Text
                    В.Л ПОКРОВСКИЙ
ГИГИЕНА

В. А. ПОКРОВСКИЙ ГИГИЕНА Издание третье, переработанное и дополненное Допущено главным Управлением учебных заведений Министерства здравоохранения СССР в качестве учебника для студентов медицинских институтов МОСКВА «МЕДИЦИНА». 1979
51.20 УДК 613 (075.8) Гигиена. В. А. ПОКРОВСКИЙ. Изд. 3-е, перераб. и доп. М., «Медицина», 1979, 496 с., ил. Учебник состоит из десяти основных частей, каждая из которых разделена на ряд глав. В вводной части дается краткий очерк развития гигиены и рассматриваются важнейшие ее проблемы. Первая часть посвящается гигиене воздуха и климата населенных мест. Во второй части суммируются материалы по гигиене воды и водоснабжения. В третьей части рассматриваются вопросы гигиены почвы и очистки населенных мест. В четвертой части — гигиеническая характеристика биосферы, в пятой -гигиенические основы планирования и благоустройства населенных мест в шестой — проблемы гигиены питания, в седьмой — актуальные проблемь современной гигиены труда, в восьмой — гигиена детей и подростков, в де вятой — основы гигиены лечебно-профилактических учреждений, в десятой -личная гигиена. Учебник написан в соответствии с программой утвержденной Мини стерством здравоохранения СССР, и предназначен для студентов медицински институтов. В учебнике 92 табл., 67 рис. ИБ № 1338 Вадим Алексеевич Покровсквй ГИГИЕНА Редакторы В. П. Попов, Э. С. Попова. Художественный редактор О. А. Четверикова. Техническ редакторы Т. А. Калинина. С. П. Танцева. Переплет художника Г Л. Чижевского. Коррект< Л. Ф. Карасева Сдано в набор 05.10.78. Подписано к печати 25.04.79. Т-03548. Формат бумаги 60 х 90*/|л- Бу офсетная Гарнитура тайме. Печать офсетная. Уел. печ. л. 31,0. Уч.-изд. л. 32,07. Тираж 75000 э) Заказ 192. Цена 1 р. 60 к. Ордена Трудового Красного Знамени Издательство «Медицина»/ Москва, Петроверигский пер., 6 Ордена Октябрьской Революции, ордена Трудового Красного Знамени Ленинградское произвол венно-техническое объединение «Печатный Двор» имени А. М. Горького «Союзполиграфпрома» г Государственном комитете СССР по делаь^ издательств, полиграфии и книжной торговли. 1971 Ленинград, П-136, Гатчинская, 26. 50200-199 039(01)-79 15-79 4104010000
ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ Преподавание курса гигиены на лечебных и педиатрических факультетах должно прежде, всего способствовать формированию у будущих врачей профилактического направления в их лечебной деятельности. Трудно не согласиться с мнением Ф. Ф. Эрисмана о том, что «... не каждый врач, конечно, может быть специалистом по гигиене, но каждый, кроме известного положительного запаса знаний по этому предмету, может и должен усвоить себе, так сказать, гигиенический способ мышления»1. При изложении программного материала мы стремились доказать необходимость профилактической работы в деятельности лечащего врача любой специальности, что в равной мере относится к его работе на врачебном участке, в детском учреждении, на промышленном предприятии и т. д. ПРЕДИСЛОВИЕ К ТРЕТЬЕМУ ИЗДАНИЮ Со времени выхода в свет второго издания данного учебника прошло более пятнадцати лет, в течение которых советская гигиеническая наука достигла больших успехов в своем развитии и в отношении внедрения в жизнь полученных результатов. Это, естественно, сделало необходимым не только значительное обновление излагаемых материалов, но и коренную переработку отдельных глав и даже введение новых, что в первую очередь касается раздела, посвященного характеристике биосферы. Вместе с тем были устранены недостатки, отмеченные рецензентами. Автор заранее благодарен всем, кто выскажет свое мнение об этом учебнике.
ВВОДНАЯ ЧАСТЬ Глава 1. ПРЕДМЕТ ГИГИЕНЫ, ЕЕ ЗАДАЧИ МЕТОДЫ И ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИГИЕНЫ КАК НАУКИ Коротко формулируя понятие о гигиене, можно сказать, что это наука о сохранении здоровья и трудоспособности человека, о максимальном продлении его жизни. Гигиена является важнейшим разделом современной медицины, посвященным изучению влияния на население физических, химических, биологических и социальных факторов окружающей среды. Основной целью данного изучения служит усиление положительного влияния указанных факторов и предупреждение их отрицательного, вредного воздействия. Очень хорошо определил цель, стоящую перед гигиеной, известный английский ученый Э. А. Парксе: «Основная задача этой науки заключается в том, чтобы сделать развитие человека наиболее совершенным, упадок жизни наименее быстрым и смерть наиболее отдаленной». Этому вполне соответствует смысл, вложенный в название науки, которое происходит от имени Гигеи — дочери Эскулапа, являвшейся, по верованиям древних греков, богиней здоровья. Для достижения поставленных целей гигиена должна изучать условия внешней среды и их влияние на человеческий организм, разрабатывать и внедрять в жизнь соответствующие нормативы и правила. Практическое использование научных положений, разработанных гигиенической наукой, принято объединять в понятие — санитария. Необходимо подчеркнуть, что проводимые профилактические мероприятия относятся не только к человеку как отдельному индивидууму, но к коллективу, населению, обществу в целом. Следовательно, гигиена должна решать поставленные перед ней задачи путем проведения индивидуальных и общественных мероприятий. Таким образом, при реализации своих важнейших положений гигиеническая наука должна основываться на системе общегосударственных, законода
тельных мероприятий, что относится к любой ее отрасли — коммунальной гигиене, гигиене питания, гигиене труда, гигиене детей и подростков и т. д. В этом отношении политика Советского государства, направленная на максимальное удовлетворение растущих материальных и культурных потребностей народа, имеет важнейшее социально-гигиеническое значение. В Программе КПСС, принятой на XXII съезде партии, указывается^ что в нашей стране Должна «...осуществиться широкая программа, направленная на предупреждение и решительное сокращение болезней, ликвидацию массовых инфекционных заболеваний, на дальнейшее увеличение продолжительности жизни»1. Одним из наиболее ярких примеров могут служить значительные успехи в разрешении жилищной проблемы в нашей стране. Достаточно сказать, что в девятой пятилетке введены в строй жилые дома общей площадью 565—575 млн. квадратных метров, в результате чего улучшат жилищные условия примерно 60 млн. человек. В десятой пятилетке эти цифры еще увеличатся. Трудно переоценить роль для развития гигиены специального Постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР (1972): «Об усилении охраны природы и улучшении использования природных ресурсов», в котором сформулированы главные мероприятия по защите и оздоровлению окружающей среды. Важнейшим документом являются также «Основы законодательства Союза ССР и союзных республик о здравоохранении» (1970), третий раздел которых посвящен обеспечению санитарно-эпидемиологического благополучия населения. Наконец, в декабре 1978 года ЦК КПСС и Советом Министров СССР было принято специальное постановление о дополнительных мерах по усилению охраны природы и улучшению использования природных ресурсов. Следовательно, только в условиях социалистического строя гигиеническая наука получает реальные возможности для развития и претворения в жизнь всех своих достижений. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ГИГИЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ За время своего развития гигиена овладела многими методами изучения внешней среды и ее влияния на здоровье населения. Она прошла путь от грубых эмпирических наблюдений до сложных и совершенных исследований изменения важнейших реакций организма. Перед гигиенистами поставлена весьма трудная задача — не только выявить воздействие на чело- 1 Программа Коммунистической партии Советского Союза. М., Политиздат, 1971, с. 96.
века многочисленных и нередко новых факторов, но и научно обосновать необходимые профилактические мероприятия. По назначению целесообразно различать методы исследования самих внешних факторов и методы изучения реакций организма на эти факторы. Говоря о методах исследования внешних факторов, необходимо прежде всего указать на санитарное описание, длительный период служившее почти единственным способом гигиенической характеристики, не потерявшее своего значения и в настоящее время. Действительно, тщательно проведенное обследование дает возможность не только правильно наметить место и время для соответствующих лабораторных анализов, но и более правильно трактовать полученные результаты. Так, например, подробное санитарно-топографическое описание водоема помогает прийти к заключению о вероятных источниках его загрязнения и мерах их ликвидации. Не меньшую роль играет этот метод при гигиенической характеристике промышленных предприятий, детских учреждений, пищевых объектов и т. д. Следует, однако, учитывать, что даже самое тщательное санитарное обследование не в состоянии дать точной количественной оценки свойств и факторов внешней среды. Поэтому столь большое значение имеют физические, химические, биологические и социологические методы ее изучения. С помощью физических методов изучают микроклиматические условия, электрическое состояние воздуха,, все виды лучистой энергйи, механические и электромагнитные колебания, проводят спектроскопический анализ и многое другое. Химическими методами определяют особенности природного состава всех элементов внешней среды, количественные и качественные показатели ее загрязнения, дают возможность сделать заключение о санитарном неблагополучии изучаемого объекта. Большое значение имеют биологические методы, в первую очередь бактериологические исследования, например определение титра кишечной палочки при суждении об эпидемиологической безопасности питьевой воды. Важнейшую роль для развития современной гигиены играет изучение реакций организма на различные внешние воздействия, причем эксперимент на теплокровных животных является в настоящее время ведущим для всех ее областей. Так, токсико-гигиенические исследования стали обязательными для оценки токсичности ядовитых веществ, применяемых в промышленности и сельском хозяйстве. Не менее широко они используются в коммунальной гигиене при характеристике производственных сточных вод, в гигиене питания — при определении вредных примесей и в других областях гигиены. Умелое проведение этих исследований позволяет получить ff
объективные данные для разработки соответствующих гигиенических нормативов, методов ранней диагностики профессиональных заболеваний и для оценки эффективности профилактических мероприятий. Большую ценность представляют клинические наблюдения за людь|ли, которые по тем или иным причинам подвергаются действию определенных внешних факторов. В частности, определенное, значение имеет разработка материалов периодических медицинских осмотров рабочих вредных профессий. Сопоставляя эти наблюдения с данными исследования производственной среды, можно судить о правильности рекомендованных нормативов. Наконец, в гигиене широко применяется метод санитарностатистического анализа, с помощью которого можно получить реальное представление о положительных и отрицательных сдвигах в здоровье населения: его физическом развитии, заболеваемости, смертности, средней продолжительности жизни и т. д. Все сказанное выше объясняет необходимость тесной связи гигиенической науки с целым рядом научных дисциплин, приемы и способы исследования которых она заимствует: физикой, химией, биологией, физиологией, бактериологией, эпидемиологией, многими клиническими дисциплинами, а также некоторыми областями техники и т. д. Однако, как справедливо подчеркивал Ф. Ф. Эрисман, «гигиенист, производящий химические исследования, этим далеко не превращается в химика: его не интересует химия сама по себе, и он пользуется химическими приемами только там, где он надеется этим путем открыть причинную связь между исследуемым явлением и каким-нибудь нарушением частного или общественного здоровья»». ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОЙ ГИГИЕНЫ Важнейшей и наиболее Сложной из всех гигиенических проблем несомненно является санитарная охрана внешней среды. Возникшая с появлением крупной промышленности, она приобретает все большее значение по мере развития индустрии. Выбросы промышленных предприятий загрязняют атмосферу, почву, водоемы, в результате чего ряд вредных веществ может проникнуть в организм с вдыхаемым воздухом, водой и пищевыми продуктами. Определенные изменения естественного состава почвы связаны с химизацией сельского хозяйства, широким использованием пестицидов в качестве удобрений и средств борьбы с вредителями и болезнями растений.
Задача гигиены заключается в том, чтобы путем разработки и своевременного проведения профилактических мероприятий предупредить выраженное загрязнение внешней среды и неблагоприятное его влияние на здоровье населения. Таким образом, гигиеническая наука должна не только поспевать за техническим прогрессом во всех областях народного хозяйства, но и в какой-то мере предвидеть его, подготовляя соответствующие нормативы и меры профилактики. В этом отношении большое значение имеет гигиена строительства и реконструкции городов и сельских населенных мест, способствующая обеспечению населения благоустроенными жилищами. Важную роль для здоровья человека играет рациональное, сбалансированное питание, учитывающее половые и возрастные различия, трудовую нагрузку, уровень коммунального обслуживания, климатические особенности и т. д. Проблематика гигиены труда определяется прежде всего необходимостью изучения влияния на организм новых факторов производственной среды, в виде ионизирующей радиации, электромагнитных волн разных диапазонов, вибрации, ультразвука и разнообразных токсических веществ. Трудно переоценить значение для здоровья подрастающего поколения успешного развития в нашей стране гигиены детей и подростков. В этой области науки предстоит разработать эффективные мероприятия, повышающие сопротивляемость развивающегося организма, снижающие его заболеваемость посредством наиболее целесообразного режима труда и отдыха и санитарного благоустройства различных детских учреждений. Наконец, современная гигиена должна уделять самое серьезное внимание предупреждению развития некоторых патологических состояний, являющихся в настоящее время основными причинами смертности среди взрослого населения (сердечно-сосудистые заболевания, злокачественные новообразования, тяжелые хронические бронхиты). Это тем более необходимо, что можно считать доказанной связь данных заболеваний с неблагоприятными изменениями окружающей среды. ЗНАЧЕНИЕ ГИГИЕНИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ В ПРАКТИКЕ ЛЕЧАЩЕГО ВРАЧА Как основная профилактическая дисциплина гигиена должна быть ведущим звеном в медицине, которая в нашей стране имеет единое лечебно-профилактическое направление. Следует указать, что развитие медицинской науки свидетельствует о насущной необходимости подобного единства. Недаром виднейшие отечественные клиницисты — М. Я. Мудров, Н. И. Пирогов, Г А. Захарьин и др. — так много сделали для развития гигиены.
Бесспорно, что благородной обязанностью врача является исцеление больного, - спасение его жизни, восстановление трудоспособности. Однако еще более важно не допустить возникновения болезни. Фактически от этого будет зависеть длительность жизни и продолжительность активного цветущего возраста, так как даже самое легкое заболевание нередко может нанести незаметный, но неизгладимый ущерб организму. 4 , ’ Вместе с тем даже наиболее радикальная и успешная операция, проведенная больному, страдающему каким-либо злокачественным новообразованием, скорее будет свидетельствовать о несовершенстве медицины, чем об ее успехах. Хирург в данном случае только частично исправляет ошибки, допущенные в системе соответствующих профилактических мероприятий. Необходимо всегда помнить, что своевременная диагностика и удачная терапия могут быть обеспечены лишь при условии, если врач будет знаком с основными положениями гигиены и усвоит, по удачному выражению Ф. Ф. Эрисмана, «гигиенический способ мышления». Так, только зная подробный профессиональный анамнез и характер возможного вредного воздействия производственной среды, можно правильно решить вопрос об этиологии того или иного профессионального заболевания, определить особенности трудоустройства, индивидуализировать гигиенический режим больного и т. д. Точно так же педиатр не сможет правильно разобраться в состоянии своего маленького пациента без тщательного ознакомления с характером его питания, режимом дня и длительностью пребывания на свежем воздухе. Не удивительно, что в работе медицинских учреждений лечебного профиля профилактика занимает все больше и больше места. Это находит особо яркое выражение в диспансерном методе обслуживания населения, при котором не только проводится углубленное обследование определенных контингентов, но и одновременно изучаются условия их труда и быта. При подготовке врачебных кадров обязательным является знание основ гигиены питания, являющегося одним из мощных терапевтических средств при лечении многих заболеваний. Важнейшей задачей любого медицинского работника служит охрана и оздоровление внешней среды, загрязнение которой оказывает, как известно, отрицательное влияние на здоровье населения. В заключение необходимо подчеркнуть, что трудность борьбы с развитием неинфекционной патологии прежде всего состоит в том, что некоторые заболевания могут возникать
незаметно для самого больного, из-за чего он обращается к врачу с большим опозданием. Таким образом, основными путями успешного наступления на подобные заболевания являются ранний диагноз и широкое проведение профилактических мероприятий. Отсюда следует, что врач должен уделять больше внимания внешне здоровым людям, предупреждая развитие атеросклероза, гипертонической болезни и злокачественных новообразований. Из сказанного очевидно, что как профилактика заболеваний, так и своевременное их распознавание и лечение неразрывно связаны с разрешением основных проблем гигиенической науки. «Чем зрелее практический врач,—подчеркивал виднейший русский терапевт Г А. Захарьин, — тем более он понимает могущество гигиены и относительную слабость лечения, терапии..., самые успехи терапии возможны лишь под условием соблюдения гигиены»1. Глава 2. КРАТКИЙ ОЧЕРК ИСТОРИИ ГИГИЕНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЕ ГИГИЕНИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ У ДРЕВНИХ НАРОДОВ История любой науки может дать определенное представление о некоторых закономерностях ее развития и способствовать пониманию тех задач, которые возникают перед ней на современном этапе. В. И. Ленин говорил: «...самое важное —это не забывать основной исторической связи, смотреть на каждый вопрос с точки зрения того, как известное явление в истории возникло, какие главные этапы в своем развитии это явление проходило, и с точки зрения этого его развития смотреть, чем данная вещь стала теперь»2. Главная профилактическая медицинская дисциплина — гигиена — прошла долгий и тернистый путь, лишь постепенно приближаясь к истинному пониманию возможного влияния внешней среды на человеческий организм и необходимости преобразования ее в оздоровительных целях. Естественно, рассматривая период возникновения медицинской деятельности в человеческом обществе, можно говорить только о формировании народной санитарии, котррая обобщала самые элементарные и примитивные правила охраны здоровья. Определенный прогресс в области санитарной культуры • Захарьин Г А. Актовая речь. М., 1873. Ленин В. И. Сочинения. Изд. 5-е, т. 39, с. 67.
можно отметить в развитых государствах рабовладельческого общества. Так, в Древнем Египте уже проводились работы по осушению почвы, существовали правила по устройству и содержанию улиц, сооружались оросительные системы и водопроводы. В античной Греции начинается известная систематизация существующих гигиенических знаний, главным образом в области физической культуры и диететики. В этом отношении необходимо упомянуть труды основоположника научной медицины Гиппократа (460—377 гг. до нашей эры), в частности его сочинения «О здоровом образе жизни» и «О воздухе, водах и местностях». В последнем Гиппократ доказывает необходимость изучения климата, воды и почвы населенных мест: «...Если кто придет в незнакомый ему город, он должен обратить внимание на его положение для того, чтобы знать, каким образом он расположен к ветрам или к восходу солнца, ибо не одни и те же свойства имеет город, лежащий к северу и лежащий к югу»1. В своих «Наставлениях» Гиппократ требует от врача «заботиться о здоровых ради того, чтобы они не болели». Наследники культурных богатств греков — римляне во многом превзошли своих учителей. Достаточно сказать, что акведуки для водоснабжения и сточные каналы для удаления нечистот, построенные в Древнем Риме, являлись для той эпохи настоящим инженерным чудом. В последующий период централизованное водоснабжение применялось и в других городах Римской империи, о чем свидетельствует ряд обнаруженных документов. В одном из них Кай Плиний Младший сообщает императору Трояну (80 —90 гг. нашей эры), что он «... сам нашел чистейший источник, из которого вода могла бы быть проведена в город... при помощи арочного сооружения с таким расчетом, чтобы вода попадала не только в низкие части города». В Риме существовали зачатки современной системы полей орошения для очистки городских сточных вод, предпринимались попытки организации санитарного надзора за строительством, преследовались фальсификация и продажа испорченных пищевых продуктов и т. п. Однако, несмотря на определенные успехи в деле охраны здоровья человека, ни в античной Греции, ни в Риме не могло быть и речи о гигиене как о науке, а санитарные мероприятия не преследовали целей подлинно общественного здравоохранения. Громадные эпидемии, опустошавшие страны Древнего мира, наглядно свидетельствуют о слабости и недостаточности существовавших в то время гигиенических знаний. 1 Гиппократ. Избранные книги. М., 1936, с. 495.
РАЗВИТИЕ ГИГИЕНЫ В ЕВРОПЕ В Средние века (VI—XIV) страны Западной Европы переживали период экономического и культурного упадка, в то время как в государствах Востока, в том числе в Средней Азии и Закавказье, наблюдалось успешное развитие разнообразных отраслей знаний. Вместе с древней античной культурой в Европе были забыты и слабые еще ростки античной санитарии. Именно в это время особенно ярко выявилась противоположность научных и религиозных взглядов на значение оздоровительных мероприятий. Христианство эпохи Средневековья проповедовало презрение к телесному здоровью и призывало верующих к нечистоплотности, самобичеванию и самоистязанию ради спасения души и будущего небесного блаженства. Вопросы общественной санитарии в феодальном государстве играли поистине ничтожную роль также в силу чрезвычайной разобщенности отдельных феодалов, считавших крепостные стены и рвы достаточно надежной защитой от заразных болезней. О крайне низком уровне санитарной культуры Средневековья могут свидетельствовать следующие примеры: даже в больших городах нечистоты выливались на улицу непосредственно из окон, причем прохожие получали специальное предупреждение «беречь голову»; первая очистка Парижа от вековых загрязнений была проведена только в 1609 г.; индивидуальная посуда для еды появилась в Европе примерно в XVI веке; постельное и нательное белье почти не применялось до XVIII столетия. Все это создавало почву для развития бесконечных эпидемий, среди которых особеннб выделялась пандемия чумы, унесшая в XIV веке почти 25 млн. человек, т. е. около 1 /ч всего населения Европы. Медицина, являвшаяся в то время, подобно другим наукам, только «служанкой богословия», оказалась бессильной в борьбе с этим заболеванием, известным под названием «черной смерти». В эпоху Возрождения (XV—XVI века) с развитием естествознания внимание некоторых ученых было привлечено к отдельным вопросам гигиены и профессиональной патологии. Так, например, знаменитый врач Парацельс (1493 — 1541) изучал болезни рудокопов. Интерес к санитарным мероприятиям начинает проявляться только в конце XVII и особенно в начале XVIII столетия. Это, несомненно, связано с коренной ломкой экономических отношений, развитием промышленности и созданием единой государственной власти. Появившийся пролетариат также начинает предъявлять известные требования об улучшении условий труда. Не удивительно поэтому, что в 1700 г. был опубликован специальный трактат Бернардино Рамаццини «О болезнях, связанных с занятиями людей», в котором дается 12
подробный анализ многих профессиональных вредностей и связанных с ними- заболеваний. Можно, пожалуй, даже говорить о попытках выделения гигиены в конце XVIII века в качестве самостоятельной научной писпиппины Об этом свидетельствует выход в свет капитального сочинения Петра Франка «Полная система медицинской полиции» (1788), в котором излагались все известные к тому времени сведения по санитарии.'Примерно в этот же период опубликована знаменитая книга Христофора Гуфелянда «Ма-кробиотика» (1796), посвященная проблеме укрепления здоровья человека и сохранения его сил до преклонного возраста. Следует, однако, подчеркнуть, что гигиена этого периода по-прежнему продолжает базироваться на грубых эмпирических наблюдениях, касающихся преимущественно вопросов личной профилактики; общественная же санитария сводится к полицейскому надзору за исполнением отдельных гигиенических правил. Только в середине XIX века эмпирическое объяснение влияния внешней среды на здоровье человека уступает место экспериментальному изучению окружающих условий. Это, несомненно, было связано с тем общим расцветом естественно-исторических наук, который наблюдался в данном столетии. Таким образом, для создания экспериментальной гигиены необходимо было в сущности только использовать уже существующие методы исследования для решения важнейших вопросов профилактической медицины. Впервые это было сделано незаслуженно забытым английским ученым Парксом, который в 1857 г. издал большое руководство по гигиене, основанное на результатах физико-химических и микроскопических исследований внешней среды. Это руководство интересно также в том отношении, что в нем ставится вопрос об общественном характере санитарных мероприятий, т. е. о значении их для здоровья всего населения. Важнейшую роль для развития экспериментальной гигиены в Европе сыграла деятельность Макса Петтенкофера (1818—1901), бесспорной заслугой которого являлось проведение многолетних лабораторных и статистических исследований, способствовавших превращению гигиены в точную науку. Кроме того, им самим и под его руководством были разработаны многочисленные методы для гигиенического изучения воздуха, почвы, воды и т. д. Следует, однако, указать, что при проведении своих исследований Петтенкофер почти не учитывал роли социальных факторов для гигиены, что фактически приводило к изучению внешней среды в определенном отрыве от влияния ее на здоровье населения и способствовало узкотехнической направленности многих его работ. Большую известность и всеобщее признание приобрели труды Карла Фойта, посвященные вопросам физиологии и ги
гиены питания. В частности, им были разработаны первые гигиенические нормы, определяющие содержание основных пищевых веществ в суточном рационе человека. Наконец, следует назвать имена Флюгге и Рубнера, которые много сделали для развития гигиены питания, жилища и одежды. Непосредственной причиной, обусловившей в XIX столетии активную разработку, а главное проведение гигиенических мероприятий, послужило то обстоятельство, что опустошительные эпидемии заразных болезней отражались на интересах промышленного капитала, подрывая экономику и торговые связи. Кроме того, как едко замечает Энгельс, «...господствующий класс капиталистов не может безнаказанно доставлять себе удовольствие обрекать на эпидемические заболевания рабочий класс; последствия падают на самих капиталистов, и смерть косит среди них свои жертвы так же беспощадно, как и среди рабочих. Как только это было научно установлено, человеколюбивые буржуа воспылали благородным соревнованием в заботах о здоровье своих рабочих» *. Потребовалось проведение оздоровительных мероприятий прежде всего в области благоустройства населенных мест, причем первые шаги были сделаны в Англии — наиболее передовой промышленной стране того времени. Именно здесь стали сооружаться большие городские водопроводы, прокладываться канализационная сеть и т. д. Достижения гигиенической науки использовались прежде всего в интересах имущих классов. Ярким примером этого является рост благоустройства центральных районов в городах и сохранение в то же время трущоб, где для существования рабочих предназначаются «сквернейшие дома в самой скверной части города». Классики марксизма неоднократно вскрывали лицемерную сущность данных санитарных мероприятий, направленных преимущественно на обслуживание буржуазии. Это, естественно, ограничивало развитие гигиены в капиталистических странах и затрудняло деятельность известных ученых, работавших в этой области медицины. Последнее особенно отражалось (и отражается) на реализации результатов завершенных гигиенических исследований, многие из которых вообще не имеют никаких перспектив для широкого практического использования. РАЗВИТИЕ ГИГИЕНЫ В РОССИИ История развития гигиены в нашей стране сравнительно мало изучена, однако то, что мы знаем, полностью опровергает попытки некоторых ученых представить древнюю Русь 1 Маркс К., Энгельс Ф. Сочинения. Т. 15, 1935, с. 26.
