Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы. Современное состояние проблемы здоровья населения, связанного с качеством горячего водоснабжения 13
Глава 2. Объём, материалы и методы исследования 32
Глава 3. Санитарно-эпидемиологическая характеристика условий проживания населения и горячего водоснабжения на изучаемой территории 41
3.1. Санитарно-эпидемиологическая характеристика условий проживания населения на изучаемой территории 41
3.2. Характеристика различных способов подготовки воды на водогрейных котельных и ТЭЦ для систем централизованного горячего водоснабжения населения изучаемой территории 45
3.3. Коррозия металла, как основной фактор ухудшения качества воды централизованных систем горячего водоснабжения 49
3.4. Анализ данных многолетнего мониторинга качества горячей воды. Характеристика химического состава горячей воды и её паров на изучаемой территории 53
3.5. Использование метода медико-экологического картографирования для определения территорий проживания населения, использующего горячую воду от конкретных источников и для оценки динамики показателей качества горячей воды в зависимости от протяжённости разводящих сетей 70
Глава 4. Обоснование применения методики оценки риска здоровью для выбора приоритетных факторов, действующих на здоровье населения, использующего горячее водоснабжение 88
4.1. Теоретические предпосылки к обоснованию применения методики в данном исследовании 88
4.2. Статистическая обработка полученных результатов исследований 91
Глава 5. Расчёт и анализ риска здоровью населения в связи с качеством горячего водоснабжения на изучаемой территории 107
5.1. Идентификация опасности 107
5.2. Оценка экспозиции 110
5.3. Оценка зависимости "доза-эффект" 111
5.4. Расчёт рисков здоровью населения от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды (горячая вода, пар) 118
5.5. Анализ рисковых характеристик интегральных показателей воды 123
5.6. Характеристика риска 125
Обсуждение результатов исследования 127
Выводы 133
Практические рекомендации 134
Список литературы 136
Приложения 156
- Характеристика различных способов подготовки воды на водогрейных котельных и ТЭЦ для систем централизованного горячего водоснабжения населения изучаемой территории
- Анализ данных многолетнего мониторинга качества горячей воды. Характеристика химического состава горячей воды и её паров на изучаемой территории
- Теоретические предпосылки к обоснованию применения методики в данном исследовании
- Расчёт рисков здоровью населения от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды (горячая вода, пар)
Введение к работе
Актуальность исследования. На современном этапе развития нашего общества восстановление, сохранение и укрепление здоровья населения Российской Федерации является проблемой обеспечения национальной безопасности. Прежде всего, это связано с неблагоприятной тенденцией демографических показателей за последнее десятилетие: сокращение рождаемости, рост смертности, сокращение средней продолжительности жизни. Среди причин, оказывающих негативное влияние на состояние здоровья населения и демографическую ситуацию, существенную роль играет экологическая составляющая. По данным Главного Государственного санитарного врача России, несмотря на произошедшее в последние 10 лет сокращение производства, уровни загрязнения природной среды в целом оставались высокими, неадекватными промышленному спаду [96].
Анализ состояния водных объектов показывает, что многие водоисточники, и, в первую очередь, поверхностные, подвергаются значительному антропогенному и техногенному воздействию. В результате санитарное состояние водоёмов, в том числе, и первой категории водопользования, используемых для питьевого водоснабжения, на протяжении последних лет остаётся неудовлетворительным [68]. Среди субъектов Российской Федерации с наиболее высоким уровнем загрязнения водоёмов первой категории Санкт-Петербург находится на малопочётном первом месте по показателям микробиологического загрязнения. Число нестандартных проб достигает 80 % при среднем показателе по стране - 22,06-24,5 %. Количество проб воды открытых водоёмов, в которых выделены возбудители инфекционных заболеваний - 12,3 % при среднем проценте по стране 2,27 [96].
Для подавляющего числа жителей Санкт-Петербурга река Нева является единственным источником централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Особенностью её акватории является то обстоятельство, что она используется на всём своём протяжении одновременно, как источник централи зованного питьевого водоснабжения, рекреационная зона и приёмник сточных вод, в том числе, неочищенных или недостаточно очищенных. Ежегодно в во-доёмьт города сбрасывается около 1400 млн. м сточных вод, из которых нормативно-чистых только 52 млн. м3, без очистки 505 млн. м3 и недостаточно очищенных 830 млн. м3 [96, 98].
Ухудшение качества невской воды отрицательно влияет на работу водопроводных станций по подготовке питьевой воды. По данным анализов, выполненных Центром исследования качества воды (ЦИКВ) на Южной водопроводной станции, одной из самых крупных в Санкт-Петербурге, в воде на выходе в городские сети обнаруживаются споровые формы условно-патогенных микроорганизмов, коли-фаги (БОЕ), что свидетельствует о недостаточной надёжности существующей системы водоподготовки и присутствии в питьевой воде возбудителей инфекционных заболеваний, главным образом, кишечных [4, 88]. Использование в процессе подготовки и обеззараживания воды различных химических веществ (сернокислого алюминия, аммиака, хлора и т.д.) приводит к появлению в питьевой воде различных химических соединений, в том числе, хлорорганических. Многие представители этой группы являются канцерогенами, определяющими риск возникновения злокачественных новообразований у потребителей воды [35, 36, 67, 122, 165].
