в учебниках предусматривать интерлиньяж не менее 2,7 мм; для учебников 1–2-х классова – не менее 2,8 мм. Минимальная величина апроша должна быть в учебниках для 1–2-х классов 4–11 мм; для 3–4-х – 3 мм; с 5-го класса – не менее 2 мм.

Для младших школьников, которые еще недостаточно овладели навыками чтения, определенное преимущество для зрительной работоспособности имеет длина строки 126–130 мм при крупном шрифте (кегель 14, 16, 20). В учебниках для детей более старшего возраста, владеющих навыками беглого чтения, наиболее приемлемой является длина строки 98–113 мм при шрифте кегля 10–12.

Применение двухколонного набора в учебниках для 1–7-х класса недопустимо, так как частые движения глаз от строки к строке представляют трудность и дети очень быстро устают. Двухколонный набор может быть использован при печатании словарей и указателей, а также в учебниках для старших классов, не требующих дополнительного непрерывного чтения. При этом длина строки в колонке должна быть не менее 63 мм при шрифте кегля 10, а расстояние между колонками – не менее 9 мм.

Плотность набора – количество знаков на площади 1 см² – определяет качество набора в целом. Количество видимых строк не должно превышать двух; количество знаков при шрифте кегля 14 и выше – не более 10; при шрифте кегля 9–12 – не более 15. Большее количество знаков на 1 см² текста свидетельствует об уменьшении расстояния между буквами, словами.

Обязательно при наборе учебников наличие полей. Поля должны контрастировать с полосой набора, быть белыми и иметь достаточные размеры. Для учебников принято соотношение полей 2:3:4:5. Для внутренних полей рекомендуется ширина 15–20 мм, но не менее 11 мм. Ограничивается и число переносов на странице, особенно в учебниках для начальных классов (не более 3–4 переносов).

При наличии иллюстраций для обеспечения четкого восприятия текста между ним и иллюстрациями должны быть пробелы. Для тоновых и штриховых иллюстраций минимальный пробел 12 пунктов (4,5 мм), для цветных – не менее 18 пунктов (6,5 мм). Все детали в иллюстрациях, фотографиях должны быть четко проработаны.

Употребление больших форматов, утяжеленных переплетов, толстой бумаги, завышение объема учебника делают его неудобным в использовании, увеличивают массу ежедневно переносимого школьниками груза.

Важным является использование для переплета учебников прочных и минимально подвергающихся загрязнению материалов. Допускаются синтетические материалы, которые не оказывают вредного влияния на организм детей. Это, как правило, материалы, разрешенные для изготовления игрушек или изделий, контактирующих с пищевыми продуктами.

Гигиенические рекомендации по оформлению школьных учебников должны быть тесно связаны с требованиями педагогическими, художественного оформления и полиграфического исполнения.

Особенно это важно в связи с переходом на бесплатное пользование учебниками учащихся общеобразовательных школ. От педагогических коллективов и семьи в настоящее время во многом зависит долговечность учебников, в первую очередь от того, как они осуществляют работу среди детей по воспитанию осознанного, бережного отношения к книге как к государственному достоянию.

Гигиенические требования к письменным принадлежностям и ранцам

Письменные принадлежности (тетради, ручки, карандаши) должны способствовать образованию у детей навыка письма при минимальном напряжении зрения и мелких мышц кисти рук.

Требования, предъявляемые к бумаге для изготовления тетрадей, в основном те же, что и для учебников. Бумага для тетрадей должна быть достаточно плотной, хорошо проклеенной, иметь матовую гладкую поверхность. На такой бумаге чернила не расплываются, карандаш оставляет четкие, яркие линии.

Тетради изготовляют шириной 170 мм и длиной 250 мм в соответствии с действующим ГОСТом. Чтобы дети могли писать ровно и по определенной форме, листы тетрадей имеют специально нанесенные на них линии (яркого голубого цвета), а также поля шириной 25–30 мм.

В настоящее время в учебно-воспитательных учреждениях широко используются для письма ручки с шариковыми стержнями, наполненными черными, синими и фиолетовыми пастами. Кроме того, рекомендуются ручки с автоматической подачей чернил, изготовленные из пластических масс; длина их – 142–150 мм, диаметр – 8–10 мм, масса – 10 г (не более). Ручки меньших размеров и большей массы вынуждают детей делать больше усилий для удержания ручки в пальцах и осложняют плавность движений при письме.

Специальные исследования гигиенистов и наблюдения педагогов подтвердили целесообразность (и безвредность) использования при письме ручек с автоматической подачей чернил и с шариковыми стержнями. Они значительно увеличивают скорость письма, что позволяет школьникам выполнять больший объем учебного материала.

Из выпускаемых нашей промышленностью карандашей наиболее гигиеничными являются круглые карандаши № 2 средней твердости. Длина карандаша – 175–180 мм, диаметр – 7–8 мм. Граненые карандаши не рекомендуются для детей дошкольного и младшего школьного возраста.

Для ношения учебников, тетрадей и других школьно-письменных принадлежностей используются портфели, папки, ученические ранцы (заплечные сумки). Наиболее гигиеничны ученические ранцы, при ношении которых нагрузка равномерно распределяется на весь плечевой пояс, что сохраняет симметричное положение тела, а также освобождает руки. Ученические ранцы обязательны для детей младшего школьного возраста, хотя рекомендуются и для детей более старшего возраста.

Ранцы должны быть изготовлены по образцам, утвержденным в установленном порядке (с обязательным согласованием с органами или учреждениями санитарно-эпидемиологической службы), в соответствии с гигиеническими требованиями, предъявляемыми к основным и вспомогательным материалам, размерам, конструкции, внешнему и внутреннему оформлению. Изготавливают их из натуральной и искусственной кожи или тканей со специальной пропиткой или покрытием. Масса ранца не должна превышать 500 г, ширина – 320–360 мм, высота передней стенки – 220–260 мм, ширина бокового клинчика – 65–100 мм. Высота передней стенки измеряется по ее боковому краю. Длина заплечных ремней не должна превышать 80–85 см. Эти ремни должны быть снабжены регулировочным устройством применительно к росту ребенка. Чтобы ремни не давили на плечи ребенка, ширина их в верхнем отрезке (на плече ребенка) должна быть не менее 35–40 мм.

Крепление фурнитуры (пряжек, заклепок и др.) должно быть прочным, без перекосов и смещений. Замки должны действовать безотказно при открывании и закрывании ранцев.

Гигиенические требования к игрушкам

Игрушка – один из важных предметов детского обихода, с которым ребенок сталкивается с первых дней своей жизни.

Игрушки создают увлекательный и в то же время поучительный мир для ребенка, им принадлежит особая роль в физическом и умственном развитии, нравственном и эстетическом воспитании. Они вводят малышей в удивительный и прекрасный мир фантазии, чудес и волшебства; помогают им освоиться с жизнью взрослых, понять их и подражать им. Игрушка формирует у детей любовь к труду, повышает их двигательную активность, развивает интерес к техническому творчеству, любознательность, наблюдательность; воспитывает художественный вкус и т. д.

В последние годы игрушкам стало уделяться очень большое внимание со стороны педагогов, художников, конструкторов, производственников и врачей, так как изменилось место игрушки в жизни ребенка. Игрушка сегодня – это своеобразная книга, читая которую ребенок узнает жизнь. Поэтому игрушки должны быть педагогически целесообразными, художественно совершенными, отвечать физическим и умственным возможностям детей, соответствовать возрасту, полу, темпераменту ребенка, а также быть безопасными и гигиеничными.

За разработкой, производством и продажей игрушек, предназначенных для детей всех возрастных групп, установлен государственный санитарный надзор. Производству и реализации подлежат игрушки, образцы и нормативно-техническая документация которых имеют положительное заключение органов и учреждений санитарно-эпидемиологической службы. Заключение выдается с учетом результатов гигиенической оценки игрушек, включающей органолептические, санитарно-химические и при необходимости другие исследования. При получении хотя бы одного отрицательного показателя образец игрушки считается неудовлетворительным, дальнейшее исследование не проводится, образец игрушки от согласования отклоняется (Санитарно-гигиенические правила и нормы производства и реализации игр и игрушек, Санпин №-42-125-4148-86, утвержденные Главным государственным санитарным врачом СССР 17.10.1986).

Санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к игрушкам, касаются материалов, конструкции, маркировки, упаковки, хранения, транспортировки, эксплуатации и методов их исследования. При этом все требования устанавливаются в соответствии с возрастными группами детей, для которых они предназначаются, и с учетом коллективного пользования игрушками. Для обеспечения выбора игрушек не только родителями, но и работниками учебно-воспитательных учреждений на потребительской упаковке указывается возраст детей, а также делается надпись о возможном виде опасности. Например, бумажные змеи и другие летающие игрушки имеют следующее указание: «Внимание! Не использовать вблизи линий электропередач». Надувные игрушки с одной воздушной камерой имеют надпись: «Не использовать как спасательный круг» и т. д.

Для производства игрушек разрешаются только те виды сырья и материалов, которые не выделяют в воздушную среду химических и токсических веществ в концентрациях, превышающих установленные нормы для воды питьевой и изделий, контактирующих с пищевыми продуктами. Использование утиля для изготовления игрушек запрещается. Такие немоющиеся натуральные материалы, как мех, шерсть, кожа, а также набивочные материалы применяются только после влажной их дезинфекции. В целях предотвращения несчастных случаев, причиной которых могут явиться легковоспламеняющие игрушки, запрещается использование в их производстве целлулоида, материалов с меховой поверхностью, которая вспыхивает при приближении огня и по поверхности которых пламя распространяется со скоростью более 500 мм/с.

Игрушки серийного производства по форме, конструкции, внешнему виду, окраске должны соответствовать образцу (эталону) и быть удобными, безопасными, гигиеничными. Поверхность игрушек должна быть гладкой, ровной, без трещин, заусенцев, сколов; острые кромки и углы должны быть притуплены; острые концы крепежных деталей, гвозди (шурупы и т. п.) должны быть скрыты, утоплены. Детали игрушек для детей до 3 лет, изготовленные из металла, дерева или других жестких материалов, должны быть закреплены в игрушке таким образом, чтобы они не могли быть ребенком отсоединены или разорваны. Составные части игрушек для детей ясельного возраста (пирамидок, наборов колец, шариков на стержне и др.) должны быть диаметром не менее 32 мм. В игрушках типа погремушек в качестве наполнителя используют материалы диаметром не менее 5 мм, объем которых во влажной среде не изменяется более чем на 5 %.

Требования по безопасности касаются и шнуров для игрушек на колесиках или роликах. Чтобы исключить возможность травмы кожных покровов кистей рук ребенка и снять мышечное напряжение рук, необходимое для удержания шнура, предусматривается минимальная толщина его для детей до 3 лет 2 мм, без узловых соединений, на конце шнура – ручка в виде шарика, цилиндра и т. п.