отсталой и варварской в отношении санитарной культуры страной. Более того,•, можно смело сказать, что в ряде случаев русский народ опережал другие народы в проведении важнейших профилактических мероприятий. Уже л самых древних памятниках русской письменности встречаются указания на то, что при строительстве городов и деревень необходимо избегать низких и болотистых участков как особенно опасных для здоровья: «и несть иные воды вредительнее неже болотная». Следует также отметить, что мощение улиц и площадей в древних русских городах (Новгород) производилось уже в XI веке, в то время как старейшие мостовые в Нюрнберге появились в 1369 г., а в Лондоне — в 1417 г. Шахтные колодцы устраивались на Руси с незапамятных времен. Весьма характерным и оригинальным сооружением были так называемые тайники, которые предназначались для снабжения водой во время осады. Иногда они представляли собой скрытый подземный ход к ближайшему водоисточнику, чаще же речная вода подводилась к колодцу по закрытому дубовому каналу. Что касается централизованного водоснабжения, то первый самотечный водопровод, очевидно, был построен в конце XI века на Ярославском дворище в Новгороде. В XVII столетии в московском Кремле сооружается уже напорная система для разводки воды, которая была одной из самых ранних в столицах Европы. На основании некоторых исторических документов можно считать, что нашим предкам был известен ряд сведений из области пищевой санитарии. Так, в ярком памятнике быта зажиточной русской семьи «Домострое» уделяется большое внимание режиму питания, обработке и хранению пищи. Современного читателя привлекает чистоплотность, которая горячо пропагандируется в указанном сочинении. Например, после подробного описания молочных продуктов там отмечается, что при доении «...доиленка и всякие сосуды молочны теплой водой мыти и вытирати и высушити и в чистом месте опрокинув держати, что ни кошка, ни собака, ни мышь, ни малые ребята не лазили и не напакостили. А коровы издоив молочко в ситецко "процидити, да всякие молока укрыв в чистоте держати». Можно также отметить, что в Москве в XVII столетии составляется специальная памятка приставам, наблюдавшим за печением и продажей хлеба, т. е. уже в это время в России имеются элементы государственного санитарного контроля за торговлей пищевыми продуктами. Представляют определенный интерес и некоторые данные о развитии в нашей стране школьной санитарии. Так, в школах Киевского княжества было организовано питание детей. В XVII столетии в Московском государстве появляются азбуковники, в которых, кроме учебного материала, помещены
указания о личной гигиене учащихся, правила поддержания чистоты в школьном здании и т.д. В частности, в этих книгах можно найти советы о посадке учащихся во время урока. Вопросами гигиенического воспитания подрастающего поколения много занимался один из наиболее крупных ученых XVII века Епифаний Сла-венецкий. Им был написан выдающийся труд «Гражданство обычаев детских», который в основном посвящался гигиене детей и их физическому воспитанию. Нельзя не указать на те ., . ..^ весьма примечательные Абу Али Ибн Сина (Авиценна) (980 1037) факты которые свидетельствуют о проведении ряда санитарных мероприятий в древней Грузии, Армении, Азербайджане и Таджикистане. В этих государствах уже в первом тысячелетии новой эры строились водопроводы, бани, устанавливалось наблюдение за торговлей пищевыми продуктами и т. д. Чрезвычайно большое значение имела деятельность великого ученого Средней Азии Абу Али Ибн Сины (Авиценны) (980—1037). Великий сын таджикского народа обессмертил свое имя многими замечательными сочинениями и прежде всего своим знаменитым «Каноном медицины», в котором большое внимание уделялось вопросам гигиены. Так, в отделе, посвященном диететике и профилактике, Авиценна придает исключительное значение соблюдению правильного режима во все периоды жизни человека, причем питание рассматривается им как один из важнейших факторов сохранения здоровья и восстановления сил больного организма. Необходимо особо отметить, что Авиценной была высказана гениальная догадка о возможности распространения некоторых болезней при помощи воды и воздуха. На этом основании он рекомендует проветривать жилища, кипятить или фильтровать воду. Петровская эпоха, сыгравшая столь большую роль в истории России, имела важное значение для развития ее санитарной культуры. Это прежде всего относится к войсковой
санитарии; молодая русская армия выдвинулась вперед не только по своей растущей боевой мощи, но и в отношении медицинского благополучия. Следует отметить, что Петр I сам руководил проведением многих санитарных мероприятий, обнаруживая весьма глубокое понимание их смысла. Так, он собственноручно написал наставление о предохранении войск от болезней во время похода в Персию. Интересны также его указы генерал-полицмейстеру Санкт-Петербурга, в которых предлагалось следить за порядком и благоустройством города, за чистотой улиц и рынков, за выпуском стоков и т. д. Особое внимание в этих указах уделялось торговле пищевыми продуктами, причем предписывалось, чтобы «...торгующие съестными припасами носили белый мундир и наблюдали бы во всем чистоту». Исключительную роль в развитии гигиены сыграли философские и естественнонаучные взгляды М. В. Ломоносова. В своем трактате «Первые основания металлургии или рудных дел» (1742) он не только затронул вопросы организации труда и отдыха рудокопов, их рациональной защитной одежды, удаления подземных вод и др., но и создал оригинальную теорию естественной вентиляции шахт. Для формирования школьной гигиены большое значение имело знаменитое произведение М. В. Ломоносова «Рассуждение о размножении и о сохранении российского народа». Важно отметить, что идеи М. В. Ломоносова оказали огромное влияние на таких русских ученых, как Д. С. Самойлович, Н. М. Максимович-Амбодик и С. Г Зыбелин. Д. С. Самойловичу (1744—1805) принадлежит честь создания эпидемиологии чумы и выработки эффективных мер борьбы с этим бичом человечества того времени. Он был одним из первых сторонников естественнонаучного подхода к изучению болезни и резко возражал против широко распространенной в то время в Европе идеалистической теории миазматического заражения людей. Труды Д. С. Самойловича получили всеобщее признание, и он был избран членом 12 академий мира. Воспитанник Московского университета С. Г Зыбелин (1735 — 1802) был первым русским профессором медицинского факультета. Читая лекции по различным дисциплинам, он умело сочетал клиническую и общественно-гигиеническую деятельность, чему посвящались все его публичные выступления. Изданные тексты этих лекций и составляют литературное наследие С. Г Зыбелина. К ним, например, относится «Слово о вреде, проистекающем от содержания себя в теплоте излишней», где автор указывает на вредное влияние перегревания организма и дает ряд ценных советов о необходимости свежего воздуха, недопустимосПг чрезмерного укутывания, пользе умывания холодной водрй ^-т^ЛИОТРи~л -------------------
М. Я. Мудров (1776—1831). Из других видных врачей конца XVIII столетия можно указать на сподвижника Суворова штаб-лекаря Е. Т. Белопольского. В своих «Правилах медицинским чинам» он предписывает искать причины заболеваемости «.. .не в лазаретах между больными, но между-здоровыми..., исследовав их пищу, питье, строение казарм и землянок, время построения, пространство и тесноту, чистоту, поварную посуду, все содержание, различные изнурения». Все сказанное свидетельствует о том, что в этот период в России создались определенные предпосылки для выделения гигиены в самостоя тельную дисциплину, необходимость в которой ощущали многие виднейшие представители отечественной медицины. Важнейшая роль в развитии гигиены принадлежит М. Я. Мудрову (1776—1831),'заслуга которого заключается в обобщении и разработке целой системы гигиенических мероприятий по предупреждению болезней. К этому побудила М. Я. Му дрова надвигающаяся война с Наполеоном, потребовавшая улучшения медицинского обслуживания русской армии. В 1808 г. М. Я. Мудров впервые в истории медицины начал читать в Московском университете самостоятельный курс военной гигиены. Обобщением этого курса явилась актовая речь, произнесенная им 3 июля 1809 г., «Слово о пользе и предметах военной гигиены». В этом труде М. Я. Мудрову удалось с исключительной глубиной развернуть перед русскими врачами задачи гигиены вообще и военной гигиены в особенности. Определяя понятие гигиенической науки, он указывал, что она должна основываться на началах физиологии, физики и химии. Ставя физиодогию на первое место, М. Я. Мудров тем самым определял значение для гигиены изучения внешней среды во взаимодействии с процессами, происходящими в организме. Он писал, что задачей военных врачей является «...не столько лечить, сколько предупреждать болезни и, особенно, учить солдат беречь свое здоровье».
Другим ученым, обратившим внимание на роль нервной системы в происхождении болезней, был выдающийся врач И. Е. Дядьковский (1784—1841), лишенный права преподавать в Московском университете за свои материалистические убеждения. По представлениям И. Е. Дядьковского: «Жизнь человеческого тела есть постоянное и непрерывное взаимодействие внешних сил окружающей природы и внутренних — человеческого* тела». Исследуя причины болезней, И. Е. Дядьковский связывал их с вредным влиянием внешней среды. Так, например, «вредоносное» действие воздуха он искал в его химическом составе и «примесях посторонних», а также в его температуре и влажности. Весьма характерно, что вслед за М. Я. Муаровым и И. Е. Дядьковским большое внимание вопросам профилактики и гигиены уделяли такие корифеи нашей отечественной медицины, как Н. И. Пирогов, Г А. Захарьин, С. П. Боткин, А. А. Остроумов и др. Достаточно сказать, что Н. И. Пирогов сыграл огромную роль в развитии военной и школьной гигиены в России. Являясь горячим и убежденным сторонником профилактического направления в деятельности каждого врача, он, как известно, указывал, что будущее принадлежит предохранительной медицине. Не меньшее значение для развития гигиены имела и деятельность Г А. Захарьина, который считал эту науку частью терапии и являлся ярым поборником гармонического сочетания лекарственного лечения с гигиеническими, оздоровительными мероприятиями. Во второй половине XIX столетия, в период развития капитализма в России, наша отечественная гигиена стала развиваться как экспериментальная наука, чему, несомненно, способствовали крупные успехи русского естествознания в нашей стране. Однако в противовес техницизму западноевропейских гигиенистов наши ученые всегда подчеркивали значение своих исследований для разрешения основных проблем общественного здравоохранения. Это во многом связано с тем знаменательным фактом, что на развитие отечественной гигиены и на деятельность ее передовых представителей очень большое влияние оказала материалистическая философия русской революционной демократии. Можно даже сказать, что идеи В. Г Белинского, А. И. Герцена, Н. Г Чернышевского, Н. А. Добролюбова и Д. И. Писарева определили общественный характер русской гигиены и направили усилия гигиенистов на служение народу. Русская гигиеническая наука в этот период возглавлялась такими крупнейшими учеными, как А. П. Доброславин и Ф. Ф. Эрисман.
А. П. Доброславин (1842—1889). Алексей Петрович Доброславин (1842—1889) был первым профессором в России, возглавившим самостоятельную кафедру гигиены, так как до этого данная дисциплина обычно объединялась с курсом судебной медицины. День первой лекции А. П. Доб-рославина в Военно-медицинской академии — 19 ноября 1871 г, — является знаменательной датой начала самостоятельного преподавания гигиены. Определяя задачи этой науки, А. П. Доброславин писал: «...помощь, оказываемая гигиеной, имеет общественный характер, почему гигиена и существует главным образом как общественная гигиена, общественное здравоохра нение»1. Данное определение, сформулированное им в курсе лекций, опубликованном в 1882 г., четко выражает взгляды как самого А. П. Доброславина, так и преобладающего большинства русских гигиенистов. Его деятельность никогда не замыкалась в пределах кафедры, свидетельством чего является постоянное его участие в качестве эксперта и консультанта при разрешении ряда вопросов санитарной практики. Достаточно сказать, что' А. П. Доброславин работал над созданием канализации в Петербурге, участвовал в разрешении ряда вопросов военной и школьной гигиены, был в числе руководителей Русского общества охранения народного здоровья, одним из организаторов земской санитарии, редактировал научно-популярный журнал «Здоровье» и т. д. Наибольшее внимание А. П. Доброславин уделял гигиене питания, под его руководством в Военно-медицинской академии было выполнено большое число исследований, посвященных этой проблеме. Отличительной чертой работ. А. П. Доброславина является строгое научно-экспериментальное обоснование всех вопросов санитарной практики. Именно с этой целью по его инициативе была организована в Петербурге аналитическая станция для Доброславин А. П. Гигиена. Ч. 1, 1882. с. 25.
Ф. Ф. Эрисман (1842 — 1915). исследования пищевых продуктов, превращенная впоследствии в городскую лабораторию по пищевой гигиене. Приведенные факты не могут исчерпывающе охарактеризовать многогранную и плодотворную деятельность одного из основоположников отечественной гигиены А. П. Добро-славина, короткая жизнь которого была целиком посвящена благородному делу охраны народного здоровья. Федор Федорович Эрисман (1842—1915) был уро-женцем Швейцарии, однако как ученый и общественный деятель он сформировался в России и в ней видел свою вторую родину. Непосредственная причина его отъезда из Швейцарии носила во многих отношениях личный характер и была связана с женитьбой на Н. П. Сусловой — первой русской женщине, получившей диплом врача и ученую степень доктора наук. В то же время еще будучи студентом он интересовался Россией и в особенности бурно развивающимся там революционным движением. Приехав в 1869 г. в Петербург, Ф. Ф. Эрисман работал врачом по глазным болезням, изучению которых была посвящена его докторская диссертация. Однако он не ограничивался чисто лечебной деятельностью, а начал заниматься исследованием причин развития близорукости у школьников. Вскоре он, учитывая потребности общественной медицины, оставил свою прежнюю специальность и занялся гигиеной. Через 10 лет после прибытия в Россию Ф. Ф. Эрисман переехал в Москву, где в 1882 г. был приглашен на должность профессора кафедры гигиены при медицинском факультете Московского университета. Одновременно (с 1884 г.) он работал санитарным врачом, причем практическая деятельность играла большую роль в формировании его как ученого, предоставляя возможность для широкого ознакомления с условиями жизни населения, санитарным состоянием России, положением рабочего класса и т. д. Он выразил свой взгляд на
значение гигиенической науки следующими словами: «Заявите, что гигиена не есть наука об .общественном здоровье, а что она должна заниматься лишь разработкой частных вопросов в стенах лабораторий, и перед вами останется призрак науки, ради которого трудиться не стоит» *. Ф. Ф. Эрисман не мог представить свою деятельность врача и ученого вне самого активного участия в общественной жизни и практической работе. Не останавливаясь на его хорошо известных, ставших классическими исследованиях по школьной гигиене, укажем, что он был одним из руководителей всех крупнейших санитарных мероприятий в Москве. Это относится к устройству водопровода, канализации, полей орошения, к организации санитарной станции, т. е. ко всем основным элементам системы профилактических мероприятий, столь важных для благоустройства населенных мест. Важнейшее значение во всей деятельности Ф. Ф. Эрисмана имело обширнейшее санитарно-экономическое обследование фабричных заведений Московской губернии, проведенное совместно с врачами А. В. Погожевым и Е. М. Дементьевым. О масштабах этого обследования, проводившегося в течение 5 лет, свидетельствует тот факт, что оно охватило 1080 промышленных предприятий, где работало свыше 114000 рабочих. Общий объем изданных материалов составил около 450 печатных листов, из которых около >/з принадлежало перу самого Ф. Ф. Эрисмана. Оценивая достоинство данного труда, В. И. Ленин писал: «Это издание, лучшее в сорременной литературе фабрично-заводской статистики...»2. Почти все разделы гигиенической науки обогащены исследованиями Ф. Ф. Эрисмана и «его школы. Особо необходимо указать на капитальное трехтомное «Руководство по гигиене», являющееся первым на русском языке, а также на его книгу «Профессиональная гигиена или гигиена умственного и физического труда». Нельзя не отметить и огромной общественной деятельности Ф. Ф. Эрисмана в Московском гигиеническом обществе как участника Пироговских съездов, организатора земской санитарии и т. д. Не удивительно поэтому, что царское правительство считало его неблагонадежным профессором и искало только формального повода для расправы с ним. Таким поводом послужила подпись Ф. Ф. Эрисмана под ходатайством о смягчении участи студентов, участвовавших в крупных студенческих беспорядках. В результате в 1896 г. он был уволен из университета без объяснения причин и был вынужден уехать в Швейцарию. Эта перемена в жизни была настоящей трагедией для Ф. Ф. Эрисмана, и в одном из писем того вре- Эрисман Ф. Ф. Курс гигиены. Т. 1. М., 1887, с. 12. Ленин В. И. Поли. собр. соч. Изд. 5-е, т. 3, с.„518.
Г В. Xлопин (1863-1929). мени он писал: «Мне часто кажется, что моя жизнь кончена, и, до известной степени, это несомненно, потому что так любить, как я люблю свою деятельность в Москве, можно только один раз». Таковы основные этапы жизни и деятельности Ф. Ф. Эрисмана, одного из основоположников отечественной и мировой гигиены. О роли Ф. Ф. Эрисмана в развитии этой науки очень хорошо сказано в «Автобиографических записках» И. М. Сеченова: «До него гигиена существовала лишь номинально, а в его руках она стала деятельным орудием против многих общественных недочетов и язв... Он из швейцарца превратился в русского, искренне любил Россию и отдал все лучшие годы на служение ей» 1. Говоря о крупнейших русских гигиенистах, нельзя не сказать о Григории Витальевиче Хлопине (1863 — 1929), стоявшем во главе отечественных гигиенистов в течение первой четверти XX века. Из учителей Г В. Хлопина особое влияние на него оказали И. М. Сеченов и Ф. Ф. Эрисман. Пожалуй, именно сочетание отличной подготовки в области физиологии и гигиены позволило ему стать великолепным экспериментатором и написать ценнейшее четырехтомное руководство по методике гигиенических исследований. Другим примечательным фактом в биографии Г В. Хлопина является его участие в социал-демократическом кружке Д. И. Благоева, за что он был арестован царским правительством и выслан из Петербурга. Это характеризует прогрессивность научных взглядов Г В. Хлопина, продолжившего лучшие традиции русской гигиенической школы — ее общественной направленности и связи с практикой. «Ученый-гигиенист,—писал он,—должен соединять в себе эрудицию по своей науке и искусство применять эту эрудицию в практической области санитарной экспер 1 Сеченов И. М. Автобиографические записки. М., 1952, с. 285 — 286.
тизы»1. Важно подчеркнуть, что, руководствуясь данным принципом, Г В. Хлопин сумел провести ряд законопроектов, касающихся школьно-санитарного надзора, санитарной охраны воздуха, воды и почвы населенных пунктов, обеспечения доброкачественности пищевых продуктов, благоустройства курортных местностей и т. д. Большое теоретическое и практическое значение имели его экспериментальные исследования, в особенности определение влияния умственного труда на газообмен и действия нефтяных продуктов на речных рыб и на качество воды. Педагогическая деятельность Г В. Хлопина протекала в Юрьеве, Новороссийске и Петрограде, где с 1918 г. он заведовал кафедрой гигиены Военно-медицинской академии. Именно этот послереволюционный период явился периодом его наивысшего творческого расцвета, когда им были написаны наиболее ценные труды — «Основы гигиены», «Очерки профессиональной гигиены», «Военно-санитарные основы противогазового дела» и др. Большую роль в развитии гигиены в России сыграли медицинские общества и съезды. Прежде всего необходимо отметить деятельность Общества врачей Казани, по настоянию которого в 1872 г. была утверждена первая в России должность санитарного врача. Ее занял выдающийся врач и общественный деятель И. И. Моллесон (1842 — 1920), которого по праву называли «апостолом земской медицины». Следует указать, что он являлся одним из зачинателей нашей санитарной печати и ему принадлежит инициатива устройства сельских яслей. Другой идейный и организационный центр представляли врачи Московского земства во главе с Е. А. Осиповым (1841 — 1904). Бесспорной его заслугой является разработка совместно с Ф. Ф. Эрисманом, П. И. Куркиным и С. М. Богословским методов санитарно-статистического изучения состояния населения. Эти статистические материалы были высоко оценены В. И. Лениным и использованы им в книге «Развитие капитализма в России». Для развития нашей отечественной профилактической медицины важнейшую роль сыграла критика В. И. Лениным санитарного неблагополучия царской России. В. И. Ленин неопровержимо доказал, что опустошительные эпидемии, огромная детская и общая смертность, угроза вырождения рабочего класса и трудящегося крестьянства были следствием существующего государственного строя и могли быть устранены лишь при его уничтожении. К числу великих русских ученых, оказавших большое влияние на развитие гигиены, можно отнести Д. И. Менделеева. 1 Хлопин Г. В. Основы гигиены. Т. 1, в. 1. М. 1921, с. 14.
Особое значение для гигиенической науки имеют его работы по санитарной охране атмосферного воздуха, водоемов и почвы. Он, в частности, резко возражал против концепции Пет-тенкофера о допустимости спуска в водоемы неочищенных стоков и указывал на ограниченность процессов самоочищения в местах значительного загрязнения рек. Эти взгляды великого русского химика несомненно оказали влияние на Г В. Хлопина, который после проведения соответствующих исследований также публично выступил против Петтенкофера. В своих статьях Д. И. Менделеев неоднократно доказывал экономическую целесообразность очистки и обезвреживания промышленных и бытовых выбросов, так как содержащиеся в них ценные вещества с успехом могут быть использованы для самых различных целей. О его внимании к основным проблемам гигиены может свидетельствовать и тот факт, что в своих «Основах химии» он подчеркнул эпидемиологическое значение воды, изложив методику ее бактериологического исследования, отметил важное значение растворенного кислорода, осветил различные санитарные показатели качества воды и т. д. Характеристика деятельности русских гигиенистов дореволюционного периода во многих отношениях будет неполной, если не упомянуть о том, в каких тяжелейших условиях им приходилось жить и работать. Для проведения любого профилактического мероприятия, как правило, необходимо было преодолевать огромные препятствия и даже подвергаться угрозе административных репрессий, поэтому далеко не все научные открытия и достижения отечественных гигиенистов могли быть завершены и, главное, реализованы в санитарной практике. Однако приходится удивляться не тому, что было мало сделано, а тому, сколько сделали в то мрачное время эти люди большого сердца и светлой души. РАЗВИТИЕ ГИГИЕНЫ В СССР После Великой Октябрьской социалистической революции наступает качественно новый этап в развитии отечественной гигиены, так как ученые получают невиданные возможности для научной разработки основных гигиенических проблем, а главное, для претворения в жизнь своих достижений. Об этом ярко свидетельствует Программа партии, принятая VIII съездом РКП(б) в 1919 г., в которой подчеркивалась необходимость проведения широких профилактических мероприятий по оздоровлению населенных мест, организации общественного питания на научных началах, предупреждения распространения заразных заболеваний и создания санитарного законодательства.
Важнейшей исторической вехой в становлении советского здравоохранения явилось учреждение в июле 1918 г. Нарком-здрава РСФСР во главе с Н. А. Семашко. Трудно переоценить также значение декрета Совета Народных Комиссаров РСФСР (сентябрь 1922 г.) «О санитарных органах республики». Так в тяжелейших условиях гражданской войны, интервенции и хозяйственной разрухи было положено начало санитарной организации молодого Советского государства. Огромное значение в этом отношении имело то большое внимание, которое уделял ее развитию лично В. И. Ленин, подписавший около 100 декретов и постановлений по вопросам здравоохранения. Годы первых пятилеток были также ознаменованы важными законодательными актами, сыгравшими большую роль в развитии социалистического здравоохранения. Следует особо выделить постановление ЦИК и СНК СССР о создании Государственной санитарной инспекции (декабрь 1933 г.), которое значительно расширило границы ее деятельности и усилило контрольные функции, обеспечив независимость при осуществлении соответствующих видов надзора. К концу предвоенного периода советское здравоохранение уже имело достаточно мощную, централизованную государственную санитарную организацию, обладающую всеми возможностями для проведения самых широких оздоровительных мероприятий среди населения. При этом основным ее звеном являлась обширная сеть областных, городских, районных и ведомственных санитарно-эпидемиологических станций, созданных в 1939 г. Опыт Великой Отечественной войны (1941 — 1945) подтвердил эффективность работы санитарной службы нашей страны, так как эта война в отличие от прошлых не сопровождалась опустошительными эпидемиями инфекционных заболеваний. О том же свидетельствует и успешная ликвидация ее тяжелых санитарных последствий. Необходимо подчеркнуть, что на каждом историческом этапе Коммунистическая партия, руководствуясь марксистско-ленинским учением, решала новые задачи борьбы за оздоровление условий жизни и повышение благосостояния трудящихся. Ярким примером могут служить «Основы законодательства Союза ССР и союзных республик о здравоохранении» (1969). Третий раздел этого закона полностью посвящен обеспечению санитарно-эпидемиологического благополучия населения. При этом проведение соответствующих мероприятий, направленных на ликвидацию и предупреждение загрязнений внешней среды, улучшение условий труда и быта населения, профилактику заболеваний и т. д., является обязанностью всех государственных органов, учреждений, промышленных пред-
Н. А. Семашко (1874—1949). приятии, колхозов, профессиональных союзов •« иных общественных организаций. Вместе с тем нарушение санитарно-гигиенических и противоэпидемических правил и нормативов влечет за’ собой привлечение виновных к дисциплинарной, административной и уголовной ответственности. Трудно переоценить также значение для развития гигиенической науки и таких законодательных документов, утвержденных Верховным Советом Союза ССР, как «Основы водного законодательства» (1970) и «Основы законодательства о труде» (1971). В развитие первого из них ЦК КПСС и Советом Министров СССР были приняты в 1972 г. специальные постановления о защите от загрязнения озера Байкал и бассейнов рек Волги и Урала. Весьма важным является также новое Положение о государственном санитарном надзоре (1973), направленное на дальнейшую его специализацию и совершенствование деятельности санитарно-эпидемиологической службы при разрешении соответствующих вопросов. Успехи гигиенической науки в Советском Союзе, многообразие и масштабы рассматриваемых проблем закономерно привели к необходимости ее дифференциации, т. е. к превращению отдельных отраслей гигиены в самостоятельные дисциплины. Это в первую очередь коснулось социальной и коммунальной гигиены, гигиены питания, гигиены труда, гигиены детей и подростков, а также военной гигиены. В дальнейшем выделилась транспортная и авиационная гигиена, гигиена физической культуры и спорта, радиационная гигиена и, наконец, гигиена космических полетов. По обоснованному мнению Н. В. Лазарева, пришло время ставить вопрос о создании геогигиены, т. е. науки об основах санитарного благополучия населения всего земного шара. Иными словами, основная ее задача заключается в разработке и проведении мероприятий по охране и оздоровлению внешней среды в глобальных масштабах.
3. П. Соловьев (1876—1928). Политика Коммунистической партии и Советского правительства в области здравоохранения обеспечила все условия для успешной деятельности целой плеяды крупных ученых-гигиенистов, к числу которых необходимо прежде всего отнести Н. А. Семашко основоположника социальной гигиены как самостоятельной дисциплины. Вступив в 1893 г. в Коммунистическую партию, он совмещал активную партийную работу с научной и прошел путь от сельского врача до действительного члена Академии медицинских наук СССР. В первые же годы своей научной деятельности Н. А. Семашко опубликовал интересное исследование — «Санитарное описание села Панино Горбатов-ского уезда». После Великой Октябрьской социалистической революции Н. А. Семашко, будучи наркомом здравоохранения, много сделал для разрешения основных гигиенических проблем. В частности, ему принадлежит бесспорная заслуга в законодательном оформлении ряда важнейших санитарных мероприятий, относящихся к водоснабжению и канализации городов, их очистке, зонам санитарной охраны водопроводов, хлорированию воды, спуску промышленных стоков, пищевой санитарии, охране труда и др. Вместе с тем он является автором многих ценных работ по школьной гигиене и физическому воспитанию. Незадолго до смерти Н. А. Семашко были задуманы и написаны «Очерки по теории организации советского здравоохранения», представляющие первую попытку обобщить основные принципы советской медицины. Подчеркивая ее преимущества, он писал: «Основной источник силы советского здравоохранения заключается в том, что оно является частью советского государственного строя, зародилось и развивается на базе и в условиях советской власти» L Большая роль в развитии санитарной организации СССР Семашко Н. А. Очерки по теории организации советского здравоохранения. М., 1947, с. 7.
