Основные свойства почвы

МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ
по основам экологии
для студентов 1 курса фармацевтического факультета
(специальность – фармация)
Тема №1.
Материальные и энергетические потоки в экологических системах. Схема
круговорота потребительских веществ. Методики определения в воде растворимого кислорода,
аммонийного азота, азота нитритов и нитратов.
Тема №2.
Мониторинг антропогенных изменений в состоянии окружающей среды и его
основные задания. Методика расчета ПДВ и эффективности атмосфероохранных сооружений.
Тема №3.
Методика расчета ПДВ и эффективности водоохранных сооружений.
Санитарная очистка населенных мест. Определение необходимой степени очистки сточных вод на
химико-фармацевтических предприятиях.
Тема №4.
Методика
проведения
экологической
экспертизы
фармацевтических предприятиях. Экологический паспорт предприятия.
на
химико-
Тема №5.
Методы защиты окружающей среды от энергетического загрязнения (шум,
вибрация, ЭМП, ионизирующее излучение). Радиационный контроль. Расчетные методы оценки
радиационной безопасности и параметров защиты населения.
Зачетное занятие по основам экологии.
ТЕМА №1. МАТЕРИАЛЬНЫЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОТОКИ В
ЭКОЛОГИЧЕСКИХ
СИСТЕМАХ.
СХЕМА
КРУГОВОРОТА
ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ ВЕЩЕСТВ. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ В ВОДЕ
РАСТВОРИМОГО КИСЛОРОДА АММОНИЙНОГО АЗОТА, АЗОТА
НИТРИТОВ И НИТРАТОВ.
ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Научиться давать оценку основным свойствам экосистем и круговорота в них
потребительских веществ.
ВОПРОСЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ:
1. Понятия об экологии как науке, ее предмет и основные задачи.
2. Экосистемы и их место в организации биосферы.
3. Типы экосистем и их общая характеристика.
4. Основные составные поддержки круговорота веществ в экосистемах. Виды трофических цепей в
обеспечении энергией экосистем.
5. Понятия об экологических факторах и особенностях их влияния на жизнедеятельность организмов.
6. Методика определения в воде растворимого кислорода, аммонийного азота, азота нитритов и нитратов.
ЗАДАНИЕ:
Выучить основные понятия, термины и определения экологии как науки.
Овладеть ведущими принципами определения и оценки основных источников загрязнения в
фармации, формирования экологического сознания в процессе обучения будущих врачей и фармацевтов.
3. Овладеть методами определения в воде растворимого кислорода, аммонийного азота, азота нитритов и
нитратов.
ЛИТЕРАТУРА:
Джигирей В.С., Сторожук В.М., Яцюк Р.А. Основи екології та охорона навколишнього природного
середовища. — Львів: Афіша, 2000. — С. 7—66.
Чернова Н.М., Былова А.М. Экология. — М.: Просвещение, 1988, с. 208—224.
3. Одум Ю. Екологія М.: Мир, 1986. — Т. І, с. 24—34, 104—112.
4. Сытник К.М., Брайон А.В., Городецкий А.В. Биосфера. Экология. Охрана природы. — К.: Наук. думка,
1987. — 208 с.
5. Кондратюк Є.М., Хархота Г.І. Словник—довідник з екології. — К.: Урожай, 1987. —160 с.
6. Білявський Г.О., Фурдуй Р.С. Основи екологічних знань: — К.: Либідь, 1997. — 288 с.
7. Загальна гігієна: пропедевтика гігієни // Є.Г.Гончарук, Ю.І.Кундієв, В.Г.Бардов та ін.; За ред.
Є.Г.Гончарука — К.: Вища школа. 1995. — С.48—87,118—137, 458—479.
8. Покровский В.А. Гигиена. — М., Медицина, 1979. — С.45—51, 350—378.
9. Загальна гігієна: Посібник для практичних занять / За загальною ред. Даценко І. І. — Львів: Світ, 2001. —
С. 120-121.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
В ходе практического занятия студенты знакомятся с основными положениями экологии как науки, типами
экосистем и их общими характеристиками, основными составными круговорота веществ в экосистемах, источниками
загрязнения в фармации и т.д.
Экология как биологическая и медицинская наука изучает организацию жизни растений, животных и
человека, занимается изучением взаимодействия живых организмов с окружающей средой, условиями их
существования и образом жизни.
Итак, предметом экологии является детальное изучение с помощью количественных методов основ
структуры и функционирования, естественных и созданных человеком систем.
Поэтому к основным задачам экологии относят:
— исследования особенностей организации жизни, в том числе в связи с антропогенным, влиянием на
естественные системы;
— создание научных основ рациональной эксплуатации биологических ресурсов;
— прогнозирование изменений в окружающей среде вследствие влияния деятельности человека;
— сбережение среды существования человека;
— изучение с помощью количественных методов основ структуры и функционирования, естественных и
созданных человеком экологических систем.
Современную экологию принято разделять:
– по размерам объектов изучения: на географическую (ландшафтную) и глобальную экологию;
– по предметам изучения: на экологию микроорганизмов, грибов, растений, животных, человека,
сельскохозяйственную, прикладную, инженерную и общую экологию;
– по среде и компонентам: на экологию суши, пресных водоемов, морскую, высокогорную, химическую и
т.д.;
– по подходам к предмету изучения: на аналитическую и динамическую экологию;
– по временным признакам: на историческую и эволюционную экологию.
Область существования живых организмов на Земле называют сферой жизни или биосферой. Процессы,
которые происходят в ней, поддерживаются, с одной стороны, космическими, с другой – земными факторами,
связанные с особенностями Земли как планеты.
Следует подчеркнуть, что группы организмов связаны с неорганической средой тесными материальноэнергетическими связями: и, образовывают с ними определенную систему, в которой поток веществ, вызванный
жизнедеятельностью организмов, имеет тенденцию замыкаться в определенный круговорот. Любая совокупность
организмов и неорганических компонентов, в которой может существовать круговорот веществ, называют
экосистемой. Именно такой термин был предложен в 1935 году английским ученым-экологом А. Тесли, который
указывал, что в случае использования подобного подхода неорганические и органические факторы выступают как
равноправные компоненты и невозможно отделить организмы от конкретной окружающей среды.
Экосистема – это пространственная система, охватывающая исторически сформированный комплекс живых
существ, связанных между собой трофическими связями, и отрицательными компонентами среды их существования,
которые вовлекаются в процессе обмена веществ и энергии.
Экосистемы, как правило, имеют две основных составных части: биотоп и биоценоз.
Биотоп – это участок поверхности Земли с более или менее однотипными условиями существования
(почвой, микроклиматом, и т.д.).
Биоценоз – эта исторически сформированная совокупность растений, животных и микроорганизмов, который
населяет биотоп. Соответственно каждый биоценоз составляет из фитоценоза (группа растений), и микробиоценоза
(группа микроорганизмов).
Каждая экосистема имеет два главных компонента:
– автотрофный компонент, то есть организмы, создают органические вещества с неорганических
используя солнечную энергию в процесс синтеза, ;
– гетеротрофный компонент, то есть организмы,
которые получают энергию за счет питания
автотрофными организмами или другими органическими веществами.
Для поддержки круговорота веществ в системе необходимо иметь запас неорганических молекул в
усваиваемой форме, а также 3 функционально различных экологических групп организмов, а именно: организмыпродуценты, организмы-консументы и организмы-редуценты.
Продуценты – автотрофные организмы, которые могут строить свои тела за счет неорганических
соединений.
Консументы – гетеротрофные организмы, которые употребляют органическое вещество продуцентов или
других консументов и трансформируют ее в новые формы.
Редуценты – организмы, которые живут за счет мертвого органического вещества, переводя его в
неорганические соединения.
По своим масштабами экосистемы делятся на микроэкосистемы, мезоэкосистемы, макроэкосистемы и
глобальные экосистемы.
В микросистемах (муравейники, мертвые стволы деревьев и т.д.) небольшие, временные биоценозы,
которые имеют название синузии, находятся в ограниченном пространстве.
Наиболее распространенными среди экосистем являются мезоэкосистемы или биогеоценозы, в которых
биоценозы занимают однотипные участки земной поверхности с одинаковыми физико-географическими условиями,
границы которых совпадают с границами соответствующих фитоценозов.
Макроэкосистемы (экосистемы лесов, тайги, пустыни, саван и т.д.) охватывают огромные территории или
акватории, которые определяются характерными для них макроэлементами и отвечают целым естественным зонам.
Биоценозы таких экосистем имеют название биомы.
Примером глобальной экосистемы является биосфера нашей планеты.
По степени трансформации вследствие выполнения определенной человеческой деятельности экосистемы
делятся на естественные, антропогенные и антропогенно-природные.
По уровню стойкости экосистемы могут быть: стойкими, которые отличаются наличием характерных
отличительных особенностей на протяжении продолжительного периода, и кратковременными.
Следует отметить, что в пределах каждой экосистемы существуют определенный видовой состав,
численность организмов, биомасса и определенные трофические группы.
Основными типами наземных экосистем являются биомы, которые отличаются один от другого характером
растительности. Выделяют такие основные типы биомов.
Пустыни, имеют два основных подтипа – пустыни тропиков и пустыни умеренного климата.
Луга, подтипами которых являются: тропическая саванна; луга умеренного пояса (прерия, степь);
высокотравные; низкотравные; полярные (арктическая и альпийская тундра) луга.
Леса, включают следующие подтипы: тропические влажные; тропические сухие; лиственные умеренного
пояса и бореальный лес или тайга.
Водные экосистемы, разделяют на пресноводные и морские.
Среди пресноводных экосистем различают очень увлажненные земли; озера; реки; искусственные
водохранилища, среди соленых или морских экосистем – эстуарии, прибрежные увлажненные зоны, коралловые
рифы, океаническую мель (шельф), континентальный склон; океанические глубины и бентосные экосистемы,
экосистемы подводных гидротермрифных долин.
К составу экосистем, как правило, относят:
– неорганические вещества;
– органические вещества;
– климатические условия;
– продуценты-автотрофы (зеленые растения и некоторые бактерии);
– фаготрофы или гетеротрофы (животные);
– сапрофиты (бактерии и грибы).
Главным условием существования и нормального функционирования любой экосистемы является наличие
всех, необходимых звеньев трофической цепи, то есть, цепи питания.
В экосистемах имеют место такие явления:
– коменсализм, если для одного партнера сосуществования является выгодным, а для другого - нейтральным;
– мутуализм, если сосуществование организмов взаимовыгодным;
– нейтрализм, если сосуществование организмов не имеет ни положительных, ни отрицательных
последствий.
Главнейшей формой функционирования экосистем является круговорот веществ, энергии и информации, то
есть процесс многоразового участия веществ (биогенных и абиогенных) в явлениях циклического характера,
происходящих в атмосфере, гидросфере и литосфере.
Факторы, влияющие на жизнь экосистем, могут быть:
1. Физическими: характер географической ниши пребывания, высота над поверхностью Земли, диапазон
температур, ветер, синоптические факторы, тип почвы количество света, количество зависшего материала в водной
среде, и т.д.
2. Химическими: соленость воды, концентрация питательных веществ, растворенных в поверхностных водах
и осадках, естественные и искусственные токсины, растворенные в воде, степень насыщенности воды кислородом.
3. Естественными катастрофическими: пожары, наводнения, засухи, эпидемии, землетрясения.
4. Естественными постепенными: эмиграция и иммиграция видов, климатические изменения,
приспособленность и эволюция видов, эвтрификация водоемов, сукцессия.
5. Антропогенными сельскохозяйственными или промышленными: уничтожение лесов, регулирование
речного стока, мелиоративные работы, истощение и эрозия почв, перехимизация почв, уничтожение хищников,
загрязнение всех типов вод, загрязнение воздуха.
6. Антропогенными социально-экономическими: значительный вылов рыбы, браконьерство, интенсивный
туризм, разведение экзотических, несвойственных для определенной местности, видов, несовместимая рекреационная
деятельность, эпизоотии среди домашних животных и инфекции среди растений. Каждая живая экосистема является
саморегулированной, имеет собственную программу развития и способность фиксировать в памяти все
положительные и отрицательные внешние влияния на состояние его функционирования и развития. Система может
выбирать такую форму реакции на внешние влияние, которая обеспечивает ей наиболее эффективный вариант защиты
от действия экологического фактора.
Образование живого вещества и его распад – две стороны единого процесса, который называется
биологическим круговоротом химических элементов. Итак, жизнь – это круговорот элементов между организмами
и средой.
Причина круговорота – ограниченность элементов, из которых строится тело организмов. Биологический
круговорот – это многоразовое участие химических элементов в процессах, протекающих в биосфере. В связи с этим,
биосферу определяют как область Земли, где протекают три основных процесса: круговорот углерода, азота и серы, в
которых принимают участие пять химических элементов (H, O2, C, N, S), движущихся через атмосферу, гидросферу,
литосферу.
Круговорот углерода. Количество углерода в биосфере составляет более 12000 млрд. тонн. Это объясняется
тем, что соединения углерода беспрерывно возникают, изменяются и распадаются. Круговорот углерода происходит
фактически между живым веществом и двуокисью углерода. В процессе фотосинтеза, осуществляемого растениями,
углекислый газ и вода с помощью энергии солнечного света превращается в разные органические соединения.
Ежегодно высшие растения и водоросли при фотосинтезе поглощают 200 млрд. тонн углерода. Если бы углерод не
возвращался в атмосферу, его запас в ней (700 млрд. тонн) быстро бы исчерпался. Отмершие растения и животные
организмы разлагаются грибами и микроорганизмами на СО2, – что тоже возвращается в атмосферу. Полный цикл
обмена атмосферного углерода осуществляется за 300 лет. Тем не менее, часть углерода изымается в виде торфа,
нефти, уголь, известняка, мрамора, ископаемых отложений и осадочных пород.
Круговорот кислорода. Ежегодно лесные массивы вырабатывают 55 млрд. тонн кислорода, который
используется живыми организмами для дыхания и принимает участие в окислительных реакциях, которые происходят
в атмосфере, литосфере и гидросфере. Циркулируя через биосферу, кислород превращается или на органическое
вещество, или на воду, или на молекулярный кислород. Весь кислород атмосферы каждые 2 тысячи лет проходит
через живое вещество биосферы. За время своего существования человечество бесповоротно утратило около 273
млрд. тонн кислорода. В наше время ежегодно на сжигание угля, нефтепродуктов и газа расходуется огромное
количество кислорода. Интенсивность этого процесса увеличивается каждый год.
Круговорот азота, фосфора и серы. Деятельность человека ускоряет круговорот этих элементов. Главная
причина ускорения – использование фосфора в минеральных удобрениях, приводящих к эвтрификации, при которой
происходит бурное размножение водорослей – своеобразное “цветение” воды. Это приводит к уменьшению
количества раскрытого в воде кислорода. Продукты обмена водорослей уничтожают рыбу и другие организмы.
Сформированные экосистемы при этом разрушаются. Индустрия и двигатели внутреннего сгорания ежегодно
выбрасывают в атмосферу большое количество нитратов и сульфатов. Попадая на землю вместе с дождями, они
усваиваются растениями.
Круговорот воды. Вода покрывает 3/4 поверхности Земли. За одну минуту под действием солнечного тепла
из поверхности водоемов Земли испаряется 1 млрд. тонн воды. После охлаждения пара образуются тучи, выпадает
дождь и снег. Осадки частично проникают в почву. Грунтовые воды возвращаются на поверхность земли через корни
растений, источники, насосы и т.д. Скорость циркуляции воды очень большая: вода океанов обновляется за 2 млн. лет,
грунтовая вода – за 1 год, речная – за 12 суток, пар в атмосфере – за 10 суток. Двигателем круговорота является
энергия Солнца.
Ежегодно для создания первичной продукции биосферы используют при фотосинтезе 1% воды, которая
попадает в виде осадков. Человек только для обеспечения бытовых и промышленных потребностей использует 20 мм
осадков – 2,5% общего количества за год. Безвозвратный ежегодный водозабор теперь составляет 55 м 3. Ежегодно он
увеличивается на 4-5%.
Поддержка жизнедеятельности организмов и круговорот веществ в экосистемах возможен лишь при
постоянном притоке энергии. Организмы любого вида являются потенциальной пищей многих других видов.
В частности, энергетический баланс консумента может быть определен по формуле 1:
Р = П + Д + Н;
(1)
где Р – рацион консумента;
П – продукция, то есть энергозатраты, связанные с процессами роста и дифференцирования;
Д – затраты на дыхание, то есть поддержку обмена веществ;
Н – энергия неусваиваемой пищи, которая выделяется в виде экскрементов.
Коэффициент использования пищи, которая используется на рост, рассчитывают по формуле 2:
П
К = –––;
(2)
Р
где К – коэффициент использования пищи, потребляемой на рост;
П – продукция, то есть энергозатраты, связанные с процессами роста и дифференцировки;
Р – рацион консумента.
Трофические цепи, которые начинаются из фотосинтезирующих организмов называются цепями
потребления, а цепи, которые начинаются из отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных –
детритными цепями.
Итак, поток энергии, которая входит в экосистему, можно поделить на 2 русла: поступление к консументам
через живые ткани растений (1 русло) или через запасы мертвого органического вещества, источником которых
является фотосинтез (2 русло).
Таким образом, будущий врач-фармацевт должен осознать, что в современных естественных и искусственных
экосистемах:
– экологические факторы создают прямое или непосредственное влияние на организм, на протяжении
определенного этапа индивидуального развития;
– экологические возможности организма зависят от наследственной нормы реакции на каждый фактор среды,
поэтому минимальное или максимальное значение фактора для каждого организма является индивидуальным;
– отклонения от оптимальной интенсивности одного фактора может снизить уровень выносливости организма
к влиянию других;
– ни один из необходимых факторов не может быть заменен другим, потому что фактор среды, наиболее
отдаленный от оптимума снижает возможность существования особи и вида в конкретных условиях, несмотря на
оптимальные комбинации остальных факторов;
– в ходе эволюционного развития могут появляться новые абиотические и биотические факторы, а также
изменяться интенсивность их влияния;
– изменения форм биотических связей, могут привести к появлению неизвестных прежде паразитарных
болезней человека;
– с расширением круга хозяев расширяются ареалы популяции паразитарных форм существования;
– взаимодействие традиционных факторов среды с новыми может привести к созданию неизвестных прежде
экологических ситуаций и экосистем;
– благодаря кумулятивным свойствам определенных организмов в измененных экологических ситуациях они
не могут использоваться человеком как продукты питания.
Непрерывность жизни на Земле обеспечивается уникальной способностью живых существ создавать и
поддерживать внутреннюю среду, осуществлять обмен веществ с окружающей средой и передавать эти свойства по
наследственности своим потомкам.
Среда – одно из основных экологических понятий; что представляет собой комплекс естественных тел и
явлений, с которыми организм находится в прямых или непосредственных связях.
Внутренняя среда любого существа качественно отличается от внешней среды. Качественная
самостоятельность внутренней среды организма регулируются механизмами гомеостаза.
Гомеостаз организма – это состояние внутреннего динамического равновесия, которое обеспечивается
взаимодействием сложных процессов регуляции и координации биохимических реакций по принципу обратной связи.
Гомеостаз может устанавливаться только при определенных условиях окружающей среды. За пределами границ этих
условий автономность организма нарушается и он гибнет, а его внутренняя среда отождествляется с внешней. Силы,
которые действуют со стороны окружающей среды, называют факторами.
Организм как элементарная частичка живого организма своего существования находится в условиях
одновременного влияния климатических и биотических факторов, которые вместе называются экологическими.
Экологический фактор – это любой элемент среды, который способный прямо или непосредственно влиять
на живые организмы, хотя бы на протяжении одной фазы их развития.
Факторы окружающей среды обеспечивают существование в пространстве и времени. Усвоения и
использования факторов осуществляется организмом через адаптацию.
Адаптация – это приспособление или средство, с помощью которого организм осуществляет взаимодействие
со средой пребывания для поддержки гомеостаза и обеспечивает непрерывность существования во времени через
потомство. В зависимости от количества и силы действия один и тот же фактор может иметь обратное значение для
организма. Например, повышение или снижение температуры за пределы приспособительной способности организма
приводит к его гибели. Адаптационные возможности разных организмов рассчитанные на разные значения фактора.
Так, большинство пресноводных рыб гибнет, попав в морскую воду, а морские рыбы гибнут в случае снижения
солености воды.
Наличие того или иного фактора может быть жизненно необходимым для одних видов и не иметь никакого
значения для других. Например, свет для зеленых растений – это источник энергии, а для разных существ
почвы – лишний или даже опасный фактор.
В зависимости от силы действия того или иного фактора условия существования особей вида могут быть
оптимальными, неоптимальными или отвечать промежуточному уровню.
Способность организма выдерживать определенную амплитуду колебания фактора называют экологической
валентностью. Для жизни организмов большое значение имеет не только абсолютная величина фактора, но и
скорость ее изменения.
По экологической валентности организмы делятся на эврибиотных с широкими приспособительными
возможностями (серая крыса, воробей, комнатная муха) и стенобиотных, которые могут существовать лишь в
относительно постоянных условиях (байбак степной, журавль степной, утконос). Реакция организма и его
адаптационнные возможности соответственно показателям фактора зависят от сочетанного действия разных
факторов. Туман и ветер при плюсовой температуре, мороз при ясной и тихой погоде воспринимаются по-разному. В
данном случае реакция организма на температурный фактор зависит от сопроводительного действия влажности и
ветра, то есть от сочетанного действия факторов.
Для нормального существования организма необходим определенный набор факторов. Если хотя бы один из
жизненно-необходимых факторов отсутствует или действие его недостаточно, организм не может существовать,
нормально развиваться и давать потомство. Это явление называют законом минимума, или законом Либиха, а фактор,
действие которого недостаточно для обеспечения нормальной жизни – лимитирующим.
Организмы, как свидетельствуют многочисленные исследования, не являются рабами физических условий
среды. Они приспосабливаются сами и изменяют условия среды таким образом, что могут ослабить лимитирующее
влияние температуры, света, воды и других факторов. Такое влияние организмов является очень ощутимым и
эффективным на уровне группировки. Связь организма со средой имеет продолжительный и неразрывный характер,
причем организм не может существовать вне среды. На Земле можно различить четыре типа жизненной среды:
водный, наземный (воздушный), почвенный и тело другого организма.
Экологические факторы могут быть объединены по происхождению или в зависимости от динамики их
действия на организм.
По характеру происхождения различают абиотический, биотический та антропогенный фактор:
– абиотические факторы, обуславливаются влиянием безжизненной природы и делятся на климатические
(температура, свет, солнечная радиация, вода, ветер, кислотность, соленость, огонь, осадки и т.д.), орографичные
(рельеф, наклон склона, экспозиция) и геологические;
– биотические факторы, обуславливаются влиянием одних организмов на другие, включая все
взаимоотношения между ними.
– антропогенные факторы, обуславливаются влиянием на живую природу жизнедеятельности человека.
Предложенная классификация экологических факторов и по характеру их действия.
Выделяют стабильные, случайные сменные факторы.
Стабильные факторы – факторы, которые не изменяются на протяжении длительного времени (земное
притяжение, солнечная сила, состав атмосферы и т.д.), и обуславливают возникновение общих приспособительных
свойств организмов, которые живут в определенной среде планеты Земля.
Сменные факторы, в свою очередь, принято разделять на закономерно сменные и случайно сменные. К
закономерно сменным факторам относятся дополнительные и сезонные изменения происходящие периодически.
Эти факторы обуславливают определенную цикличность в жизни организмов (миграции, спячка, суточная активность
и другие периодические явления и жизненные ритмы).
Случайно сменные факторы объединяют биотические, абиотические и антропогенные факторы, действие
которых повторяется без определенной периодичности (колебания температуры, дождь, ветер, град, эпидемии,
влияние хищников и т.д.).
Основными источниками загрязнения в медицинской области и, в частности, в фармации являются
предприятия химико-фармацевтической промышленности, которые разделяют на три главных группы:
1. Предприятия синтетических лечебных средств, широко применяемые органический синтез, присущий для
химической промышленности;
2. Предприятия для производства галеновых фармацевтических и готовых лекарственных форм, которые
выпускают разнообразные лечебные средства в виде жидких экстрактов и настоек, инъекционных растворов в
ампулах, таблеток, драже, пластырей и т.д.;
3. Предприятия по производству антибиотиков, которые используют в технологическом процессе
биологический синтез.
Самым характерным вредным признаком фармацевтического производства являются выделения в воздух
рабочей зоны во время переработки сырья значительного количества пыли, паров и газов.
Уровень загрязнения рабочей зоны во время производства лечебных средств зависит и от особенностей
технологически осуществляемых операций, которые делятся на подготовительные, главные, завершающие и
дополнительные.
Подготовительные операции состоят в хранении, перемещении и переработке растительного, животного или
синтетического сырья и вспомогательных материалов. Основные виды загрязнений и отрицательных
профессионально-обусловленных факторов: пыль, вредные химические вещества, пары, газы, интенсивный шум и
вибрация. Главные процессы получения лечебных средств состоят из обменных, термических, электрохимических и
биологических процессов, электролиза и т.д. Основные виды загрязнений и отрицательных профессиональнообусловленных факторов: пыль, вредные химические вещества, пар, газ, интенсивный шум и вибрация.
Завершающий этап изготовления лекарственных препаратов состоит в их расфасовке, упаковке и маркировке.
Основные виды загрязнений и отрицательных профессионально-обусловленных факторов: пыль, вынужденное
положение тела, вероятность травматических повреждений и т.д.
Методика определения в воде растворимого кислорода, аммонийного азота
азота нитритов и нитратов (К, Же).
Определение растворенного в воде кислорода. Растворенный в воде кислород, реагируя с закисью
марганца, образует эквивалентное количество окиси марганца, которая в кислой среде окисляет йодистый калий с
выделением свободного йода. Количество йода определяется титрованием гипосульфитом натрия.
Воду отбирают в калибрирующие флаконы с притертой пробкой таким образом, чтобы под пробкой не
оставался воздух. На месте забора к исследуемой воде для фиксации растворенного в ней кислорода добавляют 2 мл
раствора хлорида марганца. Наполненную реактивом пипетку окунают на дно стакана, а затем, открыв пипетку, ее
медленно вынимают. Другой пипеткой в этот же стакан таким же образом добавляют 2 мл раствора едкого калия с
йодидом калия. Стакан плотно закрывают пробкой и содержимое тщательным образом взбалтывают, несколько раз
переворачивая стакан вверх дном. В таком виде исследуемую пробу воды можно транспортировать от места забора в
лабораторию. После отстаивания осадка окиси марганца отсасывают прозрачную надосадную жидкость, а к осадку
доливают 3 мл концентрированной соляной кислоты и перемешивают до его растворения. Выделенный йод титруют
0,01 н. раствором гипосульфита натрия до получения бледно-желтой окраски, после чего добавляют 1-2 мл раствора
крахмала и титруют окрашенный раствор до обесцвечения.
Содержание растворенного кислорода (мг/л) рассчитывают по формуле 3:
akN 8  1000
А = –––———–––––– ;
(3)
V1 – V2
где а – объем раствора гипосульфита, истраченного на титрование, мл;
k – поправочный коэффициент до нормальности титрованного раствора гипосульфита;
N – нормальность раствора гипосульфита;
V1 – вместимость калибрирующего флакона, мл;
V2 – объем реактивов, внесенных в флакон для фиксации кислорода, мл;
8 – эквивалент кислорода (количество кислорода (мг), что отвечает 1 мл 1 н. раствора гипосульфита).
Степень насыщения воды кислородом увеличивается с повышением атмосферного давления и снижениям
температуры воды. В водоемах с чистой водой количество растворенного кислорода должно быть не менее 4 мг/л
(Госстандарт 17.1.5.02-80).
Определение содержания аммиака и аммонийных солей в воде. Аммиак, реагируя с реактивом Несслера,
образует аммиачно-йодистое соединение NH2Hg2IO, которое придает воде желтую окраску. Для определения азота
аммонийных солей берут два цилиндра Геннера. Первый наполняют 100 мл исследуемой воды, а второй – 1 мл
раствора хлористого аммония, который содержит 0,01 мг азота аммонийных солей и 99 мл дистиллированной воды.
Потом в оба цилиндра добавляют по 2 мл сегнетовой соли и реактива Несслера. Содержимое обоих цилиндров
перемешивают стеклянной палочкой. Через 10 мин. появляется окрашивание, интенсивность которого определяют,
глядя сверху, в проходном свете, на белом фоне. Выпуская раствор из цилиндра с более интенсивной окраской,
достигают одинаковой интенсивности в обоих цилиндрах.
Содержание аммонийных солей (мг/л) в исследуемой воде находят по формуле 4:
Н2  0,01  1000  J
А = ––––————––––– ;
(4)
Н1  100
где 0,01 – содержание азота аммонийной соли в растворе хлористого аммония, мг/мл;
100 – объем исследуемой воды, мл;
J – объем раствора хлористого аммония, мл;
H1 – высота столбика исследуемого образца воды, см;
Н2 – высота столбика стандартного раствора хлористого аммония, см.
Если жесткость воды более 10°, то ее смягчают, добавляя до 100 мл воды 2 мл раствора едкого натра и
кальцинированной соды, который готовится растворением 100 г кальцинированной соды и 50 г едкого натра в 300 мл
дистиллированной воды со следующим кипячением (на протяжении 15 мин) и фильтрованием воды через стеклянную вату.
Исследуемую воду, цветность которой превышает 30°, предварительно обесцвечивают, добавляя 0,5 г
гидроокиси алюминия на 100 мл воды. При повышенном содержании сульфидов в воде на каждых 100 мл воды вносят
10 капли 3% раствора уксуснокислого цинка. После двухчасового отстаивания для анализа берут прозрачную
надосадную жидкость.
В чистых естественных водах содержание азота аммонийных солей составляет 0,01-0,10 мг/л.
Определение содержания азота нитритов в воде. Нитриты, реагируя с реактивом Грисса, который являет
собой смесь сульфаниловой кислоты и -нафтиламина в уксусной кислоте, образуют азокраску, которая придает
исследуемой воде красную рокраску.
Для определения содержания азота нитритов берут две конические колбы вместимостью 250 мл. В одну
наливают 100 мл исследуемой воды, а в другую – 10 мл стандартного раствора азота нитритов, который содержит в 1
мл 0,001 мг азота нитритов и 90 мл дистиллированной воды. Дальше в обе колбы добавляют по 5 мл раствора Грисса,
после чего для появления окраски колбы ставят на 10 мин. на водяную баню при температуре 50-60°С.
Колориметрирование растворов проводят в цилиндрах Геннера. Осторожно отливая часть содержимого из цилиндра с
более интенсивной окраской, достигают одинаковой окраски в обоих цилиндрах.
Содержание азота нитритов (мг/л) в исследуемой воде находят по формуле 5:
Н2 10  0,001  1000
А = –––––—————–––– ;
(5)
Н1  100
где 10 – количество стандартного раствора азота нитритов, мл;
0,001 – содержание азота нитритов в стандартном растворе, мг/мл;
100 – объем исследуемой воды, мл;
Н1 – высота столбика исследуемой воды, см;
Н2 – высота столбика стандартного раствора, см.
В чистых естественных водах содержание азота нитритов не превышает 0,005 мг/л.
Определение содержания нитратов в воде. В пробирку до 5 мл воды добавляют несколько кристалликов
дифениламина или бруцина, а затем осторожно на стенку пробирки наслаивают несколько капель концентрированной
серной кислоты. При наличии в воде нитратов появляется синяя (при добавлении дифениламина) или розовая (при
добавлении бруцина) окраска, которая меняется на желтую.
В результате реакции нитратов с фенолдисульфоновой кислотой в щелочной среде образуется пикрат
аммония, который придает раствору желтую окраску. Для определения азота нитратов 10 мл воды испаряют в
фарфоровой чашке досуха на песчаной бане. Параллельно во вторую чашку наливают 10 мл стандартного раствора,
который содержит в 1 мл 0,1 мг азота нитратов, и также испаряют. После охлаждения к остатку в обе чашки
добавляют 2 мл раствора фенолдисульфоновой кислоты и тщательным образом растирают стеклянной палочкой до
полного растворения остатка, после чего доливают по 20 мл дистиллированной воды и 5-6 мл концентрированного
раствора аммиака.
Окрашенный раствор из фарфоровой чашки переливают в цилиндры Геннера, чашки два-три раза
ополаскивают дистиллированной водой, которую заливают в эти же цилиндры, а затем объем жидкости в цилиндрах
доводят дистиллированной водой до 100 мл.
Для определения количества нитратов в воде выпускают раствор из цилиндра с более интенсивной окраской,
достигая уравнивания расцветки растворов в обоих цилиндрах. Колориметрирование раствора осуществляют сверху, в
проходящем свете, на белом фоне.
Количество нитратов (мг/л) в воде определяют по формуле 6:
Н2 10  0,1  1000
А = ––––––————––– ;
(6)
Н1  10"
где 0,1 – содержание азота нитратов в 1 мл стандартного раствора, мг/мл;
10 – количество стандартного раствора азота нитратов, мл;
10" – количество исследуемой воды, мл;
Н1 – высота столбика исследуемой воды, см;
Н2 – высота столбика стандартного раствора, см.
При повышенном содержании в воде хлоридов (более 10 мг/л), которые мешают определению, в воду
добавляют 0,44% раствор сернокислого серебра. При высокой цветности воды (более 25°) воду осветляют путем
коагуляции.
Содержание нитратов в питьевой воде не должно превышать 45,0 мг/л (Госстандарт 2874-82).
ТЕМА №2. ТЕМА: МОНИТОРИНГ АНТРОПОГЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ
СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ЕГО ОСНОВНЫЕ ЗАДАНИЯ.
МЕТОДИКА
РАСЧЕТА
ПДВ
И
ЭФФЕКТИВНОСТИ
АТМОСФЕРООХРАННЫХ СООРУЖЕНИЙ
ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Научиться давать оценку основным свойствам экосистем и круговорота в них
потребительских веществ.
ВОПРОСЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ:
1. Понятия об экологии как науке, ее предмет и основные задачи.
2. Экосистемы и их место в организации биосферы.
3. Типы экосистем и их общая характеристика.
7. Основные составные поддержки круговорота веществ в экосистемах. Виды трофических цепей в
обеспечении энергией экосистем.
8. Понятия об экологических факторах и особенностях их влияния на жизнедеятельность организмов.
9. Методика определения в воде растворимого кислорода, аммонийного азота, азота нитритов и нитратов.
ЗАДАНИЕ:
Выучить основные понятия, термины и определения экологии как науки.
Овладеть ведущими принципами определения и оценки основных источников загрязнения в
фармации, формирования экологического сознания в процессе обучения будущих врачей и фармацевтов.
3. Овладеть методами определения в воде растворимого кислорода, аммонийного азота, азота нитритов и
нитратов.
ЛИТЕРАТУРА:
Джигирей В.С., Сторожук В.М., Яцюк Р.А. Основи екології та охорона навколишнього природного
середовища. — Львів: Афіша, 2000. — С. 7—66.
Чернова Н.М., Былова А.М. Экология. — М.: Просвещение, 1988, с. 208—224.
3. Одум Ю. Екологія М.: Мир, 1986. — Т. І, с. 24—34, 104—112.
4. Сытник К.М., Брайон А.В., Городецкий А.В. Биосфера. Экология. Охрана природы. — К.: Наук. думка,
1987. — 208 с.
5. Кондратюк Є.М., Хархота Г.І. Словник—довідник з екології. — К.: Урожай, 1987. —160 с.