В Санкт-Петербурге для нужд централизованного горячего водоснабжения используют воду из городских систем централизованного холодного водоснабжения, нагревая её в водогрейных котельных и ТЭЦ. При этом применяемая система водоподготовки включает нагрев холодной воды до температуры 100-104 °С. Это приводит к гибели микроорганизмов, но не освобождает горячую воду от химических веществ, в том числе, и хлорорганических, так как для их терморазложения требуется нагрев до 1200 °С и выше в течение 4-7 секунд, что невозможно сделать в условиях водогрейных котельных и ТЭЦ [82, 24]. Кроме того, в процессе подготовки и транспортировки горячей воды к потребителям изменяются её физические свойства и химический состав. К химическим веществам, имевшимся в питьевой холодной воде, добавляются новые, образующиеся в результате процессов водоподготовки и транспортировки горячей воды по различным трубопроводам [2,11, 23, 27, 32, 50, 78, 86, 99,20, 42, 74].
Санитарное законодательство предъявляет к качеству воды систем горячего водоснабжения населения такие же требования, как и к холодному водоснабжению, исходя из её аналогичного, а чаще совместного применения в быту (мытьё посуды, личная гигиена, стирка белья и т.д.) [27, 48, 124, 125]. Ухудшение качества питьевой воды соответственно приведёт к аналогичному ухудшению качества воды в системах горячего водоснабжения. По данным Минздрава России, в последние годы санитарно-химические показатели питьевой воды стабилизировались на недопустимом уровне: не соответствуют санитарно-гигиеническим требованиям по санитарно-химическим показателям до 19,52 % проб воды [96].
По данным мониторинга качества воды систем централизованного горячего водоснабжения, проводимого органами Госсанэпиднадзора, в Санкт-Петербурге не отвечают требованиям гигиенических нормативов по санитарно-химическим показателям от 24,9 до 31 % проб.
В сложившейся ситуации научные исследования влияния качества водоснабжения на состояние здоровья человека, изучение процессов, происходящих в воде в ходе её подготовки, нагревания, транспортировки к потребителю, ответных реакций организма на непосредственный контакт с химическими веществами, её составляющими, приобретают особую значимость. В связи с этим возникает реальная необходимость оценить характер и степень изменений в состоянии здоровья населения, с последующим анализом риска, связанного с качеством воды систем централизованного горячего водоснабжения.
Оценка риска своему здоровью, так или иначе, является естественной поведенческой реакцией человека, и сопровождает его с первых дней жизни и до смерти. Поведение человека, как сознательное, так и рефлекторное, основано на оценке ситуации во взаимосвязи с возможными отрицательными последст виями. На оцешсе риска здоровью базируется по существу, вся система информационной связи человека с оіфужающим его миром. Такие привычные для нас понятия, как «опасность», «угроза», связаны, прежде всего, с информацией о риске здоровью [55]. Иными словами, риск здоровью должен оцениваться исходя из самой тесной взаимосвязи с теми причинами, которые этот риск формируют и на основе тех показателей, по которым оценивается состояние здоровья или заболеваемость [6,23,53].
Анализ данных литературы показывает, что по вопросам гигиены холодного хозяйственно-питьевого водоснабжения выполнено большое количество научных исследований, в том числе, по обоснованию взаимосвязи качества питьевой воды и состояния здоровья населения её потребляющего [7, 22, 80, 81, 88, 95, 117]. Указывается, в том числе, на опасность развития таких неблагоприятных отдалённых эффектов от употребления хлорированной питьевой воды, как развитие злокачественных опухолей. Высказываются предположения о поступлении хлороформа из воздушной среды небольших ванных комнат, насыщенной водяными парами, в организм человека ингаляционным путём с дальнейшим поступлением его в кровь [67, 171]. Изучена взаимосвязь минерального состава воды с развитием кариеса среди населения [25, 38, 103, 104, 163].