принадлежит и 3. П. Соловьеву — многолетнему руководителю- Военно-санитарной службы Советской Армии. Несмотря на то что научная деятельность 3. П. Соловьева совмещалась с напряженной партийной и административной работой, он многое сделал для разрешения актуальных вопросов гигиены. Особое значение имеют его труды, обосновывающие необходимость единого лечебно-профилактического направления советской медицины. Говоря о такой перестройке лечебного дела, он подчеркивал: «Одни только лечебные мероприятия, взятые сами по себе, без связи с широкими мерами воздей- А. Н. Сысин (1879-1956). ствия на вызывающую те или иные болезни среду, остаются бессильными и обречены на заведомую неудачу»1. Поэтому в центре внимания сельского участкового врача, по мнению 3. П. Соловьева, должно стоять проведение общеоздоровительных санитарных мероприятий на территории участка, противоэпидемическая работа, санитарное просвещение и изучение санитарного состояния населения. Как выдающийся гигиенист, он многое сделал для организации гигиенического обеспечения Советской Армии в отношении норм питания, обмундирования, строительства казарменных помещений и т. д. В сфере его внимания всегда находились и вопросы профессиональной гигиены, начиная от условий труда на промышленных предприятиях и кончая организацией медицинского обслуживания рабочих. Наряду с именами основоположников советского здравоохранения Н. А. Семашко и 3. П. Соловьева можно назвать имена ряда других ученых, которые своими трудами и организаторским талантом способствовали развитию гигиены в СССР. В этом отношении прежде всего необходимо остановиться на деятельности Алексея Николаевича Сысина. Поступив на медицинский факультет Московского университета в 1897 г., он закончил его только в 1908 г., так как за участие в студен- 1 Соловьев 3. П. Строительство советского здравоохранения. М. 1932, с. 34.
A. H. Марзеев (1883—1956). ческом движении и социал-демократических организациях неоднократно под-вергался аресту, отбывал тюремное заключение и ссылку в Иркутской губернии. По окончании университета А. Н. Сысин работал участковым врачом и в 1913 г. был избран на должность городского врача Москвы. С первых же дней после победы Великой Октябрьской социалистической революции А. Н. Сысин энергично участвовал в строительстве социалистического здравоохранения и борьбе с эпидемическими заболеваниями. Вместе с Н. А. Семашко он создал основы советской санитарной организации и санитарного законодательства. Одновременно с руководящей деятельностью в Нарком-здраве А. Н. Сысин вел большую научную и педагогическую работу как профессор кафедры гигиены I Московского медицинского института и кафедры коммунальной гигиены Центрального института усовЬршенствования врачей. В 1944 г. он был избран действительным членом Академии медицинских наук СССР и с этого времени являлся директором Института общей и коммунальной гигиены Академии медицинских наук СССР. После смерти А. Н. Сысина институту было присвоено его имя. К числу наиболее видных гигиенистов нашей страны принадлежит Алексей Никитич Марзеев (1883—1956). Выходец из крестьянской семьи, он по окончании Московского университета занимал должность земского санитарного врача в Екате-ринославской губернии и с тех пор всю свою жизнь посвятил делу охраны народного здоровья. Особенно широко развернулась его деятельность после Великой Октябрьской социалистической революции, когда он возглавил украинскую санитарную организацию. А. Н.. Марзеев принимал активное участие в создании Украинского института коммунальной гигиены (1931), директором которого он оставался до последних дней своей жизни. Ему принадлежит более 120 научных работ и общеизвестное руководство по гигиене. Многочисленные его ученики
и последователи работают во всех уголках Советского Союза. Видная роль в развитии школьной гигиены принадлежит выдающемуся советскому гигиенисту Альфреду Владиславовичу Молькову (1870—1947). По его инициативе и при непосредственном участии были организованы первые в СССР кафедры по этой дисциплине. А. В. Мольков и его сотрудники начали систематическое изучение динамики физического развития детей и подростков. Он является автором многих научных работ, в том числе учебника по школьной гигиене. Известны также его исследования по вопросам санитарного просвещения, организации здравоохранения и др. С развитием советской гигиены труда тесно связаны имена В. А. Левицкого и С. И. Каплуна. Выдающийся гигиенист и организатор санитарного дела Вячеслав Александрович Левицкий (1867—1936) начал свою врачебную деятельность в качестве земского врача в уездах Московской губернии. Из крупных его работ этого периода следует назвать «Санитарные условия труда шляпного промысла», в которой он вскрыл причины физического вырождения кустарей, занятых изготовлением фетра с применением азотнокислой ртути. В течение ряда лет В. А. Левицкий вел упорную борьбу за внедрение безртутного способа производства, но наталкивался на сопротивление фабрикантов. Только в условиях социалистического строя этот вопрос был быстро и успешно разрешен. Известны его труды о роли эмоций в этиологии утомления, по гигиене микроклимата, в частности проблеме лучистого и конвекционного тепла. В разработке советского законодательства по охране труда огромная роль принадлежит Сергею Ильичу Каплуну (1897—1943). Под его руководством разработаны многие разделы «Кодекса законов о труде». Окончив в 1917 г. медицинский факультет Московского университета, С. И. Каплун с 1918 по 1927 г. работал в Народном комиссариате труда. В 1925 г. по его инициативе и при его участии был организован Научно-исследовательский институт охраны труда, директором которого он являлся с 1927 по 1932 г. С 1926 г. С. И. Каплун возглавлял организованную по его инициативе кафедру гигиены труда, его перу принадлежит одно из капитальных руководств по этой дисциплине. К сожалению, ограниченный объем учебника не позволяет привести даже краткую характеристику деятельности многих представителей отечественной гигиенической науки, имена которых известны далеко за пределами нашей Родины. Так, актуальные вопросы гигиены атмосферного воздуха освещены в капитальных трудах В. А. Рязанова и Р. А. Бабаянца. Большое значение для гигиены водоснабжения населенных
мест имеют работы С. В. Моисеева, С. М. Строганова, С. М. Драчева, И. И. Беляева, Г И. Сидоренко, В. М. Жаботинско-го, С. Н. Черкинского. Важную роль для гигиенической характеристики лучистой энергии и аэроионизации воздушной среды играют исследования Н. Ф. Галанина и А. А. Минха, последний из которых является автором общеизвестного руководства по методике санитарно-гигиенических исследований. Для развития гигиены питания большую ценность, несомненно, представляют работы М. И. Шатерникова, И. П. Разен-кова, О. П. Молчановой, Б. А. Лаврова, А. А. Покровского и А. П. Шицковой. Становление гигиены труда в СССР связано с именами В. А. Левицкого, С. И. Каплуна, А. А. Летавета, И. А. Вигдорчика, 3. Б. Смелянского, Н. Ф. Измерова и многих других ученых. Основы промышленной токсикологии заложены исследованиями Н. С. Правдина и Н. В. Лазарева. В гигиену детей и подростков ценный научный вклад внесли Д. Д. Бекарюков, А. В. Мольков, С. М. Тромбах и М. Д. Большакова. Наконец, в области военной и радиационной гигиены важнейшее значение имеют труды одного из учеников Г В. Хло-пина — Ф. Г. Кроткова, который во время Великой Отечественной войны возглавлял гигиеническую службу в Советской Армии. Говоря об успехах гигиенической науки за 60 лет советской власти, необходимо остановиться на достижениях в области коммунальной гигиены. Это прежде всегр относится к основным проблемам санитарной охраны водоемов и атмосферного воздуха, в частности к установлению для них предельно допустимых концентраций различных вредных веществ. Фундаментальные исследования были проведены и по обоснованию нормативов качества питьевой воды, оценке методов ее очистки и обеззараживания, по разработке санитарных правил защиты водоемов от загрязнения. Большое значение имеют также материалы по изучению вопросов планировки городов и сел, рационального строительства жилых домов, очистки населенных мест и т. д. Весьма важные результаты были получены гигиенистами, разрабатывающими проблемы гигиены питания. Первой и основной задачей являлось здесь обоснование норм и принципов построения пищевого рациона для различных возрастных и профессиональных групп населения. Решающую роль в этом отношении сыграла концепция сбалансированного питания, положенная в основу физиологического нормирования его качественных и количественных показателей. Одновременно проводились широкие исследования химического состава и питательной ценности пищевых продуктов, а также возможной их роли в возникновении пищевых отравлений. Наконец, большое внимание уделялось разработке методики предупре
дительного санитарного надзора за проектированием и строительством предпрятий общественного питания. — В первые же годы после Октябрьской революции охрана здоровья трудящихся приобрела государственное значение, что в свою очередь потребовало широкого развития научных исследований в области гигиены труда. В процессе этих исследований была успешно разработана проблема производственного микроклимата, что позволило ликвидировать тяжелые профессиональные заболевания, связанные с перегревом организма. Значительные результаты были достигнуты и в области промышленной токсикологии, что особенно относится к работам по установлению предельно допустимых концентраций для токсических веществ в воздухе рабочих помещений. Большое внимание уделялось вопросам профилактики пневмокониозов и в первую очередь силикоза. В широких масштабах изучалось также воздействие некоторых новых физических факторов производственной среды — ультразвука, электромагнитных волн радиочастотного диапазона, ионизирующего излучения и некоторых других. Определенные успехи были достигнуты и в разработке гигиенических нормативов и санитарных требований по устройству и оборудованию предприятий применительно к различным отраслям промышленности. Гигиена детей и подростков, ранее именуемая школьной гигиеной, играет ведущую роль в общей системе государственной охраны здоровья подрастающего поколения. Так, большое значение имели разработанные по материалам массовых обследований возрастно-половые стандарты физического развития для детских и юношеских контингентов населения. Другим ведущим направлением являлось научное обоснование гигиенических требований к учебно-воспитательной работе в школах и других детских учреждениях, а также к их благоустройству и оборудованию. При этом особое внимание уделялось гигиене труда подростков, обучавшихся в системе профессионально-технического образования. Следует подчеркнуть, что советским гигиенистам принадлежит приоритет почти во всех направлениях гигиенического нормирования. Это относится к нормативам питьевого водоснабжения, дифференцированным физиологическим нормам питания, к установлению предельно допустимых концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе, в рабочей зоне производственных помещений, воде водоемов и др. Претворяя в жизнь ленинские идеи в области народного здравоохранения, XXV съезд КПСС определил в своих решениях важность проведения основных профилактических мероприятий. В своем отчетном докладе на съезде Л. И. Брежнев
подчеркивал, что «среди социальных задач нет более важной, чем забота о здоровье советских людей»1. В этом отношении одной из ведущих проблем является охрана окружающей среды, на осуществление которой в десятой пятилетке выделено 11 млрд, рублей. В указанных целях предусматривается разработка и применение новых средств борьбы с выбросами вредных веществ в атмосферу и водоемы, комплексного и рационального использования природных ресурсов. Вместе с тем важнейшей задачей десятого пятилетнего плана является жилищное строительство, выполнение которого увеличит жилую площадь нашей страны на 545 — 550 млн. м2. Трудно также переоценить значение планируемых мероприятий по улучшению условий труда, повышению его творческого характера путем автоматизации и механизации производственных процессов, особенно тяжелых и малопривлекательных, совершаемых под землей и вредных для здоровья. Большую роль несомненно должен играть и дальнейший прогресс в охране материнства и детства. Наконец, одной из кардинальных проблем является организация на современных научных основах общественного питания и расширения сферы обслуживания населения. Таким образом, решения XXV съезда КПСС открывают самые широкие перспективы для дальнейшего развития гигиены. При этом необходимо особо подчеркнуть, что новая Конституция Союза Советских Социалистических Республик надежно обеспечивает реализацию важнейших достижений гигиенической науки. Так, статья 18 второй главы Основного закона гласит следующее: «В интересах настоящего и будущих поколений в СССР принимаются необходимые меры для охраны и научно обоснованного, рационального использования земли и ее недр, водных ресурсов, растительного и животного мира, для сохранения в чистоте воздуха и воды, обеспечения воспроизводства природных богатств и улучшения окружающей человека среды». Самое непосредственное отношение для развития гигиены имеет 21 статья третьей главы Конституции, согласно которой «Государство заботится об улучшении условий и охраны труда, его научной организации, о сокращении, а в дальнейшем и полном вытеснении тяжелого физического труда на основе комплексной механизации и автоматизации производственшлх процессов во всех отраслях народного хозяйства». Среди социальных прав человека, гарантируемых Конституцией нашей страны, величайшее значение представляют пра 1. Брежнев Л. И. Отчет Центрального Комитета КПСС и очередные задачи партии в области внутренней и внешней политики. Доклад XXV съезду КПСС 24 февраля 1976 г. М., 1977, с. 49.
во на труд, право на отдых, право на охрану здоровья, право на материальное обеспечение в старости, в случае болезни и право .на благоустроенное жилище. Все эти права граждан являются результатом построения в СССР общества развитого, зрелого социализма и неразрывно связаны с руководящей и направляющей деятельностью КПСС. Таким образом, новая Конституция законодательно закрепляет завоевания Великой Октябрьской социалистической революции, определяет основные задачи и цели продвижения советского народа по пути коммунистического строительства. Гуманизм социалистического стрбя находит свое яркое проявление в проведении самых широких мероприятий по охране окружающей среды, особой заботе о здоровье подрастающего поколения, предупреждении и снижении заболеваемости, обеспечении долголетней активной жизни человека. Следовательно, утверждение новой Конституции СССР обусловило дальнейшее совершенствование народного здравоохранения, что в первую очередь относится к основным проблемам профилактической медицины. Главным итогом гигантской созидательной работы по охране народного здоровья должно являться осуществление конечной цели гигиены — увеличение продолжительности человеческой жизни. В этом отношении в СССР достигнуты значительные успехи, о чем свидетельствуют соответствующие демографические показатели (табл. 1, 2). Как видно из табл. 1, общая смертность населения в нашей стране уменьшилась по сравнению с таковой в дореволюционный период более чем в 3,5 раза, а детская (в возрасте до 1 года) — в 10,5 раза. В последние годы первый из этих показателей колеблется в пределах от 7,3 до 8,6, а второй — от 25 до 27 и являются сейчас наиболее низкими в мире. Таблица 1 Общие коэффициенты рождаемости, смертности и естественного прироста населения СССР Годы На 1000 населения Умерло детей в возрасте до 1 года на 1000 родившихся число родившихся число умерших естественный прирост 1913 45,5 29,1 16,4 269 1918 47,0 30,2 16,8 273 1940 31,2 18,0 13,2 182 1950 26,7 9,7 17,0 81 1955 24,9 8,2 17,5 60 1965 18.4 7,3 11,1 27 1970 17,4 8,2 9,2 25 1973 17,6 8,7 8,9 26 1976 18,5 9,5 9,0
Таблица 2 Рождаемость, смертвость естественный прирост населения в 1976 г. по отдельным странам мира 1 Страны На 1000 населения число родившихся число умерших естественный прирост СССР 18,5 9,5 9,0 Болгария 16,6 10,3 5,0 ГДР 10,8 14,3 -3,5 Польша 19,4 8,8 10,6 Чехословакия 19,2 ИЗ 7,9 Англия 12,4 11,8 0,6 Италия 14,8 9,9 4,9 США 14,8 8,9 5,9 ФРГ 12,4 11,8 -2,4 Дания 15,2 9,8 5,4 Франция. 15,2 10,4 4,8 Швейцария 12,4 8,8 3,6 1 Статистический сборник «СССР в цифрах в 1977 г.». М., 1977. Вместе с тем в Советском Союзе имеются относительно высокие для европейских стран и США коэффициенты рождаемости. Вполне закономерно, что уменьшение смертности должно было отразиться на средней продолжительности жизни, которая ныне равняется 70 годам. Являясь одним-из наиболее высоких в мире, данный показатель увеличился более чем в два раза по сравнению с дореволюционным периодом, когда в России он был рарен всего 32 годам. Определенные изменения можно отметить в отношении возрастно-половой структуры населения, 80% которого составляют люди, родившиеся после Великой Октябрьской социалистической революции. При этом для Советского Союза, так же как и для многих других стран, характерна более высокая смертность мужчин, что приводит к известной диспропорции полов с определенным преобладанием женщин. Указанные демографические изменения могут быть графически представлены в виде так называемой возрастной пирамиды (рис. 1), где слева по вертикальной оси откладываются ступеньки, величина которых соответствует доле мужского населения данного возраста (в процентах ко всему населению), а справа — женского. По данным переписи 1970 г., население Советского Союза увеличилось за предшествующие 11 лет на 32,9 млн., т. е. на 15,3%. По данным переписи населения 1979 г. численность населения СССР составляет 262 млн. 442 тыс.
Мужчины жзнщины Рис. 1. «Возрастная пирамида» населения СССР на 1970 г. Из всего сказанного следует, что анализ демографических данных несомненно свидетельствует о прогрессивном повышении уровня здоровья советского народа. Более того, эти данные показывают, что СССР становится государством, отличающимся самой низкой смертностью и самой высокой продолжительностью жизни.
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ ГИГИЕНА ВОЗДУХА И КЛИМАТА HACEJ ЗНЫХ МЕСТ I м По сравнению с многообразием изменений внешних условий границы, в которых возможна жизнь вообще и жизнь людей в особенности, очень узки. Вот почему основной путь к выходу человека за пределы обычных условий существования заключается как бы в «моделировании» в новой обстановке привычной микросреды обитания. Это прежде всего относится к химическому составу вдыхаемого воздуха, температурно-влажностному режиму, уровню атмосферного давления, интенсивности радиационного фактора и т. д., искусственно создаваемых и постоянно поддерживаемых внутри кабины современного самолета, космического корабля, подводной лодки и батискафа. Таким образом, возможность пребывания на больших высотах или глубинах объясняется не изменением самой биологической природы человека, а совершенствованием технических средств, позволяющих сохранять на должном уровне необходимые нам свойства окружающей среды. Без этого были бы неосуществимы наши обычные воздушные путешествия на современных самолетах, полет которых проходит на уровне 8—10 км и выше, т. е. в зоне, смертельной для человеческого организма. Трудно себе представить, что даже в самом отдаленном будущем люди, допустим, смогли бы приспособиться к совершенно иному химическому составу вдыхаемого воздуха. Отсюда следует, что сохранение в атмосфере определенного уровня кислорода является одним из непременных условий для существования грядущих поколений. Важнейшим принципом профилактической медицины служит также использование выраженной адаптационной способности человеческого организма к изменениям внешней среды. Это объясняется тем обстоятельством, что далеко не всегда 38
нам удается добиться полного кондиционирования окружающей микросреды. Так, если в обычных самолетах пассажиры, даже с нарушенной' деятельностью сердечно-сосудистой системы, обычно чувствуют себя вполне удовлетворительно, то военные летчики при высотных сверхзвуковых полетах находятся совсем не в комфортных условиях. Еще более неблагоприятная обстановка создается пока на космических кораблях, где космонавты подвергаются влиянию огромных ускорений (во время пуска и приземления), воздействию проникающей радиации и состояния невесомости, при которых происходят разгрузка опорно-двигательного аппарата, изменение кровообращения, гормональной и нервной регуляции. Общеизвестно, что способность человека к пребыванию в необычных условиях может быть повышена благодаря специальной упражняемости и тренировке, а также в результате общего его закаливания. Необходимо, однако, подчеркнуть, что адаптационные и приспособительные реакции нашего организма довольно ограниченны. Поэтому основное значение имеют профилактические мероприятия по сохранению и повышению положительных свойств окружающей нас внешней среды, что прежде всего может быть показано при гигиенической характеристике атмосферы, т. е. газовой оболочки вокруг земного шара. По словам Ф. Ф. Эрисмана, «...воздух является самой общей средой из всех, с которыми человек приходит в соприкосновение, и изменением своего химического состава и своих физических свойств легко может нарушать гармоническое равновесие нашего организма, то вполне физиологическое состояние последнего, которое мы называем здоровьем»1. Конкретизируя роль воздушной среды, можно сформулировать ее следующим образом: воздух доставляет необходимый для жизни кислород, принимает все газообразные продукты обмена веществ, оказывает влияние на процессы терморегуляции и многие другие функции организма. Изменение состава и свойств воздушной среды в состоянии отрицательно воздействовать на организм, причем она может являться наиболее опасным носителем токсического и инфекционного начала. Вместе с тем атмосфера оказывает влияние на многие энергетические, геологические и гидрологические процессы, а также служит одним из главных факторов климатообразования, определяя количество и качество солнечной радиации у земной поверхности. Облачность, дожди, снег, ветер — все это рождается в воздушной оболочке нашей планеты и без нее не могли бы существовать. 1 Эрисман Ф. Ф. Курс гигиены. Т. 1. М., 1887, с. 21.
