Text
                    Учебная литература для студентов
фармацевтических вузов
и фармацевтических факультетов
медицинских вузов
А.М.Болыпаков, И.М.Новикова
ОБЩАЯ ГИГИЕНА
Издание второе, переработанное и дополненное
Рекомендуется Учебно-методическим
объединением по медицинскому
и фармацевтическому образованию вузов России
в качестве учебника для студентов, обучающихся
по специальности 040500 — фармация
Москва
"Медицина"
2002

УДК 614(075.8) ББК 51.20 Б79 Рецензенты: член-корреспондент РАМН, д-р мед. наук, проф. Ю. П. Пивоваров, зав. кафедрой гигиены и основ экологии человека РГМУ; академик РАЕН, проф. А. М. Лакшин, зав. кафедрой гигиены МГМСУ Большаков А. М., Новикова И. М. Б79 Общая гигиена. — М.: Медицина, 2002. — 384 с.: ил. (Учеб. лит. Для студентов мед. вузов) ISBN 5-225-04373-9 В учебнике рассматриваются важнейшие гигиенические аспекты фи- зических, химических, биологических и социальных факторов окружаю- щей среды. Значительное место в учебнике занимают вопросы частной гигиены, непосредственно касающиеся профиля работы провизора. Под- робно излагается материал по гигиене аптечных учреждений и предпри- ятий фармацевтической промышленности и проведению гигиенического образования и воспитания. Учебник соответствует программе, утвержденной Министерством здравоохранения РФ в 1996 г. Для студентов фармацевтических институтов и фармацевтических фа- культетов медицинских вузов. ББК 51.20 ISBN 5-225-04373-9 © А. М. Большаков, И. М. Новикова, 2002
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие.............................................. 6 Глава 1. Общая гигиена и ее задачи. — И.М. Новикова, А.М. Большаков........................................... 8 1.1. Гигиена как наука................................... 8 1.2. Значение гигиены в работе провизора................. 13 Глава 2. Краткий очерк истории развития гигиены. — И.М. Но- викова, А.М. Большаков.................................. 15 2.1. Возникновение гигиенических знаний у древних народов и при феодальном строе................................... 15 2.2. Развитие гигиены в эпоху капитализма............... 17 2.3. Развитие гигиены в России.......................... 19 Глава 3. Гигиена воздушной среды. — А.М. Большаков..... 26 3.1. Физические свойства воздуха и их гигиеническое значение 26 3.2. Погода, климат и их гигиеническое значение......... 44 3.3. Химический состав атмосферного воздуха и его гигиениче- ское значение............................................ 47 3.4. Гигиеническое значение загрязнения атмосферного воздуха 49 3.5. Бактериальное загрязнение воздушной среды.......... 52 Г л а в а 4. Гигиена воды и водоснабжения населенных мест. — А.М. Большаков, И.М. Новикова........................... 55 4.1. Роль водного фактора в жизни человека.............. 55 4.2. Физиологическое значение воды...................... 57 4.3. Гигиеническое значение воды и нормы ее потребления ... 58 4.4. Роль водного фактора в возникновении заболеваний.. 59 4.5. Гигиеническое нормирование качества воды и выбор водо- источников централизованного водоснабжения............... 68 4.6. Гигиеническая оценка качества воды при нецентрализован- ном водоснабжении........................................ 75 4.7. Источники водоснабжения, их санитарно-гигиеническая ха- рактеристика ............................................ 77 4.8. Системы водоснабжения, их санитарно-гигиеническая ха- рактеристика ............................................ 86 4.9. Санитарная охрана водоисточников.................. 101 3
Глава 5. Гигиена почвы. — А.М. Большаков..................... 108 5.1. Гигиеническое значение состава и свойств почвы.......... 108 5.2. Эпидемиологическое значение почвы....................... 111 5.3. Геохимическое и токсикологическое значение почвы... 112 5.4. Мероприятия по санитарной охране почвы.................. 115 Глава 6. Гигиенические основы питания. — А.М. Большаков. . . 120 6.1. Пища и ее влияние на организм........................... 120 6.2. Научные основы рационального питания.................... 125 6.3. Нормы физиологических потребностей в пищевых вещест- вах и энергии............................................ 129 6.4. Значение пищевых веществ в обеспечении жизнедеятельно- сти организма............................................ 130 6.5. Биологически активные вещества пищи..................... 149 6.6. Особенности питания при умственном и физическом труде 152 6.7. Диетическое питание..................................... 154 6.8. Лечебно-профилактическое питание........................ 156 Глава 7. Гигиенические основы отопления, вентиляции и осве- щения помещений. — А.М. Большаков............................ 158 7.1. Отопление и гигиенические требования к нему............. 159 7.2. Вентиляция и ее гигиеническое значение.................. 161 7.3. Естественное и искусственное освещение и гигиенические требования к нему........................................ 167 Г л а в а 8. Основы гигиены труда и промышленной токсикологии. — А.М. Большаков............................................... 177 8.1. Влияние трудового процесса на функциональное состояние организма................................................ 178 8.2. Характеристика основных профессиональных вредностей 183 8.3. Профилактика вредного действия химических веществ . . . 221 8.4. Основные требования к благоустройству промышленных предприятий...............................:.............. 232 Глава 9. Гигиена аптечных учреждений. — А.М. Большаков, И.М. Новикова............................................... 234 9.1. Структура учреждений аптечной сети...................... 236 9.2. Лицензирование аптечных учреждений...................... 238 9.3. Аптеки, обслуживающие население......................... 241 9.4. Аптеки лечебно-профилактических учреждений ............. 246 9.5. Гигиенические требования к планировке, оборудованию и благоустройству аптек.................................. 249 9.6. Гигиенические и противоэпидемические мероприятия по борьбе с микробным загрязнением....................... 270 9.7. Гигиена труда и личная гигиена аптечных работников .... 280 9.8. Гигиенические требования к помещениям контрольно-ана- литических лабораторий................................... 296 4
9. 9. Гигиенические требования к помещениям аптечных складов 304 9.10. Гигиеническое образование и воспитание.............. 307 Глава 10. Гигиена труда в химико-фармацевтической промыш- ленности. — А.М. Большаков................................ 316 10.1. Гигиеническая характеристика основных технологических процессов................................................. 317 10.2. Общая характеристика промышленных факторов, опреде- ляющих условия труда в производстве лекарств.............. 322 10.3. Гигиена труда в производстве синтетических лекарственных веществ................................................... 327 Глава 11. Гигиена труда в производстве антибиотиков. — А.М. Большаков............................................ 331 11.1. Гигиеническая характеристика условий труда и состояние здоровья работающих в производстве антибиотиков.......... 336 Глава 12. Гигиена труда в производстве галеновых препаратов и готовых лекарственных форм. — И.М. Новикова............. 340 12.1. Гигиеническая характеристика условий труда при изготов- лении фитопрепаратов................................. 340 12.2. Гигиеническая характеристика условий труда в производ- стве лекарств в ампулах................................... 344 12.3. Гигиеническая характеристика условий труда при изготов- лении таблеток............................................ 347 12.4. Гигиеническая характеристика условий труда в производ- стве драже................................................ 349 Тестовые задания.......................................... 351
ПРЕДИСЛОВИЕ Преподавание гигиены в фармацевтических институтах и на факультетах ставит своей целью формирование у будущего про- визора знаний основ гигиены как науки, имеющей в его про- фессиональной деятельности самое непосредственное отноше- ние к решению задач, связанных с обеспечением населения страны лекарственными препаратами. Учебник раскрывает основы гигиены и ее задачи, содержание профилактического направления здравоохранения, необходи- мость и практическую целесообразность широко проводимых в нашей стране мероприятий по обеспечению санитарно-эпиде- миологического благополучия населения. В нем изложены ос- новные вопросы общей и частной гигиены. В разделе общей гигиены нашли отражение актуальные во- просы среды обитания и экологии человека (гигиена воздушной среды, воды, почвы, питания, а также гигиена труда и токсико- логия и др.), частной — гигиенические нормативы и требования к содержанию и эксплуатации аптечных учреждений разных форм собственности и предприятий фармацевтической про- мышленности. С современных позиций рассматриваются важнейшие гигие- нические аспекты работы аптечных организаций и предпри- ятий химико-фармацевтической промышленности. Отражены современные требования к планировке, отоплению, вентиля- ции, освещению, внутренней отделке, технологическим про- цессам получения различных лекарств и применяемому обору- дованию. Особое место занимают вопросы охраны здоровья и техники безопасности. При гигиенической характеристике факторов окружающей среды использованы официальные материалы, утвержденные в последние годы: ГОСТы, санитарные правила, методические указания и инструкции. Изложенный материал создает у будущих провизоров проч- ный фундамент знаний по основам гигиены и закладывает не- обходимые предпосылки для успешного применения их в прак- тической деятельности. При подготовке второго издания учебника нами учтены мно- гочисленные официальные документы и новые достижения в гигиенической науке, появившиеся в последние годы. Это по- требовало внесения существенных дополнений и изменений в содержание всех глав учебника. 6
Учебник обобщает опыт по преподаванию общей гигиены в ведущих медицинских и фармацевтических вузах Министерст- ва здравоохранения Российской Федерации. Он составлен в со- ответствии с Государственным образовательным стандартом по специальности 040500 — "Фармация" и на основе учебной про- граммы по общей гигиене для студентов высших и фармацев- тических учебных заведений, утвержденной управлением учеб- ных заведений М3 РФ (1996). Учебник предназначен прежде всего для студентов фармацев- тических институтов и факультетов медицинских вузов России. Он также может быть использован работниками аптечной служ- бы. В известной степени учебник может быть полезен и для лиц, имеющих отношение к производству лекарственных препаратов. Авторы с искренней признательностью и благодарностью примут все критические замечания и предложения, направлен- ные на улучшение учебника.
Глава 1 ОБЩАЯ ГИГИЕНА И ЕЕ ЗАДАЧИ 1.1. Гигиена как наука Гигиена — наука, изучающая влияние различных факторов ок- ружающей среды и производственной деятельности на здоровье человека, его работоспособность, продолжительность жизни. Одной из важнейших задач гигиены является разработка про- филактических мероприятий, направленных на оздоровление ус- ловий жизни и труда человека. Древние греки представляли себе богиню здоровья в виде мо- лодой женщины, держащей в руке чашу, наполненную водой. Они считали ее дочерью бога здоровья Эскулапа и дали ей бла- гозвучное имя Тигиея". Отсюда и произошло слово "гигиена", т. е. забота о здоровье. Гигиену следует отличать от понятия "са- нитария", которая представляет собой совокупность практиче- ских мероприятий, направленных на проведение в жизнь тре- бований гигиены. Гигиена служит научной основой профилактической меди- цины. На необходимость развития профилактического направления в медицине указывали в свое время крупнейшие отечественные физиологи И. М. Сеченов и И. П. Павлов, доказавшие, что ме- жду организмом человека и окружающей средой существует тес- ная взаимосвязь и постоянное воздействие факторов среды на организм является причиной многих болезней. И. П. Павлов го- ворил: "Только познав все причины болезни, настоящая меди- цина превращается в медицину будущего, т. е. гигиену в широ- ком смысле слова", тем самым предопределяя глубокий смысл, важность и благородное назначение гигиены как науки. Особенностью гигиенической науки является ее государствен- ная направленность, так как она призвана разрабатывать ме- роприятия, предусматривающие сохранение здоровья не только отдельного человека, но и всего населения. Гигиена на современном этапе представляет собой широко дифференцированную науку. Впервые возникнув как общая ги- гиена, в дальнейшем, по мере расширения изучаемых проблем и объектов внешней среды, стали самостоятельно развиваться такие дисциплины, как гигиена труда, гигиена питания, ком- мунальная гигиена, гигиена детей и подростков и др. Гигиена имеет тесную связь со всеми медицинскими дисци- плинами, а также с химией, биологией, физикой, математикой, общественными науками и др. Гигиена непосредственно свя- зана с эпидемиологией, которая широко использует гигиени- 8
ческие рекомендации и санитарные мероприятия для борьбы с инфекционными заболеваниями. Широко используемые разнообразные методы гигиениче- ских исследований можно объединить в две основные группы: 1) методы, с помощью которых изучается гигиеническое со- стояние факторов внешней среды; 2) методы, позволяющие оценить реакцию организма на воздействие того или иного внешнего фактора. Любое гигиеническое исследование начинается с санитарно- го описания. В период становления гигиенической науки этот метод был единственным и не утратил своего значения в на- стоящее время. Он позволяет охарактеризовать состояние объ- екта наблюдения, наметить объем и характер необходимых ла- бораторных исследований, с помощью которых объективно оценивается санитарная ситуация. Однако для углубленной ко- личественной и качественной оценки факторов внешней среды санитарного описания недостаточно. Поэтому используются физические, химические, бактериологические, токсикологиче- ские, клинические, статистические и другие методы. Физические методы позволяют оценить микроклиматические условия помещений, измерить параметры шума и вибрации, уровни теплового излучения и пр. Химические методы исследований используются для анализа воздушной среды с целью определения содержания вредных ве- ществ, оценки качества воды (определение ее солевого состава, показателей загрязнения и т. д.), биологической ценности продук- тов питания и др. В настоящее время в практику гигиенических исследований внедряются многие физико-химические и радиологические ме- тоды. Они являются высокочувствительными, специфичными и точными. В ряде случаев применяются экспресс-методы (уско- ренные). Наиболее перспективны методы хроматомасспектро- метрии, газовой хроматографии, атомной абсорбции, полярогра- фии, спектрофотометрии. С их помощью осуществляются иден- тификация и количественная оценка химических веществ в воздухе, воде, почве, биологических материалах и других средах. Бактериологические методы применяются при оценке бакте- риальной обсемененности воздуха, воды, почвы, пищевых продук- тов и других объектов, через которые могут передаваться возбу- дители инфекционных заболеваний. С помощью токсикологических и биологических методов, осо- бенно в экспериментах на животных, оценивается характер дей- ствия химических соединений на организм и устанавливаются предельно допустимые концентрации (ПДК) их в воде, воздухе и почве, допустимые остаточные количества (ДОК) или макси- мально допустимые уровни (МДУ) химических веществ. Клинические методы дают возможность выявить в организме изменения, возникающие при воздействии факторов окружающей 9
среды. Это осуществляется в процессе клинического наблюдения в больницах и клиниках или при диспансерном обследовании на про- изводстве. Использование эпидемиологических методов позволяет выявить последствия загрязнения окружающей среды на население, опреде- лить количественную величину изучаемых влияний, установить причинно-следственные связи между загрязнителями биосферы и состоянием здоровья человека. Эпидемиологический метод включает: — оценку состояния здоровья населения по показателям за- болеваемости, пораженности, смертности, временной ут- рате трудоспособности и инвалидности; — оценку распространенности заболеваемости на террито- рии, среди различных групп населения и во временном периоде; — формулирование, оценку и обоснование гипотез о при- чинно-следственных связях между заболеваемостью и оп- ределяющими ее факторами (факторами риска); — доказательство гипотез о факторах риска и оценку эффек- тивности мер по профилактике заболеваний и лечению больных. Социологические исследования и санитарно-статистические методы дают возможность проанализировать и количественно оценить ряд явлений и, в частности, динамику естественного движения населения (рождаемость, смертность, прирост населе- ния), заболеваемость, физическое развитие и т. д. Широкое использование разнообразных методов в гигиени- ческих исследованиях по изучению факторов окружающей сре- ды и здоровья населения позволяет научно обосновать разра- ботку законодательных, нормативных документов, гигиениче- ских регламентов и иных мероприятий, направленных на обеспечение санитарно-эпидемиологического благополучия и сохранение здоровья. Перспективное развитие гигиенической науки и санитарно- эпидемиологической службы в нашей стране определяется при- нятой Конституцией Российской Федерации (12 декабря 1993 г.) "Основы законодательства Российской Федерации об охране здоровья граждан". Одним из важных положений данного до- кумента является признание, что здоровье общества в современ- ных условиях во многом определяется его санитарно-эпидемио- логическим благополучием, реальным обеспечением прав граждан на безопасную среду обитания и профилактику заболеваний. Се- годня признается, что одним из важнейших факторов нацио- нальной безопасности страны является охрана здоровья насе- ления. В своем послании к Федеральному собранию президент стра- ны В. В. Путин особо отметил, что в современных условиях ох- 10
рана здоровья — это проблема государственного масштаба. Здо- ровье — необходимое условие трудового потенциала, главный кри- терий эффективности государственного управления. В полном соответствии с этими определениями и с целью их реализации в 1999 г. был принят Федеральный Закон (№ 52- ФЗ) "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населе- ния", в котором впервые в истории нашей страны на законода- тельном уровне введено регулирование общественных отноше- ний в сфере обеспечения санитарно-эпидемиологического бла- гополучия населения как одного из основных условий реализации конституционных прав граждан на охрану здоровья и благоприятную окружающую среду. Огромной заботой об охране здоровья населения и улучшении условий жизни проникнуты федеральные законы: "Об охране атмосферного воздуха" (1999),"О качестве и безопасности пище- вых продуктов" (1999), "Об охране окружающей природной сре- ды" (1991). Так, в статье 1 закона "Об охране окружающей при- родной среды" подчеркивается, что задачами природоохрани- тельного законодательства Российской Федерации являются регулирование отношений в сфере взаимодействия общества и природы с целью сохранения природных богатств и естественной среды обитания человека, предотвращения экологически вредного воздействия хозяйственной и иной деятельности, оздоровления и улучшения качества окружающей природной среды, укрепления за- конности и правопорядка в интересах настоящего и будущих по- колений людей. Важной государственной проблемой в гигиеническом отноше- нии является разработка рационального питания с учетом воз- раста, пола, характера трудовой деятельности, климатических ус- ловий и других факторов. Многие исследования посвящены про- блеме сбалансированности питания, а также получению новых продуктов высокого качества и биологически полноценных. Разработана комплексная система государственной регистра- ции, оценки качества и безопасности, а также мониторинга ге- нетически модифицированных источников пищи. Эта пробле- ма возникла совсем недавно и по своей значимости требует фундаментальных исследований. Разнообразные задачи поставлены перед гигиеной в области охраны здоровья детей и подростков, так как здоровье детей се- годня — это здоровье всего народа в будущем. Помимо продол- жающегося динамического изучения физического развития де- тей, решаются также задачи, выдвигаемые непосредственно со- временными требованиями: — разработка предложений и нормативов по проектированию перспективных типов школ и дошкольных учреждений в го- родах и сельских населенных пунктах различных климатиче- ских районов страны; 11
— изучение состояния здоровья детей, обучающихся по новым формам образования (лицеи, гимназии и т. д.); — оценка внедрения в школах новых учебных программ и совре- менных технических средств обучения (компьютеры и др.) и влияние их на здоровье школьников; — разработка проблемы адаптации детей к меняющимся соци- альными условиям жизни, воспитания и обучения и др.; — оценка качества новых строительных материалов и элемен- тов санитарного благоустройства, внедряемых в строи- тельстве школьных и дошкольных учреждений и т. д. Проводимое в последние годы реформирование экономиче- ских отношений в России, появление разных форм собствен- ности, включая частное предпринимательство, изменение ус- ловий ценообразования и другие перемены в системе хозяйст- венно-экономических отношений выдвинули перед наукой и здравоохранением целый ряд сложных задач по сохранению здоровья работающего населения. Эта многогранная проблема, в основе которой лежит ряд факторов: социальные, экономические, правовые, медицин- ские, экологические — активно решается медициной труда при тесном взаимодействии с государственной санитарно-эпиде- миологической службой России. Продолжается работа по ги- гиенической регламентации химических, физических, биоло- гических и других факторов производственной среды, разраба- тываются мероприятия по снижению и профилактике профессиональной и производственно обусловленной заболе- ваемости. Актуальной в настоящее время является проблема охраны среды обитания человека (воздуха, воды, почвы, населенных мест). Ее изучение проводится на основе разработки системы общегосударственных мероприятий по обеспечению санитар- но-эпидемиологического благополучия населения. Немаловажной задачей является гигиеническое воспитание населения, создание безопасных условий применения товаров широкого потребления, особенно бытовой химии и полимер- ных материалов и изделий на их основе. Напряженность экологической ситуации в стране ставит не- обходимым дальнейшее развитие гигиенического нормирова- ния, идея осуществления которого впервые зародилась в нашей стране. В санитарное законодательство в настоящее время включено более 1340 ПДК и 402 ОДУ химических загрязнителей для воды водоемов, около 600 ПДК и 1538 ОБУВ — для атмосферного воздуха, около 110 ПДК для почвы, более 1800 ПДК для воздуха производственных помещений. Возникла новая проблема нор- мирования комплексов вредных для здоровья веществ, оценки сочетанного влияния химических и физических факторов и 12
обоснования единого гигиенического нормирования их макси- мально допустимой нагрузки (МДН) с разработкой соответст- вующих показателей качества среды обитания. Это позволит прогнозировать возможное влияние различных сочетаний хи- мических, физических, биологических и других факторов внешней среды на человека. Неотложными задачами современной гигиены являются исследо- вания в области интегральной оценки уровня санитарно-эпиде- миологического благополучия населения России, поиска механизма управления процессом оптимизации состояния среды обитания и здоровья населения. Это требует дальнейшего совершенствования методологии государственной системы социально-гигиенического мониторинга, методологии и внедрения в практику центров гос- санэпиднадзора комплексной оценки и управления рисками влияния среды обитания на здоровье населения. 1.2. Значение гигиены в работе провизора Современный провизор — медицинский работник, специалист в области изготовления и реализации лекарственных препаратов, активно участвующий в деле укрепления здоровья населения и проведении профилактических мероприятий. С этой точки зрения нельзя переоценить роль знаний в об- ласти гигиены для практической работы провизора. Аптека является одним из учреждений системы здравоохра- нения, основная функция которого — своевременное снабже- ние населения и лечебно-профилактических учреждений ле- карственными препаратами, предметами ухода за больными, предметами санитарии и другими медицинскими товарами. При их изготовлении и хранении необходимо строгое соблю- дение гигиенического режима, поэтому провизор должен хорошо разбираться в вопросах гигиенического нормирования пара- метров окружающей среды и, в частности, в аптечных учреж- дениях и на предприятиях фармацевтической промышленности. Он должен иметь четкое представление о характере действия производственных факторов и заболеваниях, которые могут возникнуть при нарушении гигиенических нормативов и сани- тарных правил в аптеке. Совместно с представителями санитар- но-эпидемиологической службы провизор должен уметь наме- чать гигиенические мероприятия по охране труда и соблюдению гигиенического режима в помещениях аптеки, проводить ги- гиеническую оценку проектов аптек. Большое значение имеет знание правил личной гигиены ап- течных работников. При нарушении этих правил аптечные ра- ботники могут загрязнить лекарственные препараты, дистилли- рованную воду, предметы оборудования аптеки. Возможно также 13
заражение аптечного персонала через воздух, рецепты, различ- ные предметы, при контакте с больными людьми. В деятельности провизора значительное место занимает са- нитарно-просветительная работа, направленная на повышение санитарной культуры населения, борьбу со знахарством, само- лечением и профилактику различных инфекционных заболева- ний среди населения. Провизор вследствие особенностей своей профессии посто- янно контактирует с лечащими врачами и врачами медико-про- филактического профиля. Это обязывает его быть осведомлен- ным в основных вопросах профилактической медицины, охра- ны окружающей среды и др.
Глава 2 КРАТКИЙ ОЧЕРК ИСТОРИИ РАЗВИТИЯ ГИГИЕНЫ 2.1. Возникновение гигиенических знаний у древних народов и при феодальном строе Профилактическая медицина, как и многие другие области медицинских знаний, уходит своими корнями в далекое про- шлое. Ее развитие тесно связано с эволюцией общественно- экономических формаций, прогрессом науки и культуры. На- выки гигиенического характера, основанные на наблюдениях и опыте, соблюдались издавна. Следует подчеркнуть, что в раз- витии гигиены эмпирические наблюдения значительно опере- жали научные исследования. Люди всегда инстинктивно стремились сохранить свою жизнь и здоровье. Поэтому они постоянно накапливали опыт и навыки по охране личного, а затем и коллективного здоровья. Археологические раскопки, производимые в различных частях земного шара, свидетельствуют о том, что уже в глубокой древ- ности люди владели элементарными правилами по сохранению здоровья. Много внимания в то время уделялось вопросам пи- тания, личной гигиены, благоустройства жилища и др. Выдаю- щийся отечественный гигиенист Ф. Ф. Эрисман писал: "Уже у древних культурных народов существовали довольно ясные и соз- нательные представления о многих условиях, вредных или благо- приятных для здоровья и физического развития людей и, нужно отдать справедливость этим народам, санитарные стремления их имели преимущественно общественный характер". В древних городах сохранились остатки сооружений, свиде- тельствующие об их хорошем санитарном благоустройстве. Особенно большое внимание вопросам гигиены уделяли инду- сы, китайцы, вавилонцы, египтяне, а также народы, проживав- шие на территории среднеазиатских государств. Наибольшее развитие гигиенические навыки получили в ан- тичной Греции и в период господства Древнеримской империи. В Греции основоположником медицинских знаний Гиппокра- том впервые был создан трактат "О воздухе, водах и местно- стях", в котором описывались основные природные факторы, их влияние на здоровье людей. В то время уже была высказана идея, что здоровье человека в значительной мере зависит от влияния на него факторов внешней среды и что причины мно- гих болезней находятся именно в среде, окружающей человека. В Афинах были построены водопровод и канализация, име- лись общественные бани и купальни, проводилась простейшая дезинфекция посредством окуривания помещений. Уделялось внимание правильной планировке городов. В Спарте особое 15
значение придавали личной гигиене, физическому развитию и воспитанию с целью формирования мужественных, физически развитых и сильных воинов. Накопленные греками опыт и знания были впоследствии восприняты и усовершенствованы в Римской империи. В Риме начали зарождаться элементы профилактической медицины, что проявилось в сооружении общественных бань, соляриев. Была создана широкая сеть водопроводов, канализационная система выводила сточные воды за город на поля и огороды, осуществлялся санитарный контроль за продажей пищевых продуктов. Преследовалась продажа населению недоброкачест- венных и фальсифицированных продуктов. Осуществлялся надзор за строительством жилищ. Определенное внимание уде- лялось соблюдению санитарных правил в войсках. В Древнем Риме впервые появились элементы медицинского образования. Все достижения санитарии, которыми так гордились в Древ- нем Риме и Древней Греции, носили четко выраженный соци- альный характер. Они были достоянием господствующего клас- са, так как создавался комфорт и удобства для рабовладельцев, военачальников, жрецов, торговцев, но не для рабов. В этот пе- риод постоянно вспыхивали эпидемии инфекционных заболева- ний (чумы, оспы, тифа и др.), которые сопровождались высокой смертностью, особенно среди рабов и бедных слоев населения. В эпоху феодализма (VI—XIV века) наблюдался общий упа- док науки и культуры, что отразилось и на санитарном состоя- нии городов, особенно в странах Западной Европы. В средне- вековье ростки санитарной культуры античного периода были уничтожены натиском религиозных догм христианства. Рас- пространение идей христианства в этот период с его пропове- дью аскетизма, презрением к физическому здоровью привело к тому, что люди начали игнорировать элементарные санитарные правила. Санитарно-технические сооружения в городах отсут- ствовали, нечистоты выливались непосредственно на улицу из окон. Кривые улицы, покрытые грязью, никогда не убирались, люди не мылись, пренебрегая личной гигиеной, не меняли оде- жду и белье в течение длительного срока, жилища были гряз- ными и захламленными. Неудивительно, что многие инфекци- онные заболевания (чума, оспа, холера, тифы) в результате эпи- демий уносили миллионы человеческих жизней. Так, пандемия чумы унесла в XIV веке почти 25 млн человек. Такие болезни, как проказа, сифилис, трахома, туберкулез, чесотка и другие за- болевания, были распространены повсеместно. Эпоха Возрождения (XV—XVI века) ознаменовалась развитием многих отраслей знаний, в том числе естествознания. Впервые проявился интерес к болезням, связанным с профессией. Так, в частности, известный врач Парацельс изучил болезни рудокопов. Следует отметить, что в период упадка общей культуры, гигие- нических навыков и знаний в Европе в Хорезме, Бухаре, Самар- 16
канде процветали точные нау- ки, литература, поэзия, уделя- лось внимание медицине и санитарии. В месте расположе- ния древнего хорезмского го- сударства при раскопках были обнаружены остатки городов с элементами благоустройства, водоснабжения и канализации. Этот период в Азии известен трудами знаменитого ученого, врача Абу Али Ибн Сины (Ави- ценны). Он автор уникального для того времени произведения "Канон врачебной науки". В разделах этого произведения, касающихся гигиены, содер- жатся указания по гигиене жи- лища, одежды, питания детей и стариков, правилам охраны здоровья и другие гигиениче- ские рекомендации. Абу Али Ибн Сина (Авиценна) (980—1037) 2.2. Развитие гигиены в эпоху капитализма Этот период характеризуется быстрым развитием ремесел и промыслов, крупных мануфактур, формированием капитали- стических производственных отношений. Появляется интерес к условиям труда. Так, в 1700 г. итальянский врач Б. Рамаццини в труде "Рассуждение о болезнях ремесленников" описал все из- вестные в тот период профессии, дал подробный анализ про- фессиональных заболеваний, указал детально на производст- венные вредности, действующие на рабочих, и пути их устра- нения. Он впервые выдвинул идею профессионального отбора. В 1741 г. немецкий пастор Зюссмильх обратил внимание на то, что смертность и рождаемость в значительной мере зависят от природных, бытовых и культурных условий жизни населения. Более конкретно гигиена как наука начала формироваться в конце XVIII века. Это подтверждается появлением в печати ря- да медицинских книг. Так, в 1788 г. вышел в свет фундамен- тальный труд П. Франка "Полная система медицинской поли- ции", в котором изложены сведения по санитарии того времени и впервые высказана мысль о значении здоровья в социальном отношении, о необходимости проведения государственных ме- роприятий в области здравоохранения. В 1797 г. немецкий ученый Гуфеланд опубликовал книгу "Макробиотика, или искусство продления, жизни", в которой 17
Макс Петтенкофер (1818-1901) ступила эпоха промышленного широко осветил вопросы лич- ной гигиены. В книге даются рекомендации о том, как укре- пить здоровье и достигнуть дол- голетия, соблюдая режим пита- ния, избегая излишеств, при- держиваясь здорового образа жизни. Фактически гигиена этого периода продолжала оставать- ся еще эмпирической наукой, базировалась на наблюдениях, а санитарная практика своди- лась только к надзору за испол- нением отдельных существую- щих в то время правил. На ру- беже XIX века гигиена уже об- ладала большим запасом сис- тематизированных наблюдений и фактов и представляла собой науку, базирующуюся на на- блюдениях и описаниях. В бо- лее поздний период, когда в результате социально-эконо- мических преобразований на- капитализма, на частнокапита- листических предприятиях создаются невыносимо тяжелые ус- ловия труда, что ведет к возникновению массовых профессио- нальных заболеваний. Одновременно происходит концентра- ция населения в городах, ухудшаются жилищные и бытовые ус- ловия трудящихся. Это стимулировало развитие общественной санитарии. В середине XIX века в гигиене постепенно начинают исполь- зоваться экспериментальный и статистический методы изуче- ния внешней среды. Этому способствует не только острая необ- ходимость преодоления суровой действительности, но и бурное развитие биологии, физики, физиологии и других естественных наук. Большую роль сыграли открытия Л. Пастера, Р. Коха, Н. Ф. Гамалеи, И. И. Мечникова и других микробиологов, ко- торые позволили изучить пути проникновения возбудителей инфекционных заболеваний в организм, что в свою очередь да- ло возможность более успешно бороться с инфекционными за- болеваниями. Большой вклад в развитие экспериментальной гигиены внес М. Петтенкофер, который в результате многолетних лаборатор- ных и статистических исследований превратил гигиену в точ- ную науку. В этот период во многих странах появляются первые гигиенические учреждения, лаборатории, в которых занима- 18
лись изучением факторов внешней среды. Большое значение приобрели работы К. Фойта по вопросам физиологии и гигие- ны питания. Им были разработаны первые гигиенические нор- мы питания, регламентировавшие содержание основных пище- вых веществ в суточном рационе человека. 2.3. Развитие гигиены в России В глубокой древности на русской земле славянские племена имели хотя и очень элементарные, но в определенной мере дей- ственные представления о заразности многих болезней и необ- ходимости борьбы с ними. Для предупреждения инфекционных заболеваний использовали окуривание полынью и другими тра- вами, сжигали одежду и малоценные постройки после смерти больных, организовывали заставы для ограничения перемеще- ния населения во время эпидемий. Археологические раскопки и древние письмена, дошедшие до наших дней, свидетельству- ют о внимании, которое уделялось благоустройству городов и деревень. Рекомендовалось строить их на возвышенных, неза- болоченных местах, сухих, защищенных от ветра, с достаточ- ным количеством воды для питья и хозяйственных нужд. В более поздний период, в X—XI веках, уделялось много вни- мания благоустройству городов, пищевой санитарии и соблю- дению санитарных правил в войсках. В России с давних времен умели беречь и сохранять воду, строили для этого шахтные ко- лодцы, тайники (Воронеж, Елец). Первый водопровод и систе- ма канализации были сооружены в Новгороде в XI веке. Улицы Новгорода были тщательно замощены и подвергались система- тической очистке. Строительство водопровода в Москве относится к 1633 г. В этот период начала сооружаться и первая канализационная система в виде каналов, отводящих жидкие нечистоты за пределы города. В период царствования Ивана Грозного создается "Домо- строй" — документ, в котором даются указания о соблюдении чистоты в жилищах, мытье посуды и правилах питания. Даже в более ранний период были известны противоцинготные свой- ства овощей. В XVI веке в Московском государстве появляются первые учебники для детей (азбуковники), в которых даются советы по личной гигиене. Большим событием является выход в свет кни- ги Епифания Славенского (XVII век) "Гражданство обычаев дет- ских", в которой содержатся ценные советы по сохранению здо- ровья детей, и "Изборниа Святослава" с элементами санитарных правил и полезных советов по предупреждению болезней. С 1581 г. медицинская помощь на Руси осуществлялась Ап- текарской палатой, которая затем была заменена Аптекарским приказом. Это был период появления законов, направленных 19
на борьбу с заразными болезнями. После большой эпидемии чумы в 1654 г. начался официальный учет всех умерших во вре- мя эпидемий. Неоценима роль Петра I в развитии санитарной культуры в России. Будучи человеком разносторонне образованным и ак- тивным реформатором, он упразднил Аптекарский приказ и создал Медицинскую канцелярию, издал указы по охране здо- ровья населения, учредил запись родившихся и умерших, лично следил за санитарным благополучием и питанием в войсках. В дальнейшем также уделялось много внимания санитарному благополучию войск. Так, в 1793 г. врачом Е. Т. Белопольским был организован надзор за санитарным режимом в казармах, за питанием и водоснабжением войсковых подразделений. Этим вопросам уделял большое внимание А. В. Суворов. Новым рубежом в развитии медицинских знаний был период, связанный с деятельностью М. В. Ломоносова в основанном им Московском университете в 1755 г. Отличительной чертой М. В. Ломоносова было его широкое мышление, проникающее в глубины многих отраслей знаний. Он сумел собрать и спло- тить в университете наиболее передовых, прогрессивных уче- ных, которые внесли большой вклад в развитие науки, в том числе и медицины. Огромен личный вклад М. В. Ломоносова в развитие отечественной медицины и, в частности, ее профилак- тического направления. Первым шагом к этому было открытие по инициативе М. В. Ломоносова в 1775 г. медицинского фа- культета университета. Его взгляды уже тогда носили передовой общегосударственный характер. М. В. Ломоносов писал: "Нам требуется достаточное количество докторов и аптек с лекарст- вами. Многие, которые могли бы еще жить, умирают". Забота о сохранении населения страны здоровым и сильным отражена в его произведении "Рассуждения о размножении и сохранении российского народа". В работе "Первые основания металлургии или рудных дел" М. В. Ломоносов дает ценные советы по орга- низации труда и отдыха рудокопов ("норных людей"), вносит предложение об устройстве естественной вентиляции шахт. Под влиянием идей М. В. Ломоносова проходило формиро- вание мировоззрения многих отечественных врачей и гигиени- стов, таких как первый русский профессор медицинского фа- культета С. Г. Зыбелин, который в свою очередь уделял боль- шое внимание вопросам гигиены и профилактики. Развитию гигиены в России во многом способствовал и дру- гой выдающийся отечественный врач М. Я. Мудров, придавав- ший большое значение вопросам медицинского и санитарного обслуживания войск. Им впервые был прочитан цикл лекций на тему: "О гигиене и болезнях, обыкновенных в действующих войсках, а также терапия болезней в лагерях и госпиталях, наи- более бывающих". Актовая речь М. Я. Мудрова (1809) "О пользе и предметах военной гигиены или науки сохранять здоровье во- 20
еннослужащих" была посвящена актуальным проблемам гигиены вообще и военной гигиены в частности и, что самое главное, оп- ределены ее задачи на будущее. Он также написал "Наставление простому народу, как уберечь себя от холеры". У М. Я. Мудрова было много последователей. Большое внимание вопросам профилактики уделяли такие выдающиеся медики, как И. Е. Дядьковский, Н. И. Пирогов, Г. А. Захарьин, С. П. Боткин, А. А. Остроумов. Великий русский хирург Н. И. Пирогов предопределил буду- щее медицины. Он писал: "Я верю в гигиену. Вот где заключа- ется истинный прогресс нашей науки. Будущее принадлежит ме- дицине предупредительной. Эта наука принесет несомненную пользу человечеству". Г. А. Захарьин считал, что лечение лекар- ственными препаратами должно сочетаться с гигиеническими и оздоровительными мероприятиями. Вторая половина XIX века ознаменовалась интенсивным раз- витием гигиены как науки, особенно экспериментальной, что связано с прогрессом в области естествознания, химии и др. Большой вклад в развитие отечественной гигиенической науки внесли в этот период крупнейшие ученые А. П. Доброславин и Ф. Ф. Эрисман, которые по праву считаются основоположни- ками экспериментального направления гигиены в России. А. П. Доброславин в 1871 г. создал и возглавил первую само- стоятельную кафедру гигиены при Петербургской военно-ме- дицинской академии. До этого краткие сведения по гигиене преподавались санитарной полиции в курсе судебной медици- ны. Педагогическую деятельность А. П. Доброславин сочетал с большой научной работой, особенно в области гигиены пита- ния. В своих научных исследованиях он широко использовал эксперимент. Много полезного сделано ученым для развития санитарной практики. А. П. Доброславин был основателем журнала "Здоровье", руководителем Общества охраны народно- го здоровья, организатором земской санитарии. Другим основоположником отечественной гигиены по праву считается Ф. Ф. Эрисман, по происхождению швейцарец, по- лучивший медицинское образование на родине, но посвятив- ший всю свою жизнь становлению и развитию гигиены в Рос- сии, где он сформировался как ученый и общественный дея- тель. Ф. Ф. Эрисман считал гигиену наукой об общественном здоровье. Ему принадлежат исследования близорукости школь- ников, в которых он впервые делает вывод о зависимости между санитарным благоустройством школьных классов и состоянием зрения учащихся. Большое социально-гигиеническое значение имели проведенные совместно с другими гигиенистами работы Ф. Ф. Эрисмана по изучению условий труда рабочих фабрик и заводов Московской губернии. Они вскрыли прямую зависи- мость состояния здоровья рабочих от санитарных условий труда и степени эксплуатации, показали классовую сущность пагуб- 21
А. П. Доброславин (1842-1889) Ф. Ф. Эрисман (1842—1915) ного влияния "неблагоприятных условий, в которые современ- ная цивилизация поставила этот труд, вполне предоставляя его безграничной эксплуатации со стороны алчных и корыстных предпринимателей". Ф. Ф. Эрисманом были разработаны ги- гиенические нормы для оценки качества воды, создана первая санитарная станция, которая впоследствии была реорганизова- на в Московский научно-исследовательский институт гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана. Им было написано фундаментальное руководство и несколько монографий по гигиене. Он первым возглавил кафедру гигиены и стал профессором гигиены при медицинском факультете Московского университета. Нет та- кой области гигиены, в которую не внес бы свой вклад Ф. Ф. Эрисман. Много полезного он сделал для развития зем- ской медицины и санитарной практики. Ф. Ф. Эрисман был не только выдающимся ученым, но и активным общественным деятелем. Дореволюционная Россия оставила в наследство Советскому государству разруху, голод, повальные эпидемии, крайне небла- гополучное санитарное состояние страны, чрезвычайно слабую систему здравоохранения, полностью отражавшую антинарод- ную политику царского правительства. На самых первых этапах своего существования Советское го- сударство уделило большое внимание развитию здравоохране- ния, ликвидации эпидемий, борьбе с голодом и нищетой. Соз- давалась принципиально новая государственная социал истине- 22
3. П. Соловьев (1876—1928) Н. А. Семашко (1874—1949) ская система советского здравоохранения на основе коренной перестройки частной медицины и проведения законодательных мер по охране здоровья советских людей. Проводились широ- кие гигиенические мероприятия, в которых участвовали не только врачи, но и все население страны. Основные задачи этой большой работы по решению социаль- но-гигиенических проблем были намечены Программой пар- тии, принятой в 1919 г. на VIII съезде. В Программе подчерки- валась необходимость организации и проведения широких про- филактических мероприятий по оздоровлению населенных мест, организации общественного питания на научных началах, предупреждения распространения заразных заболеваний и соз- дания санитарного законодательства. Таким образом, в Про- грамме впервые была подчеркнута необходимость развития про- филактического направления советского здравоохранения. Решающую роль в последующем развитии советского здра- воохранения сыграло учреждение на Всероссийском съезде Со- ветов в 1918 г. Наркомздрава РСФСР во главе с крупнейшим социал-гигиенистом и общественным деятелем Н. А. Семашко. Заместителем Н. А. Семашко был назначен 3. П. Соловьев — выдающийся гигиенист и организатор здравоохранения. Большой вклад в развитие гигиенической науки и организа- цию здравоохранения в первый период становления Советского 23
государства внесли такие выдающиеся ученые-гигиенисты, как Н. А. Семашко, 3. П. Соловьев, А. Н. Сысин, Г. В. Хлопин. Н. А. Семашко — основоположник социальной гигиены как самостоятельной дисциплины. Им была основана первая в стране кафедра социальной гигиены, которой он руководил в течение 30 лет. Н. А. Семашко писал: “Все болезни социальные, ибо все они зависят от тех условий, в которых живет человек". Как Нарком здравоохранения Н. А. Семашко много сделал для принятия законодательств по охране водоисточников, водо- снабжению и канализации городов, гигиене питания, труда и др. Им написано много научных трудов по различным разделам ги- гиены и, в частности, "Очерки по теории организации советско- го здравоохранения", в которых были заложены основные прин- ципы советского здравоохранения. Большую теоретическую и практическую ценность представляют и другие работы Н. А. Се- машко. Выдающимся гигиенистом был 3. П. Соловьев — руководитель и организатор Военно-санитарной службы Советской Армии. Он решал многие вопросы организации гигиенического обеспече- ния армии (питание, профессиональная гигиена, строительство казарм и др.). Совместно с Н. А. Семашко 3. П. Соловьев внес большой вклад в разработку проблем социальной гигиены и организации здравоохранения. До 30-х годов гигиена как наука и предмет преподавания бы- ла недифференцированной. Ведущие гигиенисты этого периода выступали как специалисты широкого профиля. К ним прежде всего следует отнести Г. В. Хлопина, которым были проведены фундаментальные работы в области гигиены воды и водоснаб- жения, гигиены труда и профессиональных заболеваний, гигие- ны умственного труда, предложено много методов гигиениче- ского исследования различных объектов внешней среды и т. д. Под руководством Г. В. Хлопина выросла большая школа со- ветских гигиенистов, написаны и многократно переизданы учебники и практические руководства по гигиене. Развитию гигиены в СССР способствовала в значительной мере деятельность А. Н. Сысина, который совместно с Н. А. Се- машко заложил основы советской санитарии и санитарного за- конодательства, проводил большую научную и педагогическую работу. В более поздний советский период в области гигиены успеш- но работали такие ученые, как А. Н. Марзеев, С. И. Каплун, А. В. Мольков, В. А. Рязанов, С. Н. Черкинский, А. А. Лета- вет, Ф. Г. Кротков и др. Одновременно с развитием гигиенической науки и совершен- ствованием ее преподавания развивалась и укреплялась на на- учной основе практическая санитарная служба страны. В 1922 г. был издан декрет "О санитарных органах республики". В 1933 г. 24
вышло Постановление ЦИК и СНК СССР об учреждении Го- сударственной санитарной инспекции. Оно явилось основопо- лагающим документом, который значительно повысил роль са- нитарной службы в стране и расширил ее полномочия. В этот период создается основное подразделение санитарной службы СССР — санитарно-эпидемиологическая станция (СЭС), в со- став которой входит ряд лабораторий и отделов, позволяющих проводить широкую противоэпидемическую и профилактиче- скую работу. В последние годы (1990—2001) деятельность государственной санитарно-эпидемиологической службы Российской Федера- ции осуществлялась в совершенно новых правовых, экономиче- ских и организационных условиях. За эти годы госсанэпидслуж- бой была сформирована с учетом новых условий современная законодательная база в области обеспечения санитарно-эпиде- миологического благополучия населения и осуществления го- сударственного санитарно-эпидемиологического надзора. При- нято 8 Федеральных законов, среди которых особое значение имеет Федеральный закон "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения", заложивший основы единой феде- ральной централизованной системы госсанэпиднадзора, обес- печившей единство санитарного законодательства на всей терри- тории страны. В развитии федеральных законов правительством Российской Федерации только в 2000—2001 гг. принято 7 поста- новлений, утверждены 3 Федеральные целевые программы, на- правленные на снижение и профилактику инфекционной забо- леваемости. В принятых документах получили развитие принци- пиально новые подходы к регулированию отношений в области санитарно-эпидемиологического благополучия населения, оп- ределены права и их гарантии, обязанности и ответственность субъектов этих отношений. Огромной заботой об охране здоровья населения и улучше- нии условий жизни проникнуты положения "Национального плана действий по гигиене окружающей среды Российской Фе- дерации на 2001—2003 годы", одобренного Правительственной комиссией по охране здоровья граждан. Одним из приоритетов в деятельности госсанэпидслужбы в соответствии с "Национальным планом..." на современном эта- пе является внедрение государственной системы социально-ги- гиенического мониторинга за средой обитания и здоровьем на- селения. Профилактическая работа проводится широкой сетью ЦГСЭС — республиканских, краевых, областных, окружных, районных и ведомственных. Все они совместно с различными го- сударственными, хозяйственными и общественными организа- циями осуществляют строгий контроль за охраной окружающей среды и здоровьем населения с учетом современных достижений гигиены, а также данных других областей науки и техники. 25
Глава 3 ГИГИЕНА ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ Нормальная жизнедеятельность организма и его работоспособ- ность тесно связаны с воздухом, его физическими свойствами и химическим составом. Воздушная среда является необходимым условием жизни на Земле. Она играет важную роль в дыхании человека, животных и растений. Без воздуха немыслимо сохранение жизнеспособ- ности организма. Роль воздуха состоит в снабжении кислородом, удалении продуктов обмена веществ, обеспечении процесса те- плообмена. Многие геологические, гидролитические и энергетические процессы, протекающие на поверхности Земли, тесно связаны с воздушной средой. Воздух является источником некоторых видов сырья, запасы которого практически неисчерпаемы; из него добывают азот, кислород, аргон и гелий. Велика роль воздушной среды в производственной деятель- ности человека. Она является резервуаром токсичных и мик- робных загрязнений (вредные газы, взвешенные частицы, раз- личные микроорганизмы), которые могут отрицательно воздей- ствовать на организм. В ходе эволюции человек подготавливался природой к вос- приятию действия различных факторов окружающей среды. Резкие изменения физических свойств и химического состава неблагоприятно отражаются на важнейших функциях организ- ма и приводят к различным заболеваниям. Еще в глубокой древности люди догадывались о влиянии воздушной среды на организм. В частности, Гиппократ (460—377 гг. до н.э.) выска- зал мысль о связи телесных и душевных свойств человека, осо- бенно больного, с погодой и климатом. 3.1. Физические свойства воздуха и их гигиеническое значение К основным факторам воздушной среды, влияющим на жизне- деятельность человека, его самочувствие и работоспособность, относятся: физические — солнечная радиация, температура, влажность, скорость движения воздуха, барометрическое давле- ние, электрическое состояние, радиоактивность; химические — содержание кислорода, азота, углекислоты и других составных частей и примесей; механические загрязнители — пыль, дым, а также микроорганизмы. Перечисленные факторы как в совокупности, так и каждый в отдельности могут оказывать неблагоприятное влияние на ор- ганизм. Поэтому перед гигиеной стоит задача изучить их поло- 26
жительное и отрицательное влияние и разработать мероприя- тия как по использованию положительных свойств (солнечные ванны, закаливающие процедуры, климатическое лечение и др.), так и по предупреждению вредного влияния (солнечные ожоги, охлаждение, перегрев и т. д.). 3.1.1. Солнечная радиация Солнечная радиация — единственный источник энергии, те- пла и света на Земле. Солнце оказывает огромное многообраз- ное влияние на процессы, происходящие в органическом и не- органическом мире. Благодаря солнечной радиации происходят нагревание поверхности земного шара, испарение воды, пере- мещение воздушных масс, изменение погоды. Она является ос- новным фактором, обусловливающим климат местности. Под солнечной радиацией понимают испускаемый солнцем ин- тегральный поток радиации, который представляет собой элек- тромагнитное излучение. Основную часть солнечного спектра составляют лучи с чрезвычайно малыми длинами волн, которые измеряются в нанометрах (нм). В гигиеническом отношении осо- бый интерес представляет оптическая часть солнечного спектра, которая разделяется на три диапазона: инфракрасные лучи с дли- ной волн от 2800 до 760 нм, видимая часть спектра — от 760 до 400 нм и ультрафиолетовая часть — от 400 до 280 нм. При прохождении через воздушную оболочку Земли в резуль- тате поглощения, отражения и рассеивания лучистая энергия те- ряет до 57 % первоначальной мощности. Интенсивность сол- нечной радиации во многом зависит от высоты стояния Солнца над горизонтом, угла падения лучей, прозрачности атмосферы. При этом в широком диапазоне изменяется и спектральный со- став лучистой энергии. Так, если на границе атмосферы ульт- рафиолетовая часть солнечного спектра составляет 5 %, види- мая — 52 % и инфракрасная — 43 %, то, достигая поверхности Земли, эти показатели соответственно равняются 1, 40 и 59 %. Величина солнечной радиации и ее спектральный состав под- вержены значительным колебаниям в течение суток, месяцев и сезонов года. Наибольшая интенсивность солнечной радиации Таблица 3.1. Соотношение прямой и рассеянной солнечной радиации при различной высоте стояния Солнца над горизонтом (по Н. Н. Калитину) Высота стояния Солнца над горизонтом, ° С Отношение прямой солнечной радиации к рассеянной, % 10 1,7 40 47,6 60 85,1 27
в мае—августе. Солнечная радиация возрастает с увеличением высоты местности над уровнем моря. Так, на высоте 1000 м она составляет около 292,7 • 104 Вт/м2, а на высоте 3000 м достигает 346,6 • 104 Вт/м2. С изменением высоты стояния Солнца над го- ризонтом меняется соотношение прямой и рассеянной солнеч- ной радиации (табл. 3.1). Установлено, что солнечная радиация оказывает мощное био- логическое действие: стимулирует физиологические процессы в организме, изменяет обмен веществ, общий тонус, улучшает самочувствие человека, повышает его работоспособность. Инфракрасная радиация. Составляет большую часть излучения Солнца и по биологической активности делится на длинноволновую (1500—2500 нм) и коротковолновую (760— 1500 нм). Биологическое действие инфракрасной радиации на организм в значительной степени зависит от длины волны и по- глощающей способности кожи. Так, лучи с длиной волн от 1500 до 2500 нм поглощаются поверхностным слоем эпидермиса. Наибольшей проникающей способностью обладают коротко- волновые лучи (длина волны менее 1000 нм), которые достига- ют глубоких слоев кожи. Они способны проходить через моз- говую оболочку и воздействовать на рецепторы мозга. Вследст- вие нагрева мозговых оболочек коры больших полушарий возможно развитие солнечного удара. У пострадавших отмеча- ются сильное возбуждение, потеря сознания, судороги и ряд других изменений. Под воздействием инфракрасной радиации возможны поражение органов зрения в виде катаракты (помут- нение хрусталика), изменения иммунологической реактивно- сти организма и др. Ультрафиолетовая радиация. Оказывает наиболее сильное биологическое действие, особенно лучи с длиной волн от 315 до 290 нм. Влияние этой части спектра связано с непо- средственным воздействием на структуру молекулы белка. В ре- зультате сложных изменений (денатурация и коагуляция белка) отмечается снижение стойкости белка к ферментам. При этом значительно усиливаются протеолитические процессы в коже, что обусловливает появление в крови гистамина и гистаминопо- добных веществ. Воздействуя на нервную систему, эти продук- ты рефлекторным путем оказывают влияние на весь организм. УФ-лучи, являясь неспецифическим стимулятором физиологиче- ских функций, оказывают положительное влияние на общее само- чувствие и работоспособность. Под их действием происходит уси- ление деятельности надпочечников, щитовидной и других эндокрин- ных желез. УФ-лучи стимулируют белковый, жировой, углеводный и минеральный обмен. Отмечено их действие на функции крове- творения и на иммунологические процессы, что обусловливает по- вышение защитных сил организма. Дозированное УФ-облучение оказывает положительное влияние на течение таких заболева- 28
