Гигиеническое нормирование факторов окружающей среды

На протяжении жизни человек постоянно подвергается воздействию разнообразных, меняющихся по силе и времени действия физических, химических, биологических и социальных факторов окружающей среды. Одной из главных задач гигиены окружающей среды являются научное обоснование критериев нормирования этих факторов и разработка гигиенических нормативов, соблюдение которых обеспечит не только сохранение, но и укрепление здоровья населения. Гигиенический норматив гарантирует сохранение здоровья в широком смысле этого слова, включая генетическое и репродуктивное здоровье как отдельного человека, так и всей человеческой популяции в целом.

В основу научной концепции гигиенического нормирования положено всестороннее изучение общих закономерностей взаимоотношений организма человека с факторами окружающей среды разной природы, адаптационно-приспособительных процессов, механизмов взаимодействия на молекулярном, субклеточном, клеточном, органном, организменном, системном и популяционном уровнях. Устанавливается природа факторов и механизм действия их на организм человека, определяются границы, в том числе количественные, негативного и патологического влияния.

Концепция гигиенического нормирования прошла длительный и сложный путь развития. Ее становление было неразрывно связано с развитием физиологии, биохимии, фармакологии, физики, химии, токсикологии и других фундаментальных научных дисциплин. В 1922 г. в нашей стране впервые были разработаны и научно обоснованы предельно допустимые концентрации (ПДК) в воздухе рабочей зоны для трех веществ. В 30-е гг. XX в. первые ПДК были введены в Германии и США.

В развитие теоретической и экспериментальной базы гигиенического нормирования огромный вклад внесли отечественные гигиенисты — Н. В. Лазарев, А. А. Летавет, А. И. Сысин, Ф. Г. Кротков, С. Н. Черкинский, В. А. Рязанов и др.

Основными особенностями отечественной концепции гигиенического нормирования являются государственный характер гигиенических нормативов и обязательность их соблюдения всеми органами, организациями и отдельными лицами, а также разработка нормативов с опережением по отношению к появлению вредного фактора. Соблюдение этих требований позволяет обеспечить профилактическую направленность гигиенических нормативов и вовремя осуществить мероприятия по защите человека и окружающей среды.

К началу XXI в. разработано и научно обосновано свыше 12 000 нормативов. Для химических веществ установлено свыше 6500 ПДК и ориентировочно безопасных уровней воздействия (ОБУВ), в том числе для вредных веществ в воде водоемов — 1745, в атмосферном воздухе — 2084, в почве — более 60, в пищевых продуктах — более 100, в воздухе производственных помещений — 2747. Научно обоснованы предельно допустимые уровни основных физических факторов окружающей среды (шума, вибрации, электромагнитного излучения, температуры, влажности, скорости движения воздуха и т.д.).

Рассмотрим основные виды гигиенических нормативов, принципы и методологические основы их разработки.

Предельно допустимая концентрация — наиболее известный и широко применяемый норматив при оценке степени эколого-гигиенического неблагополучия. Это максимальная концентрация, которая не оказывает в течение всей жизни человека и его потомства прямого или косвенного вредного воздействия, включая и отдаленные последствия, не снижает работоспособность и не ухудшает самочувствие людей.

Принципы гигиенического нормирования. В основе гигиенического нормирования факторов окружающей среды лежат следующие принципы.

1. Принцип примата медицинских показаний. При установлении критерия вредности любого фактора окружающей среды должны приниматься во внимание только особенности его воздействия на организм человека и санитарные условия жизни. Никакие доводы об отсутствии в момент рассмотрения этого вопроса эффективных мер снижения выбросов, надежных методов очистки, индивидуальных средств защиты и т.д. не должны приниматься во внимание и служить основанием для утверждения норматива более низкого качества. Это является особенностью отечественного нормирования. Предусматривается предварительное изучение любого фактора, прежде чем он будет внедрен в производство. Этот принцип закреплен в природоохранном законодательстве. Согласно закону «Об охране атмосферного воздуха» запрещен выброс химических веществ при отсутствии утвержденных ПДК или ОБУВ и методов их контроля.

2. Принцип дифференциации биологических ответов. Влияние вредного фактора на организм человека может быть различным. В зависимости от силы воздействия рассматривают следующие аспекты воздействия на человека: накопление загрязняющих веществ в органах и тканях; неспецифические сдвиги; физиологические изменения; заболеваемость; смертность. Биологический ответ кроме характера фактора зависит от возраста, состояния здоровья, пола человека и т.д. Поэтому гигиенический норматив устанавливается в расчете на наиболее чувствительные группы населения, и биологический ответ у них должен быть на уровне первого варианта группы ответов, т.е. не превышать защитно-приспособительных реакций. Это касается прежде всего детей и пожилых людей.