Глава 3. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА И ЕГО ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ По своему химическому составу воздух тропосферы, т. е. прилегающего к земле воздушного слоя высотой в 9—11 км, представляет собой механическую смесь газов, количество которых довольно разнообразно. Так, содержание в ней азота равняется 78,09%, кислорода — 20,95% и двуокиси углерода — 0,03%. Сумма же всех остальных газов несколько меньше 1%, к ним относятся аргон, гелий, неон, криптон, ксенон, радон, водород, закись азота, озон и водяные пары (табл. 3). Таблица 3 Химический состав в масса сухого атмосферного воздуха (по В. А. Рязанову) Газ Химический состав, В об. % Масса (в Т 1015) Газ Химический состав, в об. % Масса (в Т .1015) Азот 78,09 3,8648 Метан 0,00022 0,0000062 Кислород 20,95 1,1841 Криптон 0,0001 0,0000146 Аргон 0,93 0,06555 Закись азота 0,0001 0,0000077 Двуокись угле- 0,03 0,00233 Водород 0,00005 0,0000002 рода Ксенон 0,000008 0,0000018 Неон 0,0018 0,0000636 Озон 0,000001 0,0000035 Гелий 0,00052 0,0000037 Радон 6 • 10“18 • — Среди постоянных примесей природного происхождения необходимо также указать на' некоторые газообразные продукты, образующиеся в результате как химических, так и биологических процессов. Среди них заслуживает специального упоминания аммиак, содержание которого вдали от населенных мест равняется 0,003—0,005 мг/м3, метан, уровень которого в среднем 0,0002%, окислы азота, концентрация которых в атмосфере достигает примерно 0,0015 мг/м3, сероводород и др. Кроме газообразных и парообразных примесей, в воздухе, как правило, содержится пыль космического происхождения, выпадающая на земную поверхность в течение года в количестве 0,00007 т/км2, а также пылевые частицы, поступающие при извержении вулканов. Однако наибольшее значение для естественного загрязнения тропосферы имеет так называемая наземная пыль (почвенная, растительная, дым лесных пожаров), которой особенно много в континентальных воздушных массах из пустынь Африки и Центральной Азии. Таким образом, идеально чистая воздушная среда является в действительности только теоретически существующим поня-40
тием. При. этом естественное изменение состава атмосферы обычно играет весьма небольшую роль по сравнению с возможными, последствиями его искусственного нарушения. Это нарушение, преимущественно связанное с производственной деятельностью населения, устройствами для бытового обслуживания и транспортом, в состоянии приводить даже к денатурации воздушной среды, т. е. к выраженным отличиям ее свойств и состава от соответствующих показателей природной атмосферы. Более того, динамическое равновесие, существовавшее в природе в отношении выделения и поглощения кислорода, углекислоты и азота, постепенно нарушалось по мере развития индустриальной деятельности человечества. В результате основной состав воздуха стал подвергаться, казалось бы, незначительным и медленным, но тем не менее необратимым изменениям. Так, подсчитано, что за последние 50 лет было использовано кислорода примерно столько же, сколько за предшествующий миллион лет, а именно 0,02% от его запаса в атмосфере. В дальнейшем расход этого животворного газа, очевидно, будет превышать 10 млрд, т в год. Вместе с тем соответственно повышается и выброс в воздушную оболочку земного шара двуокиси углерода, достигший 360 млрд, т за последние 100 лет. Некоторому уменьшению может подвергнуться и абсолютная масса атмосферного азота, который все больше используется в промышленности для получения различных химических продуктов, главным образом удобрений. Достаточно сказать, что его потребление за 1970—1971 гг. достигло почти 40 млн. т. Для того чтобы представить себе возможные последствия указанных изменений состава воздушной среды необходимо хотя бы вкратце остановиться на биологической роли важнейших ее ингредиентов. КИСЛОРОД В организме человека, как наиболее высокоорганизованной форме жизни, существует исключительная зависимость его состояния от снабжения кислородом. Поэтому при кислородной недостаточности возможно развитие тяжелого патологического процесса, причем Особенно чувствительной к гипоксии является центральная нервная система. Необходимо отметить, что для нас важно не столько относительное (процентное) содержание кислорода во вдыхаемом воздухе, сколько его абсолютное количество, на что показывает величина парциального давления. Под этим термином подразумевается та часть атмосферного давления, которая приходится на долю определенного газа. Ввиду того что оно
Рис. 2. Изменение парциального давления кислорода в атмосферном воздухе на различных высотах. уменьшается с увеличением высоты местности над уровнем моря, то соответствующий показатель должен подвергаться определенному снижению (рис. 2). Так, если при нормальных условиях парциальное давление равняется 159 мм рт. ст., то на высоте- 5000 м — достигает 86 мм рт. ст., а на уровне 10000 м —41 мм рт. ст. Таким образом, ухудшение самочувствия и функционального состояния с поднятием на большие высоты имеет прямую связь с уменьшением абсолютного количества кислорода в тропосфере. Для профилактики этих нарушений необходимо искусственно повысить его парциальное давление. При этом установлено, что длительное вдыхание воздуха, содержащего большое количество кислорода, переносится без особых последствий. Что же касается влияния на организм его резко повышенного парциального давления, то последнее может приводить к опасным поражениям органов дыхания (пневмония, отек легких) и центральной нервной системы (эпилептоидные судороги). озон Озон представляет собой аллотропическое видоизменение кислорода, состоящее из трех атомов, причем наибольшие его количества отмечаются на уровне 20— 30 км над уровнем мо-42
ря. Общебиологическое действие этого газа весьма велико, так как он поглощает коротковолновую ультрафиолетовую солнечную радиацию, оказывающую губительное действие на все живое. Одновременно озон частично задерживает обратное инфракрасное излучение Земли, предотвращая тем самым чрезмерное охлаждение ее поверхности. Наконец, озон обладает высокими окислительными свойствами при взаимодействии с органическими веществами, в результате чего в городах, где воздух сильнее загрязнен, его концентрация ниже, чем в сельских местностях. Напротив, в помещениях физиотерапевтических и рентгенологических кабинетов он находится в больших количествах благодаря повышенному образованию при электрических разрядах. При этом необходимо иметь в виду, что озон может обусловливать раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей, головокружение и ряд вегетативных расстройств. Полагают, что этот газ в состоянии вызывать образование свободных радикалов, нарушать окислительные процессы и высвобождать из тканей адреналин. В больших же концентрациях озон может обусловливать отек легких. УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ Важным составным ингредиентом атмосферного воздуха является углекислота, концентрация которой вне зоны загрязнения в среднем равняется 0,03 об.%, или 591 мг/м-\ Подсчитано, что основное ее количество содержится в растворенном состоянии в морях и океанах, причем в природных условиях происходит непрерывный кругооборот двуокиси углерода. Однако, выделяясь в поистине колоссальных количествах при сжигании топлива и некоторых других процессах, она не может больше полностью усваиваться растениями и поглощаться морской водой. В результате углекислота начинает постепенно накапливаться в атмосфере, причем особенно значительные ее количества отмечаются в районах расположения предприятий черной металлургии, где в радиусе 1 км средняя ее концентрация нередко достигает 1%. По своему физиологическому действию двуокись углерода является, как известно, возбудителем дыхательного центра. В больших концентрациях она обладает наркотическим действием, а также оказывает раздражающее влияние на кожу и слизистые оболочки. До недавнего времени считалось, что безопасным пределом повышения содержания данного газа в воздухе жилых помещений служит 0,07 (по К. Флюгге) или 0,1% (по М. Пет-тенкоферу). Более того, предполагалось, что даже значительно большее содержание двуокиси углерода (1 —2%) не отражается на функциональном состоянии организма. Однако при более тщательной проверке все эти предположения оказались недо
статочно обоснованными. Так, даже кратковременное вдыхание здоровыми людьми воздуха, содержащего 0,5% углекислоты, вызывало отчетливые сдвиги со стороны внешнего дыхания, периферического кровообращения и электрической активности мозга, причем пороговая концентрация оказалась равной 0,1%. Таким образом, повышение содержания двуокиси углерода, отмечаемое в воздухе крупных индустриальных центров, вполне может вызвать некоторые функциональные сдвиги в организме, особенно у непривычного человека. Необходимо, правда, отметить, что вредное влияние малых концентраций углекислого газа в условиях хронического воздействия изучено еще явно недостаточно и нуждается в дальнейшей экспериментальной проверке. Следует также подчеркнуть, что двуокись углерода, по-ви-димому, играет большую роль в поглощении обратной инфракрасной радиации Земли, способствуя уменьшению охлаждения ее поверхности. Поэтому не лишена вероятности точка зрения тех авторов, которые связывают глобальные изменения земного климата с прогрессивно нарастающим повышением ее концентрации в верхних слоях атмосферы. При оценке чистоты воздуха в жилых и общественных зданиях важное гигиеническое значение имеет определение содержания углекислоты как косвенного показателя ухудшения его свойств. Другими словами, при большом скоплении людей в плохо вентилируемых помещениях наряду с увеличением ее содержания происходит соответственное (параллельное) повышение концентрации других вредных химических соединений, изменение микроклиматических условий; уменьшение числа легких ионов и нарастание количества микроорганизмов. Принимая же во внимание несложность методики определения двуокиси углерода, можно широко применять данный показатель, при самых различных гигиенических исследованиях, в частности при оценке эффективности вентиляций. АЗОТ И ГРУППА ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ Азот по своему количественному содержанию имеет первостепенное значение при оценке химического состава воздуха, причем в природе происходит непрерывный круговорот этого газа. В результате атмосферный азот превращается в органические соединения, при разложении которых он восстанавливается и вновь поступает в воздушную среду. Биологическое значение данного газа заключается еще в том. что он служит разбавителем кислорода, вдыхание которого в чистом виде небезразлично для организма. До недавнего времени считалось, что азот и вся группа инертных газов физиологически индифферентны. Однако
в дальнейшем было экспериментально доказано (особенно работами школы Н. В. Лазарева), что эти газы являются слабыми наркотиками. Наркотическое же действие не может проявляться при обычном атмосферном давлении благодаря очень малой растворимости в крови. Последнее положение было прежде всего доказано в отношении азота. При проведении специальных экспериментов удалось установить, что он в условиях повышенного давления вызывает у животных расстройство нервно-мышечной координации, последующее двигательное возбуждение и, наконец, своеобразное наркотическое состояние бет ровного и глубокого сна. Фактически к тем же выводам пришли исследователи при наблюдениях за водолазами, у которых после пятиминутного пребывания на глубине 100 м отмечались головокружение, нарастающее возбуждение, мгновенные провалы в памяти, а также зрительные и слуховые галлюцинации. В заключение необходимо отметить, что для профилактики указанных патологических проявлений целесообразна замена азота более инертным газом — гелием, наркотическое действие которого наблюдается лишь при давлении 96 атм. Особое место среди рассматриваемой группы ингредиентов занимает радон, являющийся продуктом распада радия. Однако в естественных условиях его концентрация настолько мала, что он не может причинить организму особого вреда. Глава 4.ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Как уже указывалось, с ростом крупной промышленности и больших городов возрастают масштабы возможных изменений внешней среды и в первую очередь атмосферного воздуха. Это постепенное увеличение зоны загрязнений по мере развития производственной деятельности человечества можно представить себе следующим образом: жилище — промышленные предприятия — прилегающая территория — крупные населенные пункты — районы и области земного шара. Таким образом, нарушение состава атмосферы, причинявшее на заре промышленного переворота лишь незначительный вред, ныне становится весьма серьезным общественным бедствием, имеющим национальное, международное и даже глобальное значение. Основными источниками загрязнения, как правило, являются промышленные предприятия, выхлопные газы автотранспорта и домовые топки. В преобладающем большинстве случаев непосредственной причиной образования загрязняющих веществ служат процессы сжигания минерального топ
лива, прежде всего низких сортов каменного угля, обладающих значительной зольностью и содержащих большое количество серы. Об этом могут свидетельствовать данные табл. 4, в которой приведены соответствующие показатели и для выплавки некоторых металлов. Таблица 4 Выброс цылеаых газообразных вещест* цш сжигании топлива вьплавке некоторых металлов Продукция Отходы производства, кг/т пыль сернистый газ окись углерода Уголь каменный 40-50 16-20 170 Бензин — — 850 Чугун 96 1,7-3,7 1200 Сталь — 2,8 400 Медь черновая 2090 8800 Цинк 62,5 — 77,5 878 Подсчитано, что только при сжигании каменного угля добытого за год, в воздух поступает примерно 94 млн. т пыли, более 300 млн. т окиси углерода, 37 млн. т сернистого газа и около 6 млрд, т углекислоты. Ведущую роль при этом играют крупные теплоэлектростанции, использующие низкосортное пылевидное топливо. Что касается общемирового выброса в атмосферу окиси серы, то он равняется 90 млн. т в год, сажи — 40 млн. т, нитратов — 35 млн.т и углеводородов — 15 млн. т. Помимо отраслей промышленности, в основном связанных со сжиганием топлива, важными источниками загрязнения служат химические, нефтеперерабатывающие и металлургические предприятия, выбрасывающие в атмосферу пыль меди, окиси железа, свинца, большое количество микроэлементов и самые различные токсические органические соединения, из которых некоторые обладают канцерогенными свойствами. Все более мощным источником загрязнения становится автомобильный транспорт, в выхлопных газах которого содержатся окиси углерода и азота, альдегиды, соединения свинца, полициклические углеводороды типа 3,4-бензпирена и т. д. Подсчитано, что в начале 1972 г. автомобильный парк нашей планеты составлял примерно 250 млн. автомашин, а годовое количество окиси углерода, выбрасываемого в воздух, равнялось примерно 200 млн. т, углеводородов — 50 млн. т. В последние годы определенное значение в загрязнении атмосферы приобрела реактивная авиация, так как один самолет выделяет во время полета в сотни раз больше выхлопных га
зов, чем автомобиль. При этом, однако, необходимо учитывать интенсивное рассеивание их в воздухе. Вполне понятно, что загрязнению прежде всего и больше всего подвергаются слои тропосферы, прилегающие к земной поверхности, т. е. в зоне непосредственного обитания человека. При этом к универсальным загрязнителям воздушной среды необходимо в первую очередь отнести окись углерода, сернистый газ и другие соединения серы, окисли азота и пыль, подробная гигиеническая характеристика которых приводится ниже. ОКИСЬ УГЛЕРОДА Окись углерода — газ, образующийся при неполном сгорании органических веществ, не обладающий ни цветом, ни запахом. О его максимальном содержании (в процентах) в некоторых газообразных выбросах могут свидетельствовать следующие данные. Дым бытовых топок до 1,5 Доменный газ » 30,0 Ваграночный газ » 9,6 Пороховой газ » 50,0 Выхлопные газы автотранспорта 13,5 Табачный дым 1,0 Концентрация окиси углерода в атмосферном воздухе городов зависит прежде всего от интенсивности автомобильного движения. Так, в Париже на небольших улицах она составляет 120 мг/м3, а на крупных магистралях — до 200 мг/м3. Важно отметить, что в настоящее время выхлопные газы перестают быть только «уличной спецификой», так гак довольно значительные концентрации окиси углерода (10— 20 мг/м3) обнаруживаются в воздухе жилых домов, садов и скверов, расположенных в непосредственной близости от магистралей. Вместе с тем автотранспорт способствует генерализации указанных атмосферных загрязнений далеко за пределами, городской территории. Фактически окись углерода может загрязнять воздушную среду над любой местностью, где проходят большие автомобильные дороги, густая сеть которых имеется сейчас в каждой индустриально развитой стране. Из других источников данного токсического соединения необходимо особо выделить крупные металлургические заводы, вокруг которых может образовываться довольно обширная зона загрязнения. Патогенез отравления окисью углерода обусловлен главным образом способностью ее образовывать карбоксиге-
моглобин, что вызывает глубокие количественные и качественные изменения процессов транспорта кислорода к тканям. Возникающая в результате гипоксия в первую очередь отражается на функциональном состоянии центральной нервной системы, которая особенно чувствительна к кислородной недостаточности. В атмосферном воздухе почти никогда не отмечается такое содержание окиси углерода, которое могло бы вызвать опасную острую интоксикацию. Вместе с тем концентрации этого яда в воздухе больших городов, бесспорно, могут оказывать вредное влияние на организм. Так, при проведении обследования лиц, подвергающихся по роду своей профессии опасности воздействия уличных атмосферных загрязнений (регулировщики движения), были выявлены некоторые симптомы интоксикации. В частности, у них повышалось содержание карбоксигемоглобина в крови до 3—4% (вместо 0,5% в норме) и отмечалась тенденция к развитию полиглобулии. Кроме того, многие регулировщики жаловались на головные боли, головокружение, слабость в конечностях, сердцебиение, расстройства сна и т. д. Подобные же симптомы интоксикации были констатированы и у детей, проживающих в зоне загрязнения выбросами заводов черной металлургии. При этом необходимо подчеркнуть, что растущий организм, обладающий относительно более высоким уровнем газообмена, является более чувствительным к окиси углерода. При обсуждении вопроса о последствиях длительного действия малых концентраций этого яда не все исследователи придерживаются единой точки, зрения. Часть авторов вообще отрицают возможность развития хронической интоксикации на том основании, что в крови будут образовываться столь незначительные концентрации карбоксигемоглобина, которые не смогут обусловить заметной для организма гипоксии. Другие исследователи считают, что окись углерода является ядом, непосредственно действующим на нервные клетки и обладающим способностью к физиологической кумуляции. В заключение необходимо указать, что окись углерода не накапливается в воздушной оболочке Земного шара. Предполагается, что она в области верхней границы тропосферы со-единяеся с гидроксильными радикалами, образуя углекислоту и водород. СЕРНИСТЫЙ ГАЗ И ДРУГИЕ СОЕДИНЕНИЯ СЕРЫ При сгорании ископаемого горючего и выплавке руд в воздух может выделяться сернистый газ, что объясняется содержанием серы во многих сортах каменного угля и нефти. Являясь универсальным загрязнителем атмосферы, он имеет 48
весьма большое гигиеническое значение как по объему своего поступления во внешнюю среду, так и по характеру своего биологического действия. Обладая выраженным раздражающим влиянием, сернистый газ может вызывать уже в малых концентрациях временный спазм гладкой мускулатуры бронхиол. При более высоком содержании во вдыхаемом воздухе этот яд в состоянии обусловливать развитие тяжелого бронхита с глубоким воспалением слизистой оболочки и отслаиванием поверхностного эпителия, особенно при пониженной температуре. При длительном же вдыхании малых концентраций возможно возникновение катаров верхних дыхательных путей, эмфиземы легких, хронического гастрита, гепатопатии, нарушения углеводного и витаминного обмена. По мнению некоторых авторов, это объясняется циркуляцией яда в крови и действием его на интимные ферментативные процессы. О токсичности сернистого газа свидетельствуют следующие цифры: 20 мг/м3 вызывают выраженное раздражение слизистых оболочек, а 400 — 500 мг/м3 уже представляют опасность для жизни при часовом воздействии. В атмосферном воздухе, как правило, не бывает столь высоких его концентраций, они обычно не превышают нескольких миллиграммов на 1 м3. Исключения могут наблюдаться только в период стояния токсических туманов, при особо неблагоприятных метеорологических условиях. Однако длительное повседневное влияние даже незначительных концентраций сернистого газа, обнаруживаемых в воздушном бассейне больших городов, далеко не безразлично для здоровья. Так, например, установлено, что, начиная с концентрации 0,6 мг/м3, этот газ вызывает рефлекторные изменения функционального состояния коры головного мозга. Отдельные исследователи указывают также на отставание физического развития и некоторые другие нарушения в организме детей, проживающих в районе загрязнения выбросами заводов металлургии, одним из важных ингредиентов которых служит двуокись серы. Наконец, отмечается определенная зависимость между степенью загрязнения ею воздуха и заболеваемостью верхних дыхательных путей. Гигиеническая значимость данного газа увеличивается еще тем, что он чрезвычайно токсичен для многих растений, особенно для хвойных и фруктовых деревьев, нарушая процессы фотосинтеза уже при концентрации 0,91 мг/м3. В этом отношении двуокись серы, более безжалостная, чем топор дровосека, может почти полностью уничтожить древесную растительность в радиусе десятков километров от места ее выделения. Следует специально подчеркнуть, что значительное количество сернистого газа, попавшего в атмосферу, превращается
в ионы сульфата или в частицы сульфата аммония, радиус которых примерно равняется 0,3 мкм. По обоснованному мнению некоторых исследователей, главным искусственным источником твердых аэрозолей является именно данный газ, выделяющийся при сжигании ископаемого топлива. Установлено, что эти частицы могут как рассеивать, так и поглощать солнечную радиацию, способствуя тем самым охлаждению или разогреванию нижних слоев тропосферы. Какой из указанных противоположных процессов играет преобладающую роль, сказать пока трудно. Одновременно с сернистым газом в воздушную среду обычно выделяется и серный ангидрид, быстро превращающийся в капельки серной кислоты. При гигиенической оценке необходимо иметь в виду значительную токсичность сернокислотного аэрозоля, намного превышающую ядовитость самого сернистого газа. Именно действием этого аэрозоля можно предположительно объяснить опасность токсических туманов, во время стояния которых значительная часть двуокиси серы, по-видимому, переходит в ее трехокись, а затем в серную кислоту. Среди других соединений серы, загрязняющих атмосферу, наибольший интерес представляет сероуглерод, сероводород и меркаптаны. Первый из них в основном поступает в составе выбросов вискозных комбинатов, причем его суточное количество может достигать 40 т и выше. Обладая преимущественным действием на нервную систему, этот яд может оказывать рефлекторное влияние на функциональные состояния коры головного мозга уже при концентрации 0,04 мг/м3. Таким образом, содержание сероуглерода, обнаруживаемое в атмосферном воздухе (10—20 мг/м3), небезразлично для человека, тем более что при повторных воздействиях возможно повышение чувствительности к этому яду. Главными источниками поступления сероводорода являются выбросы предприятий по добыче и переработке многосернистой нефти, а также газовыделения предприятий вискозной промышленности. Согласно исследованиям некоторых авторов, малые концентрации этого яда могут обусловливать функциональные расстройства нервной системы, сердечно-сосудистого аппарата и женской половой сферы. Необходимо отметить, что сероводород часто действует на организм в комплексе с другими компонентами природного нефтяного газа, среди которых особое значение имеют меркаптаны (тиоспирты) и дисульфиды (тиоэфиры). Эти вещества, вызывающие ряд вегетативных рефлексов, обладают отвратительным тошнотворным запахом, ощущаемым при буквально ничтожной концентрации. Так, для меркаптана она равняется 0,0000022 мг/м3.
ОКИСЛЫ АЗОТА В последнее время все большее внимание привлекают окислы азота, важнейшими источниками которых являются выхлопные газы автотранспорта, выбросы предприятий по производству удобрений, взрывчатых веществ, целлулоида, фотопленки и т. д. Интересно отметить, что чем полнее сгорание горючего, тем меньше поступает в воздух окиси углерода и больше нитрогазов. По мнению видных американских специалистов, смесь окислов азота и токсических органических веществ служит одной из основных причин образования так называемого фотохимического смога, столь характерного для долины Лос-Анджелеса в США. Механизм его возникновения, очевидно, заключается в следующем. Под влиянием солнечной радиации происходит диссоциация азотистых соединений с образованием атомарного кислорода и озона. Взаимодействие последнего с углеводородом приводит в конечном итоге к возникновению сложного комплекса веществ, обладающих выраженными окислительными свойствами, т. е. оксидантов. При определенных метеорологических условиях, благоприятствующих накоплению в воздухе указанных веществ, может наблюдаться формирование специфического тумана, вызывающего понижение видимости, появление неприятного запаха и раздражение слизистых оболочек глаз. АТМОСФЕРНАЯ ПЫЛЬ Пылевое загрязнение атмосферного воздуха является одним из наиболее нежелательных и опасных последствий производственной и хозяйственной деятельности человека. Это объясняется не только качественным составом различных видов пыли, но и физико-химическими свойствами, во многом отличающими ее от исходных (не диспергированных) материалов. По классификации В. А. Рязанова, все аэродисперсные системы можно разделить на аэрозоли (дымы) с величиной частиц меньше 0,1 мкм и аэросуспензии с диаметром пылинок, превышающим указанную величину. По вполне понятным причинам дисперсность пыли должна иметь большое гигиеническое значение, определяемое длительностью пребывания в воздухе, глубиной проникновения в дыхательные пути и задержкой в различных отделах дыхательного тракта. При этом мелкие пылинки (менее 5 мкм) могут проникать в легкие и оказывать вредное действие на легочную паренхиму. Напротив, крупные частицы (10—100 мкм) почти полностью задерживаются в верхних дыхательных пу-
тях, обусловливая раздражение слизистой оболочки и хронические воспалительные процессы. Как уже указывалось, в загрязнении атмосферы ведущую роль играют искусственные источники пылевыделения. Так, при сжигании 1 т каменного угля в среднем выделяется 50 кг пыли в виде летучей золы и сажи. В составе этой золы находятся кремний, кальций, магний, алюминий, железо, калий, титан и сера. Согласно данным многочисленных исследований, степень загрязнения атмосферного воздуха зависит от специфики того или иного района. Так, годовое количество выпадающей пыли в пригородной зоне равняется 4—6 т/км2, в жилых массивах — 80—200 т/км2, а на территории промышленных предприятий — 400 —700 т/км2, иногда достигая 1000 т/км2 и более. Вместе с тем на интенсивность запыления воздушной среды влияют и метеорологические условия: сила ветра, температура и влажность воздуха, количество осадков, характер конвекционных токов и др. Наконец, для процессов самоочищения решающее значение имеет дисперсность пыли. При этом крупные частицы, с диаметром более 10 мкм, быстро выпадают из воздуха благодаря большой массе; пылинки размером от 10 до 0,1 мкм оседают с постоянной скоростью; наиболее же мелкодисперсная пыль должна постоянно находиться во взвешенном состоянии, медленно оседая только в процессе агглютинации, адсорбции на поверхности водяных паров и т. д. Поднимаясь над индустриальными центрами, пылевые частицы могут образовывать над ними дымовую пелену, часто называемую городской мглой., Эта дымовая завеса и является одним из характерных признаков промышленного ландшафта, причем чем больше город, тем она плотнее и устойчивее. Необходимо отметить, что пылевое загрязнение воздуха не только накладывает свой отпечаток на внешний вид местности, но и в состоянии вызывать заметные изменения в микроклиматических условиях. Именно этим объясняется в основном так называемое косвенное влияние пыли на здоровье населения, связанное с увеличением частоты туманов, уменьшением прозрачности атмосферного воздуха, понижением освещенности, ослаблением интенсивности солнечной радиации, особенно в коротковолновой части спектра, и т. д. Обращаясь к непосредственному воздействию пылевого загрязнения, необходимо прежде всего отметить роль его химического состава. Установлено, что аэрозоли свинца, марганца, мышьяка, фтора и ряда других элементов могут при известных условиях вызывать некоторые специфические проявления хронического отравления. Что касается нетоксичной пыли, то она в состоянии обусловливать преимущественное поражение органов дыхания, ко-52
жи и глаз. При этом крупные пылевые частицы, оседая на слизистой оболочке нсх^а, зева, трахеи и бронхов, раздражают ее и в комбинации с инфекцией нередко приводят к возникновению острых и хронических катаральных процессов в виде ринитов, ларингитов, фарингитов, трахеитов и бронхитов. Вдыхание сильно запыленного воздуха может служить причиной возникновения пневмокониозов — болезни легких, в основе которых лежит развитие склеротических и связанных с ними других патологических изменений, обусловленных отложением различного рода пыли и последующи^ сложным ее взаимодействием с легочной тканью. Одним из наиболее опасных видов пневмокониозов, безусловно, является силикоз, вызываемый воздействием пылевых частиц кремнезема, имеющих в своем составе свободную двуокись кремния. Невольно возникает вопрос: не могут ли подобные заболевания (характерные для работающих на производстве) возникать, хотя бы в начальной стадии, среди некоторых групп городского населения? Постановка этого вопроса вполне закономерна, так как загрязнение атмосферного воздуха в индустриальных центрах характеризуется преобладанием минеральной пыли, где содержание кремнезема может достигать 23,8%. По мнению некоторых авторов, у жителей больших городов наблюдаются начальные стадии диффузного пневмосклероза непрофессионального характера. Это особенно часто отмечается у детей, постоянно проживающих в зоне значительного пылевого загрязнения. Весьма вероятной является также связь между задымлением городского воздуха и развитием рака легких. Основанием для этого служит наличие в составе дыма, независимо от вида топлива, канцерогенных углеводородов типа 3,4-бензпи-рена и некоторых других. При тщательно проведенных исследованиях указанные вещества были обнаружены в загрязненном атмосферном воздухе; их концентрация зависит от Таблица 5 Содержание бензпирена в мкг в воздухе некоторых городов (по Л. М. Шабаду) Город Содержание бензпирена в (мкг) 100 м3 воздуха Лос-Анджелес (США) Берген (Норвегия) Копенгаген (Дания) Лондон (Англия) Сольфорд (Англия) Москва (СССР) Киев (СССР) Свердловск (СССР) 3,0-3,25 0,5-1,9 1,45 2,6-14,7 19,0-29,0 0,025-0,08 0,02-0,9 0,28