ний, как скарлатина, гастрит, бронхиальная астма, крупозная пневмония, ревматизм и др. Большое значение имеет бактери- цидный эффект УФ-радиации, в результате чего происходит обеззараживание воздуха, воды, почвы. Спектр УФ-излучения солнца делят на две области: А-излу- чение с длиной волн от 400 до 315 нм и В-излучение с длиной волн от 320 до 280 нм. Однако выделяют еще область С с дли- ной волн менее 280 нм. Биологическое действие УФ-радиации зависит не только от ко- личества, но и от качества поглощенной кожным покровом лучи- стой энергии. Прозрачность кожи для всех длин волн УФ-спекгра неодинакова. Установлено, что роговой слой кожи не пропускает лучи короче 200 нм, а эпидермис с сосочковым слоем — лучи с длиной волн менее 313 нм. Следовательно, глубина проникно- вения УФ-излучения в кожу составляет около 0,5 мм. Наиболее характерной реакцией организма на воздействие УФ-излучения с длиной волн 400—315 нм является развитие пигментации, которая наступает без предварительного покрас- нения кожи. Специфической реакцией организма на действие УФ-радиации является развитие эритемы (покраснение). Ее в большей степени способны вызывать лучи с длиной волн 253,7 и 296,7 нм. Механизм возникновения эритемы изучен недоста- точно. Считают, что в ее основе лежит сосудорасширяющий эффект гистамина и гистаминоподобных веществ, образующих- ся в результате УФ-облучения. Кроме того, установлено, что эритема, полученная от воздействия средневолновых УФ-излу- чений и инфракрасных излучений, значительно отличается от эритемы, развивающейся от коротковолновых излучений (с дли- ной волн менее 280 нм). Следует иметь в виду, что передозировка УФ-облучения может привести к серьезным последствиям. Даже незначительный перегрев на солнце может сопровождаться эритематозным раздражением кожи, недомоганием, головны- ми болями, повышением температуры тела. В тяжелых случаях могут развиваться ожоги, дерматиты с явлениями экссудации и отечностью. Воздействие УФ-радиации на органы зрения мо- жет привести к развитию фотоофтальмии (гиперемия и отек конъюнктйвы, блефароспазм, слезотечение, светобоязнь). Следующей характерной особенностью УФ-излучения с дли- ной волн 320—280 нм является его способность предупреждать так называемую D-витаминную недостаточность. В этом за- ключается его специфическое антирахитическое действие. Не- достаточное воздействие УФ-излучения на организм человека обусловливает разнообразные проявления D-авитаминоза. В первую очередь нарушается трофика ЦНС, что ведет к ослаб- лению окислительно-восстановительных процессов. При не- достаточности витамина D нарушается фосфор-кальциевый об- мен, который тесно связан с процессами окостенения скелета, кислотно-основным состоянием, свертываемостью крови и др. 29
Отмечаются падение работоспособности и снижение рези- стентности организма к простудным заболеваниям. Наиболее чувствительны к недостаточности УФ-радиации маленькие де- ти, у которых в результате D-авитаминоза может развиться ра- хит. У взрослых вследствие D-авитаминоза отмечается ослаб- ление связочного аппарата суставов, снижение плотности (ос- теопороз) костей, замедленное срастание их при переломах. Имеются данные, подтверждающие способность УФ-радиа- ции при длительном чрезмерном облучении вызывать злокаче- ственные опухоли, в частности рак кожи. Наибольшей активно- стью обладают лучи с длиной волн 253,7 нм, причем отмечено, что рак кожи наблюдается чаще у светлокожих, чем у темноко- жих людей и в тех районах земного шара, где интенсивнее сол- нечная радиация. В России рак кожи в южных районах состав- ляет 20—22 % всех форм рака, в то время как в северных рай- онах он не превышает 7 %. УФ-голодание возможно в Заполярье, среди жителей про- мышленных городов, где наблюдаются большое число пасмур- ных и туманных дней, а также высокая загрязненность атмо- сферного воздуха промышленными выбросами. Недостаток УФ-облучения могут испытывать рабочие угольной, горноруд- ной промышленности, больные, длительно находящиеся на по- стельном режиме. Недостаточность УФ-радиации отражается на процессах фо- тосинтеза растений. В частности, у злаковых это приводит к снижению содержания белка и увеличению количества углево- дов в зернах. Для профилактики явлений, связанных с недостаточностью солнечного облучения, широкое применение нашли искусствен- ные источники Уф-излучения: ртутно-кварцевые лампы, эри- темные люминесцентные лампы и др. Бактерицидное действие УФ-радиации (лучи с длиной волн от 275 до 180 нм) используется в медицине при санации воздушной среды в операционных, в асептических блоках аптек, в микробиологи- ческих блоках и т. д. Бактерицидные лампы с данным спектром используются для обеззараживания молока, дрожжей, безалко- гольных напитков. Они успешно применяются для обеззаражи- вания питьевой воды, лекарств и др. Видимая радиация. Солнце испускает излучение не только ультрафиолетового и инфракрасного спектра, но и мощ- ный поток видимых лучей. Интенсивность видимого спектра солнечной радиации у поверхности Земли зависит от погоды, высоты стояния Солнца над горизонтом и других факторов. Дневная освещенность в средней полосе нашей страны в июле составляет около 65 000 лк, а в декабре — 4000 лк и менее. На уровень дневной освещенности существенное влияние оказы- вает запыленность воздуха. Установлено, что в районах с круп- 30
ной промышленностью интенсивность видимого спектра на 30—40 % меньше по сравнению с районами, где чистый атмо- сферный воздух. Свет оказывает значительное психофизиологическое дейст- вие на организм. В зависимости от спектрального состава он может вызывать возбуждение и усиливать чувство тепла (оран- жево-красная часть спектра). Холодные тона в сине-фиолето- вой части спектра усиливают тормозные процессы в ЦНС. Желто-зеленые цвета оказывают успокаивающее влияние на организм. Это используется, например, при эстетическом оформлении аптечных учреждений, предприятий химико-фар- мацевтической промышленности и др. Свет усиливает обменные процессы, повышает деятельность отдельных систем организма. Особенно значительное влияние свет оказывает на функцию зрения. Являясь раздражителем зрительного анализатора, свет тем самым оказывает огромное влияние на ЦНС. При этом он играет ведущую роль в процессах восприятия окружающего мира, образовании суточного ритма, представляющего собой закономерное чередование периодов по- коя и мышечной активности, процессов возбуждения и тормо- жения. Велика роль света и в процессах фотосинтеза растений. 3.1.2. Температура Атмосферный воздух нагревается главным образом от почвы и воды за счет поглощенной ими солнечной энергии. Этим объ- ясняется более низкая температура перед восходом Солнца и максимальная — между 13—15 ч, когда поверхностный слой земли максимально прогревается. Температура воздуха весьма существенно влияет на микрокли- мат помещений (климат внутренней среды помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей). Температура воздуха зависит от географической широты. Так, самая высокая средняя годовая температура на земном шаре наблюдается в южных широтах — странах Африки, Южной Америки, Средней Азии. Здесь температура воздуха в теплое время года может достигать 63 °C, в холодный период пони- жаться до —15 °C. Самая низкая температура на нашей планете отмечается в Антарктиде, где она может понижаться до —94 °C. Температура воздуха значительно снижается с увеличением вы- соты над уровнем моря. Нагретые приземные слои воздуха под- нимаются и постепенно охлаждаются в среднем на 0,6 °C на ка- ждые 100 м подъема. От экватора к полюсам дневные колеба- ния температуры уменьшаются, годовые — увеличиваются. Вода морей и океанов, аккумулируя тепло, смягчает климат, де- 31
лает его более теплым, уменьшает суточные и сезонные коле- бания температуры. Под воздействием температуры происходят различные фи- зиологические сдвиги во многих системах организма. В зави- симости от величины температуры могут наблюдаться явления перегревания или охлаждения. При повышенных температурах (25—35 °C) окислительные процессы в организме несколько снижаются, но в дальнейшем они могут возрастать. Дыхание учащается и становится поверхностным. Легочная вентиляция вначале возрастает, а затем остается без изменений. Длительное воздействие высокой температуры приводит к зна- чительному нарушению водно-солевого и витаминного обмена. Особенно характерны эти изменения при выполнении физиче- ской работы. Усиленное потоотделение ведет к потере жидко- сти, солей и водорастворимых витаминов. Например, при тяжелой работе в условиях высокой темпера- туры воздуха может выделяться до 10 л и более пота, а с ним до 30—40 г хлорида натрия. Установлено, что потеря 28—30 г хло- рида натрия ведет к понижению желудочной секреции, а больших количеств — к мышечным спазмам и судорогам. При сильном потоотделении потери водорастворимых витаминов (С, В1; В2) могут достигать 15—25 % суточной потребности. Значительные изменения при воздействии температуры от- мечаются в сердечно-сосудистой системе. Усиливается крово- снабжение кожи и подкожной клетчатки за счет расширения системы капилляров, учащается пульс. При одной и той же фи- зической нагрузке частота пульса тем больше, чем выше темпе- ратура воздуха. Частота сердечных сокращений возрастает вслед- ствие раздражения терморецепторов, повышения температуры крови и образования продуктов метаболизма. Артериальное дав- ление, как систолическое, так и в большей степени диастоличе- ское, при действии высоких температур снижается. Повышается вязкость крови, увеличивается содержание гемоглобина и эрит- роцитов. Высокая температура оказывает неблагоприятное влияние на ЦНС, проявляющееся в ослаблении внимания, замедлении двига- тельных реакций, ухудшении координации движений. Длительное воздействие высокой температуры на организм может привести к ряду заболеваний. Наиболее частым осложне- нием является перегревание (тепловая гипертермия), возникаю- щее при избыточном накоплении тепла в организме. Различают легкую и тяжелую формы перегревания. При легкой форме ос- новным признаком гипертермии является повышение темпера- туры тела до 38 °C и более. У пострадавших наблюдаются гипе- ремия лица, обильное потоотделение, слабость, головная боль, головокружение, искажение цветового восприятия предметов (окраска в красный, зеленый цвета), тошнота, рвота. 32
В тяжелых случаях перегревание протекает в форме теплово- го удара. Наблюдаются быстрый подъем температуры до 41 °C и выше, падение артериального давления, потеря сознания, на- рушение состава крови, судороги. Дыхание становится частым (до 50—60 в минуту) и поверхностным. При оказании первой помощи необходимо принять меры к охлаждению организма (прохладный душ, ванна и др.). В результате нарушения водно-солевого баланса при высокой температуре может развиться судорожная болезнь, а при интен- сивном прямом облучении головы — солнечный удар. Под воздействием низких температур снижается температура кожи, особенно открытых участков тела. При этом отмечаются одновременно ухудшение тактильной чувствительности и пони- жение сократительной способности мышечных волокон. При зна- чительном охлаждении изменяется функциональное состояние ЦИС, что обусловливает ослабление болевой чувствительности, адинамию, сонливость, снижение работоспособности. Понижение температуры отельных участков тела приводит к болевым ощу- щениям, сигнализирующим об опасности переохлаждения. Местное и общее охлаждение организма является причиной простудных заболеваний: ангин, ОРВИ, пневмоний, невритов, радикулитов, миозитов и др. Действие температуры на организм определяется не только ее абсолютной величиной, но и амплитудой колебаний. Организм труднее приспосабливается к частым и резким колебаниям тем- пературы. Многое зависит и от того, с какой влажностью и ско- ростью движения воздуха сочетается этот фактор. Повышенная влажность при низких температурах, увеличивая теплопровод- ность воздуха, усиливает его охлаждающие свойства. Особенно возрастает отдача тепла с увеличением подвижности воздуха. 3.1.3. Влажность Влажность воздуха обусловливается испарением воды с по- верхности морей и океанов. Вертикальный и горизонтальный воздухообмен способствует распространению влаги в тропо- сфере Земли. Относительная влажность подвержена суточным колебаниям, что связано прежде всего с изменением темпера- туры. Чем выше температура воздуха, тем большее количество водяных паров требуется для его полного насыщения. При низ- ких температурах необходимо меньшее количество водяных па- ров для максимального насыщения. В гигиеническом отношении наиболее важное значение име- ют относительная влажность и дефицит насыщения. Эти пока- затели дают представление о степени насыщения воздуха водя- ными парами и свидетельствуют о возможности отдачи тепла путем испарения. С возрастанием дефицита влажности увели- чивается способность воздуха к приему водяных паров. В этих 33
Таблица 3.2. Влияние влажности воздуха при различных его темпера- турах на выделение влаги человеческим организмом (по Л. К. Хоцянову) Температура окру- жающего воздуха, °C Потеря воды через кожу и легкие, г/ч при очень сухом воздухе при очень влажном воздухе 15 36,3 9,0 20 54,1 15,3 25 75,4 23,9 условиях более интенсивно будет протекать отдача тепла в ре- зультате потоотделения (табл. 3.2). В зависимости от степени влажности воздуха по-разному ощущается действие температуры. Высокая температура возду- ха в сочетании с низкой его влажностью переносится человеком значительно легче, чем при высокой влажности. С увеличением влажности воздуха снижается отдача тепла с поверхности тела испарением. Насыщение воздуха водяными парами в условиях низкой температуры будет способствовать переохлаждению тела. Важ- но знать, что потоотделение и испарение при температуре тела выше 35 °C являются основными путями отдачи тепла в окру- жающую среду. Установлено, что при обычных метеорологиче- ских условиях наиболее оптимальной относительной влажно- стью является 40—60 %. 3.1.4. Скорость движения Как известно, воздух практически постоянно находится в движении, что связано с неравномерностью нагрева земной по- верхности солнцем. Разница в температуре и давлении обуслов- ливает перемещение воздушных масс. Движение воздуха при- нято характеризовать направлением и скоростью. Отмечено, что для каждой местности характерна закономерная повторяе- мость ветров преимущественно одного направления. Для выяв- ления закономерности направлений используют специальную графическую величину — розу ветров, представляющую собой линию румбов, на которых отложены отрезки, соответствую- щие по длине числу и силе ветров определенного направления, выраженного в процентах по отношению к общему их числу. Знание этой закономерности позволяет правильно осуществ- лять взаиморасположение и ориентацию жилых зданий, боль- ниц, аптек, санаториев, промышленных предприятий и др. Скорость движения воздуха определяется числом метров, прой- денных им в секунду. Скорость перемещения воздушных масс иг- рает существенную роль в процессах теплообмена организма. 34
Сильный ветер резко увеличивает теплоотдачу путем конвекции и испарения пота. В жаркие дни ветер оказывает благоприятное влияние на организм, так как предохраняет его от перегревания. При низких температурах и высокой влажности движение воздуха способствует переохлаждению. Сильный и продолжительный ветер оказывает неблагоприят- ное влияние на нервно-психическое состояние, на общее само- чувствие, затрудняет выполнение физической работы, увеличи- вает нагрузку при движении. Наконец, гигиеническое значение движения воздуха заключается в том, что оно способствует вен- тиляции жилых, общественных зданий и промышленных поме- щений, а также играет важную роль в удалении и самоочищении поступающих в атмосферу загрязнений (пыль, пары, газы и др.). 3.1.5. Атмосферное давление Жизнь человека протекает в основном на поверхности Земли на высоте, близкой к уровню моря. При этом организм нахо- дится под постоянным давлением столба воздуха окружающей атмосферы. На уровне моря эта величина равна 101,3 кПа (760 мм рт. ст., или 1 атм). Вследствие того что наружное дав- ление полностью уравновешивается внутренним, наш организм практически не ощущает тяжести атмосферы. Атмосферное давление подвержено суточным и сезонным ко- лебаниям. Чаще всего эти изменения не превышают 200—300 Па (20—30 мм рт. ст.). Здоровые люди обычно не замечают этих колебаний и они практически не оказывают влияния на их са- мочувствие. Однако у определенной категории, например лиц пожилого возраста, страдающих ревматизмом, невралгиями, гипертонической болезнью и другими заболеваниями, эти ко- лебания вызывают изменение самочувствия, приводят к нару- шению отдельных функций организма. В промышленности, авиации, на водном транспорте выпол- няются работы, связанные с воздействием повышенного или пониженного атмосферного давления. Пониженное атмосферное д а в л е н и е. С действием пониженного атмосферного давления человек сталкивается при полетах на летательных аппаратах, восхождении на горы, гео- логических изысканиях в горах, работе на открытых горных рудниках и т. д. Подъем и пребывание на высоте связаны с воздействием на организм пониженного барометрического давления и низкого парциального давления газов, в первую очередь кислорода. Эти факторы обусловливают симптомокомплекс так называемой гор- ной болезни, в развитии которой ведущую роль играет кислородное голодание. В результате нарушения деятельности ЦНС появляют- ся усталость, сонливость, тяжесть в голове, головная боль, нару- шение координации движений, повышенная возбудимость, сменяю- сь
щаяся апатией и депрессией. При более глубокой гипоксии от- мечаются нарушения работы сердца: тахикардия, пульсация артерий (сонной, височной и др.), изменения ЭКГ. Нарушается моторная и секреторная функции желудочно-кишечного тракта, меняется периферический состав крови. Более значительное и резкое падение атмосферного давления может вызвать явления декомпрессии. Это опасное осложнение возникает в результате выделения газов, обычно растворенных при нормальном барометрическом давлении, из крови и ткане- вых жидкостей и сопровождается болями в мышцах, суставах, костях. Наиболее грозным осложнением декомпрессионной болезни является воздушная эмболия. Для повышения устойчивости организма к условиям пони- женного атмосферного давления необходима акклиматизация. Специфические методы тренировки с учетом действия отме- ченных факторов позволяют повысить репродуктивную спо- собность костного мозга, увеличить содержание эритроцитов и гемоглобина в крови. При этом возрастает кислородная ем- кость крови, что облегчает диффузию кислорода из крови в тка- ни. В процессе акклиматизации улучшается распределение кро- ви, в частности увеличивается кровоснабжение мозга и сердца за счет расширения их кровеносных сосудов и сужения сосудов кожи, мышц и некоторых внутренних органов. К мероприятиям по акклиматизации к кислородной недос- таточности следует отнести тренировки в барокамерах, пребы- вание в условиях высокогорья, закаливание и др. Положитель- ное влияние оказывает прием повышенных количеств витами- нов С, Bj, Bj, Bg, РР, фолиевой кислоты и витамина Р. Повышенное атмосферное давление. Действию повышенного барометрического давления подвергается опре- деленная категория лиц: водолазы, рабочие подводных и под- земных строительных работ. Кратковременному (мгновенному) воздействию высокого давления подвергаются лица при разры- ве бомб, мин, снарядов, а также при выстрелах и запусках ракет. Чаще всего работа в условиях повышенного атмосферного давления осуществляется в специальных камерах-кессонах или скафандрах. При работе в кессонах различают три периода: компрессия, пребывание в условиях повышенного давления и декомпрессия. Компрессия характеризуется незначительными функциональными нарушениями: шум в ушах, заложенность, болевые ощущения вследствие механического давления воздуха на барабанную перепонку. Тренированные люди эту стадию переносят легко, без непри- ятных ощущений. Пребывание в условиях повышенного давления обычно со- провождается легкими функциональными нарушениями: уре- жением пульса и частоты дыхания, снижением максимального и повышением минимального артериального давления, пони- 36
кением кожной чувствительности и слуха. Наблюдается усиле- ше перистальтики кишечника, повышение свертываемости кро- 1И, уменьшение содержания гемоглобина и эритроцитов. Важ- юй особенностью этой фазы является насыщение крови и тка- 1ей растворенными газами (сатурация), особенно азотом. Этот гроцесс продолжается до тех пор, пока давление газов в орга- шзме и окружающей среде не достигнет равновесия. В период (екомпрессии в организме наблюдается обратный процесс — 1ыведение из тканей газов (десатурация). При правильно орга- шзованной декомпрессии растворенный азот в виде газа выде- рется через легкие (за 1 мин — 150 мл азота). Однако при бы- ;трой декомпрессии азот не успевает выделяться и остается в грови и тканях в виде пузырьков, причем наибольшее количе- ;тво их скапливается в нервной ткани и подкожной клетчатке. Отсюда и из других органов азот поступает в кровеносное русло I вызывает газовую эмболию (кессонная болезнь). Характер- ам признаком этого заболевания являются тянущие боли в (бласти суставов и мышц. При эмболии кровеносных сосудов ДНС наблюдаются головокружение, головная боль, расстрой- ство походки, речи, судороги. В тяжелых случаях возникают па- юзы конечностей, расстройство мочевыделения, поражаются [егкие, сердце, глаза и т. д. Для предупреждения возможного развития кессонной болезни важны правильная организация (екомпрессии и соблюдение рабочего режима. 3.1.6. Комплексное воздействие микроклиматических факторов на организм В процессе жизнедеятельности организм человека испыты- >ает комплексное воздействие физических факторов воздуш- юй среды: температуры, влажности, барометрического давле- гия и др. В зависимости от сочетания и величины этих факто- юв может отмечаться как благоприятное, так и отрицательное юздействие на организм. Знание закономерностей комплекс - юго действия на организм физических факторов позволяет оп- ределить параметры таких сочетаний, которые соответствовали ►ы оптимальным условиям жизнедеятельности организма. Как известно, нормальная жизнедеятельность организма и вы- ;окая работоспособность возможны лишь в том случае, если со- раняется температурное постоянство организма в определенных раницах (36,1—37,2 °C), имеется тепловое равновесие его с ок- ружающей средой, т. е. соответствие между процессами тепло- гродукции и теплоотдачи. В случае преобладания одного процес- а над другим возможно перегревание или переохлаждение орга- [изма. Так, интенсивная потеря тепла вызывает переохлаждение, •бусловливающее снижение резистентности организма к воздей- твию внешних факторов, вследствие чего увеличивается число [ростудных заболеваний, обостряются хронические процессы. 37
Несмотря на значительные колебания микроклиматических факторов окружающей среды, в организме человека поддержива- ется постоянная температура тела. Это обусловлено деятельно- стью механизмов химической и физической терморегуляции, нахо- дящихся под контролем ЦНС. Под химической терморегуляцией понимают способность организма изменять интенсивность об- менных процессов, что и определяет увеличение или уменьшение образующегося тепла. Физическая терморегуляция осуществляет- ся за счет рефлекторного расширения или сужения поверхностных сосудов кожи. Тепло вырабатывается всем организмом, но наибольшее ко- личество его образуется в мышцах и печени. В зависимости от состояния температуры воздуха основной обмен изменяется в широких границах. Так, с понижением температуры окружаю- щей среды (ниже 15 °C) теплопродукция организма возрастает, при температуре от 15 до 25 °C наблюдается ее постоянство, а с повышением температуры от 25 до 35 °C теплопродукция сна- чала уменьшается, а затем увеличивается (при температуре 35 °C и выше). Эта закономерность хорошо прослеживается на цифрах кислорода как показателя основного обмена (рис. 3.1). Теплопродукция зависит также от интенсивности и тяжести физической нагрузки. Кроме того, тепло поступает извне за счет солнечной радиации, от нагретых предметов, в результате приема горячей пищи и др. Одновременно с процессами накопления тепла в организме непрерывно происходит выделение его во внешнюю среду. Те- плоотдача осуществляется лучеиспусканием (радиационный путь), проведением (конвекция и кондукция), потоотделением и испарением влаги с поверхности кожи. Передача тепла конвекци- ей происходит за счет нагревания прилегающего к телу воздуха. При кондукции тепло отдается поверхностям окружающих пред- метов, с которыми соприкасается человек. Потеря тепла за счет излучения происходит при наличии предметов и ограждений, О 5 10 15 20 25 30 35 40 °C Рис. 3.1. Изменение об- мена веществ (по потреб- лению кислорода) в зави- симости от температуры воздуха (по М. Е. Мар- шаку). 38
Таблица 3.3. Динамика температуры кожи при различных метеороло- гических условиях (по Л. К. Хоцянову) Температура воздуха, ’С Температура кожи, °C при неподвижном воздухе при движении воздуха разница в температуре кожи 18,1 29,5 22,1 7,4 20,7 30,2 24,7 5,5 23,5 31,5 25,0 6,5 27,5 33,5 31,0 2,5 34,0 34,6 34,0 0,6 имеющих более низкую температуру, чем температура кожи че- ловека. Отдача тепла происходит в результате испарения пота с поверхности кожи. Наконец, незначительное количество тепла отдается во внешнюю среду с выдыхаемым воздухом и физиологи- ческими отправлениями. Количество отдаваемого организмом тепла в значительной степени зависит от физических свойств воздушной среды. Так, передача тепла конвекцией возрастает с увеличением скорости перемещения воздуха, разницы температуры тела человека и воздуха, площади поверхности тела. При уменьшении разницы температур отдача тепла конвекцией снижается, а при темпе- ратуре 35—36 °C и выше совсем прекращается. Существенное влияние на отдачу тепла конвекцией оказывает скорость пере- мещения воздушных масс (табл. 3.3). Поверхность тела человека является источником теплоизлу- чения. Отдача тепла излучением осуществляется по тому же ме- ханизму, который свойствен каждому телу, имеющему темпе- ратуру выше абсолютного нуля (273 °К). При этом количество излучаемого тепла зависит от температуры окружающих стен — помещения, предметов, ограждений и т. д. Отдача тепла излу- чением возрастает с увеличением разницы между температурой тела человека и температурой окружающих предметов. Если температура окружающих человека поверхностей превышает 35 °C, то отдача тепла излучением прекращается и, наоборот, наблюдается поглощение тепла. Резкое нарушение радиацион- ного баланса может привести к перегреванию или охлаждению организма. При разности температур человека и среды, близкой к нулю, или в том случае, когда температура окружающего воз- духа выше температуры кожи, основным процессом теплоотда- чи является испарение. Интенсивность испарения зависит от влажности воздуха и его скорости, так как эти факторы определяют коэффициент массоотдачи влаги. Так, при температуре воздуха выше 35 °C и умеренной влажности потеря влаги испарением может дости- 39
Таблица 3.4. Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений (извлечение из СанПиН 2.2.4.548—96) Период года Категория работ по уровню энерготрат, Вт Темпера- тура возду- ха, 'С Температура поверхно- стей, °C Относи- тельная влажность воздуха, % Скорость движения воздуха, м/с Холод- 1а (до 139) 22-24 21-25 60-40 о,1 ный 16 (140-174) 21-23 20-24 60-40 0,1 Па (175-232) 19-21 18-22 60-40 0,1 Пб (233-290) 17-19 16-20 60-40 0,2 III (более 290) 16-18 15-19 60-40 0,3 Теплый 1а (до 139) 23-25 22-26 60-40 0,1 16 (140-174) 22-24 21-25 60-40 0,1 Па (175-232) 20-22 19-23 60-40 0,2 Пб (233-290) 19-21 18-22 60-40 0,2 III (более 290) 18-20 17-21 60-40 0,3 гать 5 л, а при более высоких температурах — 10 л/сут. При ис- парении 1 г воды теряется около 2,51 кДж (0,6 ккал) тепла. Изучение сочетанного действия ряда физических факторов на организм позволило определить наиболее оптимальные их величины для жилых помещений: температура 18—20 °C, влаж- ность 40—60 %, скорость движения воздуха 0,1—0,2 м/с. В производственных условиях данные факторы нормируются по оптимальным и допустимым величинам. Оптимальные величины характеризуются таким сочетанием параметров температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха, кото- рые при длительном и систематическом воздействии на организм человека обеспечивают ощущение теплового комфорта, способст- вуют высокой работоспособности (табл. 3.4). Допустимые микроклиматические условия — сочетание пара- метров микроклимата, которые могут обусловить преходящие и быстро нормализующиеся изменения в организме человека, не вы- ходящие за пределы физиологических приспособительных колеба- ний (табл. 3.5). Нормирование микроклиматических условий в производст- венных помещениях осуществляется с учетом категории работ и соответствующих энергозатрат организма. В указанных нормах при легкой работе принята несколько более высокая температура воздуха и меньшая скорость его движения, чем при более тяжелом труде. Таким образом, с уче- том комплексного воздействия микроклиматических факторов устанавливаются наиболее благоприятные сочетания их для жизнедеятельности человека и его работоспособности. При 40
Таблица 3.5. Допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений (из- влечение из СанПиН 2.2.4.548—96) Период года Категория работ по уровню энерготрат, Вт Температура воздуха, 'С Температу- ра поверх- ностей, °C Относи- тельная влажность воздуха, % Скорость движения воздуха, м/с диапазон ниже оптимальных величин диапазон выше оптимальных величин для диапазона температур воздуха ниже оптимальной для диапазона температур воздуха выше оптимальной Холодный 1а (до 139) 20,0-21,9 24,1-25,0 19,0-26,0 15-75* о,1 о,1 16 (140-174) 19,0-20,9 23,1-24,0 18,0-25,0 15-75 0,1 0,2 Па (175-232) 17,0-18,9 21,1-23,0 16,0-24,0 15-75 0,1 0,3 Пб (233-290) 15,0-16,9 19,1-22,0 14,0-23,0 15-75 0,2 0,4 III (более 290) 13,0-15,9 18,1-21,0 12,0-22,0 15-75 0,2 0,4 Теплый 1а (до 139) 21,0-22,9 25,1-28,0 20,0-29,0 15-75* 0,1 0,2 16 (140-174) 20,0-21,9 24,1—28,0 19,0-29,0 15-75* 0,1 0,3 Па (175-232) 18,0-19,9 22,1-27,0 17,0-28,0 15-75* 0,1 0,4 Пб (233-290) 16,0-18,9 21,1-27,0 15,0-28,0 15-75* 0,2 0,5 III (более 290) 15,0-17,9 20,1-26,0 14,0-27,0 15-75* 0,2 0,5 * При температуре воздуха 25 "С и выше максимальные величины относительной влажности воздуха не должны выходить за пределы 70 % (при t 25 "С); 65 % (при t 26 ’С); 60 % (при t 27 °C); 55 % (при t 28 ’С).
этом следует отметить, что состояние теплового комфорта за- висит также от вида одежды, индивидуальных особенностей че- ловека, тренированности и др. 3.1.7. Электрическое состояние воздушной среды К физическим факторам воздушной среды относится атмо- сферное электричество, в понятие которого входят ионизация воздуха, электрическое и магнитное поля земной атмосферы. Ионизация воздуха — процесс образования в нем электрозаря- женных частиц различной физической и химической природы. В воздухе постоянно содержатся положительно и отрицательно заряженные твердые и жидкие аэрозольные частицы, смеси атомарных и молекулярных комплексных газовых ионов. Ионизация воздуха происходит под влиянием излучений радио- активных веществ (а-и р-частицы, у-лучи), содержащихся в поч- ве, воде и в самом воздухе (радон и продукты его распада, торон и др.), УФ-радиации, рентгеновских и космических лучей. Кроме того, ионы образуются при электрических разрядах в атмосфере, при процессах нагревания, распыления, дробления и т. д. Ионизационное состояние воздуха как в атмосфере, так и в производственных помещениях характеризуется прежде всего концентрацией ионов каждого вида в 1 мл воздуха. При этом ионы, существующие самостоятельно или присоединившиеся к нейтральным молекулам кислорода, озона, азота и его окислов, принято называть легкими ионами (и+, п~). Если ионы присоединяются к частицам дыма, пыли, тумана и др., то образуются ионы более крупных размеров, которые на- зываются тяжелыми, или ионами Ланжевена (N*, N~). Наряду с процессами образования ионов постоянно идет процесс их нейтрализации. Благодаря этому количество ионов в воздухе находится в подвижном равновесии. Для характеристики иони- зации воздуха используется коэффициент униполярности (q), показывающий отношение числа положительных ионов к чис- лу отрицательных: _ п+ _ N+ ?лег. - И™ ?тяж. г- • п N Непосредственно у земной поверхности концентрация лег- ких положительных аэроионов (п+) закономерно выше, чем от- рицательных (q = 1,1—1,3). Количество ионов в воздухе, соотношение их зарядов могут колебаться в широких пределах. Это зависит от характера поч- вы и растительности, влажности и движения воздуха, степени его загрязненности, времени года, радиоактивности внешней среды. Например, в воздухе многих курортов и в сельской ме- стности содержание ионов п+, п может достигать 4000 в 1 мл, 42
в то время как в промышленных городах чаще всего оно состав- ляет от 200 до 400 в 1 мл. Резкое снижение ионов в атмосфере городов обусловлено прежде всего загрязненностью воздуха. На берегу моря во время прибоя, у горных рек, водопадов и фон- танов вследствие ионизации частичек распыленной воды число легких ионов, особенно отрицательно заряженных, увеличива- ется до 40 000 в 1 мл. Более интенсивная ионизация воздуха отмечается в производ- ственных помещениях. Так, при работе рентгеновских аппара- тов концентрация п+ может достигать 386 000, п — 6530 ионов в 1 мл, а при электросварке — 10 000 ионов с коэффициентом униполярности 0,03—0,25. Степень ионизации воздуха имеет санитарное значение. По- скольку тяжелые ионы чаще всего представлены заряженными аэродисперсиями (дым, пылевые частицы, туманы и др.), по их количеству можно косвенно судить о степени загрязнения воз- духа. Чем сильнее загрязнен воздух, тем больше в нем содержит- ся тяжелых ионов и тем выше коэффициент униполярности. Установлено, что аэроионы оказывают различное действие на организм. В частности, отрицательные, в большей мере легкие, ионы обладают тонизирующим влиянием, активизируют обмен- ные процессы, повышают деятельность парасимпатических от- делов нервной системы и др. В свою очередь положительные ионы оказывают угнетающее действие на организм, вызывают сниже- ние работоспособности и повышение артериального давления. Положительное влияние ионизированного воздуха использу- ют в лечебной практике, в производственных и жилых поме- щениях, на транспорте и т. д. Вместе с тем следует отметить, что биологическое действие ионов изучено еще недостаточно. Установлено, что между воздухом и земной поверхностью су- ществует электрическое поле, характеризующееся напряженно- стью, измеряемой величиной потенциала (вольт) на единицу длины (метр). Эта величина называется градиентом электриче- ского потенциала. Среднее его значение у поверхности Земли составляет 120 В/м; с высотой величина градиента уменьшается. Человек в электрическом поле Земли подвергается воздейст- вию разности потенциалов между уровнем головы к подошвами примерно в 200—250 В. Напряженность электрического поля атмосферы колеблется в широких пределах в зависимости от сезона года, состояния по- годы, атмосферного давления, скорости перемещения воздуха, географических и других факторов. Биологическое действие электрического поля атмосферы исследовано еще недостаточно. 3.1.8. Радиоактивность воздушной среды Кроме перечисленных выше физических факторов воздуш- ной среды, человек и другие живые существа постоянно подвер- 43
гаются воздействию небольших доз ионизирующего излучения. Источниками естественного радиоактивного фона являются кос- мические лучи и радиоактивные вещества, содержащиеся в воз- духе, почве, горных породах и воде. Естественная радиоактивность воздуха определяется прежде все- го содержанием в нем таких газов, как радон, актион и торон — продуктов распада радия, актиния и тория, находящихся в зем- ных породах. Кроме того, в воздухе содержатся углерод-14, ар- гон-41, фтор-18 и ряд других изотопов, образующихся в резуль- тате бомбардировки атомов кислорода, водорода и азота кос- мическими лучами. Наряду с радиоактивными аэрозолями в атмосферу могут по- падать незначительные количества естественных радиоактив- ных веществ (Ra, К40, U и т. д.), что отмечается при разруше- нии земных пород, разложении органических веществ. Естественная радиоактивность воздушной среды колеблется в пределах 2 • 10-14ч-4,4 10 13 Ки/л (7,4 • Ю-13^-1,6 • 10 11 ГБк). Отмечено, что на суше она несколько выше, чем над водой. При этом человек подвергается как внутреннему облучению за счет вдыхания а-, р- и у-излучающих веществ, так и внешнему воздействию (почва, космические лучи). Общая суммарная доза облучения человека может достигать 175 мбэр/год1. В зависимости от географической широты, природных усло- вий и концентрации естественных радиоизотопов в породах и почвах эта величина может подвергаться существенным коле- баниям. В геохимических провинциях с высоким содержанием тория в монацитовых песках дозы внешнего облучения возрастают в 2—38 раз (штаты Керала и Мадрас в Индии). Наряду с естест- венными радиоактивными элементами в воздушной среде при- сутствуют радиоактивные элементы, которые появились в ре- зультате взрывов ядерного оружия и широкого использования радиоактивных веществ в народном хозяйстве. 3.2. Погода, климат и их гигиеническое значение Погода определяется физическим состоянием атмосферы над той или иной территорией в данное время и характеризуется определенной совокупностью метеорологических факторов: сол- нечной радиации, барометрического давления, температуры, влажности, скорости и направления ветра и др. Погода может постепенно или резко изменяться в течение определенного периода (суток, недели). При этом различают периодические и апериодические изменения. В отличие от пе- 1 1 бэр равен 0,01 Зв (зиверта) или 1 мбэр равен 0,00001 мЗв. 44
риодических апериодические изменения характеризуются рез- ким изменением погодных факторов (передвижение воздуш- ных масс, барометрическое давление, температура и др.). Здоровый человек обычно незаметно для самочувствия пере- носит изменения, происходящие в организме под влиянием пе- риодических колебаний метеорологических факторов. С воз- растом, особенно после перенесенных заболеваний, адаптаци- онные способности организма ослабевают. Резкие колебания метеорологических факторов (апериодические) создают повы- шенную нагрузку на регуляторный аппарат организма, вызывая перенапряжение физиологических механизмов адаптации, что приводит к различным нарушениям функций организма. Вот почему резкие колебания погоды (резкое падение или повыше- ние атмосферного давления) вызывают у многих лиц ухудшение самочувствия: головные боли, головокружение, шум в ушах, одышку, боли в области сердца, ногах, руках и др. Следует от- метить, что эти явления наиболее часто наблюдаются за 1—2 дня до резкой смены погоды. В этот период отмечается обострение гипертонической болезни и стенокардии у 70—80 % больных, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. В основе механизма возникновения метеотропных реакций ле- жит действие электромагнитных импульсов, под влиянием ко- торых наблюдаются функциональные нарушения ЦНС, тонуса сосудов и обмена веществ, а также повышение уровня холесте- рина, протромбина в крови, понижение активности каталазы и др. В период магнитных бурь увеличивается число вызовов ско- рой медицинской помощи по поводу обострений гипертониче- ской болезни, инсультов и инфарктов миокарда (рис. 3.2). Климат — закономерный для данного района режим погоды. К основным климатообразующим факторам относятся географиче- ская широта и долгота, лучистая энергия Солнца, характер по- верхности (суша, вода, рельеф, высота над уровнем моря, расти- тельность), циркуляция воздушных масс. К числу климатообра- зующих факторов следует отнести также целенаправленную деятельность человека — создание искусственных морей, лесо- защитных полос, изменение направления течения рек. Наша страна отличается большим многообразием климати- ческих условий. По данным средних температур января и июля территория России разделяется на четыре климатических рай- она: холодный — с температурой января от —28 до —14 °C и июля от 4 до 22 °C; умеренный — с температурой января от —14 до —4 °C и июля от 10 до 22 °C; теплый — с температурой января от —4 до 0 °C и июля от 22 до 28 °C; жаркий — с температурой января от —4 °C до 10 °C и июля от 28 до 34 °C. В зависимости от ландшафтных условий и с учетом физико- географических особенностей местности территорию России предложено разделить на 12 типов климата: вечного мороза, 45
90 Рис. 3.2. Рост числа вызовов скорой медицинской помощи по поводу гипертонической болезни, инсультов и инфарктов миокарда во время большой магнитной бури 21—28 февраля 1973 г. в Риге. 1 — магнитная буря; 2 — суточное число вызовов по поводу гипертонической болезни; 3 — среднемесячное число вызовов по поводу гипертонической бо- лезни; 4 — межсуточная изменчивость давления воздуха; 5 — пики вызовов по поводу инсульта; 6 — пики вызовов по поводу инфаркта миокарда. Цифры у кружков — число вызовов в сутки. тундры, тайги, широколиственных лесов, умеренного пояса, муссонов, степей, тропических пустынь и т. д. Данная класси- фикация одновременно учитывает сумму метеорологических, географических и ландшафтных условий, оказывающих влия- ние на здоровье населения. Кроме того, существуют местные разновидности климата: морской, континентальный, степной, горный и др. Все клима- тические зоны можно разделить на зоны щадящего и раздражаю- щего климата. Щадящий климат характеризуется незначительной амплитудой колебаний барометрического давления, влажности, температуры и движения воздуха. Холодный континентальный климат относится к раздражающему, так как вызывает перена- пряжение терморегуляторных механизмов, что важно учитывать лицам с ослабленным здоровьем и больным. Изучением закономер- ностей влияния климатических факторов на организм человека занимается биоклиматология. Благоприятное воздействие климата на здоровье и самочув- ствие человека (климатолечение) успешно используется в ку- 46
рортологии. Отрицательное влияние климатических условий на здоровье населения прежде всего отражается на сезонном харак- тере ряда заболеваний. Установлено, что в холодный период года наиболее часто регистрируются такие заболевания, как ОРВИ, ангины, пневмонии, миозиты, невриты и т. д. В ряде стран об- наружена четко выраженная сезонность в количестве смертей, так в США, минимум для Нью-Йорка, Лос-Анджелеса и Чика- го приходится на летние месяцы, а максимум — на зимние. Отмечено, что здоровый организм легче приспосабливается к меняющимся климатическим условиям. В процессе адаптации к условиям жаркого климата отмечается уменьшение частоты пульса, дыхания, снижение артериального давления, темпера- туры тела и обмена веществ. При акклиматизации к низким температурам наблюдается по- вышение обмена веществ, увеличение теплопродукции, объема циркулирующей крови, снижение в крови уровня витаминов С, В] и нарушение синтеза витамина D. Адаптация к жаркому климату обычно проходит сложнее, чем к холодному. 3.3. Химический состав атмосферного воздуха и его гигиеническое значение Атмосферный воздух по химическому составу представляет со- бой смесь газов с различным удельным содержанием (табл. 3.6). Химический состав мало меняется с высотой. Однако ввиду того что с высотой воздух разрежается, содержание каждого газа в единице объема уменьшается. Азот составляет основную массу атмосферы. Он принадле- жит к индифферентным газам и играет роль разбавителя кисло- рода. При избыточном давлении (4 атм) азот может оказывать наркотическое действие. В природе идет непрерывный круговорот азота, в результате чего азот атмосферы под влиянием электрических разрядов превращается в окислы азота, которые с осадками поступают в Таблица 3.6. Химический состав атмосферного воздуха (по В. А. Рязанову) Газ Химический состав, об. % Газ Химический состав, об.% Азот 78,09 Метан 0,00022 Кислород 20,95 Криптон 0,0001 Аргон 0,93 Закись азота 0,0001 Двуокись углерода 0,03 Водород 0,00005 Неон 0,0018 Ксенон 0,000008 Гелий 0,00052 Озон 0,000001 47
почву, где превращаются в органические соединения. При раз- ложении органических веществ азот восстанавливается и снова поступает в атмосферу, из которой вновь связывается биологи- ческими объектами. Азот воздуха усваивается сине-зелеными водорослями и не- которыми видами бактерий почвы (клубеньковыми и азотфик- сирующими). Кислород по биологической роли — самая важная составная часть воздуха. В природе постоянно происходит потребление кислорода при дыхании человека и животных. Много расходу- ется кислорода на процессы окисления и горения топлива и других органических материалов. Несмотря на значительный расход кислорода, его содержание в воздухе практически не из- меняется. Это обусловлено тем, что параллельно данному про- цессу в растительном мире идет процесс ассимиляции диоксида углерода и выделения кислорода, восполняющий его естествен- ную убыль. Так, в результате процессов фотосинтеза в атмосфе- ру поступает около 5 • 1014 т кислорода в год, что примерно со- ответствует его потреблению. В последние годы установлено, что под действием солнечных лучей молекулы воды распадают- ся с образованием молекул кислорода. Это второй источник об- разования кислорода в природе. Потребление организмом кислорода зависит от возраста. В преклонном возрасте потребление кислорода составляет 70 %, у детей 110—120 %. Организм очень чувствителен к недостатку кислорода. Сниже- ние его содержания в воздухе до 17 % приводит к учащению пульса, дыхания. При концентрации кислорода 11—13 % отмечается вы- раженная кислородная недостаточность, ведущая к резкому сни- жению работоспособности. Содержание в воздухе 7—8 % кисло- рода несовместимо с жизнью. Увеличение содержания кислорода во вдыхаемом воздухе вплоть до 100 % при нормальном давлении человеком перено- сится легко. С повышением давления до 405,3 кПа (4 атм) могут наблюдаться местные поражения тканей легких и функциональ- ные нарушения ЦНС. Вместе с тем при содержании кислорода до 40—60 % и давлении до 303,94 кПа (3 атм) в барокамере на- блюдается улучшение усвоения кислорода тканями, отмечается нормализация нарушенных функций органов и систем. В последние годы повышенные концентрации кислорода в сочетании с повышенным давлением (гипербарическая оксиге- нация) широко используются в хирургической практике, аку- шерстве. Углекислый газ (или диоксид углерода) — бесцветный, без за- паха, в 11/2 раза тяжелее воздуха. От содержания диоксида угле- рода зависит тепловой баланс планеты. Увеличение его содержа- ния до 3 % приводит к нарушениям функции дыхания (одышка), появлению головной боли и снижению работоспособности. При 48
содержании диоксида углерода 4—5 % отмечаются покраснение лица, головная боль, шум в ушах, повышение кровяного давле- ния, сердцебиение, возбужденное состояние. При содержании 8—10 % диоксида углерода в воздухе наблюдается быстрая по- теря сознания и наступает смерть. Концентрация диоксида углерода в воздухе жилых и общест- венных зданий даже при отсутствии в них вентиляции редко превышает 1 %. Считают, что ощущение дискомфорта обычно связано не только с увеличением содержания диоксида углерода свыше 0,1 %, но и с изменением физических свойств воздуха при ско- плении людей в помещениях: повышаются влажность и темпе- ратура, изменяется ионный состав воздуха, главным образом за счет увеличения положительных ионов и др. Из всех показате- лей, связанных с ухудшением свойств воздуха, диоксид углерода наиболее доступен простому определению. Поэтому указанная концентрация (0,1 %) издавна принята в гигиенической практике как предельно допустимая величина, интегрально отражающая химический состав и физические свойства воздуха в жилых и об- щественных помещениях. Таким образом, диоксид углерода явля- ется косвенным гигиеническим показателем, по которому оцени- вают степень чистоты воздуха. Существуют нормы ПДК диок- сида углерода в космических кораблях, подводных лодках (не более 0,5—1 %), в бомбо- и газоубежищах (не более 2 %). По содержанию диоксида углерода производится расчет вентиля- ции в жилых и общественных зданиях. Содержание диоксида углерода в воздухе лечебных учрежде- ний должно составлять не более 0,07 %, в воздухе жилых и об- щественных зданий — 0,1 %. В истории Земли были периоды, когда содержание диоксида углерода в атмосфере было существенно больше, чем в настоя- щее время. Так, по некоторым данным, около 250 млн лет назад концентрация его составляла 7,5 %, а 570 млн лет назад — не бо- лее 0,3 %. Есть предположение, что около 1 млн лет назад содер- жание диоксида углерода было в 2 раза выше. В наше время боль- шинство исследователей сходятся в мнении, что содержание ди- оксида углерода в атмосфере имеет тенденцию к увеличению. Другие составляющие воздуха — так называемые инертные газы (аргон, неон, гелий, ксенон, криптон и др.) в обычных ус- ловиях физиологически индифферентны. 3.4. Гигиеническое значение загрязнения атмосферного воздуха Состав атмосферного воздуха в пределах тропосферы может существенно изменяться за счет всевозможных примесей, обу- словленных промышленной и хозяйственно-бытовой деятель- 49
ностыо людей. Проблема загрязнения атмосферного воздуха приобрела особую остроту во второй половине XX века в связи с чрезвычайно высокими темпами роста промышленного про- изводства, потреблением электроэнергии и использованием моторных транспортных средств. Масштабы загрязнения воз- духа с каждым годом увеличиваются. В настоящее время в атмосферу Земли в год выбрасываются сотни миллионов тонн отходов промышленного производства. Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха больших городов являются промышленные предприятия, ко- тельные, ТЭЦ, транспорт. Наиболее значительным источником загрязнения воздушной среды населенных мест является сжи- гание топлива — каменного угля, нефти, газа. Установлено, что только при сжигании каменного угля, добытого за год, в воздух выбрасывается около 94 млн т пыли, более 300 млн т окиси уг- лерода, 37 млн т сернистого газа и около 6 млрд т углекислого газа. Легковая машина выбрасывает в час до 4 кг окиси углерода, а грузовая — до 7 кг. Годовое количество оксида углерода, по- ступающего в воздух за счет автомобильного парка нашей пла- неты, составляет около 200 млн т, углеводородов — 50 млн т. Все более мощным источником загрязнения становится воздушный транспорт. Один современный четырехмоторный пассажир- ский самолет загрязняет воздух так же, как и 10 000 легковых автомобилей. Неблагоприятное влияние атмосферных загрязнений на здо- ровье населения является общепризнанным фактом. Оно вызы- вает острые и хронические отравления, рост общей заболевае- мости, развитие специфических и отдаленных последствий. В литературе описано большое число случаев острых отравлений, обусловленных так называемыми токсичными туманами. Пе- чальные последствия токсичных туманов, повлекших массовые отравления и резкое увеличение случаев смерти, наблюдались в Бельгии (долина р. Маас, 1930), США (Донора, 1948), Лондоне (1952), Мексике и других странах. Так, в 1952 г. в Лондоне с 5 по 9 декабря в результате действия токсичного тумана число смертельных случаев возросло до 2468 человек, особенно среди пожилых лиц и детей. Всего вследствие воздействия тумана умерли около 4000 человек. Ослабление организма в результате хронического воздействия атмосферных загрязнений обусловливает рост в 11/2—2 раза чис- ла случаев заболевания хроническим бронхитом, эмфиземой легких, острыми респираторными заболеваниями, хронически- ми ринитами, отитами и др. В США и Англии хронический бронхит и эмфизема легких занимают второе место среди при- чин инвалидности после сердечно-сосудистых заболеваний. Исследования показывают, что атмосферные загрязнения мо- гут оказывать канцерогенное и сенсибилизирующее действие. Кроме того, отмечено, что атмосферные загрязнения ухудшают 50
общесанитарные условия жизни населения. Так, интенсивное запыление воздуха снижает прозрачность атмосферы, что отра- жается на естественном освещении, уровне УФ-облучения. За- пыленность воздуха способствует туманообразованию. В круп- ных промышленных городах с каждым годом возрастает частота туманов. Так, в Лондоне в 1870—1875 гг. число туманных дней в зимнее время составляло 93, а через 20 лет — 156. В Париже число туманов за последние 25 лет возросло в 3 раза. В свою очередь туманы способствуют росту уличного травматизма, уг- нетающе действуют на психику и самочувствие людей. Атмосферные загрязнения наносят большой экономический ущерб. С промышленными выбросами теряется много ценного сырья (свинец, цинк, медь, сернистый газ и др.). Кроме того, промышлен- ные выбросы губительно действуют на растительность, разруша- ют бетонные и металлические конструкции. Многие исследователи связывают низкую урожайность сельскохозяйственных культур, повышенную заболеваемость скота и снижение его продуктивности с увеличением атмосферных загрязнений. Загрязнение воздуха ока- зывает неблагоприятное влияние на бытовые условия жизни лю- дей. Отмечается быстрое загрязнение окон, квартир, мебели. К наиболее распространенным газообразным атмосферным загрязнениям относятся соединения серы, сероводород, окислы азота, углеводороды, альдегиды, сажа и др. Борьба с загрязнением атмосферного воздуха ведется по мно- гим направлениям, однако первостепенное значение имеют тех- нологические мероприятия, планировочные, санитарно-техни- ческие, а также связанные со строительством высоких труб. Тех- нологические мероприятия рассматриваются как основные, так как позволяют резко ограничить выброс вредных веществ в ат- мосферу. Это достигается за счет разработки и создания замк- нутых технологических процессов, замены вредных веществ без- вредными или менее вредными, очистки сырья от примесей, за- мены пламенного нагрева электрическим и др. Существенную роль играет вторичное использование отходов в технологиче- ском процессе. В группу планировочных мероприятий входит комплекс приемов, включающих зонирование территории города (на промышленную, жилую, транспортную, административно-хо- зяйственную), борьбу с естественной запыленностью, органи- зацию санитарно-защитных зон (расстояние от промышленно- го предприятия до жилой зоны), планировку жилых районов, озеленение населенных мест. При решении вопросов зониро- вания территории обязательно учитываются роза ветров и рель- еф местности. В России для всех предприятий, являющихся источниками за- грязнения атмосферы, в зависимости от их мощности, условий осуществления технологического процесса, количественного и качественного состава выделяемых вредных веществ установле- 51
ны следующие размеры санитарно-защитных зон в соответствии с классом вредности предприятия: для предприятий I класса — 1000 м, II — 500 м, III — 300 м, IV — 100 м и V класса — 50 м. Группа санитарно-технологических мероприятий предусмат- ривает защиту воздушного бассейна при помощи очистных соору- жений (сухие механические пылеулавливатели, аппараты фильт- рации, электрические фильтры и аппараты мокрой очистки). Особо важное значение имеют законодательные мероприя- тия, определяющие ответственность различных организаций за охрану атмосферного воздуха. В настоящее время при решении вопросов охраны атмосфер- ного воздуха руководствуются Конституцией Российской Фе- дерации (12 декабря 1993 г.), "Основы законодательства Рос- сийской Федерации об охране здоровья граждан", Федеральны- ми законами "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" и "Об охране атмосферного воздуха". К числу законодательных мер относится установление ПДК вредных веществ в атмосферном воздухе. В настоящее время в России установлено свыше 600 ПДК и 1538 ОБУВ. 3.5. Бактериальное загрязнение воздушной среды Биологические объекты, находящиеся в воздухе во взвешенном состоянии, объединяются общим понятием "аэропланкгон". В его состав входят бактерии, вирусы, споры плесневых грибов, дрож- жевые грибы, цисты простейших, споры мхов и др. При этом не- обходимо отметить, что воздух не является благоприятной средой для размножения микроорганизмов. Поэтому обычно не выделя- ют специфическую для воздушной среды микрофлору. Основным источником загрязнения воздуха является почва. Установлено, что 1 г почвы содержит до миллиарда микроорганизмов. Нахо- дясь во взвешенном состоянии, они подчиняются тем же физи- ческим законам, что и любая частица аэрозоля такого же размера. Содержание микроорганизмов в воздухе подвержено значи- тельным колебаниям как в течение суток, так и в различные се- зоны года. В холодный период года воздух менее загрязнен микроорганизмами, а летом наблюдается более высокое их со- держание, что связано с высыханием верхних слоев почвы и усиленным поступлением ее частичек в воздух. В населенных пунктах, как правило, атмосферный воздух содержит больше микроорганизмов, чем в пригородной зоне. Так, бактериальная обсемененность в городах может достигать 30—40 тыс. в 1 м3, в то время как в зеленой пригородной зоне — около 1000 в 1 м3. Изменение содержания микроорганизмов в воздухе тесно связано с метеорологическими факторами (рис. 3.3). Количество микроорганизмов в воздухе резко уменьшается с увеличением высоты. Так, на высоте 500 м среднее содержание микробов со- 52
"s 3000 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Месяцы Рис. 3.3. Влияние метеорологических факторов на содержание микро- организмов в атмосферном воздухе Москвы. ставляет около 1300, на высоте 2000 м — 240, 4000 м — 79, 6000 м — 24 в 1 м3. Для провизора особое значение имеет знание характера распро- странения бактериальных аэрозолей с возбудителями инфекцион- ных заболеваний. В воздухе могут находиться бактерии, способ- ные сохранять жизнеспособность при высушивании. К ним отно- сятся бациллы сибирской язвы, микобактерии туберкулеза, стрептококки, стафилококки и др. Для многих инфекционных бо- лезней воздух является основным путем передачи возбудителей. Через воздух распространяются возбудители коклюша, дифтерии, кори, скарлатины, гриппа. Воздушным путем передаются такие заболевания, как натуральная оспа, туляремия, сибирская язва, туберкулез и др. Установлено, что во время чиханья образуется до 40 000 мелких капелек, содержащих микроорганизмы. Ин- фицированные капельки, находясь во взвешенном состоянии, могут распространяться на значительные расстояния и пред- ставлять эпидемическую опасность. Этому способствуют вер- тикальные и горизонтальные конвекционные токи воздуха. Отдельные микроорганизмы, поступающие с воздухом в ды- хательные пути, обладают способностью сенсибилизировать ор- 53
ганизм человека. При этом надо учитывать, что даже погибшие микроорганизмы могут представлять опасность для человека как аллерген. Так, описаны случаи развития аллергических ре- акций при поступлении бактерий сапрофитов, в частности Bact. prodegiosum, грибов Cladosporium, Mucor, Penicillium и др. Та- кие микроорганизмы, как сардина, псевдодифтерийная палоч- ка и некоторые водоросли, также являются аллергенами. Уровень бактериального загрязнения воздуха в помещениях зависит от воздухообмена, санитарного состояния и др. При- нято считать, что атмосферный воздух является чистым в бак- териологическом отношении, если число бактерий летом не превышает 750, а зимой — 150 в 1 м3. Воздух характеризуется как загрязненный при содержании летом более 2500, а зимой более 400 микробных тел в 1 м3.