Известно, что химические соединения способны поступать в организм человека разнообразными путями (ингаляционно, перкутанно, перорально) одновременно из различных объектов окружающей среды [29, 34, 102, 109, 119, 123, 129, 158, 160, 164, 174]. Выполнить оценку таких многоканальных воздействий на здоровье населения в практике санитарного надзора часто не представляется возможным из-за их сложности, трудоёмкости, низкой оперативности и экономической недоступности [55, 144,152, 153]. Это обстоятельство делает крайне актуальной использование методологии оценки риска. Её эффективность, адекватность и соответствие современному уровню научных представлений о динамике экологически обусловленного здоровья населения уже доказана исследованиями многих отечественных и зарубежных авторов [1, 6, 5, 9, 17, 19, 28, 44, 46, 47, 52, 55, 56, 57, 58, 59, 62, 75, 107, ПО, 111, 120, 152, 153, 165, 166, 167,173, 178, 181, 183, 189, 114, 190, 194]. Не менее важно, что оценка риска сориентирована на конкретные «управляемые» (известные и измеряемые) факторы среды, влияющие на конкретные показатели здоровья, а не на всю заболеваемость населения в целом. Она позволяет получить количественную и качественную характеристики влияния фактора (факторов) на здоровье задолго до того, как проявятся последствия этого влияния, что позволяет спрогнозировать развитие ситуации [55]. Это обстоятельство сделало возможной попытку использовать и развить в настоящем исследовании методологию оценки риска здоровью для анализа, оценки и прогнозирования заболеваемости населения, обусловленной качеством воды, подаваемой системами централизованного горячего водоснабжения для потребителей.
Цель настоящего исследования: разработка и эколого-гигиеническое обоснование модели управления здоровьем, обусловленным качеством горячей воды, подаваемой населению централизованными системами водоподготовки и водораспределения.
Для реализации поставленной цели предусматривалось решение следующих задач:
1. Дать санитарно-эпидемиологическую оценку условий проживания наблюдаемого населения: характеристика района проживания, демографические показатели, инфраструктура, водоснабжение, канализование, обеспеченность жильём на основе жилищно-коммунальных нормативов и гигиенических норм, размещение жилых микрорайонов по отношению к источникам загрязнения окружающей среды, качественная характеристика атмосферного воздуха, питьевой воды, почвы. Структурировать группы наблюдаемого населения с целью выявления влияния изучаемых факторов горячего водоснабжения.
2. Провести необходимые исследования и представить технолого- гигиеническую характеристику условий водоподготовки и водопользования для обследуемых территорий и проживающего там населения, включая, прежде всего, ключевые параметры горячего водоснабжения.
3. Осуществить медико-экологическое картографирование изучаемой городской территории, основанное на скрининге свойств и особенностей горячего водоснабжения и характере показателей здоровья (общая и специфическая заболеваемость и др.) использующего горячую воду населения.
4. Используя методологию концепции риска для здоровья в связи с качеством окружающей среды, провести анализ, оценку и прогнозирование заболеваемости наблюдаемого населения в связи с разными условиями горячего водоснабжения. Оценить степень корреспондирования скрининговых и прогнозно-рисковых данных.
5. Сформулировать модель, заявленную в _цели исследования, и условия её практической реализации.
Научная новизна и теоретическая значимость работы.
В ходе настоящего исследования впервые за последние несколько десятилетий проведено углублённое изучение процессов, происходящих в горячей воде в ходе её подготовки и транспортировки к потребителям. С точки зрения гигиениста-исследователя оценены различные технологии водоподготовки на водогрейных котельных и ТЭЦ. Использование медико-экологического картографирования в настоящем исследовании впервые позволило оценить эффективность различных способов подготовки горячей воды для обеспечения её качества при транспортировке к потребителям.
В данной работе также впервые была использована методология оценки риска здоровью применительно к качеству воды, подаваемой населению системами централизованного горячего водоснабжения, что дало возможность про вести анализ, оценку и прогнозирование заболеваемости наблюдаемого населения в связи с разными условиями горячего водоснабжения.
Использование методологии оценки риска даёт основания для прогноза развития определённой патологии при выборе способа водоподготовки на конкретном источнике для осуществления горячего водоснабжения населения различных микрорайонов. Работа в целом направлена на восполнение крайнего дефицита современных гигиенических исследований в области горячего водоснабжения населения.
Практическая значимость и внедрение результатов исследования.
На основе результатов настоящей работы предлагается модель и механизм учёта столь важного социального фактора, как здоровье населения — при решении вопросов реконструкции, строительства объектов — источников горячего водоснабжения населения, а также, уже в настоящее время, для решения вопросов снижения обусловленной водным фактором заболеваемости населения - путём внедрения новых, более современных способов водоподготовки с использованием веществ, эффективность которых, как ингибиторов коррозии, в системах водоснабжения весьма значима.
Результаты исследования используются в учебном процессе Санкт-Петербургской медицинской академии последипломного образования на кафедре эпидемиологии и дезинфектологии (акт внедрения от 01.06.2005г.), на кафедре медицинской экологии им. Г.В. Хлопина (акт внедрения от 03.06.2005г.), на кафедре медицины труда (акт внедрения от 10.06.2005г). Материалы диссертации используются в проектировании, строительстве и эксплуатации оборудования и систем централизованного горячего водоснабжения для жилых и общественных зданий (акты внедрения ООО «Сев-Зап ЭКО Строй» от 25.04.2005г., ЗАО «Трест № 36» от 11.04.2005г., ЗАО «Асфальтобетонный завод «Магистраль» от 14.04.2005г., ООО «Пивоварня «Хейнекен» от 17.04.2005г.)