Таблица 6 полноты сгорания горючего. Смертность от злокачественных новообразований в Англин (по В. А. Рязанову) Доказано, что существует определенное соответствие между содержанием в воздушной среде канцерогенов, Локализация новообразования Смертность на 100000 населения численностью городского населения и развитием промышленности, крупные предприятия которой выбрасывают в атмосферу килограммы бензпирена (табл. 5). 1932 г 1952 г Все формы Органы дыхания 150 12 215 60 DUJlblliyiV, ИНО1Д<1 определи-ющую, роль в балансе этих загрязнений, несомненно, играют выхлопные газы автотранспорта. Таким образом, каждая тонна каменного угля и каждая тонна полученной нефти могут служить потенциальными ис- точниками химических канцерогенов. Разработка соответствующих статистических материалов показывает, что заболеваемость раком легких неодинакова для различных групп населения, причем в городах она выше, чем в сельской местности, а в индустриальных центрах выше, чем в непромышленных населенных пунктах. Более того, анализируя собранные данные, некоторые авторы приходят к выводу, что около 90% лиц, страдающих этим заболеванием, длительно (более 15 лет) проживали в крупных промышленных городах. Вместе с тем заслуживает внимания и то обстоятельство, что частота рака легких постепенно нарастала в последние 90—100 лет, т. е, на протяжении того периода времени, в течении которого значительно увеличилась добыча, потребление и пирогенетическая перегонка минерального топлива (табл. 6). Из всего сказанного следует, что загрязнение пылью атмосферного воздуха может нанести весьма существенный ущерб здоровью населения. Наибольшей опасности в этом отношении подвергаются дети, особенно чувствительные к неблагоприятным изменениям внешней среды. Глава 5. ВЛИЯНИЕ АТМОСФЕРНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ И МЕРЫ ПРОФИЛАКТИКИ Человек настолько хорошо приспособился к естественному составу чистого атмосферного воздуха, что соответствующие величины содержания в нем азота, кислорода, углекислоты и других газов могут считаться оптимальными гигиенически-
Рис. 3. Лондон (днем) во время стояния токсического тумана в 1952 г. («Курьер», январь 1969 г.). ми показателями. В результате выраженные изменения этих оптимальных показателей должны неизбежно отражаться на функциональном состоянии нашего организма и в ряде случаев приводить к развитию патологических проявлений. Таким образом, тесная связь между уровнем здоровья населения и интенсивностью искусственного загрязнения воздушной среды является вполне закономернрй и не вызывает в настоящее время каких-либо серьезных возражений. Одним из первых сигналов о грозящей опасности, привлекшим всеобщее внимание, послужили так называемые токсические туманы. Печальная слава этих туманов всецело связана с XX столетием — веком бурного развития индустрии и возрастающего загрязнения воздуха. Бельгия, Англия, США, Мексика — вот далеко не полный перечень тех стран, где имели место атмосферные катастрофы, иногда стоящие на грани национального бедствия. Из них особую известность приобрел знаменитый «туман-убийца», на последствиях которого необходимо остановиться более подробно. Обстоятельства дела таковы: в первой половине декабря 1952-г. в течение 4*/з дней столица Англии оказалась окутанной почти непроницаемым туманом, чему способствовали низкая температура и полное безветрие (рис. 3). В связи с этим весьма значительно повысилось содержание в воздухе сернистого газа и копоти, нарастание которого совпало с повышением смертности населения. Всего за период стояния
данного тумана погибло более 4000 человек, причем наибольшее число летальных исходов, приходилось на лиц с заболеваниями органов дыхания, в особенности с бронхитами (табл. 7). Таблица 7 Смертность населения Лондона во время стояния токсического тумана Причина смерти Количество смертных случаев за неделю тумана за предыдущую неделю Туберкулез органов дыхания 77 14 Рак легкого 69 45 Инсульт 128 102 Коронарная болезнь 281 118 Дегенерация миокарда 244 88 Грипп 24 2 Пневмония 168 45 Бронхит Прочие болезни органов дыха- 704 74 ния 52 9 Автомобильные катастрофы 4 8 Несмотря на то что был разработан ряд профилактических мероприятий для предотвращения подобных катастроф, образование токсических туманов наблюдалось в районе Большого Лондона в 1956 и 1962 гг. Необходимо подчеркнуть, что такие критические ситуации, как правило, не бывают связаны с какой-либо аварийной обстановкой, а отмечаются при обычном поступлении загрязнений в атмосферу. Причиной же, способствующей накоплению вредных веществ в приземных слоях воздуха, обычно служит неблагоприятное сочетание метеорологических условий, например устойчивая антициклоническая погода, сопровождаемая безветрием и температурной инверсией. Весьма своеобразным последствием значительного загрязнения воздушной среды является образование фотохимического смога, обусловливаемого поступлением окислов азота и углеводородов. Как уже указывалось, он может вызвать понижение видимости, появление неприятного запаха и раздражение слизистых оболочек глаз (рис. 4). Необходимо иметь в виду, что загрязнение атмосферного воздуха в обычных условиях в основном характеризуется довольно незначительным содержанием в нем паров, газов и пыли. Сравнительно большие их количества могут наблюдаться
Рис. 4. Пелена смога над Лос-Анджелесом («Курьер», январь 1969 г.). лишь на транспортных магистралях и на территориях, непосредственно прилегающих к крупным промышленным пред-приятиям. Таким образом, преобладающая часть населения, даже индустриально развитых стран мира, подвергается систематическому воздействию лишь малых концентраций вредных химических агентов. Однако даже эти незначительные концентрации, вызывающие нередко, казалось бы, только физиологические реакции организма, вряд ли могут быть совершенно безвредными для него при любых условиях. Именно в указанном аспекте следует рассматривать воздействие газообразных загрязнений на органы обоняния или другие органы, обусловливающие другие рефлекторные реакции, тем более что поверхность дыхательного тракта обладает одной из наиболее мощных рефлексогенных зон. Другим характерным последствием является длительное раздражение слизистой оболочки глаз и верхних дыхательных путей, что может приводить к развитию катаральных воспалительных процессов, прежде всего хронического бронхита. Наблюдающееся при этом нарушение и затруднение дыхания в состоянии увеличивать нагрузку на сердце и приводить к более тяжелому течению сердечно-сосудистых заболеваний. Загрязнение атмосферного воздуха не проходит бесследно и для иммунобиологических сил организма. При этом важно отметить, что сдвиги в иммуногенезе при воздействии целого ряда химических агентов имеют место уже в начальных ста-
днях хронического отравления, причем они наступают раньше других проявлений интоксикации. Таким образом, вряд ли можно сомневаться в существовании определенной зависимости между интенсивностью загрязнения атмосферы и ослаблением сопротивляемости широких слоев населения к общесоматическим и инфекционным заболеваниям. В этом отношении анализ опубликованных данных показывает возрастающий уровень заболеваемости ангиной и пневмонией среди рабочих, подвергающихся воздействию свинца, сероводорода, бензола, двуокиси серы и некоторых других ядов. Отмечено также, что влияние раздражающих газов может способствовать резкому обострению латентного туберкулеза. Есть некоторые основания предполагать, что среди многочисленных факторов, способствующих распространению и тяжести гриппозных заболеваний, известное значение имеет повседневное загрязнение городского воздуха. В частности, на это обстоятельство указывают некоторые американские исследователи, установившие повышение смертности населения во время эпидемии гриппа в 1963 г. Отмечена также достоверная разница в уровне заболеваемости органов дыхания среди городских и сельских жителей. Более высокие показатели числа умерших в первой группе опять-таки могут быть связаны с вредным влиянием загрязнения атмосферного воздуха (табл. 8). Фактически к аналогичным выводам приводят статистические данные по Ленинграду, где в районах, отличающихся значительной загрязненностью воздушной среды, пневмония и ангина регистрировались в 2—3 раза, а бронхит даже в 3— 5 раз чаще, чем в районах со сравнительно чистым воздухом (Р. А. Бабаянц, 1949). Таблица 8 Число смертных случаев от заболеваний органов дыхания в городах и сельских местностях на 100000 населения (Фрашдга) Причина смерти Число смертных случаев в городах с населением Сельские местности свыше 100000 50000- 100000 менее 50000 Пневмония 47,90 39,22 35,75 31,55 Бронхит Другие заболевания органов дыхания (кроме 61,56 53,82 48,77 36,94 гриппа) 11,19 9,71 10,60 9,66 Всего ... 120,65 102,75 95,12 78,15
Таким образом, токсико-гигиеническая характеристика веществ, загрязняющих атмосферу, позволяет отнести их (по количественным показателям) к вредным факторам малой интенсивности, важнейшей особенностью влияния которых на организм является неспецифичность и нестойкость вызываемых ими патологических нарушений. Последнее, конечно, не относится к химическим соединениям, обладающим канцерогенным и мутагенным действием. При этом всегда необходимо учитывать возможность неограниченного продолжительного воздействия, фактически на протяжении всей жизни, начиная с самого раннего детского возраста и кончая старением организма. Следует также иметь в виду, что отрицательному влиянию могут подвергаться люди, страдающие различными заболеваниями, повышающими чувствительность к любым вредным факторам. Не исключена возможность, что такое влияние в определенные периоды жизни в состоянии предопределять уровень здоровья на все последующие годы. МЕРОПРИЯТИЯ ПО САНИТАРНОЙ ОХРАНЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Гигиена как наука, изучающая влияние на здоровье населения различных факторов внешней среды, не смогла бы разрешить поставленные перед ней задачи, не имея в своем распоряжении точных, научно обоснованных критериев (нормативов) для оценки данного влияния. Они обязательны и при разработке профилактических мероприятий по санитарной охране атмосферного воздуха. При обосновании соответствующих показателей необходимо прежде всего принимать во внимание возможность вредного воздействия тех или иных веществ-загрязнителей, причем допустимой считается только такая концентрация, при которой исключается неблагоприятное их влияние на организм в течение неограниченно длительного времени (табл. 9). В Советском Союзе для суждения о степени загрязнения атмосферного воздуха принято пользоваться двумя нормативами. 1. Максимальная разовая концентрация, представляющая собой относительно безвредное содержание токсических ингредиентов при наибольшем их поступлении в атмосферу. 2. Среднесуточная концентрация, являющаяся результатом многократного определения загрязнения воздуха, т. е. среднеарифметическая величина из многих проб, отобранных в течение суток. При этом соответствующие показатели должны быть меньше тех, которые установлены для промышленных предприятий. Последнее объясняется тем обстоятельством, что население принуждено дышать загрязненным воздухом круглые
Таблица 9 Предельно допустимые концентрации загрлзниющих веществ в атмосферном воздухе Наименование вещества Концентрация, мг/м3 Наименование вещества Концентрация, мг/м' максимальная, разовая среднесуточная максимальная, разовая среднесуточная Акролеин 0,03 0,03 Сероводород 0,008 0,008 Бензол 1,5 0,8 Сероуглерод 0,03 0,005 Дихлорэтан з,о 1,0 Сажа (копоть) 0,15 0,05 Окись углерода 3,0 1,0 Серная кислота 0,3 0,1 Окислы азота 0,085 0,085 Свинец — 0,0007 Пыль нетоксиче- o:i5 Фтористые соеди- 0,02 0,005 ская 0,5 нения Серный ангидрид 0,5 0,05 Хлор 0,10 0,03 сутки, причем его влиянию подвержены дети, старики, ослабленные и больные. В производственных же условиях продолжительность воздействия ограничивается периодом пребывания на предприятии, где работают взрослые, преимущественно здоровые люди. Санитарная охрана атмосферы требует проведения целой системы профилактических мероприятий, обеспечивающих чистоту воздушной среды в населенных пунктах на уровне установленных предельно допустимых концентраций. При этом кардинальное решение проблемы должно предусматривать соответствующее изменение технологии в области промышленности, транспорта и хозяйственно-бытового обслуживания населения. В указанном отношении наиболее эффективным средством борьбы с загрязнением атмосферного воздуха является замена твердого и жидкого топлива природным газом, запасы которого в нашей стране исчисляются триллионами кубометров. Большое значение имеет ограничение или даже запрещение применения многосернистой нефти и содержащего большое количество серы каменного угля. Трудно также переоценить роль мероприятий по обезвреживанию выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания, предусматривающих уменьшение количества выбросов, использование аппаратов-нейтрализаторов, модернизацию моторов и особенно перевод автомашин на сжиженный газ и электроэнергию. Уменьшению загрязнения воздуха, несомненно, могут способствовать теплофикация городов, устраняющая необходимость мелких котельных установок. К числу важнейших профилактических мероприятий по санитарной охране воздуха необходимо отнести целесообразное 60
зонирование городской территории и выбор места для расположения новых промышленных предприятий. В данном отношении решающее значение принадлежит мнению метеорологов, так как опасность определяется не только количеством загрязняющих веществ, но и тем, где и когда они будут оседать на земную поверхность. Чем дальше от населенного пункта эти загрязнения попадут в зону дыхания, тем полнее они успевают рассеяться и тем меньшее влияние они могут оказать на наш организм. Для обоснованного решения такого рода вопросов следует определять не только преобладающее направление ветра (розу ветров), но и устанавливать частоту периодов общего застоя, от чего в сущности зависит потенциал загрязнения воздуха в отдельных районах. Если данный потенциал высок, то все новые промышленные объекты не должны повышать поступления загрязняющих веществ в атмосферу. В противном случае необходимо принимать специальные меры предосторожности. Вместе с тем совершенствование транспортных средств позволяет располагать особо вредные предприятия на более значительном расстоянии от жилых кварталов, с планированием на прилегающей территории санитарно-защитных зон, величина которых зависит от опасности того или иного производства. Большого внимания требует сохранение и возможное расширение площади зеленых насаждений, как известно, задерживающих пыль, дым и газы. Для удаления загрязнений в более высокие слои атмосферы необходимо предусматривать строительство больших вытяжных труб. Установлено, что с десятикратным увеличением их высоты концентрация токсических веществ в приземной зоне может уменьшаться в 100 раз. Недаром на современных мощных тепловых и атомных электростанциях высота труб уже достигает 180—250 м. Следует помнить, что максимум токсических веществ образуется при торможении и в начале движения автомобиля, поэтому для предупреждения загрязнения воздуха выхлопными газами автотранспорта определенное значение имеют подземные переходы, тоннели и эстакады, которые обеспечивают непрерывность его движения. Наконец, большую роль могут сыграть различные санитарно-технические сооружения, обеспечивающие определенную степень очистки производственных выбросов от пыли и газов. Одним из простейших пылеулавливающих устройств является циклон, проходя через который воздух получает вращательное движение, причем благодаря центробежной силе пылевые частицы отбрасываются к стенкам камеры и оседают (рис. 5).
Рис. 5. Схема циклона. 1 — вход загрязненного газа; 2 — выход очищенного газа; 3 — выход пыли. Рис. 6. Схема электрофильтра. 1— вход загрязненного газа; 2 — выход очищенного газа; 3 — осевшая пыль; 4 — осадительный электрод; 5 — коропирующий электрод; 6 — заземление. Ввиду того что этот способ очистки сравнительно мало эффективен, в настоящее время преимущественно используются электрофильтры. Принцип их работы заключается в том, что пылевые частицы, проходя вблизи электродов, приобретают отрицательный заряд. Затем, двигаясь в потоке ионизированного газа, они отбрасываются к стенкам фильтрующей установки, нейтрализуются и выпадают из воздуха (рис. 6). Специальные методы очистки разработаны и для целого ряда газов. Так, например, для улавливания сернистого газа предложены способы каталитического получения разбавленной серной кислоты, его окисления хлором в водной среде, извлечения двуокиси серы раствором соды, аммиака, известняком и т. д. Следует указать, что очистка производственных выбросов от некоторых загрязняющих веществ является выгодной и в экономическом отношении, так как они могут быть использованы для получения весьма ценных продуктов. В частности, один из заводов имел от продажи фтора, извлекаемого из производственных отходов, даже большую прибыль, чем от реализации основной продукции.
Глава 6. СОЛНЕЧНАЯ РАДИАЦИЯ И ЕЕ ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ОБЩИЕ ДАННЫЕ Вся органическая жизнь на нашей планете обязана своим существованием солнечной радиации, которая является единственным источником тепла и света для земной поверхности и атмосферы. Среднее расстояние между Солнцем и Землей определяется приблизительно в 150 млн. км. Для того чтобы представить всю грандиозность этого расстояния, можно воспользоваться следующим примером. Если вообразить человека с длиной руки, позволяющей коснуться раскаленной поверхности Солнца, то при быстроте передачи нервных импульсов 28 м/с он ощутил бы боль от ожога только через 167 лет (И. И. Калитин). Солнечные лучи проходят указанный путь всего за 8 мин 18 с, так как они являются потоком электромагнитных колебаний, распространяющихся прямолинейно со скоростью 300 000 км/с. На границе атмосферы напряжение радиации в среднем равняется 1,94 кал.см2/мин, причем эта величина, называемая солнечной постоянной, подвергается значительным колебаниям в зависимости от ряда астрономических причин (активности Солнца и т. д.). Вследствие поглощения, отражения и рассеивания лучистой энергии она подвергается при прохождении через воздушную оболочку земного шара как количественным, так и качественным изменениям. В результате лишь не более 43% первоначальной мощности солнечной радиации достигает поверхности Земли и в умеренных широтах не превышает 1,5 кал. см2/мин. Вместе с тем интенсивность во многом зависит от высоты стояния Солнца над горизонтом, угла падения лучей и прозрачности атмосферы. Так, при положении его в зените путь лучей самый короткий, при 30° он возрастает примерно вдвое, а при закате — даже в 32 раза. При этом соответственно изменяется и площадь распределения солнечной радиации, увеличиваясь по мере уменьшения угла падения (рис. 7). В весьма широком диапазоне колеблется и спектральный состав лучистой энергии. При этом если на границе атмосферы ультрафиолетовая часть солнечного спектра составляет 5%, видимая — 52% и инфракрасная 43%, то у земной поверхности соответствующие цифры равняются 1, 40 И 59%. Более детальные сведения о некоторых свойствах радиационного фактора приводятся в табл. 10, причем длина волны электромагнитных излучений дана в единицах новой международной системы — нанометрах (нм), равных с 1 ммкм.
Рис. 7. Зависимость интенсивности инсоляции от высоты стояния Солнца над горизонтом. $2 — Солнце в зените; Sj — S4 — Солнце над горизонтом. Как известно, интенсивность солнечной радиации (и спектральный состав) подвержена значительным колебаниям на протяжении суток, месяцев и сезонов года. При этом ее максимальное значение приходится на май, июнь, июль и август, что почти полностью совпадает с изменением величины ультрафиолетового излучения. Необходимо отметить, что в течение года наибольшие значения прямой солнечной радиации наблюдаются не летом, когда солнце достигает в полдень наибольших высот, а весной. Последнее объясняется уменьшением прозрачности воздуха в летйее время благодаря большой запыленности атмосферы и повышенной влажности. Таблица 10 Состав спектра солнечной ряпия^м Наименование лучей Длина волн, нм Проницаемость для атмосферы Инфракрасные: длинные 15000 - 4000 Задерживаются короткие 1500-760 Проходят Видимые Ультрафиолетовые: 760 - 390 » длинные 390 - 320 » средние 32Q-290 Проходят при чистой атмосфере и высоком стоянии Солнца короткие Меньше 290 Задерживаются слоем озона
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РАЗЛИЧНЫХ ЧАСТЕЙ СПЕКТРА СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ ВИДИМАЯ РАДИАЦИЯ Характеристику лучистой энергии целесообразно начать с видимой части спектра (390— 760 нм), обеспечивающей функцию наиболее тонкого дистанционного анализатора, каким является наш орган зрения. При этом зрительно воспринимаемая радиация служит одним из обязательных условий для оптимальной жизнедеятельности организма, причем, по словам С. И. Вавилова, «... свет фактически удлиняет существование человека и в этом прежде всего его великое значение»1. Установлено, что видимые лучи повышают активность коры головного мозга, оказывают положительное влияние на эмоциональное состояние, воздействуют на фотохимические процессы, обмен веществ, сердечно-сосудистую систему и т. д. Важно отметить, что различные участки видимого спектра отличаются друг от друга по характеру своего физиологического влияния, в частности, на состояние нервно-психической сферы. Так, по данным некоторых исследователей, красные лучи обладают возбуждающим действием, а фиолетовые способны вызывать угнетение. Путем проведения специальных экспериментов доказано также влияние цветного освещения на производительность труда при выполнении тонкой зрительной работы, причем наивысшие показатели были получены при желтом и белом свете. Дневная освещенность (на открытой площадке) колеблется в средней полосе Советского Союза в широких пределах — от 65000 лк в июле до 4000 лк и менее в декабре. При этом минимальная ее величина, при которой глаз человека способен различать предметы, равняется 0,7—0,8 • 10-4лк. В заключение необходимо указать, что наряду с неблагоприятными последствиями, связанными с недостаточностью освещения, существует определенная опасность отрицательного влияния на органы зрения слишком большой яркости (бле-скости) источников света. Последствием этого может явиться не только временное нарушение зрительных функций глаза (явление слепимости), но даже разрушение его светочувствительных элементов, а также развитие ретинита (воспаление сетчатки). Инфракрасная радиация Значительная часть излучения Солнца приходится на долю инфракрасной радиации, которая по своей биологической активности разделяется на длинноволновую (1500 —25000 нм) 1 Вавилов С. И. О «теплом» и «холодном» свете. М., 1949, с. 5 — 6.
и коротковолновую (760—1400 нм). Первая поглощается поверхностными слоями кожи и лишь в последующем вызывает прогревание подлежащих тканей и крови. Вместе с тем благодаря раздражению нервных окончаний она при большой интенсивности обусловливает чувство непереносимого жжения. Под влиянием же более глубоко проникающих коротковолновых лучей происходит равномерное прогревание тканей, сопровождаемое менее выраженными субъективными ощущениями. Наряду с этим при их воздействии наблюдаются сосудистая гиперемия, повышение газообмена, усиление выделительной функции почек и изменение функционального состояния центральной нервной системы. Специфической реакцией организма при большой интенсивности данной радиации может быть возникновение солнечного удара, вызываемого нагревом мозговых оболочек коры больших полушарий. В результате у пострадавших развиваются сильное возбуждение, помрачение сознания, судороги и ряд других патологических проявлений, иногда приводящих к летальному исходу. Из других вредных последствий влияния инфракрасной радиации, особенно коротковолновой ее части, следует указать на возможность поражения органов зрения в виде возникновения катаракты, а также других менее значительных изменений хрусталика и роговицы. В заключение нельзя не отметить широкого применения инфракрасного излучения в медицинской практике. Оно основано на том принципе, что эта радиация, обладая большой проникающей способностью, является хорошим болеутоляющим фактором, содействующим к тому же рассасыванию воспалительных очагов. Ультрафиолетовая радиация Наибольшим биологическим действием, бесспорно, обладает ультрафиолетовая часть спектра солнечной радиации, наиболее коротковолновые лучи которой (губительные для всего живого) поглощаются слоем атмосферного озона и не доходят до земной поверхности. Непосредственным результатом влияния этой части спектра на белковую молекулу служит денатурация и последующая коагуляция белка, что снижает его стойкость по отношению к ферментам. Последнее обусловливает значительное усиление процессов протеолиза в коже, в результате чего образуется ряд высокоактивных продуктов, к числу которых относятся гистамин и гистаминоподобные вещества. Поступая в кровь, эти продукты вызывают раздражение нервной системы и рефлекторным путем могут воздействовать на весь организм.
Не исключена возможность и первичною действия радиации на нервные окойчания в кожных покровах. В результате общего влияния ультрафиолетовых лучей на организм может иметь место ряд функциональных изменений, положительно сказывающихся на общем состоянии здоровья и работоспособности. Так, при воздействии этой радиации происходит усиление деятельности надпочечников, щитовидной и других эндокринных желез.' Известно также, что ультрафиолетовое облучение в состоянии повышать обмен веществ, причем, активируя соответствующие 'ферменты, оно может в какой-то мере увеличивать распад излишних жировых отложений. Определенное значение имеет его действие на функции кроветворения и на иммунобиологические, защитные силы организма. Важно подчеркнуть, что ультрафиолетовая радиация оказывает не только общебиологическое влияние, но и обладает специфическим действием, свойственным определенному диапазону электромагнитных колебаний. В этом отношении обычно различают четыре ее области: область А (в пределах от 400 до 320 нм), обладающая, флуоресцентным влиянием, область В (320—280 нм), характеризующаяся эритемным действием, область С (280 — 20 нм), вызывающая бактерицидный эффект, и антирахитическая область D (285—265 нм), участвующая в синтезе соответствующего витамина. Из всех указанных диапазонов у поверхности земли наибольшее значение имеет радиация эритемно-загарного действия. При этом ультрафиолетовая эритема обладает рядом особенностей по сравнению с тепловой эритемой. Так, первая из них имеет строго очерченные контуры, возникает по прошествии определенного инкубационного периода и, как правило, переходит в загар. Следствием фотохимического действия ультрафиолетовых лучей является также образование витамина D из провитамина эргостерона, причем эта реакция осуществляется как на поверхности кожи, так и в клетках рогового и мальпигиевою слоя. Наконец, большое общебиологическое значение, бесспорно, имеет бактерицидный эффект ультрафиолетовой радиации, под влиянием которой происходит обеззараживание воздуха, воды и почвы, причем различные виды бактерий обладают неодинаковой чувствительностью к данному воздействию. В заключение необходимо особо подчеркнуть, что передозировка ультрафиолетовых лучей чревата довольно серьезными последствиями. Даже не слишком обширная солнечная эритема может сопровождаться общими явлениями недомогания в виде плохого самочувствия, головных болей и повышения температуры. Более же значительное воздействие в состоянии вызвать развитие дерматитов, сопровождающихся иногда экссудацией и отечностью, ожогами рук и лица.
Вместе с тем влияние интенсивной ультрафиолетовой радиации на органы зрения может обусловить развитие фотоофтальмии. ВЛИЯНИЕ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ Влияние солнечной радиации на здоровье населения весьма сложно и во многих отношениях еще не познано. Однако уже известные нам факты позволяют вполне согласиться со следующим утверждением В. И. Вернадского: «... в чем бы явления жизни ни состояли, энергия, выделяемая организмами, есть в главной своей части, а может быть, и целиком лучистая энергия Солнца»1. Таким образом, изменения интенсивности солнечной радиации должны отражаться на ходе важнейших жизненных функций. При недостаточном облучении возможно развитие своеобразного патологического состояния, именуемого световым (солнечным) голоданием. Основными проявлениями этого заболевания служат понижение общего жизненного тонуса, различные изменения деятельности центральной нервной системы, малокровие, ослабление сопротивляемости к инфекциям, нарушение обмена веществ и т. д. Ведущую роль в указанном отношении, бесспорно, играет недостаточное воздействие ультрафиолетовой радиации, благотворного влияния которой жители некоторых климатических районов фактически лишаются на довольно длительный период. Для сельских местностей этот период продолжается 2. мес, а для городов, благодаря большому загрязнению воздуха, он может растягиваться до 4 мес. Еще более значительным время «ультрафиолетовой ночи» может быть в условиях полярного климата. Необходимо специально подчеркнуть, что особенно легко поглощается и рассеивается коротковолновая радиация в ан-тирахитической области спектра. При этом необходимо иметь в виду не только витаминообразующее действие ультрафиолетовых лучей, но и предупреждение и лечение рахита как весьма сложного патологического состояния, при котором дополнительное введение витамина D может лишь частично компенсировать недостаточное воздействие радиационного фактора. В результате дети, получающие с пищей много жиров и витаминов, но мало гуляющие при солнечном свете, более подвержены заболеванию рахитом, и у них в крови отмечается повышенный уровень фосфатазы. У взрослых нарушение фосфорно-кальциевого обмена при малой интенсивности коротковолнового облучения может выражаться в явлениях остеопороза, плохом срастании костей при переломах, ослаб- । Вернадский В. И. Избранные сочинения. Т. 5. М., 1960, с. 85.