Игрушки должны по массе соответствовать силе ребенка и способствовать развитию его мускулатуры. Максимальная масса игрушки или детали игры (за исключением крупногабаритных (с линейным диаметром более 350 мм) или механизированных) не должна превышать 400 г для детей до 7 лет, 800 г – для детей от 7 до 10 лет. Масса игрушек типа погремушек, предназначенных для детей до 3 лет, не должна превышать 100 г.

Дифференцированы требования к уровню шума, издаваемого игрушками. Так, уровень шума для всех игрушек не должен превышать 65 дБА на расстоянии 50 см от игрушки; для игрушек, предназначенных для игр на открытом воздухе, – 75 дБА на расстоянии 50 см от игрушки; для игрушек, издающих импульсный шум в качестве игрового момента (например, одиночный выстрел), допускается уровень звука до 95 дБА на расстоянии 25 см от игрушки. Уровень шума, издаваемого игрушками-моделями для спортивных соревнований на стадионах и треках, настроенными музыкальными игрушками, духовыми и ударными инструментами, не нормируется.

В целях исключения поражения детей током напряжение микроэлектродвигателей не должно превышать 12 В в игрушках для детей до 7 лет, 18 В – для детей старше 7 лет. Напряжение питания игрушек, подключенных к сети переменного тока (за исключением электрогирлянд и переключателей к ним), должно быть в пределах 12 В и подаваться с понижающего трансформатора, установленного отдельно от игрушки.

Большого внимания требуют оптические и настольно-печатные игры и игрушки. Гигиенические требования к ним устанавливаются с учетом имеющихся нормативных документов, направленных на профилактику близорукости у детей. Так, оптические игрушки с коррекцией угла зрения должны давать изображение предмета в фокусе высотой не менее 2,75 мм и иметь устойчивую фокусировку оптической системы без самопроизвольного изменения. Минимальное расстояние от глаз до рассматриваемого предмета в оптических игрушках без коррекции угла зрения должно быть 250 мм. Окуляр в фильмоскопах должен быть с четырехкратным и более увеличением. Для защиты второго глаза от света предусматривается специальная (темная и матовая) заслонка, находящаяся на расстоянии не менее 15 мм и не более 30 мм от глаза.

Бинокли без коррекции угла зрения должны иметь плоские параллельные стекла, стереоскоп с подвижной оптической системой – меняющееся устройство с межцентровым расстоянием от 50 до 64 мм.

Конструкция калейдоскопа должна исключать доступ детей к наполнителю. Стеклышки или кусочки пластмассы, применяемые в калейдоскопах, должны быть яркими, а светорассеивающее стекло иметь коэффициент светопропускания 0,5.

Для изготовления оправ объективов оптических игрушек непосредственного наблюдения (калейдоскопов, биноклей, фильмоскопов и т. п.), соприкасающихся с лицом, должны применяться полистирол, полиэтилен высокого и низкого давления или другие материалы, разрешенные органами и учреждениями санитарно-эпидемиологической службы для изготовления изделий, контактирующих с пищевыми продуктами.

При изготовлении настольно-печатных игр текст должен быть напечатан только контрастным цветом, высота букв не менее 1,75 мм для игр детей в возрасте старше 10 лет и не менее 2,30 мм для детей до 10 лет. Рисунки (рельеф) игр должны быть четкими.

В целях предупреждения травматизма запрещается в игрушках типа ружье, пистолет, лук и других использовать в качестве метательных снарядов острые предметы, взрывчатые вещества и т. п. Наконечники метательных снарядов должны быть защищены посредством мягкой резины или присоски диаметром не менее 20 мм. Допускается изготавливать стрелы с магнитными присосками (кругами) на конце диаметром не менее 20 мм. Кинетическая энергия на вылете снарядов не должна превышать 0,5 Дж. Игрушки, имитирующие холодное оружие (шпагу, кинжал, нож и др.), не должны иметь острых концов и режущих кромок.

В связи с тем что дети, особенно младшего возраста, все, что попадает им в руки, берут в рот, непременным условием при изготовлении игрушек является стойкость их поверхностного окрашивания. При этом декоративно-защитное покрытие игрушек должно быть стойким не только к действию влажной обработки, но и к действию слюны и пота. При мытье игрушек в течение 3 мин горячей водой (температура 60 °C) с мылом, а также при воздействии растворов – имитаторов слюны и пота внешний вид игрушки не должен изменяться.

Детали музыкальных духовых игрушек (свистулек, дудок, губных гармошек и т. п.), предназначенные для соприкосновения с губами детей, и погремушки должны быть изготовлены из легкодезинфицирующихся материалов, не впитывающих влагу. Кроме того, данные игрушки рекомендуются только для индивидуального пользования.

При продаже игрушек такого типа должны также соблюдаться определенные гигиенические требования, а именно: каждая игрушка должна иметь индивидуальную упаковку; нарушать упаковку и опробовать игрушку запрещается и покупателю, и продавцу. У продавца должен быть демонстрационный образец. Проверка игрушек на звук при их изготовлении и контроле должна проводиться с помощью воздуходувной установки.

Учитывая сложность ухода за ворсованными и мягконабивными игрушками, а также специфику использования их в условиях организованных детских коллективов, рекомендуется такие игрушки приобретать только для индивидуального пользования или для детских учреждений в качестве дидактических пособий.

В организованных детских коллективах каждая возрастная группа должна иметь свой набор игрушек, игр, конструкторов и пр. Отдельные наборы игрушек должны быть выделены для изолятора и игры на участке. Игрушки хранят в специально отведенных местах; их подвергают соответствующей обработке.

Вновь приобретенные игрушки (за исключением ворсованных и мягконабивных) перед поступлением в групповые необходимо помыть в течение 15 мин проточной водой (температурой 37 °C) с мылом и затем высушить на воздухе. Резиновые, пенополиуретановые, пенолатексные, пластизольные игрушки надо тщательно отжимать. Кукольную одежду стирают по мере ее загрязнения и проглаживают. Мягконабивные игрушки ежедневно в конце дня следует дезинфицировать бактерицидными лампами в течение 30 мин, установленными на расстоянии 25 см от игрушек. Пенолатексные ворсованные игрушки обрабатывают согласно инструкции завода-изготовителя.

Педагоги, воспитатели и медицинские работники организованных детских коллективов при закупке игрушек должны обращать внимание на то, для какого возраста предназначается данная игрушка. Игрушка или игра должна выбираться в соответствии с возрастом и развитием ребенка, а также с учетом его индивидуальных наклонностей. Особой предосторожности требует выбор игрушек для детей раннего и ясельного возраста. Нельзя давать ребенку ту игрушку, которая для него не предназначена и с которой он вследствие своих физических и умственных способностей справиться не сможет.

Под постоянным контролем работников СЭС находятся все производственные помещения, в которых изготавливают игрушки (игры), а также торговые и складские помещения, предназначенные для хранения и реализации их. Работа осуществляется с учетом требований СанПиН № 42–125–4148–86.

В соответствии с действующими инструкциями по проведению обязательных профилактических медицинских обследований работники, непосредственно связанные с изготовлением и реализацией игрушек (игр), подвергаются общему осмотру терапевтом и обследованиям на туберкулез при поступлении на работу и в дальнейшем раз в год.

Гигиенические требования к одежде

Значение одежды для сохранения здоровья, улучшения физического развития, повышения работоспособности человека очень велико. Одежда используется для защиты тела от неблагоприятных воздействий внешней среды: низкой или высокой температуры, метеорологических осадков, химических, механических повреждений и других загрязнений, а также для обеспечения комфортного теплового состояния организма путем создания вокруг него оптимального микроклимата. Это назначение одежды особенно важно для детского организма, так как особенности его терморегуляции создают возможность более легкого, чем у взрослого, нарушения теплового состояния: перегревания или охлаждения, а кожа детей нежна и легкоранима. Требования к одежде детей могут быть едиными для всех видов, а также тканей, ее составляющих. Требования зависят от метеорологических условий, от конкретного назначения одежды и вида деятельности детей, конструкции одежды.

Так, в холодное, дождливое время года одежда должна защищать от излишней потери тепла, а в жаркое – не должна препятствовать наибольшей теплопотере. Верхняя зимняя одежда должна прилегать достаточно плотно, иметь замкнутую конструкцию, препятствующую проникновению холодного воздуха под одежду. Ткани для такой одежды должны иметь низкие показатели воздухонипроницаемости. Гигроскопичность тканей также должна быть небольшой, чтобы меньше адсорбировать водяные пары из воздуха.

Летняя одежда, особенно для жаркой и сухой погоды, должна быть максимально открытой и свободной, обеспечивающей хорошую вентиляцию пододежного пространства.

Поскольку кожа принимает активное участие в обменных процессах организма с окружающей средой (поглощает кислород, выделяет жидкие и газообразные продукты обмена), одежда не должна препятствовать свободному доступу воздуха к телу, обеспечивая нормальный процесс кожного дыхания. В первую очередь это относится к одежде, прилегающей к телу: белью, легкому летнему платью и т. п. Ткани для таких изделий должны обладать высокой воздухо– и паропроницаемостью, хорошей гигроскопичностью.

Общими для любой одежды являются следующие гигиенические требования: мягкость, легкость, удобный покрой и красивый фасон, соответствие возрасту и размерам детей. Все эти требования направлены на обеспечение свободы движений ребенка. Движения, особенно на свежем воздухе, являются сильнейшим стимулом нормального роста и развития организма. Детям свойственна большая естественная подвижность, и одежда не должна ей препятствовать. Одежда не должна быть слишком длинной и широкой, а также тесной, затрудняющей свободные движения ребенка. Кроме того, грубая и тесная одежда сдавливает кожные покровы и находящиеся в них кровеносные и лимфатические сосуды, тем самым нарушая нормальные функционирование внутренних органов и систем организма. В младшем возрасте, когда скелет легко поддается механическим воздействиям, такая тесная и узкая одежда может способствовать нарушению правильной осанки и развитию различных искривлений позвоночника. Тугие пояса, лифы, резинки, высокие тесные воротнички, стягивающие манжеты из детской одежды должны исключаться.

Также одежда должна быстро и легко надеваться и сниматься, быть красивой, тем самым воспитывая эстетический вкус ребенка. От покроя одежды во многом зависит нормальное развитие детей. Поэтому покрой детской одежды должен быть таким, чтобы основная ее масса приходилась на плечевой пояс и равномерно по нему распределялась. Все это будет способствовать сохранению правильной осанки. Фасон должен быть простым, обеспечивая быстрый и удобный уход за одеждой.