Глава 4 ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ 4.1. Роль водного фактора в жизни человека Жизнедеятельность человека неразрывно связана с различны- ми факторами окружающей среды, одним из которых является вода. От химического и бактериального состава воды в значи- тельной мере зависят здоровье человека и санитарные условия его жизни. Среди природных факторов гидросфера является од- ной из оболочек Земли. Она объединяет свободные воды, ко- торые могут передвигаться под влиянием сил гидратации, сол- нечных лучей и переходить из одного агрегатного состояния в другое (пар, жидкость, твердое состояние). Вода входит в состав почвы, многих минеральных и горных пород, содержится в воздухе в виде водяных паров. Вода нахо- дится в непрерывном движении. Круговорот воды связывает все части гидросферы воедино, образуя в целом замкнутую сис- тему: океан—атмосфера—суша. Климат и погода всех регионов земного шара во многом оп- ределяются наличием водных пространств и водяного пара в ат- мосфере. Участие воды в формировании климата осуществля- ется за счет ее высокой теплоемкости. Вода может поглощать много тепла, сама при этом сильно не нагреваясь. Поэтому на больших пространствах Земли, занятых водой, аккумулируется тепловая энергия, которая постепенно отдается в окружающую среду. Это способствует смягчению климата в приморских рай- онах и по сезонам. Вместе с другими факторами вода формирует поверхность Зем- ли, разрушает горные породы, создает почву, меняет ландшафт. С древних времен по настоящее время вода широко исполь- зуется человеком для хозяйственных нужд. Вода служит источником электроэнергии, используется как средство водного транспорта, необходима для промышленно- сти и сельского хозяйства. В современной промышленной тех- нологии имеется много водоемких производств (варка, очистка, растворение, кристаллизация, охлаждение, нагревание и т. д.). В некоторых производствах для изготовления только 1 т гото- вой продукции затрачиваются сотни тонн воды. Так, для про- изводства 1 т чугуна расходуется 20—50 т воды, для 1 т стали — 150 т воды. Особенно много воды необходимо для целлюлозной и нефтехимической промышленности. Самым крупным потре- бителем воды является сельское хозяйство. Для выращивания 1 т пшеницы требуется 1500 т воды. На орошение земель уходит 80 % общего безвозвратного водопотребления. 55
Таблица 4.1. Распределение пресной воды на земном шаре по вод- ным объектам Водные объекты Объем, тыс. км3 Ледники, подземные льды, постоянный снеж- ный покров (в пересчете на воду) 24364,0 Подземные воды 10530,0 Влага в почве 16,5 Пресные озера 91,0 Болота 11,5 Вода в руслах рек 2,1 Вода в атмосфере 12,9 Биологические воды 1,1 Всего... 35029,1 Из общего количества воды на Земле, равного 1386 млн км3, только 35 млн км3, т. е. 2,5 %, приходится на долю пресной во- ды, необходимой для жизнедеятельности человека. Эта вода распределяется на земном шаре неравномерно (табл. 4.1). Вода представляет собой простейшее устойчивое химическое соединение кислорода с водородом и легко вступает в реакцию со многими химическими элементами и их соединениями, об- разуя гидроокиси и кристаллогидраты. Является лучшим рас- творителем для большинства соединений и необходима почти для всех химических реакций. В природных условиях в чистом виде почти не встречается. В воде находятся такие элементы, как натрий, кальций, магний, углерод, сера, азот, кислород, во- дород и др. Природные воды содержат также в незначительных количествах цинк, свинец, молибден, мышьяк, фтор, йод и дру- гие микроэлементы. Вода является инертным растворителем, не изменяющимся под воздействием тех веществ, которые она растворяет. Поэто- му вещества, необходимые для организма, будучи растворены в воде, попадают в него почти в неизмененном виде. Это свой- ство воды имеет исключительно важное значение для живых организмов. Вода может быть использована многократно. Вода имеет большое физиологическое и гигиеническое зна- чение для жизнедеятельности человеческого организма, однако может играть и отрицательную роль, так как, во-первых, служит одним из путей передачи возбудителей инфекционных болез- ней; во-вторых, солевой состав воды может быть причиной воз- никновения ряда заболеваний неинфекционного происхожде- ния; в-третьих, органолептические свойства воды (неприятный вкус, запах и т. д.) в ряде случаев могут быть причиной отказа населения от пользования ею даже в тех случаях, если она без- вредна. 56
4.2. Физиологическое значение воды В организме всех живых существ содержится определенное количество воды. Трехдневный зародыш человека состоит из воды на 97 %, трехмесячный — на 91 %, новорожденный — на 80 %. Взрослый организм содержит 66—70 % воды, из них 3,5 л приходится на плазму крови, 10,5 л — на лимфу и внеклеточ- ную жидкость. Трудно переоценить роль воды в нормальной жизнедеятель- ности человека. От ее физических свойств и химического со- става зависит нормальное течение физиологических процессов в организме. Все жизненно важные процессы: ассимиляция, дис- симиляция, осмос, диффузия, резорбция, фильтрация и др. — протекают только в водных растворах органических и неорга- нических веществ. Обмен веществ (процессы гидролиза, окис- ления и др.) возможен только при условии полного растворения продуктов, поступающих в организм, и продуктов обмена. Рас- творителем для них является вода. В ней растворены минераль- ные соли, создающие определенное осмотическое давление в крови и тканях. Вода способствует сохранению коллоидального состояния живой плазмы. Нарушение этого состояния при не- достатке воды приводит отдельные клетки и целый организм к гибели. Процесс кроветворения и синтез тканей совершаются в водных растворах или с участием воды. Водная среда необхо- дима для переваривания пищи в желудочно-кишечном тракте. Тепловой баланс организма зависит от наличия воды, так как вода, выделяемая потовыми железами, кожными покровами, слизистыми оболочками и дыхательными путями, участвует в процессе терморегуляции, регулирует температуру тела. Слезы, состоящие на 99 % из воды, непрерывно увлажняют глаза, уда- ляя с их поверхности пыль. С водой выводятся из организма различные вредные шлаки, образующиеся в результате обмена веществ. Для поддержания физиологических процессов необходимо постоянное восполнение утраченного количества воды. При нормальных условиях человек находится в состоянии водного равновесия, нарушение которого приводит к тяжелым послед- ствиям. Если содержание воды в организме человека уменьша- ется на 1—2 %, появляется жажда, на 5 % — присоединяются помрачение сознания, галлюцинации. Потеря организмом 10 % воды вызывает еще более серьезные нарушения его функций; при потере 20—25 % воды наступает смерть. Вода поступает в организм с пищей (600—900 мл) и при пи- тье (1,5л). Наиболее интенсивное всасывание воды происходит в тонком и особенно в толстом кишечнике. Выделяется она раз- ными путями: через почки (1,5 л), с потом (400—600 мл), с вы- дыхаемым воздухом (350—400 мл), с калом (100—150 мл). Вы- деление воды зависит от характера употребляемой пищи, со- 57
держания в ней солей. Вода, принятая с пищей, дольше задерживается в организме, чем выпитая натощак. Ионы натрия, находящиеся в продуктах питания, способст- вуют накоплению воды, а ионы калия — ее выделению. Поэто- му для нормальной жизнедеятельности организма необходима рациональная организация как питьевого, так и пищевого ре- жима. В результате окислительных процессов в организме об- разуется 300—400 мл воды. Суточная потребность человека в воде 2,2—2,5 л. 4.3. Гигиеническое значение воды и нормы ее потребления Вода необходима для проведения многих гигиенических ме- роприятий, соблюдения правил личной гигиены благодаря воз- можности использовать для этих целей прачечные, бани, обще- ственные бассейны для купания, домашние ванны, души. С по- мощью воды поддерживается чистота жилищ, общественных зданий, улиц и площадей. Вода нужна для мытья посуды, ку- хонного инвентаря, сырых овощей, ягод, фруктов. Озеленение населенных мест возможно только при достаточном обеспече- нии их водой. Без воды невозможна правильная и рациональ- ная организация удаления и обезвреживания нечистот с терри- тории населенных пунктов. Вода минеральных подземных источников используется как лечебное средство и оказывает положительное действие при многих заболеваниях. Издавна воду применяют для закалива- ния организма. Наиболее благотворной закаливающей проце- дурой является купание, при котором улучшается кровообра- щение, укрепляется нервная система. При определении потребности в воде населенных пунктов исходят из ее количества, необходимого для удовлетворения физиологических потребностей человека, а также расходов на хозяйственно-бытовые, санитарно-гигиенические и производ- ственные нужды. В целом недопотребление зависит от общего культурного уровня населения, степени благоустройства насе- ленных мест и культурно-бытового обслуживания их жителей. Чем выше уровень санитарно-технического благоустройства зданий и чем выше культура населения, тем больше водопо- требление. Удельное среднесуточное (за год) водопотребление на хозяй- ственно-питьевые нужды населения устанавливают по табл. 4.2. Указанные величины водопотребления соответствуют усло- виям использования воды в зданиях, оснащенных современны- ми видами санитарно-технической и водоразборной сети, сис- темами горячего водоснабжения, обеспечивающими нормаль- ную температуру воды, и т. д. 58
Таблица 4.2. Удельное среднесуточное недопотребление на хозяйст- венно-питьевые нужды населения (извлечение из СанПиН 2.04.02—84) Степень благоустройства районов жилой застройки Удельное хозяйственно-питьевое водопо- требление в населенных пунктах на одного жителя среднесуточное (за год), л/сут Застройка зданиями, обору- дованными внутренним во- допроводом и канализацией: — без ванн 125-160 — с ванными и местными водонагревателями 160-230 — с централизованным горя- чим водоснабжением 230-350 Для районов застройки зда- ниями с водопользованием из водоразборных колонок 30-50 В населенных пунктах, здания которых не оборудованы внут- ренним водопроводом и канализацией с водопользованием из водоразборных колонок, суточная норма водопотребления рав- на 30—50 л в сутки на одного человека. Большое количество воды расходуется на поливку террито- рии и зеленых насаждений в населенных пунктах и на промыш- ленных предприятиях. Этот расход в значительной мере зависит от типа покрытия территории, способа поливки, климатиче- ских условий и др. Расход воды на поливку в зависимости от ус- ловий колеблется от 1,2 до 6 л/м2 в сутки. В настоящее время расход воды на все нужды населения в крупных городах достигает 500 л/сут и более на человека. Так, водопотребление в Москве составляет около 600 л/сут. В насе- ленных пунктах водопотребление колеблется в зависимости от сезона, а также в течение суток. Наибольший расход воды при- ходится на летнее время, наименьший — на зимнее. Обязательным условием обеспечения водой населения явля- ется бесперебойная подача ее в течение суток и года. Только при этом условии могут быть удовлетворены все санитарно-гигиени- ческие потребности населения, производственные нужды и т. д. 4.4. Роль водного фактора в возникновении заболеваний Большая положительная роль воды в жизни человека не ис- ключает возможности неблагоприятного воздействия, которое она может оказывать при определенных условиях. 59
Вода как фактор распространения инфекционных заболеваний. Эта роль воды была замечена значительно раньше, чем в ней бы- ли обнаружены возбудители — патогенные микроорганизмы. Впоследствии благодаря многочисленным микробиологическим и эпидемиологическим исследованиям не только подтвердился факт наличия в воде возбудителей инфекционных болезней, но и были установлены сроки сохранения их жизнеспособности в воде, характер водных эпидемий и другие закономерности, свя- занные с водным фактором передачи инфекций. Водным путем могут передаваться возбудители многих заболеваний, наиболее часто — кишечных инфекций (холеры, брюшного тифа, паратифа, дизентерии). Установлена роль водного фактора в распростране- нии вирусов — возбудителей инфекционного гепатита, полиомие- лита, энтеровирусов (болезнь Коксаки А и В) ив меньшей степени аденовирусов (бассейновые конъюнктивиты). Немаловажную роль играет водный фактор в распространении некоторых зоонозов — желтушного лептоспироза (болезнь Ва- сильева—Вейля) и безжелтушного лептоспироза (водная лихо- радка), туляремии, причиной которых является заражение при- родных водоисточников выделениями зараженных грызунов или продуктами разложения их трупов в период эпизоотий. Описаны случаи заражения лихорадкой Ку, сапом, туберкулезом, бруцел- лезом через воду, хотя для этих заболеваний водный путь пере- дачи нетипичен. Через воду могут передаваться патогенные про- стейшие — возбудители амебной дизентерии и гельминты. Водный фактор играет большую роль в передаче гельминтов, которые делятся на две группы: 1) биогельминты, развивающие- ся с участием промежуточных хозяев (широкий лентец, бычий и свиной цепень и др.); 2) геогельминты, промежуточные стадии которых (аскариды, власоглавы, острицы, анкилостомы) разви- ваются во внешней среде: воде, почве, на различных предметах. Заражение человека биогельминтами происходит при упот- реблении мяса и рыбы, пораженных личинками соответствую- щих паразитов. Заражение геогельминтами имеет место при употреблении воды, содержащей яйца или личинки этих пара- зитов. В организм человека яйца гельминтов могут попадать в случае использования для питья неочищенной речной воды, а также при мытье ею фруктов и овощей. Заражение гельминтами может происходить и во время купания в загрязненном водоеме, что особенно характерно для заражения широким лентецом (дифиллоботриоз), так как для развития его личиночных стадий необходима водная среда. Отмечена роль воды в передаче патогенных грибов, в част- ности возбудителей эпидермофитии. Механизмы и факторы инфицирования воды различны. Боль- шую опасность в эпидемиологическом отношении представля- ют неочищенные или недостаточно очищенные фекально-хо- зяйственные сточные воды, стоки инфекционных больниц, ве- 60
Таблица 4.3. Сроки выживания микроорганизмов в воде в днях (по Н. Ф. Милявской) Микроорганизм Вода стериль- ная водопро- водная колодез- ная речная Кишечная палочка 8-365 2-262 2-106 21-183 Возбудитель брюшного тифа 6-365 2-93 12-107 4-183 Возбудитель паратифа В 39-167 27-37 — — Возбудитель дизентерии 2-72 15-27 12-92 Холерный вибрион 2-392 4-28 1-92 4-92 Лептоспиры 16 — 7-75 До 150 Возбудитель туляремии 3-15 До 92 12-60 7-31 Бруцеллы 6-168 5-25 4-45 — теринарных лечебниц, предприятий, связанных с разделкой туш и обработкой шкур животных. Попадание возбудителей инфекционных болезней в открытые водоемы возможно также с ливневыми водами и выбросами сточных вод пассажирских и промысловых судов. Большую опасность представляет питьевая вода в случае, если она не подвергается очистке и обеззаражи- ванию перед употреблением. Возможность водных эпидемий обусловлена сохранением жизнеспособности возбудителей инфекционных болезней в вод- ной среде. Многие микроорганизмы могут сохраняться в воде довольно долго (табл. 4.3). Химический состав воды и его влияние на здоровье населения. В воде природных водоисточников обычно находится то или иное количество различных веществ органического и неорга- нического происхождения. Даже самая чистая с гигиенической точки зрения вода содержит химические вещества. Особенно- сти химического состава природных вод зависят от их проис- хождения, от того, являются ли воды атмосферными или прохо- дят через слой земли, обогащаясь при этом химическими веще- ствами и газами, являются ли эти воды речными, морскими, озерными, почвенными и т. д. Наиболее важными химическими компонентами воды являют- ся ионы СГ, SO*-, HSO*- , СО*-, Na+, К+, Mg2+, Н+, а так- же Вг~, Г", НРО4 , Н2РО4 , S2O* , Fe, Al, Sr. Кроме них, в воде могут находиться органические вещества почвенного про- исхождения и неорганические примеси. В связи с тем что в нашей стране имеются регионы, для ко- торых характерно высокое содержание минеральных солей в воде, гигиенисты уделяют большое внимание влиянию мине- 61
Таблица 4.4. Количество солей, получаемых ежедневно жителями различных областей России (по А. И. Бокиной) Место жительства Количество минеральных солей, мг/л Мурманск 60,2 Ленинград 189,7 Москва 770,0 Ростовская область 2000-8000 рального состава воды на здоровье и санитарные условия жизни населения (табл. 4.4). Актуальность этой проблемы подчерки- вает Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ). Минеральный показатель пресной воды — не более 1 г/л, со- лоноватой — 1—2,5 г/л, соленой — выше 2,5 г минеральных ве- ществ на 1 л. Данные табл. 4.4 убедительно показывают, что на- селение получает вместе с питьевой водой различные количества солей. Установлено, что высокая общая минерализация питьевой воды при постоянном употреблении приводит к расстройству пи- щеварения, снижению аппетита, появлению слабости, потере трудоспособности, обострению хронических заболеваний желу- дочно-кишечного тракта. Материалы ВОЗ свидетельствуют о серьезных нарушениях в организме при питье сильно минера- лизованной воды, так как это приводит к обезвоживанию ор- ганизма, нарушению кислотно-основного состояния, увеличе- нию остаточного азота в крови, концентрации белка в плазме крови, что сопровождается резким ослаблением сердечной дея- тельности и заканчивается смертью. Изучение заболеваемости и экспериментальные исследова- ния гигиенистов позволили установить, что влияние общей ми- нерализации воды на организм зависит главным образом от ко- личественного соотношения входящих в нее соединений. Так, избыточное поступление в организм с питьевой водой хлоридов, особенно хлорида натрия, вызывает угнетение желудочной секре- ции, уменьшение диуреза, повышение кровяного давления — разви- вается артериальная гипертония. Хлорид натрия усиливает ги- пертензивное действие адреналина. Высокое содержание в питьевой воде сульфатов обусловли- вает нарушение водно-солевого обмена. Кроме того, сульфаты вызывают диспепсические явления: от легкого послабления до выраженного, что необходимо дифференцировать от желудоч- но-кишечных инфекционных заболеваний. Из неорганических соединений существенное влияние на ор- ганизм оказывают соли кальция и магния, обусловливающие жесткость воды. Санитарно-гигиеническое значение жесткости воды заключается в том, что в жесткой воде плохо разварива- ются овощи, мясо, так как соли кальция образуют с белками не- 62
растворимые соединения, препятствующие усвоению мяса; чай в жесткой воде плохо настаивается и вкусовые качества его сни- жаются. В жесткой воде плохо мылится мыло, так как при этом ионы натрия мыла замещаются кальцием и магнием из воды, в результате чего образуется хлопьевидный осадок. Это затрудня- ет проведение многих гигиенических мероприятий. Жесткость воды в некоторых случаях может служить показателем ее за- грязнения, так как в результате распада органических веществ образуется двуокись углерода, которая может выщелачивать из почвы соли кальция и магния, что приводит к образованию рас- творимых двууглекислых соединений. При загрязнении воды щелочными сточными водами жесткость ее повышается. Изучение заболеваемости населения Алтайского края и дру- гих районов показало, что при систематическом использовании воды с высокой жесткостью среди населения чаще возникает мочекаменная болезнь. Отрицательное влияние на организм человека может оказы- вать избыточное количество нитратов, находящихся в питьевой воде. Впервые на этот факт было обращено внимание в США, где в Уолтоне в 1951 г. возникла тяжелая метгемоглобинемия у детей, употреблявших воду, содержавшую более 50 мг/л нитра- тов, из них 39 умерли. Болезнь наступает в результате того, что нитраты под воздействием бактерий, обитающих в кишечнике, восстанавливаются до нитритов, которые, всасываясь в кровь, частично инактивируют гемоглобин, вызывая кислородное го- лодание. Безопасное содержание нитратов в воде — 10 мг/л. Общая минерализация воды, не нарушающая функций орга- низма и не изменяющая органолептических свойств воды, со- ставляет 1000 мг/л. В природных водах могут содержаться радиоактивные веще- ства: уран, торий, радий, полоний, радиоактивный кальций, а также радиоактивные газы: радон и торон. Они вымываются из горных пород и таким образом попадают в природные водоис- точники. Естественная радиоактивность воды наиболее высока в районах залегания радиоактивных руд, в подземных водах она выше, чем в водах открытых водоемов. Опасность представляет повышение естественного радиоак- тивного фона за счет искусственных радиоактивных изотопов, загрязняющих воду в результате испытания атомного оружия и выбросов радиоактивных отходов. Радиоактивные изотопы, особенно долгоживущие, с большим периодом полураспада, находясь в воде водоемов, могут кумулироваться там водной растительностью и животными организмами. Образующиеся таким образом биологические цепочки включают в свой цикл и человека, что имеет для него отрицательные последствия. Установлено, что в природных водах могут находиться или, наоборот, отсутствовать микроэлементы, роль которых в жизне- деятельности человеческого организма велика. Обладая боль- 63
шой биологической активностью, они обеспечивают нормаль- ное течение многих физиологических и обменных процессов, участвуют в минеральном обмене и как катализаторы различных биохимических реакций оказывают влияние на общий обмен. Микроэлементы входят в состав биологически активных соеди- нений: ферментов (Zn, Си, Мп, Мо и др.), витаминов (Со), гормо- нов (I, Со), дыхательных ферментов (Fe, Си). Некоторые микро- элементы влияют на рост и размножение животных и растений, на кроветворение (Fe, Си, Со), процессы тканевого дыхания (Си, Zn), внутриклеточный обмен и др. Для нормального течения этих процессов необходимо строго определенное количество микро- элементов. Химические элементы, содержащиеся в животных ор- ганизмах в количестве тысячных долей процента, называются микроэлементами, а в количестве стотысячных долей процента — ультрамикроэлементами (Pb, Ag). По современным данным, для нормальной жизнедеятельности организма необходимо бо- лее 30 микроэлементов, большинство из которых являются ме- таллами (Fe, Си, Мп, Zn, Мо, Со и др.) и только некоторые — неметаллами (I, Вг, As, F, Se). Основная характеристика важ- нейших микроэлементов приведена в табл. 4.5. Поскольку в организм человека микроэлементы поступают из внешней среды, содержание их в организме находится в пря- мой зависимости от присутствия этих веществ в почве, воде, растениях и др. Питьевая вода покрывает всего 1—10 % суточной потребно- сти в таких микроэлементах, как йод, железо, цинк, магний, молибден, кобальт, и лишь для фтора и стронция является ос- новным источником поступления в организм. Недостаток или избыток того или иного микроэлемента в во- де и продуктах питания может вызвать нарушение различных функций организма и заболевания. Микроэлементы распределены в земной коре неравномерно, поэтому создается избыток или недостаток их в воде, почве, растениях определенных районов. Такие районы называются биогеохимическими провинциями, а заболевания — биогеохи- мическими эндемиями. Наиболее изучены биогеохимические эндемии, связанные с недостатком или избытком фтора, недос- татком йода, стронция, кобальта. Фтор — наиболее активный и широко распространенный в земной коре элемент группы галогенов. Он принадлежит к важ- ным биогенным элементам, участвует в минеральном обмене ве- ществ организма, играет большую роль в образовании твердых составных частей костной ткани скелета и особенно зубов. Ос- новным источником обеспечения организма фтором является питьевая вода. При избыточном содержании фтора в воде воз- никает эндемический флюороз, поражающий население рай- онов, эндемичных по фтору. Ранний признак флюороза — по- явление коричневых пятен на эмали зубов, затем поражается 64
дентин, зубы становятся хрупкими и легко разрушаются. При содержании фтора в воде менее 1 мг/л флюороз не развивается. Поражение зубов и костей происходит при концентрации фтора более 2 мг/л. При пониженном содержании в питьевой воде фтора (0,5— 0,6 мг/л) разрушается зубная эмаль, зубы утрачивают прочность, легко поражаются кариесом. Оптимальной концентрацией фтора в питьевой воде является 0,7—1 мг/л. Йод — важнейший галоген, обладающий многими специфи- ческими свойствами, являясь весьма редким элементом, он присутствует, иногда в очень малых количествах, во всех при- родных телах, даже в кристаллах чистого горного хрусталя. Био- генные свойства йода в организме проявляются в различных биохимических процессах, в частности под его влиянием уси- ливаются окислительные процессы, изменяется течение фер- ментативных процессов. В организме основная часть йода со- средоточена в щитовидной железе и мышцах. Имеются биогеохимические провинции с недостаточным со- держанием йода в почве и воде, особенно в высокогорных рай- онах. Здесь обильные осадки вымывают йод из горных пород. У населения наблюдают гипофункцию щитовидной железы, ее компенсаторное увеличение. Заболевание носит название "энде- мический зоб". В более тяжелых случаях происходит задержка роста, физического и умственного развития, расстройство ко- ординации движений, отмечаются косноязычие, глухонемота, резкая психическая отсталость, т. е. наступает кретинизм. Необходимая суточная норма йода для человека 200—220 мкг. Как отмечалось выше, вода не играет ведущей роли в поступ- лении йода в организм (всего 120 мкг). Недостаток йода ком- пенсируется поступлением его с пищевыми продуктами, ис- пользованием йодированной соли. Концентрация йода в воде является показателем наличия его в почве, растениях, организ- ме животных данной местности, а следовательно, и потенци- альной опасности возникновения эндемического зоба. В воду могут попасть вместе с производственными стоками различные токсичные элементы: мышьяк, медь, цинк, свинец, фенол и др. В этих случаях вода может стать причиной серьез- ных заболеваний. Органолептические свойства воды и их влияние на человека. К органолептическим свойствам относятся запах, вкус, цвет, прозрачность, т. е. те свойства, которые могут быть определены органами чувств человека. Мутная, окрашенная в какой-либо цвет или имеющая неприятный запах и вкус вода является не- полноценной в санитарно-гигиеническом отношении даже в том случае, если она безвредна для организма человека. Это обу- словлено тем, что к мутной, окрашенной и пахнущей воде че- ловек испытывает неприятное чувство, достигающее иногда от- вращения. С давних пор принято связывать внешний вид воды 65
Таблица 4.5. Основные гигиенические характеристики важнейших микроэлементов Микроэле- мент Содержание в водо- источниках, мг/л Основные источники по- ступления в организм Ткани и органы, в кото- рых преимущественно накапливается элемент Физиологическая роль и биологические эффекты Алюминий 0-0,1 Хлебопродукты Печень, головной мозг, кости Способствует развитию и регене- рации эпителиальной, соедини- тельной и костной тканей, воздей- ствует на активность пищевари- тельных желез и ферментов Бром 0-0,25 Хлебопродукты, молоко Головной мозг, щитовидная железа Участвует в регуляции деятель- ности нервной системы, воздейст- вует на функции щитовидной и по- ловых желез Железо 0,01-1,0 Хлебопродукты, мясо, фрукты Эритроциты, селезенка, печень Участвует в кроветворении, ды- хании, иммунобиологических и окислительно-восстановительных реакциях. При недостатке возника- ет анемия Йод 0-0,3 Молоко, овощи Щитовидная железа Необходим для функционирова- ния щитовидной железы. Недоста- точное поступление способствует развитию эндемического зоба Кобальт 0,01-0,1 Молоко, хлебопродукты, овощи Кровь, селезенка, кости, яичники, гипофиз, печень Стимулирует кроветворение, участвует в синтезе белков, в регу- ляции углеводного обмена Марганец 0-0,5 Хлебопродукты Кости, печень, гипофиз Влияет на развитие скелета, уча- ствует в реакциях иммунитета, в кроветворении и тканевом дыха- нии. При недостатке у животных наступают истощение, задержка роста и развития скелета
с ее загрязнением, поэто- му население неохотно использует для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд воду, обладающую неблагоприятными орга- нолептическими свойст- вами. Ухудшение этих качеств воды отрица- тельно сказывается на водно-питьевом режи- ме, рефлекторно влияет на многие физиологиче- ские функции, в частно- сти на секреторную дея- тельность желудка. Вода может обладать различными органолеп- тическими свойствами, которые зависят от ряда причин. Развитие водной растительности в мало- проточных водоемах слу- жит причиной появле- ния их окраски и запаха. Так, специфический за- пах сырой земли прида- ют акгиномицеты. Вода, протекающая через гор- ные породы, содержащие сернистое железо, приоб- ретает запах сероводоро- да. В районах с сильно- минерализованной поч- вой вода имеет соленый или горько-соленый вкус. Резкое ухудшение органо- лептических свойств во- ды наступает в результате загрязнения ее промыш- ленными сточными вода- ми. Большую опасность в этом отношении пред- ставляют стоки нефтепе- рерабатывающих, хими- ческих, текстильных и других предприятий. 67
4.5. Гигиеническое нормирование качества воды и выбор водоисточников централизованного водоснабжения К качеству воды предъявляются строгие гигиенические требо- вания, которые заключаются в следующем: питьевая вода должна быть бесцветной, прозрачной, освежающей на вкус, не должна со- держать посторонних примесей, ядовитых химических и радиоак- тивных веществ в концентрациях, опасных для здоровья, пато- генных микроорганизмов и яиц гельминтов. Строгое соблюдение этих требований гарантирует обеспечение населения доброка- чественной водой. Для обеспечения таких высоких требований и предупрежде- ния возможности возникновения как инфекционных, так и не- инфекционных заболеваний в нашей стране проводится боль- шая научная работа по нормированию качества питьевой воды, а также разрабатываются методы контроля за ним. В настоящее время в связи с развитием централизованного водоснабжения и созданием системы санитарно-технических мероприятий по улучшению качества воды санитарно-гигиени- ческое нормирование проводится в трех направлениях: — нормирование качества питьевой водопроводной воды. Для этой цели имеется СанПиН "Питьевая вода. Гигие- нические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. 2.1.4.1074—01" от 26 сентября 2001 г.; — нормирование качества воды источников централизован- ного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Это осуще- ствляется по ГОСТу 2761—84 "Источники централизован- ного хозяйственно-питьевого водоснабжения". На основе этого документа производится выбор технологической схе- мы обработки воды. В соответствии с данным ГОСТом все подземные и поверхностные источники водоснабжения по степени загрязнения делятся на 3 класса. Главным требо- ванием к любому источнику централизованного хозяйствен- но-питьевого водоснабжения является то, чтобы вода в них после прохождения стандартных схем очистки и методов об- работки на очистных сооружениях соответствовала требо- ваниям СанПиН 2.1.4.1074—01 от 26 сентября 2001 г." — нормирование качества воды источников нецентрализо- ванного водоснабжения (шахтные колодцы и др.) прово- дится по СанПиН 2.1.4.544—96 "Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников". Изложенные в документе требова- ния распространяются исключительно на оценку воды источников местного водоснабжения в населенных мес- тах, не имеющих водопровода. 68
Санитарные правила и нормы "Питьевая вода. Гигиениче- ские требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества" устанавливают гигиенические требования к качеству питьевой воды (по мик- робиологическим, химическим и органолептическим показате- лям), а также правила контроля качества воды, производимой и подаваемой централизованными системами питьевого водо- снабжения населенных мест. Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемиологическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства. Безопасность питьевой воды в эпидемиологическом отношении определяется ее соответствием нормативам по микробиологическим и пара- зитологическим показателям, представленным в табл. 4.6. Таблица 4.6. Микробиологические и паразитологические показатели безопасности воды в эпидемиологическом отношении (извлечение из СанПиН 2.1.4.1074-01) Показатель Единица измерения Норматив Термотолерантные ко- лиформные бактерии Число бактерий в 100 мл Отсутствие Общие колиформные бактерии Число бактерий в 100 мл Отсутствие Общее микробное чис- Число образующихся колоний Не более 50 ло бактерий в 1 мл Колифаги Число бляшкообразующих единиц (БОЕ) в 100 мл Отсутствие Споры сульфитредуци- рующих клостридий Число спор в 20 мл Отсутствие Цисты лямблий Число цист в 50 л Отсутствие При исследовании микробиологических показателей качест- ва питьевой воды в каждой пробе проводится определение тер- мотолерантных колиформных бактерий, общих колиформных бактерий, общего микробного числа и колифагов. При обнаружении в пробе питьевой воды термотолерантных колиформных бактерий и колифагов проводится их определе- ние в повторно взятых в экстренном порядке пробах воды. В та- ких случаях для выявления причин загрязнения одновременно проводится определение хлоридов, азота аммонийного, нитра- тов и нитритов. Определение патогенных бактерий кишечной группы и эн- теровирусов проводится также в случае обнаружения в повтор- но взятых пробах воды общих колиформных бактерий в коли- честве более 2 в 100 мл или термотолерантных бактерий и ко- 69
лифагов. Данное исследование может проводится и по эпиде- миологическим показаниям. Содержание E.coli или термотолерантных колиформных ор- ганизмов не должно быть в пробах (объемом 100 мл) воды, предназначенной для питьевых целей. Этот критерий легко обеспечивается при современных способах очистки воды. Поч- ти при всех эпидемических заболеваниях, связанных с водой, оказывалось, что бактериологическое качество воды было не- удовлетворительным, и при этом обнаруживались дефекты за- ключительного этапа обеззараживания. Бактериологическое ка- чество воды может ухудшаться и в системах распределения. Проникновение бактерий в этих случаях возможно из почвы или природной воды через неплотно пригнанные клапаны и саль- ники во время ремонтных работ водопроводных сетей. Бактерии могут появиться в недостаточно очищенной воде или воде, за- грязненной уже после прохождения очистных сооружений, в результате их роста в осадках. Общее микробное число (т. е. количество сапрофитов в 1 мл воды) является косвенным показателем, так как характеризует общее содержание микробов в воде без их качественной характеристики. Общее микробное число обычно увеличивается при поступлении в воду поверхностных, ливневых стоков, бытовых сточных вод, по- этому оно может косвенно свидетельствовать о загрязнении воды. Группа микроорганизмов кишечной палочки в настоящее время рассматривается как санитарный показатель, указываю- щий на загрязнение воды фекалиями, что уже само по себе яв- ляется опасным. Источником появления этой группы микроор- ганизмов могут быть бактерионосители, больные с различными инфекционными заболеваниями (брюшного тифа, дизентерии и др.). Попадая в воду, патогенные микроорганизмы труднее под- даются обнаружению: их меньше, чем сапрофитных микробов, они менее устойчивы в окружающей среде, быстрее погибают. Отрицательный результат, полученный при лабораторном ана- лизе воды, не дает гарантии, что их там действительно нет, так как методы прямого обнаружения патогенных бактерий кишеч- ной группы недостаточно совершенны. Поэтому обнаружение в воде колиформных бактерий, термотолерантных бактерий, коли- фага в 100 мл должно рассматриваться как загрязнение воды, опасное в эпидемиологическом отношении, независимо от того, произошло ли оно вследствие недостаточности обработки воды источника на головных сооружениях водопровода или загрязнения обработанной воды в распределительной сети. СанПиН 2.1.4.1074—01 регламентирует показатели, характе- ризующие безопасность химического состава воды по: 1) содержанию вредных химических веществ, наиболее часто встречающихся в природных водах на территории Российской Федерации, а также веществ антропогенного происхождения, получивших глобальное распространение; 70
Таблица 4.7. Нормативы вредных химических веществ, поступающих и образующихся в воде в процессе ее обработки (извлечение из СанПиН 2.1.4.1074-01) Показатель Единица измере- ния Нормативы (ПДК), не более Показатель вредности Класс опас- ности Хлор: — свободный остаточный* мг/л В пределах 0,3-0,5 Органолеп- тический 3 — остаточный связанный II В пределах 0,8-1,2 Органолеп- тический 3 Хлороформ (при хлориро- вании воды) II 0,2 Санитарно- токсиколо- гический 2 Озон остаточный II 0,3 Органолеп- тический Формальдегид (при озо- нировании воды) II 0,05 Санитарно- токсиколо- гический 2 Полиакриламид 1* 2,0 Санитарно- токсиколо- гический 2 Активированная кремние- вая кислота (по Si) II 10 Санитарно- токсиколо- гический 2 Полифосфаты (по РО4) м 3,5 Органолеп- тический 3 * Остаточные количества алюминий- и железосодержащих коагулянтов см. показатели "Алюминий", "Железо" в табл. 4.8. 2) содержанию вредных химических веществ, поступивших и образующихся в воде в процессе ее обработки в системе водо- снабжения; 3) содержанию вредных химических веществ, поступивших в источники водоснабжения в результате хозяйственной деятель- ности человека. Первые две группы охватывают токсичные вещества, оказы- вающие непосредственное влияние на организм человека. По- казатели химического состава даны только для веществ, встре- чающихся в природных водах или добавляемых к воде в про- цессе ее обработки. Концентрация химических веществ не должна превышать нормативов, приведенных в табл. 4.7. Содержание вредных химических веществ (третья группа), поступающих в источники водоснабжения в результате хозяй- ственной деятельности человека, также регламентируется ука- занным СанПиН по ПДК или ОДУ в мг/л (табл. 4.8). При обнаружении в питьевой воде нескольких химических веществ, относящихся к 1-му и 2-му классам опасности и нор- 71
Таблица 4.8. Безопасность питьевой воды по обобщенным и химическим показателям (извлечение из СанПиН 2.1.4.1074—01) Показатель Единица измерения Норматив (ПДК), не более Показатель вредности Класс опас- ности Обобщенные показатели Водородный показатель единицы в пределах pH 6-9 Общая минерализация мг/л 1000 (1500) (сухой остаток) Жесткость общая ммоль/л 7,0 (10) Окисляемость перман- мг/л 5,0 ганатная Нефтепродукты, " 0,1 суммарно Поверхностно-актив- ’’ 0,5 ные вещества (ПАВ), анионоактивные Фенольный индекс " 0,25 Неорганические вещества Алюминий (А13+) мг/л 0,5 Санитарно- 2 токсиколо- гический Барий (Ва2+) " 0,1 Тоже 2 Бериллий (Ве2+) " 0,0002 " " 1 Бор (В, суммарно) " 0,5 " " 2 Железо (Fe, суммарно) ” 0,3 Органолеп- 3 (1,0) тический Кадмий (Cd, суммарно) " 0,001 Санитарно- 2 токсиколо- гический Марганец (Мп, " 0,1 Органолеп- 3 суммарно) (0,5) тический Медь (Си, суммарно) " 1,0 Тоже 3 Молибден (Мо, " 0,25 Санитарно- 2 суммарно) токсиколо- гический Мышьяк (As, суммар- " 0,05 То же 2 но) Никель (Ni, суммарно) " 0,1 " " 3 Нитраты (по NO3) ” 45 Органолеп- 3 тический Ртуть (Hg, суммарно) " 0,0005 Санитарно- 1 токсиколо- гический Свинец (РЬ, суммарно) " 0,03 То же 2 Селен (Se, суммарно) " 0,01 ” " 2 Стронций (Sr2+) ” 7,0 " " 2 72
Продолжение Показатель Единица измерения Норматив (ПДК), не более Показатель вредности Класс опас- ности Сульфаты (SO4 ) Фториды (F2-) для климатических рай- онов мг/л 500 Органолеп- тический 4 — I и II II 1,5 Санитарно- токсиколо- гический 2 - III и 1,2 То же 2 Хлориды (С1 ) и 350 Органолеп- тический 4 Хром (Сг6*) н 0,05 Санитарно- токсиколо- гический 3 Цианиды (CN-) II 0,035 То же 2 Цинк (Zn2) " 5,0 Органические вещества Органолеп- тический 3 у-ГХЦГ (линдан) мг/л 0,002 Санитарно- токсиколо- гический 1 ДДТ (сумма изомеров) It 0,002 То же 2 2,4-Д It 0,03 II II 2 Примечания. 1. Величина, указанная в скобках, может быть установле- на по постановлению главного государственного санитарного врача по соот- ветствующей территории для конкретной системы водоснабжения на основа- нии оценки санитарно-эпидемиологической обстановки в населенном пункте и применяемой технологии водоподготовки. 2. Нормативы приняты в соответствии с рекомендациями ВОЗ. мируемых по санитарно-токсикологическому признаку вредно- сти, сумма отношений обнаруженных концентраций каждого из них в воде к величине его ПДК не должна быть больше 1. Расчет ведется по формуле: '"'факт. '"'факт. , , '"'факт. Г1 + с2 +- + сп '"'ДОП. '"'доп. '"'доп. < 1, где С1, С2, Сп — концентрации индивидуальных химических веществ 1-го и 2-го классов опасности; факт. — фактическая и доп. — допустимая. 73
Таблица 4.9. Нормативы органолептических свойств питьевой воды (извлечение из СанПиН 2.1.4.1074—01) Показатель Единица измерения Норматив, не более Запах Баллы 2 Привкус Баллы 2 Цветность Градусы 20(35) Мутность ЕМФ (единицы мутности по фор- малину) или мг/л (по коал и ну) 2,6(3,5) 1,5(2) Радиационная безопасность питьевой воды определяется ее со- ответствием нормативам по показателям общей а- и р-активно- сти. Общая а-радиоактивность не должна превышать 0,1 Бк/л, общая p-радиоактивность — 1,0 Бк/л (ГН 2.6.1.054—96). В воде могут находиться вещества, влияющие также на орга- нолептические свойства. Запах, вкус, цвет, мутность являются весьма важными гигиеническими показателями качества пить- евой воды, так как они не только обусловливают ее внешний вид, но и могут указывать на загрязнение посторонними, не свойственными воде веществами. СанПиН 2.1.4.1074—01 регламентируют наиболее характер- ные химические вещества, влияющие на органолептические свойства воды (см. табл. 4.8). Органолептические свойства воды нормируются следующим образом (табл. 4.9). Санитарно-гигиенический лабораторный контроль за соблю- дением показателей, указанных в СанПиН 2.1.4.1074—01, осу- ществляется по стандартным методикам. В указанном СанПиН предусматривается контроль за эффек- тивностью обеззараживания воды. В частности, указываются нормы содержания в воде, прошедшей обеззараживание, оста- точного активного хлора — основного показателя надежности обеззараживания воды (см. табл. 4.7). При озонировании воды с целью обеззараживания концентра- ция озона после камеры смешения должна быть 0,1—0,3 мг/л при обеспечении времени контакта не менее 12 мин. Государственный санитарно-эпидемиологический надзор за качеством воды централизованных систем хозяйственно-питье- вого водоснабжения осуществляется по программе и в сроки, ус- тановленные местными органами санитарно-эпидемиологиче- ской службы. Как отмечалось выше, в нашей стране существует не только контроль за качеством питьевой водопроводной воды, который осуществляется на основе СанПиН 2.1.4.1074-01, но и контроль качества воды источников централизованного хозяй- ственно-питьевого водоснабжения. 74
4.6. Гигиеническая оценка качества воды при нецентрализованном водоснабжении В современных сельских населенных пунктах, снабженных водопроводом и канализацией, используется централизованное водоснабжение. Оценка воды при этом производится в соответ- ствии с требованиями СанПиН 2.1.4.1074—01. Однако в большинстве случаев в сельских населенных пукгах и рабочих поселках, особенно при освоении новых земель, ис- пользуют воду из местных источников водоснабжения. К источникам нецентрализованного водоснабжения относят подземные и поверхностные (реки, озера) источники водоснабже- ния, обеспечивающие питьевые и хозяйственные нужды жителей населенных мест при помощи водозаборных устройств без разво- дящей сети. Это шахтные и трубные колодцы, каптажи родников и др. Санитарно-эпидемиологическая оценка таких местных не- централизованных источников не может производиться по СанПиН 2.1.4.1074—01, так как она не подвергается тем мето- дам обработки, которые применяются на водопроводных станци- ях и являются обязательными для водопроводной воды. Водозаборные сооружения (шахтные колодцы, родники) ча- ще всего используют грунтовые воды на первом водоупорном слое. Как правило, они залегают на небольшой глубине и прак- тически не защищены от возможного загрязнения, что делает их ненадежными с точки зрения эпидемиологической опасно- сти и химической безвредности. Качество воды таких источни- ков по органолептическим и микробиологическим показате- лям, а также по химическому составу подвержено существен- ным колебаниям. Для санитарно-гигиенической оценки качества воды источ- ников нецентрализованного водоснабжения предложены пока- затели, изложенные в СанПиН 2.1.4.544—96 ’’Требования к ка- честву воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников". В соответствии с данным документом вода местных источников водоснабжения по составу и свойствам должна соответствовать следующим нормативам: — запах — не более 2—3 баллов; — привкус — не более 2—3 баллов; — цветность — не более 30°; — прозрачность — не менее 30 см по шрифту; — мутность — не более 2 мг/л; — нитраты (NO3) — не более 45 мг/л; — коли-индекс — не более 10. Содержание химических веществ не должно превышать ПДК в питьевой воде. Особое внимание в воде источника нецентрализованного во- доснабжения следует обращать на азотсодержащие вещества. 75
Аммиак образуется в начальной стадии разложения попав- ших в воду веществ органического происхождения. Его наличие даже в виде следов вызывает подозрение, что в воду попали све- жие физиологические выделения человека и животных. С этой точки зрения аммиак является косвенным показателем, указы- вающим на возможное заражение воды микробами. Вместе с тем его находят в болотистых, торфяных, а также в железистых грунтовых водах. Естественно, что в этом случае аммиак не имеет санитарно-показательного значения. Нитриты (соли азотистой кислоты) могут быть также раз- личного происхождения. Дождевые воды почти всегда содержат азотистую кислоту в количестве 3,0 мг/л. Нитриты могут обра- зовываться в результате восстановления нитратов денитрифи- цирующими бактериями, а также при нитрификации аммиака. В последнем случае они приобретают большее санитарно-по- казательное значение и их наличие указывает на то, что аммиак, образовавшийся в воде в результате разложения органических веществ, начал подвергаться минерализации. Таким образом, наличие нитритов в воде свидетельствует о недавнем загрязне- нии ее органическими веществами животного происхождения. Нитраты (соли азотной кислоты) обнаруживаются в неза- грязненных водах болотистого происхождения, но могут ока- заться в воде как продукт минерализации аммиака и нитритов, образовавшихся в результате гниения органических отбросов. Наличие только нитратов при отсутствии нитритов и аммиака указывает на давнее, возможно случайное, однократное загряз- нение воды фекалиями человека и животных. Если одновремен- но с нитратами в воде присутствуют аммиак и нитриты, это яв- ляется серьезным признаком постоянного и длительного загряз- нения воды. В связи с тем что в настоящее время установлена роль нитратов воды в возникновении метгемоглобинемии, осо- бенно у детей, этому показателю придается большое значение. Хлориды являются важным санитарным показателем за- грязнения воды. Они всегда содержатся в моче и кухонных от- бросах, а следовательно, если их находят в воде, возникает по- дозрение о загрязнении ее хозяйственно-бытовыми сточными водами. Хлориды воды могут быть естественного, природного происхождения, что зависит от характера почвы, с которой со- прикасается вода. Окисляемость — косвенный показатель, характеризую- щий количество находящихся в воде легкоокисляющихся орга- нических веществ. Так как непосредственное определение в воде органических веществ является методически сложным, о них су- дят косвенно, по количеству кислорода, затраченного на их окис- ление в 1 л воды. Следовательно, этот показатель дает общее, ус- ловное представление о количестве органических загрязнений. При оценке качества воды открытых водоемов большое зна- чение приобретают и другие методы и приемы. Так, например, 76
проводится определение биохимической потребности кислоро- да (БПК). Наряду с перечисленными показателями большую роль играет санитарно-топографическое обследование территории водосбо- ра, который питает водоисточник, а также факторов, которые могут ухудшить качество воды. С него фактически начинается са- нитарно-гигиеническое исследование любого водоисточника. Изучаются рельеф местности, состав почвы, наличие лесных массивов, размещение населенных пунктов, промышленных предприятий, сельскохозяйственное использование террито- рии. Особое значение имеет изучение степени заселения тер- ритории, так как чем выше плотность населения, тем больше образуется отбросов органического происхождения и тем ре- альнее возможность попадания их в водоем и возникновения водных эпидемий. Необходимо получить сведения об исполь- зовании водоема в народно-хозяйственных целях, обратив осо- бое внимание на водный транспорт и рыбное хозяйство, ис- пользование водоемов в спортивных целях, на уровень заболе- ваемости населения данного района. Большое значение имеют гидрометрические измерения (глубина, скорость течения, рас- ход воды и т. д.). 4.7. Источники водоснабжения, их санитарно- гигиеническая характеристика Для целей водоснабжения могут быть использованы откры- тые водоемы, подземные и атмосферные воды. Выбор источника водоснабжения устанавливается на основа- нии следующих данных: — характеристика санитарного состояния места размещения водозаборных сооружений и прилегающей территории (для подземных источников водоснабжения); — характеристика санитарного состояния места водозабора и самого источника выше и ниже водозабора (для поверхно- стных источников водоснабжения); — оценка качества воды источника водоснабжения; — определение степени природной и санитарной надежности и прогноза санитарного состояния. Пригодность источника для хозяйственно-питьевого водо- снабжения и места водозабора устанавливают органы государ- ственной санитарно-эпидемиологической службы министерств здравоохранения. При оценке пригодности места водозабора и источника в целом учитываются следующие данные: — краткая характеристика населенного пункта; 77
— ситуационный план, на котором обозначено место предпо- лагаемого водозабора; — схема проектируемого централизованного хозяйственно- питьевого водоснабжения; — указание суточного уровня водопотребления с расчетом на перспективу; — данные о качестве воды источника. Помимо этих общих положений, отдельно дается оценка пригодности места водозабора для поверхностных и подземных водоисточников, а именно: — при подземном водоисточнике необходимо учитывать гидрогеологическую характеристику используемого водо- носного горизонта, наличие и характер перекрывающих его слоев и степень их водонепроницаемости, зону пита- ния, соответствие дебита источника намеченному водо- отбору, санитарную характеристику местности в районе водозабора, существующие и потенциальные источники загрязнения; — при выборе водоисточника из поверхностных водоемов необходимо обращать внимание на гидрологические дан- ные, минимальные и средние расходы воды, соответствие их предполагаемому водозабору, санитарную характери- стику бассейна, наличие промышленных, бытовых, сель- скохозяйственных и других объектов, их развитие в буду- щем. 4.7.1. Открытые водоемы Открытые водоемы (наземные воды) делятся на естественные (реки, озера) и искусственные (водохранилища, каналы). Их формирование происходит главным образом за счет поверхно- стного стока, атмосферных, талых, ливневых вод и в меньшей степени за счет питания подземными водами. У некоторых во- доемов питание может быть смешанным. Характерной чертой открытых водоемов является наличие большой водной поверхности, которая непосредственно сопри- касается с атмосферой и находится под воздействием лучистой энергии солнца, что создает благоприятные условия для разви- тия водной флоры и фауны, активного течения процессов са- моочищения. Однако вода открытых водоемов подвержена опасности загрязнения различными химическими веществами и микроорганизмами, особенно вблизи крупных населенных пунктов и промышленных предприятий. С целью водоснабжения наиболее часто используются реки, которые представляют собой естественные стоки родников, бо- лот, озер, ледников. Речные воды характеризуются большим 78
количеством взвешенных веществ, низкой прозрачностью и большой микробной обсемененностью. Озера и пруды представляют собой различной величины и формы котлованы, пополняющиеся водой главным образом за счет атмосферных осадков, родников. На дне образуются зна- чительные илистые отложения за счет выпадения взвешенных частиц. Пруды и озера могут быть использованы для водоснаб- жения в небольших сельских населенных пунктах лишь в том случае, если подземные воды залегают очень глубоко. Эти во- доисточники менее пригодны для питьевых целей, так как зна- чительно подвержены загрязнению и обладают слабовыражен- ной способностью самоочищения. В них часто наблюдается цветение за счет развития водорослей, что ухудшает органолеп- тические свойства воды. Эти воды небезопасны в эпидемиоло- гическом отношении. Искусственные водохранилища (или зарегулированные во- доемы) создаются путем сооружения плотин, задерживающих водоотгок. Чаще всего имеют комплексное назначение (про- мышленное, энергетическое, для целей водоснабжения и др.). Устраиваются на реках, что сопровождается затоплением при- легающих огромных территорий. Качество воды в таких водо- хранилищах в значительной мере зависит от состава речных, та- лых и грунтовых вод, участвующих в их формировании. Большое влияние на качество воды в водохранилище, осо- бенно в первые годы его эксплуатации, оказывает санитарная подготовка его ложа (дна). Только полная и тщательная сани- тарная обработка всей затапливаемой территории, удаление растительности, уборка и дезинфекция земельного участка, за- нимаемого населенным пунктом, особенно кладбищ, больниц, скотомогильников и др., могут гарантировать эпидемиологиче- скую безопасность и хорошие органолептические свойства во- ды. В условиях застойного режима, особенно летом, наблюда- ется "цветение" водохранилищ за счет развития сине-зеленых водорослей. Продукты распада водорослей (аммиак, индол, скатол, фенолы) ухудшают органолептические свойства воды. Открытые водоемы характеризуются непостоянством хими- ческого и бактериального состава, резко меняющегося в зави- симости от сезонов года и атмосферных осадков. Они отлича- ются небольшим содержанием солей и значительным количе- ством взвешенных и коллоидных веществ. При оценке открытых источников водоснабжения большое внимание уделяется флоре и фауне водоемов, так как известно, что в водоеме может находиться большое количество низших растений и животных, влияющих на качество воды. Вследствие этого водная флора и фауна используются в качестве показа- тельных организмов, чувствительных к изменению условий жизни водоема. Эти биологические организмы называются са- пробными (sapros — гнилостный). Существуют четыре степени 79
Органические вещества Полисапробная а-Мезосапробная р-Мезосапробная Олигосапробная Бактерии Интенсивность развития отдельных форм Кислород Число видов Рис. 4.1. Сапробные зоны. (зоны) сапробности: полисапробная, а-мезосапробная, р-мезо- сапробная и олигосапробная. Каждой зоне сапробности соот- ветствуют свои условия жизни, степень загрязненности, содер- жание в воде органических веществ, кислорода, наличие жи- вотных и растительных форм (рис. 4.1). Полисапробная зона характеризуется сильным загрязнением воды, отсутствием кислорода, восстановительными процесса- ми. Окислительные процессы отсутствуют. Отмечается боль- шое количество белковых веществ, распадающихся в анаэроб- ных условиях. В полисапробных зонах флора и фауна крайне бедны. Обитает мало видов и преобладает один вид, наиболее устойчивый к этим условиям. Происходит интенсивное раз- множение микроорганизмов, их число измеряется многими сотнями тысяч и миллионами в 1 мл. Водные цветковые расте- ния и рыбы отсутствуют. а-Мезосапробная зона по степени загрязнения воды прибли- жается к полисапробной, условия разложения белка в значи- тельной степени анаэробные, но отмечаются и аэробные. Ко- личество бактерий исчисляется сотнями тысяч в 1 мл. Цветко- вые растения редки, но имеются водоросли и простейшие. Р-Мезосапробная зона имеет среднюю степень загрязнения. Окислительные процессы преобладают над восстановительны- ми и поэтому вода не загнивает. Количество органических ве- ществ сравнительно невелико, так как они минерализуются почти до конца. Число бактерий в 1 мл воды измеряется десят- ками тысяч. Появляются инфузории, разнообразные виды рыб. Олигосапробная зона характеризуется практически чистой во- дой, пригодной для водоснабжения. В воде отсутствуют процес- сы восстановления, органические вещества полностью минера- лизованы, много кислорода. Число бактерий не превышает 1000 в 1 мл воды. Флора и фауна весьма разнообразны, интенсивно развиваются различные водоросли, появляются моллюски, ра- кообразные, насекомые. Много цветковых растений и рыб. При санитарно-гигиенической оценке открытых водоемов большое значение имеют и другие исследования, в частности гельминтологические. 80
4.7.2. Подземные воды Подземные воды образуются главным образом за счет фильт- рации атмосферных осадков через почву. Небольшая часть их образуется в результате фильтрации воды открытых водоемов (рек, озер, водохранилищ и т. д.) через русло. Накопление и движение подземных вод зависят от строения пород, которые по отношению к воде разделяются на водоупор- ные (водонепроницаемые) и водопроницаемые. Водоупорными породами являются гранит, глина, известняк; к водопроницае- мым относятся песок, гравий, галечник, трещиноватые породы. Вода заполняет поры и трещины этих пород. Подземные воды по условиям залегания делятся на почвенные, грунтовые и меж- пластовые (рис. 4.2). Почвенные воды (поверхностные, или верховодка) наиболее близко залегают к земной поверхности в первом водоносном горизонте, не имеют защиты в виде водоупорного слоя, поэто- му состав их резко меняется в зависимости от гидрометеороло- гических условий. Больше всего почвенных вод накапливается весной, летом они высыхают, зимой промерзают, легко подвер- гаются загрязнению, так как находятся в зоне просачивания ат- мосферных вод, поэтому использовать почвенные воды с целью водоснабжения не следует. Состояние почвенных вод может оказывать влияние на ка- чество грунтовых вод, расположенных ниже почвенных. Рис. 4.2. Общая схема залегания подземных вод. 1 — водоупорные слои; 2 — водоносный горизонт грунтовых вод; 3 — водонос- ный горизонт межпластовых безнапорных вод; 4 — водоносный горизонт меж- пластовых напорных вод (артезианских); 5 — колодец, питающийся грунтовой водой; 6 — колодец, питающийся межпластовой безнапорной водой; 7 — ко- лодец, питающийся межпластовой напорной водой. 81