лении связочного аппарата суставов и быстрой разрушаемости зубной эмали. Следует также указать, что мы очень редко полностью используем имеющуюся солнечную радиацию, так как обычно проводим сравнительно много времени в закрытых помещениях, где коэффициент ее использования не превышает 0,0003% для прямых лучей и 0,7% для рассеянных. Еще более значительному снижению она подвергается при прохождении через оконное стекло, задерживающее от 35 до 90% общего светового потока. Что касдется коротковолнового участка спектра, то граница прозрачности колеблется от 340 до 308 нм. Это объясняется примесью в стекле железа и титана. Наконец, освещенность рассеянным светом в промышленных задымленных районах некоторых городов уменьшается на 40—50% по сравнению с их окрестностями. При этом особого внимания требует тот факт, что загрязняющие вещества поглощают при известных условиях почти все ультрафиолетовые лучи. Так, например, в центре Лондона было констатировано ослабление данного участка спектра в 36 раз по сравнению с сельской местностью. Все сказанное позволяет прийти к выводу о. необходимости проведения специальных мероприятий для восполнения возможного недостатка естественной ультрафиолетовой радиации, связанного-со спецификой как климатических, так и производственных условий (подземные работы). Эти профилактические мероприятия могут прежде всего осуществляться посредством правильной планировки и застройки населенных мест, борьбы с загрязнением атмосферного воздуха, использования природных факторов во время отдыха и т. д. Для детей рекомендуется устраивать летние классы, площадки для игр и физкультурных занятий, а также пребывание во время каникул в пионерских лагерях. Вместе с тем для профилактики ультрафиолетового голодания необходимо применять искус-с гвенные источники радиации в виде аргоно-ртутно-кварцевых или люминесцентных эритемных ламп. Сам выбор способа облучения определяется теми условиями, в которых оно должно проводиться. Так, для рабочих, находящихся на подземных работах, оборудуются специальные фотарии, где они подвергаются кратковременному (2—6 мин) массивному облучению обнаженной поверхности тела. Помещения для проведения облучения необходимо устраивать в составе административно-бытовых комбинатов, причем пропускная их мощность должна составлять минимум 50% численного состава смены за 25—30 мин. В больницах, санаториях и детских учреждениях более целесообразно использовать систему постоянного ультрафиолетового облучения с помощью эритемно-увиолевых ламп, при
чем суточная доза радиации здесь не должна превышать |/8~’/ю биодозы. При нормировании же спектра этих источников необходимо предусматривать наличие в нем области ультрафиолетовых лучей с длиной волны от 400 до 80 нм, что примерно соответствует составу солнечного спектра. Установлено, что данный вид облучений может быть наряду с фотариями использован и на предприятиях, размещенных в зданиях без естественного освещения. Характеризуя влияние солнечной радиации на здоровье населения, нельзя не остановиться на возможном воздействии на организм повышения активности самого Солнца. По мнению основоположника гелиобиологии А. Л. Чижевского, от этого зависит ритм большинства биологических процессов, причем многие земные явления наступают синхронно с изменениями, происходящими в различных солнечных сферах. При анализе огромного статистического материала им была выявлена определенная закономерность в развитии некоторых эпидемических заболеваний, нарастание которых совпадало с периодами высокой солнечной активности. В частности, это относится к возникновению пандемий гриппа, одна из которых, охватившая мир в 1968—1969 гг., была заблаговременно предсказана А. Л. Чижевским. Не исключена возможность, что в периоды высокой солнечной активности могут происходить изменения и самих свойств гриппозного вируса. Подобные же циклические превращения, очевидно, могут претерпевать дизентерийная палочка, возбудители холеры, клещевого энцефалита и др. ' Вместе с тем высказываются обоснованные предложения, что повышение активности Солнца может отражаться на состоянии костного мозга, составе крови, деятельности центральной нервной системы, сердечно-сосудистого аппарата и других функциях организма. В результате создаются условия, способствующие развитию тяжелых форм белокровия, инфарктов миокарда, обострению психических заболеваний и т. д. Необходимо отметить, что по наблюдениям отдельных авторов, автомобильные катастрофы и аварии чаще всего случаются на второй день после сильной солнечной вспышки, когда заметно снижается реакция водителей на дорожные сигналы. В этом отношении заслуживает внимания опыт польских метеорологов, которые в сводках погоды отмечают возможное воздействие солнечной 'вспышки на организм человека, указывая, например, на запаздывание рефлексов, рассеянность, депрессию. Из сказанного следует, что в медицинских прогнозах погоды рационально, учитывать солнечную активность, ее цикличность, изменение магнитных полей Земли и космоса. Подобные прогнозы, распространяемые среди врачей, позволили
бы, по мнению отдельных исследователей, предупредить многие тысячи сосудистых катастроф. За последние годы в литературе дискутируется вопрос о повышенной частоте рака кожи у лиц, постоянно подвергающихся интенсивному солнечному облучению. Об этом свидетельствует преимущественное распространение данного заболевания в южных районах и его локализация на руках и лице, т. е. на открытых частяк тела. Находясь на солнце, всегда необходимо соблюдать определенную осторожность. Особенно опасно злоупотребление солнечной радиацией для больных туберкулезом и злокачественными новообразованиями, у которых наступающая после облучения реакция может вызвать резкое обострение патологического процесса. Тщательные меры предосторожности требуются для лиц с неполноценным сердечно-сосудистым аппаратом и неустойчивой нервной системой. Таким образом, привыкание к воздействию лучистой энергии бесспорно представляет собой чрезвычайно важный гигиенический фактор. В этом отношении среди защитных реакций, обусловливающих акклиматизацию человека к влиянию солнечной радиации, большое значение имеют утолщение и уплотнение эпидермиса и образование загара, которые усиливают барьерные функции кожи. Быстрое же появление последнего служит одним из физиологических показателей благоприятной реактивности организма. Глава 7. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ При оценке физических свойств воздушной среды необходимо прежде всего отметить, что атмосферный воздух не обладает теми стабильными оптимальными гигиеническими показателями, какими он характеризуется по своему химическому составу. Это в одинаковой мере относится к его температурно-влажностному режиму, скорости движения, барометрическому давлению, электрическому состоянию и т. д. Достаточно сказать, что весь комплекс метеорологических условий, объединяемый нами в понятие погода, может подвергаться резким и внезапным изменениям в течение короткого промежутка времени. При этом необходимо уделять основное внимание изучению микроклимата, под которым мы понимаем совокупность чисто местных климатических особенностей, зависящих от ряда внешних факторов, характерных для ограниченной территории или закрытых помещений. Таким образом, можно, например, различать микроклимат приземного слоя тропосферы, зеленой .зоны древесных насаждений, центральных
районов больших городов, отдельных зданий, промышленных предприятий и т. д. Важность характеристики микроклиматических условий состоит в том, что именно они наиболее доступны для изменения в нужном нам направлении. Достаточно сказать, что при соответствующей посадке деревьев можно уменьшить силу ветра, ослабить мощность солнечной радиации, повысить влажность воздуха, снизить его температуру И т. д. ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА Солнечные лучи, проходя через атмосферу, нагревают ее в очень незначительной степени, в общей сложности до 0,02°С/ч. Поэтому повышение температуры воздуха в основном обусловливается теплоотдачей почвы, которая поглощает и трансформирует солнечную радиацию. Вместе с тем инфракрасное излучение, испускаемое нагретой поверхностью земли, хорошо поглощается содержащимися в воздушной среде водяными парами и углекислотой. В дальнейшем более легкий, теплый воздух поднимается вверх, уступая место холодному. Это явление, называемое конвекцией (перемещение), обусловливает перемешивание и относительно равномерное нагревание приземного слоя тропосферы. Перенос тепла происходит и при адвекции, т. е. при горизонтальном передвижении воздушных масс. ’Суточный ход температурной кривой, как правило, имеет свой максимум, наблюдающийся между 14—15 ч, и свой минимум, отмечаемый перед восходом Солнца. Эта разница, называемая суточной амплитудой, зависит от географической широты, сезона года, рельефа местности и растительного покрова, причем наибольшая ее величина наблюдается в тропических пустынях, а наименьшая — в полярных областях. Вместе с тем над водной поверхностью данный показатель всегда менее выражен, чем над сушей, что объясняется значительной теплоемкостью воды, являющейся мощным аккумулятором тепловой энергии. Аналогичное влияние оказывает и растительный покров местности, особенно лес, который днем задерживает солнечную радиацию, а ночью — земное излучение. Наконец, температурная амплитуда в ясную погоду заметно больше, чем в пасмурную. Сезонные колебания в основном объясняются теми же причинами, что и суточные. Например, в условиях морского климата температурная амплитуда по временам года довольно незначительная, так как нагревание и охлаждение воды происходят очень медленно. Напротив, на континентах отмечаются весьма резкие различия. Наконец, наблюдается постепенное снижение температуры тропосферы по мере удаления от поверхности земли. Это явление, называемое вертикальным температурным градиен
том, равняется в умеренных широтах 0,6°С на каждые 100 м подъема. В результате на границе со стратосферой температура достигает — 56С. В ионосфере и экзосфере температура резко возрастает, равняясь на высоте 250 км примерно 1200°С. Следует, однако, подчеркнуть, что на больших высотах при крайних степенях разреженности воздуха эта температура отражает лишь скорость движения газовых частиц и не оказывает нагревающего действия на инородные тела, находящиеся на экзосферном уровне. Одним из основных условий для осуществления нормального хода всех жизненных процессов является принцип температурного постоянства, при нарушении которого возможно развитие тяжелых, иногда необратимых, изменений. Вместе с тем температура окружающей среды служит одним из основных факторов, вызывающих раздражение поверхностных рецепторов, откуда сигналы поступают в соответствующие центры головного мозга. В результате от температурных колебаний зависит глубина и частота дыхания, скорость циркуляции крови, интенсивность окислительных реакций и особенности обмена веществ. Можно даже сказать, что эти колебания в состоянии обусловить изменение внутриклеточных биохимических процессов, определяющих уровень теплопродукции организма. Разумеется, человек не является беззащитным по отношению к неблагоприятным термическим воздействиям, так как он обладает сложным и совершенным механизмом терморегуляции, позволяющим сохранять изотермию при довольно значительных температурных колебаниях. Однако этот механизм далеко не всегда может справиться с резким и длительным изменением микроклиматических условий. Кроме того, чрезмерное его напряжение уже само по себе оказывает отрицательное влияние на самочувствие и работоспособность человека. Как известно, теплообмен организма связан с выработкой тепловой энергии и отдачей ее во внешнюю среду путем уравновешивания химической и физической терморегуляции. Первая из них определяется интенсивностью обменных (окислительных) процессов, причем теплопродукция не меняется при внешней температуре 15—25°С, повышается при ее падении ниже 15°С и уменьшается при подъеме до 25—’35°С. При увеличении же температуры воздуха выше 35°С отмечается вторичное возрастание основного обмена, что свидетельствует уже о нарушении химической терморегуляции (рис. 8). Одновременно с процессами накопления тепла в организме непрерывно происходит отдача его во внешнюю среду. Это прежде всего осуществляется при соприкосновении с более холодными поверхностями (кондукция) и благодаря нагреванию
Нилсняя зона побышения обмена Зона без раз линия Зона пониженно?!) обмена Верхняя зона повышенного / Уровень основн обмена 6 зоне безразличие ----1---1-------1______I___ । < О* 5' 10' /5е 20° 25' 30° 35' АО' *5'0 Рис. 8. Основной обмен при различных температурах воздуха (по М. Е. Маршаку). прилегающих слоев воздуха (конвекция). Радиационная теплоотдача наблюдается только при наличии в окружающем пространстве предметов и ограждений, имеющих более низкую температуру поверхностей, чем кожа человека. Наконец, потеря тепла испарением осуществляется при переходе воды из жидкого в парообразное состояние и в основном зависит от величины относительной влажности воздуха. По данным А. А. Летавета, человек, находящийся в состоянии покоя, теряет вследствие конвекции 15,3% тепла, излучения — 55,6% и испарения —29,1%. Установлено, что средние пределы температурных колебаний нашего организма, при которых сохраняется его жизнеспособность, сравнительно невелики и находятся в диапазоне от 25 до 43°С. При этом тепловой баланс у людей, не выполняющих физическую работу, может некоторое время поддерживаться при температуре воздуха 40°С и относительной влажности 30% или же при температуре 30°С и влажности 85%. В результате излишней теплопотери возможно развитие различных простудных заболеваний. В одних случаях она вызывает нарушение трофики тканей на месте приложения самого холодового раздражителя (невриты, миозиты), в других переохлаждение, по-видимому, играет роль рефлекторного фактора, понижающего резистентность всего организма, способствуя развитию патологических состояний как инфекционной, так и неинфекционной природы. Известно также, что местное охлаждение (особенно ног) может обусловливать возникновение простудных заболеваний. Последнее связано с рефлекторным снижением температуры слизистой оболочки верхних дыхательных путей. Вместе с тем относительно кратковременная гипотермия с постепенным понижением температуры тела больного до 25°С используется в последнее время при некоторых хирургических операциях.
К весьма тяжелым последствиям может привести и перегревание организма. При этом обычно различают легкую и тяжелую форму гипертермии, первая из которых характеризуется повышением температуры тела до 38 —39°С, учащением пульса и дыхания, головной болью, общей слабостью и т. д. При второй отмечаются значительно более высокий подъем температуры (до 40 —42°С), нарушение состава крови, колап-тоидное состояние, потеря сознания, тетанические кризы и некоторые другие симптомы. Эта тяжелая форма перегревания организма, называемая тепловым ударом, может закончиться внезапным наступлением коматозного состояния с смертью пострадавшего. Необходимо отметить, что и значительно менее резкие, но длительные изменения внешних температурных условий могут также оказывать неблагоприятное влияние на организм из-за перенапряжения аппарата терморегуляции и нарушения теплового баланса. При этом выделение иона хлора, прием большого количества воды ведут к угнетению секреции и бактери-цидности желудочного сока, что создает благоприятные условия для расстройства деятельности пищеварительного тракта. В заключение следует указать на важное значение не только абсолютной величины температуры воздуха, но и амплитуды ее колебаний. Чем чаще повторяются эти колебания и чем они резче, тем труднее приспосабливается к ним организм и тем больше усилий затрачивается на сохранение изотер-мии. Многое зависит и От того, как долго держатся необычные для данной местности метеорологические условия. Несомненно, что продолжительное стояние очень низких или очень высоких температур может быстрее оказать свое вредное влияние, чем повторяющиеся только изредка резкие температурные колебания. Поэтому врача должна интересовать динамика температурных колебаний, которая нередко скрывается за средними данными метеорологических сводок. ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА При оценке микроклиматических условий необходимо всегда учитывать содержание в воздухе водных паров, для характеристики которого обычно определяют абсолютную влажность, т. е. их количество в граммах в 1 м5 воздуха, максимальную — насыщающую воздух при данной температуре и относительную — показывающую процент его насыщения в момент измерения. Кроме того, для оценки способности воздушной среды поглощать влагу используют понятие дефицит насыщения, представляющий собой разницу между максимальной и абсолютной влажностью.
Как известно, водяные пары поступают главным образом при испарении воды с поверхности морей и океанов, причем наиболее значительно обогащаются ими нижние слои тропосферы. Дальнейшее их распространение связано в основном с вертикальным и горизонтальным воздухообменом и отчасти с диффузией. Суточные колебания относительной влажности прежде всего определяются температурой воздуха, причем здесь имеет место обратное соотношение. Другими словами, при повышении температурной кривой содержащиеся в нем водяные пары удаляются от состояния насыщения, а при понижении — приближаются к нему. Годовой ход относительной влажности также находится в обратном отношении к сезонной динамике температуры воздуха. Так, наибольшие среднемесячные ее значения наблюдаются в ноябре — марте, а наименьшие — в мае — августе. Влага, находящаяся в воздухе, может переходить из одного состояния в другое, причем это сопровождается то выделением (конденсация), то поглощением (испарение) тепловой энергии. Эти процессы должны, конечно, в какой-то степени отражаться на температурном состоянии атмосферы. Однако наибольшее значение для микроклиматических условий имеет образование туманов, основной причиной формирования которых является охлаждение воздуха при соприкосновении его с более холодной поверхностью почвы или воды. Кроме этого, необходимо наличие в атмосфере ядер конденсации, благодаря чему при большом загрязнении воздуха туманы становятся более частым явлением. В гигиеническом отношении наиболее' важными показателями служат относительная влажность и дефицит насыщения, дающие представление о степени насыщения воздуха и о возможности теплоотдачи путем испарения. При любых температурных условиях значительное повышение первого из этих показателей представляется неблагоприятным явлением. В самом деле, насыщение воздуха водяными парами в холодную погоду может способствовать переохлаждению тела, вследствие того что теплоемкость воды (1,0) намного выше теплоемкости воздуха (0,237). Напротив, при высоких температурах воздуха большая относительная влажность и малый дефицит насыщения будут ускорять перегревание организма, так как затрудняют отдачу тепла посредством испарения (табл. 11). При этом необходимо иметь в виду, что начиная с 35—40°С теплоотдача будет в основном осуществляться посредством испарения влаги с поверхности кожных покровов. Принято считать, что при обычных метеорологических условиях наиболее благоприятна относительная влажность, равная 50— 60° а при повышенной температуре — даже 30—40%. В то же время и чрезмерная сухость воздуха
Таблица 11 Влияние влажности воздуха при различных его температурах иа выделение влаги (по Л. К. Хоцянову) Температура окружающего воздуха, С Потеря воды через кожу и легкие, г/ч * очень сухой воздух очень влажный воздух 15 36,3 9,0 20 54,1 15,3 25 75,4 23,9 в сочетании с интенсивным тепловым воздействием и сильным ветром может являться вредной, обусловливая мучительную жажду, пересыхание и растрескивание слизистых оболочек. У маленьких же детей это иногда приводит к более опасным последствиям, связанным с обезвоживанием организма. ДВИЖЕНИЕ ВОЗДУХА Воздушная среда лишь в редких случаях находится в состоянии покоя, постоянно перемещаясь как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Последнее в атмосферных условиях принято называть ветром, для обозначения преобладающего направления которого в определенной местности используется специальная графическая величина — роза ветров. Она представляет собой линии румбов, на которых отложены отрезки, соответствующие по длине числу и силе ветров определенного направления, выраженного в процентах по отношению к общему их количеству (рис. 9). Эта графическая величина должна приниматься во внимание при планировке населенных мест. В противном случае возможно неправильное взаиморасположение жилых и промышленных районов со всеми вытекающими отсюда последствиями в отношении загрязнения воздуха. Скорость движения воздуха определяется числом метров, проходимых им в секунду. Кроме того, о силе ветра можно получить представление по 12-балльной шкале Бофорта, где за основу берутся глазомерные наблюдения. Гигиеническое значение движения воздуха состоит прежде всего в том, что оно способствует вентиляции жилых кварталов и расположенных там зданий, а также приводит к самоочищению атмосферы от поступающих в нее загрязнений. Кроме того, ветер обеспечивает перенос тепла и влаги из одних'районов в другие. При этом считают, что циклоны обыч-
Условные обозначения сипы ветров (У} WH7A Шторм Y>t8*lc В Т>дАс Сильный Г8> У>Юм!с Слабый 5>у>о,5м/с Рис. 9. Роза ветров. Штилей -85 У* 0,5 м[С но приносят с собой плохую погоду, сопровождаемую облачностью и осадками, а антициклоны, наоборот, способствуют установлению сухой и ясной погоды. Что касается влияния движения воздуха непосредственно на организм человека, то оно в основном сводится к увеличению теплоотдачи с поверхности тела. В условиях низкой температуры окружающей среды это имеет неблагоприятное значение, способствуя излишнему охлаждению и развитию простудных заболеваний. В жаркие же дни ветер является благоприятным фактором, увеличивая теплоотдачу путем конвекции и испарения, предохраняя организм от перегревания. Наконец, сильный и особенно продолжительный ветер может обусловливать ухудшение самочувствия и нервно-психического состояния человека, а также вызывать обострение некоторых хронических заболеваний. Вместе с тем большая скорость движения воздуха (более 20 м/с) нарушает нормальный ритм дыхания, увеличивает нагрузку при ходьбе и выполнении физической работы на открытом воздухе. Поэтому наиболее оптимальным с гигиенической точки зрения, даже в летнее время, является умеренный ветер со скоростью 4 м/с.
АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ Подверженная силе земного притяжения атмосфера оказывает давление на поверхность земли и на все объекты, находящиеся на ней. На уровне моря его величина равняется в среднем 1,033 кг/см2, что составляет для всей поверхности тела человека около 15 — 18 т. Однако, вследствие того что наружное давление целиком уравновещивается внутренним, мы фактически не ощущаем тяжести воздушной оболочки нашей планеты. Определенное гигиеническое значение имеют суточные и сезонные колебания атмосферного давления, наиболее выраженные при фронтальном типе погоды. Как известно, здоровые люди обычно не замечают эти колебания, которые во всяком случае не отражаются на их самочувствии. Однако у некоторых категорий больных внезапное падение барометрического давления всего на 10 мб уже в состоянии вызвать сосудистую катастрофу. Есть основания предполагать, что это может быть связано с изменением плотности кислорода во вдыхаемом воздухе, причем такие внезапные, скачкообразные снижения его парциального давления утяжеляют проявления гипертонической болезни, атеросклероза и неврастении. Вместе с тем ухудшение может являться результатом суммарного влияния всего метеорологического комплекса, возникающего при резкой смене погоды. В частности, некоторые больные особенно плохо переносят сочетание пониженного давления и высокой относительной влажности воздуха. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ Под собирательным термином «атмосферное электричество» обычно понимают целый комплекс явлений, включающий в себя ионизацию воздуха, электрическое и магнитное поле атмосферы. Обращаясь к первому из них, отметим, что в атмосфере* происходит постоянное перемещение ионов, обеспечивающих ее электропроводимость. Сам процесс их образования объясняется влиянием радиоактивных элементов, электрических разрядов, ультрафиолетовых и космических лучей. При указанных воздействиях от молекул и атомов могут отрываться один или несколько электронов, которые, присоединяясь к нейтральным газовым частицам, превращаются в отрицательные легкие ионы; оставшаяся же часть атома образует положительный легкий ион. В результате же адсорбции этих легких ионов на пылинках и капельках воды образуются тяжелые ионы. Степень ионизации варьирует в зависимости от географических и геологических условий, состояния погоды, радиоак
тивности внешней среды и интенсивности загрязнения воздуха. Так, если в курортных местностях в 1 мл воздуха содержится 2000 — 3000 легких ионов, то в промышленных городах их число уменьшается до 40. То же самое явление наблюдается в жилых и коммунальных помещениях, так как выдыхаемый воздух практически не содержит ионов и в указанном отношении является как бы мертвым воздухом. Таким образом, изменение ионизационного режима может являться чувствительным показателем чистоты воздушной среды. В настоящее время довольно многочисленными работами (особенно А. А. Минха) доказано разностороннее действие а> роионов на организм, причем наиболее выраженным является их влияние на процессы тканевого дыхания и функциональное состояние центральной нервной системы. Установлено также, что уменьшение содержания легких отрицательных ионов в атмосфере, очевидно, может приводить к потере воздухом его освежающих свойств, обусловливать более быстрое развитие утомления и понижение общего тонуса организма. На этом основании отдельные авторы образно называют отрицательные ионы витаминами воздуха, о чем свидетельствует и благотворное их влияние при лечении некоторых заболеваний — гипертонической болезни, бронхиальной астмы, эндар-териита, малокровия, эндокринных расстройств и т. д. При проведении такой аэроионотерапии больные вдыхают воздух с высокой степенью ионизации, содержащий от 100000 до 1000000 отрицательных легких ионов в 1 ’мл. Физиологический механизм этого воздействия, по-видимому, объясняется электрообменом в легочной ткани и нервно-рефлекторными реакциями, возникающими в ответ на раздражение рецепторов кожи и слизистых оболочек. Что касается влияния положительных легких ионов, то, по мнению ряда исследователей, они могут приводить к ухудшению функционального состояния организма, вызывая сонливость, депрессию, снижение работоспособности и повышение артериального давления. Обращаясь к характеристике электрического поля, отметим, что Земля в целом имеет свойства отрицательно заряженного проводника, а атмосфера — положительно заряженного. В результате происходит перемещение ионов обоих знаков и возникает вертикальный электроток, направленный к -земной поверхности, напряженность которого измеряется падением потенциала в вольтах на 1 м высоты. По мере удаления от земли этот потенциал возрастает, причем разность напряжения между головой и ногами стоящего человека может достигать 250 В. Однако благодаря ничтожной электроемкости прилегающего к телу воздуха и малой силе тока это не вызывает каких-либо вредных последствий.
Установлено также, что данный показатель претерпевает сезонные колебания и во многом зависит от состояния погоды. Так, с увеличением атмосферного давления, уменьшением прозрачности воздуха и образованием туманов электрическое поле может возрастать в 2-5 раз. Однако особенно сильные изменения наблюдаются во время гроз, когда его напряженность достигает несколько сотен тысяч вольт на 1 м в течение нескольких минут. Естественно, что столь большие изменения в электрическом поле атмосферы должны были бы оказывать известное влияние на самочувствие, особенно больных и слабых людей. Правда, по мнению некоторых исследователей, это влияние не может быть сколько-нибудь значительным, так как сила тока, проходящего через тело человека в обычных условиях, чрезвычайно мала (3,57 • 10 9 мА) и приближается к той, которая характерна для нормальных физиологических процессов, протекающих в организме. К сожалению, каких-либо более подробных данных о воздействии электрического состояния атмосферы на здоровье человека в литературе нет. В заключение необходимо остановиться на характеристике силового магнитного поля, быстрое изменение которого (магнитные возмущения и бури) возникает в связи с усиленным притоком заряженных частиц с поверхности Солнца в период повышения его активности. Установлено, что эти изменения могут оказывать влияние на функциональное состояние центральной нервной системы, вызывая, в частности, усиление процессов торможения. По данным немецких и американских исследователей, в период магнитных бурь резко возрастает частота обострений нервно-психических заболеваний. РАДИОАКТИВНОСТЬ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ При гигиенической характеристике радиоактивности воздушной среды необходимо прежде всего остановиться на естественной (фоновой) радиации, из-за которой человек и все живые существа всегда подвергаются воздействию небольших доз ионизирующего облучения. Источниками его являются космические лучи, порождаемые Солнцем и межзвездным пространством, радиоактивные вещества, содержащиеся в воздухе, почве, горных породах и-воде. Как известно, естественная радиоактивность атмосферы зависит от наличия в ней таких газов, как радон, актинон и торон, являющиеся продуктом распада радия, актиния и тория. Вместе с тем эти элементы служат источником и радиоактивных аэрозолей. В воздухе содержатся углерод-14, аргон-41, фтор-18 и некоторые другие изотопы, образующиеся в результате бомбардировки атомов азота, водорода и кислорода потоками частиц космического излучения.
Установлено, что естественная радиоактивность воздушной среды колеблется в пределах 2 10~*—4,4 - 10~В * * * * 13 Ки/л, причем над сушей она несколько больше, чем над водой. При этом человек подвергается как внешнему воздействию (почва, космические лучи), так и внутреннему облучению при вдыхании специфически загрязненного воздуха, содержащего альфа-, бета-и гамма-излучающие вещества. Следует также учитывать и то обстоятельство, что примеси радиоактивных элементов (урана и тория) находятся и в строительных материалах, поэтому внутри деревянных строений уровень радиации будет несколько меньше. В результате суммарная доза облучения, воздействию которого подвергается «средний» житель нашей планеты, может составлять 175 млрд/год, причем она может несколько изменяться в зависимости от географической широты местности, метеорологических условий и т. д. Туман будет способствовать возрастанию радиации, а промерзание почвы ее уменьшению. Переходя к оценке искусственного радиоактивного загрязнения биосферы, следует подчеркнуть, что эта проблема возникла сравнительно недавно, в связи с испытанием атомного оружия и широким использованием ионизирующей радиации в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и других отраслях науки. Первостепенное значение в указанном отношении, бесспорно, имеют экспериментальные ядерные взрывы, проводимые за рубежом. Основной проблемой радиационной гигиены является обеспечение необходимых профилактических меройриятий по удалению, обезвреживанию и захоронению радиоактивных отходов. Примером эффективности подобных мероприятий могут служить атомные электростанции, фактически не загрязняющие окружающую среду. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОМПЛЕКСНОГО ВЛИЯНИЯ НА ОРГАНИЗМ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ В основу гигиенической оценки влияния микроклиматических условий должен быть положен конечный его эффект. Другими словами, воздействие может считаться положительным, если оно способствует сохранению температурного постоянства организма, и отрицательным, если оно содействует нарушению теплового равновесия. При этом, разумеется, необходимо принимать во внимание суммарное влияние всего комплекса физических свойств воз- душной среды, так как здоровье, самочувствие и работоспособность человека зависят не только от температуры, но и от одновременного воздействия влажности воздуха, скорости его движения, барометрического давления, электрического состоя-
ния и т. д. Установлено, что различное их сочетание может оказывать как благоприятное, так и неблагоприятное воздействие на организм. При этом отрицательное влияние одного из факторов может почти полностью компенсироваться положительным действием другого. Последнее делает весьма важным определение оптимальных комбинаций различных .физических свойств воздушной среды, причем для указанных* целей было бы крайне желательным применение специальных методов исследования для суммарной оценки микроклиматических условий. К сожалению, предложенные в свое время методики кататермометрии и эквивалентно-эффективных температур не оправдали возлагавшихся на них надежд и сейчас почти не применяются в санитарной практике. Таким образом, современный уровень гигиенических исследований не дает еще возможности нормирования метеорологических условий по каким-либо суммарным физическим показателям, и оно по-прежнему проводится по отдельным компонентам микроклимата, т. е. путай измерения температуры, влажности, движения воздуха и инфракрасной радиации. Именно на этом принципе основываются все ныне действующие нормативы, предназначаемые для оценки воздушной среды в жилых, коммунальных и производственных помещениях. Вместе с тем для гигиенической характеристики микроклиматических условий можно использовать изучение состояния различных физиологических функций, например частоты дыхания и пульса, величины артериального давления, газового обмена и др. В этом Отношении одним из наиболее объективных интегральных показателей является изменение температуры кожи, достигающей 1фи высокой температуре окружающего воздуха 36°С, а при интенсивном тепловом облучении даже 45°С. При усиленном же охлаждении организма она может падать до 25°С и ниже. Установлено также, что в комфортных условиях температура кожи лба обычно колеблется в пределах 33—34°С. Большое значение при суммарной оценке физических свойств воздушной среды имеют субъективные ощущения человека, определяющие состояние теплового комфорта или дискомфорта. При этом внешняя обстановка по механизму условных временных связей может оказывать существенное влияние на реакцию организма. Достаточно, например, сказать, что один вид темного подвального помещения, ассоциирующегося у нас с ощущением холода и сырости, способен усиливать эффект воздействия низких температур. В заключение необходимо подчеркнуть, что состояние теплового комфорта при определенном сочетал— микроклиматических условий во многом зависит от энергетических трат организма, вида одежды, индивидуальных привычек человека, его образа жизни и т. д.
Глава 8. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КЛИМАТОВ И ПРОБЛЕМЫ АККЛИМАТИЗАЦИИ ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КЛИМАТОВ СССР Завершающая из глав, посвященных гигиене воздуха, касается некоторых вопросов медицинской климатологии — науки, изучающей влияние климатических условий на здоровье населения и возможность их использования для лечебных целей. Само понятие климат (от греческого слова «клима» — склонение солнца, наклон лучей) можно определить как характерный для данного района многолетний режим погоды, обусловленный географической широтой, приходом и расходом лучистой энергии, особенностями атмосферной циркуляции, высотой над уровнем моря и рельефом местности, растительным покровом, изменением земной поверхности под влиянием деятельности человека и т. д. Советский Союз отличается большим разнообразием климатических условий, чему, несомненно, способствуют размеры его территории, равняющейся 22,4 млн. км2 и занимающей большую часть Европы, северную и среднюю часть Азии. Не удивительно, что на такой огромной территории имеются и области арктического климата, и субтропические районы Черноморского побережья Кавказа, и песчаные пустыни Средней Азии, и безграничные лесные массивы Сйбири. Вместе с тем создаются благоприятные условия для трансформации воздушных масс, приходящих со стороны Арктики и Атлантического океана, и для формирования континентального воздуха, преобладающего над значительной частью СССР. В зимнее время под влиянием снежного покрова этот континентальный воздух сильно охлаждается, причем в Восточной Сибири бывает холоднее арктического. Летом он весьма сильно прогревается, особенно в степной полосе и Средней Азии, причем его вторжение на территории, расположенные на более высоких широтах, вызывает жаркую погоду, иногда сопровождаемую суховеями. Кроме того, на территорию нашей страны нередко могут вторгаться массы арктического воздуха, в результате чего поздней весной и ранней осенью наблюдаются заморозки. Западная часть Советского Союза находится во все времена года под влиянием Атлантического океана, вследствие чего там отмечаются более высокие зимние температуры, пониженные годовые амплитуды температурных колебаний и более значительное количество осадков. Наконец, своеобразным климатическим районом является побережье Черного моря, специфичность которого во многом зависит и от особенностей рельефа местности.