Комфортность состояния и самочувствия человека в большей степени зависит от свойств материалов, из которых изготовлена одежда, особенно контактирующая с кожными покровами.

Интенсивное развитие химической промышленности в последние годы способствует широкому использованию в производстве тканей и трикотажа синтетических (полимерных) волокон, которые могут оказывать неблагоприятные воздействия на организм детей (вызывая аллергические реакции, дерматозы и т. д.) не только в силу своей химической нестабильности, но и вследствие неудовлетворительных физико-химических свойств: низкой гигроскопичности, большой электризуемости и пр. Неблагоприятное воздействие химических веществ на организм детей значительно сильнее, чем на взрослых, в силу еще недостаточной зрелости защитно-приспособительных механизмов. Поэтому полимерные материалы, предназначенные для изготовления одежды для детей, должны отвечать особенно высоким требованиям. Обязательным является их использование в смеси с натуральными волокнами и при строгой регламентации процентного содержания в материалах различного назначения. Рекомендуется использовать примеси синтетических волокон не в тканях, а в трикотажных полотнах, поскольку структура последних обеспечивает более благоприятные физико-гигиенические свойства материала. Особенно недопустимо использование синтетических материалов для изготовления бельевых изделий и легкого платья, т. е. тех предметов детской одежды, которые близко соприкасаются с телом.

Белье – это первый слой одежды. Для мальчиков и девочек оно состоит из майки, трусов.

Нижнее детское белье шьют из тканей мягких, тонких, имеющих высокую воздухо– и паропроницаемость, хорошую гигроскопичность и смачиваемость (гидрофильность). Этим требованиям в наибольшей степени отвечают тонкие и мягкие хлопчатобумажные и льняные ткани, вискозное и трикотажное хлопчатобумажное полотно. Однако последнее из-за того, что оно более плотно прилегает к телу (особенно при обильном потоотделении), не рекомендуется носить при высокой температуре воздуха. Запрещается нижнее белье для новорожденных детей, ясельного и младшего дошкольного возраста изготавливать из синтетических и ацетатных волокон. Допускается для изготовления белья детей старшего дошкольного и школьного возраста использование капровискозного и хлопколавсанового полотна с содержанием капрона и лавсана не более 40 %, а также хлопчатобумажное полотно в сочетании с капроновой текстурированной нитью эластик (не более 23 %). Белье должно иметь свободный покрой, не сдавливать тело, не иметь толстых рубцов. В трусах и ночной сорочке (пижаме) резинка должна вдеваться только сзади. Одежда во время сна не должна стеснять ребенка; рекомендуется длинная (до пят) свободная ночная рубашка с короткими (для теплой погоды) и длинными (в зимнее время) рукавами или пижама. Не разрешается спать в штанах, колготках и т. п.

Детское белье рекомендуется изготавливать из светлых, лучше всего белых тканей. Его не следует крахмалить, так как крахмал закупоривает поры ткани. При использовании во время стирки синтетических моющих средств белье следует тщательно прополаскивать теплой (лучше проточной) водой. Менять белье следует по мере загрязнения, но не реже одного раза в неделю; трусы, чулки, носки, колготки следует стирать ежедневно.

Легкое платье – это второй слой одежды. Для девочек – платье или юбка с блузой, сарафан; для мальчиков – рубашка и штанишки (короткие или длинные). Покрой легкого платья должен быть свободным, чтобы в летнее время обеспечивать максимальное обнажение тела. Платье делают короткими, с короткими рукавами или без них, с широким вырезом у шеи (лучше сарафаны). На детей ясельного и дошкольного возраста в жаркие дни надевают трусы и майки.

Для пошива летних платьев применяют тонкие хлопчатобумажные и льняные ткани, ситец, сатин, батист и т. п. Для пошива изделий для детей ясельного и дошкольного возраста используют также фланель и бумазею, которые даже при частой стирке меньше, чем шерстяные ткани, теряют гигиенические свойства. В жаркую погоду не рекомендуются для постоянной носки платья из шелковых тканей. Детям нельзя носить платья из капрона и других синтетических (полимерных) материалов. Летняя одежда должна быть светлых тонов, которые отражают тепловые (инфракрасные) и хорошо пропускают ультрафиолетовые лучи, необходимые для здоровья детей. В условиях юга, где резко повышена интенсивность солнечной радиации, более целесообразна одежда красного и синего цветов, так как они в меньшей степени, чем белая, пропускают ультрафиолетовые лучи.

Форменная одежда для девочек из шерстяной «школьной» ткани в значительной мере отвечает гигиеническим требованиям. В настоящее время традиционной становится форма в виде юбки, жакета или жилета. Блузки могут быть различными как по цвету, материалу, так и по покрою. К праздничной форме относится белая блузка. Для мальчиков рекомендуется форменная одежда из шерстяного сукна с добавлением 10 % синтетического волокна.

Одежда детей в помещении определяется температурой воздуха. При температуре 20 °C и выше одежда должна быть такой же, как и в летнее время. С понижением температуры воздуха в помещении теплозащитный эффект одежды должен повышаться. Например, при температуре 16–17 °C для девочек рекомендуется 3–4-слойная одежда: хлопчатобумажное белье, платье (байковое, полушерстяное, шерстяное), трикотажная кофта, колготки, на ногах – теплые тапочки или туфли.

Наиболее распространенной зимней верхней одеждой для детей являются зимнее пальто и меховая шуба. Меховые шубы целесообразно носить в районах с суровыми климатическими условиями (низкими температурами воздуха и сильными ветрами). В условиях умеренного климата с целью закаливания организма детей рекомендуется более легкая одежда. Для верха такой одежды рекомендуется использовать ткани, имеющие небольшую массу, низкие показатели воздухопроницаемости и влагоемкости (плащевую ткань с водоотталкивающей пропиткой и т. п.). Утеплителем выступает шерстяной или полушерстяной ватин, сочетание его с синтетическим мехом или ватой с обязательной хлопчатобумажной или вискозной подкладкой.

Для детей младших возрастов, проводящих значительную часть времени на открытом воздухе в движении, более приемлемой является зимняя одежда в виде комбинезона или полукомбинезона. В суровых климатических условиях рекомендуется зимняя одежда замкнутой конструкции, с защитными приспособлениями от проникновения холодного воздуха под одежду и с дополнительным слоем утеплителя. Для районов с сильными ветрами зимнюю одежду надо шить из более плотной ткани, чем детский драп; в одежду могут быть введены ветрозащитные прокладки.

Для переходного времени года (осени, весны), а также для занятий физкультурой на воздухе в зимнее время рекомендуется надевать трикотажные костюмы из шерстяного и хлопчатобумажного трикотажа (с шерстяным или полушерстяным начесом); при наличии ветра дополнительно необходимо надевать куртку из плащевого материала, «лаке» с подкладкой и т. д. Очень удобна одежда, состоящая из брюк, куртки и пристегивающегося к брюкам жилета, который позволяет изменять теплозащитные свойства одежды.

Особым видом одежды являются спальные мешки, предназначенные для организации сна детей на свежем воздухе. Спальные мешки изготавливают из стеганой ваты или меха, снаружи и изнутри покрывают съемными чехлами из хлопчатобумажной ткани. Спальный мешок состоит из длинной центральной части, на которой ребенок лежит, двух полок и капюшона. Конструкция спального мешка для детей школьного возраста должна предусматривать возможность самостоятельно его надевать и перемещаться в нем из помещения к месту сна. Спальные мешки изготавливают нескольких размеров как для детей дошкольного возраста, так и для школьников. Комфортное состояние детей в спальных мешках при различной температуре наружного воздуха должно обеспечиваться изменением нижней одежды. Например, если при температуре от +5 °C до –2 °C достаточно надеть пижаму и носки, то при более низкой температуре необходим шерстяной костюм.

Гигиенические требования к обуви

К обуви предъявляются такие же гигиенические требования, как и к одежде. Она обеспечивает защиту организма от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды и предохраняет стопу от механических повреждений. Складываются гигиенические требования к обуви из требований к конструкции и размеру, обусловленных особенностями строения стопы в период роста, и к материалам, из которых изготавливают обувь. Рациональная обувь, т. е. соответствующая анатомо-физиологическим особенностям детской стопы, обеспечивает ее нормальное развитие, предохраняет от деформаций и заболеваний, от развития плоскостопия, потертостей, мозолей и т. п. Обувь для детей должна точно соответствовать длине и ширине стопы, не быть слишком узкой или свободной.

Важной функцией обуви является обеспечение благоприятного микроклимата вокруг стопы. Температурно-влажностный режим в обуви, как правило, зависит от материала, из которого изготавливается обувь, в том числе стелька, имеющая непосредственный контакт с кожей стопы. Для нормального функционирования стопы стелька должна обладать пластичностью, тепло– и влагозащитными свойствами, гигроскопичностью и вентиляционной способностью; ее изготавливают только из натуральной кожи.

В качестве подошвенных материалов рекомендуются материалы, обладающие хорошими теплозащитными свойствами: пористая резина «Малыш» – для низа утепленной и спортивной обуви; пористая резина «Депора» – для низа обуви весенне-зимнего назначения; полиуретан – для низа утепленной обуви и подошв в комбинации с натуральной кожей в обуви осенне-весеннего ассортимента.

Наилучшим материалом для изготовления детской обуви, в том числе зимней, является натуральная кожа. Для летней обуви в качестве верха рекомендуются также различные текстильные материалы: рогожка, полудвунитка, прогулочная, джинсовая и т. п. Для верха утепленной обуви пригодны сукно, драп, шерстяные и полушерстяные материалы, фетр, войлок и другие, из синтетических материалов – фловерлак при условии применения натуральных утеплителей и подкладки. В условиях холодных зим с устойчивым снежным покровом широко применяется валяная обувь, обладающая высокими теплозащитными свойствами, но ограничивающая подвижность стопы. При возращении детей с улицы в помещение валяную обувь, как и другую утепленную, следует снимать. В сырую погоду, особенно в осенне-весенний период, можно носить резиновую обувь, которая лучше всего защищает ноги от промокания. Надо следить за тем, чтобы дети в данной обуви находились минимальное время и обязательно надевали резиновые сапоги на толстый шерстяной носок. В помещении резиновые сапоги необходимо снимать. Нельзя использовать для постоянной носки, особенно в помещении, спортивную обувь (кеды, полукеды, кроссовки, спортивные резиновые тапочки и пр.). Это обувь специального назначения, поэтому не может быть рекомендована в качестве сменной или домашней обуви.