6. Білявський Г.О., Фурдуй Р.С. Основи екологічних знань: — К.: Либідь, 1997. — 288 с.
7. Загальна гігієна: пропедевтика гігієни // Є.Г.Гончарук, Ю.І.Кундієв, В.Г.Бардов та ін.; За ред.
Є.Г.Гончарука — К.: Вища школа. 1995. — С.48—87,118—137, 458—479.
8. Покровский В.А. Гигиена. — М., Медицина, 1979. — С.45—51, 350—378.
9. Загальна гігієна: Посібник для практичних занять / За загальною ред. Даценко І. І. — Львів: Світ, 2001. —
С. 120-121.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
В ходе практического занятия студенты знакомятся с основными положениями экологии как науки, типами
экосистем и их общими характеристиками, основными составными круговорота веществ в экосистемах, источниками
загрязнения в фармации и т.д.
Экология как биологическая и медицинская наука изучает организацию жизни растений, животных и
человека, занимается изучением взаимодействия живых организмов с окружающей средой, условиями их
существования и образом жизни.
Итак, предметом экологии является детальное изучение с помощью количественных методов основ
структуры и функционирования, естественных и созданных человеком систем.
Поэтому к основным задачам экологии относят:
— исследования особенностей организации жизни, в том числе в связи с антропогенным, влиянием на
естественные системы;
— создание научных основ рациональной эксплуатации биологических ресурсов;
— прогнозирование изменений в окружающей среде вследствие влияния деятельности человека;
— сбережение среды существования человека;
— изучение с помощью количественных методов основ структуры и функционирования, естественных и
созданных человеком экологических систем.
Современную экологию принято разделять:
– по размерам объектов изучения: на географическую (ландшафтную) и глобальную экологию;
– по предметам изучения: на экологию микроорганизмов, грибов, растений, животных, человека,
сельскохозяйственную, прикладную, инженерную и общую экологию;
– по среде и компонентам: на экологию суши, пресных водоемов, морскую, высокогорную, химическую и
т.д.;
– по подходам к предмету изучения: на аналитическую и динамическую экологию;
– по временным признакам: на историческую и эволюционную экологию.
Область существования живых организмов на Земле называют сферой жизни или биосферой. Процессы,
которые происходят в ней, поддерживаются, с одной стороны, космическими, с другой – земными факторами,
связанные с особенностями Земли как планеты.
Следует подчеркнуть, что группы организмов связаны с неорганической средой тесными материальноэнергетическими связями: и, образовывают с ними определенную систему, в которой поток веществ, вызванный
жизнедеятельностью организмов, имеет тенденцию замыкаться в определенный круговорот. Любая совокупность
организмов и неорганических компонентов, в которой может существовать круговорот веществ, называют
экосистемой. Именно такой термин был предложен в 1935 году английским ученым-экологом А. Тесли, который
указывал, что в случае использования подобного подхода неорганические и органические факторы выступают как
равноправные компоненты и невозможно отделить организмы от конкретной окружающей среды.
Экосистема – это пространственная система, охватывающая исторически сформированный комплекс живых
существ, связанных между собой трофическими связями, и отрицательными компонентами среды их существования,
которые вовлекаются в процессе обмена веществ и энергии.
Экосистемы, как правило, имеют две основных составных части: биотоп и биоценоз.
Биотоп – это участок поверхности Земли с более или менее однотипными условиями существования
(почвой, микроклиматом, и т.д.).
Биоценоз – эта исторически сформированная совокупность растений, животных и микроорганизмов, который
населяет биотоп. Соответственно каждый биоценоз составляет из фитоценоза (группа растений), и микробиоценоза
(группа микроорганизмов).
Каждая экосистема имеет два главных компонента:
– автотрофный компонент, то есть организмы, создают органические вещества с неорганических
используя солнечную энергию в процесс синтеза, ;
– гетеротрофный компонент, то есть организмы,
которые получают энергию за счет питания
автотрофными организмами или другими органическими веществами.
Для поддержки круговорота веществ в системе необходимо иметь запас неорганических молекул в
усваиваемой форме, а также 3 функционально различных экологических групп организмов, а именно: организмыпродуценты, организмы-консументы и организмы-редуценты.
Продуценты – автотрофные организмы, которые могут строить свои тела за счет неорганических
соединений.
Консументы – гетеротрофные организмы, которые употребляют органическое вещество продуцентов или
других консументов и трансформируют ее в новые формы.
Редуценты – организмы, которые живут за счет мертвого органического вещества, переводя его в
неорганические соединения.
По своим масштабами экосистемы делятся на микроэкосистемы, мезоэкосистемы, макроэкосистемы и
глобальные экосистемы.
В микросистемах (муравейники, мертвые стволы деревьев и т.д.) небольшие, временные биоценозы,
которые имеют название синузии, находятся в ограниченном пространстве.
Наиболее распространенными среди экосистем являются мезоэкосистемы или биогеоценозы, в которых
биоценозы занимают однотипные участки земной поверхности с одинаковыми физико-географическими условиями,
границы которых совпадают с границами соответствующих фитоценозов.
Макроэкосистемы (экосистемы лесов, тайги, пустыни, саван и т.д.) охватывают огромные территории или
акватории, которые определяются характерными для них макроэлементами и отвечают целым естественным зонам.
Биоценозы таких экосистем имеют название биомы.
Примером глобальной экосистемы является биосфера нашей планеты.
По степени трансформации вследствие выполнения определенной человеческой деятельности экосистемы
делятся на естественные, антропогенные и антропогенно-природные.
По уровню стойкости экосистемы могут быть: стойкими, которые отличаются наличием характерных
отличительных особенностей на протяжении продолжительного периода, и кратковременными.
Следует отметить, что в пределах каждой экосистемы существуют определенный видовой состав,
численность организмов, биомасса и определенные трофические группы.
Основными типами наземных экосистем являются биомы, которые отличаются один от другого характером
растительности. Выделяют такие основные типы биомов.
Пустыни, имеют два основных подтипа – пустыни тропиков и пустыни умеренного климата.
Луга, подтипами которых являются: тропическая саванна; луга умеренного пояса (прерия, степь);
высокотравные; низкотравные; полярные (арктическая и альпийская тундра) луга.
Леса, включают следующие подтипы: тропические влажные; тропические сухие; лиственные умеренного
пояса и бореальный лес или тайга.
Водные экосистемы, разделяют на пресноводные и морские.
Среди пресноводных экосистем различают очень увлажненные земли; озера; реки; искусственные
водохранилища, среди соленых или морских экосистем – эстуарии, прибрежные увлажненные зоны, коралловые
рифы, океаническую мель (шельф), континентальный склон; океанические глубины и бентосные экосистемы,
экосистемы подводных гидротермрифных долин.
К составу экосистем, как правило, относят:
– неорганические вещества;
– органические вещества;
– климатические условия;
– продуценты-автотрофы (зеленые растения и некоторые бактерии);
– фаготрофы или гетеротрофы (животные);
– сапрофиты (бактерии и грибы).
Главным условием существования и нормального функционирования любой экосистемы является наличие
всех, необходимых звеньев трофической цепи, то есть, цепи питания.
В экосистемах имеют место такие явления:
– коменсализм, если для одного партнера сосуществования является выгодным, а для другого - нейтральным;
– мутуализм, если сосуществование организмов взаимовыгодным;
– нейтрализм, если сосуществование организмов не имеет ни положительных, ни отрицательных
последствий.
Главнейшей формой функционирования экосистем является круговорот веществ, энергии и информации, то
есть процесс многоразового участия веществ (биогенных и абиогенных) в явлениях циклического характера,
происходящих в атмосфере, гидросфере и литосфере.
Факторы, влияющие на жизнь экосистем, могут быть:
1. Физическими: характер географической ниши пребывания, высота над поверхностью Земли, диапазон
температур, ветер, синоптические факторы, тип почвы количество света, количество зависшего материала в водной
среде, и т.д.
2. Химическими: соленость воды, концентрация питательных веществ, растворенных в поверхностных водах
и осадках, естественные и искусственные токсины, растворенные в воде, степень насыщенности воды кислородом.
3. Естественными катастрофическими: пожары, наводнения, засухи, эпидемии, землетрясения.
4. Естественными постепенными: эмиграция и иммиграция видов, климатические изменения,
приспособленность и эволюция видов, эвтрификация водоемов, сукцессия.
5. Антропогенными сельскохозяйственными или промышленными: уничтожение лесов, регулирование
речного стока, мелиоративные работы, истощение и эрозия почв, перехимизация почв, уничтожение хищников,
загрязнение всех типов вод, загрязнение воздуха.
6. Антропогенными социально-экономическими: значительный вылов рыбы, браконьерство, интенсивный
туризм, разведение экзотических, несвойственных для определенной местности, видов, несовместимая рекреационная
деятельность, эпизоотии среди домашних животных и инфекции среди растений. Каждая живая экосистема является
саморегулированной, имеет собственную программу развития и способность фиксировать в памяти все
положительные и отрицательные внешние влияния на состояние его функционирования и развития. Система может
выбирать такую форму реакции на внешние влияние, которая обеспечивает ей наиболее эффективный вариант защиты
от действия экологического фактора.
Образование живого вещества и его распад – две стороны единого процесса, который называется
биологическим круговоротом химических элементов. Итак, жизнь – это круговорот элементов между организмами
и средой.
Причина круговорота – ограниченность элементов, из которых строится тело организмов. Биологический
круговорот – это многоразовое участие химических элементов в процессах, протекающих в биосфере. В связи с этим,
биосферу определяют как область Земли, где протекают три основных процесса: круговорот углерода, азота и серы, в
которых принимают участие пять химических элементов (H, O 2, C, N, S), движущихся через атмосферу, гидросферу,
литосферу.
Круговорот углерода. Количество углерода в биосфере составляет более 12000 млрд. тонн. Это объясняется
тем, что соединения углерода беспрерывно возникают, изменяются и распадаются. Круговорот углерода происходит
фактически между живым веществом и двуокисью углерода. В процессе фотосинтеза, осуществляемого растениями,
углекислый газ и вода с помощью энергии солнечного света превращается в разные органические соединения.
Ежегодно высшие растения и водоросли при фотосинтезе поглощают 200 млрд. тонн углерода. Если бы углерод не
возвращался в атмосферу, его запас в ней (700 млрд. тонн) быстро бы исчерпался. Отмершие растения и животные
организмы разлагаются грибами и микроорганизмами на СО2, – что тоже возвращается в атмосферу. Полный цикл
обмена атмосферного углерода осуществляется за 300 лет. Тем не менее, часть углерода изымается в виде торфа,
нефти, уголь, известняка, мрамора, ископаемых отложений и осадочных пород.
Круговорот кислорода. Ежегодно лесные массивы вырабатывают 55 млрд. тонн кислорода, который
используется живыми организмами для дыхания и принимает участие в окислительных реакциях, которые происходят
в атмосфере, литосфере и гидросфере. Циркулируя через биосферу, кислород превращается или на органическое
вещество, или на воду, или на молекулярный кислород. Весь кислород атмосферы каждые 2 тысячи лет проходит
через живое вещество биосферы. За время своего существования человечество бесповоротно утратило около 273
млрд. тонн кислорода. В наше время ежегодно на сжигание угля, нефтепродуктов и газа расходуется огромное
количество кислорода. Интенсивность этого процесса увеличивается каждый год.
Круговорот азота, фосфора и серы. Деятельность человека ускоряет круговорот этих элементов. Главная
причина ускорения – использование фосфора в минеральных удобрениях, приводящих к эвтрификации, при которой
происходит бурное размножение водорослей – своеобразное “цветение” воды. Это приводит к уменьшению
количества раскрытого в воде кислорода. Продукты обмена водорослей уничтожают рыбу и другие организмы.
Сформированные экосистемы при этом разрушаются. Индустрия и двигатели внутреннего сгорания ежегодно
выбрасывают в атмосферу большое количество нитратов и сульфатов. Попадая на землю вместе с дождями, они
усваиваются растениями.
Круговорот воды. Вода покрывает 3/4 поверхности Земли. За одну минуту под действием солнечного тепла
из поверхности водоемов Земли испаряется 1 млрд. тонн воды. После охлаждения пара образуются тучи, выпадает
дождь и снег. Осадки частично проникают в почву. Грунтовые воды возвращаются на поверхность земли через корни
растений, источники, насосы и т.д. Скорость циркуляции воды очень большая: вода океанов обновляется за 2 млн. лет,
грунтовая вода – за 1 год, речная – за 12 суток, пар в атмосфере – за 10 суток. Двигателем круговорота является
энергия Солнца.
Ежегодно для создания первичной продукции биосферы используют при фотосинтезе 1% воды, которая
попадает в виде осадков. Человек только для обеспечения бытовых и промышленных потребностей использует 20 мм
осадков – 2,5% общего количества за год. Безвозвратный ежегодный водозабор теперь составляет 55 м3. Ежегодно он
увеличивается на 4-5%.
Поддержка жизнедеятельности организмов и круговорот веществ в экосистемах возможен лишь при
постоянном притоке энергии. Организмы любого вида являются потенциальной пищей многих других видов.
В частности, энергетический баланс консумента может быть определен по формуле 1:
Р = П + Д + Н;
(1)
где Р – рацион консумента;
П – продукция, то есть энергозатраты, связанные с процессами роста и дифференцирования;
Д – затраты на дыхание, то есть поддержку обмена веществ;
Н – энергия неусваиваемой пищи, которая выделяется в виде экскрементов.
Коэффициент использования пищи, которая используется на рост, рассчитывают по формуле 2:
П
К = –––;
(2)
Р
где К – коэффициент использования пищи, потребляемой на рост;
П – продукция, то есть энергозатраты, связанные с процессами роста и дифференцировки;
Р – рацион консумента.
Трофические цепи, которые начинаются из фотосинтезирующих организмов называются цепями
потребления, а цепи, которые начинаются из отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных –
детритными цепями.
Итак, поток энергии, которая входит в экосистему, можно поделить на 2 русла: поступление к консументам
через живые ткани растений (1 русло) или через запасы мертвого органического вещества, источником которых
является фотосинтез (2 русло).
Таким образом, будущий врач-фармацевт должен осознать, что в современных естественных и искусственных
экосистемах:
– экологические факторы создают прямое или непосредственное влияние на организм, на протяжении
определенного этапа индивидуального развития;
– экологические возможности организма зависят от наследственной нормы реакции на каждый фактор среды,
поэтому минимальное или максимальное значение фактора для каждого организма является индивидуальным;
– отклонения от оптимальной интенсивности одного фактора может снизить уровень выносливости организма
к влиянию других;
– ни один из необходимых факторов не может быть заменен другим, потому что фактор среды, наиболее
отдаленный от оптимума снижает возможность существования особи и вида в конкретных условиях, несмотря на
оптимальные комбинации остальных факторов;
– в ходе эволюционного развития могут появляться новые абиотические и биотические факторы, а также
изменяться интенсивность их влияния;
– изменения форм биотических связей, могут привести к появлению неизвестных прежде паразитарных
болезней человека;
– с расширением круга хозяев расширяются ареалы популяции паразитарных форм существования;
– взаимодействие традиционных факторов среды с новыми может привести к созданию неизвестных прежде
экологических ситуаций и экосистем;
– благодаря кумулятивным свойствам определенных организмов в измененных экологических ситуациях они
не могут использоваться человеком как продукты питания.
Непрерывность жизни на Земле обеспечивается уникальной способностью живых существ создавать и
поддерживать внутреннюю среду, осуществлять обмен веществ с окружающей средой и передавать эти свойства по
наследственности своим потомкам.
Среда – одно из основных экологических понятий; что представляет собой комплекс естественных тел и
явлений, с которыми организм находится в прямых или непосредственных связях.
Внутренняя среда любого существа качественно отличается от внешней среды. Качественная
самостоятельность внутренней среды организма регулируются механизмами гомеостаза.
Гомеостаз организма – это состояние внутреннего динамического равновесия, которое обеспечивается
взаимодействием сложных процессов регуляции и координации биохимических реакций по принципу обратной связи.
Гомеостаз может устанавливаться только при определенных условиях окружающей среды. За пределами границ этих
условий автономность организма нарушается и он гибнет, а его внутренняя среда отождествляется с внешней. Силы,
которые действуют со стороны окружающей среды, называют факторами.
Организм как элементарная частичка живого организма своего существования находится в условиях
одновременного влияния климатических и биотических факторов, которые вместе называются экологическими.
Экологический фактор – это любой элемент среды, который способный прямо или непосредственно влиять
на живые организмы, хотя бы на протяжении одной фазы их развития.
Факторы окружающей среды обеспечивают существование в пространстве и времени. Усвоения и
использования факторов осуществляется организмом через адаптацию.
Адаптация – это приспособление или средство, с помощью которого организм осуществляет взаимодействие
со средой пребывания для поддержки гомеостаза и обеспечивает непрерывность существования во времени через
потомство. В зависимости от количества и силы действия один и тот же фактор может иметь обратное значение для
организма. Например, повышение или снижение температуры за пределы приспособительной способности организма
приводит к его гибели. Адаптационные возможности разных организмов рассчитанные на разные значения фактора.
Так, большинство пресноводных рыб гибнет, попав в морскую воду, а морские рыбы гибнут в случае снижения
солености воды.
Наличие того или иного фактора может быть жизненно необходимым для одних видов и не иметь никакого
значения для других. Например, свет для зеленых растений – это источник энергии, а для разных существ
почвы – лишний или даже опасный фактор.
В зависимости от силы действия того или иного фактора условия существования особей вида могут быть
оптимальными, неоптимальными или отвечать промежуточному уровню.
Способность организма выдерживать определенную амплитуду колебания фактора называют экологической
валентностью. Для жизни организмов большое значение имеет не только абсолютная величина фактора, но и
скорость ее изменения.
По экологической валентности организмы делятся на эврибиотных с широкими приспособительными
возможностями (серая крыса, воробей, комнатная муха) и стенобиотных, которые могут существовать лишь в
относительно постоянных условиях (байбак степной, журавль степной, утконос). Реакция организма и его
адаптационнные возможности соответственно показателям фактора зависят от сочетанного действия разных
факторов. Туман и ветер при плюсовой температуре, мороз при ясной и тихой погоде воспринимаются по-разному. В
данном случае реакция организма на температурный фактор зависит от сопроводительного действия влажности и
ветра, то есть от сочетанного действия факторов.
Для нормального существования организма необходим определенный набор факторов. Если хотя бы один из
жизненно-необходимых факторов отсутствует или действие его недостаточно, организм не может существовать,
нормально развиваться и давать потомство. Это явление называют законом минимума, или законом Либиха, а фактор,
действие которого недостаточно для обеспечения нормальной жизни – лимитирующим.
Организмы, как свидетельствуют многочисленные исследования, не являются рабами физических условий
среды. Они приспосабливаются сами и изменяют условия среды таким образом, что могут ослабить лимитирующее
влияние температуры, света, воды и других факторов. Такое влияние организмов является очень ощутимым и
эффективным на уровне группировки. Связь организма со средой имеет продолжительный и неразрывный характер,
причем организм не может существовать вне среды. На Земле можно различить четыре типа жизненной среды:
водный, наземный (воздушный), почвенный и тело другого организма.
Экологические факторы могут быть объединены по происхождению или в зависимости от динамики их
действия на организм.
По характеру происхождения различают абиотический, биотический та антропогенный фактор:
– абиотические факторы, обуславливаются влиянием безжизненной природы и делятся на климатические
(температура, свет, солнечная радиация, вода, ветер, кислотность, соленость, огонь, осадки и т.д.), орографичные
(рельеф, наклон склона, экспозиция) и геологические;
– биотические факторы, обуславливаются влиянием одних организмов на другие, включая все
взаимоотношения между ними.
– антропогенные факторы, обуславливаются влиянием на живую природу жизнедеятельности человека.
Предложенная классификация экологических факторов и по характеру их действия.
Выделяют стабильные, случайные сменные факторы.
Стабильные факторы – факторы, которые не изменяются на протяжении длительного времени (земное
притяжение, солнечная сила, состав атмосферы и т.д.), и обуславливают возникновение общих приспособительных
свойств организмов, которые живут в определенной среде планеты Земля.
Сменные факторы, в свою очередь, принято разделять на закономерно сменные и случайно сменные. К
закономерно сменным факторам относятся дополнительные и сезонные изменения происходящие периодически.
Эти факторы обуславливают определенную цикличность в жизни организмов (миграции, спячка, суточная активность
и другие периодические явления и жизненные ритмы).
Случайно сменные факторы объединяют биотические, абиотические и антропогенные факторы, действие
которых повторяется без определенной периодичности (колебания температуры, дождь, ветер, град, эпидемии,
влияние хищников и т.д.).
Основными источниками загрязнения в медицинской области и, в частности, в фармации являются
предприятия химико-фармацевтической промышленности, которые разделяют на три главных группы:
4. Предприятия синтетических лечебных средств, широко применяемые органический синтез, присущий для
химической промышленности;
5. Предприятия для производства галеновых фармацевтических и готовых лекарственных форм, которые
выпускают разнообразные лечебные средства в виде жидких экстрактов и настоек, инъекционных растворов в
ампулах, таблеток, драже, пластырей и т.д.;
6. Предприятия по производству антибиотиков, которые используют в технологическом процессе
биологический синтез.
Самым характерным вредным признаком фармацевтического производства являются выделения в воздух
рабочей зоны во время переработки сырья значительного количества пыли, паров и газов.
Уровень загрязнения рабочей зоны во время производства лечебных средств зависит и от особенностей
технологически осуществляемых операций, которые делятся на подготовительные, главные, завершающие и
дополнительные.
Подготовительные операции состоят в хранении, перемещении и переработке растительного, животного или
синтетического сырья и вспомогательных материалов. Основные виды загрязнений и отрицательных
профессионально-обусловленных факторов: пыль, вредные химические вещества, пары, газы, интенсивный шум и
вибрация. Главные процессы получения лечебных средств состоят из обменных, термических, электрохимических и
биологических процессов, электролиза и т.д. Основные виды загрязнений и отрицательных профессиональнообусловленных факторов: пыль, вредные химические вещества, пар, газ, интенсивный шум и вибрация.
Завершающий этап изготовления лекарственных препаратов состоит в их расфасовке, упаковке и маркировке.
Основные виды загрязнений и отрицательных профессионально-обусловленных факторов: пыль, вынужденное
положение тела, вероятность травматических повреждений и т.д.
Методика определения в воде растворимого кислорода, аммонийного азота
азота нитритов и нитратов (К, Же).
Определение растворенного в воде кислорода. Растворенный в воде кислород, реагируя с закисью
марганца, образует эквивалентное количество окиси марганца, которая в кислой среде окисляет йодистый калий с
выделением свободного йода. Количество йода определяется титрованием гипосульфитом натрия.
Воду отбирают в калибрирующие флаконы с притертой пробкой таким образом, чтобы под пробкой не
оставался воздух. На месте забора к исследуемой воде для фиксации растворенного в ней кислорода добавляют 2 мл
раствора хлорида марганца. Наполненную реактивом пипетку окунают на дно стакана, а затем, открыв пипетку, ее
медленно вынимают. Другой пипеткой в этот же стакан таким же образом добавляют 2 мл раствора едкого калия с
йодидом калия. Стакан плотно закрывают пробкой и содержимое тщательным образом взбалтывают, несколько раз
переворачивая стакан вверх дном. В таком виде исследуемую пробу воды можно транспортировать от места забора в
лабораторию. После отстаивания осадка окиси марганца отсасывают прозрачную надосадную жидкость, а к осадку
доливают 3 мл концентрированной соляной кислоты и перемешивают до его растворения. Выделенный йод титруют
0,01 н. раствором гипосульфита натрия до получения бледно-желтой окраски, после чего добавляют 1-2 мл раствора
крахмала и титруют окрашенный раствор до обесцвечения.
Содержание растворенного кислорода (мг/л) рассчитывают по формуле 3:
akN 8  1000
А = –––———–––––– ;
(3)
V1 – V2
где а – объем раствора гипосульфита, истраченного на титрование, мл;
k – поправочный коэффициент до нормальности титрованного раствора гипосульфита;
N – нормальность раствора гипосульфита;
V1 – вместимость калибрирующего флакона, мл;
V2 – объем реактивов, внесенных в флакон для фиксации кислорода, мл;
8 – эквивалент кислорода (количество кислорода (мг), что отвечает 1 мл 1 н. раствора гипосульфита).
Степень насыщения воды кислородом увеличивается с повышением атмосферного давления и снижениям
температуры воды. В водоемах с чистой водой количество растворенного кислорода должно быть не менее 4 мг/л
(Госстандарт 17.1.5.02-80).
Определение содержания аммиака и аммонийных солей в воде. Аммиак, реагируя с реактивом Несслера,
образует аммиачно-йодистое соединение NH2Hg2IO, которое придает воде желтую окраску. Для определения азота
аммонийных солей берут два цилиндра Геннера. Первый наполняют 100 мл исследуемой воды, а второй – 1 мл
раствора хлористого аммония, который содержит 0,01 мг азота аммонийных солей и 99 мл дистиллированной воды.
Потом в оба цилиндра добавляют по 2 мл сегнетовой соли и реактива Несслера. Содержимое обоих цилиндров
перемешивают стеклянной палочкой. Через 10 мин. появляется окрашивание, интенсивность которого определяют,
глядя сверху, в проходном свете, на белом фоне. Выпуская раствор из цилиндра с более интенсивной окраской,
достигают одинаковой интенсивности в обоих цилиндрах.
Содержание аммонийных солей (мг/л) в исследуемой воде находят по формуле 4:
Н2  0,01  1000  J
А = ––––————––––– ;
(4)
Н1  100
где 0,01 – содержание азота аммонийной соли в растворе хлористого аммония, мг/мл;
100 – объем исследуемой воды, мл;
J – объем раствора хлористого аммония, мл;
H1 – высота столбика исследуемого образца воды, см;
Н2 – высота столбика стандартного раствора хлористого аммония, см.
Если жесткость воды более 10°, то ее смягчают, добавляя до 100 мл воды 2 мл раствора едкого натра и
кальцинированной соды, который готовится растворением 100 г кальцинированной соды и 50 г едкого натра в 300 мл
дистиллированной воды со следующим кипячением (на протяжении 15 мин) и фильтрованием воды через стеклянную вату.
Исследуемую воду, цветность которой превышает 30°, предварительно обесцвечивают, добавляя 0,5 г
гидроокиси алюминия на 100 мл воды. При повышенном содержании сульфидов в воде на каждых 100 мл воды вносят
10 капли 3% раствора уксуснокислого цинка. После двухчасового отстаивания для анализа берут прозрачную
надосадную жидкость.
В чистых естественных водах содержание азота аммонийных солей составляет 0,01-0,10 мг/л.
Определение содержания азота нитритов в воде. Нитриты, реагируя с реактивом Грисса, который являет
собой смесь сульфаниловой кислоты и -нафтиламина в уксусной кислоте, образуют азокраску, которая придает
исследуемой воде красную рокраску.
Для определения содержания азота нитритов берут две конические колбы вместимостью 250 мл. В одну
наливают 100 мл исследуемой воды, а в другую – 10 мл стандартного раствора азота нитритов, который содержит в 1
мл 0,001 мг азота нитритов и 90 мл дистиллированной воды. Дальше в обе колбы добавляют по 5 мл раствора Грисса,
после чего для появления окраски колбы ставят на 10 мин. на водяную баню при температуре 50-60°С.
Колориметрирование растворов проводят в цилиндрах Геннера. Осторожно отливая часть содержимого из цилиндра с
более интенсивной окраской, достигают одинаковой окраски в обоих цилиндрах.
Содержание азота нитритов (мг/л) в исследуемой воде находят по формуле 5:
Н2 10  0,001  1000
А = –––––—————–––– ;
(5)
Н1  100
где 10 – количество стандартного раствора азота нитритов, мл;
0,001 – содержание азота нитритов в стандартном растворе, мг/мл;
100 – объем исследуемой воды, мл;
Н1 – высота столбика исследуемой воды, см;
Н2 – высота столбика стандартного раствора, см.
В чистых естественных водах содержание азота нитритов не превышает 0,005 мг/л.
Определение содержания нитратов в воде. В пробирку до 5 мл воды добавляют несколько кристалликов
дифениламина или бруцина, а затем осторожно на стенку пробирки наслаивают несколько капель концентрированной
серной кислоты. При наличии в воде нитратов появляется синяя (при добавлении дифениламина) или розовая (при
добавлении бруцина) окраска, которая меняется на желтую.
В результате реакции нитратов с фенолдисульфоновой кислотой в щелочной среде образуется пикрат
аммония, который придает раствору желтую окраску. Для определения азота нитратов 10 мл воды испаряют в
фарфоровой чашке досуха на песчаной бане. Параллельно во вторую чашку наливают 10 мл стандартного раствора,
который содержит в 1 мл 0,1 мг азота нитратов, и также испаряют. После охлаждения к остатку в обе чашки
добавляют 2 мл раствора фенолдисульфоновой кислоты и тщательным образом растирают стеклянной палочкой до
полного растворения остатка, после чего доливают по 20 мл дистиллированной воды и 5-6 мл концентрированного
раствора аммиака.
Окрашенный раствор из фарфоровой чашки переливают в цилиндры Геннера, чашки два-три раза
ополаскивают дистиллированной водой, которую заливают в эти же цилиндры, а затем объем жидкости в цилиндрах
доводят дистиллированной водой до 100 мл.
Для определения количества нитратов в воде выпускают раствор из цилиндра с более интенсивной окраской,
достигая уравнивания расцветки растворов в обоих цилиндрах. Колориметрирование раствора осуществляют сверху, в
проходящем свете, на белом фоне.
Количество нитратов (мг/л) в воде определяют по формуле 6:
Н2 10  0,1  1000
А = ––––––————––– ;
(6)
Н1  10"
где 0,1 – содержание азота нитратов в 1 мл стандартного раствора, мг/мл;
10 – количество стандартного раствора азота нитратов, мл;
10" – количество исследуемой воды, мл;
Н1 – высота столбика исследуемой воды, см;
Н2 – высота столбика стандартного раствора, см.
При повышенном содержании в воде хлоридов (более 10 мг/л), которые мешают определению, в воду
добавляют 0,44% раствор сернокислого серебра. При высокой цветности воды (более 25°) воду осветляют путем
коагуляции.
Содержание нитратов в питьевой воде не должно превышать 45,0 мг/л (Госстандарт 2874-82).
ТЕМА №3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПДС И ЭФФЕКТИВНОСТИ
ВОДООХРАННЫХ
СООРУЖЕНИЙ.
САНИТАРНАЯ
ОЧИСТКА
НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОЙ СТЕПЕНИ
ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД НА ХИМИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ
ПРЕДПРИЯТИЯХ
ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Ознакомиться с методами санитарной очистки населенных мест, технологией проведения
и методикой контроля качества санитарной очистки сточных вод.
ВОПРОСЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ:
1. Почва и её гигиеническое значение.
2. Основные физические свойства и естественный химический состав почвы. Процессы самоочищения почвы.
3. Заболевания, возникновение которых связано с загрязнением почвы.
4. Схема санитарной оценки и показатели санитарного состояния почвы. Основные этапы нормирования
экзогенных химических веществ в почве. Показатели вредности почвы.
5. Основные системы, методы и способы сбора, транспортировки, обеззараживания, обезвреживания и
утилизации твердых и жидких отходов.
6. Мероприятия по санитарной охране вод, открытых водоемов и почвы. Методика контроля качества
проведения санитарной очистки сточных вод.
ЗАДАНИЕ:
1. Ознакомиться с методами, способами и средствами сбора, транспортировки, обеззараживания,
обезвреживания и утилизации твердых и жидких отходов.
2. Занести в протокольную тетрадь схему станции биологической очистки сточных вод г. Винницы, а также
перечень мероприятий по организации контроля за качеством очистки и обеззараживания жидких отходов.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Даценко І.І., Габович Р.Д. Профілактична медицина. – К.: Здоров’я, 2004. – С. 205–231.
2. Гончарук Є.Г. Комунальна гігієна. – К.: Здоров’я, 2003. – С. 206–316, 327–419.
1. Габович Р.Д., Шахбазян Г.Х., Познанский С.С. Гигиена. – К.: Вища школа, 1983. – С. 156–163.
2. Даценко І.І., Габович Р.Д. Основи загальної і тропічної гігієни. – К.: Здоров’я, 1995. – С. 93–106, 114–122.
3. Общая гигиена // Румянцев Г.И., Воронцов М.П., Гончарук Е.И. и др. – М.: Медицина, 1990. – С.130–140.
4. Учбовий посібник до практичних занять з загальної гігієни. // За ред. В.Г.Бардова, І.І.Швайко – К.; 1994. –
ч. 2. – С. 123–134.
5. Загальна гігієна: пропедевтика гігієни // Гончарук Є.Г., Кундієв Ю.І., Бардов В.Г. та ін.; За ред.
Є.Г.Гончарука – К.: Вища школа. 1995. – С.127–130.
6. Гурова А. И., Горлова О.Е. Практикум по общей гигиене. – М.: Изд. Университета Дружбы Народов, 1991.
– С. 90–96, 100–103.
7. Пивоваров Ю.П. Руководство к лабораторным занятиям по гигиене. – М.: Медицина, 1983. – С. 32–34.
9. І.В.Сергета. Практичні навички з загальної гігієни. – Вінниця, 1997. – С. 28 – 30. 86.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
В ходе занятия студенты знакомятся с основами гигиенического, эпидемиологического и экологического
значения почвы, овладевают методикой гигиенической оценки почвы по результатам лабораторного анализа,
используя при этом схему санитарной оценки почвы, самостоятельно решают задачи по теме практического занятия.
Используя приведенную в методической разработке схему станции биологической очистки сточных вод г. Винницы,
разбирают основные системы, методы и способы сбора, транспортировки, обеззараживания, обезвреживания и
утилизации твердых и жидких отходов. Схему заносят в протокольную тетрадь.
Почвой называют рыхлый поверхностный пласт земной коры, которому свойственно плодородие. Он
представляет собой сложную многокомпонентную малодинамическую дисперсную систему, в которой дисперсная
среда представлена минеральными веществами (кристаллическим кварцем, алюмосиликатами, глинистыми
минералами, естественными макро- и микроэлементами), а дисперсной фазой являются органические вещества, все
виды почвенной влаги (гигроскопической, пленочной, капиллярной, свободной гравитационной), воздух, микро- и
макроорганизмы.
Гигиеническое значение почвы:
Почва имеет важное гигиеническое значение для здоровья населения и благоустройства населенных мест и
является:
 главным фактором формирования естественных и искусственных биогеохимических провинций,
играющих важную роль в возникновении и профилактике эндемических заболеваний среди населения;
 средой, обеспечивающей циркуляцию в системе «окружающая среда-человек» химических и
радиоактивных веществ, используемых в народном хозяйстве, а также экзогенных химических веществ, попадающих
в почву с выбросами промышленных предприятий, авиа- и автотранспорта, сточными водами, и является фактором,
влияющим на здоровье населения;
 одним из источников химического и биологического загрязнения атмосферного воздуха, подземных и
поверхностных вод, а также растений, являющихся источником питания для человека;