Положения, выносимые на защиту:
1. Качество воды в системах централизованного горячего водоснабжения зависит от способа водоподготовки, технического состояния оборудования и трубопроводов, и расстояния от места водоподготовки до потребителя.
2. Горячая вода - фактор риска для здоровья потребляющего её населения.
3. Использование методологии оценки риска здоровью позволяет выявить приоритетные факторы внешней среды, оказывающие наиболее неблагоприятное влияние на состояние здоровья населения, связанное с использованием воды систем централизованного горячего водоснабжения.
4. Методология риска для оценки степени воздействия на здоровье населения качества воды в системах централизованного горячего водоснабжения является корректной и позволяет применять её в практической деятельности гигиенистов и должностных лиц, уполномоченных принимать управленческие решения.
Апробация работы.
Материалы исследований доложены:
- на научно-практической конференции «Актуальные проблемы санитарно- эпидемиологического благополучия населения Северо-Западного региона» в Санкт-Петербурге, в СПб ГМА им. И.И.Мечникова в 2000 году;
- на Международной научно-практической конференции «Современные технологии в деятельности государственной санитарно-эпидемиологической службы Российской Федерации» 23-25 мая 2001 года в Санкт-Петербурге;
- на Международном экологическом форуме «Окружающая среда и здоровье человека» в Санкт-Петербурге в 2003 году;
- на Второй Межрегиональной научно-практической конференции «Питание здорового человека» в Санкт-Петербурге в 2004 году;
-на Международном конгрессе в Москве 12-14 мая 2004 года «Здоровье, обучение, воспитание детей и молодёжи в 21 веке»;
- на Первой Международной научной конференции в Санкт-Петербурге 9-10 июня 2005 года «Здоровье населения в условиях мегаполиса».
- на ХХХУП и XXXVin научных конференциях СПб МАЛО «Хлопинские чтения» в 2004 и 2005 годах.
Публикации. По материалам исследования опубликовано 14 печатных работ, включая 3 журнальные статьи.
Объём и структура диссертации:
Диссертация изложена на 162 страницах компьютерной вёрстки. Состоит из введения, обзора литературы, главы материалов и методов исследования, трёх глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений.
Список литературы включает 196 источников, в том числе 164 отечественных и 32 зарубежных авторов. Текст содержит 40 таблиц , 8 рисунков и приложения.
Характеристика различных способов подготовки воды на водогрейных котельных и ТЭЦ для систем централизованного горячего водоснабжения населения изучаемой территории
Водоотведение хозяйственно-бытовых сточных вод - в городскую сеть канализации. Значительная часть ливневого стока отводится в поверхностные водоёмы через локальные очистные сооружения.
Более 10,5 тысяч населения (4 %) проживает на территории санитарно-защитных зон промышленных и автотранспортных предприятий.
Как и для большей части районов Санкт-Петербурга, основным источником загрязнения атмосферного воздуха является автотранспорт. Кроме того, значительный вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят предприятия пищевой и металлообрабатывающей промышленности, объекты теплоэнергетики (крупные котельные, ТЭЦ). По данным ГУ «ГОСМЕТ», фоновые концентрации диоксида азота в приземном слое атмосферы на территории изучаемого района составляют 0,17 мг/м при ПДК 0,085 мг/ м , пыли 0,4 мг/м при ПДК 0,5 мг/м . Фоновые концентрации остальных определяемых химических веществ не превышают допустимые для атмосферного воздуха населённых мест. В целом, качество атмосферного воздуха изучаемой территории характерно для всей центральной части городской застройки.
Почва характеризуется значительным загрязнением солями тяжёлых металлов. Но очаги загрязнения распределены неравномерно по территории района. Максимальное их количество тяготеет к территории, прилегающей к крупным промышленным предприятиям и дорогам с интенсивным движением автотранспорта. Наиболее часто выявляются превышения гигиенических нормативов по содержанию свинца, цинка, марганца, нефтепродуктов, меди. Район занимает восьмое место по качеству почв среди районов Санкт-Петербурга.
Согласно имеющимся данным многолетнего лабораторного контроля качества питьевого холодного водоснабжения, качество воды, подаваемой населению, по бактериологическим показателям соответствовало гигиеническим нормативам. По химическим показателям имели место отступления от гигиенических норм в части показателей мутности, концентрации железа. В сравнении с аналогичными показателями по городу район ничем особенным в этой части не отличается.
Качество горячего водоснабжения характеризуется полным отсутствием нестандартных проб по бактериологическим показателям и стабильно высоким процентом проб, не соответствующих гигиеническим нормативам по показателям мутности, цветности, содержанию железа.