В конструкции детской обуви, за исключением обуви для детей раннего возраста (пинеток), должен быть предусмотрен каблук разной высоты: для дошкольников, а также в домашней (сменной) обуви – 5–10 мм; для младших школьников – не более 20 мм; для старшей группы школьников – 20–30 мм; для выходной обуви девочек – до 40 мм. Повседневное ношение обуви на высоком каблуке (выше 40 мм) девочками-подростками вредно и недопустимо: происходит уменьшение площади опоры стопы, смещается центр тяжести тела вперед, формируется большой поясничный изгиб, меняется положение таза, изменяется его форма. При ходьбе на высоком каблуке нет достаточной устойчивости, стопа скатывается вперед, пальцы сжимаются, увеличивается нагрузка на передний отдел стопы, что приводит к уплощению свода стопы и деформации пальцев.

Требования к чулкам и носкам зависят от сезона. Как слой, непосредственно соприкасающийся с кожей, они должны изготавливаться из материалов, обладающих достаточной гигроскопичностью, воздухо– и паропроницаемостью. Лучшими с гигиенических позиций материалами для чулок и носок являются хлопчатобумажные и трикотажные полотна. Для девочек рекомендуется в прохладную погоду надевать колготы. Чулки и носки из капрона и других синтетических материалов не должны широко рекомендоваться для повседневной носки детьми всех возрастных групп. Обувь, как и одежду, ежедневно проветривают, просушивают и чистят щетками. В детских учреждениях должны быть созданы условия для высушивания, хранения обуви и ухода за ней. Необходимо строго следить за тем, чтобы каждый ребенок носил только свою обувь.

Гигиенические требования к головным уборам

Головной убор должен соответствовать сезону, климатическим и погодным условиям. В качестве зимнего головного убора носят меховые шапки-ушанки или вязаные шерстяные шапки с подкладкой. Но весеннее-осенний период для мальчиков могут быть рекомендованы кепки, береты из репса, вельвета, джинсовой ткани; для девочек – шапочки из фетра или легкие шерстяные вязаные. В летнее время голова ребенка должна быть защищена от прямых солнечных лучей панамой или шапочкой (из пикейного, хлопчатобумажного, ситцевого материала) с козырьком; высокими гигиеническими свойствами обладают головные уборы из соломки.

Профессиональные болезни возникают в результате воздействия на организм неблагоприятных факторов производственной среды. Клинические проявления часто не имеют специфических симптомов, и только сведения об условиях труда заболевшего позволяют установить принадлежность выявленной патологии к категории профессиональных болезней. Лишь некоторые из них характеризуются особым симптомокомплексом, обусловленным своеобразными рентгенологическими, функциональными, гематологическими и биохимическими изменениями.

Общепринятой классификации профессиональных болезней не существует. Наибольшее признание получила классификация по этиологическому принципу. По этому принципу есть пять групп профессиональных заболеваний. Это заболевания, вызываемые:

1) воздействием химических факторов (острые и хронические интоксикации, а также их последствия, протекающие с изолированным и сочетанным поражением различных органов и систем);

2) воздействием пыли (пневмоконизы – силикоз, силикатозы, металлоконизы, пневмокониозы электросварщиков и газорезчиков, шлифовальщиков, наждачников и т. д.);

3) воздействием физических факторов (вибрационная болезнь; заболевания, связанные с воздействием контактного ультразвука, – вегетативный полиневрит; снижение слуха по типу кохлеарного неврита – шумовая болезнь; заболевания, связанные с воздействием электромагнитных излучений и рассеянного лазерного излучения; лучевая болезнь; заболевания, связанные с изменениями атмосферного давления – декомпрессионная болезнь, острая гипоксия; заболевания, возникающие при неблагоприятных метеорологических условиях – перегрев, судорожная болезнь, облитетерирующий эндартериит, вегетосеситивный полиневрит;

4) перенапряжением (заболевания периферических нервов и мышц – невриты, радикулополиневриты, вегетосеситивные полиневриты, шейно-плечевые плекситы, вегетомиофасциты, миофасциты, заболевания опорно-двигательного аппарата – хронические тендовагиниты, стенозирующие лигаментиты, бурситы, эрикодилит плеча, деформирующие артрозы; координаторные неврозы – писчий спазм, другие формы функциональных дискинезий; заболевания голосового аппарата – фонастения, органа зрения – астенопия и миопия);

5) действием биологических факторов (инфекционные и паразитарные – туберкулез, бруцеллез, сап, сибирская язва, дисбактериоз, кандидамикоз кожи и слизистых оболочек, висцеральный кандидоз и др.).

Вне этой этиологической систематики находятся профессиональные аллергические заболевания (конъюнктивит, заболевания верхних дыхательных путей, бронхиальная астма, дерматит, экзема) и онкологические заболевания (опухоли кожи, мочевого пузыря, печени, рак верхних дыхательных путей).

Различают также острые и хронические профессиональные заболевания. Острое профессиональное заболевание (интоксикация) возникает внезапно после однократного (в течение не более одной рабочей смены) воздействия относительно высоких концентраций химических веществ, содержащихся в воздухе рабочей зоны, а также уровней и доз других неблагоприятных факторов. Хроническое профессиональное заболевание возникает в результате длительного систематического воздействия на организм неблагоприятных факторов.

Для правильной диагностики профессионального заболевания важно тщательное изучение санитарно-гигиенических условий труда, анамнеза больного, его профессионального маршрута, включающего все виды работ, выполнявшихся им с начала трудовой деятельности. Некоторые профессиональные болезни, например силикоз, бериллиоз, асбестоз, папиллома мочевого пузыря, могут выявляться через много лет после прекращения контакта с производственными вредностями.

В производственных условиях используемые токсические вещества могут поступать в организм человека через дыхательные пути, кожу, желудочно-кишечный тракт. После резорбции в кровь и распространения по органам яды подвергаются превращениям, а также депонированию в различных органах и тканях (легких, головном мозге, костях, паренхиме органов и др.). Выделение поступивших в организм токсических веществ происходит легкими, почками, через желудочно-кишечный тракт, кожу.

Классификация промышленных веществ по их свойствам и по биологическому эффекту важна как для понимания их механизма действия на организм, так и для разработки принципов профилактики и лечения вызываемых ими поражений. С этих позиций для врача наиболее целесообразна классификация промышленных веществ по характеру действия их на организм. Этот принцип был положен в основу классификации Гендерсона и Хаггарда (1930 г.), предусматривающей деление всех летучих промышленных веществ на четыре большие группы.

1. Удушающие вещества:

1) простые удушающие, действие которых сказывается в вытеснении кислорода из вдыхаемого воздуха (азот, водород, гелий);

2) химически действующие, нарушающие газообмен в крови и в тканях (окись углерода, синильная кислота).

2. Раздражающие вещества вызывают раздражение слизистых оболочек дыхательных путей или непосредственно легких, ведущее к развитию воспалительных реакций.

3. Летучие наркотики и родственные им вещества, действующие после поступления их в кровь, оказывают острое действие оказывают на нервную систему, вызывая наркотическое опьянение.

4. Неорганические и металлоорганические соединения. В эту группу отнесены вещества, не вошедшие в предыдущие группы и обладающие разными типами действия (ртуть, свинец, фосфор, металлоорганические соединения, мышьяковистый и фосфористый водород и др.). С определенными оговорками все эти вещества могут быть отнесены к протоплазматическим ядам.

Наиболее распространенной и хорошо заметной формой проявления патологической реакции на действие химических веществ является воспаление.

Хорошо растворимые в воде или жирах реакционно-способные вещества вызывают воспаление непосредственно в точке приложения – коже, слизистых оболочках глаз, верхних дыхательных путях и пищеварительном тракте (сильные кислоты, щелочи, соли тяжелых металлов, нитрогазы, хлор). Газы и пары с небольшим коэффициентом растворимости в воде накапливаются в концентрациях, достаточных для повреждения ткани, гораздо медленнее и потому успевают проникнуть и вызвать воспаление в более глубоко расположенных отделах (например, дыхательной системы).

Преобладание экссудативного компонента в воспалительной реакции характерно для действия удушающих газов. Нарушение проницаемости сосудов и, как следствие, резко выраженная экссудация, приводящая к отеку легких, определяют клиническую картину острого отравления окислами азота, аммиаком, фосгеном и другими подобными соединениями. Фибринозный экссудативный процесс развивается в толстом кишечнике при отравлении тяжелыми металлами. Преобладание пролиферативных процессов наблюдается главным образом при хронических интоксикациях, они могут быть и отдаленными последствиями острых отравлений. Длительное воздействие небольших концентраций раздражающих газов, паров или пылей твердых соединений (аммиака, нитрогазов, кремния, асбеста, некоторых металлов) постепенно приводит к развитию токсического пневмосклероза. Продуктивное воспаление с последующим развитием цирроза печени вызывают мышьяк, фосфор, хлорированные углеводороды, селен, свинец.

Многие высокоактивные химические агенты вызывают острое воспаление с преобладанием альтернативно-некротических изменений в тканях. Некроз кожи и слизистых оболочек развивается при попадании на них таких сильнораздражающих промышленных ядов, как фенол, нафтолы, известь, карбид кальция. Соли хрома и извести вызывают изъязвление слизистой оболочки носа и прободение носовой перегородки.

Альтеративно-некротические изменения в виде различного рода дистрофий (белковой, углеводной, жировой) в почках, печени, миокарде, головном и спинном мозге обнаруживаются при очень многих острых и хронических интоксикациях.

Типичную неинфекционную лихорадку, сопровождающуюся резким повышением температуры тела, можно наблюдать при вдыхании быстроокисляющихся на воздухе паров ряда металлов – меди, ртути, кобальта, никеля, сурьмы и особенно цинка (литейная лихорадка). Механизм литейной лихорадки объясняется проникновением высокодиспесных паров окисей металлов в глубокие дыхательные пути, где они легко денатурируют белки тканей. Всасывание этих, ставших чужеродными для организма белков и вызывает асептическую лихорадку.

Лихорадка может быть также обусловлена попаданием в организм химических веществ, которые, подобно фенамину, бета-тетрагидронафтиламину или фенилгидразину вызывают возбуждение центральной нервной системы, непосредственно центров терморегуляции или разобщение дыхания и сопряженного с ним фосфорилирования.

Многие химические вещества могут вызывать заболевания, сходные по основным клиническим проявлениям для различных ядов, но не имеющие прямой связи с их общетоксической активностью. Это заболевания аллергической природы. Сейчас насчитывается несколько тысяч простых химических веществ и несколько сотен тысяч сложных органических соединений, способных изменить чувствительность организма.

Многие химические аллергены с низким молекулярным весом (менее 1000) не являются полноценными антигенами, а представляют собой гаптены, не вызывающие сами по себе выработки антител. Свойства полного антигена они приобретают лишь после конъюгирования в организме с белковым носителем через радикалы аминокислот.

Выраженными аллергенными свойствами обладают ароматические амины, нитро– и нитрозосоединения, производные мышьяка, ртути, кобальта, никеля, хрома, платины, бериллия, формальдегид, скипидар, органические окиси и перекиси.