фактором распространения инфекционных болезней и инвазий;
 естественной средой для обезвреживания жидких и твердых отходов.
Эндемическое значение почвы:
1. Почва является средой, в которой происходят процессы трансформации солнечной энергии.
2. Почва является тем элементом биосферы Земли, которая формирует химический состав пищевых
продуктов, питьевой воды и частично – атмосферного воздуха.
3. Почва – это важная цепь кругооборота веществ в природе, среда, в которой беспрерывно происходят
разнообразные сложные процессы разрушения и синтеза органических веществ и миграции химических веществ на
нашей планете. В процессы миграции включаются вещества как естественного, так и антропогенного (техногенного)
происхождения.
4. Почва как элемент биосферы Земли играет важную роль в формировании качества воды источников
хозяйственно-питьевого водоснабжения, к которым принадлежат, прежде всего, подземные воды (грунтовые,
межпластовые напорные и безнапорные), а также поверхностные водоемы (реки, озера, водохранилища).
5. Почва влияет на качественный состав атмосферы
Эпидемиологическое значение почвы (фактор передачи возбудителей инфекционных болезней и инвазий
людей) состоит в том, что в ней вопреки антагонизму почвенной сапрофитной микрофлоры возбудители
инфекционных заболеваний могут довольно продолжительное время сохранять жизнедеятельность, вирулентность и
патогенность.
Длительное время могут сохраняться в почве не только бактерии, но и патогенные вирусы. Еще дольше, на
протяжении 20-25 лет, сохраняются в почве споры анаэробных микроорганизмов, которые постоянно встречаются в
почве населенных мест. Это споры палочки столбняка, возбудителя газовой гангрены, клостридии ботулизма,
сибирской язвы. Продолжительное пребывание в почве указанных патогенных микроорганизмов и их спор является
причиной возникновения соответствующих инфекционных заболеваний в случае попадания в рану загрязненной
почвы, употребления загрязненных пищевых продуктов.
Загрязненная почва может выполнять роль фактора передачи возбудителей как антропонозних, так и
зооантропонозних инфекций. К первым относятся кишечные инфекции бактериальной природы (брюшной тиф,
паратифы А и В, бактериальная дизентерия, холера, сальмонеллезы, эшерихиоз), вирусной этиологии (гепатит А,
энтеровирусные инфекции – полиомиелит, Коксаки, ЕСНО) и протозойной природы (амебиаз, лямблиоз). Из
зооантропонозов через почву могут распространяться лептоспироз, водная горячка, бруцеллез, туляремия, сибирская
язва. Через почву также могут передаваться микобактерии туберкулеза. Загрязненная почва является фактором
передачи гельминтозов (аскаридоза, трихоцефалеза, дифиллоботриоза, описторхоза). Для этих инфекций и инвазий
характерен фекально-оральный механизм передачи, который для кишечных инфекций является ведущим, а для других
– одним из возможных.
Основные свойства почвы
Пористость почвы. Под пористостью понимают суммарный объем пор в единице объема почвы,
выраженный в процентах. Размер пор и пористость почвы зависят от его механического состава. Размер пор в
однородной почве тем больше, чем больше по размеру отдельные механические элементы почвы, то есть зернистость.
Наибольшие поры в каменистой почве, меньшие – в песчаной, очень маленькие – в глинистой, наименьшие – в
торфяной. При этом суммарный объем пор, выраженный в процентах, увеличивается, то есть пористость почвы тем
выше, чем меньше по размеру отдельные механические элементы почвы. Так, пористость песчаной почвы составляет
40%, а торфяной – 82%. Почва с большими порами и низкой пористостью имеют наибольшую фильтрационную
способность, а значит, возможное загрязнение быстро продвигается вглубь и может достигнуть почвенных вод,
которая приводит к их загрязнению и создает опасность для здоровья населения. Оптимальной для процессов
самоочищения от биологических и химических загрязнений считается пористость почвы в границах 60-65%.
Воздухопроницаемость почвы – это способность ее пропускать воздух через свою толщу. Проницаемость
почвы для воздуха обусловлена только размером пор и не зависит от их общего объема (пористости). Смесь газов и
пара, которая заполняет поры почвы, называют почвенным воздухом. Почвенный воздух и вода являются
антагонистами относительно пространства пор. Почва с высокой воздухопроницаемостью обеспечивает лучшее
протекание процессов самоочищения за счет высокого содержания кислорода, и, как результат, быстрого
биохимического окисления.
Водопроницаемость или фильтрационная способность почвы. Под водопроницаемостью понимают
способность почвы поглощать и пропускать воду, которая поступает с верху. Этот процесс проходит в две фазы: во
время первой фазы (всасывания) свободные поры последовательно заполняются водой до полного насыщению
почвы; во время второй фазы (фильтрации) при условии полного насыщения почвы вода начинает двигаться в порах
под действием силы тяжести.
Пласты почвы, в которых формируются почвенные воды получили название зон Гофмана. Вода сначала
фильтруется сквозь поверхностный пласт почвы – зону испарения. Зона испарения содержит большое количество
органических (гуминовых) веществ. Именно здесь расположена корневая система растений, которые всасывают воду
и уменьшают ее испарение с почвы. Вода, которая прошла через зону испарения, попадает в расположенный ниже
пласт почвы – зону фильтрации. Обычно это довольно мощный пласт, в котором в зависимости от влагоемкости
почвы может задерживаться значительная часть воды – 150-350 л в каждом кубическом метре. После насыщения всех
пор зоны фильтрации и превышения поглотительной способности почвы излишек воды начинает фильтроваться в
расположенных ниже пластах, пока не встретит водонепроницаемый пласт (жирную глину, гранит, известняк,
плотный песчаник), который практически не пропускает воду. На этом пласте вода задерживается, собирается и
образовывает зону грунтовых вод, так называемый водоносный пласт (горизонт). Из этого пласта определенное
количество воды поднимается вверх благодаря капиллярности. Получается зона капиллярного поднятия грунтовых
вод, толщина которой зависит от размера пор данной почвы.
Влагоемкость почвы. Под влагоемкостью почвы понимают количество влаги, которую способна удержать
почва за счет сорбционных и капиллярных сил. Влагоемкость обусловлена силами поверхностного сцепления
(адсорбционными силами), которые возникают между поверхностью почвенных частиц и водой, которая их омывает.
Влагоемкость тем больше, что меньше размер пор и больше их суммарный объем, то есть пористость. Средний гравий
задерживает по массе 7% воды, большой песок – 23%, средний – 47%, мелкий – 65% воды. Почвы с высокой
влагоемкостью сырые, холодные, приводят к сырости в жилых и общественных зданиях, в особенности в подвалах и
на первых этажах.
Капиллярность почвы. Под капиллярностью почвы понимают ее способность поднимать по капиллярам воду
из нижних пластов вверх. Чем меньше размер механических частичек почвы, тем выше капиллярность почвы, выше и
медленнее будет подниматься в такой почве вода. Крупнозернистые (гравийные, песчаные) почвы поднимают воду
быстрее, но на меньшую высоту по сравнению с мелкозернистыми (глинистые, суглинистые). Высокая капиллярность
почвы может привести к сырости в жилых и общественных зданиях даже тогда, когда фундаменты заложены
значительно выше уровня грунтовых вод. Высокая капиллярность, как и повышенная влагоемкость, тормозит
процессы самоочищения почвы, делает ее непригодной для очищения сточных вод и бытовых отходов.
ГИГИЕНИЧНАЯ ОЦЕНКА ПОЧВЫ
С целью определения загрязнения почвы используют общепринятую схему санитарной оценки почвы,
предполагающую выделение 4 степеней загрязнения почвы (чистая, слабо загрязненная, умеренно загрязненная,
сильно загрязненная) и предусматривающую определение санитарно–химических (число Хлебникова), санитарно–
бактериологических (микробное число, коли–титр, титр анаэробов), санитарно–гельминтологических (число яиц
аскарид в 1 кг почвы), санитарно–энтомологических (число личинок мух на 0,25 м2 почвы), токсикологических и
радиационных показателей, характеристик содержания канцерогенных веществ.
Схема оценки показателей санитарного состояния почвы приведена в таблице 1.
Таблица 1
Степень
загрязнения
почвы
Чистая
Слабо
загрязненная
Загрязненная
Сильно
загрязненная
Схема санитарной оценки почвы
СанитарноСанитарноСанитарноПоказатель
Санитарногельминтологибактериологические
энтомологические загрязнения
химические
ческие
показатели
показатели
ЭХВ
показатели:
показатели
(микробное число;
(число личинок
(кратность
число
(число яиц
Коли-титр;
мух на 0,25 м2
превышения
Хлебникова
аскарид
титр анаэробов)
почвы)
ПДК)
в 1 кг почвы)
меньше 103;
меньше
0,98–1,00
свыше 1,0;
0
0
ПДК
свыше 0,1
103–5•104;
Одиночные
1–10
0,85–0,98
1–10
1,0–0,01;
экземпляры
ПДК
0,1–0,001
5•104–106;
11–100
0,70–0,85
11–100
10-25
0,01–0,001;
ГДК
0,001–0,0001
свыше 106;
свыше
свыше 100
меньше 0,70
меньше 0,001;
свыше 100
25
ПДК
меньше 0,0001
Радиационные
показатели:
активность
почвы, Ки/км2
1-5
5-15
15-40
40-100
Примечание:
Санитарное число Хлебникова рассчитывают, с использованием формулы (1):
А
С = ––
(1):
В
где: С – число Хлебникова;
А – количество азота гумуса (стойкие формы белковых веществ, образующиеся в результате
жизнедеятельности микроорганизиов почвы в мг на 100 г абсолютно сухой почвы;
В – количество органичного азота в мг на 100 г абсолютно сухой почвы.
Микробное число определяется количеством бактерий в 1 г почвы.
Коли-титр – минимальное количество почвы (в г) в котором обнаруживается 1 E.coli.
Титр анаэробов – минимальное количество почвы (в г) в котором обнаруживается 1 Bac. perfringens.
Кроме того, в качестве показателей санитарного состояния почвы следует использовать данные о содержании
СО2 и соединений азота.
Оценка санитарного состояния почва по содержанию СО2 (в об.%) проводится на основании следующих
критериев:
 0,38 – 0,80 – чистая почва;
 1,20 – 2,80 – слабо загрязненная почва;
 4,10 – 6,50 – загрязненная почва;
 14,50 – 18,00 – сильно загрязненная почва.
Оценка санитарного состояния почвы по содержанию соединений азота проводится на основании
следующих критериев (показатели незагрязненной почвы): общее содержание азота – 68 мг/100 г; аммиак – 57 мг/100
г; азотная кислота – 126 мг/100 г.
ЭТАПЫ НОРМИРОВАНИЯ ЭКЗОГЕННЫХ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВЕ
1 этап – изучение физико-химических свойств экзогенного химического вещества (ЭХВ) и его стабильности
в почве, т.е. времени, за которое разрушается 50% (Т50) и 99% (Т99) рассматриваемого вещества;
2 этап – обоснование объема экспериментальных исследований и ориентировочных пороговых концентраций
для каждого показателя вредности при помощи математического моделирования;
3 этап – проведение лабораторного эксперимента с целью обоснования пороговых концентраций с
использованием органолептического, общесанитарного, фитоаккумуляционного, миграционно-водного, миграционновоздушного и токсикологического показателей вредности;
4 этап – определение величин предельно допустимого уровня воздействия (ПДУВ) и безопасного
остаточного количества (БОК) для химических веществ в конкретных почвенно-климатических условиях;
5 этап – изучение особенностей воздействия почвы, загрязненной ЭХВ, на состояние здоровья населения с
целью проведения коррекции существующих гигиенических нормативов.
Показатели вредности почвы
Органолептический показатель вредности почвы характеризует степень изменения пищевой ценности
продуктов растительного происхождения, а также запаха атмосферного воздуха, вкуса, цвета и запаха воды и
пищевых продуктов в экстремальных условиях эксперимента.
Общесанитарный показатель вредности почвы определяет влияние ЭХВ на процессы самоочищения почвы и
ее биологическую активность.
Фитоаккумуляционный или транслокационный показатель вредности почвы характеризует способность
нормируемого ЭХВ переходить из почвы через корневую систему растения и накапливаться в его зеленой массе и
плодах.
Миграционно-водный показатель вредности почвы определяет процесс миграции изучаемого ЭХВ из почвы в
поверхностные и подземные воды.
Миграционно-воздушный показатель вредности почвы характеризует процесс миграции ЭХВ из почвы в
атмосферный воздух.
Токсикологический показатель вредности почвы характеризует степень токсичности изучаемого ЭХВ для
организма теплокровных животных при комплексном либо сочетанном его поступлении с водой, пищей, воздухом,
через кожу, слизистые оболочки верхних дыхательных путей и т.д.
Санитарная охрана почвы – это комплекс мероприятий, направленных на ограничение поступления в почву
механических, химических и биологических загрязнителей до величин, которые не влияют на процессы
самоочищения почвы, не приводят к накоплению в растениях вредных веществ в опасных для здоровья людей и
животных количествах, не приводят к загрязнению атмосферного воздуха, поверхностных и подземных водоемов, а
также не ограничивают использования почвы в сельском хозяйстве.
Санитарно-технические мероприятия (санитарная очистка населенных пунктов) – это комплекс
мероприятий, которые предусматривают выполнение гигиеничных требований к обустройству и эксплуатации
оборудования и сооружений, которые предназначены для сбора, временного хранения, транспортировки,
обезвреживания и утилизации твердых и жидких бытовых и промышленных отходов.
Все отходы делятся на 2 большие группы: жидкие и твердые.
К жидким отходам относятся: 1) нечистоты из выгребных ям; 2) помои (от приготовления пищи, мытья
посуды, полов, стирки белья и др.); 3) сточные воды – фекальные, бытовые, городские, атмосферные (ливневые и
талые), а также грязная вода от мытья тротуаров и улиц.
К твердым отходам относятся: 1) мусор (бытовые отходы); 2) отходы кухни; 3) отходы лечебнопрофилактических учреждений; 4) отходы других общественных учреждений (школ, детских дошкольных
учреждений, средних и высших учебных заведений, офисов и др.); 5) отходы предприятий общественного питания; 6)
отходы животного происхождения (трупы животных, пищевые конфискаты); 7) отходы торговых учреждений; 8)
отходы промышленных предприятий; 9) шлаки котельных; 10) строительный мусор; 11) уличный мусор.
Различают 3 системы удаления отходов:
 сплавную систему применяют в полностью канализицированных населенных пунктах, в которых жидкие
и частично мелкие твердые отходы сплавляют на очистные сооружения системой труб. Такой способ удаления
жидких и частично мелких твердых отходов получил название канализации. Остаток твердых отходов вывозят
специальным автотранспортом.
 вывозную систему используют в неканализицированных населенных пунктах. При этом и жидкие, и
твердые бытовые отходы вывозят в места обезвреживания и утилизации специальным автотранспортом. Такой способ
удаления (вывоза) твердых отходов получил название очистки, а жидких – ассенизации (от франц. оздоровление).
 смешанную систему применяют в частично канализицированном населенном пункте. При такой системе
жидкие отходы из канализицированной части населенного пункта удаляют с помощью канализационной сети, с
неканализицированной – вывозят ассенизационным транспортом, а все твердые отходы вывозят транспортом для
санитарного очистки.
В современных населенных пунктах при наличии канализации все жидкие отходы сплавляют. После обезвреживания
они попадают в поверхностные водоемы. При использовании вывозной системы жидкие и твердые отходы
обезвреживаются преимущественно в почве.
Для обезвреживания твердых отходов применяют комплекс научно-обоснованых мероприятий – санитарной
очистки населенных пунктов. В Украине принята планово-регулярная система очистки от твердых бытовых
отходов. Суть ее состоит в том, что организация, которая отвечает за очистку, регулярно, по утвержденному графику,
в сроки, определенные санитарными требованиями, вывозит специальным автотранспортом отходы с территории
возле домов. Это происходит в 3 этапа: 1 – сбор и временное хранение твердых бытовых отходов (с помощью
мусоропроводов, квартирных, дворовых, уличных мусоросборников и контейнеров); 2 – вывоз (с помощью
мусоровозов); 3 – обезвреживание и утилизация.
Требования к применяемым методам обезвреживания:
1. Метод должен обеспечивать надежное обезвреживание, то есть отходы должны превращаться в
безвредный в эпидемическом и санитарном плане субстрат.
2. Метод должен обеспечивать быстрое обезвреживание
3. Метод должен предотвратить откладывание яиц и развитие личинок и куколок мух, которые являются
переносчиками бактериального заражения как в отходах во время обезвреживания, так и в обезвреженном субстрате.
4. Метод должен предусматривать предотвращение доступа грызунов в процессе обезвреживания отходов и
преобразования их в субстрат, неблагоприятный для жизни и развития животных.
5. Органические соединения, которые содержатся в твердых бытовых отходах, должны быстро
превращаться в такие вещества, которые не загнивают и не загрязняют воздух.
6. В процессе обезвреживания отходов не должны загрязняться поверхностные и подземные воды.
7. Метод должен давать возможность максимально и безопасно для здоровья людей использовать полезные
свойства твердых бытовых отходов (получения тепловой энергии, корм для животных, переработка на органические
удобрения).
По конечным целям переработки все методы делятся на 2 группы: утилизационные (переработка отходов на
органические удобрения, биотопливо, выделение вторичного сырья, например, металлического лома, использования
как энергетического топлива) и ликвидационные (погребения в землю, сбрасывания в моря, сжигания без
использования тепла).
По технологическому принципу методы обезвреживания разделяют на: 1) биотермические (поля вспахивания,
полигоны складирования, поля компостирования, биокамери, заводы биотермической переработки; в сельской
местности в личных хозяйствах – компостные ямы, парники); 2) термические (мусоросжигательные заводы без или с
использованием тепловой энергии, которая получается при этом, пиролиз с получением горючего газа и
нефтеподобных смазочных масел); 3) химические (гидролиз); 4) механические (сепарация отходов с дальнейшей
утилизацией, прессование в строительные блоки); 5) смешанные.
«Правила охраны поверхностных вод от загрязнения возвратными водами», утвержденные Постановлением
Кабинета Министров Украины от 25.03.1999г. за № 465, ограничивают сброс в них сточных вод во время
хозяйственной деятельности субъектов разных форм собственности, отдельных граждан. Для этого рекомендуют
максимально использовать сточные воды в возвратных системах водоснабжения для изъятия ценных отходов,
отстранять их полностью или частично, за счет рационализации технологии производства и обустройства бессточных
производств, а также использовать для орошения в сельском хозяйстве.
Запрещается сбрасывать в поверхностные водоемы: неочищенные и недостаточно очищенные хозяйственнобытовые, промышленные и ливневые сточные воды; сточные воды, которые содержат вредные вещества или
продукты их трансформации в воде, на которые не установлены ПДК ли ОДР; радиоактивные вещества;
технологические отходы; промышленное сырье, реагенты, полуфабрикаты и конечные продукты в количествах,
которые превышают установленные нормативы технологических потерь. Правилами запрещен сброс в поверхностные
водоемы сточных вод, которые содержат возбудителей инфекционных заболеваний. Опасные в эпидемическом плане
сточные воды разрешено сбрасывать в водоемы только после полной очистки и обеззараживания. Критерием
эпидемической безопасности таких сточных вод является индекс бактерий группы кишечной палочки не выше 1000 и
индекс коли-фагов до 1000 БУО/л. Расчетную дозу активного хлора уточняют в процессе эксплуатации оборудования
для обеззараживания сточных вод. Концентрация остаточного свободного хлора в обеззараженной воде после
контакта должна быть не меньше 1,5 мг/л.
Определить условия сброса сточных вод в водоем – означает рассчитать допустимую степень их загрязнения,
при котором они могут быть сброшены в конкретный водоем с сохранением при этом качества воды в створе,
расположенном на 1 км выше от ближайшего пункта использования воды, с соблюдением требований,
определенными СанПиНом 4630-88 распространяются на:
а) выпускание всех видов промышленных и хозяйственно-бытовых стоковых вод населенных пунктов, отдельно
расположенных жилых и общественных зданий, коммунальных, лечебно-профилактических, транспортных,
сельскохозяйственных учреждений, промышленных предприятий, в том числе шахтных вод, нефтедобычи, сбросных вод,
из орошаемых сельскохозяйственных угодий, обработанных минеральными удобрениями и ядохимикатами, осушаемой
территории и других сточных вод любых объектов независимо от их ведомственной принадлежности и формы
собственности;
б) все запроектированные выпускания сточных вод на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях,
которые только строятся или реконструируются или расширяются, а также в случае изменения технологии
производства; все запроектированные выпуски сточных вод канализации населенных мест и отдельно расположенных
жилых и общественных зданий, других объектов, независимо от их ведомственной принадлежности и форм
собственности;
в) выпуски сливной канализации, которая отводит атмосферные воды из промышленной площадки и
территории населенных мест.
Необходимая степень очистки сточных вод на химико-фармацевтических предприятиях регламентируется
теми же «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения возвратными водами» и требованиями СанПиНа
4630-88. На примере Винницкой станции биологической очистки сточных вод вы можете ознакомиться с основными
этапами и методами обработки жидких отходов.
Ежегодно в городскую канализационную сеть поступает в среднем 80-85 тыс.м3 сточных вод. Станция
биологической очистки сточных вод г. Винницы способна ежедневно очистить 55 тыс. м 3. В связи с этим, в настоящее
время строится новая очередь станции мощностью 35 тыс. м 3.
Устройство биологической очистки представлено на схеме 1.
Технологический процесс улучшения качества сточных вод на станции предполагает:
1) Прием сточных вод (1 этап);
2) Механическую очистку (2 этап);
3) Биологическую очистку (3 этап);
4) Обеззараживание (4 этап).
Для приема сточных вод оборудован приемный колодец и гаситель скорости.
Сточные воды поступают на станцию решеток, оборудованных металлическими решетчатыми фильтрами,
позволяющими очистить воду от крупных взвешенных предметов (ветки, листья, бумага и др.), песколовки, т.е.
бетонные резервуары, в которых резко снижается скорость переливания сточных вод, в результате чего крупные и
мелкодисперсные вещества падают на дно. Первичные радиальные отстойники, представляют собой крупные
бетонные емкости, в которые вносится определенное количество ила для ускорения биологических реакций. Сточная
вода, медленно проходя через емкости, освобождается от взвешенных частиц, которые оседают на дно резервуара, и,
подвергаясь воздействию живых организмов, превращаются в ил, периодически удаляемый на специальные иловые
площадки. Далее сточная вода перемещается в аэротенки, в которых смешивается с воздухом, нагнетаемым насосной
станцией. Кислород воздуха окисляет органические вещества, находящиеся в воде. Следующий этап очистки отстаивание сточных вод во вторичных радиальных отстойниках. Принцип их устройства такой же, как и для
первичных радиальных отстойников. После прохождения вторичных отстойников сточные воды поступают в
хлораторную, где обеззараживаются газообразным хлором из расчета 4-10 мг/л.
Коли-титр воды после проведения хлорирования должен быть равен 1 мл. После обеззараживания сточная
вода поступает в специальный тоннель и сбрасывается в реку Южный Буг.
Недостатки в техническом состоянии или эксплуатации очистных сооружений хозяйственно-бытовой и
промышленной канализации снижают ее оздоровительное значение, а также могут стать причиной опасного
загрязнения поверхностных водоемов, атмосферного воздуха, почвы территории жилой застройки населенных мест и
промышленных зон. Сброс неочищенных ими недостаточно очищенных хозяйственно-бытовых и промышленных
сточных вод (одной из трех движущих сил нарушения уровня здоровья населения) непосредственно в водные объекты
и через систему городской канализации способствуют химическому и бактериальному загрязнению источников
водоснабжения, ухудшению экологического состояния бассейнов большинства рек и отдельных проливов.
Итак, только обеспечение соответствия степени очистки хозяйственно-бытовых и промышленных сточных
вод установленным нормативам и стандартам даст возможность предотвратить загрязнение поверхностных водоемов,
достичь экологически безопасного использования водных ресурсов для удовлетворения хозяйственных и питьевых
потребностей общества. Рациональная эксплуатация очистных канализационных сооружений обеспечивает
максимальное использование их мощности и гарантирует надлежащие санитарно-гигиенические результаты их
работы. Кроме того, она способствует решению основного задания – охраны окружающей среды, в первую очередь
водных источников, от загрязнения органическими веществами антропогенного происхождения.
Очистные сооружения, в том числе малой канализации, должны обеспечивать надлежащий санитарнотехнический эффект очистки сточных вод, то есть числовые значения показателей качества очистки не должны
превышать проектные или нормативные величины. Очистные канализационные сооружения, которые
эксплуатируются с нарушением технологического регламента, негативно влияют на окружающую среду, в частности
на поверхностные водоемы. В реку, водохранилища, озера, пруды без очистки или в результате очистки, которая не
отвечает санитарно-гигиеническим требованиям, сбрасывают хозяйственно-бытовые сточные воды свыше 40%
действующих в Украине очистных сооружений канализации. Кроме поверхностных водоемов, загрязняются также
почва и атмосферный воздух.
Препятствием на пути антропогенного влияния на окружающую среду должна стать оптимальная санитарнотехническая эксплуатация очистных сооружений канализации. Среди первоочередных профилактических мер следует
выделить регулировочный критериальный оценочный показатель – гигиеническую эффективность работы очистных
сооружений канализации и детоксикацию сточной воды. То есть гигиеническая эффективность, наряду с другими
мероприятиями, корректирует технологический процесс на достижение нормативных показателей, регламентирует
качество очищенной сточной воды, предотвращает загрязнение окружающей среды.
СХЕМА
станции биологической очистки сточных вод
Город
Приемный колодец
Гаситель скорости
Станция решеток
Песколовки
Первичные
Воздух
радиальные
Насосная
станция
отстойники
Аэротенки
Вторичные
Сl2
радиальные
Туннель
Хлораторная
р. Южный Буг
Практическое внедрение механизма гигиенической инвентаризации процесса очистки сточной воды и ее
осадка на очистных сооружениях канализации предусматривает реализацию таких заданий:
1) оценивание состава очистных сооружений канализации и технологии обрабатывания сточной воды;
2) определение надлежащей степени очистки сточных вод;
3) определение целесообразности использования очищенных сточных вод для сельскохозяйственного
орошения;
4) определение целесообразности обезвреживания и утилизации осадка сточных вод;
5) гигиеническое оценивание качества сточной воды по данным санитарно химического и
бактериологического анализа;
6) оценивание работы очистных сооружений и качества сточной воды по технологическим показателям;
7) комплексное оценивание работы очистных сооружений и технологии обрабатывания сточной воды по
результатам санитарного обследования с целью оптимизации их эксплуатации.
Основные положения гигиенической инвентаризации могут быть использованы и во время очистки
промышленных сточных вод, но с учетом таких дополнений:
1) определение и оценивание концентрации вредных веществ (загрязнений) в канализационной сети на
выпуске промышленного предприятия;
2) определение и оценивание концентрации вредного вещества в сточных водах на входе станции
биологической очистки;
3) оценивание величины временно согласованного сброса данного вещества в водоем на выпуске городских
очистных сооружений канализации или общего лимита на сброс данного вещества в водоем.
Гигиеническая эффективность прямо связана с определением надлежащей степени очистки сточных вод по
санитарно-токсикологическим, общесанитарным и органолептическим показателям вредности, по которым
устанавливают ПДК. Определяют по уравнению материального баланса:
qC ñò .ïð
ÏÄÑ