Грунтовые воды располагаются в последующих водоносных горизонтах; они скапливаются на первом водонепроницаемом слое, не имеют водоупорного слоя сверху и поэтому между ними и почвенными водами происходит водообмен. Грунтовые воды безнапорные, их уровень в колодце устанавливается на уровне подземного слоя воды. Образуются они за счет просачивания ат- мосферных осадков и уровень вод подвержен большим колеба- ниям в различные годы и сезоны. Грунтовые воды отличаются более или менее постоянным составом и лучшим качеством, чем поверхностные. Фильтруясь через довольно значительный слой почвы, они становятся бесцветными, прозрачными, свободны- ми от микроорганизмов. Глубина их залегания в различных ме- стностях колеблется от 2 м до нескольких десятков метров. Грунтовые воды являются наиболее распространенными источ- никами водоснабжения в сельских местностях. В предупреждении загрязнения грунтовых вод большую роль играет санитарная охрана почвы. Забор воды производится с помощью колодцев (шахтные, трубчатые и др.). Некоторые из них иногда используются для небольших водопроводов. В прибрежных местностях грунтовые воды могут иметь гид- равлическую связь с водами рек и других открытых водоемов. В этих случаях происходят просачивание речной воды в грун- товый слой и увеличение количества грунтовой воды. Эти воды называются подрусловыми. Подрусловые воды иногда исполь- зуются в питьевых целях путем устройства инфильтрационных колодцев. Однако вследствие связи с открытым водоемом со- став воды в них непостоянен и менее надежен в санитарном от- ношении, чем в хорошо защищенных грунтовых слоях. В местности с пересеченным рельефом на склонах гор или в глубине больших оврагов грунтовые воды могут выходить на поверхность в виде родников. Эти родники называются безна- порными, или нисходящими. Родниковая вода по составу и ка- честву не отличается от питающей ее грунтовой воды и может быть использована для целей водоснабжения. Межпластовые воды представляют собой подземные воды, заключенные между двумя водонепроницаемыми породами. Они имеют как бы непроницаемую крышу и ложе, полностью заполняют пространство между ними и передвигаются под дав- лением. Поэтому такие воды благодаря напору снизу могут вы- соко подниматься в колодцах, а иногда самопроизвольно фон- танировать (артезианские воды). Водонепроницаемая кровля надежно изолирует их от просачивания атмосферных осадков и вышерасположенных грунтовых вод. Питание межпластовых вод происходит в местах выхода на поверхность водоносного слоя. Эти места часто находятся далеко от места пополнения ос- новных запасов межпластовой воды. Вследствие глубокого за- легания межпластовые воды имеют устойчивые физические 82
свойства и химический состав. Малейшее колебание их каче- ства можно рассматривать как признак санитарного неблагопо- лучия. Загрязнение межпластовых вод происходит крайне ред- ко при нарушении целости водоупорных слоев, а также при от- сутствии надзора за старыми, уже используемыми скважинами. Межпластовые воды могут иметь естественный выход на по- верхность в виде восходящих ключей или родников. Их обра- зование связано с тем, что водоупорный слой, расположенный над водоносным, прерывается оврагом. Качество родниковой воды не отличается от питающих ее межпластовых вод. 4.7.3. Атмосферные осадки Атмосферные осадки образуются в результате сгущения во- дяных паров атмосферы и выпадения их на землю в виде дождя, содержат небольшое количество солей кальция, магния и по- этому являются очень мягкими. В качестве источника водо- снабжения атмосферные осадки используются редко, главным образом в безводных, засушливых местах, т. е. там, где нет от- крытых водоемов, а получение подземных вод затруднено вследствие их глубокого залегания. При использовании осадков для питьевых целей сбор их должен производиться с соблюде- нием санитарных правил, в чистые емкости, надежно защищен- ные от внешних загрязнений. Ввиду того что атмосфера про- мышленных городов может быть загрязнена различными ки- слотами, солями натрия, кальция, магния, сажей, пылью, микроорганизмами, атмосферные осадки могут загрязняться и становятся непригодными для питья. Качество атмосферных осадков зависит также от климатиче- ских условий и от того, когда была собрана вода — во время обильных дождей или в период засухи. Талые воды, образующиеся после таяния снега и льда, ис- пользуют крайне редко в безводных местах. Загрязняются они так же, как атмосферные. При выборе источников водоснабжения необходимо провести их сравнительную санитарно-гигиеническую оценку и решить этот вопрос конкретно, с учетом местных условий (табл. 4.10). Исходя из основных гигиенических принципов, в качестве источника водоснабжения должен быть выбран тот, который в своем естественном состоянии более всего приближается к тре- бованиями СанПиН 2.1.4.1074—01. Наиболее предпочтитель- ным источником являются межпластовые артезианские воды, так как они настолько чисты, что не нуждаются в мероприятиях по очистке и обеззараживанию, требующих специальных со- оружений, обслуживающего персонала, больших экономиче- ских затрат на строительство и эксплуатацию. Кроме того, они являются напорными, самоизливающимися, что также удобно 83
Таблица 4.10. Сравнительная санитарная характеристика источников хозяйственно-питьевого водоснабжения (по С. Н. Чернявскому) Характерные особенности источников водоснабжения Поверхностные ИСТОЧНИКИ Подземные источники грунтовые межпластовые Доступность, географиче- ское распространение Большое Большое Ограничен- ное Обильность (полезный Обычно Ограничен- Различная, дебит) весьма зна- чительная ная часто огра- ниченная Влияние социально-быто- вых факторов (плотность населения, развитие про- мышленности и др.) Весьма боль- шое Большое Весьма огра- ниченное Влияние природных фак- торов (климатических, сезонных) Весьма боль- шое Большое Ограничен- ное Ухудшение органолепти- ческих свойств воды Частое Частое Ограничен- ное Загрязнение химически- ми веществами Нередкое Редкое Весьма ред- кое Микробное загрязнение (в том числе и патогенны- ми микроорганизмами) Весьма час- тое Редкое Весьма ред- кое Постоянство качества воды Отсутствует Слабо выра- жено Сильно вы- ражено и экономично. К сожалению, использование таких вод часто затрудняется вследствие большой глубины залегания, недоста- точного дебита (особенно для крупных городов), технико-эко- номических и других трудностей. Использование больших открытых водоемов (полноводные реки, водохранилища), несмотря на их опасность в эпидемио- логическом отношении, наиболее целесообразно для водоснаб- жения большинства городов. Очистка и обеззараживание их на современных хорошо обо- рудованных водопроводных станциях под контролем государ- ственной санитарно-эпидемиологической службы и при тща- тельном соблюдении требований СанПиН 2.1.4.1074—01 созда- ют гарантию чистоты воды в эпидемиологическом и санитарно- гигиеническом отношении. Все возрастающая потребность больших городов в питьевой и хозяйственной воде удовлетворяется в настоящее время за счет создания системы водохранилищ, а также переброски реч- ной воды. В перспективном водоснабжении городов переброска вод бу- дет играть значительную роль. Не исключено также использо- вание опресненной (морской) воды. 84
Таблица 4.11. Показатели качества источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения (извлечение из ГОСТа 2761—84) Определяемые показатели Показатели качества воды по классам 1-й 2-й 3-й I. Подземные источники водоснабжения Мутность, мг/дм3, не более 1,5 1,5 10 Цветность, градусы, не более 20 20 50 Водородный показатель (pH) 6-9 6-9 6-9 Железо (Fe), мг/дм3, не более 0,3 10 20 Марганец (Мп), мг/дм3, не более Сероводород (H2S), мг/дм3, не более 0,1 1 2 Отсутст- вие 3 10 Фтор (F), мг/дм3, не более 1,5-0,7* 1,5-0,7* 5 Окисдяемость перманганатная, мг/дм3 по кислороду, не более 2 5 15 Число бактерий группы кишеч- ной палочки (БГК.П) в 1 дм3, не более 3 100 1000 II. Поверхностные источники водоснабжения Мутность, мг/дм3, не более 20 1500 10 000 Цветность, градусы, не более 35 120 200 Запах при 20 и 60 °C, баллы, не более 2 3 4 Водородный показатель (pH) 6,5-8,5 6,5-8,5 6,5-8,5 Железо (Fe), мг/дм3, не более Марганец (Мп), мг/дм3, не более Фитопланктон, мг/дм3, не более Клостридии в 1 см3, не более 1 3 5 0,1 1,0 2,0 1 5 50 1000 100 000 100 000 Окисляемость перманганатная, по кислороду, мг/дм3, не более 7 15 20 ВПК полное, по кислороду, мг/дм3, не более Число лактозоположительных, кишечных палочек (ЛКП) в 1 дм3 воды, не более 3 5 7 1000 10 000 50 000 * В зависимости от климатического района. При невозможности их применения, учитывая качество воды, водоисточники следует выбирать в такой последовательности: межпластовые безнапорные, грунтовые, открытые водоемы. Вода всех водоисточников в зависимости от ее химического состава, содержания микроорганизмов и других свойств в со- ответствии с ГОСТом 2761—84) делится на 3 класса (табл. 4.11). В зависимости от класса "Источника" устанавливается соот- ветствующая технологическая схема обработки воды. 85
4.8. Системы водоснабжения, их санитарно- гигиеническая характеристика В настоящее время используют 2 системы водоснабжения: • централизованная, при которой вода подается в жилые дома, учреждения, предприятия бытового обслуживания и т. д.; • нецентрализованная (местная), при которой потребитель сам берет воду непосредственно из водоисточника. 4.8.1. Централизованное водоснабжение Централизованное водоснабжение осуществляется путем устройства водопровода. Современный водопровод может при- менять воду открытых водоемов и воду подземных источников (межпластовую). Централизованное водоснабжение из подземных водоисточников организуется главным образом для поселков городского типа, небольших городов и населенных пунктов. В некоторых круп- ных городах имеется комбинированная система водоснабжения из подземных и поверхностных водоисточников. Преимущество водопровода из подземного водоисточника заключается в том, что отпадает необходимость подвергать воду очистке и обезза- раживанию, так как она надежно защищена от загрязнения во- доупорными слоями; водозабор расположен в самом населен- ном пункте или в непосредственной близости от него. Если под- земные воды отвечают требованиям СанПиН 2.1.4.1074—01, они используются без обработки. При этом схема водопровода весьма проста (рис. 4.3). Он состоит из скважины, насосов пер- вого подъема, поднимающих воду в водосборный резервуар, сборного (или запасного) резервуара, насоса второго подъема, который выкачивает воду из сборного резервуара и подает ее в разводящую сеть. По ходу разводящей сети устанавливается во- донапорный резервуар. Для забора воды сооружаются вертикальные скважины, гори- зонтальные водозаборы (галереи, трубчатые водосборы), капта- жи выходов подземных вод. Выбор типа водозабора определяется глубиной и условиями за- легания подземных вод, характером пород, величиной давления в пласте, мощностью водоносного пласта и количеством воды. Скважины (трубчатые колодцы) представляют собой вер- тикальные каналы, доходящие до водоносного слоя. По мере бурения, для того чтобы земля не осыпалась, в шахту вставляют обсадные кольца, укрепляющие ее стенки. Из водоносного горизонта вода поступает в приемную часть скважины, снабженную фильтром. Он задерживает частицы по- 86
7 Рис. 4.3. Водопровод из подземного водоисточника. 1 — водоисточник, артезианская скважина; 2 — насосная станция первого подъема; 3 — резервуар запасной воды; 4 — насосная станция второго подъема; 5 — трубопровод, подающий воду в населенный пункт; 6 — разводящая сеть; 7 — водопроводный резервуар. роды из водоносного пласта. Устье скважины (наземная часть обсадной трубы) должно быть оборудовано герметично в целях предупреждения загрязнений. Для откачивания воды из сква- жины устанавливают насос. Наиболее целесообразно использо- вание центробежного насоса, эрлифта (воздушные водоприем- ники и др.). Из артезианских скважин воду собирают в подземных резер- вуарах запасной воды (рис. 4.4), которые должны быть устрое- ны в соответствии с гигиеническими требованиями и в процес- се эксплуатации быть безопасными в санитарном и эпидемио- логическом отношении. Горизонтальные водозаборы (рис. 4.5) состоят из водоприемной части, получающей воду из водоносного гори- зонта, отводящей части — для отвода забранной воды самоте- ком в водосборный колодец, и насосной станции. Сооружаются при небольшой мощности потока подземных вод и неглубоком залегании водоносного пласта. Вода при использовании водопровода, основанного на гори- зонтальном водозаборе, менее надежна в санитарном и эпиде- миологическом отношении, так как вследствие неглубокого за- легания может легко загрязняться с поверхности. При употреб- лении такой воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения ее следует подвергать обеззараживанию. Каптажные устройства применяются для захвата подземных вод, выходящих на поверхность в виде родников (рис. 4.6). Забор воды из восходящего родника производится через дно каптажной камеры, из нисходящего — через отвер- 87
оо со Рис. 4.4. Железобетонный резервуар для запасной воды. ooz-osi
I Рис. 4.5. Горизонтальный водозабор. 1 — дренажные трубы; 2 — сборный колодец; 3 — смотровые колодцы; 4 — ста- тический уровень подземных вод. стае в стене камеры. При устройстве каптажа необходимо со- блюдать санитарные требования. Прежде всего прием воды в камеру должен быть оборудован фильтром для того, чтобы час- тицы породы не проникали в воду и не загрязняли ее. Камера Рис. 4.6. Каптаж ключа. 1 — водопровод; 2 — выпуск; 3 — сборный резервуар; 4 — каптаж. 89
должна быть защищена от поверхностных загрязнений, про- мерзания и затопления поверхностными водами. Для этого сле- дует оборудовать каптажную камеру водоотводными трубами, укрепить ее, замостить вокруг территорию водонепроницаемы- ми материалами. Если качество воды при ее каптировании с целью хозяйст- венно-питьевого водоснабжения не соответствует СанПиН 2.1.4.1074—01, необходимо предусмотреть соответствующую обработку перед подачей ее в водопроводную сеть. Централизованное водоснабжение из открытых водоемов. Оно организуется путем сооружения водопроводной сети, состоя- щей из: — водозаборных сооружений; — сооружения для улучшения качества воды (главным об- разом для очистки и обеззараживания); — распределительной сети. Весь комплекс сооружений до распределительной сети назы- вается головными сооружениями водопровода (рис. 4.7). Для забора воды из открытого водоема пользуются специаль- ным приемником. Месторасположение приемного отверстия трубы должно быть тщательно выбрано и максимально удалено от берега, поверхности и дна водоема, что устраняет опасность загрязнения воды непосредственно в момент ее забора. Прием- ник может быть устроен в виде берегового колодца или ковша. Далее при помощи насосов первого подъема вода подается на очистные сооружения, где улучшаются ее свойства. Рис. 4.7. Водопровод при заборе воды из реки. 1 — речной водозабор; 2 — насосная станция первого подъема; 3 — отстойник (с коагуляцией); 4 — фильтры; 5 — хлораторная; о — резервуар для чистой воды; 7 — насосная станция второго подъема; 8 — водопроводы; 9 — водонапорная башня; 10 — распределительная водонапорная сеть. 90
Основной задачей обработки воды на водопроводной стан- ции является улучшение ее органолептических свойств за счет освобождения от взвешенных и коллоидных примесей, уничто- жения микроорганизмов для создания гарантии безопасности в эпидемиологическом отношении, а также изменение ее орга- нолептических и химических свойств, если в этом есть необхо- димость (дезодорация, фторирование, обезжелезивание, умяг- чение, опреснение и др.). Обработка воды на водопроводной станции осуществляется в несколько этапов. 4.8.2. Методы улучшения качества воды Использование природных вод открытых водоемов, а иногда и подземных вод в целях хозяйственно-питьевого водоснабже- ния практически невозможно без предварительного улучшения свойств воды и ее обеззараживания. Чтобы качество воды со- ответствовало гигиеническим требованиям, применяют предва- рительную обработку, в результате которой вода освобождается от взвешенных частиц, запаха, привкуса, микроорганизмов и различных примесей. Такое улучшение свойств воды достига- ется на водопроводных станциях. Для улучшения качества воды применяются следующие методы: 1) очистка — удаление взвешенных частиц; 2) обеззараживание — уничтожение микроорганизмов; 3) специальные методы улучшения органолептических свойств воды, умягчение, удаление некоторых химических веществ, фторирование и др. Очистка воды. Очистка является важным этапом в общем ком- плексе методов улучшения качества воды, так как улучшает ее физические и органолептические свойства. При этом в процессе удаления из воды взвешенных частиц удаляется и значительная часть микроорганизмов, в результате чего полная очистка воды позволяет легче и экономичнее осуществлять обеззараживание. Очистка осуществляется механическим (отстаивание), физиче- ским (фильтрование) и химическим (коагуляция) методами. Отстаивание, при котором происходит осветление и частич- ное обесцвечивание воды, осуществляется в специальных соору- жениях — отстойниках. Используются две конструкцйи отстой- ников: горизонтальные и вертикальные. Принцип их действия состоит в том, что благодаря поступлению через узкое отверстие и замедленному протеканию воды в отстойнике основная масса взвешенных частиц оседает на дно. Процесс отстаивания в от- стойниках различной конструкции продолжается в течение 2— 8 ч. Однако мельчайшие частицы, в том числе значительная часть микроорганизмов, не успевают осесть. Поэтому отстаива- ние нельзя рассматривать как основной метод очистки воды. Фильтрация — процесс более полного освобождения воды от взвешенных частиц, заключающийся в том, что воду пропуска- 91
ют через фильтрующий мелкопористый материал, чаще всего через песок с определенным размером частиц. Фильтруясь, во- да оставляет на поверхности и в глубине фильтрующего мате- риала взвешенные частицы. На водопроводных станциях фильтрация применяется после коагуляции. В санитарной практике используются медленные и быстрые фильтры, фильтр АКХ (Академии коммунального хозяйства). В настоящее время начали применяться кварцево-антраци- товые фильтры, значительно увеличивающие скорость фильт- рации. Для предварительной фильтрации воды используются мик- рофильтры для улавливания зоопланктона — мельчайших вод- ных животных, и фитопланктона — мельчайших водных расте- ний. Эти фильтры устанавливают перед местом водозабора или перед очистными сооружениями. Коагуляция представляет собой химический метод очистки воды. Преимущество этого метода заключается в том, что он позволяет освободить воду от загрязнений, находящихся в виде взвешенных частиц, не под дающихся удалению с помощью от- стаивания и фильтрации. Сущность коагуляции заключается в добавлении к воде химического вещества — коагулянта, спо- собного реагировать с находящимися в ней бикарбонатами. В результате этой реакции образуются крупные, довольно тяже- лые хлопья, несущие положительный заряд. Оседая вследствие собственной тяжести, они увлекают за собой находящиеся в во- де во взвешенном состоянии частицы загрязнений, заряженные отрицательно, и тем самым способствуют довольно быстрой очистке воды. За счет этого процесса вода становится прозрач- ной, улучшается показатель цветности. В качестве коагулянта в настоящее время наиболее широко применяется сульфат алюминия, образующий с бикарбонатами воды крупные хлопья гидроксида алюминия. Для улучшения процесса коагуляции используются высокомолекулярные флоккулянты: щелочной крахмал, флоккулянты ионного типа, активизированная кремниевая кислота и другие синтетические препараты, производные акриловой кислоты, в частности по- лиакриламид (ПАА). В настоящее время в водопроводной системе применяется установка, заменяющая весь комплекс очистных сооружений обычного типа и работающая по схеме: коагуляция — отстаи- вание — фильтрация. Она называется контактным осветлите- лем и представляет собой бетонный резервуар, заполненный гравием и песком на высоту 2,3—2,6 м. Вода подается через систему труб в нижнюю часть осветлителя, а коагулянт вводит- ся непосредственно в трубопровод перед поступлением воды в осветлитель. Коагуляция происходит в нижних крупнозерни- стых частях осветлителя, а в верхних задерживаются хлопья коагулянта и другие взвешенные вещества. 92
Обеззараживание. Уничтожение микроорганизмов является последним завершающим этапом обработки воды, обеспечиваю- щим ее эпидемиологическую безопасность. Для обеззараживания воды применяются химические (реагентные) и физические (безреа- гентные) методы. В лабораторных условиях для небольших объе- мов воды может быть использован механический метод. Химические (реагентные) методы обеззараживания основаны на добавлении к воде различных химических ве- ществ, вызывающих гибель находящихся в воде микроорганиз- мов. Эти методы достаточно эффективны. В качестве реагентов могут быть использованы различные сильные окислители: хлор и его соединения, озон, йод, перманганат калия, некоторые со- ли тяжелых металлов, серебро. В санитарной практике наиболее надежным и испытанным способом обеззараживания воды является хлорирование. На водопроводных станциях оно производится при помощи газо- образного хлора и растворов хлорной извести. Кроме этого, мо- гут использоваться такие соединения хлора, как гипохлорат на- трия, гипохлорит кальция, двуокись хлора. Механизм действия хлора заключается в том, что при добав- лении его к воде он гидролизуется, в результате чего происхо- дит образование хлористоводородной и хлорноватистой кислот: С12 + Н2О = НС1 + НОС1. Хлорноватистая кислота в воде диссоциирует на ионы водо- рода (Н) и гипохлоритные ионы (ОС1), которые наряду с дис- социированными молекулами хлорноватистой кислоты облада- ют бактерицидным свойством. Комплекс (НОС1 + ОС1) назы- вается свободным активным хлором. Бактерицидное действие хлора осуществляется главным обра- зом за счет хлорноватистой кислоты, молекулы которой малы, имеют нейтральный заряд и поэтому легко проходят через обо- лочку бактериальной клетки. Хлорноватистая кислота воздейст- вует на клеточные ферменты, в частности на SH-группы, нару- шает обмен веществ микробных клеток и способность микроор- ганизмов к размножению. В последние годы установлено, что бактерицидный эффект хлора основан на угнетении ферментов — катализаторов окислительно-восстановительных процессов, обеспечивающих энергетический обмен бактериальной клетки. Обеззараживающее действие хлора зависит от многих факто- ров, среди которых доминирующими являются биологические особенности микроорганизмов, активность действующих пре- паратов хлора, состояние водной среды и условия, в которых производится хлорирование. Процесс хлорирования зависит от стойкости микроорганиз- мов. Наиболее устойчивыми являются спорообразующие. Сре- ди неспоровых отношение к хлору различное, например брюш- 93
нотифозная палочка менее устойчива, чем палочка паратифа, и т. д. Важным является массивность микробного обсемене- ния: чем она выше, тем больше хлора нужно для обеззаражи- вания воды. Эффективность обеззараживания зависит от актив- ности используемых хлорсодержащих препаратов. Так, газооб- разный хлор более эффективен, чем хлорная известь. Большое влияние на процесс хлорирования оказывает состав воды; процесс замедляется при наличии большого количества органических веществ, так как большее количество хлора ухо- дит на их окисление, и при низкой температуре воды. Сущест- венным условием хлорирования является правильный выбор дозы. Чем выше доза хлора и чем продолжительнее его контакт с водой, тем более высоким будет обеззараживающий эффект. Хлорирование производится после очистки воды и является заключительным этапом ее обработки на водопроводной стан- ции. Иногда для усиления обеззараживающего эффекта и для улучшения коагуляции часть хлора вводят вместе с коагулян- том, а другую часть, как обычно, после фильтрации. Такой ме- тод называется двойным хлорированием. Различают обычное хлорирование, т. е. хлорирование нор- мальными дозами хлора, которые устанавливаются каждый раз опытным путем, суперхлорирование, т. е. хлорирование повы- шенными дозами. Хлорирование нормальными дозами применяется в обычных условиях на всех водопроводных станциях. При этом большое значение имеет правильный выбор дозы хлора, что обусловли- вается степенью хлорпоглощаемости воды в каждом конкрет- ном случае. Для достижения полного бактерицидного эффекта определяется оптимальная доза хлора, которая складывается из количества ак- тивного хлора, которое необходимо для: а) уничтожения микроор- ганизмов; б) окисления органических веществ и количества хлора, которое должно остаться в воде после ее хлорирования для того, чтобы служить показателем надежности хлорирования. Это ко- личество называется свободным остаточным хлором. Его норма 0,3—0,5 мг/л, при остаточном связанном хлоре 0,8—1,2 мг/л. Не- обходимость нормирования этих количеств связана с тем, что при наличии свободного остаточного хлора менее 0,3 мг/л его может быть недостаточно для обеззараживания воды, а при дозах выше 0,5 мг/л вода приобретает неприятный специфический запах хлора. Главными условиями эффективного хлорирования воды яв- ляются перемешивание ее с хлором, контакт между обеззара- живаемой водой и хлором в течение 30 мин в теплое время года и 60 мин в холодное время. На крупных водопроводных станциях для обеззараживания воды применяется газообразный хлор. Для этого жидкий хлор, доставляемый на водопроводную станцию в цистернах или бал- лонах, перед применением переводится в газообразное состоя- 94
ние в специальных установках — хлораторах, с помощью кото- рых обеспечиваются автоматическая подача и дозирование хлора. Наиболее часто хлорирование воды производится 1 % раство- ром хлорной извести. Хлорная известь представляет собой про- дукт взаимодействия хлора и гидроксида кальция в результате реакции: 2Са(ОН)2 + 2С12 = Са(ОС1)2 + СаС12 + 2Н2О. Техническая хлорная известь содержит обычно около 35 % активного хлора. При хранении ее в сыром помещении, на свету и при высокой температуре она разлагается и значительно сни- жает свою активность. Для обеззараживания воды допускается использование хлорной извести, содержащей не менее 25 % ак- тивного хлора. Поэтому, прежде чем использовать хлорную из- весть для хлорирования воды, необходимо определить в ней процентное содержание активного хлора. Суперхлорирование (гиперхлорирование) воды проводится по эпидемиологическим показаниям или в условиях, когда невоз- можно обеспечить необходимый контакт воды с хлором (в тече- ние 30 мин). Обычно оно применяется в военно-полевых усло- виях, экспедициях и других случаях и производится дозами, в 5—10 раз превышающими хлорпоглощаемость воды, т. е. 10— 20 мг/л свободного хлора. Время контакта между водой и хлором при этом сокращается до 15—10 мин. Суперхлорирование имеет ряд преимуществ. Основными из них являются значительное со- кращение времени хлорирования, упрощение его техники, так как нет необходимости определять остаточный хлор и дозу, и возможность обеззараживания воды без предварительного осво- бождения ее от мути и осветления. Недостатком гиперхлориро- вания является сильный запах хлора, но его можно устранить до- бавлением к воде тиосульфата натрия, активированного угля, сернистого ангидрида и других веществ (дехлорирование). На водопроводных станциях иногда проводят хлорирование с преаммонизацией. Этот метод применяется в тех случаях, когда обеззараживаемая вода содержит фенол или другие вещества, которые придают ей неприятный запах. Для этого в обеззара- живаемую воду вначале вводят аммиак или его соли, а затем, через 1—2 мин, — хлор. При этом образуются хлорамины, об- ладающие сильным бактерицидным свойством. К химическим методам обеззараживания воды относится озо- нирование. Озон является нестойким соединением. В воде он разлагается с образованием молекулярного и атомарного кисло- рода, с чем связана сильная окислительная способность озона. В процессе его разложения образуются свободные радикалы ОН и НО2, обладающие выраженными окислительными свойствами. Озон имеет высокий окислительно-восстановительный потен- циал, поэтому его реакция с органическими веществами, нахо- 95
дящимися в воде, происходит более полно, чем у хлора. Меха- низм обеззараживающего действия озона аналогичен действию хлора: являясь сильным окислителем, озон повреждает жизненно важные ферменты микроорганизмов и вызывает их гибель. Имеют- ся предположения, что он действует как протоплазматический яд. Преимущество озонирования перед хлорированием заключа- ется в том, что при этом способе обеззараживания улучшаются вкус и цвет воды, поэтому озон может быть использован одно- временно для улучшения ее органолептических свойств. Озо- нирование не оказывает отрицательного влияния на минераль- ный состав и pH воды. Избыток озона превращается в кисло- род, поэтому остаточный озон не опасен для организма и не влияет на органолептические свойства воды. Контроль за озо- нированием менее сложен, чем за хлорированием, так как озо- нирование не зависит от таких факторов, как температура, pH воды и т. д. Для обеззараживания воды необходимая доза озона в среднем равна 0,5—6 мг/л при экспозиции 3—5 мин. Озони- рование производится при помощи специальных аппаратов — озонаторов. При химических способах обеззараживания воды используют также олигодинамические действия солей тяжелых металлов (серебра, меди, золота). Олигодинамическим действием тяже- лых металлов называется их способность оказывать бактери- цидный эффект в течение длительного срока при крайне малых концентрациях. Механизм действия заключается в том, что по- ложительно заряженные ионы тяжелых металлов вступают в воде во взаимодействие с микроорганизмами, имеющими отрицательный заряд. Происходит электроадсорбция, в результате которой они проникают в глубь микробной клетки, образуя в ней альбуминаты тяжелых металлов (соединения с нуклеиновыми кислотами), в ре- зультате чего микробная клетка погибает. Данный метод обычно применяется для обеззараживания небольших количеств воды. Перекись водорода давно известна как окислитель. Ее бак- терицидное действие связано с выделением кислорода при раз- ложении. Метод применения перекиси водорода для обеззара- живания воды в настоящее время еще полностью не разработан. Химические, или реагентные, способы обеззараживания воды, основанные на добавлении к ней того или иного химического вещества в определенной дозе, имеют ряд недостатков, которые заключаются главным образом в том, что большинство этих ве- ществ отрицательно влияет на состав и органолептические свойства воды. Кроме того, бактерицидное действие этих ве- ществ проявляется после определенного периода контакта и не всегда распространяется на все формы микроорганизмов. Все это явилось причиной разработки физических методов обезза- раживания воды, имеющих ряд преимуществ по сравнению с химическими. Безреагентные методы не оказывают влияния на состав и свойства обеззараживаемой воды, не ухудшают ее ор- 96
ганолептических свойств. Они действуют непосредственно на структуру микроорганизмов, вследствие чего обладают более широким диапазоном бактерицидного действия. Для обеззара- живания необходим небольшой период времени. Наиболее разработанным и изученным в техническом отноше- нии методом является облучение воды бактерицидными (ультра- фиолетовыми) лампами. Наибольшим бактерицидным свойством обладают УФ-лучи с длиной волны 200—280 нм; максимум бакте- рицидного действия приходится на длину волны 254—260 нм. Ис- точником излучения служат аргонно-ртутные лампы низкого давления (БУВ) и ртутно-кварцевые лампы (ПРК и РКС). Для обеззараживания воды применяются специальные уста- новки (напорные и безнапорные). Для обеззараживания боль- шого объема воды используется установка ОВ-АКХ-1 большой производительности с применением бактерицидных ламп ПРК. На небольших водопроводах используются аргонно-ртутные лампы низкого давления (БУВ-15, БУВ-30, БУВ-ЗОП). Обезза- раживание воды наступает быстро, в течение 1—2 мин. При обез- зараживании воды УФ-лучами погибают не только вегетативные формы микробов, но и споровые, а также вирусы, яйца гельмин- тов, устойчивые к воздействию хлора. Применение бактерицид- ных ламп не всегда возможно, так как на эффект обеззаражива- ния воды УФ-лучами влияют мутность, цветность воды, содер- жание в ней солей железа. Поэтому, прежде чем обеззараживать воду таким способом, ее необходимо тщательно очистить. Из всех имеющихся физических методов обеззараживания воды наиболее надежным является кипячение. В результате ки- пячения в течение 3—5 мин погибают все имеющиеся в ней микроорганизмы, а после 30 мин вода становится полностью стерильной. Несмотря на высокий бактерицидный эффект, этот метод не находит широкого применения для обеззаражи- вания больших объемов воды. Его можно использовать в быту, детских учреждениях и т. д. Недостатком кипячения является ухудшение вкуса воды, наступающего в результате улетучива- ния газов, и возможность более быстрого развития микроорга- низмов в кипяченой воде. К физическим методам обеззараживания воды относится ис- пользование импульсного электрического разряда, ультразвука и ионизирующего излучения. В настоящее время эти методы широкого практического применения не находят. Необходимость обеззараживания индивидуальных запасов воды (во фляге и т. д.) возникает в полевых, экспедиционных и других условиях. Для этой цели применяются главным образом химические методы. Обеззараживание производится специаль- ными таблетками пантоцида (парадихлорсульфамидбензойная кислота), изготовленными из органических хлораминов. Одна таблетка должна содержать не менее 3 мг активного хлора. Обеззараживание воды наступает в течение 30 мин. Недостатком 97
этих таблеток является продолжительное их растворение. Они плохо обеззараживают воду, содержащую гуминовые и другие органические вещества. Кроме таблеток пантоцида, применя- ются персульфатные таблетки, перекисные соединения в соче- тании с солями серебра и меди, бисульфатпантоцидные таблет- ки и йодорганические соединения. Специальные способы улучшения качества воды. Помимо ос- новных методов очистки и обеззараживания воды, в некоторых случаях возникает необходимость производить специальную ее обработку. В основном эта обработка направлена на улучшение минерального состава воды и ее органолептических свойств. Дезодорация — удаление посторонних запахов и привку- сов. Необходимость проведения такой обработки обусловлива- ется наличием в воде запахов, связанных с жизнедеятельностью микроорганизмов, грибов, водорослей, продуктов распада и разложения органических веществ. С этой целью применяются такие методы, как озонирование, углевание, хлорирование, об- работка воды перманганатом калия, перекисью водорода, фто- рирование через сорбционные фильтры, аэрация. Дегазация воды — удаление из нее растворенных дур- нопахнущих газов. Для этого применяется аэрация, т. е. раз- брызгивание воды на мелкие капли в хорошо проветриваемом помещении или на открытом воздухе, в результате чего проис- ходит выделение газов. Умягчение воды — полное или частичное удаление из нее катионов кальция и магния. Умягчение проводится специ- альными реагентами или при помощи ионообменного и терми- ческого методов. Опреснение (обессоливание) воды чаще производится при подготовке ее к промышленному использованию. Частич- ное опреснение воды осуществляется для снижения содержания в ней солей до тех величин, при которых воду можно использо- вать для питья (ниже 1000 мг/л). Опреснение достигается дис- тилляцией воды, которая производится в различных опресни- телях (вакуумные, многоступенчатые, гелиотермические), ио- нитовых установках, а также электрохимическим способом и методом вымораживания. Обезжелезивание — удаление из воды железа произво- дится аэрацией с последующим отстаиванием, коагулировани- ем, известкованием, катионированием. В настоящее время раз- работан метод фильтрования воды через песчаные фильтры. Обесфторивание — освобождение природных вод от из- быточного количества фтора. С этой целью применяют метод осаждения, основанный на сорбции фтора осадком гидроокиси алюминия и других адсорбентов. При недостатке в воде фтора ее фторируют. В случае загряз- нения воды радиоактивными веществами ее подвергают дезак- тивации, т. е. удалению радиоактивных веществ. 98
4.8.3. Нецентрализованное водоснабжение Местное, или нецентрализованное, водоснабжение распро- странено главным образом в сельской местности. Местное во- доснабжение менее благоприятно в санитарном отношении, так как при нем создаются условия для загрязнения воды при ее получении и транспортировке. В небольших сельских насе- ленных пунктах широко используются грунтовые воды. Для их забора сооружают различного типа колодцы, каптированные родники. Каптаж (захват) родника представляет собой специальную камеру для сбора воды, изготовленную из бетона, железобето- на, кирпича, камня или дерева. Для того чтобы вода в каптаже не поднималась выше необходимого уровня, устраиваются пе- реливные трубы, отводящие избыток воды. Каптаж должен быть благоустроен в санитарном отношении, водонепроница- ем, площадка вокруг него защищена, вокруг каптажной камеры сделан "глиняный замок", препятствующий протеканию с по- верхности загрязненных вод. Воду из каптажа необходимо за- бирать только из водовода, удаленного максимально от сбор- ного резервуара. Другим способом получения воды при местном водоснабже- нии являются колодцы различного типа. Большое значение при устройстве колодца любого типа имеет выбор места его распо- ложения. Колодец должен находиться на возвышенном чистом участке, на расстоянии не менее 25 м от уборных, мусоросбор- ников, скотных дворов и других возможных источников загряз- нения. Колодцы не следует располагать в местах большого ско- пления людей и животных. Наиболее распространенным типом колодца является шахтный (рис. 4.8), представляющий собой шахту площадью около 1 м2, доходящую до второго водоносного слоя. Шахту укрепляют де- ревянными или бетонными кольцами, которые возвышаются над поверхностью земли на 1 м. Дно колодца покрывается сло- ем крупного песка, затем слоем мелкого песка, а сверху — круп- ного гравия толщиной 30 см. Вокруг колодца устраивается "глиняный замок", представляющий собой слой глины шири- ной 1 м и глубиной 1,5 м, препятствующий проникновению в колодец различных загрязнений с поверхности. Площадка во- круг колодца должна быть вымощена камнем или покрыта ас- фальтом, по краю вырыты водоотводные канавки. Колодец снабжается крышкой. Воду следует брать общественным ве- дром или откачивать насосом. Кроме шахтных колодцев, при местном водоснабжении пользуются трубчатыми, которые могут обеспечить получение воды из глубоких слоев почвы, хорошо защищенных от про- никновения загрязнений и поэтому более благополучных в са- 99
Рис. 4.8. Конструкция шахтных колодцев. а — деревянный срубовый колодец; б — железобетонный колодец; в — камен- ный колодец; 1 — крышка; 2 — булыжная отмостка; 3 — глиняный замок. нитарном отношении. Колодец периодически следует очищать. Если колодезная вода по бактериологическим показателям не соответствует санитарным требованиям, проводится ее хлори- рование в специальной таре или непосредственно в колодце. Эффективен метод обеззараживания воды в колодце при по- мощи дозирующих хлорсодержащих патронов, которые пред- ставляют собой цилиндрический сосуд из пористой керамики емкостью 250, 500 и 1000 мл. Патрон наполняют хлорсодержа- щим материалом (хлорная известь, гипохлорит кальция), за- крывают керамической пробкой и подвешивают в колодце на 0,5 м ниже уровня воды. Пористые стенки патрона пропускают хлорсодержащее вещество в воду, в результате чего происходит ее обеззараживание. Необходимо ежегодно после ремонта дезинфицировать сам колодец. Для этого предварительно выкачивают воду из колод- ца, очищают его стенки и дно от осадка и загрязнений, обмы- вают 3—5 % раствором хлорной извести. Затем колодец напол- няют водой, добавляют в нее 1 % раствор хлорной извести из расчета одно ведро на 1 м3 воды, перемешивают и оставляют на 100
10—12 ч. После этого воду выкачивают до тех пор, пока она не утратит запаха хлора. Источником местного водоснабжения могут служить пруды. В этом случае устраиваются колодцы, в которые вода фильтру- ется через береговой грунт. Большое внимание уделяется водоснабжению полевых ста- нов, так как в период сельскохозяйственных работ летом, в жар- кое время, оно должно быть бесперебойным и качественным. Каждый полевой стан оборудуется пунктом водоснабжения, ко- торый представляет собой источник воды и тару для хранения ее запасов. При отсутствии источника водоснабжения на террито- рии полевого стана воду подвозят к нему в бочках или автоцис- тернах. Тара должна быть хорошо закрыта, содержаться в чис- тоте и периодически хлорироваться. Храниться тара с водой должна в месте, недоступном для солнечных лучей. На каждом тракторе или комбайне должен быть бачок с кипяченой водой. 4.9. Санитарная охрана водоисточников Основным источником загрязнения открытых водоемов и подземных вод являются бытовые сточные воды, сточные воды промышленных предприятий, коммунальных объектов и объ- ектов сельского хозяйства. Вода открытых водоемов может за- грязняться также в результате водопоя скота, использования водоема в транспортных, спортивных и других целях. Подсчи- тано, например, что если город потребляет в день 600 000 м3 во- ды (на все нужды), то он дает 500 000 м3 сточных вод. Бытовые сточные воды представляют опасность в эпидемио- логическом отношении, так как содержат в своем составе боль- шое количество микроорганизмов, среди которых могут быть и патогенные. С промышленными стоками в водоем поступают самые разнообразные химические вещества и их соединения. Многие химические соединения обладают токсическими свой- ствами (соединения хрома, мышьяка, ртути, пестициды и др.). Наиболее часто в водоем со сточными водами поступает не од- но, а несколько токсичных веществ. Большую опасность представляет загрязнение воды искусст- венными радиоактивными веществами, которые могут накапли- ваться (кумулироваться) в водной флоре и фауне и поэтому дли- тельно находиться в водоеме (особенно долгоживущие изотопы). Промышленные стоки могут загрязнять воду канцерогенными веществами, среди которых наиболее опасны полициклические, ароматические углеводороды, нитрозамины, ароматические ами- ны. Бластомогенные вещества (коканцерогены) и, в частности, синтетические поверхностно-активные вещества, которые уси- ливают действие канцерогенов, также поступают в водоемы с промышленными стоками и сточными водами коммунальных 101
объектов. Весьма серьезные опасения вызывает поступление в природные воды пестицидов, широко используемых в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями растений. В сточных водах нефтехимических предприятий содержатся такие вещества, как фенол, нефть, нефтепродукты, которые да- же в самых незначительных концентрациях ухудшают органо- лептические свойства природных водоисточников. Загрязнение водоемов происходит также за счет поверхност- ных стоков: дождевых, ливневых вод, таяния снегов. Эти за- грязнения вносят в водоем большое количество взвешенных частиц и органических соединений, в результате чего повыша- ется цветность и уменьшается прозрачность воды, возрастает количество азотсодержащих веществ, хлоридов, повышается окисляемость, понижается количество растворенного кислоро- да, увеличивается бактериальная обсемененность. Загрязнение артезианских вод возможно за счет полей фильтрации и ассенизации, скотных дворов. Особую опасность представляют эти загрязнения в местах, где почва состоит из хо- рошо проницаемых трещиноватых пород. Загрязнение артези- анских вод возможно при сбросе сточных вод в поглощающие скважины, а также при протекании загрязненных грунтовых вод через коррозированные трубы и затрубное пространство за- брошенных скважин. Загрязнение подземных вод химическими веществами может происходить за счет поверхностных вод, питающих подземные водоисточники и содержащих эти вещества. Источником за- грязнения подземных вод могут быть также атмосферные осад- ки, загрязняющиеся на территориях, занятых промышленными отходами, самоотвалами, на участках хранения нефтепродук- тов, сырья и готовой продукции предприятий химической про- мышленности, складов ядохимикатов и удобрений. Однако, как бы ни были велики эти естественные загрязне- ния, в водоемах обычно происходит освобождение воды от за- грязнений естественным путем. Этот процесс называется само- очищением. Самоочищение открытых водоемов осуществляет- ся под действием разнообразных факторов. К ним относятся: а) гидравлические — разбавление и смешение попавших за- грязнений с основной массой воды; б) механические — осаж- дение взвешенных частиц; в) физические — влияние солнечной радиации и температуры; г) биологические — сложные процес- сы взаимодействия водных растительных организмов с орга- низмами поступающих стоков; д) химические — превращение одних веществ в другие, главным образом минерализация. Самоочищение воды от патогенных микроорганизмов про- исходит благодаря их гибели в результате антагонистического влияния водных организмов, действия антибиотических ве- ществ, бактериофагов и других факторов. 102
Наиболее интенсивно естественное самоочищение происхо- дит в проточных водоемах. Самоочищение малопроточных во- доемов (пруды, озера, водохранилища и др.) осуществляется не полностью, потому что вследствие замедленного тока воды в них степень разбавления взвешенных частиц невелика и взвесь падает на дно, в результате чего происходит заиливание водо- ема и ухудшается качество воды. Самоочищение подземных вод происходит в основном бла- годаря фильтрации через почву и процессу минерализации, что обусловливает полное освобождение воды от органических примесей и микроорганизмов. При загрязнении водоемов бытовыми и промышленными сточными водами процессы самоочищения могут быть затор- можены или полностью подавлены. 4.9.1. Мероприятия по охране водоисточников В нашей стране уделяется большое внимание охране водоис- точников от загрязнения. Все эти мероприятия осуществляются санитарными органами совместно с ведомственными органи- зациями на основании законодательных документов. В каждом конкретном случае учитываются местные условия и вид водо- источника. Мероприятия по борьбе с загрязнениями подземных вод. Прежде всего необходимо проводить бо- лее полное регулирование потребления подземных вод, исполь- зовать подземные, особенно межпластовые, воды, преимуще- ственно для хозяйственно-бытовых целей. Большую роль игра- ет оздоровление тех участков открытых водоемов, которые имеют гидравлическую связь с водоносными горизонтами. Не- допустимо захоронение в грунт и отвалы токсичных отходов промышленных предприятий в районах возможного влияния их на участки водоносных горизонтов, используемых для водо- снабжения. Наиболее важным является санитарно-гигиениче- ский и геологический контроль за размещением новых пред- приятий. Его необходимо проводить с учетом защищенности подземных вод и взаимосвязи отдельных водоносных горизон- тов между собой и поверхностными водами. Следует выявлять и ликвидировать все очаги возможного за- грязнения водоносного горизонта (помойницы, надворные убор- ные и др.). Необходима тщательная очистка колодцев, каптажей, скважин и других источников водоснабжения, находящихся в подпоре. Важным мероприятием является тампонирование не- эксплуатируемых и вышедших из строя скважин и вертикальных дренажей агротехнических сооружений. Непригодные колодцы следует засыпать чистым грунтом. Важнейшими документами, направленными на охрану водо- емов от загрязнения, являются принятый федеральный закон 103
"О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" (№ 52-ФЗ), закон РСФСР "Об охране окружающей природной среды" от 19.12.91 г., в которых определены основные меро- приятия по охране источников водоснабжения. Как отмечалось выше, большую опасность для открытых во- доемов представляют бытовые и особенно промышленные сточные воды, загрязняющие водоем различными химически- ми веществами и микроорганизмами. Мероприятия по борьбе с этими загрязнениями проводятся целенаправленно на осно- вании СП 2.1.5.1059—01 "Гигиенические требования к охране подземных вод от загрязнения" и СанПиН 2.1.4.027—95 "Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения". Кроме мероприятий, регламентирующих спуск сточных вод в водоемы, в этих правилах указаны ПДК вредных веществ, которые необходимо строго соблюдать при спуске сточных вод. Наиболее эффективными мерами, способствующими сани- тарной охране водоемов, являются совершенствование техно- логических процессов производства, направленных на умень- шение сбросов сточных вод в водоемы, замена токсичных про- дуктов в технологии производства менее токсичных или совсем безвредными, разработка оборотных систем водоснабжения. К мероприятиям, направленным на охрану водоемов от за- грязнений, относятся контроль за составом сточных вод и со- стоянием воды водоема в местах их спуска, за содержанием мест водопоя скота, расположения пристаней, причалов, пор- тов, проведение мероприятий по обезвреживанию отходов вод- ного транспорта, особенно судов, предназначенных для пере- возки нефтепродуктов и др. Много внимания уделяется в нашей стране охране малых рек. Трудно переоценить их хозяйственную, климатическую и ги- гиеническую роль. Малые реки являются источником хозяйст- венного водоснабжения многих городов и сельских населенных пунктов, местом проведения спортивно-оздоровительных ме- роприятий, своими живописными берегами и спокойными во- дами украшают ландшафт, оказывая большое эстетическое воз- действие на человека. Бесхозяйственное отношение к малым рекам приводит к их заиливанию, загрязнению, ухудшению качества воды. В на- стоящее время разработаны и проводятся в жизнь мероприятия по охране этих рек, в частности паспортизация, позволяющая учитывать все имеющиеся в стране малые реки. В малые реки не должны сбрасываться неочищенные сточные воды. Стоки крупных животноводческих комплексов даже после их полной очистки не должны поступать в малые водоемы. Немаловажное значение для сохранения малых рек имеет рациональное ис- пользование их ресурсов. 104
Особое внимание санитарная служба уделяет охране непосред- ственно источников водоснабжения. С целью охраны от загряз- нений источников централизованного водоснабжения, а также всех водопроводных сооружений и окружающих территорий Са- нитарными правилами и нормами (СанПиН 2.1.4.027—95) "Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения" определены зоны санитар- ной охраны (ЗСО) источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения. Эти зоны устанавливаются на всех водопроводах вне зависимости от их ведомственной при- надлежности, что дает возможность сохранить санитарно-эпиде- миологическую надежность водоисточника. На территории зон предусмотрен специальный режим и проводятся комплексные мероприятия, исключающие возможность микробного и хими- ческого загрязнения и ухудшения качества воды, подаваемой на- селению. Санитарным законодательством предусматривается организа- ция трех зон (поясов) санитарной охраны. Границы зон сани- тарной охраны и комплекс санитарных мероприятий, которые должны проводиться в их пределах, определяются в зависимо- сти от вида водоисточников (поверхностные или подземные), степени их естественной защищенности и возможности загряз- нения, особенности санитарного состояния, гидрогеологиче- ской характеристики. Первый пояс, или зона строгого режима, включает территорию, на которой располагаются место водозабора, во- доподъемные устройства, головные сооружения водопроводной станции и водоподводящий канал. Эта территория огражда- ется и строго охраняется. В ее пределах разрешается пребыва- ние только тех лиц, которые непосредственно связаны с рабо- той на водопроводной станции. Границы первого пояса при устройстве водопровода из под- земного водоисточника устанавливаются в радиусе не менее 30 м вокруг водозабора при использовании надежно защищенных межпластовых вод и в радиусе не менее 50 м при использова- нии грунтовых или недостаточно защищенных межпластовых вод санитарными правилами и нормами (СанПиН 2.1.4.027—95 "Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водо- проводов хозяйственно-питьевого назначения". При использо- вании инфильтрационных вод в границы первого пояса вклю- чается прибрежная территория между водозабором и поверхно- стным водоемом. Для водозаборов из защищенных подземных вод, располо- женных на территории объекта, исключающего возможность загрязнения почвы и подземных вод, размеры первого пояса ЗСО допускается сокращать при условии гидрогеологического обоснования. 105
К защищенным подземным водам относятся напорные и безна- порные межпластовые воды, имеющие в пределах всех поясов ЗСО сплошную водоупорную кровлю, исключающую возможность ме- стного питания из вышележащих, недостаточно защищенных во- доносных горизонтов. К недостаточно защищенным подземным водам относятся: а) грунтовые воды, т. е. подземные воды первого от поверхно- сти земли безнапорного водоносного горизонта, получающего пи- тание на площади его распространения; б) напорные и безнапорные межпластовые воды, которые в ес- тественных условиях или в результате эксплуатации водозабора получают питание на площади ЗСО из вышележащих недоста- точно защищенных водоносных горизонтов через гидрогеологиче- ские окна или проницаемые породы кровли, а также из водотоков и водоемов путем непосредственной гидравлической связи. Граница первого пояса для водопровода с поверхностными источниками водоснабжения устанавливается: а) для проточных водоемов — вверх по течению не менее 200 м от водозабора, вниз по течению не менее 100 м от водозабора; по прилегающему к водозабору берегу — не менее 100 м от линии уреза воды при наивысшем ее уровне; б) для водоемов (водохранилища, озера) граница первого поя- са должна устанавливаться в зависимости от местных санитар- ных и гидрологических условий, но не менее 100 м во всех на- правлениях по акватории водозабора и по прилегающему к во- дозабору берегу от линии уреза воды при летне-осенней межени. Водопроводные сооружения, расположенные вне территории водозабора, окружены первым поясом (строгого режима). Гра- ница первого пояса ЗСО водопроводных сооружений распро- страняется на расстоянии не менее 30 м от стен запасных и ре- гулирующих емкостей, фильтров и контактных осветлителей; не менее 10 м от водопроводных башен; не менее 15 м от ос- тальных помещений (отстойники, реагентное хозяйство, насос- ные станции и др.). Второй пояс, или зона ограничения, включает террито- рию, предназначенную для охраны от загрязнения источников водоснабжения (источник водоснабжения и бассейн его пита- ния). Он устанавливается с целью предупреждения неблагопри- ятного влияния на качество воды подземных и поверхностных источников централизованного хозяйственно-бытового водо- снабжения. Санитарно-гигиенические мероприятия на этой территории проводятся с учетом местных санитарных усло- вий, гидрогеологических особенностей источников водоснабже- ния и характера возможного загрязнения. Размещение на этой территории жилых, общественных, про- мышленных и транспортных объектов, а также объектов сель- ского хозяйства регулируется органами санитарного надзора. 106
В пределах второго пояса запрещается или ограничивается спуск сточных вод, которые могут ухудшить качество воды в ре- ке, не разрешается использование водоема для спортивных це- лей, купания, стирки белья, водопоя скота и т. д. В зоне огра- ничений строительство животноводческих ферм, инфекцион- ных больниц и других объектов, отбросы которых могут загрязнить водоем, разрешается лишь при условиях, гаранти- рующих источник водоснабжения от неблагоприятного воздей- ствия. Здесь должны строго проводиться все мероприятия по санитарному благоустройству населенных мест (устройство не- проницаемых выгребов, ликвидация свалок и др.). Границы второго пояса для водотоков (реки, каналы) и водо- емов (водохранилища, озера) определяются в зависимости от природных, климатических и гидрологических условий. Так, гра- ницу второго пояса для мелких водоемов следует принимать по линии водораздела всего речного бассейна со всеми притоками. Для крупных проточных водоемов — территория не менее 3 км в стороны от обоих берегов; при этом для береговой полосы шириной не менее 300 м устанавливается более строгий режим, который определяется органами санитарно-эпидемиологиче- ской службы. Установление границы второго пояса для водотоков прово- дится из расчета обеспечения оптимальных условий для про- цессов самоочищения воды. Они устанавливаются на таком удалении, при котором время пробега воды по основному во- дотоку и его притокам (при расходе воды в водотоке на 95 % обеспеченности) было бы не менее 3—5 сут. Граница второго пояса на водоемах должна быть удалена по акватории во все стороны от водозабора на расстоянии 3—5 км, в зависимости от ветрового режима, но не менее 250 м от во- дозабора. Границы второго пояса для подземных источников водоснаб- жения рассчитываются в зависимости от типа водозабора (от- дельная скважина, группа скважин, линейный ряд скважин и т. д.), расхода воды и понижения ее уровня в водоисточнике, гидрологических условий, определяющих форму и размер во- доносного пласта, и условий его питания. Главным критерием, определяющим границы второго пояса и обеспечивающим ги- гиеническую и эпидемиологическую надежность водоисточни- ка, является время продвижения загрязнений с потоком под- земных вод к месту водозабора. В пределах III и IV климатиче- ских поясов это время равно не менее 200 сут, для I и II — не менее 400 сут.