Фотосенсибилизирующим действием обладают антрацен, каменноугольная смола, хлорированные нафталины.

Различают две клинические формы профессиональных аллергозов: первичную аллергическую (неинфекционную), развивающуюся впервые у здоровых людей, и вторичную (инфекционно-аллергическую), развивающуюся на основании предшествующих воспалительных заболеваний бронхолегочного аппарата или кожного покрова. Основное значение при первичной форме имеет химическая, при вторичной – бактериальная сенсибилизация. Экзогенная химическая аллергия может протекать как реакция немедленного типа (бронхиальная астма, астматоидный бронхит, крапивница, ринит, конъюнктивит, отек Квинке) или как реакция замедленного типа (дерматит, экзема). При контактном дерматите значение наследственного предрасположения невелико; гораздо большее значение имеет состояние кожи и частота контакта с аллергеном. Известен аллергический дерматит у женщин от различных моющих средств, у зубных врачей – от анестетиков, у парикмахеров – от парафенилендиамина. У больных дерматитом возможна общая аллергическая реакция типа анафилактического шока при приеме этих веществ внутрь.

Возможны перекрестные аллергические реакции при применении веществ, различных по химическому строению, что связано с образованием а организме в результате метаболистических превращений общего для всех этих веществ гаптена (Б. Альперн, 1973).

Пороговые дозы, вызывающие общетоксический и аллергический эффекты, обычно не совпадают. Значительная доза аллергена скорее вызовет подострую или хроническую интоксикацию, чем сенсибилизацию. Так, хромовая экзема распространена у цементщиков (содержание хрома в цементе не превышает 0,001– 3 мг%) и почти никогда не встречается у рабочих заводов хромовых соединений, где действующие на человека концентрации гораздо выше.

О наличии аллергических свойств у вещества судят по интенсивности кожных изменений (отеку, покраснению, интенсивному шелушению), увеличению числа эозинофиллов, содержания 17-кетостероидов и гистамина в крови, уменьшению числа тромбоцитов, гипоплазии лимфоидной ткани и др.

При анафилактических реакциях развиваются спазм гладких мышц и резко выраженные гемодинамические расстройства.

При обосновании окончательного диагноза профессионального аллергоза обязательно следует учитывать:

1) профессиональный маршрут и клинико-аллергологический анамнез больного;

2) результаты анализа анамнестических данных о контакте сенсибилизированного организма с аллергеном;

3) аллергический анамнез и положительные накожные пробы;

4) гиперчувствительность к аллергену, которая может быть доказана специальными иммунологическими методами in vitro и in vivo;

5) положительные провокационные тесты (назальные, ингаляционные и др.);

6) эффективность специфической гипосенсибилизирующей терапии (И. Е. Сосонкин, 1973).

Как при прямом контакте с покровными тканями, так и после резорбции во внутренние среды организма яд может действовать на любые ткани (протоплазматические яды, наркотики) или лишь на некоторые из них. В последнем случае речь об избирательном, или селективном, действии яда. Избирательность действия может быть обусловлена химическим сродством яда к определенным структурам, различной растворимостью в воде, жирах, липоидах, различиями в структуре и обмене в самих тканях и т. п. Один и тот же яд может обладать разной избирательностью в зависимости от пути поступления, дозы и состояния организма. Избирательное действие яда на орган или систему органов определяет характерные черты клинической картины при той или иной профессиональной интоксикации.

Практически трудно представить себе течение любой интоксикации, которая не сопровождалась бы в той или иной степени изменением функции центральной нервной системы. Но среди огромного числа химических веществ, интоксикация которыми так или иначе изменяет состояние нервной системы, можно выделить группу агентов, обладающих избирательным нейротропным действием.

По направленности первичного влияния яда на нервную систему можно выделить четыре типа действия:

1) неспецифическое (неэлектролитное, наркотическое) действие;

2) специфическое поражение нервных клеток, основанное на химическом взаимодействии яда с биологическим субстратом;

3) специфическое блокирование медиаторного обмена;

4) вторичное действие, обусловленное местным или общим нарушением кровообращения или состоянием гипоксии (Ж. И. Абрамова, 1963).

Наркотическое действие многих органических растворителей обусловлено их способностью легко проникать в нервные клетки и вызывать парабиоз. Токсический эффект прямого повреждающего воздействия на нервную клетку, основанный на химическом взаимодействии с биологическим субстратом, оказывают сероуглерод, свинец, тетраэтилсвинец, ртуть, фторацетат, метиловый спирт. Блокирование медиаторного обмена, в частности ацетилхолинового, лежит в основе нейроинтоксикации соединениями фосфора, в особенности фосфорорганическими. Уменьшение доставки кислорода нервной ткани вызывают яды, нарушающие газообмен в легких (удушающие и раздражающие), блокирующие транспорт кислорода крови (метгемоглобинообразователи, окись углерода) или утилизацию его тканями (цианиды, азид натрия).

Остро наступающее расстройство мозговой деятельности при легких интоксикациях исчезает обычно сравнительно быстро, что связано с высокой пластичностью мозга. При определенной длительности и силе воздействия токсического вещества функциональные изменения могут приобрести стойкий характер. В ряде случаев развивается органическое поражение различных отделов нервной системы: подкорковых и диэнцефальных отделов, спинного мозга, периферических нервов.

Наиболее общей реакцией на повторное воздействие многих нейротропных веществ является синдром вегетососудистой дистонии. В начальных стадиях интоксикации он проявляется симптомами, свидетельствующими о повышении возбудимости вегетативной системы, в частности ее симпатического отдела: лабильностью пульса, красным дермографизмом, гиперфункцией щитовидной железы. Для астеновегетативного синдрома, возникающего при более продолжительных воздействиях ядов, характерны утомляемость, сонливость, неврогенно обусловленные нарушения функций других систем. При более выраженных формах отравления развиваются астеноорганический синдром и энцефалопатия, для которых характерны поражения стволовых отделов мозга, оптико-вестибулярного комплекса, головные боли, эмоциональная неустойчивость, нарушения интеллекта, возможны психотические состояния.

Картина поражения межуточного мозга с характерными нарушениями координации механизмов регуляции нейрогуморальных, вегетососудистых, эндокринных и обменных процессов типична для тяжелых интоксикаций тетраэтилсвинцом, ртутью, хлорированными углеводородами, бензолом, бензином, тиурамом, цианидами и др. Экстрапирамидный синдром с явлениями паркинсонизма характерен для отравлений марганцем, сероуглеродом, окисью углерода. Невриты и полиневриты с парестезиями, болями по ходу нервов, парезами и параличами наблюдаются при отравлениях свинцом, медью, гранозаном, таллием, мышьяком, трикрезилфосфатом, бромэтилом.

Вибрационная болезнь обусловлена длительным (не менее 3–5 лет) воздействием вибрации в условиях производства.

Вибрационная болезнь возникает у рабочих, которые используют в процессе своей трудовой деятельности вибрационную технику: пневматические молотки, установки для шлифовки и полировки металлических и деревянных изделий, для уплотнения бетона, асфальтовых покрытий дорог, забивания свай и др.

Патогенез представляется как хроническая микротравматизация периферических вегетативных образований, периваскулярных сплетений с последующим нарушением кровоснабжения, микроциркуляции, трофики и метаболизма тканей.

Клиническая картина характеризуется сочетанием вегетососудистых, чувствительных и трофических расстройств. Наиболее характерные клинические синдромы ангиодистонический, ангиоспастический (синдром Рейно), вегетосенсорной полиневропатии. Заболевание развивается медленно, через 5–15 лет от начала работы, связанной с вибрацией, при продолжении работы заболевание нарастает, после прекращения работы отмечается медленное (3–10 лет), иногда неполное выздоровление.

Условно выделяют три степени болезни:

1) начальные проявления;

2) умеренно выраженные проявления;

3) выраженные проявления.

Характерные жалобы – боли, парестезии, зябкость конечностей, приступы побеления или синюшности пальцев рук при охлаждении, снижение силы в руках. При нарастании заболевания присоединяются головная боль, повышенная утомляемость, нарушение сна. При воздействии общей вибрации преобладают жалобы на боль и парестезии в ногах, пояснице, головную боль, головокружение.

Объективные признаки заболевания – гипотермия, гипергидроз отечность кистей, цианоз или бледность пальцев, приступы «белых» пальцев, возникающие при охлаждении, реже во время работы. Сосудистые нарушения проявляются в гипотермии кистей и стоп, спазме или атонии капилляров ногтевого ложа, снижении артериального притока к кисти. Могут быть кардиалгии. Обязательным является повышение порогов вибрационной чувствительности. Нарушение чувствительности имеет полиневротический характер. По мере нарастания заболевания выявляется полинейропатия на ногах. Отмечается болезненность мышц конечностей, уплотнение или дряблость отдельных участков.

На рентгенограммах кистей часто выявляются кистевидные просветления, мелкие островки уплотнения или остеопороз.

При длительном (15–20 лет) воздействии общей вибрации часто выявляются дегенеративно-дистрофические изменения поясничного отдела позвоночника, осложненные формы поясничного остеохондроза.

Периферический ангиодистонический синдром (первая степень) Жалобы на боль и парестезии в руках, зябкость пальцев. Нерезко выражены гипотермия, цианоз и гипергидроз кистей, спазмы и атония капилляров ногтевого ложа, умеренно повышен порог вибрационной чувствительности, снижена кожная температура кистей, замедлено восстановление ее после холодовой пробы. Сила, выносливость мышц не изменены.

Периферический ангиоспастический синдром (синдром Рейно) (вторая степень) является патогномоничным для воздействия вибрации на организм. Беспокоят приступы побеления пальцев, парестезии. По мере нарастания заболевания побеление распространяется на пальцы обеих рук. Клиническая картина вне приступов побеления пальцев близка к ангиодистоническому синдрому. Преобладает капилляроспазм.

Синдром вегетосенсорной полиневропатии (третья степень) характеризуется диффузными болями и парестезиями в руках, реже ногах, снижением болевой чувствительности по полиневротическому типу. Вибрационная, температурная, тактильная чувствительность снижена. Снижены сила и выносливость мышц. По мере нарастания заболевания вегетососудистые расстройства и расстройства чувствительности выявляются и на ногах. Учащаются и удлиняются по времени приступы побеления пальцев. Развиваются дистрофические нарушения в мышцах рук, плечевого пояса (миопатоз). Изменяется структура электромиограммы, замедляется скорость проведения возбуждения по двигательным волокнам локтевого нерва. Нередко выявляются астения, вазомоторная головная боль.