QC ô
Ôîí

Ñ ïð (q  aQ)
Íîðìàòèâíî
å ñîñòîÿíèå
âîäî¸ìà
,
где q, Q, – затрата сточной и речной воды (м3/час);
Сcт пр, Сф – концентрация лимитированного вещества соответственно для нормативно очищенной сточной
воды и в поверхностном водоеме выше от места сброса (г/м 3);
Спр – ПДК лимитированного вещества в воде водоема в зависимости от категории водопользования (г/м 3);
а – коэффициент смешивания (часть единицы).
Значение СС1 характеризует концентрацию загрязненных веществ сточных вод, которая должна быть
достигнута в результате их очистки и отвечать нормативным показателям.
Эти расчеты дают возможность определить надлежащую степень очистки сточных вод, осуществить
оптимизацию технологического процесса их обработки и установить предельно допустимый сброс загрязненных
веществ в водоем. Оптимизация эксплуатации очистных сооружений канализации обеспечивает экологически
безопасную деятельность и значительно уменьшает влияние очистной канализационной станции на окружающую
среду.
Желательно, чтобы на всех этапах надзора, начиная с выбора земельного участка под обустройство очистных
канализационных сооружений и заканчивая работой комиссии по их приемке в эксплуатацию, принимал участие один
и тот же врач отделения коммунальной гигиены санитарно-эпидемиологической станция. На каждый объект, который
строится или реконструируется, ведут специальную карту за установленной формой (форма № 305/0). В карту заносят
результаты санитарного осмотра объекта, который строится или реконструируется. Каждое санитарное обследование
объекта завершается составлением акта.
Порядок введения в эксплуатацию построенных (реконструированных) очистных канализационных
сооружений определяется Государственной строительной нормой Украины “Принятия в эксплуатацию законченных
строительством объектов. Основные положения. ДБН А.3.1–3–94”. Согласно настоящему документу вводят в
эксплуатацию очистную канализационную станцию после гидравлических испытаний трубопроводов и емкостных
сооружений, длительного (не менее 3 суток) комплексного испытания, под нагрузкой на чистых или сточных водах, а
также после проверки взаимодействия всех сооружений.
Гигиеническую эффективность работы очистных сооружений оценивают по влиянию сточных вод на водоем,
его санитарное состояние в пунктах водопользования. Неочищенные или недостаточно очищенные сточные воды
играют важную этиологическую роль в формировании уровня здоровья населения. Объясняется это тем, что, согласно
первому закону гигиены, нарушение уровня здоровья населения возможно при наличии трех движущих сил:
источника вредности или загрязнителя, механизма передачи этого загрязнителя и чувствительного (к этому
загрязнителю) организма.
ТЕМА
№4.
МЕТОДИКА
ПРОВЕДЕНИЯ
ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ
ЭКСПЕРТИЗЫ НА ХІМІКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ПРЕДПРИЯТИЯ
ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Ознакомиться с методикой проведения экологической экспертизы на предприятиях
фармацевтической промышленности, особенностью охраны природы от загрязнений для предприятий
фармацевтической промышленности, научиться давать оценку прямой экологической эффективности и рассчитывать
показатели абсолютной экологической эффективности капиталовложений.
ВОПРОСЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ:
1. Экологическая экспертиза: основные понятия, цель, объекты, материалы экологической экспертизы.
2. Экологический паспорт фармацевтического предприятия, редких растений и животных.
3. Экоиндустрия.
4. Инженерно-экологическая экспертиза: цель, задача, этапы проведения.
5. Экологическая паспортизация предприятий фармацевтической промышленности: цель, структура и
содержание экологического паспорта, этапы разработки.
6. Нормативно-инструктивные документы, регламентирующие деятельность в отрасли государственной
экологической экспертизы.
7. Природоохранная деятельность и ее особенности. Закон незаменимости биосферы.
8. Категория опасности предприятий и методика их определения.
9. Замкнутые, открытые и закрытые экологические системы и их экологическое значение.
10. Экологические, социально-экономические и экономические эффекты природоохранной деятельности.
ЗАДАНИЕ:
1. Ознакомиться с основными положениями экологической экспертизы на предприятиях фармацевтической
промышленности и методикой оформления документации во время проведения экологической экспертизы
промышленных предприятий фармацевтической промышленности.
2. Выучить методы оценки эффективности охраны природы с использованием санитарно-гигиенических,
экономических и технологических показателей в фармацевтической промышленности.
3. Оценить по данным ситуационной задачи, величину реального прямого экологического эффекта
очистительных мероприятий, степень очистки, рассчитать показатель себестоимости единицы экологического
эффекта и показатель абсолютной экологической эффективности капиталовложений.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Джигирей В.С., Сторожук В.М., Яцюк Р.А. Основи екології та охорони навколишнього природного
середовища. — Л.: Афіша, — 2000. — С. 157—158, 159—164, 164—169, 206—208.
2. Андриенко Т.А., Плюта П.Г., Прядко Е.И., Каркуциев Г.Н. Социально-екологическая значимость природнозаповедных территорий Украины. — К.: Наукова думка, 1991, — 196—154.
3. Перцик Е.Н. Среда человека: предвидимое будущее. — Мысль,1990. — 216 с.
4. Злобін Ю.А. Основи екології. К.: — Видавництво: “Лібра”, ТОВ, 1998 — С.45—216.
5. Старицкий Г.В., Родионов А.И. Экология — М.: Высш. школа, 1988. — С. 236—265.
6. Костыльков И.Г. Как оценить пользу. Как оценить ущерб // Химия и жизнь. — 1985. — № 3. — С. 60—63.
7. Либерман Б. О показателях эффективности мероприятий по охране окружающей среды // Вестник
статистики. 1979. — № 4. — С.42—47.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
В ходе практического занятия студенты знакомятся с основными положениями экологической экспертизы
проектов предприятий фармацевтической промышленности, методикой составления и основными положениями,
экологического паспорта, изучают методы оценки эффективности охраны природы с использованием современных
подходов, по данным ситуационной задачи оценивают эффективность очистительных мероприятий на
фармацевтических предприятиях и т. д.
Экологическая экспертиза и экологические паспорта
Потребность предприятий промышленности и сельского хозяйства, в том числе предприятий
фармацевтической промышленности, в экологической конверсии (экологическое превращение) определяются на
основе материалов экологической экспертизы (ЭЭ).
Экологическая экспертиза технических проектов впервые начала применяться в 60 годы прошлого века в
Великобритании. В ФРГ закон обязательности относительно ЭЭ был принят в 1990 году.
Закон Украины “Об охране окружающей среды” (1991) предусматривает проведение ЭЭ как действующих
промышленных и сельскохозяйственных предприятий, так и проектов предприятий, а также отдельных территории.
Кроме того, в 1995 году принят закон Украины “Об экологической экспертизе”.
Проведение экологической экспертизы обязательно в процессе законотворческой, инвестиционной,
управленческой, хозяйственной и другой деятельности, которая влияет на состояние окружающей естественной
среды.
ЭЭ в Украине – это отдельный вид научно-практической деятельности специальных государственных
органов, который основывается на исследовании и анализе проектов объектов или действующих эксплуатируемых
объектов и материалов, реализация которых может негативно влиять на окружающую среду и здоровье человека.
Цель ЭЭ – предотвращение негативного влияния антропогенной деятельности на состояние окружающей
среды и здоровье человека.
Объекты ЭЭ:
 проекты законодательных актов и проекты нормативно-правовых актов, регулирующие хозяйственную
деятельность;
 проекты развития отраслей народного хозяйства;
 генеральные планы населенных пунктов;
 проекты строительства и реконструкции предприятий;
 документация относительно создания новой техники, технологии, веществ (в том числе тех, что
разрабатываются за рубежом);
 экологически опасные объекты (в том числе военные объекты и объекты оборонного назначения).
Выводом ЭЭ является научно обоснованный прогноз влияния на окружающую среду объекта экспертизы.
Материалы ЭЭ включают у себя такие разделы:
1. Описание содержания и назначение проекта (действующего предприятия или территории).
2. Место реализации и экологические параметры производимой продукции.
3. Оценка всех видов влияния реализованного проекта на окружающую среду.
4. Влияние проекта на благосостояние населения.
5. Влияние проекта на флору и фауну.
6. Влияние проекта на взаимосвязь между компонентами окружающей среды.
7. Влияние на памятники культуры.
8. Анализ достаточности мероприятий, предусмотренных проектом, относительно устранения вредных
влияний на окружающую среду.
9. Общий вывод о целесообразности реализации проекта.
Завершается ЭЭ оформлением экологического паспорта.
Экологический паспорт предприятия фармацевтической промышленности – это документ, который:
1) отображает состояние данного предприятия или участка территории с позиции их влияния на
окружающую естественную среду;
2) дает развернутую характеристику технологии производства с раскрытием материальных и
энергетических расходов, детально описывает все выбросы и отходы производства с указанием степени их
токсичности, дает оценку уровню возможной экологической вредности продукции производства;
3) содержит предложения относительно оптимизации производства;
4) содержит предложения относительно текущего экологического контроля.
Разрабатываются экологические паспорта и для редких видов растений и животных. Экологический
паспорт вида животных, растений, содержит данные о:
 ареал вида;
 численность;
 типичные места пребывания ;
 структуру популяции;
 трофические связи;
 особенности размножения;
 наличие врагов и вредителей;
 уязвимость к разным антропогенным влияниям.
Это особенно важно для растений, которые официально признаны лекарственными и служат сырьем для
производства фармакологических препаратов.
Экоиндустрия
Необходимость решения проблемы состояния окружающей среды и качества жизни привели к появлению
экоиндустрии.
Экоиндустрия – отрасль промышленности, которая производит приборы и оборудование для обезвреживания
вредных веществ и тщательного учета их пребывания в воздухе или в почве.
В 1990 году в г. Ванкувере (Канада) была проведена первая международная экологическая ярмарка. В ней
приняли участие 64 страны мира. Ассортимент товаров экологического рынка становится все более широким:
пылеулавливающее и газоочистительное оборудование, оборудование доочистки домовых газов и т.п. Особенный
раздел таких рынков – это приборы и оборудование для осуществления контактного или дистанционного контроля за
состоянием окружающей среды.
Инженерно-экологическая экспертиза проектов предприятий
Основной целью экспертной оценки или “инженерно-экологической экспертизы” (ИЭЭ), является
всесторонняя оценка влияния предприятия на окружающую среду. ИЭЭ проводится:
 на стадии утверждения проекта;
 при функционировании предприятия и при его расширении;
 в случае составления выводов и при принятии решения относительно утверждения проекта;




на стадии установления возможности последующего функционирования предприятия;
при ограничении объема выпуска определенных изделий или при прекращении выпуска;
при установлении необходимости применения новых природоохранных мероприятий;
в случае модернизации существующих предприятий.
ИЭЭ выявляет наиболее вероятные экологические последствия строительства, функционирования и
расширения предприятия, по сравнению с желаемым и допустимым состоянием окружающей человека среды.
Предприятие не должно сверхнормативно влиять на окружающую среду; препятствовать собственной работе
и функционированию расположенных рядом предприятий, нарушать через окружающую их среду ход основных
технологических процессов; наносить вред здоровью населения и т.п.
ИЭЭ заключается в оценке длитетельного влияния предприятия на природные ресурсы, естественные
условия, условия последующего развития промышленности региона и условия жизни обитателей определенного
участка местности.
В целом инженерно-экологическая экспертиза состоит из трех этапов:
1 этап: Рассмотрение задания на проектирование объекта и анализ результатов расследования, проведенного
на месте последующего строительства.
Результатом этого этапа является оценка исходных данных, которые содержатся в проекте строительства. При
этом предусматривается также проведение оценки исходных данных, положенные в основу проекта при расчетах
возможного влияния на окружающую среду;
2 этап: Оценка технологических решений, характеристик оборудования и свойств материалов; установление
возможности их использования в естественных условиях строительства объекта.
3 этап: Оценка проекта в целом.
При проведении ИЭЭ проекта наиболее целесообразным является наличие двух-трех альтернативных
решений для последующего строительства объекта. Обязательным компонентом является осуществление анализа
природоохранных мероприятий по восстановлению окружающей среды согласно каждому альтернативному решению,
оценка их эффективности и т.п.
Материалы экологических обоснований относительно сохранения чистоты естественной и окружающей
среды при строительстве новых предприятий должны быть достаточно убедительными не только для инстанции и
специалистов, которые их утверждают, но и для широких слоев населения. В ином случае вмешательство
общественности может привести к задержке строительства или даже отклонению запланированных проектов.
Экологическая паспортизация предприятий фармацевтической промышленности
Экологическая паспортизация была внедрена с целью оздоровления экологической ситуации. Согласно ДСТу
17.0.0.04-90 “Экологический паспорт промышленного предприятия” целью экологической паспортизации является
следующее:
 установление количественной и качественной характеристик природопользования (сырья, топлива,
энергии), а также количественной и качественной характеристик загрязнения окружающей среды, выбросами,
стоками, отходами, излучениями и т.п.;
 получение удельных показателей природопользования и загрязнения окружающей среды предприятиями,
которые позволяют анализировать технологию, используемую на предприятии, и оборудование в сравнении с
лучшими отечественными образцами, а также сведений о наносимом предприятием вреде.
По результатам экологической паспортизации предприятий оценивают влияние выбросов, отходов,
загрязняющих веществ на окружающую среду и здоровье населения, а также определяют плату за
природопользование и плату за загрязнение окружающей среды; устанавливают предельно допустимую норму
выбросов для предприятия, сбросов, отходов, загрязняющих веществ для предприятий, планируют природоохранные
мероприятия и оценивают их эффективность; осуществляют экспертизу проектов реконструкции предприятий;
контролируют и оценивают уровень соблюдения предприятиями законодательства, норм и правил в отрасли охраны
природы; реализовывают мероприятия по повышению эффективности использования природных ресурсов, энергии и
вторичных ресурсов.
В ходе проектирования новых предприятий или в случае реконструкции существующих
экологический
паспорт составляет проектная организация. Экологический паспорт согласовывают с местными органами охраны
природы и его отделами (охраны атмосферного воздуха, водных ресурсов, земельных ресурсов, растительного и
животного мира).
Паспорт утверждает руководитель предприятия, отвечающий за его оформление и достоверность
приведенных в нем данных. Процесс экологической паспортизации является непрерывным. Она проводится
периодически при любых изменениях технологии, во время реконструкции предприятий и в случае освоения новой
продукции.
Структура и содержание экологического паспорта:
 титульный лист;
 общие сведения о предприятии и его реквизитах;
 короткая природно-климатическая характеристика района, где расположено предприятие, описание
технологии производства, сведения о продукции;
 балансовая схема материальных потоков;
 сведения об использовании материальных и энергетических ресурсов, выбросов в атмосферу отходов,
водопотребления и водоотвода;
 сведения о рекультивации испорченной земли;
 данные о транспорте предприятия;
 -данные об эколого-экономической деятельности предприятия.
Разработка экологического паспорта на предприятии состоит из следующих этапов:
1. Назначение рабочей группы и издание приказа о составлении экологического паспорта.
2. Разработка плана работы назначенной группы, распределение функции между исполнителями и
подразделами по его составлению.
3. Сбор нормативно-технической и отчетной документации.
4. Разработка балансовой схемы производства, количественный и качественный анализ материальных
потоков, определение источников загрязнения окружающей среды.
5. Проведение инвентаризации выбросов, установление ПДВ или ТПВ.
6. Инвентаризация водопользования и водоотвода, а также определение ПДС или ТПС.
7. Инвентаризация природопользования и определение количественных показателей сырья, материалов,
энергии по видам продукции, удельного веса на единицу выпускаемой продукции.
8. Инвентаризация отходов и определение количественных показателей отходов по видам продукции и
удельного веса на единицу выпускаемой продукции.
9. Инвентаризация используемых земельных ресурсов и объемов рекультивации земли.
10. Заполнение формы экологического паспорта.
Экологическая паспортизация предусматривает:
1. Составление карты-схемы предприятия с нанесением источников загрязнения атмосферы, поверхностных
вод, мест захоронения отходов, пределов санитарно-защитной зоны, транспортной магистрали, зоны отдыха,
памятников архитектуры, постов наблюдения загрязнений атмосферного воздуха и сбросов сточных вод.
2. Получение в органах охраны природы метеорологической характеристики и коэффициентов рассеивания
загрязняющих веществ в атмосфере над населенным пунктом.
3. Получение в органах Госгидромету или в местных органах охраны природы, характеристики состояния
окружающей среды по фоновой концентрации загрязняющих веществ.
4. Получение в водоканале или в местных органах охраны природы характеристики водопользования по
качеству воды и приемников сточных вод.
5. Составление характеристики производства с разработкой балансовой схемы материальных потоков с
ссылкой на виды исходного сырья и промежуточных продуктов (приводятся источники загрязнений и точки их
контроля).
6. Определение данных использования земельных ресурсов за результатами инвентаризации или
статистической отчетности. Характеристики использования земли определяют отдельно (здания и сооружения,
вспомогательные производства, административно-бытовые помещения – площадка, хранилище, свалка, накопители
сточных вод, озеленение, санитарно-защитная зона и иные потребности).
7. Составление ведомостей по общей и удельной затрате энергоресурсов на каждый вид продукции по данным
статистических отчетов или инвентаризации.
К экологическому паспорту добавляют расчет ПДВ или ТПВ, в котором приводят характеристику,
полученную по результатам инвентаризации и расчетов выбросов в атмосферу. Характеристики водопотребления,
водоотвода и очистки сточных вод на предприятии определяют по данным инвентаризации, расчетов ПДС или ТПС, а
также статистических отчетов. Экологический паспорт утверждается после согласования с органами охраны природы.
По результатам экологической паспортизации предприятия выдается приказ с приложением, содержащим комплекс
природоохранных мероприятий, которые должны быть внедрены на предприятии.
Перечень законодательных и нормативно-инструктивных документов, регламентирующих деятельность в
отрасли государственной экологической экспертизы и оценки влияния на окружающую среду
1. Закон Украины “Об охране окружающей среды” (25.05.1991).
2. Закон Украины “Об экологической экспертизе” (09.02.1995).
3. Постановление Кабинета Министров Украины “О перечне видов деятельности и объектов, которые
являют собой повышенную экологическую опасность” (от 27.07.1995 № 554).
4. Постановление Кабинета Министров Украины “О нормативах расходов на проведение
государственной экологической экспертизы” (от 13.06.1996 № 644 с изменениями и дополнениями от 18.01.1999 №
57).
5. Постановление Кабинета Министров Украины “О Порядке утверждения инвестиционной
программы и проектов строительства и проведения их комплексной государственной экспертизы” (от
17.08.1998 № 13408).
6. Постановление Кабинета Министров Украины “О Порядке передачи документации на
государственную экологическую экспертизу” (от 31.18.1995 № 870 с изменениями и дополнениями от 18.01.1999 №
57).
7. Постановление Кабинета Министров Украины “О внесении изменений и дополнений в некоторые
постановления КМУ” (от 18.01.1999 № 57).
8. Инструкция об осуществлении государственной экологической экспертизы (утверждена приказом
Минэкобезопасности Украины от 07.06.1995 № 55, зарегистрирована Минюстом 12.07.1995 за № 214.750).
9. Государственная строительная норма А.2.2.2.-1-95. “Состав и содержание материалов оценки
влияний на окружающую среду (ОВНС) при проектировании и строительстве предприятий, домов и
сооружений. Основные положения проектирования”. (утверждены приказами Госкомгорстроительства Украины от
28.02.1995 №37 по Минэкобезопасности Украины от 05.04.1995 №9 и введены в действие 01.07.1995).
10. Государственная строительная норма А.2.2-3-97. “Состав, порядок разработки, согласования и
утверждения проектной документации для строительства” (утверждены приказом Госкомгорстроительства от
15.08.1997 № 143 и введены в действие с 01.01.1998).
11. Положение о составе и содержании материалов оценки влияния запроектированной деятельности
на состояние окружающей среды и природных ресурсов на разной стадии решения заданий строительства
новых, расширения, реконструкции, технического переоснащения действующих промышленных и других
объектов (утверждено приказом Минприроды Украины от 08.07.1992 № 59).
12. Типовое положение об экспертных (консультативных) советах экологической экспертизы
(утверждено Минэкобезопасностью 26.09.1995).
13. Правила организации выполнения комплексной государственной экспертизы инвестиционной
программы и проектов строительства (утверждены приказом Госстроя Украины от 04.03.1999 № 51,
зарегистрированы Министром Украины 20.04.1999 за № 247/3540).
14. Письмо Минэкобезопасности Украины “Требования относительно рассмотрения материалов
предыдущего согласования мест расположения объектов хозяйственной деятельности региональными
органами Минэкобезопасности Украины”, утверждены Министерством 07.05.1998 (от 11.05.1998 № 9/2–4–431).
15. Инструктивное письмо Минэкобезопасности Украины “О Комплексной государственной
экспертизе” (от 04.11.1999 № 9 – 4 – 832).
16. Инструктивное письмо Минэкобезопасности Украины “О документах по вопросам комплексной
государственной экспертизы инвестиционной программы и проектов строительства” (от 24.04.1999 № 7/338).
Природоохранная деятельность предприятий и ее особенности
Природоохранной является любая деятельность, направленная на сохранение качества окружающей среды на
уровне, обеспечивающем устойчивость биосферы.
К ней относится как крупномасштабная, осуществляемая на общегосударственном уровне, деятельность
относительно сохранения эталонных образцов нетронутой природы и сохранения разнообразия видов на Земле, так и
деятельность по организации научных исследований, подготовки специалистов-экологов, воспитания населения, и
деятельность отдельных предприятий по очистке от вредных веществ сточных вод и газов, выбрасываемых в
атмосферу, снижение норм использования природных ресурсов и т.д. Такая деятельность осуществляется
преимущественно инженерными методами.
Существует два главных направления природоохранной деятельности предприятий:
1. Очистка вредных выбросов. Этот путь недостаточно эффективен, поскольку с его помощью не всегда
удаётся полностью прекратить выброс вредных веществ в биосферу:
 снижение уровня загрязнения одного компонента окружающей среды приводит к усилению загрязнения
других (напр., установление влажных фильтров для газоочистки сокращает загрязнение воздуха, но приводит к
увеличению степени загрязнения воды);
 в процессе функционирования очистительной установки также образуются отходы;
 работа подавляющего большинства очистительных сооружений требует значительных энергетических
расходов, что, в свою очередь, также является вредным для окружающей среды;
 загрязнители, на обезвреживание каких тратятся значительные средства, являются веществами, в которые
уже вложен труд и которые, с незначительным исключением, можно было бы использовать в последствием.
2. Устранение причины загрязнения. Однако не для всех производств существуют приемлемые техникоэкономические решения относительно резкого сокращения количества отходов и их утилизации, поэтому в реальных
условиях необходимо использовать как первое, так и второе направление.
Закон незаменимой биосферы
Очистка вредных выбросов и безотходные технологии не могут возобновить устойчивость биосферы, если
будут превышены допустимые (пороговые) значения сокращения природных систем. Существует закон незаменимой
биосферы: порогом сокращения природной системы может стать использование более 1% энергетики биосферы и
глубокое превращение более 10% естественных территорий (правила одного и десяти процентов).
Определение категории опасности предприятий
Категорию опасности предприятий рассчитывают по формуле (1):
ÊÎÏ
 Ì 1 
 Ì 1 
 Ì n 
  à1  
  à2    
  an
 