Глава 5 | ГИГИЕНА ПОЧВЫ 5.1. Гигиеническое значение состава и свойств почвы Учение о почве как особом естественно-историческом теле было создано великим русским ученым В. В. Докучаевым (1846—1903). Он впервые указал, что почвой следует называть наружные горизонты горных пород, измененные совместным действием ряда факторов: климата, растительности, рельефа, почвенных организмов. Таким образом, почва — это обладаю- щий плодородием верхний слой земной коры, образовавшейся под влиянием физических, химических, биологических и технических факторов. Плодородие — отличительный признак почвы от всех других пород. Почва — огромная естественная лаборатория, в которой не- прерывно протекают самые разнообразные сложные процессы разрушения и синтеза органических веществ, фотохимические процессы. В почве живут и гибнут различные патогенные бактерии, ви- русы, простейшие, яйца гельминтов. Доказано, что загрязнен- ная почва может прямо или опосредованно оказывать токсиче- ское, аллергенное, канцерогенное, мутагенное и другое воздей- ствие на организм. Она также может оказывать большое влияние на здоровье людей и санитарные условия их жизни. С почвой тесно связано количество и качество продуктов расти- тельного и животного происхождения, т. е. с почвой тесно свя- зано наше питание. Благодаря своему уникальному свойству, плодородию почва является ценным природным ресурсом и средством производства, дающим более 90 % продуктов пита- ния и сырья для перерабатывающей промышленности и других производств, в частности для фармацевтической промышлен- ности. Многие растения являются основным сырьем для полу- чения лекарственных препаратов. Почва является главным элементом биосферы, где происхо- дят миграция и обмен всех экзогенных химических веществ на нашей планете. Она занимает важное место в системе профи- лактической защиты биосферы в целом, так как загрязненная почва может стать источником загрязнения атмосферного воз- духа, воды, продуктов питания человека и кормов животных. Почва оказывает существенное влияние на климат местно- сти, химический состав растительных продуктов и, следова- тельно, опосредованно воздействует на продукты животного происхождения. Почва состоит из материнской породы, мертвого органическо- го вещества, живых существ, воздуха и воды. Толщина почвы ко- леблется от нескольких сантиметров до 3 м и более. Ее площадь составляет всего около i/ю площади материков. 108
Материнская порода представляет собой сложный комплекс минеральных соединений (90—99 %), состоящих в основном из песка, глины, извести и ила, включающих соли кремния, каль- ция, магния, алюминия и др. В зависимости от соотношения песка и глины все почвы делятся на песчаные, супесчаные, гли- нистые и суглинистые. С учетом размера частиц выделяют ка- менистую часть (с диаметром частиц более 3 мм), песок (0,2— 3 мм), глину (0,001—0,01 мм), коллоидную фракцию гумуса — перегноя (меньше 0,0001 мм). От механического состава, раз- мера частиц и их характера зависят такие свойства почвы, как пористость, воздухопроницаемость, влаго- и теплоемкость, те- пловой режим. Так, крупнозернистые почвы, как правило, об- ладают хорошей воздухо- и водопроницаемостью, а мелкозер- нистые характеризуются значительной водоемкостью, высокой гигроскопичностью и капиллярностью. В гигиеническом отношении наиболее благоприятной является почва, имеющая большую воздухо- и водопроницаемость, так как эти свойства способствуют процессам самоочищения, обеспече- нию нормального теплового режима приземного слоя атмосферы. Такие почвы, как правило, не заболачиваются, поэтому для строительства жилых и общественных зданий выбирают участ- ки земли с крупнозернистой почвой. Важной характеристикой почвы является ее водоемкость — количество воды, которое может быть поглощено единицей объ- ема почвы. Установлено, что чем мельче поры, тем больше воды может поглотить и удерживать почва. Так, торфянистые почвы могут удерживать 3—5-кратное и более количество воды, песча- ные — около 20 %, глинистые — около 70 % воды по массе. Другой важной характеристикой почвы является ее темпера- тура, от которой в значительной степени зависят температура приземного слоя атмосферы, тепловой режим помещений пер- вых этажей и подвалов. Температура почвы оказывает сущест- венное влияние на жизнедеятельность почвенных организмов и процессы самоочищения. Она во многом определяется харак- тером почвы, географическим положением, рельефом местно- сти, временем года. Так, каменистые и сухие почвы со склоном, обращенным на юг и юго-восток, имеют более высокую темпе- ратуру и быстрее нагреваются. Одной из постоянных частей почвы является воздух. От его удельного содержания зависят прежде всего процессы окисле- ния, он постоянно обменивается с атмосферным воздухом. Это- му способствуют колебания температуры и уровня грунтовых вод, барометрическое давление, отсасывающее действие ветра, атмосферные осадки и другие факторы. Почвенный воздух су- щественно отличается от атмосферного: в нем содержится зна- чительно большее количество диоксида углерода, водяных паров и мало кислорода. Так, с возрастанием глубины (до 5—6 м) ко- личество кислорода снижается до 14 %, а содержание диоксида 109
углерода увеличивается до 8 %. Состав почвенного воздуха в значительной степени определяется структурой почвы и жизне- деятельностью ее микроорганизмов. При высоком содержании органических веществ, низкой воздухопроницаемости в почве преобладают анаэробные процессы с выделением метана, ам- миака, сероводорода и других газов. Вместе с тем в рыхлых круп- нозернистых почвах осуществляется лучше аэрация, благодаря чему биохимические процессы протекают по аэробному типу. Наряду с другими компонентами почва содержит и опреде- ленное количество воды, зависящее от водоемкости почвы и климатических условий. При этом вода может находиться в хи- мически связанном состоянии. Почва оказывает существенное влияние на химический и бактериальный состав воды. Фильт- руясь через почву, вода обогащается солями и микроорганиз- мами, но может загрязняться токсичными веществами и пато- генными микробами. Особенно это относится к почвенной во- де, расположенной близко к поверхности земли. Под действием силы тяжести вода находится в постоянном движении. Она просачивается в нижние слои почвы и может задерживаться на водонепроницаемых породах (глина, гранит и др.) в виде грун- товых вод. При этом вода почти полностью лишается раство- ренного кислорода, идущего на биохимические процессы, и обогащается диоксидом углерода. Вода участвует в разнообразных процессах, протекающих в почве, обеспечивает необходимые условия жизни для почвен- ной флоры и фауны. Являясь универсальным растворителем, почвенная вода содержит органические и минеральные соеди- нения, от которых зависит химический состав растений. Поч- венная вода, оказывая влияние на теплоемкость и теплопровод- ность почвы, определяет ее тепловые свойства. Сырые, с боль- шим содержанием воды почвы оказывают неблагоприятное влияние на теплообменные процессы, в частности на радиаци- онный баланс. В связи с этим такие почвы малопригодны для строительства жилых, общественных и промышленных зданий. Из водоносного горизонта свободная вода способна подни- маться по почвенным капиллярам, что важно учитывать при за- кладке фундаментов зданий, так как это может послужить при- чиной постоянной сырости нижней части стен и разрушения фундамента. Живые организмы почвы представлены в основном микро- бами. Общее число их достигает 2 млрд на 1 г почвы. Среди них есть грибы, водоросли, бактерии, простейшие и вирусы. Кроме того, в почве обитают простейшие животные, личинки и кукол- ки мух, насекомых и др. Количество микроорганизмов подвер- жено существенным колебаниям, обусловленным механиче- ским составом почвы и химическими ее свойствами, темпера- турным режимом, солнечной радиацией, аэрацией и другими факторами. ПО
Микроорганизмы играют исключительно важную роль в процес- сах самоочищения почвы, т. е. в процессах превращения органиче- ских веществ, опасных в эпидемиологическом отношении, в неор- ганические соединения — минеральные соли и газы. Процессы раз- ложения и минерализация органических веществ, поступающих в почву в больших количествах в результате производственной и бытовой деятельности человека, могут протекать под влиянием бактерий как аэробно — при обилии кислорода воздуха, так и анаэробно — без доступа кислорода. Установлено, что одни бак- терии для своего развития могут использовать белки, другие — минеральные соединения, третьи (нитрофикаторы) окисляют аммиак до нитритов, а затем до нитратов. Ряд бактерий (желе- зобактерии) превращают соли закиси железа в гидрат окиси, се- робактерии окисляют соединения серы в соли серной и серни- стой кислот (сульфаты, сульфиты). Благодаря этим процессам в почве совершается круговорот веществ. В гигиеническом отношении аэробный процесс более благо- приятен, поскольку при нем разложение органических веществ протекает без образования дурнопахнущих и вредных веществ: аммиака, сероводорода, метана, индола, скатола, метилмеркап- тана и др. 5.2. Эпидемиологическое значение почвы Почва имеет большое эпидемиологическое значение. В ней могут находиться и передаваться человеку возбудители многих инфекционных заболеваний, а также яйца и личинки гельмин- тов (схема 5.1). Передача возбудителей кишечных инфекций че- рез почву проходит по сложному пути. Наиболее простой путь заражения — через руки, загрязненные инфицированной поч- ПЕРЕДАЧИ КОТОРЫХ УЧАСТВУЕТ ПОЧВА Кишечные х. - 'х . / Заболевания, в механизме \ ^инфекции « f передачи которых участвует > Зоонозы почва ) X1-—Х—г I Вирусные Полиомиелит Болезнь J . Боткина Схема 5.1. ИНФЕКЦИОННЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ, В МЕХАНИЗМЕ Сибирская —। / * г-н-* язва |Сап 1 / Актиномикозы Пылевые 1, / инфекции Бруцеллез / | Гельминтозы [Туберкулез | Власоглав | | Анкилостомы | Аскариды \ Вызванные спороносными микроорганизмами | Ботулизм | | Столбня Гангрена 111
вой. Например, известен случай эпидемической вспышки брюш- ного тифа, охватившей за 36 дней 60 % детей в детском комби- нате. Передача инфекции протекала через инфицированный пе- сок игральной песочницы. Чаще всего отмечается передача инфекции по одному из таких путей, как организм больного (ис- точник инфекции) — почва — пищевые продукты растительного происхождения — восприимчивый организм; организм больно- го — почва — подземные воды — восприимчивый организм. Па- тогенные микроорганизмы поступают в почву с физиологиче- скими отправлениями человека и животных, сточными водами, трупами и др. Чистая, незагрязненная почва является неблаго- приятной средой для патогенных бесспоровых микробов. Вме- сте с тем в почве, особенно загрязненной органическими веще- ствами, они длительно сохраняют жизнеспособность. Так, в почве бактерии тифо-паратифозной группы могут находиться до 400 дней, дизентерии — до 100 дней, вирусы полиомиелита, ECHO, Коксаки — до 150 дней, яйца аскарид — до 1 года. Воз- будители газовой гангрены, столбняка, ряда пищевых токсико- инфекций являются постоянными обитателями почвы. Споры сибирской язвы способны сохранять жизнеспособность десят- ки лет. Загрязнение почвой продуктов растительного и живот- ного происхождения может привести к отравлению ботулини- ческим токсином (ботулизм). Особенно опасна роль почвы в распространении аскаридоза и трихоцефалеза. В ней происхо- дит созревание яиц до инвазионной стадии, затем они попада- ют в организм с загрязненными почвой овощами, водой и поч- венной пылью, переносятся мухами. Большую роль играет почва и в распространении биогель- минтов — свиного и бычьего цепня. Как известно, из кишеч- ника человека, зараженного одним из этих паразитов, с фека- лиями их яйца могут попадать в почву, а затем в корм крупного рогатого скота или свиней. Попав в организм животных, яйца этих паразитов превращаются в личинки, которые поселяются преимущественно в мускулатуре. Человек, употребляя в пищу зараженную говядину и свинину, вновь заражается личиночной стадией этих гельминтов. 5.3. Геохимическое и токсикологическое значение почвы По своему химическому составу почва состоит из комплекса минеральных и органических веществ, постоянно подвергаю- щихся изменению в ходе единого почвообразовательного про- цесса. Минеральная часть чаще всего состоит из совокупности кремнезема, глинозема, извести и магнезии, представляющих собой измельченные компоненты горных пород. В минеральную часть входят все элементы Периодической системы Д. И. Мен- 112
делеева. В состав органической части (гумуса) входят продукты разложения растительного и животного происхождения, мак- ро- и микроорганизмы. Химические элементы на земном шаре распределены нерав- номерно, что обусловлено в первую очередь особенностями геологических и почвообразовательных факторов. Так, в одних районах отмечается недостаточное или избыточное содержание в почве таких микроэлементов, как йод, кобальт, фтор, молиб- ден, марганец, цинк, бор, стронций, селен и др. Эти районы по- лучили название биогеохимических провинций. Недостаток или избыток минеральных веществ в почве непосредственно от- ражается на химическом составе воды и многих растений. В свою очередь недостаток или избыток микроэлементов в воде и расте- ниях может привести к развитию у животных и человека специ- фических заболеваний, известных под названием геохимических эндемий или микроэлементозов. Все химические элементы в зависимости от их процентного содержания в организме человека по предложению известного ученого-почвоведа В. И. Вернадского принято делить на три группы: макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэле- менты. Макроэлементы встречаются в организме в количестве 10°—10~2 %’микроэлементы, содержащиеся в организме в пре- делах от 10 3 до 10 5 %; ультрамикроэлементы, встречающиеся в количестве <10 5 %. К макроэлементам, составляющим 99 % массы организма, от- носятся: О2, Н2, С, N, Са, S, Р, К, Mg, Al, Fe, Na, Cl и др. Наибольший интерес для провизоров из химических элементов представляют микроэлементы. Входя в состав многих химических комплексов организма, витаминов, гормонов, ферментов, дыха- тельных пигментов, микроэлементы обусловливают их высокую биологическую активность. Микроэлементы оказывают влияние на рост и развитие растений, на состояние и функции организма человека и животных. Они играют важную роль в различных об- менных процессах организма: выполняют пластическую функцию, участвуют в построении костной ткани, регуляции водно-соле- вого и кислотно-основного равновесия (подробно см. главу 6). Проблема содержания микроэлементов в почве в настоящее время приобретает все более актуальное значение, поскольку увеличилось техногенное ее загрязнение за счет отходов про- мышленных предприятий, транспорта, а также используемых в сельском хозяйстве минеральных удобрений и пестицидов. Ежегодно в России образуется около 7 млрд т отходов, из ко- торых используется и обезвреживается не более 29 %. При этом объем токсичных отходов составляет более 90 млн т, что пре- вышает почти в 2 раза объем используемых и обеззараживае- мых отходов. Особую опасность представляют медицинские отходы. По- падая с твердыми бытовыми отходами на свалку, такие фарма- 113
цевтические препараты резко увеличивают токсичность обра- зующегося фильтрата, и неизвестно, какие токсиканты при этом попадают в подземные воды и атмосферу. Подсчитано, что в Москве только ртути от разбитых термометров вывозится на свалку 5 т в год. Внесение в почву огромного количества химических удобре- ний, пестицидов, промышленных отходов способствует обра- зованию искусственных геохимических провинций с изменен- ными составом и свойствами почвы. При чрезмерном и дли- тельном загрязнении в почве могут накапливаться такие вредные для здоровья вещества, как ртуть, свинец, мышьяк, фтор, ядохимикаты и др., представляющие реальную опасность прямого и косвенного влияния на организм человека. К этому следует добавить, что испытания ядерных устройств в открытой атмосфере способствовали загрязнению поверхности планеты искусственными долгоживущими радиоактивными изотопами. Вредное воздействие загрязненной почвы усугубляется тем, что овощи и зерновые, выращенные на этой территории, характери- зуются пониженной пищевой ценностью. Попадающие в почву про- мышленные выбросы могут ухудшать физические и химические ее свойства, увеличивать кислотность и снижать буферные свойст- ва почвы, разрушать поглощающий комплекс. Следствием этого может быть нарушение нормальной деятельности сапрофитных и почвенных микроорганизмов вплоть до полного их подавления, что в свою очередь снижает антибиотическую активность почвы. В настоящее время накопилось большое количество исследо- ваний, убедительно подтверждающих вредное влияние загрязнен- ной почвы на растительный и животный мир. В частности, вред- ное воздействие может передаваться по так называемым пищевым цепочкам, т. е. через растения, произрастающие на загрязнен- ной почве, а также через мясо и молоко животных, питающихся этими растениями. Отмечено, например, что количество мышьяка в овощах, выращенных на участке, расположенном в 50 м от завода, в выбросах которого он содержался, было в 9 раз больше, чем в овощах, выращенных на участке, расположенном в 3 км. При изучении содержания металлов в почве вокруг од- ного из заводов цветной металлургии было отмечено повышен- ное содержание в почве свинца, меди и цинка (табл. 5.1). При этом у животных, питавшихся травой с околозаводской терри- тории, обнаружено увеличение содержания свинца в костях в 20 раз, печени — в 18 и мышцах — в 27 раз. Большое влияние на состав почвы оказывает проводимая в широких масштабах химизация сельского хозяйства. В гигие- ническом отношении особое значение имеют пестициды, об- ладающие большой устойчивостью к воздействию внешних факторов и способные накапливаться в почвенном покрове, растениях и живых организмах. К таким препаратам относятся хлорорганические пестициды. Бесконтрольное применение их 114
Таблица 5.1. Содержание металлов в почве (в процентах) вокруг завода цветной металлургии (по М. К. Хачатрян) Расстоя- ние от за- вода, м Свинец Медь Цинк на по- верхности на глуби- не 0,25 м на по- верхности на глуби- не 0,25 м на по- верхности на глуби- не 0,25 м 250 0,056 0,40 0,70 0,053 0,712 0,441 500 0,018 0,26 0,040 0,020 0,197 0,130 1000 0,025 0,017 0,042 0,019 0,170 0,105 2000 0,004 0,003 0,015 0,011 0,020 0,021 может приводить к значительному загрязнению почвы и обу- словливать существенные сдвиги биохимических и микробио- логических процессов. При этом наблюдается гибель микро- флоры, играющей положительную роль в процессах самоочи- щения почвы. Избыточное внесение в почву удобрений, например азотных, может привести к накоплению в растениях нитритов и нитратов, ухудшающих вкус пищевых продуктов, а в ряде случаев наносит вред здоровью человека. Указанные ве- щества из загрязненной почвы могут мигрировать в грунтовые воды, воду открытых водоемов, атмосферный воздух, растения и таким образом отрицательно влиять на флору и фауну. Одним из важных показателей степени загрязненности почвы является санитарное число, представляющее собой отношение азота гумуса к общему органическому азоту почвы. В процессе самоочищения почвы любого типа количество азота гумуса уве- личивается и, следовательно, санитарное число возрастает, приближаясь к единице. О степени загрязнения почвы можно судить по коли-титру, титру анаэробов, наличию яиц гельмин- тов, числу личинок и куколок синантропных мух (табл. 5.2). Характер и степень загрязненности почвы представляют опре- деленный интерес для фармацевтических работников, поскольку большое количество лекарственных препаратов получают из рас- тительного сырья. Загрязнение почвы химическими продуктами может привести к высокому содержанию токсических веществ в лекарственных растениях. В процессе экстрагирования токсич- ные продукты могут одновременно выделяться из растений с ле- карственными веществами и, таким образом, оказывать отрица- тельное влияние не только на биологическую активность препа- рата, но и непосредственно на организм человека. 5.4. Мероприятия по санитарной охране почвы Санитарная охрана почвы предусматривает прежде всего очи- стку населенных пунктов от отбросов. Это комплекс плановых санитарных, санитарно-технических и хозяйственных мероприя- 115
Таблица 5.2. Показатели санитарного состояния почвы* Показатели эпидеми Степень опасности Степень загрязнения коли-титр титр анаэробов Безопасная Относительно безопасная Опасная Чрезвычайно опасная Чистая Слабо загрязненная Загрязненная Сильно загрязненная >1,0 1,0-0,01 0,01-0,001 <0,001 >0,1 0,1-0,001 0,001-0,0001 <0,0001 * При условии отбора проб с глубины 0—20 см. тий, направленных на охрану здоровья населения и создание бла- гоприятных условий жизни. Очистка населенных пунктов включает сбор, удаление, обез- вреживание и утилизацию отбросов. Различают две системы очистки: вывозную (ассенизационная) и сплавную (канализаци- онная). Вывозная система предусматривает сбор жидких отбро- сов и удаление их за черту населенного пункта в места обезвре- живания и утилизации. Сбор жидких отбросов осуществляется в выгребных ямах уборных и помойках. Основным требованием к их устройству является максимальная изоляция нечистот от окружающей территории, воздушной среды и грунтовых вод. С этой целью дно и стенки данных сооружений должны быть сде- ланы из бетона, кирпича или толстых просмоленных досок. Под дно и вокруг стенок укладывают слой утрамбованной жирной глины толщиной 35—50 см. Наземная часть помойниц делается из кирпича или бетона с плотно закрывающейся крышкой. Дво- ровые сборники отходов и нечистот следует размещать на хо- зяйственных площадках, которые располагаются не ближе 20 м от колодцев, жилых и общественных зданий. Из всех типов уборных при отсутствии канализации наилуч- шим является люфт-клозет. Его особенность — наличие венти- ляционного канала, который располагается рядом с дымоходом и открывается над крышей. Нагретый в канале воздух подни- мается, увлекая за собой газы из выгреба. Люфт-клозет при от- сутствии канализации рекомендуется устраивать в школах, больницах, аптеках, детских учреждениях и жилых помещени- ях. Удаление нечистот из выгребов и вывод их за пределы на- селенных пунктов производятся специальным транспортом. Обезвреживание жидких отбросов при вывозной системе чаще всего осуществляется почвенным методом — на полях ассени- зации и на полях запахивания. 116
(no E. И. Гончаруку, P. Д. Габовичу, В. А. Рудейко, В. И. Циприян) ческой безопасности Показатель зац>яз- нения экзогенными химическими ве- ществами — крат- ность превышения ПДК число яиц гель- минтов в 1 кг число личинок и ку- колок мух на 25 м2 санитарное чис- ло Хлебникова 0 0 0,98-1,0 1 До 10 1-10 0,75-0,98 1-10 11-100 10-100 0,75-0,85 10-100 >100 >100 <0,75 >100 Канализационная система является более совершенной фор- мой очистки населенных пунктов. Основными ее элементами являются приемники нечистот, сеть канализационных труб, смотровых колодцев и очистные сооружения. Различают не- сколько видов канализационных систем: хозяйственно-быто- вую, промышленную и ливневую. Каждая из них может суще- ствовать раздельно (чаще всего) или в сочетании друг с другом (общесплавная). Канализационная система очистки предусмат- ривает удаление жидких отбросов по подземным канализаци- онным сетям за пределы населенного пункта в места обеззара- живания. При этой системе полностью устраняется возмож- ность загрязнения нечистотами зданий, почвы, воздуха и практически исключается контакт людей с отбросами. На очистных сооружениях осуществляют очистку и обезза- раживание сточных вод, после чего их спускают в открытые во- доемы. Очистные сооружения, как правило, включают механи- ческую очистку при помощи решеток, сит, песколовок, жиро- ловок, отстойников и др. При этом сточные воды освобожда- ются от минеральных и органических веществ. Обезвреживание коллоидных и растворенных органических веществ осуществ- ляются биологическими способами — искусственными (био- фильтры, аэрофильтры, аэротенки) и естественными (поля орошения, поля фильтрации). Для сбора и удаления твердых отбросов, в частности мусора, применяются планово-подворная (контейнерная) и планово- поквартирная системы. При первой сбор мусора проводится в металлические контейнеры, которые не реже 1 раза в сутки ос- вобождают или заменяют пустыми. При планово-поквартирной очистке мусор из квартир выносится непосредственно в мусо- ровозы в установленное время. Обезвреживание твердых отбросов может производиться как почвенными, так и техническими способами (мусороперераба- 117
тывающие заводы, сжигание и др.). Более совершенным спо- собом обезвреживания является компостирование, при кото- ром мусор укладывается послойно с землей в штабели. За счет биотермических процессов мусор обеззараживается, гумифи- цируется и затем используется как удобрение. Важное место в системе охраны почвы от загрязнения зани- мают законодательные меры и гигиеническое регламентирова- ние нахождения вредных веществ в почве. Санитарная оценка почв населенных мест основывается на ком- плексе санитарно-химических, санитарно-бактериологических, са- нитарно-гельминтологических, санитарно-энтомологических по- казателях. Основным критерием безопасности загрязненной почвы для здоровья населения являются предельно допустимые концентра- ции (ПДК) и ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ. Предельно допустимая концентрация (ПДК) химического веще- ства в почве представляет собой комплексный показатель безвред- ного для человека содержания химических веществ в почве, так как используемые при ее обосновании критерии отражают возможные пути воздействия загрязнителя на контактирующие среды, био- логическую активность почвы и процессы ее самоочищения. Обоснование ПДК химических веществ в почве базируется на 4 основных показателях вредности, устанавливаемых экспе- риментально: транслокационном, характеризующим переход вещества из почвы в растение, миграционный водный характе- ризует способность вещества поступать из почвы в грунтовые воды и водоисточники, миграционный воздушный показатель вредности характеризует переход вещества из почвы в атмо- сферный воздух, и общесанитарный показатель вредности ха- рактеризует влияние загрязняющего вещества на самоочищаю- щую способность почвы и ее биологическую активность. При этом каждый из путей воздействия оценивается количественно с обоснованием допустимого уровня содержания веществ по каждому показателю вредности. Наименьший из обоснованных уровней содержания является лимитирующим и принимается за ПДК. Опасность загрязнения почвы тем выше, чем больше фактиче- ское содержание компонентов, загрязняющих почву, превышает ПДК, чем меньше буферная способность почвы, чем выше класс опасности загрязнителей. В целях предотвращения вредного воздействия на здоровье че- ловека и окружающую среду за последнее время был принят ряд директивных документов, определяющих правовые основы по охране почвы от загрязнения. К ним относятся Федеральный за- кон "Об отходах производства и потребления", постановления Правительства Российской Федерации "О государственном регу- лировании и контроле трансграничных перевозок опасных отхо- 118
дов". Кроме того, разработаны и введены в действие санитарные правила "Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов" СП 2.1.7.1038—01 и методические указания "Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест" МУ 2.1.7.730—99. Важное место в системе охраны почвы от загрязнения зани- мают санитарно-технические мероприятия по сбору, обезвре- живанию и утилизации отходов, загрязняющих почву (санитар- ная очистка населенных мест): технологические мероприятия, направленные на создание безотходных или малоотходных тех- нологических процессов; планировочные мероприятия (науч- ное обоснование санитарно-защитных зон). В настоящее время утверждено 108 ПДК, 90 ориентировочно-допустимых концен- траций (ОДК) вредных веществ в почве.
Глава 6 ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПИТАНИЯ 6.1. Пища и ее влияние на организм Питание является важнейшей физиологической потребно- стью человека. Полное обеспечение народа продуктами питания всегда было в центре внимания правительства нашей страны. Пища — важнейший фактор окружающей среды, посредст- вом которого человеческий организм вступает в тесный контакт со всеми химическими веществами растительного и животного происхождения. Состав пищи, ее свойства и количество опре- деляют рост и физическое развитие, трудоспособность, заболе- ваемость, нервно-психическое состояние, продолжительность жизни. "Хорошее питание, — писал Г. В. Хлопин, — основа народ- ного здоровья, так как оно увеличивает сопротивляемость орга- низма к болезнетворным влияниям и от него зависит умственное и физическое развитие народа, его работоспособность и боевая си- ла". С питанием теснейшим образом связаны все жизненно важ- ные функции организма. Питание обеспечивает развитие и не- прерывное обновление клеток и тканей, поступление энергии, необходимой для восполнения энергозатрат организма в покое и при физической нагрузке. Продукт питания — источник ве- ществ, из которых в организме образуются ферменты, гормоны и другие регуляторы обменных процессов. Обмен веществ, ле- жащий в основе его жизнедеятельности, находится в прямой за- висимости от характера питания. Неправильное питание, как недостаточное, так и избыточное, одинаково вредно отражается на здоровье взрослых и детей. Это может выражаться в ухудшении физического и умственного раз- вития, в снижении сопротивляемости организма воздействию различных факторов внешней среды, понижении работоспособно- сти, преждевременном старении и сокращении продолжительно- сти жизни. По предложению ВОЗ рекомендуется различать следующие четыре формы патологических состояний, связанных с непра- вильным питанием. I. Недоедание — состояние, обусловленное потреблением в течение более или менее продолжительного времени недоста- точного по калорийности количества пищи. 2. Переедание — состояние, связанное с потреблением избы- точного количества пищи. 3. Специфическая форма недостаточности — состояние, вы- званное относительным или абсолютным недостатком в рацио- не одного или нескольких пищевых веществ. 4. Несбалансированность — состояние, причиняемое непра- 120
вильным соотношением в рационе необходимых пищевых ве- ществ. К наиболее часто встречающимся заболеваниям, связан- ным с неправильным питанием, относятся алиментарная дис- трофия (белково-калорийная недостаточность), авитаминозы (цинга, рахит, пеллагра, пернициозная анемия), ожирение, диабет, желчнокаменная болезнь, подагра, атеросклероз и др. В последние годы во многих развитых странах увеличилось число лиц с избыточной массой тела (ожирение), что также обу- словлено неправильным питанием. Так, в США ожирение обна- ружено у 30 % взрослых, в ФРГ — у 28—35 %. По данным Ин- ститута питания РАМН, в нашей стране среди возрастной группы населения 30—59 лет в 1996 г. 57 % имели избыточную массу тела и ожирение, аналогичные нарушения отмечались также у 69,7 % пожилых [Покровский В. И., Романенко Г. А. и др., 2002]. Прямым следствием ожирения являются та или иная степень нарушения функций большинства органов и систем организма и снижение работоспособности. Ожирение способствует раннему проявлению и быстрому прогрессированию сопутствующих за- болеваний сердечно-сосудистой системы (атеросклероз, гипер- тоническая болезнь), сахарного диабета, желчнокаменной болез- ни. При ожирении эти заболевания встречаются в 11/2—3 раза ча- ще. Ожирение создает трудности при хирургических вмеша- тельствах, удлиняет сроки заживления ран, у женщин тяжелее протекают беременность и роды. Существует мнение о сокра- щении при избыточной массе тела средней продолжительности жизни на 7 лет и более. Знание основ питания имеет важное значение для провизора, так как дает представление о возможности влияния основных компонентов пищи на биологическую активность принимае- мых лекарств. Хотя многие вопросы этой проблемы еще не по- лучили достаточно полного обоснования и освещения, в на- стоящее время имеются данные о существенном влиянии пищи на биологическую активность лекарственных препаратов. Так, если больные, принимающие ингибиторы моноаминоксидазы при лечении депрессивных состояний, употребляют в пищу сыр, у них развиваются приступы гипертонической болезни, приводящие к нарушениям сердечной деятельности и внутри- мозговым кровоизлияниям. Провизор, как и лечащий врач, должен иметь представление о биологической доступности для лекарств соответствующих ор- ганов и систем с учетом времени приема пищи. Известно, что пи- ща включает разнообразные по характеру питательные вещест- ва: белки, жиры, углеводы, соли, кислоты, микроэлементы. Она может содержать различные добавки в виде консервантов, про- тивоокислителей, стабилизаторов, красителей. Среди этих ве- ществ могут быть такие, которые будут связывать или разру- шать лекарства. При этом прежде всего следует иметь в виду взаимодействие лекарства и пищи в кислой среде желудка и ще- 121
лочной — кишечника. Кроме того, необходимо учитывать влия- ние ферментов. В свою очередь лекарственные препараты могут неблагоприятно влиять на процессы пищеварения и усвоения пищи: подавлять активность ферментов, стимулировать выде- ление хлористоводородной кислоты и слизи, препятствовать размножению участвующих в переваривании пищи микроорга- низмов и т. д. К таким веществам можно отнести ацетилсалици- ловую кислоту, бромиды, слабительные, снотворные, противо- склеротические, сульфаниламидные препараты, антибиотики, противосудорожные средства, сердечные гликозиды и многие мочегонные. Так, ацетилсалициловая кислота усиливает выде- ление хлористоводородной кислоты и одновременно подавляет образование слизи. Учитывая особенности взаимодействия лекарства и пищи, влияние на них желудочно-кишечных соков и другие факторы, таблетки готовятся в специальных оболочках с защитными на- полнителями для того, чтобы предотвратить взаиморазрушаю- щее действие и усилить эффект лекарственного препарата. По- этому разжевывать или раскусывать таблетки, покрытые специ- альными оболочками, не следует. Некоторые лекарства нужно принимать натощак, например эритромицин и пенициллин, которые разрушаются в кислой среде желудка. Препараты кальция, принятые после еды, могут образовывать в кислой среде нерастворимые соли. Молоко и мо- лочные продукты образуют нерастворимые и неусваиваемые комплексы с группой тетрациклина. Неомицина сульфат, нис- татин и полимиксина сульфат образуют трудноусвояемые соеди- нения с желчью. Следует учитывать высокую чувствительность препаратов ландыша и строфанта к пищеварительным сокам. Лекарственные препараты, принятые натощак, не только лучше усваиваются, но и быстрее оказывают биологическое действие. Есть много лекарств, действие которых непосредственно свя- зано с различными фазами пищеварения. Для этой категории лекарств устанавливается строго определенное время приема. Известно, что желчь постоянно образуется в печени и постепен- но накапливается в желчном пузыре. Она поступает в кишечник как раз в тот момент, когда туда попадает первая порция пищи и создает определенную, активнодействующую среду. Поэтому препараты, обладающие желчегонным свойством, надо прини- мать перед едой, поскольку они должны успеть попасть в ки- шечник, чтобы вовремя обеспечить выброс желчи. Вместе с желчегонными средствами до еды принимают и панкреатин — фермент поджелудочной железы. Данный препарат должен из- бежать неблагоприятного влияния желудочного сока до начала переваривания. В зависимости от целевого назначения выделяют лекарства, которые необходимо принимать во время еды. Они способст- вуют перевариванию пищи. Это и сам препарат желудочного 122
сока, и его заменители, а также препараты, которые содержат комплекс ферментов и желчь. Вместе с едой следует принимать лекарства, подлежащие перевариванию, например настой ли- стьев сенны, отвар коры крушины, таблетки корня ревеня и от- вар плодов жостера, поскольку в процессе переваривания вы- деляются антрагликозиды и другие соединения, оказывающие слабительное действие. Доказано, что жирорастворимые витамины A, D, Е и К плохо всасываются в желудочно-кишечном тракте. Однако при одно- временном присутствии жира и желчи всасывание протекает легко. В жирах витамины растворяются, а желчь эмульгирует получившийся раствор в мельчайшие капельки, способные проникать не только в стенку кишечника, но и в кровь. Таким образом, свойства лекарственных препаратов, время их приема, химический состав пищи и другие факторы нахо- дятся в сложном взаимодействии. Все это должен учитывать провизор. Представляет интерес для провизора группа веществ, входя- щих в состав органических кислот и содержащихся в большин- стве пищевых и лекарственных растений: в плодах, ягодах, кор- невых овощах, лиственной зелени. Эти кислоты формируют вкус растительной пищи и играют важную биологическую роль в ор- ганизме человека. Наиболее часто встречаются такие органиче- ские кислоты, как яблочная, лимонная, янтарная, щавелевая, фитиновая, уксусная, винная, молочная и др. Их содержание в пищевых растениях может достигать значительной величины. Например, содержание щавелевой кислоты в щавеле и шпинате находится на уровне 16 %, лимонной кислоты в лимонах — на уровне 9 %, яблочной кислоты в яблоках — на уровне 6 % и т. д. В гигиеническом плане важно отметить благоприятное влияние органических кислот на процесс пищеварения — они снижают pH среды, способствуя созданию определенного состава мик- рофлоры, тормозят процессы гниения в желудочно-кишечном тракте. Содержащиеся в цветках ромашки, таволги, в коре ивы бензойная и салициловая кислоты оказывают антисептическое действие; содержащиеся в листьях подорожника, мать-и-мачехи, побегах артишока производные кофейной и других оксикорич- невых кислот оказывают желчегонное, противовоспалительное действие; уроновые кислоты и их производные (пектин) обла- дают детоксирующими свойствами — выводят из организма продукты обмена веществ, соли тяжелых металлов, радионук- лиды, холестерин и т. д. Показано также, что лимонная и не- которые другие органические кислоты способствуют снижению синтеза в организме канцерогенных нитрозаминов и, таким об- разом, снижают риск развития онкологической патологии. Органические кислоты ягод, фруктов, плодов стимулируют сокоотделение в желудочно-кишечном тракте, улучшают пище- варение, активизируют перистальтику кишечника, способствуют 123
снижению риска развития многих желудочно-кишечных и дру- гих заболеваний. Таким образом, органические кислоты чрезвычайно важны для нормализации функционирования организма человека. Именно поэтому они должны ежедневно поступать в организм в составе продуктов питания или иным путем (в виде специально создан- ных препаратов). Питание теснейшим образом связано с обменом веществ, посред- ством которого обеспечивается поступление в организм энергии, необходимой для его жизнедеятельности, восстанавливается поте- ря воды, происходит удовлетворение потребности в минеральных веществах, восполняется потеря органических веществ (белки, жи- ры), пошедших на пластические процессы. Таким образом, обмен веществ представляет собой комплекс биохимических и энерге- тических процессов, обеспечивающих использование пищевых веществ для нужд организма. Основным законом, определяю- щим количественную адекватность питания, является соответст- вие количества энергии, заключенной в питательных веществах, поступающих в организм, и энергии, расходуемой организмом. Неадекватное питание, когда энергетическая ценность суточ- ного пищевого рациона не покрывает производимые в течение су- ток затраты энергии, приводит к развитию отрицательного энергетического баланса. При этом наблюдается мобилизация всех ресурсов организма на максимальную продукцию энергии с целью ликвидации образовавшегося энергетического дефицита. Весьма характерно, что при энергетическом дефиците все пи- щевые вещества, в том числе белок, используются как источник энергии, причем не только белок, поступающий в состав пищи, но и белок тканей, что приводит к развитию белковой недос- таточности. Если калорийность суточного рациона значительно превы- шает расход энергии, наблюдается положительный энергетиче- ский баланс, что также характеризуется весьма серьезными по- следствиями. К ним относятся прежде всего ожирение, атеро- склероз, гипертоническая болезнь и др. Таким образом, как положительный, так и отрицательный энергетический баланс неблагоприятно отражается на состоя- нии организма, вызывая нарушения обмена веществ, функцио- нальные и морфологические изменения различных систем. Для определения энергетического баланса необходимо знать энергетическую ценность (калорийность) поступающих с пи- щей продуктов и затраты энергии. Энергетическая ценность пи- тания рассчитывается по соответствующим коэффициентам, ус- тановленным на основании определения сгорания в организме пищевых веществ — белков, жиров и углеводов (табл. 6.1). В настоящее время изучены химический состав и энергети- ческая ценность всех основных пищевых продуктов и состав- лены сравнительные таблицы. 124
Таблица 6.1. Энергетическая ценность белков, жиров и углеводов Пищевое вещество Энергетическая ценность при окислении в организме кДж/г ккал/г Белки 16,74 4,0 Жиры 37,66 9,0 Углеводы 16,74 4,0 (усвояемые) Энергетические затраты складываются из нерегулируемых и регулируемых волей человека расходов энергии. К нерегулируе- мым видам энергетических затрат обычно относят расход энер- гии на специфическое динамическое действие пищи (СДД) и основной обмен. Многочисленными исследованиями установ- лено, что для человека с массой тела 70 кг уровень основного обмена составляет в среднем 4,1868 кДж на 1 кг в час, или 7117,56 кДж/сут (1 ккал равна 4,1868 кДж). Основной обмен за- висит от пола и возраста. Установлено, что с возрастом основ- ной обмен снижается. У мужчин он примерно на 5—10 % выше, чем у женщин. На величину основного обмена значительное влияние оказывают состояние ЦНС и эндокринной системы, различные факторы внешней среды, стрессы. Под влиянием приема пищи расход энергии повышается, что обусловлено усилением окислительных процессов. Подсчитано, что при смешанном питании основной обмен возрастает на 10— 15 % в сутки, причем наибольшее повышение его (на 30—40 %) вызывает прием белков, в то время как при приеме жиров об- мен возрастает на 4—14 %, углеводов — на 4—7 %. Регулируемые затраты энергии определяются расходом ее при выполнении мышечной работы на производстве и в быту, занятиях спортом и других видах деятельности. Эти энергоза- траты в основном определяются объемом и характером физи- ческой работы. Чем больше удельный вес ручного труда в про- изводственном процессе, тем выше затраты энергии. 6.2. Научные основы рационального питания Известно, что пища человека должна содержать более 600 ве- ществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности орга- низма, каждое из этих веществ занимает определенное место в сложном гармоничном механизме биохимических процессов. Большинство получаемых с пищей органических и неоргани- ческих соединений обладает теми или иными лечебными свой- ствами, поэтому от того, в каком количестве и в каких соотно- шениях содержатся эти вещества в рационе, зависит состояние здоровья человека. 125
При организации здорового рационального питания состав пищи должен быть подобран так, чтобы он отвечал индивидуальным особенностям организма человека с учетом характера его труда, половых и возрастных особенностей, климатогеографических условий проживания. Следовательно, рациональным называется питание, удовлетворяющее энергетические, пластические и другие физиологические потребности организма и обеспечиваю- щее при этом необходимый уровень обмена веществ. Рациональ- ное питание должно обеспечивать постоянство внутренней среды организма (гомеостаз) и поддерживать жизнедеятель- ность (рост, развитие, функции органов и систем) на высоком уровне. Основным требованием рационального питания является обес- печение сбалансированности всех компонентов пищи и соблюдение правильного режима питания, т. е. правильное распределение пищи в течение дня. Методической базой для решения рационального питания является концепция сбалансированного питания, разработан- ная академиком А. А. Покровским. В соответствии с данной концепцией питание человека называется сбалансированным, ко- гда обеспечены оптимальные соотношения пищевых и биологически активных веществ, способных проявлять в организме максимум своего полезного биологического действия. Для сбалансированности необходимо соблюдать следующие три основных принципа. 1. Оптимальное количественное и качественное соотношение в пищевом рационе основных пищевых и биологически активных ве- ществ — белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных эле- ментов — с учетом возраста, пола, характера трудовой деятель- ности и общего жизненного уклада человека. Энергетическая цен- ность пищи должна быть сбалансирована с энергетическими тратами организма. 2. Обеспечение физиологически благоприятного соотношения эссенциальных (незаменимых) составных частей пищевых ве- ществ, т. е. оптимального соотношения аминокислот—белков, жирных кислот—жиров, крахмала и сахаров—углеводов, а также витаминов, минеральных веществ. Таким образом, важнейшей ха- рактеристикой сбалансированности питания является не только оптимальный набор и количество основных веществ и составляю- щих их компонентов, но и соотношение их между собой. 3. Химическая структура пищи должна соответствовать фер- ментным пищеварительным системам организма человека. В ос- нове данного принципа лежит соблюдение пропорций пищевых ве- ществ в рационе. Эти пропорции соответствуют ферментным наборам организма, отражают сумму обменных реакций и хими- ческие превращения веществ. Нарушения соответствия фермент- ных систем в организме химическим структурам пищи неизбежно приводят к нарушениям метаболизма нутриентов. Например, из- 126
вестны случаи наследственной ферментопатии, характеризую- щейся непереносимостью галактозы и фруктозы. Таким образом, обязательным условием сбалансированного питания является обеспечение правильного и обоснованного соотношения основных пищевых и биологически активных ве- ществ в пищевом рационе. В настоящее время к числу хорошо изученных относится сба- лансированность между белками, жирами и углеводами, что в современных рационах питания устанавливается во взаимосвязи с величинами энергетической ценности. В современных рационах с учетом суточной калорийности принимается такое соотношение белков, жиров, углеводов, как 1:2,5:4,8, т. е. на каждую белковую калорию должно приходиться 2,5 жировой и 4,8 углеводной калории. В питании людей умственного и механизированного труда считается наиболее перспективным суточный пищевой рацион примерно в 2500 ккал. Он включает 300 ккал белковых (75 г бел- ка), 830 ккал жировых (92 г жира) и 1270 ккал углеводных (342 г углеводов). Суточная энергетическая ценность пищевого рациона по ос- новным пищевым веществам распределяется следующим обра- зом: белки — 12 %, жиры — 30 %, углеводы — 58 %. Соотношения отдельных пищевых веществ в рационе отраже- ны в формуле сбалансированного питания академика А. А. По- кровского (табл. 6.2). Режим питания. Важным принципом рационального питания, как было отмечено выше, является правильное распределение приема пищи в течение суток. Установлено, что правильный ре- жим питания обеспечивает эффективность работы пищевари- тельной системы, усвоение пищевых веществ и способствует оп- тимизации обмена веществ. Доказано, что наиболее физиологически обоснованным считается четырехразовый npuejp пищи в течение дня. При таком режиме про- межутки между приемами пищи не превышают 4—5 ч, что обес- печивает равномерную нагрузку на пищеварительный аппарат и наиболее полную ферментативную обработку принятой пищи. При этом завтрак должен составлять 25 % суточного рациона, обед — 35 %, полдник — 15 % и ужин — 25 %. Ужинать реко- мендуется не позднее чем за 3 ч до сна. Время приема пищи зави- сит от привычек человека, условий труда и ряда других факторов. Вместе с тем следует строго придерживаться установленного времени для еды. В противном случае нарушается ритмичность работы желудочно-кишечного тракта. Несоблюдение режима питания может вредно отразиться на деятельности пищеварительной системы и в целом на состоя- нии здоровья, например обусловить повышение уровня холе- стерина с последующим развитием атеросклероза и др. 127
Таблица 6.2. Средняя потребность взрослого человека в пищевых веществах, или формула сбалансированного питания взрослых (по А. А. Покровскому) Пищевое вещество Суточная потребность, г Пищевое вещество Суточная потребность, г Вода 1750-2200 В том числе: питье- 800—1000 вал (вода, чай, кофе и др.) в супах 250—500 в продуктах 700 питания Белки 80—100 В том числе 50 животные Незаменимые аминокислоты: триптофан 1 лейцин 4—6 изолейцин 3—4 валин 3—4 треонин 2—3 лизин 3—5 метионин 2—4 фенилаланин 2—4 Заменимые аминокислоты: гистидин 1,5—2 аргинин 5—6 цистин 2—3 тирозин 3—5 аланин 3 серин 3 глутаминовая 16 кислота аспарагиновая 6 кислота пролин 5 гликокол 3 Углеводы: 400—500 крахмал 400—450 сахар 50—100 Органические ки- 2 слоты (молочная, лимонная и др.) Балластные веще- 25 ства (клетчатка и пектин) Минеральные вещества: кальций 800—1000 фосфор 1000—1500 натрий 4000—6000 калий 2500—5000 хлориды 5000—7000 магний 300—500 железо 15 цинк 10—15 марганец 5—10 хром 0,2—0,25 медь 2 кобальт 0,1—0,2 молибден 0,5 селен 0,5 фториды 0,5—1 йодиды 0,1—0,2 Витамины: аскорбиновая 50—70 кислота (С) тиамин (Bj) 1,5—2 рибофлавин (В3) 2,0—2,5 ниацин (РР) 15—25 пантотеновая 5—10 кислота (В3) витамин Be 2—3 витамин В12 0,002—0,005 биотин 0,15—0,3 холин 500—1000 рутин (Р) 25 фолиевая кислота 0,2—0,4 (Вс) витамин D 0,0025—0,01 (различные формы) (100—400ME) витамин А 1,5—2,5 (различные формы) каротиноиды 3—5 витамин Е 10—20 (различные формы) (5—30) витамин К 0,2—3 (различные формы) 128