Рис. 10. Схема климатических поясов СССР.
В то же время для нашей страны характерно отчетливое разграничение холодного и теплого периодов года, причем в январе—феврале снег покрывает большую ее часть. Исходя из средних температур января и июля, всю территорию СССР можно разделить на 4 климатических района: холодный — с температурой января от -28° до -14°С и июля от +4 до +22°С; умеренный — с температурой января от -14° до -4°С и июля от +10 до +22°С; теплый — с температурой января от -4 до 0°С и июля от +22° до +28°С; жаркий с температурой января от -4 до + 4°С и июля от +28 до +34°С (рис. 10). Значительно более детализированной является классификация, предложенная Л. С. Бергом, согласно которой выделяются следующие 12 типов климатов: вечного мороза, тундры, тайги, широколиственных лесов умеренного пояса, муссонов, степей, внетропических пустынь, средиземноморский, субтропических лесов, тропических пустынь, тропической лесостепи (саванны) и влажных тропических лесов. Как видно из перечня, данная классификация, основанная на ландшафтных признаках, рассматривает климатические условия в тесной связи с физико-географическими особенностями местности, в частности с ее почвенным покровом и растительностью. В этом отношении классификация Л. С. Берга во многом соответствует запросам гигиенической науки, так как современная медицинская климатология определяет понятие климат как сумму метеорологических, географических и ландшафтных условий, оказывающих влияние на здоровье населения. На территории Советского Союза имеются все указанные климатические зоны, за исключением тропических (рис. 11). Из них наиболее суровым и трудным для акклиматизации является климат вечного мороза, для которого характерны самые низкие среднегодовые температуры воздуха, постоянный снежный и ледяной покров над поверхностью почвы, полное отсутствие солнечного света зимой и вечный полярный день летом. Особенности климата тундры также создаются под сильным воздействием арктического воздуха, причем он отличается продолжительной холодной зимой, коротким прохладным летом, сильными ветрами, большой облачностью, вечной мерзлотой почвы, легкой ее заболачиваемостью и преимущественно травянистой растительностью. Климат тайги наиболее типичен для Западной и Восточной Сибири и характеризуется очень большой континентальностью, так как необычайно холодные зимы сменяются здесь очень коротким, но жарким летом. Именно в этой зоне находится полюс холода для северного полушария (г. Оймякон). Климат широколиственных лесов умеренного пояса характерен для центральной полосы Европейской части СССР и не-
IMP Рис. 11. Климатические зоны по классификации Л. С. Берга. Климаты: I — вечного мороза; 2 — тундры; 3 — тайги; 4 — лесов умеренного пояса; 5 —степной; 6 — муссонного типа; 7 — пустынь в нетропических; 8 — средиземноморский; 9 — лесов субтропических; /0 — высокогорный. которых других ее районов. Физические и химические свойства воздушной среды в лесных массивах в общем благоприятны для организма: меньшие суточные амплитуды температурных колебаний, небольшая скорость ветра и незначительная загрязненность воздуха. В результате лесные санатории и дома отдыха могут использоваться для лечения, особенно при переутомлении, неврастении и некоторых других заболеваниях. Сухие климаты степей и внетропических пустынь отличаются прежде всего недостаточным количеством осадков и весьма скудной растительностью. При гигиенической оценке этих климатов обращают на себя внимание большие суточные и сезонные изменения температуры, сухость атмосферного воздуха, значительная интенсивность прямой солнечной радиации и сильные ветры, поднимающие много пыли. В отно
шении курортного лечения пребывание в степной зоне может быть полезным для лиц, страдающих заболеваниями почек, подагрой, малокровием и некоторыми другими. К теплым климатам нашей страны относятся средиземноморский и субтропический. Первый из них характерен для узкой береговой полосы Южного берега Крыма и Черноморского побережья Кавказа, вплоть до Туапсе. Отличительными его особенностями являются малые амплитуды сезонных и суточных колебаний, низкая относительная влажность и небольшое количество осадков. Для этой зоны характерны лето, очень богатое ясными безоблачными днями, и непродолжительная теплая зима с неустойчивым снежным покровом. Многочисленные санатории Крыма широко используются для лечения самых разнообразных заболеваний, в том числе туберкулеза, рахита, болезней крови и др. Менее благотворным является климат субтропических лесов, характерный для Черноморского побережья Кавказа на протяжении от Туапсе до Батуми. Это объясняется тем обстоятельством, что летний период, как правило, отличается здесь жаркой сырой погодой и частыми ливневыми дождями, создающими неблагоприятное для ослабленного организма сочетание метеорологических условий. Наконец, специального упоминания требует горный климат, который характеризует пониженное атмосферное давление, уменьшенное содержание в воздухе кислорода, интенсивная солнечная радиация, сравнительно невысокие летние температуры, прозрачность и чистота воздушной среды. Таким образом, пребывание в этих климатических условиях показано при лечении различных болезней легких, костного туберкулеза, малокровия и некоторых заболеваний сердечно-сосудистой системы. В заключение следует подчеркнуть, что все климатические зоны можно разделить на щадящие и раздражающие климаты. К первым необходимо отнести те, которые отличаются незначительной амплитудой колебаний атмосферного давления, температуры, влажности и движения воздуха (средиземноморский климат). Напротив, особенности холодных континентальных климатов Советского Союза позволяют отнести их к типу раздражающих, так как они предъявляют повышенные требования к организму и являются трудно переносимыми для ослабленных и больных людей. ВЛИЯНИЕ КЛИМАТА И ПОГОДЫ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ Влияние климатических и погодных условий на здоровье населения прежде всего сказывается на сезонном характере отдельных заболеваний, т. е. на преобладании одних из них
в холодные, а других в теплые периоды года. К числу этих заболеваний обычно относят катары верхних дыхательных путей, ангины, пневмонии, острый диффузный нефрит, миозиты, невриты и т. д. Кроме того, для средних и южных широт закономерная сезонность установлена в отношении таких инфекций, как грипп, эпидемический менингит, дифтерия, дизентерия и холера. Необходимо также отметить, что особенности климата могут оказывать влияние на распространенность тех или иных болезней в определенных районах. Этому, очевидно, способствует как воздействие природных факторов на патогенную микрофлору, так и зависимость развития переносчиков инфекции от физико-географических особенностей данной климатической зоны. Достаточно, например, сказать, что суровая природа Крайнего Севера с низкими температурами воздуха и глубоким промерзанием почвы препятствует развитию насекомых и грызунов, являющихся передатчиками энцефалита, туляремии, лейшманиоза. Кроме того, даже при наличии соответствующих насекомых они в некоторых случаях не могут осуществлять свою эпидемиологическую роль. Это, в частности, относится к малярийным комарам, которые в Заполярье не являются переносчиками данного заболевания из-за отсутствия необходимых температурных условий для вызревания возбудителя малярии (Г М. Данишевский). Не подлежит сомнению и существование так называемых метеотропных заболеваний, или метеоропатий, т. е. болезней, течение и исход которых находятся в определенной зависимости от времени года и состояния погоды. Так, в осенне-зимний период отмечается рост обращаемости за медицинской помощью больных, страдающих гипертонией и стенокардией, что отчасти объясняется изменением сосудистого тонуса, способствующего проявлению, коронарной недостаточности. Сезонные обострения, совпадающие со сдвигами количества холестерина и кальция в крови, а также активности желудочного сока, наблюдаются также при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Однако наиболее отчетливо указанная зависимость отмечается при изменениях погоды, обычно разделяемых на периодические и апериодические. Первые из них происходят постепенно и не оказывают значительного влияния на организм. Причиной вторых служат передвижения воздушных масс, представляющих собой объемы воздуха протяженностью до многих сотен и тысяч километров. Следует подчеркнуть, что особенно резкая и внезапная смена погоды, с колебаниями температуры на 15—20°С, имеет место при прохождении синоптических фронтов. Под этим термином подразумевается поверхность раздела между двумя воздушными массами различного происхождения.
Установлено, что такой тип фронтальной погоды может рассматриваться как сильный раздражитель, оказывающий неблагоприятное воздействие на организм в результате резкого изменения метеорологических условий во время прохождения фронта. Среди этих изменений обращает на себя особое внимание определенная стадийность в колебаниях со стороны электрических свойств воздушной среды. Первый период (до прохождения фронта) характеризуется только сдвигом со стороны компонентов атмосферного электричества. Второй период (продолжающийся не более 6 ч) отличается скачкообразными изменениями всех метеорологических факторов. Наконец, третий (занимающий около суток) является периодом постепенной их нормализации. Следует подчеркнуть, что возникновение различных патологических реакций и обострение хронических заболеваний наблюдаются до появления синаптического фронта, во время его прохождения и после него. При этом ухудшение состояния наиболее часто отмечается за 1—2 дня до резкой смены погоды, когда можно констатировать обострение проявлений гипертонии и стенокардии у 70—80% больных, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, а также увеличение случаев внезапной смерти среди этих больных. Сам механизм возникновения метеотропных реакций многие авторы пытаются прежде всего объяснить влиянием электромагнитных импульсов, которые могут изменять функциональное состояние центральной нервной системы, тонуса сосудов и обмена веществ, особенно при сопутствующем влиянии холодового фактора. При этом наблюдаются выраженные сдвиги и в биохимических процессах в виде повышения уровня холестерина и протромбина в крови, понижения активности каталазы и пероксидазы. К мерам активной профилактики вредного влияния сезонных изменений климатических условий относится своевременное противорецидивное лечение ревматизма, язвенной болезни, стенокардии и др. Большую роль играет также создание в жилых, коммунальных и особенно больничных помещениях устойчивого микроклиматического комфорта, что может быть полностью достигнуто только с помощью оборудования там системы кондиционирования воздуха, обеспечивающей необходимый его подогрев или охлаждение, увлажнение, подвижность и очистку. Более того, было бы крайне желательным поддержание в палатах для больных, страдающих тяжелыми расстройствами сердечно-сосудистой системы, не только определенного температурно-влажностного режима, но и постоянства других физических свойств воздушной среды. В последние годы для указанных целей были разработаны и осуществлены на практике проекты биотрона, представляющего собой ряд герме
тичных палатных помещений, в которых поддерживают на желательном уровне все микроклиматические условия: температуру, относительную влажность, барометрическое давление и электрическое состояние окружающего воздуха, а также предусматривается антибактериальное прикрытие. Экспериментально-клинические наблюдения подтвердили, что пребывание в биотроне замедляет развитие гипертонической болезни и стенокардии, в значительной мере восстанавливает трудоспособность, а главное, позволяет предупредить такие грозные последствия, как инфаркт миокарда и инсульт. Наконец, людям, на которых погодные условия местности, в которой они живут, оказывают особо неблагоприятное влияние, рекомендуется временная или постоянная смена места жительства. АККЛИМАТИЗАЦИЯ Климатические зоны Советского Союза отличаются значительным разнообразием: не выезжая за пределы нашей страны, можно побывать в любом климате, за исключением тропического. Все это делает весьма важным изучение основных закономерностей акклиматизации, под которой понимается процесс приспособления к непривычным внешним условиям. Обычно различают относительную и полную акклиматизацию, первая из которых представляет ограниченную адаптацию организма, требующую для сохранения здоровья соблюдения определенных мер предосторожности и уменьшения физической нагрузки. С физиологической точки зрения акклиматизация связана с образованием нового динамического стереотипа и сопровождается изменением функционального состояния центральной нервной системы, органов кровообращения, обменных процессов и т. д. Так, по данным некоторых авторов, стойкая адаптация к условиям жаркого климата может приводить к уменьшению частоты пульса, дыхания, артериального давления и температуры тела, а также к снижению основного обмена. Сравнительно быстро происходит образование защитного пигмента против избытка ультрафиолетовой радиации. Акклиматизация к низким температурам и специфическим особенностям северных районов, напротив, сопровождается повышением метаболизма, усилением теплойродукции, увеличением объема циркулирующей крови, более быстрым восстановлением кожной температуры при охлаждении и т. д. Существенно меняется и витаминный обмен в организме, что выражается снижением содержания в крови аскорбиновой кислоты, дефицитом витамина В) и нарушением синтеза витамина D. В общем же нужно сказать, что адаптация к жаркому климату происходит с большим трудом, чем к холодному.
Наконец, следует специально указать на возможность высотной акклиматизации, о чем свидетельствуют общеизвестные факты длительного пребывания человека в высокогорных селениях Дагестана, Памира и Перу, располагающихся на уровне 2500—4500 м. Эта адаптация к высоте прежде всего объясняется постепенным привыканием организма, в первую очередь его центральной нервной системы, к пониженному парциальному давлению кислорода. Кроме того, известное значение имеет компенсаторное повышение количества эритроцитов, увеличение объема легочной вентиляции, минутного объема сердца и т. д. Следует подчеркнуть, что сама акклиматизация не является патологическим процессом, хотя сопровождается известным напряжением физиологических функций, приводящим в свою очередь к развитию некоторых болезненных проявлений и снижению работоспособности. При этом для стойкой адаптации человека важнейшее значение имеют факторы, посредством которых можно ослаблять вредное воздействие непривычного климата. В результате рациональное устройство жилища и соответствующая одежда, целесообразный режим труда и отдыха, полноценное питание могут в значительной мере содействовать приспособлению организма даже к наиболее суровым климатическим условиям. Важнейшее гигиеническое значение для здоровья населения, несомненно, имеют общегосударственные мероприятия, направленные на возможное улучшение природных особенностей нашей страны. Так, например, засушливость климата может смягчаться путем насаждения защитных лесных полос, устройства прудов и водоемов, систем искусственного орошения и т. д. Нельзя также забывать о той роли, которую играют для облегчения и ускорения акклиматизации тренировка терморегуляторного аппарата и общее закаливание организма. Таким образом, стойкая адаптация человека к непривычным климатическим условиям является социально-биологическим процессом. Более того, социальные факторы, как правило, имеют в этом отношении доминирующее значение.
ЧАСТЬ ВТОРАЯ ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЕ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ Глава 9. ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВОДЫ И ОЦЕНКА ЕЕ ДОБРОКАЧЕСТВЕННОСТИ ВОДА, ЕЕ ГИГИЕНИЧЕСКОЕ И НАРОДНОХОЗЯЙСТВЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ Вода является основным элементом биосферы, без которого невозможно существование органической природы. Поэтому там, где есть жизнь в любой форме проявления, всегда есть и вода. Громадное общебиологическое ее значение подтверждается тем фактом, что она входит в состав любого живого организма. Тело человека примерно на 65% (по массе) состоит из воды, а наша кровь и лимфа есть не что иное, как водные растворы сложного химического состава (рис. 12). Таким образом, ни один жизненно важный процесс не может совершаться без воды, и ни одна клетка не может обойтись без водной среды. Она необходима и как растворитель питательных веществ, и для процессов ассимиляции, диссимиляции, резорбции, элиминации и др. Кроме того, вода, испаряясь с поверхности кожных покровов и через дыхательные органы, участвует в терморегуляции нашего организма. Наконец, она необходима для выведения различных вредных веществ, образующихся в результате обмена. Гигиеническое значение воды, конечно, не ограничивается употреблением ее для питья и приготовления пищи. В очень значительных количествах она используется для туалетных целей, стирки белья, канализации и т. д., без чего нельзя себе представить нормального существования современного человека (табл. 12). Наконец, водный спорт является важным фактором для закаливания организма и физической тренировки. Недаром Ф. Ф. Эрисман писал, что «...имение достаточного количества воды и при этом такой воды, которая по своим физическим и химическим свойствам соответствовала бы потребностям нашего организма (как физиологическим, так и эстетическим), составляет не только вопрос общественного здоровья, но пря-
Рис. 12. Содержание воды в различных тканях организма. Таблица 12 Нормы хозяйственно-питьевого водопотреблення для населенных пунктов Санитарно-техническое благоустройство t Водопотребление на1 жителя, л/сут Внутренний водопровод и канализация без ванн 125-160 То же, но ванны с газовыми колонками , 160-230 Водопровод, канализация и централизованное горячее водоснабжение 250-350 мо вопрос жизни»1. При этом рост водопотреблення в определенной мере связан с улучшением культурно-бытовых условий жизни населения. Вместе с тем поистине колоссальное количество воды используется теперь для нужд промышленности, транспорта и сельского хозяйства, о чем свидетельствуют данные табл. 13. Следовательно, недостаток водных ресурсов может иногда тормозить экономический и технической прогресс или во всяком случае задерживать развитие некоторых отраслей индустрии. । Эрисман Ф. Ф. Курс гигиены. Т. 1., М., 1887, с. 171.
Таблица 13 Потребление воды на 1 т продуюии Продукция “1 Расход воды, м^/т Продукция Расход воды, м5/т Сталь 120 Вискоза 1500 Алюминий 1500 Пшеница 1000 Бумага 900 Рис 4000 Каучук 250 Мясо 44000 Необходимо также подчеркнуть, что более 97% воды сосредоточено в морях и океанах и непригодно для питьевых и промышленных целей. Кроме того, источники пресного водоснабжения крайне неравномерно распределены на земной поверхности. В результате только 20% речного стока нашей страны приходится на наиболее густо населенные и индустриально развитые районы, поэтому в Донбассе, северном Кавказе, Крыму и ряде других областей ощущается недостаток воды. В Средней Азии и Казахстане имеется всего 2% от всех водных запасов Советского Союза. Весьма значительные затруднения в водоснабжении существуют в большинстве европейских стран, а также США, где в ряде южных городов приходится пользоваться в летний период для питьевых целей очищенными и обеззараженными канализационными стоками. При этом качество воды остается недостаточно удовлетворительным, потому что она имеет слабую желтую окраску, затхлый запах и привкус и т. д. Таким образом, дальнейший рост промышленности, развитие сельского хозяйства и увеличение численности населения могут поставить человечество перед угрозой возникновения водного голода, чему, несомненно, будет способствовать все усиливающееся загрязнение производственными стоками открытых водоемов и грунтовых вод. Положение настолько серьезно, что при ЮНЕСКО создана специальная организация, занимающаяся этой проблемой, в которой сотрудничают ученые более 100 стран. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ По своему химическому составу вода, как известно, является соединением двух атомов водорода с одним атомом кислорода. Однако эта кажущаяся простота строения является обманчивой, и современные достижения в области химии свидетельствуют о том, что ее структуру и свойства до сих пор нельзя считать окончательно выясненными. В частности,
обращают на себя внимание определенные различия в изотопном составе, что объясняет существование так называемой тяжелой воды с молекулярной массой от 19 до 22. В естественных условиях в воде постоянно содержатся самые различные вещества и элементы, причем только путем тщательной дистилляции можно полностью освободить ее от всех примесей. Это объясняется тем, что в процессе круговорота она, соприкасаясь с загрязненным воздухом, различными горными и осадочными породами и почвами, растворяет то или иное количество содержащихся в них химических соединений и превращается в раствор, часто весьма сложного состава. При этом формирование метеорных осадков начинается еще в процессе их выпадения, когда капельно-жидкая вода и кристаллы снега поглощают и как бы вымывают из атмосферы молекулы солей, взвешенные вещества и бактерии. Следовательно, качественный состав этих осадков должен в определенной мере зависеть от степени загрязнения тех слоев воздуха, через которые они проходят. В дальнейшем, по мере стекания дождевых и талых вод к искусственным и естественным водосборам, отмечается еще более значительное изменение их химических и бактериальных показателей. В конечном итоге особенности состава природной воды будут различны в зависимости от того, останется ли она в верхних слоях земли, испарится ли в атмосферу, чтобы начать новый цикл круговорота, будет вынесена в моря и океаны или, наконец, проникнет глубоко в толщу земли, где под влиянием высоких температур и давлений будет обогащаться еще более сложным комплексом газов и твердых веществ (О. А. Алехин). Среди неорганических соединений, находящихся в воде, необходимо указать на соли кальция и магния, количество которых определяет ее жесткость, а также на возможность значительного содержания других минеральных соединений, что прежде всего относится к хлоридам и сульфатам. Одним из постоянных ингредиентов водной среды является железо, которое в подземных водах находится главным образом в виде бикарбонатов. К другим постоянным неорганическим примесям можно отнести некоторые микроэлементы, в том числе бериллий, марганец, медь, молибден, мышьяк, свинец, селен, стронций, фтор, цинк и др. В воде также могут обнаруживаться соли аммиака, азотной и азотистой кислот, наличие которых нередко служит одним из показателей загрязнения воды белковыми веществами. В открытых водоисточниках, как правило, содержится примесь органических соединений, являющихся остатками водных организмов или попадающих вместе с различными стоками. Наконец, для газового состава воды характерно наличие растворенного кислорода, углекислоты и сероводорода.
Таковы основные особенности химического состава природных вод, во многом зависящие от их происхождения, накопления, длительности соприкосновения с различными земными породами, а также от растворяющей способности. При этом необходимо иметь в виду, что количественные и качественные различия будут в значительной мере определяться совокупностью тех физико-географических условий местности, которые могут оказывать прямое или косвенное влияние на процессы формирования водной среды на всех этапах ее круговорота. Так, минерализация грунтовых питьевых вод повышается с севера на юг, что совпадает с возрастанием концентрации в ней хлор- и сульфат-ионов. Вполне понятно, что химический состав водной среды должен определять ее физические свойства, из числа которых нас наиболее интересуют следующие : мутность, цветность (окраска), запах и вкус. Все эти свойства хорошо воспринимаются нашими • органами чувств и именуются органолептическими. Как известно, доброкачественная питьевая вода должна быть прозрачной, бесцветной, не иметь запаха и обладать приятным освежающим вкусом. Эти органолептические ее качества имеют большое гигиеническое значение. Так, по мнению Ф. Ф. Эрисмана, эстетическое чувство, более или менее развитое у каждого культурного человека, не позволяет пользоваться грязной водой даже в тех случаях, когда нет оснований ожидать непосредственной угрозы для здоровья. Более того, у нас постепенно выработалось представление о грозящей опасности при употреблении мутной воды, обладающей необычным запахом или вкусом, и отвращение к ней. Это инстинктивное чувство можно считать результатом обыденного опыта, перешедшего в бессознательное приспособление к наилучшим условиям существования (И. П. Павлов). Отсюда следует, что ухудшение органолептических качеств воды неизбежно явится поводом к наиболее частым жалобам населения. Изменение этих свойств может быть связано с природными особенностями самого водоема, зависящими от строения его дна и берегов, развитием в нем специфических представителей гидрофлоры и т. д. Например, в период так называемого цветения воды, т. е. усиленного размножения в ней микроорганизмов, она в состоянии приобретать весьма причудливую окраску — от зеленой до кровяйой, и чрезвычайно своеобразные запахи — рыбный, травянистый, плесневый, огуречный и даже фиалковый. Резкое понижение прозрачности нередко объясняется взмучиванием ила со дна и берегов водоема. Наконец, изменение вкуса воды зависит от примеси различных веществ, причем гуминовые соединения придают ей болотистый привкус, соли железа и марганца — чернильный, соли кальция — вяжущий, хлористый натрий — соленый и др.