 ÏÄÊ ññ1 
 ÏÄÊ ññ2 
 ÏÄÊ n 
(1)
КОП – категория опасности предприятий;
де М1, М2 – масса выброса первого, второго вещества, т/год;
Мn – масса выброса n-ного вещества, т/год ;
ПДКс.с.1, ПДКс.с.2 – среднесуточная предельно допустимая концентрация первого, второго вещества, мг/м3;
n – количество видов вредных веществ, выбрасываемых предприятием и загрязняющих атмосферу;
a1, a2, a3 – безразмерная константа, позволяющая сравнить степень вредности первого вещества с вредностью
серного газа, которая определяется по таблице 1.
Таблица 1
Безразмерная константа для разных классов опасности веществ
Класс опасности веществ
Константа
1
2
3
4
аn
1,7
1,3
1,0
0,9
По величине КОП предприятия разделяют на 4 категории опасности (табл. 2).
Таблица 2
Категория опасности предприятий и предельные значения КОП
Категория опасности
Значения КОП
I
108
II
104 - 108
III
103 -104
IV
103
Размеры санитарно-защитной зоны, м
1000
500
300
100
В зависимости от той или иной категории опасности предприятия осуществляется учет выбросов
загрязняющих веществ в атмосферу и внедряется периодичность контроля за выбросами предприятий, а также
определяется санитарно-защитная зона от источников загрязнений к жилым районам.
Например, рассмотрим выбросы фармацевтического завода, и определим категорию этого предприятия.
Таблица 3
Выбросы по ингредиентам и классам опасности выделяемых веществ
Название выделяемого вещества
ПДКс.с., мг/м3
Класс опасности
Зависшие вещества (пыль)
0,15
3
Оксид углерода
3,0
4
Серный ангидрид
0,05
3
Двуокись азота
0,04
2
Бенз(а)пирен
0,000001
1
Смолистые вещества
0,02(0,2=ПДК раб. зоны)
2
Выброс, т/час
4663,293
8992,420
727,285
150,000
0,665
911,579
Рассчитаем КОП этого предприятия:
1
ÊÎÏ
 4663,293   8992,242 

 

3

 0,15  
0,9
1
1, 3
 727,285   150 

 