Среди жилой застройки превалируют жилые дома, построенные в период, начиная с 50-х годов двадцатого столетия. Из общего количества населения 73,2 % проживают в домах в микрорайонах современной застройки с учётом соблюдения норм инсоляции, обеспечения инфраструктуры и санитарных разрывов от транспортных магистралей.
Измерения параметров микроклимата, освещённости в жилых квартирах проводились, в основном, по обращениям граждан. В среднем, ежегодно число измерений параметров микроклимата в жилых квартирах составляло : влажности - 24, температуры -36 , скорости движения воздуха - 24. Нормативы измеренных показателей регламентированы СанПиН 2.1.2.1002-00 «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям». Из общего числа ежегодных измерений 8 % не соответствовали норме по относительной влажности, 12 % — по температуре, 1,2 % - по скорости движения воздуха.
Жалоб населения на условия проживания в связи с недостаточной инсоляцией за анализируемый период не поступало. По данным Городского центра Госсанэпиднадзора и Регионального испытательного центра, на территории изучаемого района не установлено также фактов сверхнормативного содержания радона и зон радиационного заражения.
Ежегодно выявлялись от 7 до 16 очагов загрязнения ртутью жилых квартир бытового характера (разбитые термометры, люминесцентные лампы). По информации Испытательного центра экологических работ (ИЦЭР), по заявкам населения, проводилась обработка очагов ртутного загрязнения бригадой специалистов с последующим контролем.
Крупных очагов химического загрязнения на территории района в изучаемый период не установлено.
Таким образом, изучаемый район характеризуется обычным для городских территорий составом атмосферного воздуха и качеством питьевой холодной воды. По степени загрязнения почвы тяжёлыми металлами изучаемый район занимает восьмое место в городе, что характеризует его как загрязнённый на среднегородском уровне. Благоустройство жилого фонда, обеспеченность зелеными насаждениями — не ниже среднегородских показателей. Большая часть микрорайонов застроена с учетом современных требований к планировке и застройке городских поселений.
Учитывая тот факт, что объектом внешней среды, имеющим непосредственный контакт с кожей человека, является вода (в данном случае вода системы горячего водоснабжения), возникла необходимость глубокого анализа системы её подготовки и транспортировки к потребителям на изучаемой территории с целью выявления условий возникновения, механизмов воздействия неблагоприятных факторов на здоровье изучаемого населения.
Детальный анализ схемы обеспечения горячим водоснабжением населения изучаемой территории позволил выделить несколько систем в разводящей сети, подающей горячую воду потребителям. Кроме того, каждая система поставляла горячую воду от своего источника — водогрейной котельной или ТЭЦ. В ходе данной работы были изучены способы водоподготовки на каждом источнике. Была дана гигиеническая оценка каждому из них с использованием большого количества данных многолетнего лабораторного контроля качества воды горячего водоснабжения, как на источниках, так и в разводящей сети.
Анализ данных многолетнего мониторинга качества горячей воды. Характеристика химического состава горячей воды и её паров на изучаемой территории
Задача всей системы водоподготовки для нужд горячего водоснабжения населения состоит в нагреве и подаче воды потребителям без ухудшения при этом её органолептических, санитарно-гигиенических и микробиологических показателей.
Основной причиной ухудшения качества воды системы горячего водоснабжения является процесс коррозии технологического оборудования и трубопроводов, как на объектах водоподготовки, так и в распределительной сети.
Более углублённое изучение процесса коррозии, проведенное в объёме настоящего исследования, выявило ряд следующих факторов, влияющих на его протекание в оборудовании и распределительной сети систем горячего водоснабжения населения : материал трубопроводов, значение рН, температура воды, количество растворённого в воде кислорода и углекислоты.
Действующие нормы на качество подпиточной воды тепловых сетей ограничивают содержание в ней кислорода 50 мкг/л и требуют полного отсутствия свободной углекислоты. В ходе выполнения настоящего исследования было установлено, что при эксплуатации теплосилового оборудования возможны отступления от требований нормативных документов в части неполной деаэрации, попадания воздуха в баки-аккумуляторы при неправильно организованном подводе в них деаэрированной воды, несовершенным оборудованием контроля содержания кислорода в воде и т.д. Даже незначительные отклонения от норм приводят к существенному загрязнению сетевой воды окислами железа, а также к интенсивной коррозии металла водогрейных котлов и отводящей прямой магистрали и трубопроводов распределительной сети. В условиях работы теплосилового оборудования растворённый в воде кислород является основным фактором, определяющим интенсивность коррозии. Он является деполяризатором и, следовательно, способствует процессам активации коррозионных элементов. Результатом коррозии железа с участием кислорода является образование вначале гидрата двухвалентного железа. Особенностью коррозии с участием кислорода в нейтральной или щелочной среде является образование т.н. язвин, т.е. проявляется резко выраженный местный характер коррозии. Продукты коррозии обладают более значительным объёмом, чем железо, из которого они образуются, поэтому над эрозиями нередко возникают утолщения, свидетельствующие о повреждении металла язвенной коррозией. Напротив, при рН меньше семи кислородная коррозия обычно имеет более равномерный характер [20, 23, 74].