Продолжение Пищевое вещество Суточная потребность, г Пищевое вещество Суточная потребность, г Жиры 80—100 В том числе: растительные 20—25 палиненасыщенные 2—6 жирные кислоты (ПНЖК) холестерин 0,3—0,06 фосфолипиды 5 липоевая кислота 0,5 инозит 0,5—1 Энергетическая 11 900 ценность: 2850 КДж Ккал 6.3. Нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии При организации питания различных групп населения Рос- сии, а также при планировании необходимого количества пи- щевых веществ и их энергетической ценности руководствуются официальными рекомендациями (нормами), разработанными Институтом питания РАМН и утвержденными Министерством здравоохранения РФ. Эти рекомендации учитывают основные положения рационального питания, а также возраст, пол и ха- рактер трудовой деятельности. Нормирование физиологиче- ских потребностей в пищевых веществах и энергии взрослого трудоспособного населения осуществляется по пяти группам интенсивности труда в зависимости от суточных энергетиче- ских затрат, нервной напряженности трудового процесса и дру- гих особенностей: I группа — работники преимущественно умственного труда, очень легкая физическая активность, коэффициент физиче- ской активности — 1,4 (научные сотрудники, студенты гумани- тарных специальностей, операторы ЭВМ, контролеры, педаго- ги, диспетчеры, работники пультов управления и др.); II группа — работники, занятые легким трудом, легкая физи- ческая активность, коэффициент физической активности — 1,6 (водители трамваев, троллейбусов, работники конвейеров, ве- совщицы, упаковщицы, швейники, работники радиоэлектрон- ной промышленности, агрономы, медсестры, санитарки, ра- ботники связи, сферы обслуживания, продавцы промтоваров и др.); III группа — работники средней тяжести труда, средняя физи- ческая активность, коэффициент физической активности —1,9 (слесари, наладчики, настройщики, станочники, буровики, во- дители экскаваторов и бульдозеров, водители автобусов, врачи- хирурги, текстильщики, обувщики, железнодорожники, води- тели угольных комбайнов, продавцы продтоваров, водники, 129
аппаратчики, металлурги-доменщики, работники химзаводов и др.); IV группа — работники тяжелого физического труда, высокая физическая активность, коэффициент физической активности — 2,3 (строительные рабочие, помощники буровиков, проходчики, хлопкоробы, основная масса сельскохозяйственных рабочих и механизаторов, доярки, овощеводы, деревообработчики, метал- лурги и литейщики и др.); V группа — работники особо тяжелого физического труда, очень высокая физическая активность, коэффициент физиче- ской активности — 2,5 (механизаторы и сельскохозяйственные рабочие в посевной и уборочный период, горнорабочие, валь- щики леса, бетонщики, каменщики, землекопы, грузчики не- механизированного труда, оленеводы и др.). В нормы питания внесены дополнения в величины потреб- ностей в пищевых веществах в зависимости от климатических зон. Из всех зон выделены районы Севера, потребность в энер- гии населения которых превышает на 10—15 % потребности жи- телей других климатических зон. Для населения Севера реко- мендуется также изменение в соотношении основных пищевых веществ (в % к калорийности рациона): белок — 15 %, жир — 35 % и углеводы — 50 %. Нормы физиологических потребностей для взрослого насе- ления в зависимости от пола, возраста, интенсивности трудо- вой деятельности и общего жизненного уклада индивидуума представлены в табл. 6.3. 6.4. Значение пищевых веществ в обеспечении жизнедеятельности организма Химический состав пищи определяется набором питательных ве- ществ, включающим белки, жиры, углеводы, витамины, минераль- ные соли и воду. В зависимости от функционального назначения питательные вещества делятся на преимущественно энергетиче- ские (жиры, углеводы), преимущественно пластические (белки, ряд минеральных веществ, вода) и преимущественно каталити- ческие (витамины, микроэлементы). С учетом критерия обяза- тельности питательные вещества дифференцируются на замени- мые и незаменимые. К числу заменимых в организме пищевых веществ относятся углеводы и жиры, к незаменимым — 8—10 незаменимых аминокислот, 3—5 ПНЖК, все витамины и большинство минеральных элементов. Общее количество незаменимых веществ в сбалансированном питании превы- шает 50. Белки. Белки являются обязательным и незаменимым ком- понентом питания, так как обеспечивают рост и развитие ор- ганизма. Белки выполняют прежде всего пластическую функ- 130
цию, являясь важнейшим компонентом клеток и внеклеточных жидкостей, обеспечивают структуру и каталитические функции ферментов и гормонов, пластические процессы, связанные с ростом, развитием и регенерацией клеток и тканей организма, выполняют защитные функции. При длительном недостатке уг- леводов и жиров в питании белки принимают участие в энер- гетическом обмене организма. Длительный недостаток белков в питании обусловливает пре- жде всего нарушение ферментативных систем: снижаются ос- новной обмен и теплообразование, уменьшается количество белков в сыворотке крови, преимущественно альбуминов. Одним из наи- более ранних проявлений белковой недостаточности служит снижение защитных свойств организма. Одновременно нару- шается деятельность эндокринной системы (гипофиз, надпо- чечники, половые железы, печень). Избыточное содержание белков в пище также оказывает отри- цательное влияние на организм. Как известно, белки используются в строго определенных количествах, соответствующих физиологи- ческим потребностям организма. Излишки белков включаются в энергетический обмен, увеличивают нагрузку на печень, в которой образуются конечные продукты их распада, и на почки, которые эти вещества выводят. Кроме того, при избытке белков наблюда- ются неблагоприятная реакция со стороны сердечно-сосудистой и нервной систем, развитие в кишечнике гнилостной микрофлоры. Та- ким образом, нарушения, возникающие в организме под влия- нием избыточного или недостаточного содержания белков в пище, носят разнообразный характер. При определении необходимого количества белков в пище важно учитывать возраст, пол, характер и условия труда, со- стояние организма, качественный состав белков и других ком- понентов пищи, а также климатические условия и националь- ные особенности. В России приняты оптимальные физиологи- ческие нормы белков, предусматривающие обеспечение за их счет в среднем 11—13 % общей энергетической ценности пи- щевого рациона, причем 55 % белка должны быть животного происхождения. Известно, что основными структурными компонентами белко- вой молекулы служат различные аминокислоты. В настоящее вре- мя идентифицировано свыше 80 аминокислот, однако в белках основных пищевых продуктов их находится около 20. Аминокис- лоты делятся на заменимые и незаменимые. Аминокислоты, син- тезируемые в организме, получили название заменимых. Это гли- кокол (глицин), глутаминовая кислота, серин, тирозин, цистин (цистеин), аланин, пролин, аргинин, аспарагиновая кислота. Аминокислоты, синтез которых замедлен или невозможен, называются незаменимыми. К их числу относят 9 аминокислот: гистидин, лизин, метионин, триптофан, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин, валин. 131
Таблица 6.3. Нормы физиологических потребностей для взрослого Труп- па Ко- эф- фи- ци- ент физи- че- ской ак- тив- ности Возраст Энер- гия (ккал) Бел- ки (г) Жиры (г) Угле- воды (г) Минеральные всего В том числе живот- ные Каль- ций* Фос- фор Маг- ний Желе- зо Мужчины I 1,4 18-29 2450 п 40 81 358 800 1200 400 10 30-39 2300 68 37 77 335 40-59 2100 65 36 70 303 II 1,6 18-29 2800 80 44 93 411 800 1200 400 10 30-39 2650 77 42 88 387 40-59 2500 72 40 83 366 III 1,9 18-29 3300 94 52 ПО 484 800 1200 400 10 30-39 3150 89 49 105 462 40-59 2950 84 46 98 432 IV 2,2 18-29 3850 108 59 128 566 800 1200 400 10 30-39 3600 102 56 120 528 40-59 3400 96 53 113 499 V 2,5 18-29 <4200 117 64 154 586 800 1200 400 10 30-39 3950 111 61 144 550 40-59 3750 104 57 137 524 Нормы для лиц престарелого Мужчины 60-74 2300 68 37 77 335 1000 1200 400 10 75+ 1950 61 33 65 280 1000 1200 400 10 Женщины 60-74 1975 61 33 66 284 1000 1200 400 10 75+ 1700 55 30 57 242 1000 1200 400 10 Женщины I 1,4 18-29 2000 61 34 67 289 800 1200 400 18 30-39 1900 59 33 63 274 40-59 1800 58 32 60 257 II 1,6 18-29 2200 66 36 73 318 800 1200 400 18 30-39 2150 65 36 72 311 40-59 2100 63 35 70 305 III 1,9 18-29 2600 76 42 87 378 800 1200 400 18 30-39 2550 74 41 85 372 40-59 2500 72 40 83 366 IV 2,2 18-29 3050 87 48 102 462 800 1200 400 18 30-39 2950 84 46 98 432 40-59 2850 82 45 95 417 Дополнительно к норме соответствующей Беременные +350 30 20 12 30 300 450 50 20 Кормящие (1—6 мес) +500 40 26 15 40 400 600 50 15 Кормящие (7-12 мес) +450 30 20 15 30 400 600 50 15 * Для женщин старше 50 лет во всех группах кальций 1000 мг/сут. 132
населения (в день) вещества (мг) Витамины Цинк Йод С, мг А, мкг рети- нола экв. Е, мг токо- ферола экв. D, мкг В1, мг В2, мг в6, МГ Ниацин, мг ниацина экв. Фо- лат, мкг В12» МКГ 15 0,15 70 1000 10 Мужчины 2,5 1,2 1,5 2 16 200 3 15 0,15 70 1000 10 2,5 1,4 1,7 2 18 200 3 15 0,15 80 1000 10 2,5 1,6 2,0 2 22 200 3 15 0,15 80 1000 10 2,5 1,9 2,2 2 26 200 3 15 0,15 100 1000 10 2,5 2,1 2,4 2 28 200 3 и старческого возраста 15 0,15 80 1000 15 2,5 1,4 1,6 2,2 18 200 3 15 0,15 80 1000 15 2,5 1,2 1,4 2,2 15 200 3 15 0,15 80 800 12 2,5 1,3 1,5 1,3 2 16 200 3 15 0,15 80 800 12 2,5 1,1 2 13 200 3 15 0,15 70 800 8 Женщины 2,5 1,1 1,3 1,8 14 200 3 15 0,15 70 800 8 2,5 1,1 1,3 1,8 14 200 3 15 0,15 80 1000 8 2,5 1,3 1,5 1,8 17 200 3 15 0,15 80 1000 8 2,5 1,5 1,8 1,8 20 200 3 физической активности и возрасту 5 0,03 20 200 2 10 0,4 0,3 0,3 2 200 1 10 0,05 40 400 4 10 0,6 0,5 0,5 5 100 1 10 0,05 40 400 4 10 0,6 0,5 0,5 5 100 1 133
Исследованиями показано, что в ходе биохимических превра- щений различные пищевые ингредиенты оказывают взаимное влияние, что отражается прежде всего на их усвояемости в ор- ганизме. В частности, отмечено, что повышенное содержание в рационе некоторых аминокислот снижает усвояемость белка. Некоторые аминокислоты, введенные в организм по отдельно- сти, могут оказывать токсическое действие. Наряду с этим из- быточное содержание одних аминокислот затрудняет усвоение других. Например, избыток лейцина снижает усвоение изолей- цина, триптофана и валина. Эксперты ФАО считают, что в 1 г пищевого белка должно со- держаться (в идеальном варианте) следующее количество неза- менимых аминокислот, в мг: изолейцин — 40; лейцин — 70; ли- зин — 55; метионин+цистин — 35; фенилаланин + тирозин — 60; триптофан — 10; треонин — 40; валин — 50. Аминокислотный состав любых пищевых продуктов можно сравнить с аминокислотным составом идеального белка путем определения аминокислотного химического скора. Одним из доступных способов расчета аминокислотного скора является расчет отношения количества каждой незаменимой аминокис- лоты в испытуемом белке к количеству этой же аминокислоты в гипотетическом белке с идеальной аминокислотной шкалой: Аминокислотный скор = мг-А*-в и-с™е£югобелка х 100 %> мг АК в 1 г идеального белка где АК — любая незаменимая аминокислота. В идеальном (стандартном) белке аминокислотный скор ка- ждой незаменимой кислоты принимается за 100 %. Лимити- рующей биологическую ценность аминокислотой считается та, скор которой имеет наименьшее значение. По этому показате- лю белки пищи животного происхождения имеют более высо- кую ценность по сравнению с растительными белками. Так, животные белки, т. е. белки мяса, молока, яиц, наиболее близ- ки по своему скору идеальному, растительные — дефицитны по отдельным аминокислотам; в частности, белок пшеницы содер- жит лишь около 50 % лизина, картофель и большинство бобо- вых — около 60 % метионина и цистина при сравнении с иде- альным белком. Сбалансированность аминокислот в продуктах и готовых блюдах может нарушаться в процессе тепловой обработки. Это относится прежде всего к таким аминокислотам, как лизин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты, которые в присутствии углеводов образуют трудноусвояемые комплексы типа гумино- вых соединений. Кроме того, следует учитывать, что усвоение белков в желудочно-кишечном тракте зависит от степени их пе- ревариваемости. Так, растительные белки перевариваются зна- чительно хуже, чем животные. 134
В последние годы интенсивно проводятся исследования с це- лью улучшения белковогб состава питания населения как в ка- чественном, так и в количественном отношении. Изыскивают- ся принципиально новые белковые ресурсы, в частности белки различных одноклеточных организмов — водорослей, дрожжей, непатогенных бактерий и мицелия микроскопических грибов. Жиры. К основным веществам относятся жиры, которые явля- ются незаменимым компонентом в сбалансированном питании. Они являются структурным компонентом тела и важнейшим по- ставщиком энергии. Жиры, являясь растворителями витаминов A, D, Е, К способствуют их усвоению. Кроме того, некоторые компоненты жиров являются незаменимыми факторами питания и имеют большое значение для нормального развития организма: фосфатиды, ПНЖК, стерины и др. Они повышают вкусовые свойства пищи и способствуют более длительной насыщаемости. При жировой недостаточности наблюдаются нарушение дея- тельности ЦНС, ослабление разистентности организма, а также изменения со стороны кожных покровов, почек, органов зре- ния и др. По химическому составу жиры представляют собой сложные комплексы из глицерина и жирных кислот. Содержание глице- рина в составе жира около 10 %. Основная биологическая ак- тивность определяется жирными кислотами, которые делятся на предельные (насыщенные) и непредельные (ненасыщен- ные). Наиболее активную роль в организме играют ПНЖК. Они входят в качестве структурных компонентов в состав кле- точных мембран, миелиновых оболочек, соединительной ткани и др. При дефиците в пище ПНЖК (линолевой, линоленовой, арахидоновой) наблюдаются сухость, экзематозное поражение кожи, нарушается эластичность сосудов и увеличивается содер- жание холестерина в крови. Кроме того, недостаток этих кислот способствует образованию язв желудка и двенадцатиперстной кишки, отмечается задержка роста, снижается устойчивость к воздействию факторов окружающей среды, угнетается репродук- тивная функция. Имеются данные о способности ПНЖК повы- шать резистентность организма к инфекционным заболевани- ям, возникновению злокачественных новообразований. ПНЖК играют большую роль в синтезе простагландинов — веществ высочайшей биологической активности. Установлена связь ПНЖК с обменом витаминов группы В (пиридоксин, тиамин), а также с обменом холина. ПНЖК относятся к незаменимым веществам, так как не синтезируются в организме. Количество ПНЖК в перерасчете на линолевую кислоту должно обеспечивать около 4 % общей энергетической ценно- сти рациона. Оптимальное соотношение в рациональном пита- нии жирных кислот следующее: 10 % ПНЖК, 30 % насыщен- ных и 60 % мононенасыщенных жирных кислот. В рационе должны быть представлены жиры как растительного, так и жи- 135
вотного происхождения, причем в физиологически полноцен- ном рационе растительные жиры должны составлять 30 % об- щего количества жиров. Среди сопутствующих веществ важную роль играют фосфо- липиды. Они входят в структуры клеточных мембран, участву- ют в транспорте жира в организме. В наибольшем количестве эти вещества содержатся в нервной ткани и в тканях мозга, сердца, печени и др. Потребность в фосфатидах составляет 10 г в день. Фосфатида- ми богаты желток яйца (10 %), сырое нерафинированное расти- тельное масло (от 1,5 до 4 %), сливочное масло (до 0,4 %), заро- дыши семян пшеницы и ржи (0,6—0,7 %). Средняя потребность взрослого человека в жире составляет 80—100 г/сут, в том числе растительного масла 25—30 г, ПНЖК 3—6 г, холестерина 1 г, фосфолипидов 5 г. Поставщиками жира в рационе являются различные виды масел, животные жиры, мясо, рыба и др. Углеводы. Углеводы составляют наибольшую часть суточного пищевого рациона. К ним относятся моно-, ди- и полисахариды. За счет углеводов обеспечивается 50—60 % потребности организ- ма в энергии. При физической работе углеводы расходуются в первую очередь, и только после истощения их запасов расход энергии восполняется за счет имеющегося в организме жира. Избыток углеводов в пищевом рационе влечет за собой по- вышенное жирообразование и приводит к ожирению. Кроме того, по мнению ряда исследователей, излишки углеводов в пи- ще способствуют развитию патологических нарушений со сто- роны печени, почек, желудочно-кишечного тракта и других ор- ганов. В свою очередь недостаточное содержание углеводов в пищевом рационе может привести к развитию гипогликемии, сопровождающейся общей слабостью, сонливостью, снижени- ем памяти, головными болями и др. Углеводное голодание обу- словливает накопление в крови и появление в моче кетоновых соединений — продуктов неполного окисления жиров и белков, вследствие чего развивается ацидоз. Суточная потребность в уг- леводах составляет 400—500 г. Основными их поставщиками являются продукты растительного происхождения, в которых углеводы составляют не менее 75 % сухого вещества. Важный источник углеводов — сахар. Около 60 % углеводов в организм поступает с зерновыми продуктами, от 14 до 26 % — с сахаром и кондитерскими изде- лиями, 5—7 % с овощами и фруктами и около 10 % с корне- плодами и клубнями. Углеводы подразделяются на усвояемые и неусвояемые. К ус- вояемым углеводам относятся глюкоза, сахароза, лактоза, фруктоза, мальтоза и альфа-глюконовые полисахариды — гли- коген, декстрины и крахмал. К неусвояемым углеводам относят пектиновые вещества, лигнин, целлюлозу, гемицеллюлозу и др. Они не расщепляются 136
в желудочно-кишечном тракте, но играют важную биологиче- скую роль, оказывая влияние на интенсивность абсорбции и метаболизма углеводов, жиров и белков. Пищевые волокна пре- дотвращают всасывание и способствуют выведению из кишеч- ника желчных кислот — источника образования холестерина. В этом отношении пищевые волокна рассматриваются как один из существенных факторов в профилактике атеросклероза. Под влиянием клетчатки снижается абсорбция магния, кальция, ме- ди, цинка, железа, а также ряда ксенобиотиков. В наибольшем количестве пищевые волокна содержаться в зерновых продук- тах, овощах, фруктах, орехах. Необходимо отметить, что потребление углеводов должно быть сбалансировано с потреблением белков и жиров. В среднем физиологически наиболее приемлемо соотношение белков, жи- ров и углеводов 1:2,8:4,2. При больших физических нагрузках это соотношение должно равняться 1:1:5. Углеводы рациона взрослого человека должны обеспечивать 58 % энергетической потребности организма. Оптимальным соотношением углеводов считается: крахмал — 75 %, сахара — 20 %, пектиновые вещества — 3 %, клетчатка — 2 %. Витамины. Витаминами принято называть низкомолекуляр- ные соединения органической природы, не синтезируемые в организме человека, поступающие извне в составе пищи, не об- ладающие энергетическими и пластическими свойствами, про- являющие биологическое действие (коферменты и др.) в малых дозах. Среди веществ, относящихся к витаминам, различают истин- ные витамины, витаминоподобные вещества — витамино-гормо- ны и прогормоны (каротины и ПНЖК). По растворимости в воде и жире витамины подразделяются на водорастворимые (Bj, В2, В3, Bfr В]2, Вс, Н, N, С, РР, Р) и жирорастворимые (A, D, Е, К). К витаминоподобным веществам, по современной классификации, относят витамин В]$ (пангамовая кислота), парааминобензой- ную кислоту (Hj), холин (В4), инозит (Bg), карнитин (ВТ), ПНЖК (F), витамин U, оротовую кислоту (B;g). Витамины участвуют во многих биохимических процессах. Они необходимы для поддержания устойчивости организма к воздейст- вию неблагоприятных факторов внешней среды (жара, холод, ин- фекции, интоксикации и др.), повышения умственной и физической работоспособности, обеспечения функции желез внутренней секре- ции и их гормональной активности. Избыточное или недостаточ- ное содержание витаминов в пище обусловливает такие патоло- гические состояния, как авитаминоз, гипо- и гипервитаминоз. Авитаминозы представляют собой наиболее выраженную тя- желую форму витаминной недостаточности, развивающуюся при полном отсутствии или резкой недостаточности того или иного витамина в пище. Они характеризуются определенной клинической картиной с соответствующим комплексом сим- 137
птомов, свойственных каждому авитаминозу. Наиболее извест- ны С-авитаминоз (скорбут, цинга), Вj-авитаминоз (алиментар- ный полиневрит, бери-бери), РР-авитаминоз (пеллагра), D-ави- таминоз (рахит, остеопороз), А-авитаминоз (гемералопия, ксерофтальмия) и др. В настоящее время авитаминозы встреча- ются редко; значительно чаще наблюдаются гиповитаминозы. Эта форма патологического состояния характеризуется сни- жением иммунологической реактивности, работоспособности, памяти, расстройством сна, плохим самочувствием и др. При- чинами развития гипо- и авитаминозных состояний могут быть угнетение энтерогенного синтеза витаминов ввиду отсутствия исходных ингредиентов в пище, повышенное потребление ви- таминов обитателями кишечника (широкий лентец, некоторые бактерии и др.), несбалансированное соотношение витаминов в пище, усиленный расход витаминов при воздействии экстре- мальных факторов, повышенная потребность витаминов при некоторых физиологических состояниях (усиленный рост, бе- ременность, лактация и др.). При избыточном потреблении витаминов могут развиваться гипервитаминозы. Эта патология чаще всего возникает в ре- зультате использования витаминов в лечебных целях. Приме- ром гипервитаминоза могут служить случаи смерти людей, от- равившихся печенью полярных животных (белого медведя, тю- леней, моржей и др.), содержащей значительное количество витамина А. Нормы потребления витаминов зависят от пола, возраста, массы тела, степени тяжести труда, сбалансированности пище- вых рационов, физиологического состояния (беременность, лакта- ция), состояния здоровья, климатических условий и других фак- торов (см. табл. 6.3). Потребность в витаминах возрастает при недостаточной инсоляции, напряженной умственной работе, тя- желом физическом труде, воздействии низких температур. Поступление витаминов в организм должно обеспечиваться за счет продуктов питания. При этом следует помнить, что со- держание витаминов во фруктах и овощах в значительной сте- пени зависит от условий произрастания, способов хранения, режима кулинарной обработки и др. Применение витаминных препаратов целесообразно в зимне-весенний период и в особых случаях, когда в пище содержится мало витаминов (питание больных, находящихся на строгой диете, питание в крайних климатических зонах и т. д.). Основные источники витаминов в питании человека пред- ставлены в табл. 6.4. Минеральные вещества. Минеральные вещества относятся к незаменимым компонентам питания. Они участвуют во всех биохимических процессах, протекающих в организме, выпол- няют пластическую функцию, составляя основу скелета, под- держивают коллоидное состояние протоплазмы, осмотическое 138
Таблица 6.4. Основные источники витаминов в питании человека (по В. А. Тутельяну, Б. П. Суханову и др., 1999) Витамин, единица измерения Продукт, содержание витаминов Аскорбиновая/ Свежий шиповник — 650, красный сладкий перец — кислота, мг/100 г 250, черная смородина и облепиха — 200, перец зеле- ный сладкий, грибы белые сушеные, петрушка — 150, капуста, чеснок (перо), шпинат — 50—70, земляника садовая, апельсины, лимоны, мандарины, белая и красная смородина — 40—60, молодой картофель, зе- леный лук, зеленый горошек, редис, томаты — 20—30, яблоки — 10—16; печень свиная и говяжья — 21—33 Тиамин, мг/100 г (витамин Bj) Горох — 0,8, фасоль — 0,5, крупы: овсяная — 0,5, пшено — 0,4, ядрица — 0,4; хлеб пшеничный из муки II сорта — 0,23, хлеб ржаной — 0,18, хлебопекарные прессованные дрожжи — 0,6; свинина — 0,4—0,8, пе- чень — 0,3, почки — 0,29—0,39, сердце говяжье и свиное — 0,36; сырокопченые колбасные изделия и свинокопчености — 0,3—0,6 Рибофлавин, мг/100 г (витамин В2) Бобовые — 0,15; хлеб из муки грубого помола — 0,1; мясо птицы, рыба — 0,2, печень — 2,2, почки говя- жьи и свиные — 1,6—1,8, яйца — 0,4, молоко — 0,15, творог — 0,3, сыр — 0,4 Витамин Bg, мг/100 г Фасоль и соя — 0,9; овощи и фрукты — 0,1—0,2; мясо животных и птицы — 0,3—0,5, печень, почки говя- жьи и свиные — 0,5—0,7, рыба — 0,1—0,2 Витамин А, мг/100 г р-Каротин, мг/100 г Рыбий жир — 19, говяжья печень — 8, свиная — 3,4, печень трески — 4 Красная морковь — 9, чеснок, зеленый лук, красный перец, чеснок (перо), шиповник свежий — 2—3, абри- косы, облепиха, тыква — 1,5—1,6, помидоры — 1,0, сельдерей, петрушка (зелень), черемша, шпинат — 4—5 Витамин Е, мг/100 г Растительные масла (рафинированные): соевое — 114, подсолнечное — 42, хлопковое — 99. Наиболее активного из токоферолов аз-токоферола больше всего содержится в хлопковом масле — 50, в подсол- нечном — 39, рапсовом — 15, соевом — 10; хлеб — 2— 4, крупы 2—9 Витамин D, мкг/100 г Рыбий жир — 125, печень трески — 100, сельдь ат- лантическая — 30, яйца — 2,2, говяжья печень — 2,5, сливочное масло — 1,3—1,5 Пантотеновая кислота, мг/100 г (витамин В3) Фолацин, мкг/100 г Печень говяжья и свиная — 6—7, почки — 3—4, прес- сованные хлебопекарные дрожжжи — 4—5, бобовые — 1-2 Хлеб — 20—30, зелень петрушки — 110, шпинат — 80, салат — 48, лук — 32, ранняя капуста и зеленый го- рошек — 20, свежие грибы — 40, прессованные хле- бопекарные дрожжи — до 550; свиная и говяжья пе- чень — 230—240, творог — 35—40, сыры — 10—45 139
Продолжение Витамин, единица измерения Продукт, содержание витаминов Кобаламин, мкг/100 г (витамин В12) Ниацин, мг/100 г Говяжья печень — 60, говяжьи почки — 25, свиная печень — 30, свиные почки — 15, мясо — 2—4, рыба — 1—3; сыры — 1—2 Птица — 6—8, мясо убойных животных — 3—6, пе- чень говяжья и свиная— 9—12, хлебопекарные прес- сованные дрожжи — 10—20 Биотин, мкг/100 г Печень, почки говяжьи и свиные — 80—140, яйца — 28; соя — 60, горох — 19 давление, концентрацию водородных ионов, буферные свойст- ва крови. Весьма важную роль играют минеральные вещества в транспорте белков и углеводов через клеточные мембраны (медь, железо, магний), в свертываемости крови (кальций), пе- ремещении газов крови (железо), в процессах возбудимости мышечной и нервной ткани (калий, кальций, натрий), обеспе- чивают нормализацию водно-солевого обмена. При солевом голодании возникают различные формы рас- стройства здоровья. Так, нарушение деятельности ЦНС может наблюдаться при недостатке в пище натрия, кальция, калия, фосфора, хлора и брома. В свою очередь натрий, кальций и хром ослабляют функцию пищеварительных желез; дефицит йода снижает функцию щитовидной железы и ведет к развитию зобной болезни. Избыток фтора в пище приводит к развитию флюороза. Минеральные вещества в пище должны находиться в сбалан- сированном состоянии как между собой, так и с отдельными пи- тательными веществами. В случае нарушения данного требова- ния резко ухудшается их усвояемость. Так, избыток фосфора и магния или недостаток жира и жирорастворимых витаминов за- трудняет усвоение кальция. При этом нарушаются процессы окостенения, выражающиеся в возникновении рахита у детей и остеопороза у взрослых. Наиболее благоприятное усвоение кальция происходит при соотношении кальция и фосфора 1:1,5, а кальция и магния 1:0,5. Оптимальная сбалансированность кальция и магния, кальция и фосфора имеется в молоке и его продуктах. Минеральными веществами богаты продукты как животного, так и растительного происхождения. Высокое со- держание микроэлементов в последних весьма часто находится в несбалансированном виде, что отражается на их усвояемости. Данные о средней потребности взрослого человека в минераль- ных веществах см. в табл. 6.3. Все минеральные вещества по содержанию в организме при- нято делить на три группы: макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэлементы. 140
МАКРОЭЛЕМЕНТЫ. К макроэлементам относятся боль- шинство (99 %) химических веществ. Их содержание в организ- ме составляет от 10 0 до 10—2 %. Это водород, кислород, каль- ций, фосфор, магний, натрий, хлор, железо, сера, кремний и др. Кальций. Типичный щелочно-земельный металл, широко распространенный в природе. Кальций выполняет в организме разнообразные функции: пластические и структурные; придает стабильность клеточным мембранам; принимает участие в осу- ществлении межклеточных связей; необходим для нормальной возбудимости нервной ткани и сократимости мышечных воло- кон; является активатором ряда ферментов и гормонов; участ- вует в регуляции проницаемости клеточных мембран. Известно, что кальций оказывает антистрессовый эффект, способствует выведению из организма солей тяжелых металлов и радионуклидов, проявляет антиоксидантный эффект, облада- ет антиаллергическим действием. Дефицит кальция может про- воцировать развитие гипертонических кризов, токсикозов бе- ременности, повышение уровня холестерина в крови. Основным источником кальция в питании человека — молоко и молочные продукты (кефир, сметана, творог и др.), твердые и плавленые сыры, масло. Рекомендуемая норма потребления кальция составляет 800 мг/сут. Фосфор. Неорганический фосфор, вместе с кальцием, вы- полняет структурные функции, принимает участие в процессах роста и деления клеток, в энергетическом обмене, фермента- тивных процессах и др. Основным источником фосфора являются молочные продук- ты. Высокое содержание фосфора в мясе, рыбе, бобовых куль- турах, крупах (овсяной, перловой, ячневой и др.). Установлено, что из растительных продуктов фосфор всасывается хуже, чем из животных — соответственно 40 и 70 %. Норма физиологической потребности в фосфоре составляет 1200 мг/сут. Магний. Относится к числу наиболее распространенных ще- лочно-земельных металлов. Физиологическая функция магния обусловлена его участием в качестве кофактора в ряде важней- ших ферментативных процессов, в частности обмене фосфора, способствуя снижению давления крови. В ряде биохимических процессов магний выступает как антагонист кальция. В пище- вых рационах важно поддерживать оптимальное соотношение кальция и магния (1:0,7). Алиментарная недостаточность магния встречается редко. Почти половина суточной потребности в маг- нии удовлетворяется за счет хлеба и крупяных изделий. Его со- держание составляет, мг/100 г: горох — 107, крупа овсяная — 116, крупа ячневая — 50, фасоль — 103, хлеб — 50, орехи — 170—230, молоко — 13—23. Суточная потребность магния составляет 400 мг. 141
Натрий. Физиологическая функция магния определяется его участием во многих биохимических процессах. Он участвует в водном обмене, регуляции мышечной и нервной тканей, под- держивает необходимую буферность крови, ее осмотическое давление. Повышенное потребление натрия способствует нако- плению жидкости в организме, формирует отеки, перегружает почки и сердце и повышает кровяное давление. Суточная потребность натрия составляет 4 г. Железо. Функциональная роль железа обусловлена тем, что он входит составной частью гемоглобина, участвуя в переносе кислорода от легких ко всем тканям, органам и системам орга- низма. Он участвует в работе целого ряда ферментных систем (цитохромы, каталазы и др.). Потребность в железе зависит от возраста, пола и физиоло- гического состояния организма. В связи с регулярными поте- рями крови во время месячных потребность женщин в железе почти в 2 раза выше, чем мужчин, и составляет 18 мг в сутки, во время беременности эта потребность достигает 38 мг, а у кормящих женщин — 33 мг. Содержание железа в пищевых продуктах колеблется в ши- роком интервале — от 70 до 4000 мкг/100 г. Основным источ- ником железа в питании являются печень, почки, бобовые культуры (6000—20 000 мкг/100 г). Железо из мясных продук- тов усваивается организмом на 30 %, из растений — на 10 %. Потребность взрослого человека в железе составляет 14 мг/сут, у женщин в период беременности и лактации — до 18 мг/сут. Калий. Физиологическая функция калия заключается в его участии в процессах, обеспечивающих проведение нервных им- пульсов, он корригирует щелочной баланс крови и тканевых жидкостей. Калий участвует в регуляции ритма сердца, в реак- циях обмена веществ, например в превращении глюкозы в гли- коген. Калий является антагонистом натрия. Основным источником калия являются, мг/100 г: картофель — 570, фасоль — 1100, горох — 870, яблоки и виноград — около 250. Суточная потребность взрослого человека составляет 2,5— 5,0 г. МИКРОЭЛЕМЕНТЫ. Среди факторов питания, имеющих важнейшее значение для поддержания здоровья, работоспособ- ности и активного долголетия, особая роль принадлежит мик- роэлементам. Они относятся к незаменимым пищевым веще- ствам, абсолютно необходимы для нормального осуществления обмена веществ, роста и развития организма человека, защиты от болезней и неблагоприятных факторов среды обитания че- ловека, обеспечения всех жизненных функций организма. Микроэлементы делятся на три группы: незаменимые ком- поненты пищи (медь, цинк, марганец, кобальт, молибден, мышьяк, ртуть, хром, олово, йод, фтор, селен); токсичные мик- роэлементы (ртуть, свинец, кадмий, мышьяк); нейтральные — 142
не вызывающие выраженных физиологических или токсиче- ских воздействий на организм (бор, литий, алюминий, серебро, рубидий, барий). Йод. Дефицит йода один из наиболее типичных примеров недостатка микронутриентов в питании современного челове- ка. Более чем у 1,5 млрд жителей Земли имеется повышенный риск недостаточйого потребления йода. В организме человека практически нет ни одной жизненно важной функции, которая не зависела бы от тиреоидных гор- монов, осуществляющих свое универсальное действие с помо- щью йода. Являясь активным компонентом гормонов, йод взаимодействует с другими железами внутренней секреции, оказывает выраженное влияние на обмен белков, жиров, угле- водов, водно-солевое равновесие. При относительной недостаточности йода в питании концен- трация тиреоидных гормонов в крови снижается. Это приводит к нарушению биосинтеза тироксина, угнетению функции щи- товидной железы, что характеризуется развитием эндемическо- го зоба (гипотиреоза). Важно подчеркнуть, что в возникновении эндемического зо- ба определенное значение могут иметь геохимические факторы. В литературе есть данные, свидетельствующие о том, что рас- пространение эндемического зоба совпадает не только с недос- татком йода в среде, но и с избытком или недостатком таких элементов, как кобальт, марганец, кальций и стронций. Кроме того, установлено, что щитовидная железа обладает способно- стью концентрировать не только йод, но и ряд других элемен- тов, таких как ртуть, мышьяк, сурьма. Данные обстоятельства необходимо учитывать при проведении мероприятий по про- филактике йодной недостаточности в регионах. Основным источником йода являются морская рыба, печень трески, морская капуста, сухой ламинарий. Физиологическая потребность в йоде у взрослых мужчин и жен- щин составляет 150 мкг в сутки. Согласно рекомендациям ВОЗ, уровень физиологической потребности в данном элементе — 150—300 мкг/сут. Фтор. Избыточное или недостаточное поступление в орга- низм фтора приводит к развитию таких микроэлементозов, как флюороз и кариес. Характерным признаком флюороза является пятнистость зуб- ной эмали. Под влиянием избыточного содержания фтора зубная эмаль подвергается дистрофии, появляются трещины и зубы ста- новятся хрупкими. Одновременно отмечаются нарушения фос- форно-кальциевого обмена, что сопровождается деформацией костей. Помимо указанных изменений, могут регистрироваться признаки поражения и других органов и систем. Кариес зубов характеризуется деминерализацией и последую- щей деструкцией твердых тканей зуба с образованием дефекта в 143
виде полости. Развитию кариеса зубов способствуют общие и ме- стные факторы. К общим факторам следует отнести недоста- точное поступление в организм белков, витаминов, минеральных солей, ряда микроэлементов, а также избыточное потребление ферментируемых углеводов. Кроме того, этому способствуют на- рушения функций других органов и систем организма, стрессовые ситуации. К местным факторам относят количественные и ка- чественные изменения слюны, длительная задержка в полости рта остатков пищи, особенно содержащей углеводы. Селен. Селен является незаменимым элементом в питании человека, животных и некоторых микроорганизмов. Он входит в состав глутатионпероксидазы, фермента предохраняющего клетки от токсического действия перекисных радикалов и тем самым защищающего клетки, липиды клеточной мембраны, белки, нуклеиновые кислоты. Селен обладает выраженным ан- тиоксидантным свойством, что позволяет использовать его для профилактики онкологических заболеваний, провоцируемых химическими воздействиями и радиацией. Было установлено, что селен стимулирует образование антител и тем самым повы- шает защиту организма от инфекционных и простудных забо- леваний. Данный элемент участвует в выработке эритроцитов, способствует поддержанию и продлению сексуальной активно- сти. Почти половина всего селена, содержащегося в мужском организме, находится в семенных канальцах яичек. Недостаточное поступление селена в организм может при- вести к развитию сердечной миопатии и даже к смерти. Забо- левание чаще всего развивается у детей и женщин детородного возраста, для которого характерны аритмии, увеличение разме- ров сердца, за которыми следует сердечная недостаточность. Люди, находившиеся на искусственной диете или подвергшие- ся голоданию, также проявляли признаки селеновой недоста- точности. Установлено, что в районах, где потребление селена населением недостаточно, отмечается рост числа заболеваний раком. В последние годы недостаток селена рассматривают как возможный этиологический фактор при некоторых сердечно- сосудистых заболеваниях. В Китае (провинция Кешан) была выявлена у местного на- селения эндемическая кардиомиопатия, названная болезнью Кешана. В России крупные биогеохимические регионы по се- ленодефициту установлены в Забайкалье, Читинской, Ярослав- ской областях, Удмуртии и Карелии. Избыточное поступление селена приводит к развитию селе- нового токсикоза. Наиболее типичными признаками селеново- го токсикоза являются поражение ногтей и выпадение волос. Кроме того, наблюдаются желтушность, шелушение эпидер- миса, дерматиты, повреждение эмали зубов, анемии, нервные расстройства. В ряде случаев у сельскохозяйственных животных отмечена гибель после употребления растений, выращенных 144
на почвах с высоким содержанием селена (США, Канада, Ир- ландия). Источником содержания селена в пище является говяжье мясо, печень, почки, мясо морских рыб, креветки, дрожжи, пшеница, отруби, хлеб из цельных зерен пшеницы, овес и другие продук- ты. Следует отметить, что повсеместно рацион питания насе- ления индустриально развитых стран дефицитен по этому мик- роэлементу. Потребность взрослого человека в селене составляет 150— 200 мкг/сут. Молибден. Этот микроэлемент входит в состав ряда фермен- тов, участвующих в детоксикации (сульфитоксидаза, альдегид- дегидрогеназа, нитратредукгаза) чужеродных для организма ве- ществ. Способствует задержанию в организме фтора и таким образом препятствует развитию кариеса. Молибден способст- вует окислению пуриновых оснований в мочевую кислоту. Недостаток или отсутствие молибдена в организме приводит к снижению активности сульфитоксидазы — фермента, превра- щающего в организме человека сульфит в сульфат. Отсутствие вследствие генетического дефекта сульфитоксидазы в организ- ме приводит к выраженным аномалиям мозга, характеризуется умственной отсталостью, эктопией хрусталика и повышением выделения с мочой сульфатов. Тяжелые патофизиологические нарушения при этом дефекте свидетельствуют о незаменимости молибдена для организма человека. Избыток молибдена в пище может привести к возникнове- нию подагры. Предполагается, что повышенный синтез ксан- тиноксидазы и интенсификация пуринового обмена ведут к на- коплению избыточных количеств мочевой кислоты, с выделе- нием которых не справляются почки. В результате этого мочевая кислота и ее соли откладываются в сухожилиях и сус- тавах. Это заболевание, получившее название "эндемическая молибденовая подагра" характеризуется и соответствующими биохимическими изменениями в крови. Следует отметить, что избыток молибдена способствует также нарушению синтеза ви- тамина В12 и повышению активности фосфатазы. Источниками молибдена являются печень говяжья, почки говяжьи, цельные зерна пшеницы, чечевица, горох, капуста цветная, зеленый горошек, пивные дрожжи, шпинат и др. Суточный прием взрослого человека составляет 200 мкг. Ванадий. Ванадий у молодых людей ингибирует синтез холе- стерина и снижает содержание в крови липидов. В литературе имеются данные, что ванадий препятствует развитию кариеса зубов, способствует их минерализации и сохранению. Источ- ники ванадия: гречка, петрушка, соевые бобы, овес, яйца. Су- точная потребность взрослого человека в этом микроэлементе не установлена. По данным США, его потребность составляет около 2 мг. 145
Кобальт. Кобальт входит в состав витамина В12, принимает участие в обмене жирных кислот, в углеводном обмене, реали- зации активности фолиевой кислоты. Основное биологическое действие — участие в синтезе гемоглобина. Источниками этого микроэлемента являются печень различных животных (в осо- бенности баранья), говяжье сердце, моллюски, почки, устрицы, сардины, из растений — шиповник. Суточная потребность взрослого человека в кобальте состав- ляет около 8 мкг. Цинк. Цинк входит в состав значительного числа ферментов (около 80), катализирующих метаболизм нуклеиновых кислот, обеспечивающих реализацию биологического действия витами- нов А и фолиевой кислоты (кроветворение). Установлено, что цинк участвует в формировании иммунитета и поддержании функции мужских желез (он является составной частью мужско- го полового гормона дегидрокситестостерона). Вероятно, поэто- му в наибольшем количестве он содержится в тканях тестикул и шишковидной железы, которая имеет прямое отношение к реа- лизации сексуальной функции и мужчин, и женщин. Длительный дефицит цинка в рационе может привести к раз- витию бесплодия, потере сексуальной активности, снижению иммунитета, кожным заболеваниям, нарушению роста волос и ногтей. При избыточном поступлении цинка в организм воз- можны случаи отравления. Известны случаи отравления пи- щей и напитками, хранившимися в железной оцинкованной посуде. Источником цинка являются продукты растительного про- исхождения (фрукты, картофель, морковь, орехи, зерновые культуры). Из продуктов животного происхождения наиболее богаты цинком мясо, рыбопродукты, устрицы, яйца, молоко. Цинк из продуктов животного происхождения усваивается зна- чительно лучше. Суточная потребность взрослого установлена на уровне 10— 15 мг, при беременности и лактации — 20—25 мг. Марганец. Установлено, что марганец необходим для функ- ционирования ферментов, участвующих в формировании кост- ной и соединительной тканей, регуляции гликогенеза. Он ак- тивно влияет на биосинтез холестерина, метаболизм инсулина, другие виды обмена веществ. Особое значение марганец имеет в реализации функций половых желез, опорно-двигательного аппарата, нервной системы. Считается, что этот микроэлемент может оказывать профилактическое действие в отношении раз- вития недостаточности коронарных артерий сердца, диабета, патологии щитовидной железы, нарушений углеводного и ли- пидного обменов. С возрастом усвояемость марганца снижает- ся. Поэтому следует обращать внимание у лиц после 50 лет на возможность дефицита этого микроэлемента. 146
Основной источник марганца в питании человека — злако- вые, бобовые культуры и орехи. Особенно богаты марганцем кофе и чай. Рекомендуемый уровень потребления марганца 5,0 мг/сут, минимальная суточная потребность 2—3 мг. Хром. Хром оказывает активное влияние на усвояемость глю- козы и уровень ее в крови. Введение хрома в рацион восстанав- ливает нормальную толерантность к глюкозе у детей с белково- калорийной недостаточностью, а у лиц среднего и пожилого возраста со сниженной толерантностью к углеводам вызывает снижение уровня холестерина в крови, что является исключи- тельно важным фактором в профилактике атеросклероза. Био- логическую активность проявляет трехвалентный хром. В же- лудочно-кишечном тракте наибольшую усвояемость проявляют органические формы хрома (до 25 %), в то время как неорга- нические соединения этого микроэлемента усваиваются лишь на уровне 0,5—0,7 % от общего их количества, поступившего с пищей. Особенно высок риск развития дефицита хрома у беремен- ных и кормящих женщин, поскольку развивающийся плод уси- ленно аккумулирует хром. Значительное его количество экскре- тируется с молоком при лактации. Другой причиной, приводя- щей к недостаточности хрома, может быть потребление большого количества легкоусвояемых углеводов. Источником поступления хрома в организм при питании яв- ляются пекарские дрожжи, печень, пшеничная мука грубого помола, перловая крупа, бобовые культуры, мясо птицы. Суточная потребность взрослого человека в хроме составляет около 200 мкг. Медь. Данный элемент принимает активное участие в про- цессах жизнедеятельности, входя в состав ряда ферментных систем. Дефицит меди приводит к анемии, замедленному росту детей. Потребность в меди возрастает при воспалительных заболе- ваниях и при болезнях суставов. Источниками меди являются растения — лапчатка прямо- стоячая, сушеница, чайный куст, марена красильная и др. Су- точная потребность составляет 4—5 мг. В настоящее время на основании сопоставления результатов эпидемиологических, лабораторных и клинических исследо- ваний установлены так называемые безопасные и адекватные уровни суточного поступления с рационом питания таких ра- нее не нормируемых микронутриентов, как хром (50—200 мкг), ванадий (около 100 мкг), кремний (5—10 мг), никель (около 100 мкг). Проводятся исследования по определению нормального среднесуточного поступления с рационом ряда других микро- элементов (табл. 6.5). 147
Таблица 6.5. Безопасные и адекватные уровни су- точного поступления некоторых микроэлементов с ра- ционом питания (по В. А. Тутельяну, Б. П. Суханову и др., 1999) Микроэлемент Норма Хром, мкг 50-200 Ванадий, мкг ~100 Кремний, мг 5-10 Никель, мкг =100 Алюминий, мг 3-100 Бром, мг 2-8 Кадмий, мкг 10-20 Германий, мг 0,4-1,5 Литий, мкг 200-600 Рубидий, мг 1-5 Мышьяк, мкг 12-15 Бор, мг 0,75-1,35 Свинец, мкг 5-100 Олово, мг 1-40 Есть все основания полагать, что по мере расшифровки фи- зиологических функций, путей биотрансформации и молеку- лярных механизмов действия этих микронутриентов будет до- казана эссенциальность некоторых из них для человека и они пополнят формулу оптимального питания. В последние годы все более активно развиваются новые тех- нологии, позволяющие получать биологически активные фор- мы микроэлементов. Одним из вариантов таких технологий яв- ляются введение дефицитных в рационе человека минеральных веществ, например селена или железа, в питательную среду, на которой выращиваются микроорганизмы, например дрожжи. Последние включают данный микроэлемент в свой метабо- лизм, что способствует, с одной стороны, накоплению этого элемента в микробной клетке в виде металлорганического ком- плекса, с другой — биологическая активность и усвояемость этого элемента резко возрастают. Далее эти микроорганизмы можно использовать в питании человека и животных в натураль- ном не переработанном виде (дрожжи для выпечки хлебобулоч- ных изделий) или выделять из них этот элемент, но с помощью таких приемов, которые позволяют сохранить его биологиче- скую активность. Например, неорганические соединения хро- ма, которые необходимы больным диабетом, усваиваются всего лишь на 3 %, а его дрожжевая металлоорганическая компози- ция усваивается практически полностью. 148
6.5. Биологически активные вещества пищи В настоящее время в России на рынке фармацевтических препаратов среди средств лечения и профилактики заболеваний значительный удельный вес занимают биологически активные добавки к пище [Тутельян В. А. и др., 2000]. Биологически активные добавки (БАД) к пище, или food supplements, как их называют за рубежом, нутрицевтики, пара- фармацевтики, —/Термины, сравнительно недавно вошедшие в современную медицину. Использование различных природных компонентов растительного, животного и минерального проис- хождения с профилактическими и лечебными целями известны с глубокой древности. Еще до новой эры в Египте, Китае, Ти- бете, Индии и других странах Востока с помощью раститель- ных, минеральных и животных препаратов проводилась тера- пия различных заболеваний. Конец XX века характеризуется бурным развитием новой, пограничной между наукой о питании и фармакологией обла- стью знаний, которую можно назвать фармаконутрициологией. Предпосылками развития этой науки являются успехи собст- венно нутрициологии, расшифровавшей роль и значение для жизнедеятельности человека отдельных пищевых веществ, включая так называемые микронутриенты. Значительный вклад в развитие этого направления внесли достижения биоор- ганической химии и биотехнологии, позволившие получать в достаточно очищенном виде биологически и фармакологиче- ски активные компоненты практически из любого биосубстрата микроорганизмов, растений, животных. Получение и использо- вание БАД имеют и экономические преимущества перед препа- ратами, полученными на основе химического синтеза. Развитию фармаконутрициологии способствует наличие психологическо- го фактора у населения — отрицания всего искусственного, син- тетического, боязнь "химии" и, наоборот, безотчетная вера в си- лу природы, в так называемые натуральные продукты и препа- раты, древние рецепты народной медицины. Биологически активные добавки представляют собой концен- траты натуральных или идентичных натуральным биологически активных веществ, которые предназначены для введения в состав пищевых продуктов или для непосредственного употребления. Исходным сырьем для БАД являются продукты растительно- го, животного или минерального происхождения. Их получают химическими или биотехнологическими способами. Биологически активные добавки к пище принято делить на 2 группы: нутрицевтики и парафармацевтики. Нутрицевтики — биологически активные добавки к пище, применяемые для коррекции химического состава пищи чело- века. К нутрицевтикам относят эссенциальные нутриенты — природные ингредиенты пищи, такие как витамины или их близ- 149
кие предшественники (например, /3-каротин и другие каротинои- ды; со-З-ПНЖК и другие полиненасыщенные жирные кислоты; не- которые минеральные вещества и микроэлементы — кальций, же- лезо, селен, цинк, йод, фтор; отдельные аминокислоты; некоторые моно- и дисахариды; пищевые волокна (целлюлоза, пектины и т. п.). Главной целью их применения является обеспечение содер- жания естественных эссенциальных (незаменимых) макро- и микронутриентов до необходимого уровня их содержания в су- точном рационе, соответствующем физиологической потребно- сти здорового человека. Функциональная роль нутрицевтиков направлена на изменение метаболизма веществ, восполнение дефицита эссенциальных пи- щевых веществ, повышение неспецифической резистентности ор- ганизма к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды, иммуномодулирующее действие, выведение ксенобиотиков. Они могут быть с успехом использованы в лечебно-профилакти- ческом питании (схема 6.1). Схема 6.1. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РОЛЬ БАД-НУТРИЦЕВТИКОВ (по В. А. Тутельяну и др., 1999) 150