Вибрационная болезнь третьей степени встречается редко. При этом ведущим в клинической картине синдромом является синдром сенсомоторной полиневропатии. Обычно он сочетается с генерализованными вегетососудистыми и трофическими нарушениями, выраженной церебростенией.

В выраженных случаях у работающих в условиях вибрации возникает клиническая и морфологическая картина облитерирующего эндартериита. Изменения сосудов сопровождаются нарушением питания тканей верхних и нижних конечностей. Развиваются контрактуры пальцев, деформирующий артроз, на заключительном этапе – гангрена пальцев кистей и стоп. В спинном мозге отмечаются дистрофические изменения вплоть до полной гибели нейронов. В головках костей запястья, в эпифизах лучевой и локтевой костей наблюдаются кистозные очаги разрежения и склероза.

Вибрационную болезнь следует дифференцировать от синдрома Рейно иной этиологии, сирингомиелии, полиневропатий алкогольных (диабетических, лекарственных и др.), а также вертебральной патологии нервной системы.

Лечение

Обязательно прекращение контакта с источником вибрации. Эффективно сочетание медикаментозного, физиотерапевтического и рефлекторного лечения. Показаны ганглиоблокаторы (галидор, бупатол); сосудорасширяющие средства (препараты никотиновой кислоты, спазмолитики); препараты, улучшающие трофику и микроциркуляцию (АТФ, фосфаден, компламин, трентал, курантил, инъекции витаминов группы B, инъекции гумизоля). Эффективны камерные гальванические ванны с эмульсией нафталанской нефти, электрофорез с новокаином, папаином или гепарином на кисти, диатермия, УВЧ или УФО на область шейных симпатических узлов, диадинамические токи, ультразвук с гидрокортизоном, массаж, ЛФК. Показана гипербарическая оксигенация. Широко используются курортные факторы: минеральные воды (радоновые, сероводородные, йодобромные, азотные, термальные), лечебные грязи.

Трудоспособность больных вибрационной болезнью первой степени длительно остается сохранной. Рекомендуется профилактическое лечение раз в год с временным переводом (на 1–2 месяца) на работу без вибрационного воздействия. Больных вибрационной болезнью второй и третьей степени необходимо переводить после лечения в условия работы без вибрации, охлаждения и перенапряжения рук. Им назначают повторные курсы лечения. При второй степени заболевания больные остаются трудоспособными в широком круге профессий. При второй степени заболевания профессиональная и общая трудоспособность у больных стойко снижена.

Профилактика заключается в использовании виброзащитных инструментов и средств, соблюдении оптимальных режимов труда. Во время сменных перерывов рекомендуются самомассаж и обогрев рук (суховоздушные тепловые ванны). Показаны курсы профилактического лечения один-два раза в год.

Профессиональная тугоухость (кохлеарный неврит)

Профессиональная тугоухость – постепенное снижение остроты слуха, обусловленное длительным (многолетним) воздействием производственного шума. Высокая степень тугоухости встречается у кузнецов, котельщиков, рубильщиков, чеканщиков, медников, авиационных механиков.

Патогенез

Вследствие хронической микротравматизации формируются нервно-сосудистые и дистрофические изменения в спиральном (кортиевом) органе и спиральном ганглии.

Изменения, возникающие в органе слуха, некоторые исследователи объясняют травмирующим действием шума на периферический отдел слухового анализатора – внутреннее ухо. Этим же обычно объясняют первичную локализацию поражения в клетках внутренней спиральной борозды и спирального (кортиева) органа. Имеется мнение, что в механизме действия шума на орган слуха существенную роль играет перенапряжение тормозного процесса, которое при отсутствии достаточного отдыха приводит к истощению звуковоспринимающего аппарата и перерождению клеток, входящих в его состав. Некоторые авторы склонны считать, что длительное воздействие шума вызывает стойкие нарушения в системе кровоснабжения внутреннего уха, которые являются непосредственной причиной последующих изменений в лабиринтной жидкости и дегенеративных процессов в чувствительных элементах спирального органа.

В патогенезе профессионального поражения органа слуха нельзя исключить роль ЦНС. Патологические изменения, развивающиеся в нервном аппарате улитки при длительном воздействии интенсивного шума, в значительной мере обусловлены переутомлением корковых слуховых центров.

Механизм профессионального снижения слуха обусловлен изменениями некоторых биохимических процессов. Так, гистохимические исследования спирального органа у подопытных животных, содержавшихся в условиях воздействия шума, позволили обнаружить изменения в содержании гликогена, нуклеиновых кислот, щелочной и кислой фосфатаз, янтарной дегидрогеназы и холинэстеразы.

Профессиональная шумовая патология развивается у всех людей по-разному. Это обусловлено различными факторами: характером и длительностью шумового воздействия (в течение рабочего дня и на протяжении многих лет работы), возрастом и общим состоянием здоровья рабочего, индивидуальной чувствительностью органа слуха к шумовому воздействию и т. д. Шумовому поражению слухового анализатора могут также способствовать заболевания среднего уха (особенно воспалительного характера) и другие поражения улитки. Раздражающее воздействие шума зависит не только от его громкости, но также и от частотной характеристики, прерывистости и др. Например, звуки высокой частоты отрицательно действуют на орган слуха даже при малой интенсивности. Импульсные шумы быстрее приводят к тугоухости, чем постоянный шумовой фон. Сочетание шума и вибрации вызывает поражение органа слуха примерно в 2,5 раза чаще, чем воздействие одного шума. Под воздействием общей вибрации наблюдается более глубокое поражение органа слуха, чем под воздействием местной вибрации.

Клиническая картина

Жалобы на постепенное ухудшение слуха, шум в ушах, при этом отмечается плохая слышимость шепотной речи (при хорошем восприятии разговорной). Поражение обычно двустороннее. При осмотре отоскопическая картина не изменена.

Развитию начальных стадий профессионального снижения слуха могут предшествовать ощущение звона или шума в ушах, головокружение, головная боль. Восприятие разговорной и шепотной речи в этот период не нарушается.

Важным диагностическим методом выявления снижения слуха считают исследование функции слухового анализатора с помощью тональной аудиометрии. Последнюю следует проводить спустя несколько часов после прекращения действия шума. Характерным для начальных стадий поражения слухового анализатора, обусловленного воздействием шума, является повышение порога восприятия высоких звуковых частот (4000–8000 Гц). По мере прогрессирования патологического процесса повышается порог восприятия средних, а затем и низких частот. Восприятие шепотной речи понижается в основном при более выраженных стадиях профессионального снижения слуха, переходящего в тугоухость. Для оценки состояния слуха у лиц, работающих в условиях воздействия шума, различают четыре степени потери слуха (табл. 54)

Особое место в патологии органа слуха занимают поражения, обусловленные воздействием сверхинтенсивных шумов и звуков.

Их кратковременное действие может вызвать полную гибель спирального органа и разрыв барабанной перепонки, сопровождающиеся чувством заложенности и резкой болью в ушах. Исходом баротравмы нередко бывает полная потеря слуха. В производственных условиях такие случаи встречаются чрезвычайно редко, в основном при аварийных ситуациях или взрывах.

Таблица 54.

Критерии оценки слуховой функции, разработанные В. Е. Остапович и Н. И. Пономаревой для лиц, работающих в условиях шума и вибрации

Длительное воздействие интенсивного производственного шума при сочетании с напряженным трудом может быть фактором риска в развитии неспецифических реакций нервной и сердечно-сосудистой систем (шумовой болезни), протекающих в виде невротических расстройств, нейроциркуляторной дистонии.

Диапазон отрицательного воздействия шума на человека огромен. Различают специфические шумовые изменения, возникающие в органе слуха, и неспецифические, которые появляются в различных органах и системах организма. Известно раздражающее действие даже легкого шума как во время отдыха, так и на работе. Изменения психики при шумовом воздействии дали основание называть звуковой стресс болезнью современности. Под влиянием шума могут возникать расстройства периферического кровообращения и деятельности сердца, гипертоническая болезнь, заболевания органов пищеварения, зрения и др. Говорят уже не просто о тугоухости, а о шумовой болезни.

Возникновение неадекватных изменений и ответ на воздействие шума обусловлено обширными анатомо-физиологическими связями слухового анализатора с различными отделами нервной системы. Акустический раздражитель, действуя через рецепторный аппарат слухового анализатора, вызывает рефлекторные сдвиги в функциях не только его коркового отдела, но и других органов.

Функциональные нарушения деятельности нервной и сердечно-сосудистой системы возникают при систематическом воздействии интенсивного шума, развиваются преимущественно по типу астенических реакций и астеновегетативного синдрома с явлениями сосудистой гипертензии. Указанные изменения нередко возникают при отсутствии выраженных признаков поражения слуха. Характер и степень изменений нервной и сердечно-сосудистой системы в значительной мере зависят от интенсивности шума. При воздействии интенсивного шума чаще отмечается инертность вегетативных и сосудистых реакций, а при менее интенсивном шуме преобладает повышенная реактивность нервной системы. В неврологической картине воздействия шума основными жалобами являются головная боль тупого характера, чувство тяжести и шума в голове, возникающее к концу рабочей смены или после работы, головокружение при перемене положения тела, повышенная раздражительность, быстрая утомляемость, снижение трудоспособности, внимания, повышенная потливость, особенно при волнениях, нарушение ритма сна (сонливость днем, тревожный сон в ночное время). При обследовании таких больных нередко обнаруживают снижение возбудимости вестибулярного аппарата, мышечную слабость, тремор век, мелкий тремор пальцев вытянутых рук, снижение сухожильных рефлексов, угнетение глоточного, небного и брюшных рефлексов. Отмечается легкое нарушение болевой чувствительности. Выявляются некоторые функциональные, вегетативно-сосудистые и эндокринные расстройства: гипергидроз, стойкий красный дермографизм, похолодание кистей и стоп, угнетение и извращение глазодвигательного рефлекса, повышение или угнетение ортоклиностатического рефлекса, усиление функциональной активности щитовидной железы. У лиц, работающих в условиях более интенсивного шума, наблюдается снижение кожно-сосудистой реактивности: угнетаются реакция дермографизма, пиломоторный рефлекс, кожная реакция на гистамин. Изменения сердечно-сосудистой системы в начальных стадиях воздействия шума носят функциональный характер. Больные жалуются на неприятные ощущения в области сердца в виде покалываний, сердцебиения, возникающие при нервно-эмоциональном напряжении. Отмечается выраженная неустойчивость пульса и артериального давления, особенно в период пребывания в условиях шума. К концу рабочей смены обычно замедляется пульс, повышается систолическое и снижается диастолическое давление, появляются функциональные шумы в сердце. На электрокардиограмме выявляются изменения, свидетельствующие об экстракардиальных нарушениях: синусовая брадикардия, брадиаритмия, тенденция к замедлению внутрижелудочковой или предсердно-желудочковой проводимости. Иногда наблюдается наклонность к спазму капилляров конечностей и сосудов глазного дна, а также к повышению периферического сопротивления. Функциональные сдвиги, возникающие в системе кровообращения под влиянием интенсивного шума, со временем могут привести к стойким изменениям сосудистого тонуса, способствующим развитию гипертонической болезни. Изменения нервной и сердечно-сосудистой систем у лиц, работающих в условиях шума, являются неспецифической реакцией организма на воздействие многих раздражителей, в том числе шума. Частота и выраженность их в значительной мере зависят от наличия других сопутствующих факторов производственной среды. Например, при сочетании интенсивного шума с нервно-эмоциональным напряжением часто отмечается тенденция к сосудистой гипертензии. При сочетании шума с вибрацией нарушения периферического кровообращения более выражены, чем при воздействии только шума. Доказано, что шум и напряженность труда биологически эквивалентны по своему воздействию на нервную систему. На примере изучения разных профессий установлена величина физиолого-гигиенического эквивалента шума и напряженности нервно-эмоционального труда, которая находится в пределах 7–13 дБ (шкала А) на одну категорию напряженности.