Одной из основных причин, влияющих на состояние систем горячего водоснабжения, является высокая коррозионная активность нагретой водопроводной воды. Коррозионная активность воды независимо от источника водоснабжения (поверхностный или подземный) характеризуется тремя основными показателями: индексом равновесного насыщения воды карбонатом кальция (J), содержанием растворённого кислорода и суммарной концентрацией хлоридов и сульфатов. Классификация воды по коррозионной активности представлена в таблице 6.
Анализ таблицы 6 указывает на значительное влияние находящихся в водопроводной воде хлоридов и сульфатов на коррозию трубопроводов. При отсутствии условий для образования защитных карбонатных плёнок на металле (J 0) кислород выступает в основном как катодный деполяризатор, и высокие его концентрации приводят к усилению коррозии. Поэтому для оценки коррозионной активности нагретой воды необходимо учитывать совместное воздействие кислорода и углекислых соединений.
Вторым важным фактором, влияющим на процесс коррозии, является наличие в воде угольной кислоты. Двуокись углерода при растворении в воде образует угольную кислоту, которая диссоциирует с образованием ионов водорода. Появляющиеся ионы водорода подкисляют воду, а это ведёт к возникновению коррозии с водородной деполяризацией [11, 74].
Продукты коррозии, возникающие на поверхности разрушаемого металла, в присутствии угольной кислоты оказываются весьма слабо связанными с ним, отслаиваются газообразным водородом и выносятся распределительной сетью в водоразборные краны (взвешенные вещества, обусловливающие мутность воды). В сочетании с синтетическими моющими средствами они могут вызывать чрезмерную сухость кожи и слизистых, снижая их защитные функции. Загрязнения закупоривают протоки сальных желёз, что способствует развитию гнойничковых поражений кожи [113, 146].
Немаловажную роль в поддержании должного качества горячей воды на её пути к потребителям играет постоянство и достаточность температуры. В практике эксплуатации тепловых систем, особенно теплоснабжения с непосредственным водоразбором, зафиксированы случаи появления в нагретой воде неприятных запахов, привкусов, хотя перед нагреванием вода отвечала всем требованиям гигиенических нормативов к питьевой воде. Причиной ухудшения качества нагретой воды явилось массовое развитие в радиаторах и обратных трубопроводах систем отопления сульфатовосстанавливающих анаэробных микроорганизмов. Для их жизнедеятельности оказывается достаточно небольшого количества присутствующих в воде органических веществ, которые бактерии восстанавливают до сероводорода. Последний вызывает коррозию трубопроводов с образованием сернистого железа. Невысокая температура и низкие скорости движения воды в обратных трубопроводах создают благоприятные условия для развития анаэробных миіфоорганизмов. После термической обработки систем отопления и обратных трубопроводов тепловой сети с повышением температуры воды до 105-110С в течение 1,5-2 часов развитие микроорганизмов прекращается, неприятные запахи и привкусы воды исчезают [74].
Подтверждением этому стала работа, проведенная в рамках настоящего исследования, по санитарно-эпидемиологическому расследованию ситуации, возникшей в одном из микрорайонов, расположенных на изучаемой территории в августе 2002 года, где от населения ряда жилых домов одновременно стали поступать устные жалобы на ухудшение качества горячей воды, появление резкого запаха сероводорода, особенно в утренние часы. Лабораторные исследования проб воды, отобранных из квартир заявителей, не выявили отступлений от гигиенических нормативов в части санитарно-химических и бактериологических показателей. Вода не соответствовала норме только по органолептическим показателям - имела резкий, неприятный запах сероводорода. Изучение систем горячего водоснабжения этих жилых зданий показало, что причиной ухудшения качества горячей воды стало их подключение к наружным тепловым сетям без предварительной промывки и сброса застоявшейся воды в дренажную сеть, отсутствие циркуляции горячей воды во внутренних сетях изучаемых зданий. Это привело к скоплению в трубопроводах в период отключения горячего водоснабжения большого количества сульфаторедуцирующих микроорганизмов. Горячая вода, подаваемая в дом, убивала микроорганизмы, но, смешиваясь с застоявшейся водой во внутренней системе трубопроводов, приобретала неприятный запах. После тщательной обработки прямых и обратных трубопроводов горячей водой, промывки под давлением со сбросом загрязнённой воды в систему дренажа, восстановлению системы циркуляции горячей воды в этих жилых домах качество горячей воды улучшилось, и жалобы населения прекратились.