Использование нутрицевтиков дает возможность в макси- мально возможной степени индивидуализировать питание кон- кретного здорового человека с учетом возраста, пола, физиче- ской и эмоциональной нагрузки, физиологического состояния (лактация, беременность) и других особенностей. Прием нут- рицевтиков позволяет достаточно легко и в короткие сроки ли- квидировать имеющийся дефицит эссенциальных пищевых ве- ществ у взрослых и детей. Применение БАД-нутрицевтиков является эффективной формой первичной и вторичной профилактики. Они могут быть использованы прй комплексном лечении таких широко распространенны^ хронических заболеваний, как сердечно-со- судистые заболевания, злокачественные новообразования, им- мунодефицитные состояния, атеросклероз, ожирение и др. В зависимости от компонентного состава и целевого назна- чения нутрицевтики могут применяться в качестве дополни- тельных источников белка и аминокислот, источников полине- насыщенных жирных кислот (ПНЖК) и фосфолипидов, вита- минов, микроэлементов. Нутрицевтики, как дополнительные источники белка и ами- нокислот, выпускаются в виде полноценных, легкоусвояемых, готовых сухих пищевых смесей, содержащих достаточно высо- кие концентрации яичных, молочных и соевых белков. Они мо- гут использоваться в качестве полноценного питания или до- полнительного лечебного питания при хронических заболева- ниях печени и сердечно-сосудистой системы. К ним относятся импортные и отечественные смеси "Complete", "Nutri-Bev", "Dietta Mini", "Фортоген-50"," Фортоген-75”, ” Нутризон" и др. Биологически активные добавки, предназначенные в качест- ве дополнительного источника полиненасыщенных жирных кислот и фосфолипидов, выпускаются в виде концентратов, та- ких как "Эйковит", "Эйконол", "Эйфитол", "Полиен", "Тонус", "Витиол" и др. Они обладают эффективностью как в профилак- тике, так и лечении нарушений липидного обмена, в частности атеросклероза. Обогащение рациона фосфолипидами в значительной степени способствует усилению активности антиоксидантных систем организма, нормализации процесса транспорта липидов в кро- вотоке. В последние годы в мире активно развивается направление по созданию комплексных систем БАД, как, например, "Нут- рипауэр", "Энрич", "Битнер", включающих многие основные ви- ды нутрицевтиков — источников белка и энергии, витаминно- минеральный комплекс, липидный комплекс, пищевые волокна. Принимаемая доза БАД должна компенсировать недос- тающую часть нутриентов до их соответствия суточной потреб- ности. 151
Схема 6.2. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РОЛЬ БАД-ПАРАФАРМАЦЕВТИКОВ (по В. А. Тутельяну и др., 1999) Парафармацевтики. Это биологически активные добавки к пи- ще, применяемые для профилактики, вспомогательной терапии и поддержки функциональной активности организма. Давая характеристику этой группе БАД, следует отметить мысль крупного ученого в области питания А. А. Покровского о том, что "Пищу следует рассматривать не только как источник энергии и пластических веществ, но и как весьма сложный фар- макологический комплекс". Сказанное в полной мере отражает предназначение веществ этой группы. Парафармацевтики являются минорными компонентами пищи: органические кислоты, биофлаваноиды, кофеин, биогенные амины, регуляторные ди- и олигопептиды, некоторые олигосахариды и многие другие продукты. В эту группу БАД следует отнести и пи- щевые добавки, уменьшающие суммарную энергетическую ценность пищевого рациона, регулирующие аппетит, исполь- зуемые для профилактики и лечения ожирения, а также эубио- тики, вещества, поддерживающие нормальный состав и функ- циональную активность микрофлоры кишечника (схема 6.2). 6.6. Особенности питания при умственном и физическом труде Одним из основных принципов рационального питания яв- ляется учет характера и интенсивности трудовой деятельности. Принятое деление трудоспособного населения в зависимости от характера трудовой деятельности на две группы — лиц ум- ственного труда и лиц, занимающихся физическим трудом — в 152
настоящее время является условным. С каждым годом сглажи- вается грань между умственным и физическим трудом. Иссле- дованиями, проводимыми в НИИ медицины труда РАМН, по- казано, что если при физической работе частота сокращений сердца может составлять 145 в минуту, то при такой умственной работе, как синхронный перевод, частота сердечных сокраще- ний достигает 160 в минуту. Для лиц умственного труда весьма характерны малая двига- тельная активность (гипокинезия) и недостаточность моторно- висцеральных рефлексов, что отрицательно влияет на состоя- ние здоровья и работоспособность, нередко способствует раз- витию мочекаменной болезни и атеросклероза. Такие заболе- вания, как гипертоническая болезнь, инфаркт миокарда, чаще всего встречаются у лйц умственного труда. Об отрицательном влиянии недостаточной мышечной активности люди догадыва- лись давно. Еще Аристотель указывал, что "ничто так не исто- щает и не разрушает человека, как продолжительное физическое бездействие". В настоящее время научно обоснована полезность физических упражнений как весьма эффективного средства реабилитации лиц с различными заболеваниями. Кроме того, установлено, что моторно-висцеральные рефлексы, нормально возникающие в результате мышечной работы, способствуют правильному течению обменных процессов, улучшают работу сердца, пищеварения, повышают активность пищеварительных соков, снижают интенсивность гнилостных процессов в кишеч- нике, улучшают его моторику. Одним из основных принципов рационального питания при ум- ственном труде является ограничение энергетической ценности питания. При этом оно должно быть сбалансированным и полно- ценным. Энергетическая ценность пищевого рациона для лиц умст- венного труда должна соответствовать 2000—2400 ккал. Опти- мальным соотношением белков, жиров, углеводов по суточной энергетической ценности считается 1:2,5:4,8. Рекомендуется содержание в суточном рационе белка — 58— 72 г, жиров — 60—81 г, углеводов — 257—358 г. Соотношение между ними (по массе) будет 1:1,1:4,9 для мужчин в группах 18—29, 30—39 лет, а для женщин — 1:1:4,7. В старшей возрас- тной группе (40—59) это соотношение должно быть несколько меньше. Количество белка животного происхождения составляет не менее 55 % всего суточного рациона. На долю сливочного мас- ла должно приходиться не более 1/4 общего количества жира. Такое же количество жиров должно быть представлено расти- тельными маслами. В пищевом рационе лиц умственного труда должно содер- жаться достаточное количество веществ, обладающих липо- тропным и противосклеротическим свойствами, а также вита- 153
минов, стимулирующих окислительно-восстановительные про- цессы (В2, Вб, С, Р, РР) и оказывающих липотропное действие (холин, инозин, витамины Е, В12, F, фолиевая кислота). Наи- более рациональным режимом питания для лиц умственного труда считается 4—5-разовый прием пищи. При этом энергетическая ценность суточного приема пищи должна распределятся так: завтрак — 25 %, обед — 35 %, полд- ник — 15 % и ужин — 25 %. В основе питания лиц, занимающихся физическим трудом, лежат общие принципы сбалансированности. Интенсивная фи- зическая работа, как правило, сопровождается высокими по- требностями в белке. Среднее количество белка в рационе оп- ределяется из расчета 2 г/кг. В условиях повышенной физиче- ской активности потребность в белке достигает 150—170 г/сут, из которых 50 % должны быть представлены белками животного происхождения. Потребность в жирах в период интенсивной физической на- грузки достигает 150 г для мужчин и 130 г для женщин. Пищевой рацион должен содержать около 610 г углеводов для мужчин и 470 г для женщин. Для предупреждения жировой дистрофии пе- чени при длительной тяжелой физической нагрузке пищевые ра- ционы должны обогащаться метионином (печеночный паштет, творог, рыба, мясо, птица). В этот период возрастает потребность в витаминах, особенно водорастворимых. В частности, потреб- ность в аскорбиновой кислоте может достигать 200 мг/сут и бо- лее. Из жирорастворимых витаминов рекомендуется в повышен- ных дозах токоферол, оказывающий стимулирующее влияние на мышечную систему, в том числе и на сердечную мышцу. Для полноценного обеспечения организма в витаминах целесооб- разно использовать соответствующие БАД, обогащенные вита- мино-минеральным комплексом. Увеличение кислородной ем- кости крови, быстрое образование миоглобина возможны при адекватном поступлении с пищевыми продуктами железа, по- требность в котором возрастает до 20 %. Кроме того, пищевой рацион должен обогащаться продуктами, содержащими магний и хлориды, в связи с возрастающими потребностями организма в этих элементах. Соотношение белков, жиров и углеводов должно быть 1:0,7:4. Рекомендуется 4-разовый прием пищи. При этом завтрак должен содержать 30—35 %, обед 35—40 %, полдник 5—10 % и ужин 25—30 % энергетической ценности рациона. 6.7. Диетическое питание Диетическое питание является одной из важнейших состав- ных частей комплексного лечения больных. Известный совет- ский диетолог М. И. Певзнер указывал, что там, где нет лечеб- ного питания, нет рационального лечения. 154
В основу диетического питания положен принцип рационально- го питания здорового человека, которое качественно и количест- венно изменяется в соответствии с заболеванием того или иного органа или системы органов. Это достигается путем исключения из диеты определенных пищевых веществ или их специальной технологической обработкой. Например, при гиперсекреции желудочного сока (язвенная болезнь, гастрит с повышенной кислотностью) из пищевого рациона исключаются вещества, оказываклцие раздражающее действие на слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта. Изменяя количество и качество химических и механических раздражителей, а также температуру пищи, можно влиять на со- коотделительную, моторную и эвакуаторную функции кишеч- ника. Назначать ту или иную диету следует с учетом действия раз- личных продуктов и блюд. Так, быстро покидают желудок мо- локо, молочные продукты, яйца всмятку, фрукты, ягоды и т. д. Медленно усваиваются тугоплавкие жиры, жареное мясо, бо- бовые, свежий хлеб и др. Выраженным сокогонным свойством обладают экстрактивные вещества, содержащиеся в мясе, рыбе, грибах (в бульоне из них), а также сыр, специи, соки, капуста, огурцы, копчености и т. д., слабым — молочные продукты, ва- реные овощи и фрукты, отварное мясо, морковь, зеленый го- рошек. Послабляющее действие оказывают чернослив, растительное масло, ксилит, сорбит, холодные овощные соки, сладкие на- питки, кефир, холодная минеральная вода, овощи, фрукты, хлеб из муки грубого помола, закрепляющее — горячие блюда, кисели, рисовая и манная каши, мучные блюда, яйца всмятку, крепкий чай, какао, кофе, шоколад и т. д. В диетическом питании большое значение имеют увеличение частоты приемов пищи до 5—6 раз в день, уменьшение проме- жутков между приемами пищи до 2—4 ч, разнообразное меню для предупреждения снижения аппетита больных и др. Важную роль играет кулинарная обработка продуктов, позволяющая значительно улучшить вкусовые качества диетических блюд, их усвояемость, максимально сохранить насыщенность пищи ви- таминами. Диетическое питание применяется как в лечебно-профилак- тических учреждениях, санаториях, домах отдыха, так и на предприятиях общественного питания. Существуют диеты, ко- торые используются в течение непродолжительного срока, при обострении той или иной болезни, а некоторые диеты соблю- даются длительно, иногда всю жизнь. Министерством здравоохранения России утверждена номер- ная система диет, которая используется как в лечебно-профи- лактических учреждениях, так и в диетических столовых. 155
6.8. Лечебно-профилактическое питание В нашей стране большое внимание уделяется созданию ус- ловий, полностью исключающих вредное влияние каких-либо производственных факторов на здоровье рабочих. С этой целью на промышленных предприятиях проводится комплекс оздоро- вительных мероприятий санитарно-технического и лечебно- профилактического характера. Наряду с оздоровлением произ- водственной среды важную роль играет повышение устойчиво- сти организма к неблагоприятному воздействию физических и химических факторов. Большое оздоровительное значение при этом имеет лечебно-профилактическое питание. В соответствии со статьей № 222 Трудового кодекса Россий- ской Федерации № 197-ФЗ (2001) на работах с вредными усло- виями труда работникам выдаются бесплатно по установленным нормам молоко или другие равноценные пищевые продукты. Если работа связана с особо вредными условиями труда, то таким работникам предоставляется бесплатно по установлен- ным нормам лечебно-профилактическое питание. Обычно выделяют три вида лечебно-профилактического пи- тания: рационы, витаминные препараты и молоко. Все они должны содействовать повышению общей резистентности ор- ганизма, уменьшению всасываемости токсических веществ и их быстрейшему выведению из организма, покрывать дефицит биологически активных веществ. В лечебно-профилактическом питании предусмотрено пять рационов, в которых ограничивается количество хлорида на- трия (поваренной соли), соленых и жирных продуктов и жиров. Рацион № 1 предназначен для лиц, работающих с радиоак- тивными и ионизирующими излучениями. В рационе широко используются молочные продукты, печень, свежая рыба, рас- тительное масло — продукты, богатые метионином и лецити- ном, ненасыщенными жирными кислотами, нормализующие жировой обмен и повышающие антитоксическую функцию пе- чени. В рацион входят также в большом количестве овощи, фрукты, ягоды, которые содержат пектиновые вещества, спо- собствующие выделению из организма радиоактивных веществ и соединений тяжелых металлов. Дополнительно выдается ви- тамин С (150 мг). Рекомендуется большое количество жидко- сти. Исключаются соленые и жирные продукты. Режим пита- ния трехразовый. Рацион № 2 предназначен для работающих с крепкой азот- ной и серной кислотами, соединениями хлора, цианистыми со- единениями, фтором и др. Работающим с соединениями фтора выдаются витамин А (2 мг) и витамин С (150 мг), со щелочны- ми металлами, хлором и его соединениями, хромом, цианисты- ми соединениями — витамин А (2 мг) и витамин С (100 мг). В рацион вводятся продукты, богатые животным белком (мясо, 156
рыба, молочные изделия, яйца), щелочной ориентации мине- ральными веществами — кальцием, калием, магнием (молоч- ные продукты, овощи, картофель, гречневая и овсяная крупы). Исключаются соленые продукты и копчености. Режим питания трехразовый. Рацион № 3 предназначен для работающих с азотнокислым свинцом, лаками, красками, свинцом и оловом. Чередуется по- недельно с рационом № 2. В рацион включаются продукты, бо- гатые кислыми минеральными веществами (мясо, рыба, крупы, хлеб, макаронные изделия), что способствует выведению из ор- ганизма свинца. Исключаются из рациона молоко и молочно- кислые продукты, картофель, овощи, фрукты, ягоды. Дополни- тельно выдается 150 мг витамина С. Рацион № 4 назначают лицам, работающим с фосфорными соединениями, анилином, бензолом, теллуром и др. Рацион включает молоко и молочные продукты, растительные масла, а также продукты, обладающие липотропными свойствами. Ре- комендуется много жидкости. Исключаются жиры животного происхождения, жареные блюда, мясные, рыбные и грибные бульоны, содержащие пуриновые вещества, оказывающие не- благоприятное влияние на функцию печени. Дополнительно выдается витамин С (150 мг), а для работающих с соединения- ми мышьяка, фосфора и теллуром — и витамин В] (4 мг). Ре- жим питания трехразовый. Рацион № 5. Действие данного рациона направлено прежде всего на защиту нервной системы и печени. Предназначен для работающих с сероуглеродом, хлоридом бария, двуокисью мар- ганца, тиофосом, соединениями ртути и др. Рекомендуется ис- пользовать молочные и молочнокислые продукты, яйца, печень, рыбу, мясо, овощи и растительное масло. Исключаются соленые продукты, копчености. Дополнительно выдается 150 мг витами- на С и 4 мг витамина Вр Режим питания трехразовый. Работникам, труд которых связан с воздействием высокой температуры окружающей среды и интенсивным теплооблуче- нием, а также лицам, подвергающимся воздействию пыли, со- держащей никотин, предусматривается бесплатная выдача ви- таминов. В лечебно-профилактическом питании находит широкое применение молоко, а также некоторые равноценные продук- ты. Молоко повышает общие функциональные способности организма. Оно рекомендуется лицам, труд которых связан с воздействием химических веществ, ионизирующего излучения. Продукты лечебно-профилактического питания следует выда- вать до начала работы.
Глава 7 ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОТОПЛЕНИЯ, ВЕНТИЛЯЦИИ И ОСВЕЩЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ Значительную часть своей жизни человек проводит в закры- тых помещениях, где он надежно защищен от непогоды и обес- печен необходимыми удобствами и комфортом. Физические свойства воздуха помещений — температура, влажность, чисто- та — влияют на самочувствие человека и его работоспособ- ность. Неправильная эксплуатация помещений, их неблагоус- троенность, наличие в них сырости и низкой температуры спо- собствуют распространению инфекций дыхательных путей, желудочно-кишечных заболеваний и др. Условия воздушной среды, при которых отсутствуют неприят- ные ощущения и напряженность системы терморегуляции, назы- ваются комфортными (оптимальными). Зона метеорологических условий, в которых сохраняется тепловое равновесие в организ- ме человека и отсутствует напряжение системы терморегуляции, называется зоной комфорта. Условия, при которых нарушается тепловое состояние организма, называются дискомфортными. Температура в помещении зависит от температуры воздуха в нем (tg) и от температуры его внутренних поверхностей, или ра- диационной температуры (tg). Температурная обстановка в помещениях определяется двумя условиями комфортности. Первое условие заключается в том, что человек, находясь в середине помещения при данных tg и tg, отдает всю явную теплоту, не испытывая перегрева или пере- охлаждения. Явным, или сухим, теплом является тепло, пере- даваемое конвекцией и лучеиспусканием. Второе условие ком- фортности определяет допустимые температуры поверхностей при нахождении человека вблизи них. Физико-химический состав воздушной среды помещений за- висит как от внешних атмосферных условий, так и от процессов, протекающих внутри помещений, особенно связанных с выделе- нием в них тепла, влаги, пыли, а также различных паров и газов. При этом состояние и состав воздушной среды при определенных внешних и внутренних условиях могут оказаться неблагоприят- ными как для человека, так и для технологических процессов. Для обеспечения необходимых свойств воздуха, отвечающих гигиеническим требованиям, общественные и производствен- ные помещения оборудуют системами отопления, вентиляции, кондиционирования и очистки воздуха. Это позволяет решить две основные задачи: санитарно-гигиеническую, обеспечиваю- щую нормальное самочувствие человека, и технологическую, определяющую сохранность машин и аппаратов, сырья, лекар- ственных средств и др. 158
7.1. Отопление и гигиенические требования к нему Отопительные системы и установки направлены на создание искусственного климата в помещениях и служат для поддержа- ния в холодный период года оптимальной температуры воздуха. При этом одойление должно быть регулируемым, не загрязняю- щим помещения газами, пылью и продуктами ее разложения на нагретых поверхностях. При определении оптимальных метео- рологических условий в помещении учитываются способность человеческого организма к акклиматизации в разное время го- да, интенсивность производимой работы и характер тепловы- делений в рабочем помещении. Системы отопления представляют собой комплекс оборудо- вания, необходимого для обогрева помещений, основными эле- ментами которого являются источники тепла, теплопроводы, нагревательные приборы. Передача тепла осуществляется с по- мощью теплоносителей — нагретой воды, пара или воздуха. Различают местные и центральные системы отопления. К ме- стным относятся системы, в которых все элементы отопления объединены в одном устройстве и оно предназначено для обог- рева одного помещения. К местным системам относятся печ- ное, газовое (при сжигании топлива в местном теплообменни- ке) и электрическое отопление. Особенностью местного ото- пления является то, что топливник, выделяющий тепло при сжигании топлива, и внутренние дымообороты, по которым проходят горячий воздух и дым, находятся в отапливаемом по- мещении. Нагретые стенки печи отдают тепло воздуху помеще- ния, а охлажденные дымовые газы отводятся через дымовую трубу в атмосферу. В современных усовершенствованных сис- темах местного отопления достигнут высокий коэффициент полезного действия (КПД) — отношение количества тепла, вы- деляемого массивом печи, к теплотворной способности сжигае- мого топлива, которое не ниже, чем в системах центрального отопления. Однако применение местных систем отопления связано с рядом недостатков в гигиеническом отношении: за- грязнение помещений топливом, золой, наличие высокой тем- пературы на отдельных участках наружной поверхности отопи- тельного устройства и др. К местным системам отопления предъявляются следующие са- нитарные требования: — местные источники отопления должны быть равномерно прогретыми по всей теплоизлучающей поверхности и обес- печивать незначительные колебания температуры, как по высоте, так и по всей площади отапливаемого помещения; — средняя температура поверхностей печи не должна быть выше допустимой, т. е. 90 °C, и по возможности равномер- ной по всей поверхности печи; 159
— отделка наружных поверхностей отопительного устройст- ва не должна способствовать скоплению на ней пыли. Центральные системы отопления обогревают ряд помещений из одного источника (котельная, ТЭЦ), в котором вырабатыва- ется тепло, передаваемое теплоносителем к нагревательным приборам. В зависимости от вида теплоносителя различают следующие системы отопления: водяное, паровое и воздушное. В системах водяного и парового отопления теплоносителем являются пар и вода, которые в нагретом состоянии подаются по трубопро- водам к нагревательным приборам. В воздушных системах воздух, нагретый в первичных тепло- носителях, поступает непосредственно в помещение из распре- делительных каналов или от отопительных агрегатов, располо- женных в самом отапливаемом помещении. Водяное отопление получило в настоящее время широкое распространение благодаря своим преимуществам перед други- ми системами. Опыт эксплуатации таких систем показал их вы- сокие гигиенические и эксплуатационные свойства. Система водяного отопления обладает наибольшей надежностью, бес- шумна, проста и удобна в эксплуатации. Панельно-лучистое отопление представляет собой отопление плоскими нагретыми поверхностями — панелями, устанавли- ваемыми в помещении. Отопительная панель выполняется в ви- де бетонной плиты, в которую заложены трубы для прохода те- плоносителя, в качестве которого чаще всего используют горя- чую воду. Отопительными панелями могут быть также элементы ограждения помещений, стены, потолки и полы. Панельно-лу- чистое отопление имеет ряд преимуществ по сравнению с дру- гими системами, поскольку комфортные условия достигаются при более низкой температуре воздуха в помещении. Достоинствами воздушного отопления являются высокая рав- номерность распределения температур в помещении, возмож- ность создания благоприятной подвижности воздуха, а также подачи очищенного и увлажненного воздуха. Кроме того, воз- душное отопление можно совместить с системами вентиляции и кондиционирования воздуха. К недостаткам данной системы от- носятся значительные размеры воздуховодов, относительно большие потери тепла при передаче на большие расстояния. По санитарно-гигиеническим требованиям температура по- верхности нагревательных приборов не должна быть более 90 °C. Превышение этой температуры приводит к интенсивной возгонке органической пыли, оседающей на приборах. Кроме этого, нагревательные приборы должны иметь гладкую поверх- ность и удобную форму для их очистки. По характеру поверхности нагревательные приборы могут быть с гладкой и ребристой поверхностью. По конструктивному 160
признаку, определяющему способ передачи тепла, различают радиаторы, конвекторы, панели, приборы из гладких и ребри- стых труб (регистры и змеевики), калориферы. 7.2. Вентиляция и ее гигиеническое значение Вентиляция в помещениях является исключительно важным и эффективным средством охраны здоровья и профилактики заболеваний. Установлено, что воздух помещений постоянно загрязняется выдыхаемым человеком диоксидом углерода, продуктами раз- ложения пота, сальных желез, органических веществ, содержа- щихся в одежде и обуви, а также химических веществ, выде- ляющихся из полимерных материалов. Наряду с этим в произ- водственных помещениях многие технологические процессы сопровождаются выделением тепла, влаги, вредных веществ в виде паров, газов и пыли. Для поддержания заданных параметров воздушной среды в помещении необходимы подача свежего и удаление загрязнен- ного воздуха. Решение этой задачи осуществляется различными системами вентиляции, при проектировании которой учитыва- ются количества выделяющихся вредностей. По способу перемещения воздуха различают системы естест- венной и механической вентиляции. При естественной вентиля- ции воздух перемещается под действием гравитационного давле- ния, возникающего за счет разности плотностей холодного и на- гретого воздуха и под действием ветрового давления. Поскольку ветровой напор обычно невелик, его использование возможно при организации естественного воздухообмена в помещениях с небольшим объемом. Поступление и удаление воздуха чаще всего осуществляется через проемы в ограждающих конструк- циях здания. Такая система организованного естественного воздухообмена называется аэрацией. При механической вентиляции воздух перемещается под действием вентилятора. Возможно устройство и смешанной системы при одновременном действии механической и естест- венной вентиляции. По способу подачи и удаления воздуха системы делятся на приточные, вытяжные, приточно-вытяжные и системы с ре- циркуляцией. Кроме того, различают общеобменные, смешан- ные системы и системы аварийной вентиляции. Приточная система вентиляции применяется обычно в по- мещениях, куда нежелательно попадание загрязненного возду- ха из соседних помещений или холодного воздуха извне (например, асептический блок аптек). При этом создается из- быточное давление, благодаря которому воздух из соседних помещений не может поступать в данное помещение, а из него 161
Рис. 7.1. Вытяжные зонты. а — открытый; б — полузакрытый; в — косой. воздух уходит наружу и в смежные помещения через окна и двери. Вытяжная вентиляция предназначена для удаления воздуха из помещения. Эту систему целесообразно применять в тех слу- чаях, когда необходимо предупредить распространение вред- ных выделений из одного помещения в соседние, например из моечной аптек, комнаты химика-аналитика. Системы местной вытяжной (локализованной) вентиляции применяются для предотвращения распространения по всему помещению вредных выделений, образующихся при ряде опе- раций (взвешивание, дозирование, загрузка, выгрузка и др.). Местная система вытяжной вентиляции устраивается в виде зонтов, шкафов, укрытий над оборудованием, от которого осу- ществляется удаление воздуха (рис. 7.1). К системе местной вентиляции также относятся воздушное душирование, воздуш- ные завесы. Общеобменная вентиляция. Предназначена для создания оп- тимальных и допустимых метеорологических условий во всем помещении. Обычно применяется в том случае, когда вредные выделения поступают непосредственно в воздух и когда рабо- чие места располагаются по всему помещению. Подающийся воздух должен распределяться равномерно по всему объему по- мещения. Расчет величины подаваемого и удаляемого воздуха проводится исходя из количества вредных выделений, подле- жащих разбавлению до допустимых уровней. При расчетах воздухообмена помещений определяется рас- ход приточного воздуха, необходимого для поглощения избы- точного тепла, влаги, вредных веществ. Так, расчет воздухооб- мена при борьбе с вредными парами и газами определяется по балансу вредных выделений помещений по формуле: 162
a = \|/ GBB СПДК'СП ’ где a — количество воздуха, необходимого для подачи в поме- щение, м3/с; v — коэффициент неравномерности распределе- ния вредного вещества по помещению (обычно колеблется от 1,2+2,0); Gb в — масса вредного вещества, выделяющегося в помещение, мг/с; Сп — концентрация вредного вещества в приточном воздухе, мг/м3; Сццк — предельно допустимая кон- центрация вещества, мг/м3. Если в помещении выделяется не одно, а несколько различ- ных вредных ингредиентов (пары, газы), расчет производитель- ности общеобменной вентиляции имеет свои особенности. Так, при одновременном выделении в рабочую зону химических ве- ществ, не обладающих однонаправленным характером токси- ческого действия, производится расчет объема общеобменной вентиляции отдельно для разбавления каждого компонента до ПДК. При однонаправленном действии химических веществ, одновременно выделяющихся в рабочую зону, расчетный воз- духообмен находят суммированием объемов, полученных из расчета по каждому веществу. При этом допустимыми для про- ектирования считают такие концентрации (С), которые удов- летворяют условию: С1 х С2 х Сп ——— "Г ———. -f- - СПДК| спдк2 СПДКп где Cj, С2, Сп — фактическая концентрация веществ в воздухе помещений, мг/м3; C^Kj > ^пдк2 > ^пдкп — предельно до- пустимые концентрации вредных веществ в наружном воздухе, мг/м3. Расчет воздухообмена при борьбе с пылевыделением (м3/с) производится по формуле: Gn a = pc-----С“’ спдк-сп где р — коэффициент, учитывающий неравномерность распре- деления пыли по помещению; Gn — масса пыли, выделяемой в помещение, мг/с; Спик — допустимая концентрация пыли в рабочей зоне мг/м3; Сп — концентрация пыли в приточном воздухе, мг/м . Расчет количества воздуха в отдельных случаях (указанных в нормативных документах) можно производить по нормативной кратности воздухообмена. Кратность воздухообмена — величина, показывающая, сколько раз в течение часа воздух помещения 163
замещается наружным воздухом. Воздухообмен определяется по формуле: а=(п • V)/3600, где п — нормативная кратность возду- хообмена (значения даны в соответствующих СНиП), м3/ч; V — объем помещения, м. Организация системы вентиляции зависит от характера рас- пределения оборудования с вредными выделениями и архитек- турно-планировочных решений помещения. Если приточный воздух будет разбавлять вредные выделения не полностью, они будут накапливаться и превысят допустимые концентрации. При общеобменной вентиляции важно, чтобы весь поступающий воздух участвовал в разбавлении вредных выделений. Правильное расположение приточных и вытяжных отверстий позволяет равномерно распределять воздух по поме- щению и предупреждает образование невентилируемых застой- ных зон. При организации воздухообмена в помещении с помощью общеобменной вентиляции используют одну из четырех основ- ных схем: сверху вниз (а), сверху вверх (б), снизу вверх (в) и снизу вниз (г) (рис. 7.2). Помимо искусственной вентиляции, используют аэрацию, в результате которой можно достигнуть параметров воздуха в помещениях, отвечающих санитарно-гигиеническим требова- ниям. Наружный воздух при аэрации поступает в помещение через открытые оконные проемы и фрамуги. Загрязненный воздух, уно- сящий с собой тепло, влагу, вредные вещества, удаляется из цеха через верхние проемы или специальные устройства (рис. 7.3). Местная вытяжная вентиляция. Оборудование местной меха- нической вытяжной вентиляции необходимо для того, чтобы улавливать и удалять вредные выделения в месте их образова- ния, не допуская распространения по помещению. Местная вытяжная вентиляция является наиболее эффективным спосо- Рис. 7.2. Подача воздуха в помещения и его удаление (объяснение в тексте). 164
Рис. 7.3. Направление усилий, вызывающих перемещение воздуха при естественной вентиляции. а — при воздействии ветрового потока; б — при наличии источников тепла; в — при воздействии ветрового потока и источников тепла; г — при воздействии вет- рового потока и источников тепла: устранение их противоположного действия за- крытием отдельных проемов; 1—4 — проемы для поступления и удаления воздуха. бом борьбы с избыточными тепло- и влаговыделениями, газа- ми, парами, пылью. Поскольку концентрация вредных выделе- ний в месте образования более высокая, расход воздуха для их удаления будет значительно меньше, чем при общеобменной вентиляции. Местные отсосы должны отвечать следующим требованиям: высокая герметичность, удобство обслуживания, стойкость к агрессивным средам, малые расходы воздуха, высокая эффек- тивность улавливания вредных веществ. Конструкции местных отсосов могут быть полностью закры- тыми, полуоткрытыми или открытыми. Наиболее эффективны закрытые отсосы. К ним относятся кожухи, камеры, герметично или плотно укрывающие технологическое оборудование или уча- сток выполняемой работы. В ряде случаев герметизацию укры- тий невозможно осуществить по технологическим причинам. В этих случаях применяют отсосы с частичным укрытием и открытые: вытяжные зонты, вытяжные панели и другие уст- ройства. Вытяжные зонты применяются для улавливания вредных вы- делений, поднимающихся вверх. Зонты устанавливаются над сосредоточенными источниками тепло- и влаговыделений и над другими источниками нетоксичных вредностей, выделяю- щихся вместе с теплом (см. рис. 7.3). Отсасывающие панели 165
a Рис. 7.4. Вытяжные шкафы, а — верхний отсос; б — нижний отсос; в — комбинированный отсос. применяются для удаления вредных выделений в том случае, когда зона вредных выделений относительно велика и более полное укрытие организовать невозможно. Бортовые отсосы устанавливаются по периметру открытых ванн, содержащих технические растворы, с поверхности кото- рых выделяются вредные пары и газы. Принцип работы их со- стоит в том, что аспирируемый воздух захватывает вредные па- ры, газы и уносит их в вытяжной воздуховод. Вытяжные шкафы — наиболее эффективное устройство по сравнению с другими отсосами, так как почти полностью ук- рывают источник вредных выделений. Незакрытыми остаются только рабочие проемы, через которые воздух из помещения поступает в шкаф. Форму проема выбирают в зависимости от характера технологических операций. Различают три типа вы- тяжных шкафов: с открытым верхним, нижним и комбиниро- ванным отсосом (рис. 7.4). Количество воздуха, удаляемого из шкафа при отсутствии в нем источника тепла (в кубических метрах в 1 с), вычисляют по формуле: а = VF, где V — скорость всасывания в сечении открытого проема, м/с; F — площадь проема, м2. Кондиционирование воздуха. Под кондиционированием воз- духа понимают создание и автоматическое поддержание в за- крытых помещениях постоянства таких показателей воздушной среды, как температура, влажность, давление, газовый и ион- ный состав, наличие запахов и скорость движения воздуха. Устройство, осуществляющее требуемую обработку воздуха (очистку, подогрев или охлаждение и др.), называется установ- кой кондиционирования, или кондиционером. С помощью кондиционеров в помещениях обеспечивается необходимый микроклимат для создания условий комфорта и нормального протекания технологических процессов. 166
7.3. Естественное и искусственное освещение и гигиенические требования к нему Свет — один из важнейших факторов внешней среды, ока- зывающий разностороннее биологическое действие на организм и играющий важную роль в сохранении здоровья и высокой ра- ботоспособности. Обычно к видимой части солнечного спектра относят излучение с длиной волны 400—760 нм. Основными по- нятиями для характеристики света являются световой поток, ос- вещенность, сила света и яркость. Световой поток — лучистая энергия, вызывающая световое ощущение. Единицей измерения его является люмен (лм) — световой поток от эталонного точечного источника в 1 международную свечу, помещенного в вершине те- лесного угла в 1 стерадиан (рис. 7.5). Под освещенностью понима- ют плотность светового потока на освещаемой поверхности. Единица освещенности — люкс (лк) равна освещенности поверх- ности в 1 м2, на которую падает и равномерно распределяется световой поток в 1 люмен (лм), получаемый с площади 0,5305 см2 расплавленной платины в момент ее затвердения. Про- странственную плотность данного светового потока в определен- ном направлении называют силой света, единицей которой служит кандела (кд). Кроме того, для характеристики светового потока введено такое понятие, как яркость (кд/м2) — величина светового потока, исходящего от освещаемой или светящейся поверхности в сторону глаза. Определенные уровни яркости освещаемых пред- метов необходимы для зрительного восприятия. Чрезмерная яр- кость — так называя блескость — оказывает отрицательное влия- ние на орган зрения, вызывая затрудненное видение. Это явля- ется причиной утомления глаза и снижения работоспособности. Рациональное освещение жилища, общественных и производст- венных помещений способствует нормальному функционирова- нию органа зрения, повышает жизненный тонус, увеличивает работоспособность, способствует лучшему санитарному со- стоянию помещений. Рис. 7.5. Единицы освещенности. Освещенность, 1 лк 1 лм 167
Освещенность рабочей поверхности, лк Рис. 7.6. Рост произ- водительности труда при увеличении осве- щенности. Чем лучше освещенность, тем выше зрительная работоспособ- ность и меньше зрительное утомление. Улучшение световых усло- вий отражается на количественной и качественной стороне тру- да — выработке продукции в единицу времени (рис. 7.6), количе- стве ошибок, брака. Рациональное освещение играет важную роль в профилактике производственного травматизма. При плохом освещении работа становится более опасной, поскольку установлено, что ответная реакция организма на возможную опасность находится в прямой зависимости от того, насколько быстро и легко человек может ее заметить. По данным амери- канских авторов, около 20 % несчастных случаев в промышлен- ности и на транспорте обусловлена плохим освещением, при- чем это обходится стране ежегодно в 2 млрд долларов. Недостаточная освещенность отрицательно сказывается на разнообразных физиологических и биохимических процессах в ор- ганизме, приводит к снижению обмена. Многие зрительные функ- ции: острота зрения (способность глаза различать мелкие дета- ли), быстрота различения (наименьшее время, необходимое для возникновения зрительного впечатления о предмете), устойчи- вость ясного видения (время ясного видения предмета), контра- стная чувствительность (способность глаза к восприятию разни- цы двух смежных яркостей) и др. находятся в прямой зависимости от освещенности. Так, при зрительной работе в течение 3 ч и освещенности рабочего места 30—50 лк устойчивость ясного видения снижается на 37 %, а при освещенности 100—200 лк — только на 10—15 %. Уровень освещенности рабочих мест должен устанавливаться с учетом нормального функционирования зрительного анали- затора и психофизиологических особенностей восприятия све- 168
та. По спектральному составу искусственное освещение должно максимально приближаться к солнечному свету, а уровень ос- вещенности рабочих мест — соответствовать гигиеническим нормам. При этом необходимо учитывать точность работы (раз- мер объекта), характер фона, величину контраста (между фо- ном и объектом), продолжительность работы. В помещении необходимо поддерживать равномерную и устой- чивую освещенность с целью предотвращения частой переадап- тации и развития зрительного утомления. Освещаемые поверхно- сти в пределах рабочей зоны не должны создавать блескости. Освещение помещений может осуществляться за счет как ес- тественного, так и искусственного света. Естественное освещение. Естественное освещение помеще- ний обеспечивается солнечными лучами и рассеянным светом небосвода. При этом уровень освещенности в помещении во многом зависит от ориентации световых проемов по сторонам света. Ориентация окон на южную сторону обеспечивает более высокие уровни освещенности и длительную инсоляцию по сравнению с северным направлением. В средних широтах для жилых и основных производственных помещений аптек наилучшей является ориентация на юго-вос- ток и юг. На север ориентируются помещения, в которых не требуется высокая инсоляция или необходимо предупредить действие прямых солнечных лучей. Так можно ориентировать вспомогательные помещения аптек, операционные больниц, кухни жилых зданий и т. д. Западная ориентация обусловлива- ет перегрев помещений летом и недостаток солнечной инсоля- ции зимой. На уровень освещенности влияют затемнение окон близлежа- щими зданиями, зелеными насаждениями, строительно-архитек- турные факторы (конструкции светопроемов), темная окраска со- седних зданий, стен внутри помещения и др. Большие потери света могут быть обусловлены загрязненностью стекол, формой и раз- мерами переплетов рам. Поэтому с гигиенической точки зрения оконные переплеты целесообразно устраивать прямоугольной формы, чтобы верхний край их был на уровне 15—20 см от по- толка. Это способствует большему проникновению света в по- мещение. Светлая окраска стен, потолка, мебели также увели- чивает освещенность на 20—25 % за счет отраженного света. Для гигиенической оценки уровня естественной освещенно- сти в помещении обычно используют такие показатели, как ко- эффициент естественной освещенности (КЕО), угол отверстия, угол падения, световой коэффициент (СК) (табл. 7.1). Коэффициент естественного освещения — отношение освещен- ности данной точки горизонтальной поверхности внутри поме- щения (Е) к одновременной горизонтальной освещенности под открытым небом при освещении ее рассеянным светом небосво- да (Eq), выраженное в процентах: 169
KEO = £ • 100%. Eo Для больничных палат КЕО должен быть не менее 1 %, для школьных классов — не менее 1,5 %, для операционных блоков больниц и ассистентских аптек — не менее 2,5 %. Таблица 7.1. Показатели естественной освещенности жилых и общест- венных помещений Показатель Нормативы Коэффициент естественной освещенности Световой коэффициент Угол падения световых лучей Угол отверстия Не менее 0,5—0,75 % " " Уб-Vs .. „ 27" " " 5° Гигиенические нормы (СНиП 23-05—95) устанавливают тре- буемую величину КЕО для производственных помещений в за- висимости от точности работ и вида освещения (табл. 7.2). В основу установления характера работ по степени точности положен линейный размер объекта различения (например, де- ления шкалы весов, величина частиц в растворах и др.). Достаточно объективно характеризует уровень естественного освещения такой показатель, как угол отверстия. Он определяет величину участка небосвода, непосредственно освещающего исследуемое место. Величина угла отверстия определяется пе- ресечением линии, проведенной из точки наблюдения к верх- нему краю окна, с линией, проведенной из этой точки к самой высокой части противостоящего здания (дерева). Освещен- ность увеличивается с возрастанием величины угла. Ориентировочное представление о состоянии естественной освещенности дают такие показатели, как световой коэффици- ент и угол падения. Первый характеризуется отношением пло- щади остекления окна к площади пола, второй определяется уг- лом, образованным горизонтальной поверхностью стола и ли- нией, проведенной с места наблюдения этой поверхности к верхнему краю окна. Чем больше величина светового коэффи- циента и угол падения, тем лучше освещение. На эту зависи- мость оказывают влияние световой климат местности, глубина комнаты, величина видимой через окна части небосвода, рас- положение и ориентация окон. Искусственное освещение. Большое значение в жизни чело- века имеет искусственное освещение. Его роль особенно воз- растает в связи с производственной деятельностью в вечернее время, а также с культурным отдыхом. Системы искусственного освещения по устройству могут быть разделены на общую, комбинированную и местную. Система об- 170
щего освещения обеспечивается светильниками различного типа, равномерно распределенными по помещению, чтобы создать дос- таточную освещенность в производственной зоне и в проходах. Для обеспечения более высоких уровней освещенности на рабочих местах, где выполняется требующая большого зритель- ного напряжения работа, устанавливаются светильники мест- ного освещения. Комбинированное освещение представляет собой сочетание общего и местного освещения. Оборудование только местного освещения не допускается. Система комбини- рованного освещения более экономична и широко использует- ся в помещениях различного назначения. Существует несколько типов светильников. Арматура све- тильников прямого света за счет внутренней отражающей эма- левой или полированной поверхности позволяет направлять около 90 % света лампы на освещаемое место. Светильники от- раженного света, наоборот, большую часть светового потока направляют вверх. В результате происходит равномерное рас- пределение его по помещению и освещение мягким рассеян- ным светом. Данная арматура позволяет создавать освещение в помещении, наиболее отвечающее гигиеническим требовани- ям. Однако она малоэкономична, так как теряется свыше 50 % света. В связи с этим наиболее широкое применение в жилых помещениях, школах, больницах, аптеках находят более эконо- мичные арматуры полуотраженного и рассеянного света (рис. 7.7, а—е), которые не дают резких теней и не обладают слепя- щим свойством. Для оценки равномерности освещения поверхности рабочего места используют коэффициент неравномерности, составляю- щий отношение наименьшей освещенности к наибольшей в од- ной плоскости. Коэффициент неравномерности должен быть не менее 1:3 в плоскости на протяжении 5 м и не менее 1:2 в плоскости 0,75 м. Равномерность освещения, отсутствие теней и блескости соз- дают оптимальные условия для работы органа зрения. Наличие неравномерной освещенности требует длительного (40 мин) приспособления к меньшей яркости, чем к большей (10 мин). Отмечено, что рассматривание мелких деталей при недостаточ- ном освещении приводит к перенапряжению зрительного ана- лизатора. Это обусловливает утомление светочувствительных элементов глаза, следствием чего является значительное сниже- ние зрительной работоспособности и производительности тру- да. Длительная работа в условиях нерационального освещения может привести к развитию профессиональной близорукости. Для предохранения глаз от блескости светящейся поверхности лампы (при местной системе освещения) большое значение имеет защитный угол (а) осветительной арматуры. Он образуется го- ризонтальной линией, проходящей через нить накала лампы, и ли- нией, идущей от нити накаливания к нижнему краю арматуры 171
Таблица?.2. Требования к освещению помещений жилых, обществен Характеристика зрительной работы Наименьший или экви- валентный размер объ- екта различения, мм Разряд зритель- ной работы Подразряд зрительной работы Различение объектов при фик- сированной и нефиксирован- ной линии зрения: От 0,15 до 0,30 очень высокой точности А 1 2 высокой точности От 0,30 до 0,50 Б 1 2 средней точности Обзор окружающего простран- ства при очень кратковремен- ном, эпизодическом различе- нии объектов: Более 0,5 Независимо от раз- мера объекта разли- чения В 1 2 при высокой насыщенности помещений светом Г — при нормальной насыщенно- сти помещений светом д — при низкой насыщенности по- мещений светом Е — Общая ориентировка в про- странстве интерьера: при большом скоплении людей при малом скоплении людей Независимо от раз- мера объекта разли- чения Ж 1 2 Общая ориентировка в зонах передвижения: при большом скоплении людей при малом скоплении людей То же 3 1 2 * Дополнительно регламентируются в случаях специальных архитектурно-ху- дожественных требований. * * Нормируемое значение показателя дискомфорта в помещениях при на- правлении линии зрения преимущественно вверх под углом 45” и более к гори- зонту и в помещениях с повышенными требованиями к качеству освещения (спальные комнаты в детских садах, яслях, санаториях, дисплейные классы в школах, средних специальных учебных заведениях и т. п.). * ** Нормируемое значение коэффициента Кп пульсации для детских, лечеб- ных помещений с повышенными требованиями к качеству освещения. 172
пых и административно-бытовых зданий (извлечение из СНиП 23-05-95) Относительная продолжитель- ность зритель- ной работы при направлении зрения на рабо- чую поверх- ность, % Искусственное освещение Естественное освещение освещенность на рабочей по- верхности от системы обще- го освещения, лк цилинд- рическая освещен- ность, лк показа- тель диском- форта, М коэффици- ент пульса- ции осве- щенности, кп,% КЕО, еи, %, при верхнем или верх- нем и бо- ковом боковом Не менее 70 500 150* 40 10 4,0 1,5 15** Менее 70 400 100* 40 10 3,5 1,2 15** Не менее 70 300 100* 40 15 3,0 1,0 15** Менее 70 200 75* 60 20 2,5 0,7 25** 15** Не менее 70 150 50* 60 20 2,0 0,5 25** 15** Менее 70 100 Не регла- 60 20 2,0 0,5 ментиру- 25** 15*** ется Независимо Не регла- от продолжи- ментиру- тельности ется зрительной работы 300 100 60 3,0 1,0 200 75 90 2,5 0,7 150 50 90 2,0 0,5 Независимо Не per- Не Не регла- Не per- Не рег- от продолжи- ламенти- регла- ментиру- ламен- ламен- тельности руется менти- ется тируется тирует- зрительной руется ся работы 75 50 То же То же То же То же То же То же 30 20 Примечания. 1. Освещенность следует принимать с учетом пп. 7.22 и 7.23 настоящих норм. 2. Наименьшие размеры объекта различения и соответствующие им разряды зрительной работы устанавливаются при расположении объектов различения на расстоянии не более 0,5 м от работающего при среднем контрасте объекта раз- личения с фоном и светлым фоном. При уменьшении (увеличении) контраста допускается увеличение (уменьшение) освещенности на 1 ступень по шкале ос- вещенности в соответствии,с п. 4.1 настоящих норм. 173
Рис. 7.7. Осветительная арматура, а — для ламп накаливания: I — "Уни- версаль": 1 — без затенителя, 2 — с за- тенителем, II — "Глубокоизлучатель". светильника (рис. 7.8). В его пределах источник света полно- стью закрыт от глаза работающего. Для предохранения глаз от блескости люминесцентных ламп, помимо обеспечения защит- ного угла, используются экранирующие решетки и различные рассеиватели. Для местного освещения должны применяться светильники прямого света, имеющие арматуру с защитным углом не менее 30°. Этому требованию соответствуют светильники типа "Альфа" и "Бета". При устройстве комбинированного освещения с целью создания наиболее благоприятных условий для работы необхо- димо, чтобы светильники общего освещения обеспечивали на уровне 1 м от пола не менее 10 % освещенности рабочей по- верхности. Она должна быть не менее 150 лк в случае приме- нения люминесцентных ламп и 50 лк при использовании ламп накаливания. В зависимости от размера объекта различения, контраста его с фоном, характеристики фона (светлый, сред- 174
Рис. 7.7. Продолжение. б — для люминесцентных ламп: 1 — типа ОД; 2 — типа ОДО; 3 — типа ПВЛ. 175
Рис. 7.8. Защитный угол освети- тельной арматуры. а — светильник с лампой накаливания; б — светильник с люминесцентными лампами. ний, темный), характера выполняемой работы санитарными правилами установлены различные нормы освещенности. Так, для зрительной работы наивысшей точности (объект различе- ния меньше 0,15 мм), при малом контрасте и темном фоне уро- вень освещенности рабочей поверхности при комбинирован- ном освещении должен быть не менее 5000 лк, при системе об- щего освещения — 1500 лк, при работе средней точности (объект различения 0,5—1 мм) — 750 и 300 лк, малой точности (объект 1—5 мм) — 300 и 200 лк. Освещенность на рабочих местах определяется с помощью люксметра и расчетным методом.