3. Принцип разделения критериев для различных объектов окружающей среды. Гигиенические нормативы устанавливаются отдельно для воды, атмосферного воздуха и воздуха рабочей зоны, почвы и продуктов питания, биологических сред организма. Это связано с особенностями самих этих объектов, особенностями воздействия их на организм и временем контакта с вредным фактором. Этот принцип нашел свое отражение не только в особенностях методологических подходов к установлению критериев для различных сред биосферы, но и в названиях нормативов. Так, для химического фактора это будет предельно допустимая концентрация, но отдельно для атмосферного воздуха и отдельно для воды водоемов. Для физических факторов — предельно допустимая доза и предельно допустимый уровень воздействия и т.д.

4. Принцип учета всех возможных неблагоприятных воздействий. Для каждого фактора окружающей среды при разработке его гигиенического норматива определяется перечень всех возможных неблагоприятных воздействий на среду и на организм человека. Каждому виду неблагоприятных воздействий соответствует определенный показатель вредности, значение которого необходимо установить в эксперименте. Например, появление постороннего запаха, цвета и окраски относится к органолептическому показателю вредности; раздражающее действие на слизистые оболочки верхних дыхательных путей — рефлекторный показатель вредности; изменение процессов самоочищения водоемов — общесанитарный и т. д. Экспериментально выбирается лимитирующий показатель вредности и по нему нормируется данное вещество (табл. 3.7).

5. Принцип пороговости действия вредных веществ. Это центральный принцип гигиенического нормирования. Он основан на учете того, что живой организм до определенных пределов способен приспосабливаться к воздействию окружающей среды. Если воздействие вредного фактора переходит этот предел, в организме происходит срыв приспособительных реакций, развиваются патологические процессы, возникает болезнь. Следовательно, задачей нормирования в данном случае является экспериментальное нахождение той границы, того порога, до которого воздействие факторов окружающей среды является безвредным для живых организмов и не приводит к патологии. Порог воздействия может быть установлен не только для одного из действующих факторов, но и для всей суммы воздействий. На основе этого могут быть определены максимально допустимые нагрузки всех действующих факторов на человеческую популяцию. Принцип пороговости позволяет научно обосновать критику концепции «общественно-приемлемого риска», которая базируется на принципе беспороговости действия вредных веществ, на экономическом расчете и допускает возможность загрязнения окружающей среды якобы в интересах общества. Принцип пороговости действия, а также принцип примата медицинских показаний свидетельствуют о том, что загрязнение окружающей среды никогда, ни при каких условиях не может происходить в интересах общества, так как оно отрицательно влияет на состояние здоровья этого общества.

6. Принцип зависимости эффекта от концентрации (дозы) и времени воздействия. Чем выше концентрация вредных веществ, тем острее выражены реакции организма на их воздействие. Хроническое воздействие характеризуется кумуляцией действующего начала, для чего необходимо определенное время.

7. Принцип лабораторного эксперимента. Исследования по установлению порога действия вещества или фактора по всем показателям вредности проводятся обязательно в лабораторных условиях строго стандартизованными, унифицированными, сертифицированными, утвержденными Министерством здравоохранения и социального развития РФ методиками для получения сравнимых результатов. Например, изучение влияния вещества на общесанитарный режим водоема проводится в аквариумах, моделирующих процессы самоочищения при температуре 20 °С.

8. Принцип агравитации. Этот принцип вытекает из положений предшествующего принципа и обусловлен тем, что в лабораторных условиях трудно смоделировать процессы, которые бы полностью учитывали все естественные и искусственные факторы. Из всего многообразия факторов отбирают только те, которые играют решающую роль, и моделируют такие условия эксперимента, которые способствуют максимальному проявлению именно этого решающего фактора. Например, при определении ПДК вещества для почвы берется песчаная почва, насыщенная влагой до 60 %, с температурой поверхности 20 и 60 °С, внесение вещества — поверхностное. Это делается для создания лучших условий миграционно-воздушных процессов в почве.

9. Принцип относительности ПДК. Любой утвержденный гигиенический норматив не является абсолютной истиной. С появлением новых научных данных о снижении порога действия вредного вещества, полученных более чувствительными методами исследования, ПДК может быть пересмотрена. Получение новых данных о неблагоприятном воздействии вещества на состояние здоровья населения на уровне норматива может вызвать пересмотр норматива. Например, ПДК цемента в почве была снижена с 1,8 мг/кг до 0,2 мг/кг почвы.