Теоретические предпосылки к обоснованию применения методики в данном исследовании
Оценка риска для здоровья - это вид экспертных работ, направленных на определение числа людей, способных проявить негативные реакции на воздействие конкретного неблагоприятного фактора, действующего с определённой силой и в заданный промежуток времени. Риск - это количественный показатель, что делает возможным использование его как для оценки здоровья населения, так и для производимых экономических расчётов, необходимых мероприятий для его сохранения [55]. Основным критерием, на основе которого разрабатываются мероприятия по защите здоровья населения от воздействия неблагоприятных экологических факторов, является отсутствие риска для здоровья людей, проживающих в зоне действия этих факторов. Критерием же отсутствия риска является достижение так называемого уровня «приемлемого риска», значение которого зависит от типа этого риска, количества и длительности воздействия неблагоприятного фактора.
Расчеты и анализ проводятся в соответствии с нормативно-методическими документами Минздрава России (Постановление Департамента Госсанэпиднадзора России «Об использовании методологии оценки риска для управления качеством окружающей среды и здоровья населения в Российской Федерации» №25 от 10.11.97; Руководство «По оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» Р 2.1.10.1920-04; монография «Критерии оценки риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» под редакцией Г.Г.Онищенко, которые регламентируют применение метода оценки риска здоровью как действенного механизма медико-экологической экспертизы.
Применение методики, как и иных подходов профилактической медицины, обусловлено тем, что загрязнение объектов среды обитания человека создает очевидную опасность для его здоровья. Основаниями для такого суждения служат, во-первых, многочисленные жалобы населения, проживающего в условиях загрязнения окружающей среды, на общее плохое самочувствие и дискомфортные состояния, во-вторых, данные медицинской статистики, свидетельствующие о тенденции к росту заболеваемости на загрязненных территориях, в-третьих, данные научных исследований, направленных на количественное определение связи между загрязнением окружающей среды и здоровьем человека.
Методология оценки риска здоровью основывается на определении дозы вредных примесей или физических факторов, которая воздействует на человека. В настоящей работе использовались данные о среднегодовых концентрациях железа и ряда других химических веществ, для которых доказано негативное воздействие на здоровье человека при длительном контакте. На начальном этапе проводится обобщение и анализ имеющейся информации о референтных концентрациях, поражаемых органах и системах, потенциалах канцерогенного риска при ингаляционном поступлении химических веществ. При отсутствии данных о референтной концентрации в качестве её эквивалента используется предельно допустимая концентрация (ПДК).
Гигиеническое регламентирование, основанное на разработке и установлении ПДК, многие десятилетия было и остается ведущим принципом отечественной гигиены. Ведущим, не значит абсолютным. Концепция ПДК, как и любая другая длительно существующая, в условиях изменяющейся окружающей среды требует дальнейшего развития и совершенствования, как на основе ценнейшего собственного научного фундамента, так и с учётом новых научных исследований и подходов.
Методология оценки риска имеет серьёзное достоинство: она может быть применена для оценки риска здоровью при воздействии веществ не только на уровне и выше предельно допустимых концентраций, но и для оценки степени неблагоприятного воздействия загрязняющих веществ даже на подпороговых уровнях, что особенно ценно для прогнозирования ситуации. Следует отметить, что модели причинно-следственных связей и факторов риска, являясь элементом диагностической техники, в то же время с успехом могут быть использованы для разработки и контроля программ профилактики, резко снижая риск некорректных выводов и оценок, а также для качественного анализа неопределённостей в ходе прикладных эколого-эпидемиологических исследований.
Использование методологии оценки риска здоровью в настоящей работе продиктовано тем, что на изучаемой территории имело место загрязнение объекта внешней среды, в частности, воды систем централизованного горячего водоснабжения, способное оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье населения. Подтверждением этому могут служить: - наличие жалоб населения на ухудшение условий проживания и самочувствия, связанные с неудовлетворительным качеством горячей воды (горячая вода с неприятным запахом, жёлтого цвета, сухость кожи, кожный зуд, высыпания на коже после принятия душа и т.д.), - данные медицинской статистики, выявляющие рост первичной заболеваемости болезнями кожи и подкожной клетчатки в микрорайонах с неудовлетворительным качеством горячей воды, - данные многолетних лабораторных исследований качества воды, подаваемой населению системами централизованного горячего водоснабжения. Несоответствие качества горячей воды в ряде точек требованиям гигиенических нормативов.
Необходимо отметить, что риск - не только статистическое понятие, определяемое как ожидаемая частота или вероятность нежелательных эффектов, но и явление, способное выразить количественно уровень потенциального воздействия опасных веществ. Это достоинство методологии оценки риска в настоящей работе в полной мере использовано для количественной характеристики степени воздействия загрязнения воды систем горячего водоснабжения на состояние здоровья потребляющего её населения.