Глава 8 ОСНОВЫ ГИГИЕНЫ ТРУДА И ПРОМЫШЛЕННОЙ ТОКСИКОЛОГИИ Гигиена труда — отрасль гигиенической науки, изучающая воз- действие трудового процесса и условий производственной среды на организм и разрабатывающая гигиенические и лечебно-про- филактические мероприятия, обеспечивающие сохранение здо- ровья трудящихся и высокую работоспособность. По определению К. Маркса, труд — "вечное естественное усло- вие человеческой жизни". Как отмечал В. И. Ленин, "труд необ- ходимо рассматривать как потребность здорового организма"* 2. Труд является основой формирования и общественного развития человека, создания материальных ценностей, поэтому он пред- ставляет собой в первую очередь социальную категорию, тесно связанную с общественным строем. Правильно организованный трудовой процесс создает благоприятные условия для физиче- ского, интеллектуального и нравственного совершенствования людей. Труд регламентируется законодательными актами. В Россий- ской Федерации право на труд регламентируется Конституцией РФ. Так, в статье 7 Конституции РФ провозглашается, что Рос- сийская Федерация — социальное государство, политика которого направлена на создание условий, обеспечивающих достойную жизнь и свободное развитие человека. Статья 37 пункт 3 Конституции РФ гарантирует, что каждый имеет право на труд в условиях, отвечающих требованиям безопасности и гигиены, на вознаграж- дение за труд без какой бы то ни было дискриминации и не ниже установленного Федеральным Законом минимального размера оп- латы труда, а также право на защиту от безработицы. Трудовой кодекс РФ (от 30 декабря 2001 г.) определяет ос- новные направления политики в области охраны труда, норма- тивные требования охраны труда, обязанности работодателя по обеспечению безопасных условий и охраны труда, обязанности работника в области охраны труда и т. д. Трудовой кодекс РФ регулирует трудовые отношения всего населения в субъектах Российской Федерации. В настоящее время Трудовой кодекс РФ регулирует трудовые отношения всех лиц, работающих по трудовому договору (контракту) не за- висимо от его формы и содержания, включая тех, которые со- стоят в отношениях, связанных с членством и участием в соб- ственности (работающие члены трудовых коллективов аренд- ных предприятий и т. д.). ’ Маркс К. Капитал, Т. 1, кн. 1. — М.: Политиздат, 1978, с. 195. 2 Ленин В. И. Поли. собр. соч., т. 40, с. 315. 177
При заключении трудового договора (контракта) админист- рация должна сообщать работнику достоверную информацию о состоянии условий и охраны труда на его рабочем месте, о су- ществующем риске повреждения здоровья, а также о принятых мерах по защите от вредных или опасных производственных факторов. 8.1. Влияние трудового процесса на функциональное состояние организма Любой вид трудовой деятельности связан с перестройкой функционального состояния систем и органов, создающей воз- можность выполнения работы. Еще до начала труда и в про- цессе его осуществления отмечаются значительные изменения со стороны нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной сис- тем, обменных процессов, состава крови и др. При этом важ- нейшую роль играет ЦНС, обеспечивающая координацию функциональных изменений. Велико значение ЦНС также в выработке динамического производственного стереотипа, ко- торый представляет собой систему условных рефлексов, обес- печивающих определенную последовательность двигательных реакций и уровень физиологических процессов, являющихся необходимым условием для выполнения той или иной работы. Например, одной из операций, которой овладевает химик-ана- литик в аптеках, является взвешивание. Периодически повто- ряя этот процесс, химик-аналитик совершенствует свои знания и умение работать на весах. При этом происходит концентра- ция нервных процессов, движения становятся более рацио- нальными. Многие элементы работы выполняются автомати- чески, как бы подсознательно. В результате формируется дина- мический производственный стереотип. При физической и умственной работе повышается уровень воз- будительных процессов в нервных клетках координирующих цен- тров, изменяется функциональное состояние зрительного, слухо- вого и других анализаторов. Одновременно углубляются процессы торможения, благодаря чему между возбуждением и торможением устанавливается равновесие. При легкой работе это состояние обычно сохраняется в течение всего рабочего времени. При тя- желом труде с определенного момента начинают преобладать процессы охранительного торможения. При этом ослабевают не только условные и безусловные рефлексы, но и фазовые состоя- ния (уравнительная, парадоксальная фазы). Под влиянием нервных импульсов, поступающих из ЦНС, в мышцах наблюдаются характерные биохимические и биофизи- ческие процессы, в результате которых происходит их сокра- щение. В процессе мышечной деятельности происходят суще- ственные функциональные сдвиги в других органах и системах. 178
Так, значительные сдвиги наблюдаются в сердечно-сосудистой системе: учащается число сердечных сокращений и возрастает систолический объем крови. Частота пульса с 70—75 в минуту в покое может увеличиться при работе до 90—150 и больше. Воз- растает и систолический объем крови с 50—60 до 100—150 мл; соответственно минутный объем увеличивается с 3—5 до 35—40 л и больше. Одновременно отмечается повышение на 0,66— 3,99 кПа (5—30 мм рт. ст.) максимального артериального давле- ния. При физической работе увеличивается кровоснабжение мышц, главным образом за счет раскрытия дополнительного ко- личества капилляров. В процессе работы наблюдаются значи- тельные изменения как внешнего, так и тканевого дыхания. Это прежде всего выражается в увеличении числа дыханий с 17—22 в минуту в покое до 45—50 и более при работе. Возрастает глу- бина дыхания. В результате увеличивается легочная вентиляция с 4—10 л/мин в покое до 50—100 л/мин и более при работе. Од- новременно возрастает потребность организма в кислороде, при- чем при мышечной работе эта потребность находится в прямой зависимости от интенсивности труда. Так, если в состоянии по- коя потребность в кислороде составляет в среднем 0,25 л, то при легкой работе она увеличивается до 0,5—1 л, при работе средней тяжести — до 1,5 л, а при тяжелом груде достигает 2,5 л в минуту. При мышечной работе возрастает масса циркулирующей в организме крови за счет выхода ее из депо (печень, селезенка, кожа), увеличивается количество эритроцитов. При тяжелой работе возможно уменьшение гемоглобина и возрастание ки- слотности за счет накопления в крови углекислоты, молочной и пировиноградной кислот, что обусловливает снижение ре- зервной щелочности крови. В процессе мышечной работы, особенно средней тяжести и тяжелой, увеличивается количество образующегося в организме тепла и усиливается теплоотдача испарением. Это приводит к потере до 6—10 л воды за рабочую смену. Одновременно с потом выделяются из организма минеральные вещества, водораство- римые витамины (С и группы В). Под влиянием мышечной на- грузки происходит торможение секреторной и моторной функ- ций желудка, замедляется переваривание и усвоение пищи. По окончании работы все отмеченные изменения постепен- но, в относительно короткие сроки, нормализуются. Время от момента окончания работы до возвращения организма к пер- воначальному состоянию принято называть восстановитель- ным периодом. При умственном труде существенных сдвигов может не на- блюдаться. Однако, если он связан с нервно-эмоциональным напряжением, отмечается учащение сердцебиений, изменение ЭКГ, повышение артериального давления. Утомление. В процессе выполнения работы может наступить состояние пониженной работоспособности, которое субъек- 179
тивно воспринимается как усталость, а объективно оценивается как утомление. При утомлении ухудшается самочувствие, сни- жается внимание, нарушается координация движений. В ряде случаев могут отмечаться сердцебиение, одышка, болезненные ощущения в мышцах. Утомление может быть причиной повы- шенного травматизма на производстве и в быту. Расстройство координации, недомогание вначале обусловливают увеличение брака и ухудшение качества продукции, а в конце работы мотут отразиться на количественных показателях труда. Утомление представляет собой обратимое физиологическое состояние. Различают быстро и медленно развивающееся утом- ление. Причиной первого является очень интенсивная работа (труд грузчика, лесоруба, каменщика и др.). При длительном малоинтенсивном труде (работа на конвейере, работа ассистен- та в аптеке и др.) утомление развивается медленно. В основе утомления лежит снижение работоспособности кле- ток головного мозга — афферентных центров коры. Процессы торможения в работающих центрах начинают преобладать над процессами возбуждения. Утомление развивается в результате частых и длительных импульсов, поступающих от работающих мышц и внутренних органов в нервные центры, в результате чего возникает очаг торможения. Ведущую роль функционального состояния ЦНС в развитии утомления подтверждают такие факты, как благоприятное воздействие на работоспособность гипноза, эмоционального подъема, музыки и др. Механизм возникновения утомления при умственной дея- тельности во многом аналогичен развитию данного состояния при физической работе. Одной из основных особенностей ум- ственного труда является его творческий характер. Процесс ум- ственного труда связан не только с осуществлением имеющихся идей, но и с дальнейшим их развитием и формированием новых представлений, открытий. При такой деятельности возникает значительная нагрузка на лобные отделы полушарий головного мозга, где локализованы соответствующие координирующие центры. Односторонняя нагрузка нервных клеток вызывает их быстрое функциональное истощение, что проявляется развити- ем охранительного торможения (уменьшением скорости двига- тельных реакций, сонливостью и др.). Одновременно наблюда- ется отклонение от нормы тонуса кровеносных сосудов, осо- бенно сосудов мозга и сердца, повышение обмена веществ и др. Следует отметить, что даже напряженный и длительный умст- венный труд не требует такого расхода энергии, как труд физи- ческий. Однако утомление после интеллектуального труда мо- жет наступать быстрее, причем интенсивный умственный труд нередко приводит к утомлению и переутомлению даже более сильному, чем физическая работа. На процесс утомления существенное влияние оказывают дли- тельность и интенсивность умственной или физической работы, 180
монотонность, эмоциональная напряженность, степень механи- зации и автоматизации технологических процессов, неблагопри- ятный микроклимат, шум, нерациональный режим труда и от- дыха и другие факторы. Переутомление рассматривают как патологическое состоя- ние, характеризующееся стойким снижением работоспособности. Чаще всего оно развивается на фоне постоянного утомления, при котором работоспособность не восстанавливается к началу оче- редного рабочего дня. Следовательно, в основе развития переутом- ления лежит постоянное несоответствие между продолжитель- ностью и интенсивностью работы и временем отдыха. Переутом- ление может привести к неврозам, появлению и обострению сердечно-сосудистых заболеваний, язвенной, гипертонической и других болезней. У людей в состоянии переутомления наблю- даются снижение памяти, ослабление внимания, головные бо- ли, бессонница, ухудшение аппетита, понижение сопротивляе- мости организма к воздействию факторов окружающей среды. Для ликвидации переутомления необходим продолжительный отдых, а в ряде случаев и лечение. Профилактика утомления. Важным средством профилактики утомления, условием поддержания высокой работоспособности является установление рационального режима труда и отдыха. Под режимом труда понимают чередование периодов работы и отдыха. Это особенно необходимо для производственных про- цессов, требующих больших энергетических затрат или посто- янного напряжения внимания. Введение в соответствующие периоды рабочей смены физиологически обоснованных регла- ментированных перерывов (кроме обеденного) и правильное их использование обеспечат установление основных физиологи- ческих функций (рис. 8.1). Время установления дополнитель- ных перерывов и их продолжительность определяются характе- ром работы. Отдых во время перерывов целесообразно исполь- зовать для проведения специально подобранных физических упражнений. Активный отдых более эффективен по сравнению с пассивным, что положительно отражается на восстановлении работоспособности и производительности труда. Исключительное значение в борьбе с утомлением имеют ме- ханизация и автоматизация производственных процессов, что в значительной степени облегчает труд и создает для него более благоприятные условия. Одним из условий повышения работоспособности являет- ся степень обученности работающего при выполнении соот- ветствующего комплекса производственных операций (дви- жений, расчетов и др.). Повышение мастерства обеспечивается постоянной тренировкой, систематическими упражнениями. При этом двигательные действия становятся более коорди- нированными и экономичными, достигается большая согла- сованность в деятельности физиологических систем, снижа- 181
Illi_____________I 1_____Illi 0 1 23 45 6789 Часы работы (8-часовой рабочий день) Рис. 8.1. Режим труда при некоторых видах профессиональной дея- тельности (по С. А. Косилову). А — режим труда работников механизированного счета; Б — режим труда кор- ректоров; В — режим труда рабочих на горячей штамповке. Заштрихованы пе- рерывы (в минутах): 60 — обеденный; 5 и 10 — дополнительные. ются энерготраты, повышается производительность труда и т. д. Особенно быстро приводит к утомлению статическая работа, при которой практически не происходит перемещения частей тела в пространстве. При этом виде труда возбуждение концен- трируется в ограниченном участке коры головного мозга, что и приводит к быстрому развитию утомления. Динамическая же работа, связанная с перемещением частей тела в пространстве, характеризуется участием в ней поочередно разных групп мышц, приводящих к возбуждению соответствующих участков коры. В связи с этим в профилактике утомления важную роль играют мероприятия, направленные на физиологическую ра- ционализацию трудовых процессов. Прежде всего это касается обеспечения рациональной рабочей позы и рабочего места. Ра- циональной называют свободную, ненапряженную позу, в под- держании которой участвует минимальное количество мышц. Немалое значение в повышении работоспособности имеют положительные эмоции, что обеспечивается хорошей органи- зацией производственного процесса, нормальными гигиениче- скими условиями на рабочих местах, хорошей организацией бытовых условий, питания и отдыха. Важное место в формиро- вании положительных эмоций принадлежит средствам про- мышленной эстетики, производственной музыке, созданию доброжелательных отношений в коллективе и др. 182
8.2. Характеристика основных профессиональных вредностей В процессе трудовой деятельности человек подвергается воз- действию различных факторов производственной среды (физи- ческой и химической природы), которые при недостаточной эффективности предупредительных мероприятий оказывают неблагоприятное и даже вредное воздействие на работоспособ- ность и здоровье. Такие факторы принято называть производ- ственными вредностями. В зависимости от происхождения они могут быть разделены на две группы. К первой относят те из них, которые связаны с неправильной организацией трудового процесса: нарушение режима труда, неправильная рабочая по- за, чрезмерное физическое или нервно-психическое напряже- ние и т. д. Вторая группа обусловлена воздействием факторов производственного процесса. К ним относятся неблагоприят- ные микроклиматические условия (перегревание, охлаждение), повышенное и пониженное атмосферное давление, чрезмерные шум и вибрация, различные виды электромагнитных излучений (тепловое, видимое, ультрафиолетовое, ионизирующее и др.), промышленные пыль и яды, механические факторы и патоген- ные микроорганизмы. Кроме того, работающие могут подвер- гаться воздействию вредностей, обусловленных неблагоприят- ными общесанитарными условиями труда (недостаточное осве- щение, сквозняки, отсутствие необходимых бытовых условий, неудовлетворительная планировка и др.). В зависимости от количественной характеристики и продол- жительности действия отдельные производственные факторы могут стать опасными. Опасный трудовой фактор — фактор среды и трудового про- цесса, который может быть причиной травмы, острого заболе- вания или внезапного резкого ухудшения здоровья, смерти. Заболевания, возникающие исключительно или преимущест- венно в результате воздействия на организм производственных факторов, называются профессиональными. К ним можно отне- сти такие заболевания, как вибрационная болезнь, лучевая бо- лезнь, различные пневмокониозы (заболевания легких в ре- зультате воздействия пыли) и др. Некоторые из этих заболева- ний могут протекать весьма тяжело с расстройством жизненно важных функций, в результате чего может наступить инвалид- ность. При длительном воздействии профессиональных факторов понижается работоспособность, повышается восприимчивость к инфекциям, снижается сопротивляемость воздействию раз- личных факторов внешней среды, более часто возникают обо- стрения хронических заболеваний и др. Гигиенические нормативы условий труда — ПДК, ПДУ уста- навливают такие уровни вредных производственных факторов, 183
которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не бо- лее 40 ч в неделю в течение всего рабочего стажа, не должны вы- звать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнару- живаемых современными методами исследований в процессе рабо- ты или в отдаленные сроки жизни настоящего или последующих поколений. Под безопасными условиями труда понимаются такие условия труда, при которых воздействие на работающих вредных и опас- ных производственных факторов исключено или их уровни не пре- вышают гигиенических нормативов. В зависимости от степени отклонения от гигиенических нор- мативов действующих на рабочих производственных факторов условия труда делятся на 4 класса: класс 1 — оптимальные условия труда; класс 2 — допустимые условия труда, которые могут вызвать функциональные отклонения, но после регламентируемого от- дыха организм человека приходит в нормальное состояние; класс 3 — вредные условия труда, характеризующиеся нали- чием вредных производственных факторов, превышающих ги- гиенические нормы. Они оказывают неблагоприятное воздей- ствие на работающего и могут негативно влиять на потомство; класс 4 — опасные (экстремальные) условия труда, характе- ризующиеся такими уровнями производственных факторов, воздействие которых в течение рабочей смены (или ее части) создает угрозу для жизни, высокий риск возникновения тяже- лых форм острых профессиональных поражений. 8.2.1. Напряжение отдельных органов и систем организма при работе Механизация и автоматизация технологических операций и процессов все больше уменьшают долю ручного труда. Вместе с тем в ряде производств имеет место такая организация трудо- вых процессов, при которых рабочие находятся в вынужденной, неудобной позе. При этом отмечаются перенапряжение мышц, нарушение функций отдельных органов и систем. Перенапря- жение может обусловить ряд профессиональных заболеваний. Так, работа, связанная с выраженным перенапряжением опор- но-двигательного аппарата, может привести к деформации сус- тавов, хроническим артритам, тендовагинитам. Одновременно с этими изменениями могут развиваться миалгии, миозиты, невралгии и невриты. Невриты верхних и нижних конечностей нередко сопровождаются ослаблением мышечной силы, пони- жением тонуса мышц и расстройством чувствительности. Длительная работа сидя приводит к перенапряжению отдель- ных групп мышц туловища, что является причиной искривле- ния позвоночника. Работа стоя нередко приводит к развитию плоскостопия. Особенно часто оно обнаруживается у фарма- 184
цевтов, работающих в отделе ручной продажи, грузчиков, пе- карей, текстильщиков и представителей других профессий. С увеличением стажа работы частота заболеваний возрастает. Под влиянием работы, связанной с перенапряжением муску- латуры пальцев рук, могут развиваться координаторные невро- зы. Характерной особенностью их является судорога мышц в момент воспроизводства привычных движений. Наряду с коор- динаторными неврозами рук нередко наблюдаются неврозы нижних конечностей (у велосипедистов), судороги языка и губ (у музыкантов духовых инструментов), мышц глаз (у часовщи- ков). У певцов, преподавателей, лекторов, экскурсоводов и дру- гих лиц, работа которых связана с напряжением голосового ап- парата, могут отмечаться функциональные расстройства голоса и парезы голосовых связок. Длительное давление на суставы, мышцы, кожу, кости нередко приводит к микротравматизации, нарушению кровообращения и трофики, в результате чего раз- виваются кожные заболевания, бурситы (воспаление слизистых сумок сухожилий), невриты и др. К профессиональным заболеваниям относится также вари- козное расширение вен. Эта болезнь наиболее распространена среди работников прилавка (у 40 % мужчин и 73 % женщин), текстильщиков, грузчиков, официантов, парикмахеров. Работа, выполняемая стоя и сопровождающаяся значительными физи- ческими усилиями, вызывает повышение внутрибрюшного дав- ления, что может обусловить развитие грыж живота или пахо- вых грыж. У женщин возможны смещения органов малого таза и осложнения при родах. Последствиями вынужденного сидячего положения являются также геморрой, нарушение менструального цикла у женщин, расстройства пищеварения в виде колитов и хронических запоров. Серьезные последствия может иметь работа, связанная с дли- тельным напряжением зрения, что приводит к утомлению све- товоспринимающего и двигательного аппаратов глаз, обуслов- ливает нарушение функции зрения к концу рабочего дня. Эти изменения особенно часто возникают при работе на близком расстоянии с мелкими деталями и т. д. Наиболее часто в этих условиях развивается астенопия, характерными симптомами которой являются боль в области глазниц, неясное видение, ло- мота в глазах, головная боль. При прогрессировании астенопия может привести к спазму аккомодации, возникновению мио- пии (близорукости). Для ее предупреждения необходимо обес- печить достаточную освещенность рабочей поверхности. Ли- цам с высокой степенью миопии противопоказана работа, свя- занная с напряжением зрения. Основными мероприятиями в профилактике заболеваний, обусловленных напряжением опорно-двигательного аппарата, различных органов и систем, являются механизация ручных операций, сокращение рабочего дня, ограничение допустимой 185
массы при подъеме и переносе, усовершенствование инстру- ментов, рациональный режим труда, правильное устройство ра- бочего места, проведение производственной гимнастики и др. 8.2.2. Пыль и ее влияние на организм Пыль — физическое состояние вещества в виде мельчайших твердых частиц. Их взвесь в воздухе представляет собой аэро- золь. В атмосфере и воздухе помещений всегда содержится то или иное количество пыли. Источниками ее образования могут быть производственные процессы, связанные с дроблением или размолом, взвешивание и просеивание сыпучих материалов, таблетирование, упаковка и многие другие операции. Кроме то- го, аэрозоли могут возникать при горении, плавлении, сварке и ряде других процессов. В зависимости от способа образования различают пыль (аэ- розоль) дезинтеграции и конденсации. Аэрозоль дезинтеграции образуется при разрушении и измельчении твердых материалов и транспортировке сыпучих веществ. Аэрозоль конденсации чаще всего образуется при охлаждении и конденсации паров металлов и неметаллов. Нахождение пыли в воздухе во взве- шенном состоянии зависит от размеров пылевых частиц (дис- персность), подвижности воздуха, электрического заряда, влажности и других факторов. Чем меньше величина пылевых частиц, тем дольше они находятся в воздухе, крупные частицы осаждаются значительно быстрее. Классификация и свойства пыли. Производственную пыль классифицируют по способу образования, происхождению и дисперсности (величина частиц). По способу образования, как отмечено выше, пыль делится на аэрозоль дезинтеграции и аэ- розоль конденсации. По происхождению различают органиче- скую (растительная, животная, искусственная, микроорганизмы и продукты их распада), неорганическую (минеральная, метал- лическая) и смешанную (минерально-металлическая, органиче- ская и неорганическая) пыль. По дисперсности пыль делится на видимую (частицы свыше 10 мкм), микроскопическую (с раз- мером частиц от 10 до 0,25 мкм) и ультрамикроскопическую (с размером частиц менее 0,25 мкм). Пыль обладает рядом отрицательных свойств. Она уменьшает прозрачность воздуха, снижает солнечную радиацию, угнетает рост растений, способствует туманообразованию, ухудшает об- щие санитарно-бытовые условия. Пыль может вызывать порчу оборудования, зданий, исторических памятников. Вредное воздействие пыли на организм зависит от ее свойств. Существенное влияние на биологическую активность пыли оказы- вают химический состав и растворимость пылей, дисперсность, форма частиц, ее твердость, электрозаряженность, структура (кристаллическая, аморфная), адсорбционные свойства. 186
Наибольшую опасность представляет пыль при вдыхании, меньшее значение имеет она при попадании в желудок. Хими- ческий состав пыли определяет многообразие действия ее на организм. Так, наиболее выраженным фиброгенным свойством обладает пыль, содержащая двуокись кремния в свободном со- стоянии (SiOj), силикаты (соли кремниевой кислоты), угольная пыль, пыль, содержащая железо, алюминий и др. Большую роль играют растворимость и электрозаряженность пыли. Раствори- мость пыли в воде и тканевых жидкостях имеет двоякое значе- ние. Так, растворимость токсичной пыли усиливает ее вредное действие. Хорошая растворимость нетоксичной пыли способ- ствует быстрому выведению ее из организма. Наоборот, слабая растворимость пыли приводит к ее накоплению и развитию пневмокониоза. Электрозаряженность пылевых частиц определяет время нахо- ждения их в воздухе. Так, преобладание в аэрозоле положительно и отрицательно заряженных частиц ускоряет агломерацию (ук- рупнение) и осаждение пылинок. Отмечено, что электрозаря- женная пыль в 2—8 раз больше задерживается в дыхательном тракте. Установлено влияние электрозаряженных пылинок на активность фагоцитоза. Определенное значение имеют также форма и степень твер- дости пылевых частиц. Так, пыль, содержащая частицы с ост- рыми гранями (пыль от слюды, стекловолокон и др.), может вызывать механическое повреждение ткани. Форма пылевых частиц влияет на устойчивость аэрозоля. Пылинки сфериче- ской формы быстрее выпадают в осадок, но легче проникают в легкие и лучше фагоцитируются. Твердость пылевых частиц практически мало влияет на биологическую активность. От дисперсности пыли зависят продолжительность пребыва- ния ее во взвешенном состоянии и глубина проникновения в дыхательные пути. Крупные пылинки, имеющие в поперечнике больше 10 мкм, подчиняясь закону Ньютона, быстро, в течение нескольких минут, оседают. При дыхании они легко задержи- ваются в верхних дыхательных путях и удаляются при чиханье и кашле. Частицы, имеющие микроскопический размер (0,25— 10 мкм), более устойчивы в воздухе. Такая пыль при дыхании проникает в альвеолы, особенно частицы размером менее 5 мкм. Ультрамикроскопическая пыль (частицы размером ме- нее 0,25 мкм) значительное время находится в воздухе, подчи- няясь законам броуновского движения. Роль пылинок данной фракции в развитии поражения организма невелика. Важное значение имеет структура пылевых частиц. Так, аморфная двуокись кремния обладает меньшей биологической активностью, чем кристаллическая. Разновидности двуокиси кремния — кварц, тридилит и кристоболит, имеющие одина- ковую химическую формулу, но разное кристаллическое строе- ние, характеризуются различной фиброгенной активностью. 187
К числу важных в гигиеническом отношении свойств следует отнести удельную поверхность и адсорбционные свойства пы- ли. С увеличением степени дисперсности аэрозоля резко воз- растает удельная поверхность, т. е. суммарная поверхность час- тиц на единицу объема. Так, измельчение 1 см3 твердого веще- ства до частиц величиной 0,1 мкм увеличивает общую поверхность вещества в 100 000 раз. Это усиливает способность пыли адсорбировать газы. Она активно сорбирует многие ток- сичные газы (окись углерода, окислы азота, хлор и др.). Пыль активно сорбирует кислород, поэтому при больших концентра- циях она легко воспламеняется и может быть взрывоопасной. Особенно взрывоопасны органические пыли (угольная, муч- ная, пробковая и др.). Пыль может способствовать микробной и грибковой обсеме- ненности воздуха. Многие виды животной и растительной пы- ли являются носителями разнообразных грибов, бактерий, яиц гельминтов и др. Например, большое количество микроорга- низмов (стафилококки, стрептококки и др.) содержится в муч- ной пыли, что способствует распространению воздушно-ка- пельных инфекций. Действие пыли на организм. Пыль может оказывать на орга- низм различное действие: фиброгенное, токсическое, раздражаю- щее и т. д. Пыль занимает одно из первых мест среди причин про- фессиональной патологии легких, наиболее распространенными из которых являются пневмокониозы. Под этим названием подразу- мевают хронические заболевания легких в результате воздействия пыли, сопровождающиеся развитием фиброза легочной ткани. Среди пневмокониозов выделяют такие формы, как силикоз, си- ликатозы, металлокониозы и др. Приводим их классификацию. Классификация пневмокониозов Силикоз Силикатозы (асбестоз, талькоз, каолиноз, цементный, слю- дяной) Металлокониозы (бериллиоз, алюминоз, баритоз и др.) Карбокониозы (антракоз, графитоз, сажевый и др.) Пневмокониозы от смешанной пыли: 1) содержащей свободную двуокись кремния (антрако- силикоз, сидеросиликоз и др.); 2) не содержащей свободной двуокиси кремния или с незначительным содержанием ее (пневмокониоз шлифовальщиков, электросварщиков и др.) Пневмокониозы от органической пыли (хлопковый, зерно- вой, пробковый и др.) В 1996 г. принята новая классификация, в которой все пневмо- кониозы в зависимости от пневмофиброгенной активности пыли делятся на три группы: 1) пневмокониозы от воздействия высо- кофиброгенной и умеренно фиброгенной пыли; 2) пневмокониозы от 188
слабофиброгенной пыли; 3) пневмокониозы от аэрозолей токсико- аллергенного действия. Силикоз является наиболее распространенным и тяжелым по течению пневмокониозом. Он развивается в результате вдыха- ния кварцевой пыли, содержащей свободную двуокись кремния. Эта форма болезни часто регистрировалась у рабочих горноруд- ной (бурильщики, забойщики и др.) и машиностроительной (пескоструйщики, дробеструйщики, обрубщики и др.) про- мышленности, в производстве огнеупорных материалов, размо- ле песка, обработке гранита. Силикатозы развиваются в результате вдыхания пыли, содер- жащей двуокись кремния в связанном состоянии с другими элементами (магний, кальций, железо, алюминий и др.), сили- каты. Среди силикатозов чаще всего встречаются асбестоз, талькоз, каолиноз и др. Развитие силикатозов возможно при добыче и получении силикатов, их обработке и применении. Эти заболевания характеризуются преимущественно более лег- ким течением. Металлокониозы — заболевания, возникшие вследствие воз- действия пыли различных металлов. Наиболее благоприятно те- чение металлокониозов, развившихся в результате накопления в легких рентгеноконтрастной пыли. Эти пневмокониозы не про- грессируют после прекращения контакта с пылью. Более тяже- лой формой заболевания является бериллиоз, связанный с воз- действием пыли нерастворимых соединений бериллия. При дан- ном заболевании наблюдается развитие диффузного легочного гранулематоза (наличие в легких узелков) с наличием интерсти- циального фиброза (диффузное изменение легочного рисунка). Карбокониозы обусловлены воздействием разновидностей углеродсодержащей пыли (уголь, сажа, кокс, графит). При этих формах заболеваний преимущественно наблюдается интерсти- циальный и мелкоочаговый фиброз легких. Среди карбоконио- зов наиболее распространен антракоз, развивающийся в ре- зультате вдыхания угольной пыли. Тяжелый физический труд способствует быстрому возникновению и более тяжелому тече- нию пневмокониоза. Пневмокониозы, развившиеся вследствие вдыхания смешанных пылей с высоким содержанием кварца, по клиническому течению близки к силикозу, но отличаются меньшей наклонностью к про- грессированию. Они регистрируются чаще всего у шахтеров уголь- ных и железорудных шахт, в керамической и фарфоро-фаянсовой промышленности, в производстве шамота и других огнеупорных изделий. В зависимости от состава примесей различают антра- косиликоз, сидеросиликоз, силикосиликатоз. При низком содержании или отсутствии кварца в составе смешанной пыли пневмокониозы могут развиваться в резуль- тате комбинированного воздействия сажи, талька и других ком- понентов у рабочих резиновой промышленности. 189
При вдыхании пыли растительных волокон и прежде всего хлопка развивается заболевание, называемое биссинозом, при котором наблюдаются бронхоспастические и астматические симптомы. Патогенез пневмокониозов в результате воздействия пыли сложен и многие его вопросы окончательно не выяснены. Об- щим для всех форм пневмокониозов является развитие пыле- вого катарального бронхита и бронхоспазма. Бронхоспазм воз- никает вследствие усиленного выделения легочной тканью под воздействием пыли гистамина, который в свою очередь способ- ствует спазму артерий, расширению вен, повышению прони- цаемости и разрастанию соединительнотканных элементов в межальвеолярных перегородках. При этом наблюдается ухуд- шение вентиляции, усиление гипоксии и гипоксемии, что в це- лом и усугубляет развитие фиброза. Наряду с поражением органов дыхания при силикозе наблю- даются значительные изменения деятельности сердечно-сосу- дистой системы, секреторной функции желудочно-кишечного тракта с угнетением активности пищеварительных ферментов, нарушается обмен веществ. Одновременно наблюдаются изме- нения в ЦНС. Среди осложнений силикоза, кроме "легочного сердца", встречаются пневмонии, астмоидный бронхит, брон- хиальная астма. Силикоз нередко осложняется туберкулезом, что приводит к смешанной форме заболевания — силикотубер- кулезу. Производственная пыль также может быть причиной заболе- ваний верхних дыхательных путей, бронхитов, а также некото- рых поражений кожи (шелушение, фурункулез, дерматиты, эк- земы и др.). Особое место в пылевой патологии занимают аэрозоли таких биологически высокоактивных веществ, как гормоны, витами- ны, антибиотики, белоксодержащие вещества. Пыль этой груп- пы химических веществ может оказывать токсическое, канце- рогенное, аллергенное (аллергические дерматиты, экземы, ас- тмоидальные бронхиты и т. д.), кожно-раздражающее действие и др. (подробно см. главы 10, 11). Профилактика пылевых заболеваний. Система профилактики заболеваний от воздействия пыли носит комплексный характер и включает законодательные меры, технические, гигиениче- ские и лечебно-профилактические мероприятия. Основным законодательным документом, регламентирую- щим меры по оздоровлению условий труда, является ГОСТ 12.1.005—76 "Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиени- ческие требования". Данным документом установлены уровни ПДК пыли в воздухе рабочей зоны, т. е. таких, при которых не допускается возможность заболевания не только пневмоконио- зами, но и вообще пылевыми болезнями дыхательных путей. Величины ПДК пыли в воздухе рабочей зоны в зависимости от 190
химического состава, биологической активности и других фак- торов колеблются от 1 до 10 мг/м3. Среди оздоровительных мероприятий по предупреждению вред- ного действия производственных факторов на работающих важ- ное место занимают профилактические медицинские осмотры. Обязательность предварительных при поступлении на работу и периодических осмотров работающих, подвергающихся воздейст- вию вредных и опасных условий труда, установлена федеральными законами: "О санитарно-эпидемиологическом благополучии насе- ления " (1999) ст. 34 и Трудовым Кодексом Российской Федерации № 197-ФЗ от 31.12.01 г. ст. 209-231. Организация и порядок проведения медицинских осмотров рег- ламентируются в основном приказом № 90 от 14.03.96 г. Мин- здравмедпрома РФ "О порядке проведения предварительных и пе- риодических медицинских осмотров работников и медицинских регламентах допуска к профессии" и частично приказом № 555 от 29.09.89 г. Минздрава РФ "О совершенствовании системы меди- цинских осмотров трудящихся и водителей индивидуальных транспортных средств ". В нем определен перечень производств, сроки проведения осмотров в зависимости от условий воздействия пыли, состав врачебной комиссии, а также необходимые инструментальные и лабораторные исследования с целью раннего выявления пер- вых признаков пылевой патологии. Для оценки состояния здо- ровья работающих осмотр проводится группой врачей в составе терапевта и рентгенолога, а по показаниям — отоларинголога и фтизиатра. Перед осмотром проводятся рентгеноскопия и рент- генография грудной клетки, исследование крови (гемоглобин, эритроциты, лейкоциты, СОЭ), мокроты на микобактерии ту- беркулеза, а также определение функции внешнего дыхания. Своевременное выявление начальных форм пылевых пораже- ний имеет важное профилактическое значение. Технологические мероприятия наиболее эффективны, по- скольку они непосредственно направлены на ликвидацию при- чин пылеобразования. К ним относятся внедрение непрерывной технологии с заменой ручных операций автоматизированными, комплексная механизация с одновременной герметизацией обо- рудования и обеспечением дистанционного управления. Ради- кальным средством пылеподавления является переработка сы- рья во влажном состоянии, в виде паст, эмульсий и т. д. Так, в горнорудной и угольной промышленности внедрение мокрого бурения способствовало резкому снижению запыленности воз- духа. Применение исходных компонентов (пигменты, стабили- заторы и др.) в виде гранул, паст в производстве искусственных кож позволило значительно снизить запыленность на рабочих местах. Использование мокрого дробления и размола сырья в производстве огнеупорных материалов полностью устраняет образование пыли. 191
Частыми операциями в производственных условиях являют- ся транспортировка, погрузка и затаривание сухих, пылящих материалов, при которых наблюдается интенсивное пылевыде- ление. Хороший оздоровительный эффект при этих процессах дает использование пневмотранспорта, т. е. перемещение ма- териалов по трубам с помощью сжатого воздуха. В борьбе с за- пыленностью большое значение имеет использование систем местной и общей вытяжной вентиляции. Помимо технологических и санитарно-технических способов борьбы с пылью, в профилактике вредного ее воздействия вид- ное место занимают средства индивидуальной защиты и лечеб- но-профилактические мероприятия, направленные на укрепле- ние здоровья, повышение сопротивляемости организма дейст- вию пыли. В связи с этим на предприятиях широкое признание получило УФ-облучение в фотариях, которое задерживает воз- никновение или ослабляет развитие пневмокониотического процесса в легких. Другим полезным профилактическим меро- приятием является применение щелочных ингаляций. Наблю- дения показывают, что они способствуют санации слизистой оболочки верхних дыхательных путей и выведению пыли со слизью. Особое внимание в комплексе мер борьбы с пневмоконио- зами должно быть уделено организации правильного питания с целью нормализации белкового обмена и торможения развития фиброзного процесса. Для этого в пищу добавляют метионин, что способствует активации ферментных и гормональных сис- тем и повышению сопротивляемости организма патогенному действию пыли. Дыхательная гимнастика, пребывание в специальных сана- ториях, регулярные занятия спортом (плавание, лыжи, гребля и др.) улучшают функцию внешнего дыхания, что увеличивает сопротивляемость организма действию пыли. Таким образом, профилактика пневмокониозов, пылевых бронхитов, заболева- ний кожи и др. требует проведения комплекса мероприятий, среди которых основным является снижение запыленности воздуха в рабочих помещениях. 8.2.3. Физические факторы Физические факторы неионизирующей природы способны оказывать значительные неблагоприятные воздействия на ор- ганизм человека. При этом наибольшие значения в отношении влияния на здоровье населения имеют шум и вибрация, а также электромагнитные излучения. В настоящее время установлено, что среди всех профессиональных заболеваний около половины обусловлены воздействием шума и вибрации. В литературе име- ются сведения о возможном онкогенном влиянии электромаг- нитных полей (ЭМП). 192
Внедрение новых технологий, новых видов промышленного оборудования и бытовой техники требует разработки новых нормативных и методических документов по безопасному их применению. Это относится главным образом к мобильным средствам связи, аппаратно-программным комплексам, приме- няемым в системах управления и образовании. Так, общее ко- личество объектов — источников физических факторов, нахо- дящихся под надзором госсанэпидслужбы, в 2000 г. составило более 1,5 млн и за 2001 г. возросло примерно на 10 %, а по от- дельным регионам Российской Федерации увеличение числа источников акустического шума и ЭМП выросло в 12—30 раз. Наиболее распространенным из физических факторов явля- ется акустический шум. В течение 1996—2001 гг. в крупных го- родах России уровень шума на территории жилой застройки и в жилых домах возрос, что обусловлено интенсификацией до- рожного движения и приближением жилой застройки к авто- магистралям, железнодорожным путям, аэропортам. В Москве около 70 % жилого фонда по этой причине не отвечает сани- тарно-эпидемиологическим нормативам. В Ростове-на-Дону, Таганроге, Новочеркасске и других городах Ростовской области на ряде магистралей уровни шума достигают 95 дБА. В целях нормализации акустической обстановки и охраны здоровья населения в населенных пунктах органами исполни- тельной власти в настоящее время подготовлены региональные законы о защите населения от шума, проводится строительство объездных автодорог и рационализация движения транспорта. Положительный эффект по защите населения от воздействия акустического шума дает строительство домов новых серий с повышенной акустической изоляцией с применением шумоза- щитных оконных и дверных балконных блоков. 8.2.3.1. Шум, вибрация, ультразвук и их воздействие на организм Шум — совокупность звуков различной интенсивности и час- тоты, беспорядочно изменяющихся во времени. По своей физи- ческой природе шум представляет собой волнообразно распро- страняющиеся механические колебания частиц упругой среды (газовой, жидкой или твердой). Его источником является любое колеблющееся тело, выве- денное из устойчивого состояния внешней силой. Например, при работе станков, использовании ручного инструмента вследствие соударения, трения, скольжения, истечения струй жидкостей и газов возникают колебательные движения, кото- рые передаются воздушной среде и распространяются в ней, образуя звуки. Звуковая волна распространяется от источника 193
механических колебаний в виде зон ритмического сгущения и разрежения примыкающей среды. Как и любое волнообразное колебательное движение, шум характеризуется амплитудой колебания, скоростью и длиной волны. Амплитуда колебаний определяет величину давления и силу (интенсивность) звучания. С увеличением амплитуды воз- растают звуковое давление и громкость звука. Звуковое давле- ние выражается в паскалях (1 Па = 1 Н/м2). Ухо человека ощу- щает звуковое давление от 2 • 10~5 до 2 • 102 Н/м2. От величины звукового давления зависит сила звука (шума). Звуковое давле- ние колеблется в широких пределах. Одной из важных характеристик звуковых колебаний является частота распространяющихся колебаний. Частота колебаний — число полных колебаний, совершенных в течение 1 с. Единица изме- рения частоты — герц (Гц) равна 1 колебанию в секунду. Частота колебаний может быть от единиц до многих тысяч герц. Однако слуховой анализатор человека воспринимает лишь звуки, имеющие частоту от 16 до 20 000 Гц. Ниже 16 Гц — область инфразвуков, выше 20 000 Гц — ультразвуков. Распространение звуковых волн сопровождается переносом механической (колебательной) энер- гии, измеряемой в ваттах на 1 квадратный метр (Вт/м2). Частотный состав шума характеризует его спектр, т. е. со- вокупность входящих в него частот. Весь слышимый диапазон час- тот разбит на 9 октав со среднегеометрическими частотами: 16, 31, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 и 16 000 Гц. По ширине спектра шумы распределяются на узкополосные, состоящие из ограниченного числа смежных частот, и широко- полосные, включающие почти все частоты звукового диапазона. Шум, при котором наибольшая частота звука не более 400 Гц, считается низкочастотным, с частотой звуков от 400 до 1000 Гц — среднечастотным, свыше 1000 Гц — высокочастотным. По характеру изменения интенсивности шума во времени он делится на стабильный, когда уровень звука во времени изме- няется незначительно, и импульсный, когда происходят бы- строе нарастание и спад уровня звука. Слуховой анализатор способен регистрировать огромный диа- пазон величин энергии звуковой волны: от 10-16 до 10-3 Вт/м2. При этом увеличение звуковой энергии в 10 раз на слух вос- принимается как повышение громкости вдвое. Учитывая эту особенность и в связи с большой широтой диапазона величин воспринимаемых энергий звуковой волны, для измерения ин- тенсивности звуков или шума используют логарифмическую шкалу бел или децибел. По принятой шкале каждая последую- щая ступень звуковой энергии больше предыдущей в 10 раз. За исходную величину/) бел принята пороговая для слуха звуковая энергия, равная 10~16 Вт/м2. Для удобства обычно пользуются не белом, а единицей, в 10 раз меньшей, — децибелом (дБ), ко- торая примерно соответствует минимальному приросту силы 194
звука, различаемому нашим ухом. Децибел и бел — условные единицы, которые показывают, насколько данный звук в лога- рифмическом значении больше условного порога слышимости. В настоящее время шум является одним из распространенных действующих факторов внешней среды, что обусловлено ростом числа промышленных предприятий, развитием реактивной авиации, транспорта и др. Широкое использование новых вы- сокопроизводительных видов оборудования с постоянным уве- личением скоростей движения машин и механизмов, примене- ние пневматического инструмента, мощных насосов, компрес- соров, центрифуг, вентиляторов и других механизмов создают предпосылки для возникновения новых источников шума. Параметры шума на рабочих местах могут достигать значи- тельных величин. Так, испытание дизельного и электрического двигателей сопровождается шумом с уровнем звукового давле- ния до 136 дБ. Высокие уровни шума отмечаются у щековых и конусных дробилок — 100—125 дБ, у шаровых мельниц — 91 дБ и выше. Шум, генерируемый прессовым оборудованием в штамповочных цехах, составляет 98—126 дБ. Воздействие шума на организм может проявляться в виде спе- цифического поражения органа слуха в сочетании с нарушениями со стороны ряда органов и систем. Вначале имеет место быстропре- ходящее понижение слуха. Однако при дальнейшем воздействии интенсивного шума происходят перераздражение клеток звуко- вого анализатора и его утомление. Это состояние проявляется в ослаблении слуховой чувствительности к концу работы, особен- но к высоким частотам. Процесс восстановления может продол- жаться от нескольких минут до 2—3 дней и более. Происходящее изо дня в день перераздражение слухового анализатора может явиться причиной постепенного развития профессиональной ту- гоухости (стойкое снижение остроты слуха). Причиной развития данной патологии является поражение звуковоспринимающего аппарата, при котором имеют место деструктивные изменения в спиральном органе (кортиев орган). Степень профессиональной тугоухости зависит от производственного стажа работы в услови- ях шума, его характера, интенсивности, длительности воздейст- вия, спектрального состава. Отмечено, что повреждающее дей- ствие шума находится в прямой зависимости от его высоты (час- тоты). Так, наиболее ранние и более выраженные изменения происходят при воздействии шума с высотой 4000 Гц и близкой к ней области. Импульсный шум (выстрел, взрыв, удар и т. д.) оказывает более сильное повреждающее действие, чем стабиль- ный шум аналогичной мощности. Постоянное действие шума на организм вызывает поражение в первую очередь ЦНС. Функциональные изменения в нервной систе- ме наступают раньше, чем диагностируется нарушение слуховой чувствительности. При этом преобладают признаки астеновеге- тативных нарушений — раздражительность, ослабление памяти, 195
апатия, подавленное настроение, гипергидроз, расстройство сна и др. В ряде случаев могут развиться тремор век и пальцев рук, снижение роговичного и брюшного рефлексов. Влияние шума на сердечно-сосудистую систему проявляется в повышении артериального давления, болевых ощущениях в области сердца, урежении пульса. Под воздействием шума у работающих наблюдаются изменения секреторной и моторной функций желу- дочно-кишечного тракта, ослабление иммунологических сил орга- низма, нарушения обменных процессов. Шум снижает производительность и качество умственной ра- боты. В результате его воздействия нарушаются концентрация внимания, точность и координированность движений, ухудша- ется восприятие звуковых и световых сигналов, возникает чув- ство усталости. Профилактические мероприятия по борьбе с шумом должны проводиться в нескольких направлениях. 1. Снижение шума в источнике путем изменения технологии и снижение шума от оборудования. 2. Снижение шума на пути его распространения от источника за счет изоляции источников образования шума от окружаю- щей среды и обеспечения рациональной планировки помеще- ний и цехов. 3. Применение средств индивидуальной защиты от шума (на- ушники, подшлемники, антифоны и др.); проведение медицин- ских мероприятий. Снижение шума по пути распространения звуковой волны достигается проведением строительно-акустических мероприя- тий. К ним относятся установка кожухов, экранов, звукоизоли- рующих перегородок между помещениями, нанесение звукопо- глощающих облицовок, а также размещение в помещениях штучных поглотителей. Снижение шума методом звукопоглощения основано на пе- реходе звуковых колебаний частиц воздуха в теплоту вследствие потерь на трение в порах звукопоглощающего материала. Чем больше звуковой энергии поглощается, тем меньшее ее коли- чество отражается от поверхностей. С помощью звукоизолирующих преград и поглощающих ма- териалов можно снизить уровень шума на 30—40 дБ. Ультразвук. Ультразвук представляет собой механические колебания упругой среды с частотой выше 20 кГц в секунду, ко- торые не воспринимаются органом слуха. В настоящее время удается получить ультразвуковые колеба- ния с частотой до 10 ГГц. По своей природе ультразвуковые волны не отличаются от упругих волн слышимого диапазона. Распространение ультра- звука подчиняется основным законам, общим для акустических волн любого диапазона частот. К основным законам распро- странения ультразвука относятся законы отражения и прелом- 196
ления на границах различных сред, дифракции и рассеяние ультразвука при наличии препятствий и неоднородностей на границах, законы волнового распространения в ограниченных участках среды. Высокая частота ультразвуковых колебаний и малая длина волн обусловливают ряд специфических свойств ультразвука, в частности, ультразвук можно визуально наблюдать оптически- ми методами. Благодаря малой длине волны ультразвуковые волны хорошо фокусируются, что дает возможность получать направленное излучение. Кроме того, для ультразвука харак- терно получение высоких значений интенсивности при отно- сительно небольших амплитудах колебаний. Ультразвук нашел применение во многих областях техники и промышленности, особенно при проведении различных анали- зов и контроля, например структурном анализе вещества, оп- ределении физико-химических свойств материала, дефектоско- пии. Ультразвук используется при очистке и обеззараживании деталей, ускорении химических реакций. Широкое примене- ние нашел ультразвук в медицине при лечении заболеваний по- звоночника, суставов, периферической нервной системы. Установлено, что ультразвуковые колебания способны по- глощаться тканями тела человека, причем с увеличением час- тоты этих колебаний увеличивается их поглощение и уменьша- ется глубина проникновения в ткани человека. Поглощение ультразвука сопровождается нагреванием среды. При система- тическом воздействии ультразвука могут наблюдаться функ- циональные изменения со стороны ЦНС и периферической нервной системы, сердечно-сосудистой системы, слухового и вестибулярного аппаратов и др. В ряде случаев развиваются ве- гетативно-сосудистые расстройства в виде полиневритов, паре- стезий нижних и верхних конечностей. При длительном влия- нии ультразвука развиваются общая слабость, повышенная утомляемость, расстройство сна, появляются головные боли, чувство давления в ушах, неуверенность походки, головокруже- ние. При большом стаже работы на ультразвуковых установках отмечаются случаи выраженного диффузного понижения слуха. В основе профилактики вредного действия ультразвука лежат мероприятия технологического характера: обеспечение обору- дования средствами механизации и автоматизации, внедрение технологических аппаратов с дистанционным управлением. Инфразвук. Инфразвук представляет собой механические коле- бания, распространяющиеся в упругой (например, твердой, жидкой или газообразной) среде с частотой менее 20 Гц. Он характеризуется такими же параметрами, как и звук. Чем больше амплитуда колебаний, тем больше инфразвуковое дав- ление и соответственно сила инфразвука. Интенсивность ин- фразвуковой энергии выражают в ваттах на квадратный метр (Вт/м2). 197
Источниками инфразвуков в природе могут быть такие явле- ния, как землетрясение, извержение вулканов, морские бури. В производственных условиях инфразвук образуется при работе компрессорных установок, турбин, дизельных двигателей, электровозов, промышленных вентиляторов и других агрегатов, а также в авиационной и космической технике. Как показывают исследования, организм человека весьма чувствителен к действию инфразвука. При длительном воздей- ствии инфразвука наблюдается значительная астенизация, вы- ражающаяся в появлении слабости, быстрой утомляемости, снижении работоспособности, появлении раздражительности. В ряде случаев наблюдаются нервно-вегетативные и психиче- ские нарушения. Так, у лиц, работающих на расстоянии 200— 300 м от реактивных самолетов, отмечались беспричинный страх, повышение артериального давления, обморочное со- стояние. Под влиянием инфразвука повышается обмен веществ, отмеча- ются вестибулярные нарушения, снижение остроты зрения и слу- ха, изменение ритма дыхания и сердечных сокращений. Одновре- менно возможны нарушения периферического кровообращения, деятельности ЦНС, пищеварения. Инфразвуковые колебания с уровнем звукового давления 150 дБ являются пределом пере- носимости при кратковременном воздействии на человека. Наиболее опасен инфразвук частотой 8 Гц, так как при этом возможно развитие резонанса, в частности с альфа-ритмом биотоков мозга. При частотах от 1 до 3 Гц наблюдаются кисло- родная недостаточность, нарушение ритма дыхания, а при час- тотах 5—9 Гц отмечаются болезненные ощущения в грудной клетке и нижней части живота (табл. 8.3). В исследованиях на добровольцах изучалось действие ин- фразвука частотой ниже 20 Гц и уровнем звукового давления от 119 до 144 дБ и длительностью 3 мин. Испытуемые (21 человек в возрасте 21—33 лет) жаловались на резкую слабость, адина- мию, чувство страха, учащение дыхания, изменение ритма сер- дечной деятельности, абдоминальный спазм, временный сдвиг порога слышимости на высоких частотах. Все добровольцы субъективно отмечали ощущение вибрации в теле, пространст- венную дезориентацию, понижение сенсорной чувствительно- сти, умственную спутанность (умственную конфузию), а в не- которых случаях полную прострацию, которую испытывают люди после сильного нервного потрясения. Несмотря на то что нарушения в работе вестибулярного аппарата наблюдались только у одного человека, авторы полагают, что при продол- жительном действии инфразвука этот эффект может быть са- мым значительным. Борьба с неблагоприятным воздействием на организм ин- фразвука должна проводиться в следующих направлениях: ос- лабление инфразвука в его источнике, устранение причин воз- 198
Таблица 8.3. Данные переносимости низкочастотных акустических колебаний (по Alford В. R. et al., 1966) Параметры инфразвука Субъективное восприятие инфразвука частота, Гц уровень звукового давления, дБ 0-50 До 145 Вибрация грудной стенки, сухость в полости рта, изменение ритма дыхания, утомление после воз- действия 50-100 До 154 Головная боль, удушье, кашель, нарушение зрения, усталость Дискретные частоты 100 При 153 Симптомы предела переносимости Легкая тошнота, головокружение, подреберный дискомфорт, кож- ный зуд 60 При 154 Кашель, сильное загрудинное сдавление, утомление 73 При 150 Затрудненное дыхание, салива- ция, боль при глотании, голово- кружение никновения, изоляция и локализация инфразвука и его погло- щение, использование индивидуальных средств защиты, про- ведение систематического медицинского контроля. Вибрация. Вибрация как производственная вредность пред- ставляет собой механические колебания упругих тел. Основны- ми параметрами вибрации являются частота и амплитуда коле- баний. Частота колебаний измеряется в герцах, амплитуда — в микрометрах или миллиметрах. Колебательные движения ха- рактеризуются также величинами виброскорости и виброуско- рения, которые являются производными от амплитуды и час- тоты. Установлено, что между частотой (f) и амплитудой (а), с одной стороны, скоростью (V) и ускорением (W) — с другой, отмечается прямая зависимость: V=2n-fa и W = а, 981 ’ где п — 3,14; 981 — ускорение силы тяжести в сантиметрах на 1 с2. В соответствии с ГОСТ 24346-80 (СТ СЭВ 1926-79) "Виб- рация. Термины и определения" под вибрацией понимается движение точки или механической системы, при котором про- исходит поочередное возрастание и убывание во времени зна- чений по крайней мере одной координаты. 199
Изменения в организме, возникающие при воздействии вибра- ции, связаны с энергией колебания, которая пропорциональна сред- неквадратической величине колебательной скорости. Величина колебательной энергии, поглощенной телом человека (Q), прямо пропорциональна площади контакта, времени воздей- ствия и интенсивности раздражителя: Q = S'T‘I, кгм, где S — площадь контакта, м2; Т — длительность воздействия, с; I — интенсивность вибрации, кгм/м2/с. Источниками вибрации на производстве являются различ- ные пневматические инструменты, виброоборудование, ис- пользуемое для уплотнения бетона, обработки металлических изделий, просева порошкообразных материалов. Производст- венную вибрацию условно делят по источнику возникновения на общую и локальную. По частотному составу вибрацию под- разделяют на низкочастотную, среднечастотную и высокочас- тотную. Кроме того, по времени воздействия она может быть постоянной и непостоянной. Вибрация оказывает на организм как положительное, так и отрицательное влияние. Так, в фи- зиотерапевтической практике вибрация применяется с целью улучшения трофики, кровообращения в тканях при лечении ря- да заболеваний. Вредное действие вибрации проявляется в раз- витии вибрационной болезни, в основе которой лежат прежде всего нервно-трофическое и гемодинамическое нарушения. Одним из первоначальных ее проявлений служат изменения вибрационной, болевой и температурной чувствительности. В сосудах мелкого калибра (капилляры, артериолы) возникают спастико-атонические состояния, которые затем наблюдаются и в более крупных сосудах. Рабочие жалуются на зябкость рук, ноющие боли в них после работы и по ночам, боли в области сердца и желудка, повышенную жажду, похудание, бессонницу. Нередко развивается симптом "мертвого пальца", характери- зующийся потерей чувствительности, побелением пальцев кис- тей рук. Кроме того, могут наблюдаться отечность, гипергидроз ладоней, цианотичность кожных покровов. Под влиянием ме- стной вибрации развиваются костно-суставные (деформация кистей, локтевого и плечевого суставов) и мышечные измене- ния. У пострадавших отмечаются быстрая утомляемость, голов- ная боль, повышенная возбудимость. Нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы проявляются гипотонией, бради- кардией, изменениями ЭКГ. Следует отметить, что вибрация в сочетании с низкой температурой вызывает более выраженные и быстро развивающиеся спастические явления в сосудах. Воздействию общей вибрации подвергаются водители меха- низированного транспорта, рабочие заводов железобетонных конструкций, ткацких производств и др., у которых наблюда- ются более выраженные изменения со стороны ЦНС: отмеча- 200
ются жалобы на головокружение, шум в ушах, нарушение сна, а также боли в икроножных мышцах, ослабление кожной чув- ствительности. Значительные изменения наблюдаются со сторо- ны органов кровообращения: спазм коронарных сосудов, разви- тие миокардиодистрофии, выраженное падение сосудистого то- нуса. Характерны изменения костно-суставного аппарата. Нередко появляются зрительные расстройства: изменение цве- тоощущения, границ поля зрения и снижение остроты зрения. Под влиянием общей вибрации могут возникать расстройства функции желудочно-кишечного тракта, менструального цикла у женщин, функции эндокринных желез и ряд других явлений. Профилактика неблагоприятного влияния вибрации осуществ- ляется с помощью технических, санитарно-гигиенических и лечеб- но-профилактических мероприятий. Ведущую роль иг