 0,05   0,04 
1, 7
 0,6646 


 0,000001 
1, 3
 911,579 


 0,2 
 7901229924
Полученное значение КОД превышает 108, и, таким образом этот завод является источником загрязнения
окружающей среды и относится к 1 категории по степени загрязнения атмосферы.
Понятие о замкнутых, открытых и закрытых экологических системах
Сложившийся круговорот веществ в биогеоценозе, в значительной степени является замкнутым. Однако в
современной антропогенной системе фармацевтической промышленности утилизируется лишь около 1% веществ, и,
следовательно, 99% веществ имеют свойства, которые являются нетипичными для биогеоценоза. Следовательно, для
снижения экологической напряженности в окружающей среде следуют стать на путь наследования природы, ее
экосистемы, и создавать замкнутую биохозяйственную систему.
Система считается замкнутой, если она не взаимодействует с другими. Но практически человек с такой
системой не встречается - это сугубо абстрактное понятие. Реально он встречается лишь с системой, которая
приближена к ней. Открытая система находится в постоянном взаимодействии со средой, её существование
сопровождается постоянным притоком и оттоком веществ, энергии, информации извне. Промежуточное звено между
ними – системы, которые обмениваются со средой только энергией и информацией. Их принято называть закрытыми.
Достаточно долго существовать и развиваться может лишь открытая система. И, следовательно, все живое, весь
биогеоценоз относится к открытой системе.
Для оценки степени безотходности фармацевтического производства, как открытой системы, нужно
осуществить количественную оценку энтропии, то есть оценить интенсивность обмена веществ, энергией и
информацией с окружающей средой. Чем большей является химическая энергия выработанных отходов, тем большую
работу над окружающей средой они могут осуществить. Энергия промышленных отходов, осуществляя работу над
экологической системой, приводит к ее деградации, принуждает приспосабливаться к новым требованиям
окружающей среды, и, как следствие, изменять свою структуру и определенные, иногда очень важные, качества.
Экологические, социально-экономические и экономические эффекты природоохранной деятельности
Непосредственным следствием проведения мероприятий, направленных на уменьшение загрязнения
окружающей среды, является снижение негативного технологического влияния на экосистему. Это прямой или
первичный экологический эффект.
Улучшение состояния окружающей среды – это вторичный экологический эффект. Вторичный
экологический эффект предопределяет комплексный социально-экономический эффект, который заключается в
повышении эффективности промышленного производства и уровня жизни населения. Те виды социальноэкономического эффекта, которые могут быть представлены в денежном эквиваленте, составляют экономический
эффект.
Величина экономического эффекта, прежде всего, определяется величиной прямого экологического эффекта.
Абсолютная величина первичного экологического эффекта мероприятий, направленных на уменьшение загрязнения
окружающей среды (B) (в расчете на сутки, часы) высчитывается за формулой (2):
B = Bп – B;
(2)
где Вп та В — объемы вредных выбросов до и после проведения мероприятий.
Фактический объем смешанных выбросов (Ву) может быть определен по формуле (3):
n
Ву =  Qn · Bn;
(3)
n=1
где n — количество ингредиентов;
Вn — фактический объем выбросов n-го ингредиента;
Qn — коэффициент, который учитывает реальную экологическую опасность n-го ингредиента.
Реальный экологический эффект противозагрязнительных мероприятий (Е) рассчитываются на основании
формулы (4):
n
n
n=1
n=1
E =  Qn · Bначальный.n —  Qn · Bостаточный.n; (4)
где Вначальный.n и Востаточный.n — начальный и остаточный объемы выбросов n-ингредиента;
nнач. та nостаточн — количество ингредиентов в начальных и остаточных выбросах.
Обобщенный экологический эффект следуют рассматривать как арифметическую сумму снижения выбросов
в атмосферу, водные объекты и почву, с использованием формулы (5):
Е = Ba + Bв + B n г;
(5)
где Ba, Bв, Bг — снижение уровня выбросов соответственно в атмосферу, водные объекты и почву.
Максимально необходимая величина экологического эффекта определяется исходя из того, что объем
выбросов (по отдельным веществам) не был больше, чем предельно допустимый (Впд). Величина предельно
допустимого уровня (Впд) должна определяться, в свою очередь, с таким расчетом, чтобы в районе источника
выбросов не было превышение ПДК вредных веществ.
Таким образом, необходимая и достаточная (то есть нормативная) величина экологического эффекта
(Енорм) от природоохранных мероприятий в каждом конкретном случае достигается при Вз = Впд и выражается
уравнением (6):
Енорм = Вп – Вгд;
(6)
Норма предельных выбросов должна быть разработана для всех предприятий фармацевтической
промышленности. Отношение объема (годового, среднесуточного) обезвреженных загрязнителей (B) к их
начальному объему (Внач) является основным критерием экологической эффективности протизагрязнительных
мероприятий, которые характеризует степень очистки () в % (7):
= B · 100/Bп;
(7)
Абсолютную величину первичного экологического эффекта можно выразить через показатель степени
очистки (B) (8):
B=  · Bn;
(8)
В “Отчете о капитальных вложениях на мероприятия по охране и рациональное использование природных
ресурсов”, который составляют на каждом промышленном предприятии, обязательным является раздел относительно
данных о капитальных вложениях на строительство станции биологической, физико-химической и механической
очистки сточных вод, установки для улавливания и обезвреживания вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу и
т.п.
Кроме того, необходимо подчеркнуть, что уменьшить расходы на очистку и тем самым довести
экологический оптимум до концентрации загрязнений порядка ПДК можно с помощью таких мероприятий, как:
1) интенсификация процессов, которые позволяют уменьшить размеры аппаратуры;
2) замена одного метода другим, более дешевым;
3) разработка новых высокоэффективных процессов и сооружений;
4) замена дорогих реагентов на более дешевые и эффективные;
5) использование одних промышленных отходов для очистки и обезвреживания других;
6) создания ресурсов и энергосберегающих производств с замкнутой структурой материальных потоков сырья
и отходов.
СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ
Задача 1
Фармацевтическая фабрика до реконструкции очистительных сооружений выпускала в водохранилище
сточные воды в объеме 11 м 3 в сутки, в состав которых входили зависшие вещества в концентрации 8,5 мг/л, белкововитаминный концентрат (БВК) – 1,3 мг/л (ПДК – 0,02 мг/л, 3 класс опасности), бензилпенициллин – 0,52 мг/л (ПДК–
0,02 мг/л, 2 класс опасности), анилид салициловой кислоты – 8,6 мг/л (ПДК – 2,5 мг/л, 3 класс опасности). В водоеме
наблюдалось выраженное загрязнение воды и многочисленные заболевания рыб.
После реконструкции очистительных сооружений объем сточных вод уменьшился до 3 м 3 в сутки при
следующей средней концентрации загрязнительных ингредиентов: зависшие вещества – 5,0 мг/л (коэффициент
экологической опасности Q = 1); БВК – 0,5 мг/л (Q = 10); бензилпенициллин – 0,25 мг/л (Q = 100); анилид
салициловой кислоты 1,2 мг/л (Q = 10). Расчетные предельно допустимые выбросы составляют 2 кг в сутки.
Капиталовложение на реконструкцию очистительных сооружений составляет 10000 грн.
Определите реальный прямой экологический эффект очистительных мероприятий, степень очистки
выбросов и показатели абсолютной экологической эффективности и себестоимости экологического эффекта.
Укажите наиболее оптимальные пути последующего улучшения степени очистки выбросов фармацевтической
фабрики в водоем.
Задача 2
Фармацевтическая фабрика до реконструкции очистительных сооружений выпускала в водохранилище
сточные воды в объеме 7 м3 в сутки, в состав которых входили зависшие вещества – в концентрации 6,3 мг/л, белкововитаминный концентрат (БВК) – 0,7 мг/л (ПДК –0,02 мг/л, 3 класс опасности), бензилпенициллин – 0,65 мг/л (ПДК –
0,02 мг/л, 2 класс опасности), анилид салициловой кислоты в концентрации 9,0 мг/л (ПДК – 2,5 мг/л, 3 класс
опасности). В водоеме наблюдалось выраженное загрязнение воды и многочисленные заболевания рыб. Текущие
расходы на охрану природы на фармацевтической фабрике составили 3000 грн. в год. После реконструкции
очистительных сооружений объем сточных вод уменьшился до 1,5 м 3 в сутки при следующей средней концентрации
загрязнительных ингредиентов: зависшие вещества – 2,5 мг/л (коэффициент экологической опасности Q = 1); БВК –
0,5 мг/л (Q = 10); бензилпенициллин – 0,1 мг/л (Q = 100); анилид салициловой кислоты 1,0 мг/л (Q = 10). Расчетные
предельно допустимые выбросы составляют 2 кг в сутки. Капиталовложение на реконструкцию очистительных
сооружений составляет 500 грн.
Определите реальный прямой экологический эффект очистительных мероприятий, степень очистки
выбросов и показатели абсолютной экологической эффективности и себестоимости экологического эффекта.
Укажите наиболее оптимальные пути последующего улучшения степени очистки выбросов фармацевтической
фабрики в водоем.
ТЕМА №5. МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО
ЗАГРЯЗНЕНИЯ
(ШУМ,
ВИБРАЦИЯ,
ЭМП,
ИОНИЗИРУЮЩЕЕ
ИЗЛУЧЕНИЕ).
РАДИАЦИОННЫЙ
КОНТРОЛЬ.
РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И
ПАРАМЕТРОВ ЗАЩИТЫ НАСЕЛЕНИЯ
ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ:
1. Ознакомиться с основными методами защиты от энергетического загрязнения окружающей среды.
2. Усвоить понятие и принципы радиационного контроля.
3. Овладеть расчетными методами оценки радиационной безопасности и параметров защиты населения.
ВОПРОСЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ:
1. Понятие об энергетическом загрязнении окружающей среды. Основные факторы загрязнения.
2. Шум как фактор загрязнения окружающей среды. Основные источники, влияние на организм человека и
методы защиты окружающей среды.
3. Вибрация как фактор загрязнения окружающей среды. Основные источники, влияние на организм человека
и методы защиты окружающей среды.
4. Электромагнитное излучение как фактор загрязнения окружающей среды. Основные источники, влияние на
организм человека и методы защиты окружающей среды.
5. Ионизирующее излучение как фактор окружающей среды: физические свойства, виды, использующиеся в
медицине, и их источники. Понятие о радионуклидах.
6. Виды лучевых поражений. Условия и факторы, от которых зависит степень тяжести лучевых поражений.
7. Качественная и количественная характеристика ионизирующего излучения и радионуклидов.
8. Понятие о дозе облучения и видах дозы.
9. Радиационная угроза и радиационная безопасность. Гигиенические принципы и методы
противорадиационной защиты.
10. Параметры радиационной защиты, определяющиеся при помощи расчетных методов (защита
количеством, временем, расстоянием, экранированием) и методика их расчета.
ЗАДАНИЕ:
1. Оценить значение физических факторов в условиях населенных мест и выучить основные методы охраны
атмосферного воздуха.
2. Оценить меру действия физических факторов окружающей среды на здоровье население (по данным
ситуационных заданий).
ЛІТЕРАТУРА:
1. Комунальна гігієна. Гончарук – К.: Здоров’я, 2003. – С. 420-452
2. Загальна гігієна: пропедевтика гігієни / Є.Г.Гончарук, Ю.І.Кундієв, В.Г.Бардов та ін.: За ред.
Є.Г.Гончарука.– К.: Вища школа, 1995. – С. 254–277, 297-314, 333-345,
3. Даценко І.І. Профілактична медицина: загальна гігієна з основами екології / І.І. Даценко, Р.Д. Габович. – К.:
Здоров’я, 1999 ― С. 135–149.
4. Кириллов В.Ф. Радиационная гигиена / В.Ф. Кириллов, Е.Ф. Черкассов. ― М.: Медицина, 1982. – С.
17―102, 141―148; 158―167
5. Радиация: дозы, эффекты, риск. – М.: Мир, 1988. – 80 с.
6. Нікберг І.І. Гігієна з основами екології / І.І. Нікберг, І.В. Сергета, Л.І. Цимбалюк. – К.: Здоров’я, 2001 – С. 274–294.
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
В ходе практического занятия студенты знакомятся с основными источниками энергетического загрязнения
окружающей среды и методами защиты от них. Усваивают основные понятия и принципы радиационного контроля.
Знакомятся с расчетными методами оценки радиационной безопасности и параметров защиты населения от
ионизирующего излучения.
Энергетическое загрязнение – это особенное влияние на биосферу, основными видами которого является
тепловое, электромагнитное, радиоактивное и акустическое загрязнение.
Наиболее существенными энергетическими факторами, которые значительно ухудшают условия труда и быта
населения в городах, является шум, вибрация, электромагнитное излучение и радиоактивное загрязнение.
Акустическое (шумовое) загрязнение окружающей среды характерно, главным образом, для населенных
пунктов и территорий, которые непосредственно прилегают к “шумонасыщенным” предприятиям. В городах, как
правило, основными источниками шума являются транспортные средства. Шум, в основном, действует на организм
человека, на его нервно-психическое состояние, делает невозможным полноценный отдых, снижает
работоспособность. Шум отрицательно влияет и на многих животных и птиц, вынуждает их оставлять шумовую
территорию.
Электромагнитное загрязнение окружающей среды возникает в результате работы радиотрансляционных и
телевизионных станции и ретрансляторов, радиолокационных станций, некоторой промышленной установок, которые
используют электромагнитные поля высокой частоты, и других устройств.
Радиоактивное загрязнение окружающей среды может возникать от работы атомных энергетических и других
установок, при сохранении, транспортировке и использовании радиоактивных веществ, при несоблюдении действующих
норм и правил. Как электромагнитные, так и ионизирующие, радиоактивные излучения при соответствующих уровнях
интенсивности могут определять опасное влияние на организм человека и многих животных, вызывая в них
специфические нарушения физиологических функций разных органов и систем.
Внедрение в современную промышленность новых технологических процессов, включая электроэнергетику и
радиоэлектронику, рост мощности технологического оборудования, использования новейших средств наземного,
воздушного и водного транспорта, многочисленного бытового и инженерного оборудования, механизация
производственных процессов, широкое развитие телевидения, радиосвязи, радиолокации, использование
высокочастотной электромагнитной энергии в разных сферах народного хозяйства, а также в быту, привели к тому,
что человек как в условиях производства, так и дома постоянно подвергается влиянию интенсивных шумов, вибрации,
воздействию электромагнитного излучения, а в некоторых случаях – ионизирующего излучения.
Борьба с вредными физическими факторами является актуальной комплексной проблемой, связанной с
решением разнообразных гигиенических, технических, административных и правовых заданий. Проведенные
исследования доказывают, что отмеченные факторы существенно ухудшают условия и качество труда, крайне
неблагоприятно влияют на организм человека, повышая уровень общей заболеваемости, приводя к развитию
профессиональных заболеваний, являются причиной нежелательной психической и физиологичной реакции и т. п.
Таким образом, проблема борьбы с энергетическим загрязнением окружающей среды имеет не только социальногигиеническое, но и важное технико-экономическое значение.
Гигиеническое значение шума
Шум можно рассматривать как один из наиболее распространенных и неблагоприятных факторов научнотехнического прогресса и урбанизации. Шум может оказывать нежелательное физиологическое или психологическое
влияние на человека и препятствовать разным видам деятельности: общению, работе, отдыху, развлечениям, сну.
С развитием городов, промышленности, транспорта, уровни шума в окружающей среде в экономически
развитых странах неуклонно растут, и все больше населения подлежит его воздействию. Если раньше достаточно
высокие уровни шума, которые обусловливали некоторое снижение слуха, главным образом создавались в результате
деятельности промышленных предприятий или были связаны с выполнением определенных видов работ, в настоящее
время их регистрируют на городских улицах, а иногда на жилой территории и в домах.
Источники шума и их характеристики. Уровень шума в квартире зависит от особенностей расположения
дома относительно источников шума, внутреннего планирования помещений разного назначения, звукоизоляции
конструкции здания, характера ее оснастки, инженерно-технологическим и санитарно-техническим оборудованием.
Источники шума в окружающей среде, которая окружает человека можно разделить на две большие группы –
внутренние и внешние. К внутренним источникам шума, прежде всего, относят инженерное, технологическое,
бытовое и санитарно–техническое оборудование, а также источники шума непосредственно связанные с
жизнедеятельностью людей.
Внешними источниками шума являются разные средства транспорта (наземные, водные, воздушные),
промышленные и энергетические предприятия, а также разные источники шума, которые размещены внутри
кварталов и связанные с жизнедеятельностью людей (например, спортивная и игровая площадка и т. п.).
Инженерное и санитарно-техническое оборудование: лифты, насосы для подкачки воды, мусоропроводы,
вентиляционные установки (свыше 30 видов оборудования современных зданий) иногда создает шум в квартире до
45–60 дБА.
Источниками шума является также музыкальная аппаратура, инструменты и бытовая техника (кондиционеры,
пылесосы, холодильники и др.). Во время ходьбы, танцев, передвижения мебели, игры детей возникают звуковые
колебания, которые передаются на конструкцию перекрытий, стену и перегородки и распространяются на большое
расстояние в виде структурного шума. Это происходит в результате недостаточного затухания звуковой энергии в
материалах конструкции зданий.
Вентиляторы, насосы, лифтовая лебедка и механическое оборудование иного назначения являются
источниками как воздушного, так и структурного шума. Например, вентиляционная установка создает мощный
воздушный шум. Если не принять соответствующие меры, то этот шум распространяется вместе с потоком воздуха по
вентиляционным каналам и через вентиляционную решетку проникает в комнату. Кроме того, вентиляторы, как и
другое механическое оборудование, в результате вибрации вызывают интенсивные звуковые колебания в структуре
перекрытий и стен зданий.
Так колебания в виде структурного шума легко распространяются по конструкциям зданий и проникают даже
в помещениях, которые достаточно далеко расположены от источников шума. Если оборудование установленное в
подвальных помещениях без соответствующих звуко- и виброизолирующих приспособлений та фундаментах
образуются колебания звуковой частоты, передающие по стене зданий и распространяющиеся по ним, создавая шум в
квартире.
В многоэтажных зданиях источником шума может быть лифтовая установка. Шум возникает во время работы
лебедки лифта, движения кабины, от ударов и толчков ботинков, щелканья поэтажных выключателей, и особенно от
ударов раздвижной двери шахты и кабины. Такой шум распространяется не только по воздуху в шахте и лестничной
клетке, главным образом по конструкциям зданий в результате жесткого крепления шахты лифта к стене и
перекрытиям.
Уровень шума, который проникает в помещение жилых и общественных зданий в результате эксплуатации
санитарно-технического и инженерного оборудования, в основном зависит от эффективности мероприятий по
шумопоглощению, которые применяют во время монтажа и эксплуатации.
Наиболее распространенным источником городского (внешнего) шума является транспорт: грузовые
автомашины, автобусы, троллейбусы, трамваи, а также железнодорожный транспорт и самолеты гражданской
авиации. Жалобы населения на шум транспорта составляет 60% всех жалоб на городской шум. Современные города
чрезвычайно перегружены транспортом. Больше всего транспортная нагрузка наблюдается на улицах
административно-культурных центров городов и магистралях связывающих жилые районы с промышленными.
В городах с развитой промышленностью и городах-новостройках значительное место в транспортном потоке
(до 63–89%) занимает грузовой транспорт.
На шумовой режим, особенно больших городов, значительно влияют шумы железнодорожного транспорта,
трамваев и открытых линиq метрополитена. Источниками шума во многих городах и пригородных зонах являются не
только железнодорожные линии, но и железнодорожные станции, вокзалы, и путевое хозяйство с операциями
погрузки и разгрузки, подъездные дороги, депо и т. п.
Шумовой режим многих городов в значительной степени зависит от особенностей расположения аэропортов
гражданской авиации. Использование мощных самолетов и вертолетов в сочетании с резким повышением
интенсивности воздушных перевозок привело к тому, что проблема авиационного шума во многих странах стала
главной проблемой гражданской авиации.
Промышленные предприятия и их оборудование часто являются источниками значительного внешнего шума
на прилегающей селитебной территории. Основными источниками шума на промышленных предприятиях является
технологическое, вспомогательное оборудование и системы вентиляции.
Влияние шума на организм человека. Человек живет среди разных звуков и шумов. Часть из них является
полезными сигналами, которые дают возможность общаться, правильно ориентироваться в окружающей среде,
принимать участие в трудовом процессе. Издавна известно благоприятное влияние на организм человека шумов
естественной среды (шум листвы, дождя, реки и т. п.).
Данные статистики свидетельствуют о том, что у людей, которые работают в лесу, у реки, на море,
значительно реже, чем у жителей городов, встречаются заболевания нервной и сердечно-сосудистой системы.
Установлено, что шелест листьев, пение птиц, журчание ручья, звуки дождя оздоравливают нервную систему. В
результате влияния таких звуков усиливается работа мышц. Кроме того, о позитивном влиянии гармоничной музыки
известно с древних времен.
Приведенные факты свидетельствуют о чрезвычайно существенном теоретическом и практическом значении
влияния шума на организм человека. Основной целью исследований является выявление порога неблагоприятного
влияния шума и обоснование гигиенических нормативов для разных контингентов населения, разных условий и мест
пребывания человека (жилые, общественные здания, производственные помещения, детские и лечебнопрофилактические учреждения, территория жилых районов и мест отдыха).
Необходимо выделить следующие категории влияния акустической энергии на человека:
 влияние на слуховую функцию, обусловливающую слуховую адаптацию, слуховое утомление, временную
или постоянную потерю слуха;
 нарушение способности передавать и воспринимать звуки языкового общения;
 раздражительность, обеспокоенность, нарушение сна;
 изменение физиологической реакции человека в ответ на действие стрессовых сигналов и сигналов,
которые не являются специфическими для шумового влияния;
 влияние на психическое и соматическое здоровье;
 влияние на производственную деятельность, эффективность умственного и физического труда.
Мероприятия по защите от шума. Для защиты от шума применяют следующие средства: устранение
причины шумообразования, ослабление шума в источнике возникновения, ослабление шума на пути его
распространения и непосредственно на объекте защиты.
Для защиты от шума используют разнообразные мероприятия: технологические (ослабление шума в
источнике), санитарно-технические, строительно-акустические (ослабление уровня шума на путях его передачи);
архитектурно-планировочные (рациональные приемы планирования зданий, территории застройки); организационные
и административные (ограничение, запрещение или регуляция во времени эксплуатации тех или других источников
шума) мероприятия.
Мероприятия по ослаблению шума нужно предусматривать уже на стадии проектирования генеральных
планов городов, промышленных предприятий и планирования помещений в отдельных зданиях. Недопустимо
размещать объекты, требующие защиты от шума (жилые здания, лабораторно-конструкторские корпуса,
административные здания) в непосредственной близости от источников шумообразования.
В жилых домах и общежитиях нельзя размещать котельные и насосные, встроенные и пристроенные к ним
трансформаторные подстанции, автоматические телефонные станции, административные учреждения городского и
районного значения, лечебно-профилактические заведения (кроме женской консультации и стоматологической
поликлиники), столовые, кафе и другие предприятия общественного питания, с количеством посадочных мест свыше
50, магазины, мастерские, пункты по приему посуды, а также другие нежилые помещения, в которых могут возникать
вибрация и шум. Машинное помещение лифтов недопустимо располагать непосредственно над и под жильем, а также
рядом с ним. Шахта лифтов не должна прилегать к стене жилой комнаты. Кухню, ванну, санитарные узлы следует
объединять в отдельные блоки, прилегающие к стене лестничной клетки или к таким же блокам соседних помещений,
и отделять от жилых помещений коридором, тамбуром или холлом. Запрещен монтаж трубопроводов и санитарного
оборудования на конструкциях ограждающих жилые комнаты, а также размещение рядом с ними ванной комнаты и
канализационных стояков.
Для снижения уровней звукового давления воздушного шума используют следующие мероприятия:
 снижение уровня звуковой мощности источников шума с помощью более совершенных с акустической
точки зрения вентиляторов и других приспособлений, путем введения рационального режима их работы;
 снижение уровня звуковой мощности по путях распространения звука на основе оборудования
глушителями, рационального планирования зданий, применения звукоизоляционных конструкций с повышенной
звукоизоляцией (стены, перекрытия, окна, двери и т. п.) и звукопоглощающих конструкций в помещениях с
источниками шума;
 – изменение акустических свойств помещения путем увеличения звукопоглощения (применение
звукопоглощающего покрытия и искусственных звукопоглотителей).
Для ослабления шума распространяющегося по каналам систем вентиляции, кондиционирования воздуха и
воздушного отопления следует использовать специальные глушители (трубчатые, сотовые, пластинчатые и камерные
из звукопоглощающего материала), а также воздухоотводы и прогоны. фанерованные изнутри звукопоглощающим
материалом .
Основными источниками шума в системе водопровода, канализации и отопления, в зданиях являются
насосные агрегаты, разная аппаратура, в том числе санитарно-технические приборы и сам трубопровод. Ослабить
воздушный шум, который создается насосами, можно с помощью выбора наиболее совершенной конструкции
насосов, статического и динамического балансирования оборудования, или же путем вмонтирования насосов
непосредственно в тело соответствующей конструкции.
Ослабления структурного шума достигают с помощью встраивания виброизоляторов из поглощающих
материалов между бетонной основой и насосом, изоляций насосных агрегатов, подходящих к трубопроводу,
применения гибких вставок и т. п.
Звукоизоляцией помещений от воздушного шума называют ослабление звуковой энергии в процессе передачи
ее с помощью ограждения. Чаще всего звукоизоляционными ограждениями являются стены, перегородки, окна,
двери, перекрытия. Звукоизоляционная способность однослойных ограждений зависит от многих факторов, но, в
первую очередь, от их массы. Для обеспечения высокой звукоизоляции такие ограждения должны иметь большую
массу.
Звукоизоляцией от ударного шума называют способность перекрытия к ослаблению шума вызванного
хождением, перестановкой мебели и т. п. в помещении под перекрытием. Для обеспечения нормативной
звукоизоляции от воздушного шума однослойной межквартирной защитной конструкции в жилых зданиях их масса
должна составлять не менее 400 кг/м2.
Для уменьшения массы звукоизолирующих ограждений при обеспечении нормативной звукоизоляции от
воздушного шума необходимо применять двойные с воздушной прослойками многослойные ограждающие
конструкции.
Звукопоглощающая конструкция предназначена для поглощения звука. К ним относятся звукопоглощающая
облицовка поверхности помещений и искусственные звукопоглотители.
Чаще всего звукопоглощающую облицовку используют: в учебных, спортивных; зрелищных зданиях для того,