Расчёт рисков здоровью населения от воздействия неблагоприятных факторов внешней среды (горячая вода, пар)
Таким образом, нами была проанализирована вся информация о химических веществах, присутствующих в исследуемой горячей воде, и в процессе проведенных предварительных исследований выделены те вещества, которые по представляют повышенную опасность, и для которых уже были выявлены пути поступления в организм.
Наибольшая референтная доза при накожной экспозиции установлена для железа, цинка, меди и 1,4-Диоксана. При ингаляционном воздействии наибольшая референтная концентрация установлена для железа и 1,4-Диоксана.
На основании имеющейся информации об этих химических веществах (концентрация в горячей воде, степень выраженности их канцерогенных и токсических свойств, референтная доза, референтная концентрация), максимальные ранги неканцерогенной опасности составляют железо при накожной экспозиции, и цинк и медь при ингаляционном поступлении. 5.2. Оценка экспозиции.
Второй этап - оценка экспозиции - является этапом оценки риска, в процессе которого устанавливается характер и динамика количественного поступления химического или другого агента в организм разными путями в результате контакта с различными объектами окружающей среды. Источниками информации для анализа могут служить данные лабораторного мониторинга и результаты соответствующих расчетов. Лабораторные измерения, выполненные в соответствии с действующими нормативными документами в режиме мониторинга, дают объективную информацию о состоянии окружающей среды.
В настоящей работе использовались, полученные с нашим участием, данные лабораторных исследований ГУ «Центр Госсанэпиднадзора в Невском районе г.Санкт-Петербурга», а также исследований, выполненных аккредитованными лабораториями Восточного филиала ГП «ТЭК СПб», ОАО «Ленэнерго», о концентрациях химических веществ в горячей водопроводной воде и ее парах. Наряду с химическими поллютантами, способными оказать негативное влияние на здоровье человека, были проанализированы и показатели, характеризующие органолептические качества воды, такие как мутность и цветность, поскольку они являются в данном случае, дополнительными факторами, свидетельствующими о возможности косвенного влияния на здоровье населения.
В результате выполненных исследований установлено, что превышение нормативных показателей в горячей водопроводной воде наблюдалось по железу (от 1,5 до 1,9 раз), мутности (от 1,1 до 2,9 раз) и цветности (от 1,1 до 2,6 раз). Превышений концентраций химических веществ в парах воды обнаружено не было.
Установленные нами приоритетные химические вещества не обладали канцерогенным действием.
В ходе исследования нами были выявлены в горячей воде и ее парах ряд веществ, обладающих канцерогенным действием. Концентрации их были значительно ниже установленных нормативными документами, тем не менее эти вещества были включены в список приоритетных, и для них рассчитывался риск канцерогенного воздействия в соответствии с Руководством Р 2.1.10.1920-04. 5.3. Оценка зависимости «доза-эффект».
Для установления причинной обусловленности развития вредного эффекта при действии выявленных веществ мы проанализировали зависимость «доза-эффект». Анализ зависимости «доза-эффект» в нашем исследовании предусматривал установление причинной обусловленности развития вредного эффекта при действии данного вещества, выявление наименьшей дозы, вызывающей развитие наблюдаемого эффекта. Целью этого этапа работы являлось обобщение и анализ всех имеющихся данных об определённых на данном этапе исследования приоритетных веществах (гигиенические нормативы, референтные дозы и концентрации, критические органы/системы, вредные эффекты, потенциалы канцерогенного риска при ингаляционном поступлении химических веществ).
Дозо-зависимая реакция организма обычно определяется экспериментально на уровне достаточно высоких, явно действующих, доз, а оценка реального уровня загрязнения осуществляется методом экстраполяции. В данной работе речь идёт о воде питьевого качества, используемой населением в повседневной жизни для нужд личной гигиены, оздоровительных процедур, для мытья посуды. Поэтому учитывались показатели, определенные на достаточно малом уровне, в связи с этим обращалось внимание на те вредные эффекты, которые возникают при действии малых доз.
При отсутствии данных о референтной концентрации в качестве ее эквивалента использовались предельно допустимые концентрации (ПДК). В связи с отсутствием данных о безопасных уровнях при накожном воздействии для большинства приоритетных химических веществ, в качестве ориентировочной меры допустимого накожного воздействия (RfDd) использовалась величина поглощенной дозы, рассчитанной, исходя из референтной дозы (RfDo) при перо-ральном пути поступления.
Анализируя данные, полученные при выполнении первых двух этапов оценки риска были выявлены основные органы-мишени при накожном и ингаляционном воздействии исследуемых-загрязнителей. Эти данные сведены в таблицу 29.
![Антропогенные риски здоровью населения малого промышленного города [Электронный ресурс]](/i/i/4413/178959.png "Антропогенные риски здоровью населения малого промышленного города [Электронный ресурс] Васильев Александр Александрович")