При диагностике необходимо учитывать стаж работы и интенсивность воздействующего шума, характер развития тугоухости, данные отоскопии и аудиометрии, данные предварительного и периодических медицинских осмотров. Дифференциальный диагноз следует проводить с кохлеарным невритом иной этиологии, с отосклерозом.

Лечение направлено на улучшение функционального состояния рецепторов лабиринта. Назначают препараты, улучшающие мозговую гемодинамику (стугерон, кавинтон, компламин, продектин, трентал), препараты, улучшающие клеточный и тканевой метаболизм (витамины B₁; B₆, E, A, АТФ), биостимуляторы (экстракт алоэ, ФиБС, гумизоль, апилак). Для улучшения проводимости нервных импульсов назначают дибазол, галантамин, прозерин, холинолитики (атропин, платифилин). Шум в ушах уменьшается при приеме беллоида, беллатаминала. Назначают эндоауральный электрофорез с раствором никотиновой кислоты, галантамина, прозерина; рекомендуется иглотерапия. Противопоказаны препараты ототоксического действия (стрептомицин, мономицин, гентамицин и др.).

При первой и второй степени снижения слуха трудоспособность сохранена; рекомендуются курсы амбулаторного лечения. При значительном снижении слуха (третья степень) и при второй степени у лиц, работа которых требует хорошего слуха (например, авиационных техников), рекомендуется перевод на работу без воздействия интенсивного шума (рациональное трудоустройство).

Важное значение в предупреждении развития шумовой патологии имеют предварительные при поступлении на работу и периодические медицинские осмотры. Таким осмотрам подлежат лица, работающие на производствах, где шум превышает предельно допустимый уровень (ПДУ) в любой октавной полосе.

Медицинскими противопоказаниями к допуску на работу, связанную с воздействием интенсивного шума, являются следующие заболевания:

1) стойкое понижение слуха (хотя бы на одно ухо) любой этиологии;

2) отосклероз и другие хронические заболевания уха с заведомо неблагоприятным прогнозом;

3) нарушение функции вестибулярного аппарата любой этиологии, в том числе болезнь Меньера;

4) наркомании, токсикомании, в том числе хронический алкоголизм;

5) выраженная вегетативная дисфункция;

6) гипертоническая болезнь (все формы).

Сроки периодических медицинских осмотров устанавливаются в зависимости от интенсивности шума. При интенсивности шума от 81 до 99 дБА – 1 раз в 24 месяца, 100 дБА и выше – 1 раз в 12 месяцев. Первый осмотр отоларинголог проводит через 6 месяцев после предварительного медицинского осмотра при поступлении на работу, связанную с воздействием интенсивного шума. Медицинские осмотры должны проводиться с участием отоларинголога, невропатолога и терапевта.

Заболевания, вызываемые воздействием неионизирующих излучений

К таким заболеваниям относятся заболевания, вызываемые электромагнитным излучением (ЭМИ) диапазона радиочастот, постоянным и переменным магнитным полем (ПМП и ПеМП), электромагнитным полем промышленной частоты (ЭМППЧ), электростатическим полем (ЭСП), лазерным излучением (ЛИ) (табл. 55).

Клиническая картина

Острое воздействие встречается в исключительно редких случаях при грубом нарушении техники безопасности у лиц, обслуживающих мощные генераторы или лазерные установки. Интенсивное ЭМИ вызывает раньше всего тепловой эффект. Больные жалуются на недомогание, боль в конечностях, мышечную слабость, повышение температуры тела, головную боль, покраснение лица, потливость, жажду, нарушение сердечной деятельности. Могут наблюдаться диэнцефальные расстройства в виде приступов тахикардии, дрожи, приступообразной головной боли, рвоты.

При остром воздействии лазерного излучения степень поражения глаз и кожи (критических органов) зависит от интенсивности и спектра излучения. Лазерный луч может вызвать помутнение роговой оболочки, ожог радужки, хрусталика с последующим развитием катаракты. Ожог сетчатки ведет к образованию рубца, что сопровождается снижением остроты зрения. Перечисленные поражения глаз лазерным излучением не имеют специфических черт.

Поражения кожи лазерным пучком зависят от параметров излучения и носят разнообразный характер – от функциональных сдвигов в активности внутрикожных ферментов или легкой эритемы в месте облучения, до ожогов, напоминающих электрокоагуляционные ожоги при поражении электротоком, или разрыва кожных покровов.

В условиях современного производства профессиональные заболевания, вызываемые воздействием неионизирующих излучений, относятся к хроническим.

Хроническое воздействие малых интенсивностей электромагнитных волн радиочастот различных диапазонов встречается в промышленности, рабочих радиотелевизионных и радиорелейных станций, у жителей прилегающих районов. У пострадавших отмечается поражение функции нервной, сердечно-сосудистой систем и половых желез.

Морфологические изменения обнаруживаются в синапсах и чувствительных нервных волоконцах рецепторных зон кожи внутренних органов. В головном мозге нарушается нейросекреторная функция нейронов гипоталамической области, что сопровождается стойким падением артериального давления. В миокарде имеет место жировая дистрофия кардиомиоцитов. В семенниках возникают дистрофические изменения герминативного эпителия вплоть до его некроза. Наиболее выраженные клинические и морфологические изменения отмечаются в результате воздействия микроволн (МКВ).

Различают:

1) микроволны (МКВ), или сверхвысокочастотные (СВЧ) с длиной волны от 1 мм до 1 м;

2) ультракороткие волны (УКВ), или волны ультравысоких частот (УВЧ) с длиной волны от 1 до 10 м;

3) короткие волны (KB), или волны высокой частоты (ВЧ) с длиной волны от 10 до 1000 м и более.

Ведущее место в клинической картине занимают функциональные изменения центральной нервной системы, особенно ее вегетативных отделов, и сердечно-сосудистой системы. Выделяют три основных синдрома: астенический, астеновегетативный (или синдром нейроциркуляторной дистонии гипертонического типа) и гипоталамический.

Больные жалуются на головную боль, общую слабость, раздражительность, вспыльчивость, снижение работоспособности, нарушение сна, боль в области сердца. Характерны артериальная гипотония и брадикардия. В более выраженных случаях присоединяются вегетативные нарушения, связанные с повышенной возбудимостью симпатического отдела вегетативной нервной системы и проявляющиеся неустойчивостью сосудистого тонуса с гипертензивными ангиоспастическими реакциями (неустойчивость артериального давления, лабильность пульса, бради– и тахокардия, общий и локальный гипергидроз). Возможно формирование различных фобий, ипохондрических реакций. В отдельных случаях развивается гипоталамический (диэнцефальный) синдром, характеризующийся так называемыми симпатико-адреналовыми кризами.

Клинически обнаруживаются повышенные сухожильные и периостальные рефлексы, тремор пальцев, положительный симптом Ромберга, угнетение или усиление демографизма, дистальная гипестезия, акроцианоз, снижение кожной температуры.

При действии переменных магнитных полей может развиться полиневрит, при воздействии полей СВЧ – катаракта.

Изменения периферической крови неспецифичны. Отмечаются наклонность к цитопении, иногда умеренный лейкоцитоз, лимфоцитоз, уменьшенная СОЭ. Могут наблюдаться повышение содержания гемоглобина, эритроцитоз, ретикулоцитоз, лейкоцитоз (ЭМППЧ ЭСП); снижение гемоглобина (при лазерном излучении).

Таблица 55

Ионизирующее и неионизирующее электромагнитное излучение

Диагностика поражений от хронического воздействия неионизирующего излучения затруднена. Она должна базироваться на подробном изучении условий труда, анализе динамики процесса, всестороннем обследовании больного.

Лечение симптоматическое.

Прогноз благоприятный. При снижении трудоспособности – рациональное трудоустройство, направление на комиссию.

Профилактика состоит в совершенствовании технологии, соблюдении санитарных правил, техники безопасности.

Заболевания, связанные с работой в условиях повышенного атмосферного давления

Декомпрессионные заболевания наиболее часто возникают у водолазов (при глубоководных погружениях), у летчиков, рабочих в кессонах (кессонная болезнь) в результате насыщения крови и тканей организма азотом, гелием или другими газами в период пребывания человека в зоне высокого давления с последующим его снижением – декомпрессией.

Выделяют три группы профессиональных заболеваний:

1) заболевания, связанные с воздействием на организм перепадов давления (декомпрессионная, или кессонная, болезнь, баротравма легких, уха);

2) заболевания, связанные с изменением парциального давления газов (наркотическое действие газов, кислородное отравление);

3) неспецифические поражения, связанные с особенностями труда человека в воде и другими причинами (охлаждение, перегрев, отравление различными веществами).

Декомпрессионая болезнь связана с недостаточно медленной декомпрессией, в результате чего не происходит освобождения жидких сред организма от инертных газов (азота, гелия и др.); это приводит к образованию свободных газовых пузырьков в тканях и жидких средах, нарушению обменных процессов и аэроэмболии.

Насыщение тканей организма азотом или гелием в зоне повышенного давления продолжается до уравнивания давления этих газов во вдыхаемом воздухе с их давлением в тканях. Этот процесс обычно длится несколько часов, причем различные ткани насыщаются азотом или гелием с разной скоростью. Кровь, например, насыщается быстрее, чем жировая ткань, но последняя растворяет азота в 5 раз больше, чем кровь и другие ткани. Насыщение тканей азотом при давлении до 4 ат (при соблюдении правил создания повышенного давления) не оказывает на организм неблагоприятного воздействия. Однако при быстром переходе из зоны высокого давления в зону пониженного давления избыточно растворенный азот не успевает выводиться через легкие, следствием чего является переход газов крови и тканей из растворенного состояния в газообразное с образованием пузырьков. Непосредственной причиной декомпрессионных заболеваний является закупорка кровеносных сосудов газовыми пузырьками или сдавление ими близлежащих тканей. Существенное значение имеют сопутствующие факторы – тяжелая физическая работа, охлаждение организма, травмы и т. д. Признаки заболевания чаще всего появляются в течение первого часа после выхода из зоны высокого давления, но нередко и значительно позже.