чтобы создать наилучшие акустические условия для восприятия речи и музыки, в производственных цехах, офисах и
других помещениях общественного назначения (машинописные бюро, административные помещения, рестораны, залы
ожидания вокзалов и аэровокзалов, магазины, столовые, банки, отделения связи и др.); в помещениях коридорного типа
(школы, больницы, гостиницы и т. п.) для предупреждения распространения шума.
Мероприятия по борьбе с городским шумом можно разделить на две группы: архитектурно планировочные и
строительно-акустические. Вместе с разработкой мероприятий по снижению уровня шума транспортных источников
возникает проблема борьбы с шумом, который распространяют эти источники в окружающую среду.
Отмеченную проблему, как правило, разрешают двумя путями: путем планирования общих
градостроительных мероприятий в процессе составления генеральных планов городов, проектов детального
планирования жилых районов и микрорайонов, а также на основании разработки специальных шумозащитных
приспособлений, которые изолируют, поглощают и отражают шум.
Могут быть использованы разные административные мероприятия, которые предусматривают:
перераспределение движения транспортных потоков по улицам города, ограничения движения в определенное время
суток в некоторых направлениях, изменение состава транспортных средств (например, запрещение использования на
некоторых улицах города грузовых автомобилей и автобусов с дизельными двигателями) и т. п.
Во время разработки проектов планирования и застройки городов для защиты от шума необходимо
использовать как естественные условия (рельеф местности и зеленые насаждения), так и специальные сооружения
(экраны вблизи транспортных магистралей). Можно применять также рациональные приемы зонирования территории
с условиями шумового режима для тех или других видов зданий, участков и площадок, для отдыха, хозяйственнобытового назначения.
Гигиеническое значение вибрации.
Научно-технический прогресс, урбанизация привели к тому, что в окружающей среде городов появился
новый физический фактор – вибрация. В настоящее время область ее распространения вышла за пределы
промышленного производства и транспортных средств. Нежелательные механические колебания стали возникать на
территории жилой застройки, в жилых и общественных зданиях.
По характеру действия выделяют общую и локальную вибрацию. Общая вибрация – это колебание большой
поверхности, которая передается всему организму. Локальная вибрация наблюдается в случае возникновения
колебания небольших тел (ручные инструменты и т. п.) и, как правило, передается ограниченному участку тела.
Источниками вибрации в жилых и общественных зданиях служат инженерное и санитарно-техническое
оборудование, а также промышленные установки, например мощное кузнечно-прессовое оборудование, поршневые
компрессоры, строительные машины (дизели-молоты), а также транспортные средства (метрополитен, тяжелые
грузовые автомобили, железнодорожные поезда, трамваи), которые создают во время работы большую динамическую
нагрузку и приводят к распространению вибрации в почве и конструкциях зданий. Эта вибрация часто является
причиной появления шума в зданиях или сопровождает его.
Многочисленные исследования влияния вибрации в условиях производства показали возможность появления у
работников комплекса патологических изменений, которые получили название вибрационной болезни. Вибрация, проникая
в жилье, в результате круглосуточного действия может отрицательно влиять на организм человека. Однако действие
вибрации, как фактора малой интенсивности внутри жилой среды, изучено недостаточно.
Мера отрицательного воздействия вибрации зависит от уровня вибрации (или расстояния к источнику
низкочастотных колебаний), периода суток, возраста, вида деятельности и состояния здоровья человека. Клиникофизиологическое обследование разных групп населения, которые подвергались воздействию механических колебаний
от объектов рельсового транспорта, показало наличие объективных физиологических изменений в функциональном
состоянии отдельных систем организма, которые имеют фазный характер.
При непродолжительном действии вибрации (до 1,5 года) на первый план выступают функциональные
нарушения со стороны центральной нервной системы в виде астенического и астеновегетативного синдромов и
неврастении. В группе населения с более длительным сроком проживания (7 лет) чаще всего регистрируются нарушения
со стороны сердечно-сосудистой системы. Приведенные факты свидетельствуют о необходимости гигиенического
нормирования вибрации в условиях жилья, таким образом разработки технических и планировочных мероприятий по
снижению вибрации в городской среде. В нашей стране допустимые уровни вибрации в жилых зданиях, правила их
измерения и оценка регламентированы “Санитарными нормами допустимых уровней вибрации в жилых зданиях”,
которые утверждены Министерством здравоохранения Украины.
Мероприятия по защите от вибрации. Обычно вибрация распространяется как в почве, так и в строительных
конструкциях с относительно небольшой степенью затухания. Поэтому, прежде всего, необходимо принять меры
относительно уменьшения динамической нагрузки, которая создается источником вибрации или снижения передачи
этой нагрузки с помощью виброизоляции машин и средств транспорта. Снижение вибрации в помещениях может быть
достигнуто благодаря наиболее целесообразному расположению оборудования в здании.
Оборудование, которое создает значительные динамические нагрузки, рекомендуют устанавливать в подвалах
или на отдельных фундаментах, не связанных с каркасом здания. На перекрытиях желательно размещать
оборудование в местах, удаленных от защищающих объектов. Если невозможно обеспечить достаточное снижение
вибрации и шума, возникающих во время работы, указанными методами, следуют предусмотреть их изоляцию.
Машины с динамической нагрузкой (вентиляторы, насосы, компрессоры и т. д.) рекомендуется жестко монтировать
на тяжелых бетонных плитах или металлических рамах с опорой на виброизоляторах. Тяжелые плиты уменьшают
амплитуду колебаний агрегата, установленного на виброизоляторах. Кроме того, плита обеспечивает жесткое
центрирование привода и снижает размещение центра тяжести установки. Желательно, чтобы масса плиты была не
меньше массы изолируемой машины.
Защита зданий от вибрации, которая возникает от движения на железнодорожных линиях, линиях
метрополитена обеспечивается за счет надлежащего расстояния от источника вибрации. Жилые здания не должны
располагаться на расстоянии ближе 40 м от стены тоннеля метро.
Гигиеническое значение электромагнитных излучений
Электромагнитные излучения –взаимосвязанные колебания электрического и магнитного полей, которые
образуют электромагнитное поле.
Развитие телевидения, радиосвязи, радиолокации, расширение сети высоковольтных линий электропередач,
применение высокочастотной энергии в разных сферах народного хозяйства и в быту привело к значительному росту
уровня электромагнитных излучений в городах и населенных пунктах. Электромагнитные волны разных диапазонов,
в том числе радиочастотные, существуют в природе, образовывая природный фон.
Увеличение количества и рост мощности разных искусственных источников неионизирующей радиации
создает дополнительное искусственное электромагнитное поле, что при определенных условиях может
неблагоприятно влиять на здоровье населения.
Источники электромагнитных излучений и их характеристики. Основными источниками излучения
энергии электромагнитного поля в населенных пунктах являются антенные устройства радио-, телевизионных и
радиолокационных станций, которые работают в широком диапазоне частот, высокочастотные установки
промышленного и опытного назначения и т. п.
Влияние электромагнитных излучений на организм человека и их нормирование. Действие
электромагнитного поля зависит от напряженности поля, длительности воздействия и частоты колебания волн. С
повышением частоты колебания электромагнитных волн влияние электромагнитного поля усиливается, и,
следовательно, высокая и сверхвысокая частота вызывает более выраженный биологический эффект.
Установлено, что электромагнитные волны миллиметрового диапазона почти полностью поглощается кожей
и действует на ее рецепторы; сантиметровые и дециметровые – почти не поглощаются кожей, проникая значительно
глубже и производя определенное влияние непосредственно на ультраструктуры ткани.
На основании обобщения результатов экспериментальных исследований были разработаны ПДУ (предельнодопустимый уровень) электромагнитной энергии (в зависимости от частоты и длины волны), которые легли в основу
“Государственных санитарных норм и правил защиты населения от влияния электромагнитных полей” (1996).
Мероприятия по защите от электромагнитных излучений. Во время выбора площадки для размещения
радиотехнических объектов (радиостанции, телевизионные ретрансляторы, станции радиолокации, радиорелейные
линии связи и т. п.) нужно учитывать мощность передатчиков, конструктивную особенность антенны, рельеф
местности, функциональное назначение прилегающей территории, поверхностность застройки. Необходимо следить
за тем, чтобы уровень электромагнитной энергии на территории жилой застройки не превышал допустимый уровень.
В ходе экспертизы проектных материалов органы санитарно-эпидемиологической службы должны требовать
от проектной организации результаты расчета напряженности поля для территории на расстоянии до 3000-5000 м от
проектируемого радиотехнического объекта с электромагнитным излучением. Следуют считать сложную (мозаичную)
структуру поля около поверхности земли и сезонную зависимость его интенсивности.
Защита от электромагнитных полей, которые создаются антенной системой телевизионных центров и
ретрансляторов, прежде всего должна обеспечиваться созданием санитарно-защитной зоны. Кроме санитарнозащитных зон, устанавливают зону ограничения застройки дифференцировано по вертикали.
Наиболее сложными следует считать вопросы защиты населения от влияния электромагнитных полей
радиотехнических объектов, расположенных на уже застроенной территории. Защита от излучения коротковолновых
радиостанций может осуществляться путем экранирования жилья, изменения угла направления антенн, снижения
мощности передатчика, вынесения радиостанции за пределы населенного пункта, а жилья – из зоны влияния
радиостанции, тушения излучении, в заданных направлениях. Целесообразнее выносить указанные объекты за
пределы селитебной зоны.
Однако это не всегда возможно, исходя из технико-экономических возможностей, и в таком случае
необходимо применять разные активные и пассивные средства защиты. К активным средствам защиты относятся:
снижение мощности передатчиков, изменение конструкции и направленности антенны в вертикальной плоскости.
Пассивные средства защиты – это градостроительные и планировочные мероприятия, разнообразные инженерностроительные конструкции, которые дают возможность снизить излучение на поверхности земли и создать
“радиотень” в зоне пребывания людей.
Для защиты от излучения можно использовать экранирование, размещая общественные и административные
здания между источником электромагнитных излучений и жилой застройкой. Зеленые насаждения также являются
экранами и в определенной мере снижают уровень напряженности электромагнитных волн. Целесообразнее
использовать рельеф местности на территории расположенной вблизи источников излучения, и возводить жилые
здания на участках, где есть “радиотень”.
Достаточно эффективными являются дифракционные экраны, представляющие являющие собой
вертикальную стену из материала, который отражает электромагнитные волны, установленную на определенном
расстоянии от источника излучения. Эффективность экранов и создаваемая ими “радиотень” зависят от их размеров,
расстояния от экрана до источника излучения и длины излучаемых радиоволн. Как материал для экранов используют
также металлическую сетку. Для экранов окон применяют прозрачное стекло с металлизированной пленкой.
Санитарно-эпидемиологическая служба контролирует соблюдение ПДУ электромагнитного поля на стадии
проектирования, реконструкции и эксплуатации радиотехнических объектов на прилегающей селитебной территории.
В ходе проектирования жилой застройки или отдельных сооружений вблизи источников излучений электромагнитной
энергии контроль за соблюдением нормативных величин на территории, которая отводится под строительство,
осуществляется на основании расчетного и инструментального методов определения уровней напряженности
электромагнитного поля.
Во время принятия в эксплуатацию новых или реконструированных радиотехнических объектов уровни
электромагнитного поля измеряет ведомственная служба при участии санитарных врачей, а в случае принятия
общественных зданий – представители санитарно-эпидемиологической службы при участии представителей
радиотехнического объекта.
Необходимо отметить, что защита населения от вредного действия электромагнитных полей является очень
актуальным, но еще недостаточно изученным вопросом.
Гигиеническое значение ионизирующего излучения.
Одним из физических факторов окружающей среды, который способен негативно влиять на здоровье
человека, является ионизирующее излучение естественного или техногенного происхождения.
Естественный радиационный фон – это излучение от естественных источников (космическое излучение,
излучение радионуклидов), которое естественно распределено в поверхностных слоях Земли, приземной атмосфере,
продуктах питания, воде и организме человека.
Техногенный радиационный фон – это природный фон, который усилен в результате деятельности человека.
Сегодня трудно представить отрасль практической деятельности человека, где не применялись бы
радиоактивные вещества и другие источники ионизирующих излучений: промышленность, энергетика, сельское
хозяйство, наука, медицина, военное дело и даже искусство.
Такое широкое использование привело к резкому изменению радиационной ситуации на Земном шаре.
Особенно поразительные изменения состоялись во второй половине ХХ века, которая получила название “атомной”
или “космической”.
В настоящее время в трех десятках стран мира строятся, функционируют или законсервированы более 500
ядерных реакторов, которые в безаварийной обстановке приводят к неуклонному росту радиационного облучения
людей.
Необходимо подчеркнуть и то, что авария на ядерных объектах (как пример следует вспомнить аварию на
Чернобыльской АЭС) приводит к катастрофическим последствиям.
Испытание ядерного и термоядерного оружия изменило равновесие содержания в атмосфере углерода-14 (с
периодом полураспада 5730 лет), удельный вес которого вырос на 2,6%, и радиоактивного изотопа водорода трития (с
периодом полураспаду 12,3 лет), частота которого увеличилась почти в 100 раз, то есть на 10000%!
Увеличение почти на 25% сверхъестественного радиационного фона обусловлено использованием
радиоактивных веществ и рентгеновского излучения в медицине с целью диагностики и, в меньшей мере, с целью
лечения. Техногенный фон составляет около 40% сверхъестественного радиационного фона. Большую опасность для
окружающей среды как загрязнителей радионуклидами представляет собой производство и использование фосфорных
минеральных удобрений, а также производство строительных материалов, в особенности портландцемента, кирпича,
строительного гранита, фосфогипса, кальций-силикатного шлака и т. д.
Таким образом, для оценки радиационной обстановки необходимо учитывать все составляющие радиационного фона
и источники радиоактивного загрязнения окружающей среды.
Радиоактивность представляет собой способность некоторых химических элементов спонтанно распадаться
с образованием ионизирующего излучения, характерным признаком которого является превращение атомных ядер
одних элементов в другие.
Изотопы (isos – одинаковый, topos – место; греч.) – это разновидность химического элемента, атомы
которого имеют ядра с одинаковым числом протонов, однако различаются числом нейтронов.
Нуклиды – ядра всех изотопов. Однако нуклиды могут быть как стабильными, так и нестабильными
(радионуклиды). Для радионуклидов свойственны внутриядерные превращения, в результате которых происходит
произвольный выход корпускулярной частицы и ионизирующего излучения.
Ионизирующее излучение – это поток частиц или квантов электромагнитного излучения, прохождение
которых сквозь вещество приводит к его ионизации (превращению нейтральных атомов и молекул в ионы) с
образованием электрических зарядов противоположных знаков.
Известны две группы физических факторов, которые имеют ионизирующую способность:
1. Корпускулярные:
 –частицы – тяжелые частицы, состоящие из двух нейтронов и двух протонов;
 –частица – электроны или позитроны;
 протоны – положительно заряженные элементарные частицы;
 нейтроны – нейтральные элементарные частицы, имеющие массу, как и МэВ протон;
 мезоны – элементарные частицы с отрицательным зарядом и энергией 25 – 100 МэВ и массой, в 300 раз
больше массы электрона.
2. Волновые:
 –излучение – электромагнитное излучение с длиной волны менее 0,05 нм;
 рентгеновское излучение – электромагнитное излучение с длиной волны 0,05-10 нм (получают его в
рентгеновской трубке в результате влияния энергии электронов, которые испускает накаленный катод на анод);
 коротковолновое ультрафиолетовое излучение – электромагнитное излучение с длиной волны 10-110 нм
(вакуумный ультрафиолет).
Соответственно различают такие виды ионизирующего излучения:
 –излучение;
 –излучение;
 нейтронное излучение;
 мезонное излучение;
 –излучение;
 рентгеновское излучение;
 коротковолновое ультрафиолетовое излучение.
Физические свойства
Ионизирующее излучение и радионуклиды имеют определенные количественные и качественные
характеристики.
Качественные характеристики радионуклидов:
 вид ядерного превращения (-распад, электронный β-распад, позитронный γ-распад, К-захват, самовольное
деление ядер, термоядерная реакция);
 период полураспада – то есть время, за которое распадается половина всех радионуклидов определенного
типа (например: Уран-238 – 4,47 млрд. лет, Радий-226 – 1600 лет, Свинец-214 – 26,8 мин).
Количественные характеристики радионуклидов:
активность, которая характеризуется числом ядерных превращений в единицу времени. Единица измерения
радиоактивности – Беккерель (Бк, Вq). 1 Бк равняется одному спонтанному распаду за 1 с. Внесистемная единица
радиоактивности – Кюри (Кu, Сu). 1 Кu равняется 3,71010 Бк. В медицинской практике также используется такая
единица активности как миллиграмм-эквивалент радия мг-экв. Rа, то есть количество миллиграммов любого
источника излучения, который создает такой же эффект ионизации, что и 1 мг радия.
К качественным характеристикам ионизирующего излучения относят:
 энергия излучения, которая измеряется в Джоулях (Дж) и электрон-вольтах (эВ);
 проникающая способность, которая характеризуется длиной пробега частиц или γ-квантов в веществе и
выражается в единице длины (м, см, мм);
 ионизирующая способность, которая характеризуется полной ионизацией (общее количество пар ионов,
образованных частицами или γ-квантами в веществе) и линейной плотностью ионизации (количество пар ионов,
приходящихся на единицу длины пробега).
К количественным характеристикам ионизирующего излучения относят:
 поглощенная доза, единицей измерения которой является Грей (Гр) и Рад;
 эквивалентная доза, единицей измерения которой является Зиверт (Зв) и Бэр;
 эффективная доза, единицей измерения которой является Зиверт (Зв) и Бэр;
 экспозиционная доза (для β и γ- излучения), единицей которой является кулон/кг (Кл/кг) и Рентген (Р);
 плотность потока частицы (для корпускулярных излучений), единицей измерения которой является
количество частицы на 1 см3.
Доза облучения представляет собой энергию излучения, которая поглощена в единице объема или массы
вещества за определенное время. Существуют такие виды дозы: поглощенная, эквивалентная, эффективная и
экспозиционная.
Поглощенная доза (D) – это количество энергии ионизирующего излучения, поглощенное облученным телом
(тканью организма), в перерасчете на единицу массы. Единица поглощенной дозы – джоуль на килограмм (Дж/кг)
или Грей (Гр, Gó). 1 Гр = 1 Дж/кг. Внесистемная единица – Рад (от англ. radiation absorber dose (rad) – поглощенная
доза радиации). 1 Гр = 100 рад.
Эквивалентная доза (H) – это величина поглощенной дозы, умноженная на коэффициент качества излучения
(k), которое учитывает способность определенного вида излучения повреждать ткань организма (H = D  к).
Коэффициент качества излучения (k) – это коэффициент, который введен для учета биологической
эффективности разных видов ионизирующего излучения (табл. 1).
Таблица 1
Коэффициенты качества для различных видов ионизирующего излучения
Виды ионизирующих излучений
Коэффициент качества
1
-излучение
рентгеновское излучение
1
1
-излучение,
электроны
1
позитроны
1
нейтроны
3–10 (в зависимости от энергии)
α-излучение
20 (при внутреннем облучении)
Эффективная доза (Hеф) – это величина эквивалентной дозы, умноженная на коэффициент, который
учитывает чувствительность различных видов ткани к воздействию ионизирующего излучения.
Hеф = H  Wr, где
H – эквивалентная доза
Wr – коэффициент, который учитывает степень чувствительности органов и ткани к ионизирующему
излучению (табл. 2).
Единица измерения эквивалентной и эффективной дозы – Зиверт (Зв). Внесистемная единица – Бэр, то есть
биологический эквивалент рентгена (rem (англ.) – roengen eqwivalent for man – эквивалент рентгена для человека).
Этот показатель используется потому, что в зависимости от физических свойств излучения, биологическая
эффективность одной дозы может быть разной. 1 Зиверт =100 Бэр.
Таблица 2
Коэффициенты Wr качества для некоторых органов и ткани
Перечень органов и системы
Wr
Перечень органов и системы
Половая железа
0,25
Печень
Красный костный мозг
0,12
Щитовидная железа
Кишечник
0,12
Костная ткань
Легкие
0,12
Кожа
Wr
0,05
0,03
0,01
0,01
Существует также классификация органов по чувствительности к облучению несколько другого
содержания, которое выделяет 4 группы критических органов:
I гр. – гонады, красный костный мозг, лимфоидная ткань, легкие;
II гр. – хрусталик, кишечник, печень, почки, мышцы;
III гр. – кожа, щитовидная железа, костная ткань, другие внутренние органы;
IV гр. – кожа рук и стоп.
Экспозиционная доза характеризует ионизирующий эффект рентгеновского и γ-излучения в воздухе и
представляет собой отношение суммарного заряда всех ионов одного знака, образованных в воздухе, к массе воздуха в
отмеченном объекте. Единица измерения экспозиционной дозы – рентген (Р) или кулон на килограмм (Кл/кг).
Ионизирующее излучение имеет высокую биологическую активность, более того, оно способно отрицательно
влиять на биологические организмы и, при определенных условиях, приводить к их разрушению и гибели.
Радиационная угроза при работе с источниками ионизирующих излучений заключается в том, что внешнее и
внутреннее облучение организма производит как прямое, так и посредственное воздействие на внутриклеточную
структуру, особенностью которого является отсутствие субъективных ощущений у человека, наличие определенного
латентного периода проявления биологического эффекта и эффекта суммирования поглощенной дозы.
Во время действия ионизирующего излучения на организм молекулы ионизируются и, хотя длительность
существования таких ионов составляет лишь 10-10 с, в течение этого времени образуются свободные радикалы –
химические соединения, которые реагируют с тканью, в результате чего снижается концентрация важных
метаболитов, нарушается обмен веществ, образуются радиотоксины. Такое действие приводит к соответствующим
соматическим поражениям или даже к гибели организма. В результате повреждения из-за влияния ионизирующего
излучения ядерной структуры возникают генетические поражения. Большое значение имеют также отдаленные
последствия облучения, которые могут возникнуть через 5 – 20 лет после облучения.
Следовательно, к основным видам лучевых поражений относят:
 соматические поражения (острая и хроническая лучевая болезнь, локальные лучевые поражения (ожоги,
катаракта) и т. п.);
 сомато-стохастическое поражение (сокращение продолжительности жизни, онкогенез, тератогенное
влияние и т. п.);
 генетические поражения (доминантные или рецессивные генные мутации, хромосомные и хроматидные
аберрации и т. п.).
К условиям, определяющим степень лучевых поражений, относят следующие характеристики
радионуклидов: вид ионизирующего излучения и радиационного воздействия, величина поглощенной дозы (табл. 3),
распределение поглощенной энергии излучения во времени и в организме, радиочувствительность разных органов и
систем, радиотоксичность изотопа и т. п.
Таблица 3
Зависимость биологических эффектов от поглощенной дозы облучения
Поглощенная доза облучения, Гр
Биологический эффект
менее 0,25
заметных отклонений нет
0,25 – 0,5
незначительные изменения состава крови (лейкоцитоз)
существенные изменения состава крови, нарушения функции
0,5 – 1
центральной нервной системы
1 – 2,5
лучевая болезнь легкой формы
2,5 – 4
лучевая болезнь средней степени тяжести
4–5
лучевая болезнь тяжелой формы (без лечения DL50)
5 – 10
лучевая болезнь очень тяжелой формы (без лечения DL100)
Радиационная безопасность – это комплекс мероприятий, направленных на ограничение облучения
населения и предотвращения возникновения как ранних, так и отдаленных последствий облучения.
Противорадиационная защита – это комплекс законодательных, организационных, санитарногигиенических, санитарно-технических и медицинских мероприятий, которые обеспечивают безопасные условия
труда персонала во время работы с радионуклидами и другими источниками ионизирующих излучений.
Основными принципами противорадиационной защиты следуют считать:
 гигиеническое нормирование;
 проведение предупредительного и текущего санитарного надзора;
 производственное обучение;
 санитарное образование;
 радиационный контроль;
 медицинский контроль.
Главными методами противорадиационной защиты являются следующие:
 защита количеством – расчет допустимой активности источника излучения;
 защита расстоянием – расчет допустимого расстояния к источнику излучения;
 защита временем – расчет допустимого времени работы с источником ионизирующего излучения;
 защита с помощью экранирования – расчет необходимой толщины защитного экрана;
 химические методы защиты – использование специальных фармацевтических препаратов и соединений:
радиопротекторов и радиоингибиторов;
 защита культурой труда – соблюдение правил техники безопасности и личной гигиены.
Расчетные методы оценки радиационной опасности разрешают вычислить основные параметры
противорадиационной защиты, и прежде всего оценить эффективность защиты количеством, расстоянием, временем
или экранированием, обосновать безопасные режимы работы персонала радиационно-опасных объектов. Кроме того,
к основным параметрам радиационной безопасности, которые определяются расчетными методами, необходимо
отнести экспозиционную дозу, которая создается источниками γ-излучение, и плотность потока частиц, которые
образуются источниками - и -излучения.
Для определения условий безопасности в ходе работы с радиоактивными веществами при отсутствии
экрана необходимо использовать универсальные формулы (1) и (2)
At
8
r2
(за 1 рабочий день)
(1)
At
 48
r2
(за рабочую неделю)
(2)
где:
А – -активность источника излучения, мг-экв. Ra;
t –время облучения, час;
r – расстояние от источника излучения к объекту, м;
8 (48) – постоянный коэффициент для расчетов за 1 рабочий день (за рабочую неделю).
Учитывая тот факт, что эта формула отражает соотношение между активностью источника, расстоянием и
временем облучения в условиях применения источников ионизирующего излучения, ее можно использовать для
расчета основных параметров защиты. Для расчета допустимой активности источника излучения формула в
результате преобразований приобретает вид (3):
A
48  r 2
8r2
A
t ;
t
или
(3)
Пример: оператор в течение рабочей недели, которая составляет 36 час, работает с источником -излучения,
который расположен на расстоянии 150 см от его рабочего места. Укажите, с какой допустимой активностью
источника излучения он может работать без защитного экрана.
48  r 2 48  15
.2
A