Основные виды гигиенических нормативов. При гигиеническом нормировании химических веществ в атмосферном воздухе необходимо исходить из того, что вредные вещества воздействуют на человека круглосуточно на протяжении всей его жизни. При этом учитывается возможность рефлекторного и резорбтивного действий и действия на условия жизни населения (появления токсичных туманов, кислотных дождей, изменения климата и т.д.). В России разрабатывают два вида ПДК — максимально-разовую (20...30-минутная) и среднесуточную (24-часовая). Кроме ПДК возможна разработка ОБУВ — временного гигиенического норматива максимально допустимого содержания химического вещества в атмосферном воздухе, рассчитанного на 20...30-минутный период осреднения. Он утверждается сроком на 5 лет.

Нормативы качества атмосферного воздуха в Российской Федерации отличаются от требований к качеству воздуха в других странах (табл. 3.8).

При гигиеническом нормировании химических веществ в воздухе рабочей зоны учитывается, что воздействию подвергается не все население, а только определенная группа работающих в течение определенного количества часов в сутки и числа лет. Разрабатываются два вида ПДК — максимально-разовая и среднесменная. Максимально-разовые ПДК разрабатываются на все вещества, а среднесменные ПДК наряду с максимально-разовыми — для веществ, обладающих кумулятивными свойствами. Для веществ, обладающих кожно-резорбтивным действием, разрабатываются предельно допустимые уровни загрязнения кожи.

Нормирование химических веществ в воде водоемов проводится по лимитирующему показателю вредности (органолептический, общесанитарный, санитарно-токсикологический). ПДК вредного вещества устанавливается по тому показателю вредности, по которому определяется наименьшая концентрация.

При гигиеническом нормировании химических веществ в почве определяется лимитирующий показатель из четырех величин — фитомиграционного, миграционно-воздушного, миграционно-водного и общесанитарного показателей вредности.

Особенностью нормирования вредных веществ в пищевых продуктах является то, что ПДК устанавливается с учетом допустимой суточной дозы (ДСД) и допустимого суточного поступления (ДСП). Это объясняется большим разнообразием продуктов и невозможностью в связи с этим установить ПДК для каждого продукта.

ДСД — максимальное количество вещества в миллиграммах на килограмм массы тела, ежедневное пероральное поступление которого на протяжении всей жизни человека не оказывает неблагоприятного влияния на его жизнедеятельность, здоровье, а также здоровье будущих поколений.

ДСП — количество вещества в миллиграммах, которое может поступить в сутки в составе пищевого рациона. Для его определения ДСД умножают на массу тела человека. В пищевой рацион входит суточный набор продуктов и вода (питьевая и вошедшая в состав готовых блюд, напитков).

Определяются следующие показатели вредности:

• органолептический (изменение органолептических свойств);

• общегигиенический (снижение биологической ценности);

• технологический (присутствие вещества в обрабатываемом продукте в соответствии с технологическим регламентом);

• токсикологический (при пероральном поступлении).

В основу нормирования физических факторов окружающей среды (шум, вибрация, электромагнитные и ионизирующие излучения, температура, влажность и подвижность воздуха, световое и ультрафиолетовое излучения и др.) положен принцип пороговое™ действия. Разрабатываются предельно допустимые уровни (ПДУ) или предельно допустимые дозы (ПДД). При нормировании ионизирующего излучения руководствуются концепцией беспороговости действия, согласно которой любая доза ионизирующего излучения оказывает мутагенное действие.

Нормирование факторов биологической природы основано на тех же принципах, что и регламентирование факторов химической и физической природы. В соответствии с гигиеническими требованиями вода, пищевые продукты, почва не должны содержать патогенных микроорганизмов. Показателями санитарного состояния объектов является содержание показательных микроорганизмов. Бактерии группы кишечной палочки являются индикаторами фекального загрязнения объектов окружающей среды, а гемолитический стафилококк — показатель воздушно-капельного загрязнения среды. Определенное содержание этих микроорганизмов характеризует определенное качество окружающей среды.

Гигиеническому нормированию подлежат также и социальные факторы, так как они могут вызывать утомление человека, снижение внимания, работоспособности. Гигиеническое нормирование социальных факторов направлено на обеспечение оптимального состояния организма человека в процессе обучения, воспитания, трудовой деятельности и жизни.

Таким образом, гигиеническое нормирование всей совокупности факторов окружающей среды способствует обеспечению адекватных взаимоотношений между средой и организмом человека, способствует обеспечению здоровой среды обитания.

Гигиеническое нормирование факторов окружающей среды составляет теоретический фундамент гигиенической науки и имеет огромное практическое значение, так как является основой разработки оздоровительных мероприятий.