При легкой форме первые симптомы возникают через 2–4 ч и даже через 12–24 ч и более после декомпрессии. Наблюдаются кожный зуд, сыпь на коже, мышечная и суставная боль, общее недомогание, учащение пульса и дыхания.

Тяжелая форма, развившаяся в период декомпрессии или в первые минуты после ее окончания, характеризуется резкой болью в суставах, мышцах и костях, чувством стеснения и болью в груди, параличами конечностей, нарушением кровообращения и дыхания, потерей сознания. Наиболее тяжелые клинические симптомы возникают при закупорке газовыми пузырьками сосудов мозга, легких и других жизненно важных органов. При поражении сосудов мозга наблюдаются головокружение, оглушенность, рвота, слабость, обмороки, иногда парезы и параличи. При поражении сосудов легких возникают загрудинные боли, резкий кашель.

В зависимости от тяжести заболевания смерть может наступить либо через несколько минут после декомпрессии, либо в период от 1 суток до 3 недель. При быстром наступлении смерти сильно выражено трупное окоченение. Отмечается распространенная эмфизема подкожной клетчатки туловища, шеи и лица. При пальпации кожи слышна крепитация (напоминает хруст снега под ногами). Из-за наличия газа в кровеносных сосудах и неравномерного кровенаполнения сосудов гемомикроциркуляторного русла кожа приобретает мраморный вид. Скопившаяся в венах кровь остается жидкой (из-за гипоксии) и приобретает пенистый вид. При микроскопическом исследовании внутренних органов в сосудах отмечается обилие пузырьков воздуха (газовая эмболия). В легких выявляют отек, периваскулярные кровоизлияния, интерстициальную эмфизему, в печени – жировую дистрофию. В головном и спинном мозге имеются мелкие множественные ишемические очаги серого размягчения.

По основным клиническим признакам различают суставную, вестибулярную, неврологическую и легочную формы заболевания. Повторное перенесение легких форм декомпрессионных повреждений может приводить к формированию хронических поражений в виде некротических очагов, инфарктов, абсцессов и других нарушений в различных органах. При длительном воздействии повышенного атмосферного давления в трубчатых костях обнаруживают очаги разрежения с перифокальным склерозом, в суставах – деформирующий остеоартроз.

Лечение

Проведение лечебной рекомпрессии, до начала которой рекомендуется непрерывная ингаляция кислорода. Лекарственная терапия зависит от показаний.

Баротравма легких характеризуется разрывом легочной ткани, попаданием газа в кровоток и развитием газовой эмболии. Возможно развитие пневмоторакса, проникновение газов в клетчатку средостения и брюшную полость. При тяжелых поражениях – плевропульмональный шок. Симптомы – боль в грудной клетке, одышка, тахикардия, нарушение речи, судороги.

Лечение

Проведение лечебной рекомпрессии с максимально допустимой скоростью повышение давления. Удаление воздуха из плевральной полости, назначение анальгезирующих смесей, сердечных средств.

Баротравма среднего уха выражается в изменении барабанной перепонки (от гиперемии до разрыва). Возникает ощущение надавливания на уши, их заложенности, появляются колющие, порой нестерпимые боли, иррадиирующие в височную область, в щеку. Боль в ушах, глухота и ощущение шума могут продолжаться в течение многих часов даже после прекращения давления.

Лечение

Туалет наружного слухового прохода, анальгетики, местное тепло, закапывание в нос раствора эфедрина, антибиотиков.

Наркотическое действие индифферентных газов

При погружении водолазов на глубину свыше 40 м с использованием для дыхания сжатого воздуха может наступить так называемый азотный наркоз (состояние, сходное с алкогольным опьянением), обусловленный, вероятно, высоким парциальным давлением азота и накоплением углекислого газа в организме.

Первая помощь при начальных признаках наркотического действия азота – прекращение работ под давлением и проведение декомпрессии.

Отравление кислородом может протекать в двух формах.

При легочной форме отмечаются одышка, кашель, сильная боль в грудной клетке при вдохе, жесткое дыхание, сухие и влажные хрипы, воспаление и отек легких, дыхательная недостаточность. При поражении центральной нервной системы наблюдаются понижение чувствительности и онемение кончиков пальцев рук и ног, сонливость, апатия, слуховые галлюцинации, нарушение зрения. Возможны судороги по типу эпилептического приступа.

Лечебные мероприятия сводятся к подъему пострадавшего, переключению на дыхание воздухом; нужны покой, тепло, симптоматическая терапия (противосудорожные и антибактериальные препараты).

Прогноз при легких формах благоприятный. Выраженные формы и стойкие нарушения центральной нервной системы, хронические заболевания костно-суставной системы, а также сердца приводят к снижению и даже потере трудоспособности.

Профилактика – строгое соблюдение требований безопасности труда водолазов, кессонщиков и представителей других профессий, связанных с работой в условиях повышенного барометрического давления; медицинский отбор и переосвидетельствование работающих в соответствии с инструктивно-методическими указаниями.

При подъеме на высоту может развиться патологическое состояние, называемое горной, или высотной, болезнью. Ее формирование обусловлено в основном недостатком кислорода.

Первыми признаками болезни являются головокружение, общая слабость, сонливость, нарушение зрения, нарушение координации движения, тошнота, рвота. Наблюдаются носовые кровотечения, тахикардия, тахипноэ.

Продолжительность периода адаптации определяется высотой. Для полной адаптации требуется 1–2 месяца. Однако на высоте 3–4 км даже при полной адаптации выполнение тяжелых физических работ вызывает затруднение.

Лечение

Вдыхание кислорода или смеси его с воздухом.

Профилактика. Правильный профессиональный отбор. Постепенное привыкание к кислородному голоданию, соблюдение установленных инструкций. Обильное употребление подкисленной и витаминизированной жидкости.

Заболевания, вызываемые воздействием микроклимата горячих цехов

К числу предприятий, характеризующихся высокой температурой воздуха, относятся горячие цеха на металлургических, машиностроительных, химических, стекольных и других заводах.

В результате длительного воздействия большого количества тепла на организм наступает нарушение терморегуляции, так называемое тепловое поражение.

В патогенез тепловых поражений включаются вегетативно-эндокринные нарушения, нарушения обмена веществ с образованием токсических продуктов и нарушение водно-солевого обмена – обезвоживание и гипохлоремия.

Выделяют три вида тепловых поражений:

1) острые;

2) подострые;

3) хронические.

Острые поражения легкой степени характеризуются общей слабостью, вялостью, сонливостью, головной болью, тошнотой, учащением дыхания и пульса, субфебрильной температурой; кожа влажная и прохладная на ощупь. При средней тяжести, помимо отмеченных жалоб, наблюдается кратковременная потеря сознания. Кожа гиперемированная, влажная. Пульс и дыхание учащены, температура тела достигает 40–41 °C. Тяжелая степень развивается постепенно или внезапно: отмечаются потеря сознания или психомоторное возбуждение, тошнота, рвота, судороги, непроизвольная дефекация и мочеиспускание, парезы, параличи, коматозное состояние; иногда – остановка дыхания. Кожа гиперемированная, влажная (липкий пот), горячая. Температура тела 42 °C и выше; тахикардия (120–140 в 1 мин), тахипноэ (30–40 в 1 мин), гипотензия, коллапс.

Подострые тепловые поражения, возникающие при длительном пребывании в условиях высокой внешней температуры без нарушений процессов терморегуляции в организме, проявляются в дегидратационной, судорожной и смешанной формах. Первой свойственны неустойчивость температуры, общая слабость, разбитость, головная боль, головокружение, потливость, одышка, тахикардия, олигурия, обморочные состояния, рвота. Характерным признаком второй формы является судорожный синдром – периодически возникающие болезненные судороги различных групп мышц, чаще ног, лица, иногда переходящие в общие судороги. Чаще бывает смешанная форма. Симптомы тяжелых случаев – запавшие глаза, окруженные темными кругами, ввалившиеся щеки, заостренный нос, цианотичные губы. Кожа бледная, сухая, холодная на ощупь. Имеют место тахикардия, гипотензия. В крови – эритроцитоз, лейкоцитоз, повышенное количество гемоглобина, гипохлоремия (олигурия, гипохлорурия).

Для хронического теплового поражения характерны следующие синдромы или их сочетания: невростенический (с дистонией вегетативной нервной системы); анемический (с умеренным уменьшением количества количества эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобина и ретикулоцитозом); сердечно-сосудистый (тахикардия, лабильность пульса, одышка, понижение максимального артериального давления, на ЭКГ – признаки дистрофии миокарда); желудочно-кишечный (диспепсические нарушения, тупые боли в подложечной области после еды; гастриты, энтериты, колиты).

Лечение

Гидропроцедуры. В легких случаях – теплый душ (26–27 °C) в течение 5–8 мин, при выраженных формах – ванны (29 °C) в течение 7–8 мин с последующим душем (26 °C). При отсутствии душа и ванн показаны влажные обертывания в течение 10–15 мин, холод на голову, обильное питье до полного утоления жажды. Назначают полный покой, внутривенное введение изотонического раствора хлорида натрия, глюкозы, плазмы. Показаны оксигенотерапия, симптоматическое лечение.

Прогноз благоприятный при отсутствии остаточных явлений в виде нарушений функции нервной системы (парезов, параличей, мнестико-интеллектуальных расстройств и др.).

Профилактика. Мероприятия санитарно-технического характера, направленные на улучшение условий микроклимата в горячих цехах, рациональный режим труда и отдыха; средства индивидуальной защиты, питьевой и пищевой режимы.

Заболевания опорно-двигательного аппарата часто встречаются при работе в таких отраслях промышленности, как строительство, горно-рудная и машиностроительная промышленность, сельское хозяйство и др.

Они обусловлены хроническим функциональным перенапряжением, микротравматизацией, выполнением быстрых однотипных движением. Наиболее часто встречаются заболевания мышц, связочного аппарата и суставов верхних конечностей: миозиты, крепитирующий тендовагинит предплечья, стенозирующий лигаментит (стенозирующий тендовагинит), эпикондилит плеча, бурситы, деформирующие остеоартрозы, периартроз плечевого сустава, остеохондроз позвоночника (дискогенные пояснично-крестцовые радикулиты).

Заболевания развиваются подостро, имеют рецидивирующее или хроническое течение.