 2.6
t
41
мг-экв. радия
Для расчета допустимого времени работы с источником ионизирующего излучения формула приобретает
такой вид (4):
t
48  r 2
8r2
t
A
A ;
или
(4)
Пример: В лаборатории радиоизотопной диагностики технологический процесс предусматривает
использование источника -излучения, которые имеет активность 4 мг-экв радия и размещен на расстоянии 0,5 м от
оператора. Рассчитайте допустимое время работы по радиоактивным изотопам за рабочий день.
8  r 2 8  0.52
t

 0.5
А
4
часа за 1 рабочий день
Для расчета допустимого расстояния от объекта к источнику излучения формула имеет такой вид (5):
r
At
r
48 или
At
8 ;
(5)
Пример: Медицинская сестра радиологического отделения на протяжении 36 часов в неделю работает с
источником -излучения, активность которого составляет 6 мг-экв радия. Определите допустимое безопасное
расстояние, на котором может находиться сестра в течение указанного времени.
r
At
6  36

 2ì
48
48
Защита с помощью экранирования основана на способности некоторых материалов поглощать
радиоактивное излучение.
В условиях внешнего облучения -частичками в экранировании нет надобности, так как -частички имеют
небольшую длину пробег, а в воздухе и хорошо задерживаются любыми материалами, например, листком бумаги.
Для защиты от β-излучения следует, прежде всего, применить легкие материалы, например: алюминий,
стекло, пластмасса и т.д. В данном случае, пласт алюминия толщиной 0,5 см полностью задерживает β-частицы.
Интенсивность поглощения -излучения прямо пропорциональна удельному весу материалов и их толщи-не и
обратно пропорциональна энергии излучения. Для защиты от -излучения следует применять экраны из тяжелых металлов:
свинца, чугуна, железа, бетона и т.д. Кроме того, возможным является использование почвы или воды.
Толщину защитного экрана, уменьшающего мощность -излучения до предельно допустимых уровней, можно
рассчитать двумя способами:
1) по таблицам (с учетом энергии и необходимой кратности ослабления дозы излучения);
2) по числу пластов половинного ослабления (без учета энергии излучения).
Расчет толщины защитного экрана по таблицам
Определение толщины защитного экрана по кратности ослабления дозы излучения предусматривает расчет
кратности ослабления в результате сопоставления фактической мощности источника излучения с максимально
допустимой и нахождение толщины экрана с помощью специальных таблиц – искомая величина расположена на
пересечении значений энергии излучения и кратности ослабления (таблицы 4 ,5 ,6).
Таблица 4
Толщина защиты из свинца (в мм)
в зависимости от кратности ослабления и энергии
Энергия гамма-излучения
Кратность
ослабления
0,1
0,2
0,3
0,5
0,7
0,8
1
1,25 1,5 1,75
2
3
4
6
8
10
1,5
0,5
1
1,5
2
4
6
8
9,5
11
12
12
13
12
10
9
9
2
1
2
3
5
8
10
13
15
17
18,5 20
21
20
16
15 13,5
5
2
4
6
11
19
22
28
34
38
41
43
45
45
28
33
30
8
2
5
8
15 23,5
28
35
42
48
52,5 55
59
58
50
43
38
10
3
5,5
9
16
26
30,5 38
45
51
56
59
65
64
55
49
42
20
3
6
11
20 32,5 38,5 49
58
66
72
76
83
82
71
63
56
30
3,5
7
11,5 23 36,5
43
55
65
73
80
85
93
92
80
2
63
50
4
8,5
14
26 39,5
46
60
72
82
90
96
106 105
92
83
73
60
4,5
9
14,5 27
42
49,5 63
75
85
95
101 110 109
97
87
77
80
4,5
10
15,5 28
45
53
67
80
92
101 107 117 116 104
94
82
100
5
10
16
30
47
55
70 84,5 96,5 106 113 122 121 109
99
87
200
6
12,5
19
34
53
63
80 96,5 111 122 129 140 138 126 114 102
500
6,5
14
22
40
61
72
92
113 129 142 150 165 161 149 133 119
1000
7
15
24
44 69,5
81
102 123 141 155 165 180 178 165 151 133
5000
9
19
30
55
85
99
124 149 170 186 198 219 217 203 185 166
8000
10
20
31,5 57
90
104 130 158 180 196 208 230 229 215 196 175
104
10,5
21
33
59
91
106 133 161 183 201 213 235 234 220 201 180
11,5 23,5
37
69
105 123 156 188 214 233 247 273 272 258 237 315
5104
11,5
24
38
72
111 130 165 201 227 247 262 289 289 275 253 229
1105
Таблица 5
Кратность
ослабления
1,5
2
5
8
10
20
30
40
50
60
80
100
2102
5102
103
2103
5103
104
2104
5104
105
2105
5105
106
2106
5106
Кратность
ослабления
2
1
2,15
3,45
6,9
8,5
9,3
11,3
12,6
13,3
13,9
14,5
15,5
16,1
18
20,6
22,6
24,5
27
28,8
30,6
33
34,9
36,8
47,1
41,1
42,9
45,5
0,1
4,7
Толщина защиты из железа (в см)
в зависимости от кратности ослабления и энергии
Энергия -излучения
1,5
1,75
2
2,2
3
4
2,2
2,3
2,4
2,5
2,7
2,8
3,6
3,8
3,9
4,1
4,4
4,5
7,4
7,8
4,1
8,3
8,9
9,4
9,1
9,6
10,1
10,3
11,2
11,6
10
10,6
11
11,4
12,2
12,6
12,2
13
13,6
14,1
15,3
15,9
13,6
14,4
15,1
15,6
17
17,7
14,4
15,3
16,1
16,6
18,2
19,1
15,1
16,1
16,9
17,5
19,1
20
15,7
16,7
17,6
18,2
19,9
21
16,3
17,8
18,7
19,4
21,2
22,2
17,3
18,5
19,5
20,2
22,1
23,3
19,6
20,8
22
22,8
25
26,6
22,3
23,7
25
25,9
28,8
30,6
24,4
26,1
27,5
28,6
31,7
33,7
26,5
28,3
30
31,2
34,6
36,8
29,4
31,4
33,3
34,3
38,2
20,7
31,3
33,6
35,5
36,9
20,9
43,7
33,2
35,8
37,8
39,2
43,4
46,5
35,9
38,4
40,8
42,3
47,2
50,4
38
40,7
43,2
44,7
50
53,4
40,1
43
45,4
47,1
52,6
56,4
51,3
54,8
57,9
60,1
67,5
73,1
44,7
47,8
50,6
52,3
58,8
63,3
46,6
49,9
52,8
54,7
61,4
66,2
49,4
52,7
55,7
57,7
64,9
70,3
Толщина защиты из бетона (в см)
в зависимости от кратности ослабления и энергии
Энергия -излучения
0,3
0,5
0,7
1
1,5
2
3
9,9
12,3
12,4
12,9
13,6
14,2
15,3
6
2,9
4,6
9,6
12,1
13,2
16,6
18,8
20,4
21,5
22,4
24
25
28,4
32,7
36
39,2
43,2
46,5
50,8
55
58,3
61,8
79,4
69
72,3
76,5
4
16,4
8
4
4
9
11,2
12,4
17
18
19,4
20,6
21,4
23
24
27,4
32
35,4
38,7
43
46,3
49,6
54
57,2
60,8
78,8
68,3
71,2
75,5
6
18,8
10
2
3,4
8
10,4
11,4
15
17
18,4
19,6
26
22
23,1
26,6
31,2
34,6
37,9
42,2
45,2
48,6
53
56,1
59,8
78
67
70,3
74,8
Таблица 6
8
18,8
10
18,8
8
10
20
50
80
100
2102
1103
2103
2104
5104
1105
2105
2106
1107
7
8,2
8,2
9,9
11,5
11,5
12,7
15,5
17,6
21,1
23,3
30,5
38,3
67,6
64
11,8
19,7
21,4
25,1
27,7
28,9
32,4
39,2
42,3
51,9
56,4
64,6
69,8
84,5
95,7
24,6
26,8
29,8
35
38,7
39,9
44,6
55,2
59,9
72,8
78,1
82,8
86,9
101
110,3
26,4
27,6
33,6
39,4
43
45,3
50,5
62,5
67,4
83,1
88,7
93,5
97,7
113,6
123,6
28,8
29
37
44,6
48,1
50,5
56,4
70,4
75,7
94,5
102,1
106,8
112,7
131,5
142
32,2
34
42,5
52,1
56,4
58,3
65,3
81,7
88,5
110,8
120,4
126,6
126,6
157,8
170,8
35,2
37,6
47
58,1
63,4
65,7
74
92,7
100,4
126,2
136,2
144,4
144,4
179,6
194,9
39,4
43,4
54
66,9
74
77,5
88
110,9
120,9
152,6
164,9
173,8
173,8
213,7
236
43,4
47,5
58,7
72,8
81
84,5
95,7
120,9
132,1
167,3
181,4
191,4
191,4
237,1
259,4
48,1
51,6
64,6
81,6
90,4
95,1
108
137,9
150,3
190,8
206,6
218,4
218,4
272,4
299,4
48,7
52,8
65,7
83,9
93,9
98
112,1
143,2
156,1
201,9
218,4
231,3
231,3
287,6
314,6
49,3
54
69,3
89,8
100,4
105,1
120,9
155
168,5
216
233,6
248,9
248,9
308,8
340,5
При несовпадении данных кратности ослабления и энергии излучения с указанными в таблице результатами,
толщину экрана находят при помощи интерполяции или используют большее число, обеспечивая тем самым более
надежную защиту. Величина коэффициента ослабления (кратность ослабления) определяется по формуле (6):
К
Р
Р0
;
где:
К – кратность ослабления;
Р – полученная доза;
Ро – предельно допустимая доза.
(6)
С целью создания безопасных условий при постоянной работе используют лимиты предельно допустимых доз
облучения, рассчитанные на основании предельно допустимой годовой дозы (таблица 7).
Таблица 7
Лимиты дозы облучения
Показатель лимита дозы облучения
Dle (лимит
эффективной дозы)
лимит
эквивалентной
дозы (мЗв / год)
Категория лиц, получающие облучение
А
Б
В
20
2
1
0,01 (1)
0,001 (0,1)
0,0001 (0,01)
мЗв / год
мЗв (мБер) / час.
DL lens – для хрусталика
150
глаза
DL skin – для кожи
500
DL extrim – для кистей и стоп 500
15
15
50
50
50
–
Пример: лаборант, который фасует радиоактивное золото 198 Au, энергия излучения которого составляет 0,5
МэВ, без защиты за час облучения получает дозу облучения 5 мбер. Укажите, какой толщины должен быть экран из
свинца, который предполагается применить для создания безопасных условий труда лаборанта:
В нашем случае:
К
Р 5.0

5
Р0
1
раз
В таблице 4 на пересечении линий, которые отвечают кратности ослабления 5 и энергии излучения 0,5 МэВ,
находим, что необходимая толщина свинцового экрана должна быть 11 мм.
Расчет толщины защитного экрана по числу шаров половинного ослабления
Расчет толщины защитного экрана по числу шаров половинного послабления не учитывает энергии
излучения. Шаром половинного ослабления называют толщину материала, который ослабляет мощность -излучения
в 2 раза. Пласт половинного ослабления для свинца составляет 1,8 см, для железа – 2,4 см, для бетона – 10 см. Таким
образом, 1 шар ослабляет энергию излучения в 2 раза, 2 пласта – в 4 раза, 3 пласта – в 8 раз и т.д. (таблица 8).
Таблица 8
Соотношение кратности ослабления и числа слоев
Число слоев половинного ослабления
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Кратность ослабления
2
4
8
16
32
64
128
256
512
1024
Определение толщины защитного экрана с использованием этого метода предусматривает расчет количества
шаров половинного ослабления, которое необходимо для уменьшения энергии излучения в соответствующее
количество раз.
Пример: Необходимо ослабить интенсивность -излучение 60Со с энергией 1,5 МэВ в 1000 раз с
использованием экрана из железа.
В приложении 6 находим, что для ослабления в 1000 раз необходимо использовать 10 шаров половинного
ослабления. Толщина 1 шара половинного ослабления из железа составляет 2,4 см. Итак, общая толщина экрана из
железа равна 2,4 х 10 = 24 см.
Радиационный контроль – это контроль по обеспечению радиационной безопасности, выполнением
требований санитарных норм по работе с радионуклидами, а также получение информации об облучении
медицинского персонала и населения.
Различают 4 вида радиационного контроля:
 дозиметрический;
 радиометрический;
 индивидуально-дозиметрический;
 спектрометрический.
Соответственно классификации основных видов радиационного контроля, всю аппаратуру для радиационного
контроля по назначению делят на следующие группы:
 дозиметрические приборы – предназначены для измерения мощности дозы (уровня радиации), которую
иногда называют фоном. Кроме того, к этой группе относятся такие приборы, как индикаторы-сигнализаторы, т.е.
простейшие приборы для установления наличия ионизирующего излучения или сигнализации о превышении
заданного порога радиации;
 радиометрические приборы, с помощью которых определяют уровень радиоактивного загрязнения
разных предметов;
 индивидуально-дозиметрическое портативное оборудование, прежде всего, миниатюрные переносные
приборы, предназначенные для проведения индивидуального контроля и определения дозы облучения за
определенный промежуток времени;
 спектрометрические установки, которые предоставляют возможность установить спектральные
характеристики радионуклидов и определить их содержание в любом радиоактивно загрязненном объекте.
Приложение 1
В соответствии с Постановлением главного Государственного санитарного врача Украины № 62 от 01.12.97 г.
с 01.01.98 г. введены в действие новые Государственные гигиенические нормативы “Нормы радиационной
безопасности Украины (НРБУ-97)”.
Установлены следующие нормативы:
1 – лимит эффективной дозы за год для категории А (лица, которые постоянно или временно работают
непосредственно с источниками ионизирующих излучений) – 20 мЗв/год (2 бер);
2 – лимит эффективной дозы для категории Б (лица, которые непосредственно не заняты работой с
источниками ионизирующих излучений, но могут получить дополнительное облучение) – 2 мЗв/год (0,2 бер);
3 – лимит эффективной дозы для категории В ( все население) – 1 мЗв/год (0,1 бер);
4 – годовая эффективная доза, которую человек может получить во время проведения профилактического
рентгенологического обследования не должна превышать 1 мЗв;
5 – удельная активность радионуклидов естественного происхождения для строительных материалов
и минеральных веществ должна составлять не более 370 Бк/кг (I класс);
от 370 до 740 Бк/кг (II класс);
от 720 до 1350 Бк/кг (III класс);
6 – мощность поглощенной в воздухе дозы должна составлять:
6.1 – для объектов, которые проектируются, строятся либо реконструируются для эксплуатации с постоянным
пребыванием людей (жилищные, детские, санаторно-курортные и лечебно–оздоровительные учреждения) – 30
мкР/час;
6.2 – для объектов, которые предполагается эксплуатировать для постоянного пребывания людей – 50
мкР/час;
6.3 – для детских учреждений, санаторно-курортных и лечебно–оздоровительных учреждений, независимо от
того, строятся ли они (реконструируются) или эксплуатируются – 30 мкР/час;
7 – удельная активность естественных радионуклидов в минеральных удобрениях – 1,9 кБк/кг;
8 – активность естественных радионуклидов (радий, торий, калий) в глиняной, фарфорофаянсовой и
стеклянной посуде бытового назначения – не более 370 Бк/кг;
9 – удельная активность естественных радионуклидов в минеральных красителях – 1400 Бк/кг.