Определенную гигиеническую роль играет температура воды, с повышением которой она теряет свой приятный, освежающий вкус. Вместе с тем установлено, что при нагревании до 35—40°С количество ее, выпиваемое до полного снижения питьевой возбудимости, значительно увеличивается. Обратное явление наблюдается при охлаждении до 10°С. Однако нельзя забывать и о том, что слйщком холодная вода может повлечь за собой возникновение простудных заболеваний, а также оказать вредное влияние на слизистую, оболочку желудка. Установлено, что наиболее благоприятной для питьевой воды является температура 7—12°С. ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ВОДЫ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ Вопрос о влиянии на организм минеральных веществ, часто находящихся в водной среде, является в настоящее время весьма актуальным в связи с использованием для питьевых целей искусственно опресненных вод. Как известно, содержание солей в водоисточниках различных районов нашей страны подвержено большим колебаниям, особенно высокое содержание их отмечается на Урале, в Донбассе, Средней Азии и Казахстане. При этом минеральный показатель пресной воды не выше 1 г/л, солоноватой—1—2,5 г/л и соленой —выше 2,5 г/л. Как видно из табл. 14, жители Советского Союза получают вместе с питьевой водой далеко не одинаковое количество солей. Таблица 14 Количество солей, получаемое ежедневно жителями различных областей СССР (по А. И. Бокиной) Место жительства Количество минеральных солей, мг/л Мурманск 60,2 Ленинград 189,7 Москва 770 Запорожская и Ростовская области (Сальский район) 2000-8000 Туркмения До 17 500 Морская вода 18000-35 000 Установлено, что употребление высокоминерализованных вод людьми, не привыкшими к ним, в состоянии обусловливать сравнительно кратковременное общее недомогание и обострение хронических заболеваний желудочно-кишечного тракта. По мнению экспертов ВОЗ, использование для питья морской воды ведет к прогрессирующему обезвоживанию ор
ганизма, нарушению его кислотно-щелочного состояния, увеличению остаточного азота в крови, ослаблению сердечной деятельности, усилению чувства жажды, резкому упадку сил и нередко летальному исходу. Следует подчеркнуть, что гигиеническая значимость общей минерализации питьевой воды во многом зависит от состава и количественного соотношения в ней отдельных ингредиентов, среди которых необходимо прежде всего указать на хлориды. Результаты специальных экспериментальных исследований свидетельствуют о том, что избыточное их поступление может обусловливать угнетение желудочной секреции, уменьшение диуреза, повышение артериального давления и другие нарушения, оказывающиеся особо вредными для больных с заболеваниями сердца и почек. Однако все эти проявления могут возникать лишь при концентрации хлоридов в питьевой воде, превышающей порог их вкусового ощущения. К аналогичному заключению можно прийти и при оценке сульфатов, высокое содержание которых проявляется в основном в послабляющем действии и нарушении водно-солевого обмена организма. Что касается железа, то его токсическое влияние на организм не установлено. Вместе с тем оно придает воде мутность, желто-бурую окраску, горьковатый металлический привкус, вызывает появление на белье пятен ржавчины и развитие железобактерий в водопроводных трубах. Таким образом, содержание железа в питьевой воде должно лимитироваться его влиянием на мутность и цветность. Суточная потребность человека в таких микроэлементах, как марганец, медь и цинк, полностью покрывается пищевым рационом, причем концентрации, определяющие токсикологическую опасность, явно превышают их органолептические показатели. Это позволяет считать последние лимитирующим признаком при нормировании качества питьевой воды. Одним из наиболее существенных критериев для оценки пригодности воды для хозяйственно-бытовых и производственных целей служит ее жесткость. Общеизвестно, что при значительной жесткости в ней образуются нерастворимые хлопьевидные осадки кальциевого и магниевого мыла, которые оседают на волокнах стираемых тканей, а также закупоривают поры кожи, вызывая раздражение и сухость. Кроме того, в такой воде плохо развариваются мясо и овощи, слабо настаивается чай и заметно ухудшаются его вкусовые свойства. Наконец, она оказывается малопригодной для многих технических нужд из-за образования накипи на стенках котлов и труб. Что касается воздействия на здоровье населения, то из всех теорий о положительном (для профилактики рахита) или отрицательном (развитие атеросклероза) влиянии жестких вод
ни одна не подтвердилась. Исключением, пожалуй, является гипотеза о роли этих вод как одного из этиологических факторов возникновения мочекаменной болезни. В указанном отношении на земном шаре выявлен ряд так называемых каменных зон, где отмечена многовековая устойчивость очагов эндемического уролитиазиса. Правда, следует учитывать и то обстоятельство, что в ряде стран, в которых жители потребляют мягкую воду, также наблюдается повышенное число случаев этой болезни. При нормировании органолептических свойств воды по концентрации химических веществ необходимо упомянуть о тех из них, которые добавляют в нее в качестве реагентов. Одним из примеров является алюминий, содержащийся в питьевой воде, подвергшейся осветлению в процессе коагуляции. Являясь мало токсичным, он в определенных концентрациях вызывает появление мутности и неприятного привкуса, что можно считать лимитирующим признаком при его нормировании. Обращаясь к- показателям безвредности химического состава воды, необходимо отметить, что благодаря применению новых методов исследования расширились наши представления о ее составе. В этом отношении среди веществ, преимущественно встречающихся в природных водоисточниках, можно указать на ряд микроэлементов, содержание которых нормируется по санитарно-токсикологическому признаку (см. табл. 16). Так, максимальные дозы бериллия, изученные в хроническом эксперименте (0,02 мг/л), вызывают угнетение эритропоэза в костном мозге, существенные изменения в условно-рефлекторной деятельности, дистрофические изменения в нервных клетках и др. При этом пороговая концентрация по влиянию на вкусовые свойства воды оказывается значительно более высокой, чем санитарно-токсикологическая. Оценка степени опасности малых доз молибдена обнаруживает резкие нарушения активности сульфгидрильных групп и патоморфологические изменения внутренних органов. Водные растворы его соединений обладают также специфическим привкусом, выявляющимся при значительно большем содержании, чем токсичность. Как известно, хронические мышьяковистые интоксикации в большинстве случаев связаны с функциональным расстройством центральной и особенно периферической нервной системы, с последующим развитием полиневритов, причем недействующей оказывается концентрация 0,1 мг/л. Высокой биологической активностью обладает селен, вызывающий тяжелые морфологические поражения внутренних органов у лабораторных животных. В хронических же опытах (0,1 мг/л) отмечается специфическое действие на тиоло-100
вые группы ферментов, нарушение экскреторной функции печени и почек, подавление иммунологической реактивности организма и условнорефлекторной деятельности. Вместе с тем он обладает способностью резко усиливать запах воды при стоянии растворов, что, однако, наблюдается при концентрациях больше тех, которые вызывают первоначальный токсикологический эффект. В стандарте для питьевой воды также нормируется концентрация стронция, который при сравнительно большом содержании в ней может вызывать угнетение синтеза протромбина, снижение активности холинэстеразы и нарушение функций печени. Обусловливаемый им горько-вяжущий привкус отмечается при более значительных количественных показателях, чем проявления интоксикации. Одним из наиболее распространенных и, пожалуй, своеобразных микроэлементов природных вод является фтор, изменение концентрации которого служит причиной возникновения двух массовых заболеваний населения земного шара — эндемического флюороза и кариеса зубов. Первое из них связано с повышенным содержанием этого микроэлемента, причем ранним и характерным признаком его развития является пятнистость зубной эмали. В результате она подвергается дистрофии, на ней появляются трещины и зубы становятся хрупкими. Вместе с тем отмечается нарушение фосфорно-кальциево-го обмена и фтористая кахексия, сопровождающаяся деформацией и хрупкостью костей. Кроме того, могут наблюдаться случаи остеосклероза с кальцификацией связок и ряд изменений со стороны центральной нервной системы, печени и некоторых других органов. Последствием пониженного содержания фтора в питьевой воде является заболеваемость кариесом зубов, особенно среди детских контингентов населения. При этом, как правило, отмечается и отставание в сроках окостенения костей, а сам кариес может способствовать одонтогенной инфекции (ревматизм, ангина и др.). При нормировании фтора необходимо всегда принимать во внимание чрезвычайно узкую зону его токсического действия, что в свою очередь заставляет учитывать количество выпиваемой воды и, следовательно, специфику климатических условий. Сравнительно недавно в литературе появились сообщения о водно-нитратной метгемоглобинемии, являющейся следствием повышенного содержания нитратов и нитритов в питьевой, преимущественно колодезной, воде. Симптомы данного заболевания чаще всего проявляются у грудных де гей. находящихся на искусственном вскармливании, когда сухие молочные смеси разводятся такой водой. Сам механизм развития отравления связан с возникновением токсической гипок
сии, обусловленной образованием метгемоглобина и частичной инактивацией оксигемоглобина, что вызывает снижение доставки кислорода тканям. Таким образом, повышенное содержание в питьевой воде азотистых соединений имеет определенное значение для здоровья не только грудных детей, но и взрослых, особенно страдающих заболеваниями легких, коронарной недостаточностью и анемией. Установлено также, что эти химические соединения оказывают угнетающее влияние на некоторые пищеварительные ферменты, в первую очередь на панкреатическую липазу и щелочную фосфатазу. Необходимо, наконец, отметить, что наибольшее количество нитратов находится в карбонатных и бурых черноземах, а наименьшее — в бурых и серых лесных почвах, причем наличие углекислых солей кальция и слабощелочная среда способствуют переходу нитратов в грунтовые воды. Согласно существующему стандарту, верхняя граница их содержания в воде, гарантирующая безопасность ее употребления, находится на уровне 10 мг/л (по азоту). ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОДЫ Характеризуя влияние качества воды на здоровье населения, необходимо особо подчеркнуть ее эпидемиологическое значение. Так, по данным ВОЗ, в развивающихся странах около 500 млн. человек ежегодно заражаются различными инфекциями, передающимися водным путем. Таблица 15 Выживаемость (в днях) некоторых микробов (по П. Ф. Мил я некой) Микробы Стерилизованная вода Водопроводная вода Речная вода Колодезная вода Кишечная палочка 8-365 2-262 21-183 Бактерия брюшного тифа 6-365 2-93 4-183 1,5-107 » паратифа А 22-55 — — — » паратифа Б 39-167 27-97 — » дизентерии 2-72 15-27 12-92 — Холерный вибрион 3-392 4-28 0,5—92 1-92 Лептоспира 16 — До 150 7-75 Бактерия туляремии 3-15 До 92 7-91 12-60 Из табл. 15 видно, что в эксперименте возбудители кишечных инфекций могут иногда обнаруживать весьма высокую жизнеспособность, достигающую нескольких месяцев. В естественных же условиях бактериальное загрязнение быстро подвергается большому разведению, в результате чего относительно немногочисленные патогеннйе микробы проти-102
вопоставляются громадному числу антогонистов-сапрофитов и быстро погибают. Последнее, однако, не снижает опасности возникновения водных эпидемий при долговременном или массированном заражении водоемов. Установлено, что через зараженную воду могут распространяться такие кишечные инфекции, как брюшной тиф, па-ратифы А и Б, холера, дизентерия, болезнь Боткина, водная лихорадка и туляремия. Не исключена возможность передачи этим путем полиомиелита и некоторых других болезней. Кроме патогенных микробов, с загрязненной водой в организм могут проникать цисты лямблий, яйца аскариды и власоглава, личинки анкилостомы, возбудители шистоматоза и др. В большинстве случаев наиболее массовым и постоянным фактором заражения водоема является спуск неочищенных фекально-хозяйственных стоков городской канализации. Подземные же источники могут инфицироваться при затекании атмосферных и поверхностных вод, подсачивании жидкости из выгребов, стирке белья у колодцев и водозаборе загрязненными ведрами. Следует подчеркнуть, что одним из главных признаков, указывающих на водный характер эпидемической вспышки, является почти одномоментное появление большого количества заболеваний среди лиц, пользующихся одним и тем же источником водоснабжения. Вместе с тем она отличается сравнительно очень быстрым уменьшением числа пострадавших с момента закрытия этого источника, причем в течение определенного периода отмечаются отдельные случаи контактных заболеваний в виде так называемого эпидемического хвоста. Классическим примером в указанном отношении может служить вспышка брюшного тифа, наблюдавшаяся в 1926 г. в Ростове-на-Дону, причиной которой послужил прорыв канализационных стоков в водопроводную сеть (рис. 13). Из основных инфекций, передающихся водным путем, большое внимание привлекает в настоящее время холера, седьмая пандемия которой началась в 1961 — 1962 гг. в ряде районов Азии и Среднего Востока. В 1965—1966 гг. она подошла к южным границам Европы и проникла в некоторые европейские страны. Необходимо отметить, что возбудителем этой пандемии являлся холерный вибрион типа Эль-Тор, вызвавший нетяжелые формы болезни, но длительно сохраняющийся во внешней среде, что усиливало его эпидемическую опасность. Основной причиной водных вспышек бациллярной дизентерии служит заражение воды бактериями типа Крузе — Зонне и особенно Флекснера. При этом оно может быть связано с загрязнением головных сооружений водопровода, водопроводной сети и открытых водоемов.
Рис. 13. Движение эпидемий брюшного тифа в Ростове-на-Дону в 1926 г. по неделям (по В. И. Тец). По данным ВОЗ, наряду с определенным снижением числа случаев острых кишечных инфекций значительно возрастает заболеваемость эпидемическим гипатитом, для которого доказана возможность распространения водным путем. При проведении бактериологического исследования воды наиболее важным было бы прямое определение в ней наличия патогенных микробов. Однако при современном уровне лабораторной техники подобный анализ является весьма трудоемким, медленным и не всегда надежным. Поэтому для повседневного суждения о возможности заражения воды чаще всего пользуются косвенными методами оценки, в основе которых лежит количественное определение в водной среде кишечной палочки, являющейся показателем фекального загрязнения. Для указанных целей применяются два лабораторных показателя : коли-титр — наименьший объем воды в миллилитрах, в котором находится хотя бы одна кишечная палочка, и коли-индекс, выражающий их число в 1 л жидкости. При этом необходимо иметь в виду, что по сравнению с патогенной флорой кишечная палочка обладает значительно большей устойчивостью как к воздействию естественных условий, так и к влиянию различных дезинфекционных агентов. Отсюда следует, что высокий коли-титр является надежным критерием безопасности воды в эпидемиологическом отношении.
Кроме того, для оценки сапрофитного бактериального загрязнения определяют микробное число — количество колоний, вырастающих при посеве 1 мл воды на мясо-пептонный агар. Косвенными показателями фекального загрязнения могут также быть и некоторые химические соединения, в первую очередь аммиак, нитриты, нитраты, хлориды, сернокислые и фосфорнокислые соли, входящие в состав физиологических отбросов человека и животных. Наконец, следует учитывать и такой суммарный показатель, как окисляемость, под которым понимают количество кислорода, потребное для окисления органических веществ, находящихся в 1 л воды. Однако при трактовке всех этих показателей с эпидемиологической точки зрения необходим строго индивидуализированный подход, учитывающий взаимное их сочетание и состав заведомо чистых вод данной местности. Последнее объясняется тем обстоятельством, что далеко не всегда изменение химического состава водной среды бывает связано с фекальным ее загрязнением. Так, нитраты могут появляться в воде, проходящей через почву, богатую селитрой, повышенная концентрация хлоридов также может объясняться чисто геологическими причинами и т. д. Из всего сказанного можно заключить, что питьевая вода должна удовлетворять следующим основным гигиеническим требованиям. 1. Должна быть прозрачной, бесцветной, не иметь запаха и обладать приятным, освежающим вкусом. 2. Должна содержать минеральных веществ и микроэлементов соответственно физиологическим потребностям организма. 3. Не должна иметь в своем составе токсических и радиоактивных веществ в концентрациях, опасных для человека. 4. Должна быть безопасной в эпидемиологическом отношении. Именно исходя из этих основных требований, необходимо строить соответствующие нормативы, действующие в области хозяйственно-питьевого водоснабжения. ГИГИЕНИЧЕСКИЕ НОРМАТИВЫ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ Основой для гигиенического нормирования качества воды должно быть соответствие требованиям ее безопасности в токсикологическом и эпидемиологическом отношении, а также эстетическим запросам населения. Решение этого вопроса представляет одну из самых сложных задач санитарной экспертизы и требует использования всего комплекса совре-
менных методов экспериментальных исследований и данных объективных наблюдений. В 1937 г. в нашей стране были впервые разработаны временные нормативы для питьевой воды, подаваемой водопроводными станциями. В 1945 г. утвержден уже постоянный стандарт, который подвергся значительной переработке в 1954 и 1973 гг. По ныне действующему (ГОСТ 2874-73) прежде всего считается обязательным дифференцированный подход к оценке питьевой воды и воды источников водоснабжения, что становится возможным благодаря специальным методам улучшения ее качества. Вместе с тем подчеркивается необходимость комплексного подхода к суждению о пригодности питьевой воды по органолептическим свойствам, химическому составу и в эпидемиологическом отношении. Несоответствие хотя бы по одному из гигиенических показателей дает основание для признания воды непригодной для питьевых целей. Наконец, надежность ее качества возможна лишь при сочетании нормативных данных с должным состоянием санитарно-технических устройств всей системы централизованного водоснабжения. При этом вода, подаваемая потребителю, должна быть защищена от случайного или систематического загрязнения путем устройства зон санитарной охраны и герметичности водопроводной системы. Первостепенное значение в эпидемиологическом отношении имеют косвенные бактериологические показатели, причем в новом стандарте предусматривается расширение групп контролируемых кишечных палочек, что обеспечивает большую надежность данных показателей в отношении энтеровирусов. Согласно ГОСТ, общее количество бактерий в 1 мл неразбавленной воды не должно превышать 100, коли-индеке должен быть не более 3 и коли-титр — не менее 300. Нормативы безвредности токсических веществ приводятся в стандарте лишь для химических соединений, встречающихся в природных водах и добавляемых к ним в процессе их обработки (табл. 16). Что касается органолептических свойств питьевой воды, то они характеризуются как по интенсивности допустимого их изменения по балльной системе, так и по содержанию химических веществ, вызывающих в наименьших концентрациях эти изменения (табл. 17). Вместе с тем в ГОСТ специально указывается, что при контроле эффективности обеззараживания воды посредством хлорирования необходимо, чтобы концентрация остаточного свободного хлора была бы не меньше 0,3 мг/л и не больше 0,5 мг/л при контакте не менее 30 мин. Наконец, для оценки химического загрязнения, обусловливаемого преимущественно промышленными стоками, следует использовать предельно допустимые концентрации, приво-106
Показатели безвредности химического состава воды Наименование веществ Нормы, мг/л Наименование веществ Нормы, мг/л Берилий Молибден 0,0002 0,5 Фтор: для 1—2-го климати- Мышьяк Нитраты 0,05 10,0 ческих районов для 3-го климатиче- 1,5 Полиакриламид Свинец 2,0 0,1 ского района для 4-го климатиче- 1,2 Селен 0,001 ского района 0,7 Стронций 2,0 Уран Радий-226 Стронций-90 1,7 1,2 Ю"10 4,0 10“10 Таблица 17 Нормативы химических веществ, влипопщх на органолептические свойства воды Наименование веществ Нормы, мг/л Наименование веществ Нормы, мг/л Сухой остаток 1000 Медь 1,0 Хлориды 350 Цинк 5,0 Сульфаты 500 Остаточный алюминий 0,5 Железо 0,3 Г ексаметафосфат 3,5 Марганец 0,1 Общая жесткость, ммоль/л 7,0 димые в «Правилах охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами». При эксплуатации местных источников децентрализованного водоснабжения во многих случаях нельзя предъявить к воде тех строгих гигиенических требований, которые сравнительно легко выполнимы при наличии водопровода. Поэтому некоторые нормативы ГОСТ можно, пожалуй, считать только тем «...идеалом, к которому необходимо стремиться при изыскании водоисточников для водоснабжения, но который на практике может быть достигнут далеко не всегда»1. С указанной точки зрения являются полезными ориентировочные показатели качества колодезной воды, предложенные Р. Д. Габовичем (табл. 18). В заключение необходимо подчеркнуть, что в связи со значительным ростом водопотребления нередко приходится ис- 1 Хлопин Г. В. Методы санитарных исследований. Т. 1. Л., 1928, с. 13.
Таблица 18 Показатели качества колодезной воды Показатели Нормативы Прозрачность воды Не менее 30 см Цветность. » более 40° по шкале Запах и привкус До 2 — 3 баллов Общая жесткость » 14 ммоль/л Содержание: фтора » 1,5 мл/г нитратов » 10 мг/л нитритов » 0,002 » аммонийных солей » 0,1 » Окисляемость » 4 мг/л О2 Микробное число » 300-400 в 1 л Коли-титр Не менее 100 мл Коли-индекс » более 10 пользовать для питания водопроводов воду, первоначально не отвечающую вышеуказанным нормативам ГОСТ 2874-73. Это становится возможным только благодаря высокой эффективности современных методов очистки и обеззараживания. Другими словами, загрязненная вода, являющаяся потенциальным источником инфекции или интоксикации, может и не превращаться в реально действующий фактор в результате соответствующей ее обработки. Однако даже при этом условии далеко не всякий водоисточник позволительно применять для централизованного питьевого водоснабжения. Так, для указанных целей рекомендуются подземные воды, качество которых приближается к требованиям стандарта. При использовании же открытых водоемов следует выбирать такие, их участки, состав и свойства воды которых удовлетворяют требованиям ГОСТ 276-51 «Источники централизованного водоснабжения» и общим нормативам, , приводимым в «Правилах охраны поверхностных вод, от загрязнения сточными водами». Данные правила касаются органолептических показателей, количества минеральных примесей, содержания растворенного кислорода, величины БПК и др. При этом вода не должна содержать возбудителей заболеваний и ядовитых веществ в концентрациях, могущих оказать прямое или косвенное влияние на здоровье населения. Важная роль при оценке пригодности водоисточника, конечно. принадлежит санитарному обследованию, результаты которого могут представить весьма ценные данные о причинах его загрязнения в прошлом, настоящем и будущем. Фактически именно местный осмотр водоема может объяснить в ряде случаев особенное!и химических и бактериологических свойств водной среды и определить пути для их улучшения.
Глава 10. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИСТОЧНИКОВ И СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ Для целей водоснабжения могут применяться атмосферные, поверхностные и подземные воды, причем первые используются для хозяйственно-питьевых нужд лишь в маловодных районах. К открытым водоемам относятся реки, озера, водохранилища, каналы и пруды. По вполне понятным причинам они всегда подвержены опасности загрязнения и инфицирования, особенно в зоне расположения крупных населенных пунктов и выпусков бытовых и производственных стоков. При этом качество речной воды отчасти зависит от сезона года: водоем, находящийся подо льдом, фактически лишается поверхностного питания, в период половодья, наоборот, значительно повышается роль атмосферного стока, что сильно отражается на санитарном состоянии реки (рис. 14). В результате для открытых водоисточников характерно непостоянство химического и бактериологического состава воды. Говоря о возможности загрязнения поверхностных водоемов, нельзя забывать об их способности к самоочищению, что отчасти обусловливается простым разбавлением поступающих стоков и осаждением на дно крупных взвешенных веществ, мелкие же частицы предварительно подвергаются процессу коагуляции. Вместе с тем происходит химическое окисление органических соединений растворенным в воде кислородом. Однако основным фактором самоочищения является все-таки биологический распад загрязняющих веществ, играющий наиболее существенную роль в обезвреживании фекально-хозяйственных и некоторых производственных стоков. Аналогичные процессы происходят с токсическими органическими соединениями, которые в состоянии утрачивать свою ядовитость как за счет разбавления, так и за счет физико-химических и биологических факторов внешней среды. В частности, некоторые вредные вещества переходят в нетоксические ингредиенты, разрушаются или улетучиваются из воды. Процесс самоочищения протекает на определенном отрезке водоемов, в зависимости от их мощности и степени загрязнения. По данным различных авторов, зона загрязнения для 17 рек Советского Союза колеблется от 15 до ПО км, составляя в среднем 65 км (В. М. Жаботинский). Если полноводный проточный водоем обычно сравнительно легко справляется с поступающими в него естественными загрязнителями, то выпуск большого количества концентрированных бытовых и промышленных стоков может превышать пределы его самоочищения. Последнее грозит катастрофическими последствиями: полным исчезновением растворенного в воде кислорода и гибелью всех аэробных представителей гидрофлоры и гидрофауны.
162,3 л Рис. 14. Содержание взвешенных веществ в воде р. Москвы (по С. М. Драчеву). Особой опасности подвергаются, конечно, малые реки, которые под влиянием большого (искусственного) загрязнения могут превращаться в обычные сточные канавы. Плановое использование природных водных ресурсов требует во многих случаях значительных изменений в режиме поверхностного стока, регулирования течения рек, и т. д. Следовательно, одним из важных аспектов воздействия на открытые водоемы являются самые различные виды крупного гидротехнического строительства, т. е. мощные электростанции, большие водохранилища и каналы. Вместе с тем это превращение рек в водоемы замедленного стока создает новые условия для развития биохимических процессов, осаждения взвешенных веществ, формирования донных отложений, изменений физических свойств и химического состава водной среды. Необходимо также указать, что специфической чертой искусственных водохранилищ является повышение содержания в них биогенных веществ, что содействует массовому развитию фитопланктона и летнему цветению воды. В результате возможно некоторое понижение ее прозрачности, появление характерного запаха и привкуса, образование дефицита кислорода. Наконец, имеются данные о токсических выделениях организмов гидросферы и об отрицательных последствиях употребления воды, богатой растительной продукцией. Можно считать доказанным, что при массовом размножении некоторые виды планктонных сине-зеленых водорослей могут явиться источником опасных токсинов, действующих на животных и птиц. Об этом свидетельствует целый ряд случаев но
массовых отравлений и гибели скота, зарегистрированных в Южной Африке, Австралии, США и Советском Союзе. По мнению некоторых исследователей,- причиной отдельных вспышек желудочно-кишечных заболеваний среди людей также было развитие в водоемах сине-зеленых водорослей. Таким образом, при строительстве и эксплуатации водохранилищ необходимо строгое соблюдение целой системы профилактических мероприятий* Первостепенное значение имеют тщательная подготовка ложа водохранилища и запрещение выпуска в него бытовых и промышленных стоков. При гигиенической характеристике открытых водоемов имеют значение как биохимические, так и биологические показатели. К первым можно отнести определение содержания в воде растворенного кислорода, главными источниками которого являются атмосфера и фотосинтез его водной растительностью. О завершении самоочищения принято судить по восстановлению кислородного режима водоемов, когда концентрация этого газа в летний период достигает не менее 4 мг/л. Весьма большое значение при оценке санитарного состояния водоисточников имеет БПК. Под данным термином подразумевается количество кислорода, расходуемое на полное биохимическое окисление веществ при температуре 20°С. При этом обычно ограничиваются измерением его убыли в течение 5 сут, т. е. величины БПК, равняющейся для чистых вод 1—2 мг/л. Гидробиологические исследования имеют своей целью определение сапробности водоема. Ценность данных исследовании состоит в том, что смена организмов под влиянием изменения свойств водной среды, как правило, происходит сравнительно медленно и является результатом длительного воздействия различных вредных факторов. Практика показывает, что флора и фауна водоемов включают целый ряд представителей, особенно чувствительных к загрязнению. Эти организмы, получившие название показательных, или индикаторных, условно разделяются на следующие группы, или зоны: полиса-пробные (сапрос—гнилой), типичные для очень сильно загрязненных вод, совершенно' лишенных растворенного кислорода; 7- и 0-мезосапробные, развивающиеся в несколько более чистых водах, и олигосапробные, характерные для незагрязненных воддемов. Если для первой из них характерно громадное число бактерий, в особенности серных, то в последней наблюдается большое разнообразие организмов, в том числе рыб и цветковых водных растений. Кроме того, весь живой мир открытых .водоисточников может быть разделен на бентос и планктон. Такое разграничение обусловлено тем обстоятельством, что все организмы бентоса (бентос — глубина) так или иначе связаны с дном, берегами или подводными объектами. Эти организмы имеют
первостепенное значение для гигиенической оценки характера и интенсивности загрязнения водоема, так как они подвер* гаются в течение длительного времени воздействию загрязняющих веществ. Что касается планктона (планктон — блуждающий), то он объединяет все водные растения и животных, которые постоянно находятся во взвешенном состоянии и пассивно перемещаются в толще воды. Эти обитатели гидросферы могут характеризовать загрязнение проточных водоисточников лишь в момент взятия пробы. В стоячих же водоемах показательное значение планктона приближается к бентосу. Определенные выводы можно сделать и по выживаемости отдельных пород рыб. При этом особенно чувствительным к загрязнению является окунь, а наиболее выносливым — карась. Важнейшим источником питьевого водоснабжения служат подземные воды, которые принято разделять на почвенные, грунтовые и межпластовые. Как известно, эти воды образуются в результате просачивания в грунт атмосферных осадков, а также путем конденсации водяных паров, проникающих в поры почвы. Указанное явление, открытое русским ученым А. Ф. Лебедевым, зависит от разности их упругости в почвенном и атмосферном воздухе. Вода, которая скапливается в первом от поверхности водоупорном слое, обычно называется грунтовой. В зависимости от местных условий глубина ее залегания колеблется от 1—2 до нескольких десятков метров, причем в пределах населенных пунктов она может загрязняться и инфицироваться. Однако наиболее опасна в указанном отношении верховодка, представляющая собой самый поверхностный водоносный слой, расположенный выше грунтового горизонта. Межпластовые воды, как показывает само название, располагаются между двумя водоупорными пластами и более надежно защищены от поверхностного стока, особенно глубокие, напорные подземные воды, именуемые артезианскими, которые проходят большой путь, от места водосбора, почти полностью освобождаясь от органических веществ и микробов. Однако на практике мы не можем полностью исключить опасность заражения и загрязнения даже очень глубоких водоносных горизонтов, что может происходить через трещины в земных породах, поглощающие колодцы, заброшенные шахты и т. д. Это делает необходимым проведение повседневного лабораторного контроля за грунтовыми водоисточниками при любой глубине их залегания. Наряду с качеством воды большое гигиеническое значение имеют особенности ее получения и доставки. При этом различают системы децентрализованного (местного) и централизованного водоснабжения. Первая из них по вполне понятным
причинам является более примитивной, трудоемкой и опасней в эпидемиологическом отношении. Основным способом получения воды при данной системе служат различного типа колодцы, из которых наиболее распространенными являются шахтные. При строительстве этих колодцев следует преимущественно ориентироваться на водозабор из второго или, третьего водоносных горизонтов, защищенных от проникновения поверхностных загрязнений. Место расположения данных каптажных сооружений должно отстоять не менее чем на 20 —25 м от возможных источников заражения и находиться на более высоком уровне, чем прилегающие хозяйственные постройки. Весьма большое значение имеют надлежащее оборудование шахты колодца и способ подъема воды, для чего лучше всего пользоваться бетонными кольцами и ручными или механическими насосами (рис. 15). Очевидные санитарные преимущества имеютглубокотрубчатые или буровые колодцы (скважины), которые могут обеспечивать получение воды из глубоких, надежно защищенных горизонтов. Поэтому они используются для устройства водопроводов как в городах, так и в сельской местности. Необходимо подчеркнуть, что устройство любой системы централизованного водоснабжения следует начинать с принципиального решения трех основных вопросов: выбора источника пита ния водопровода, установления зон его санитарной охраны И определения Рис 15 Бетонно-кольцевой t- г ~ * колодец с насосом. необходимых мероприятии по очистке и обеззараживанию воды. Наиболее трудной и ответственной задачей является нахождение достаточно мощного водоема, удовлетворяющего определенным гигиеническим требованиям. При этом нужно предусматри- вать не только текущие нужды населения, но и рост водо-потребления на 10—15 лет вперед. Как указывалось выше, для хозяйственно-питьевых целей лучше всего использовать межпластовые воды, в определен-
Рис. 16. Примерная схема водопровода. 7 — водоем; 2 — заборные трубы и береговой колодец; 3 — насосная станция 1-го подъема; 4 — очистные сооружения; 5 — резервуары чистой воды; 6 — насосная станция 2-го подъема; 7 — трубопровод; 8 — напорная башня; 9 — разводящая сеть; 10 — место водопотребления. ной степени защищенные от попадания внешних загрязнений и обладающие более благоприятными, стабильными физическими свойствами. Однако практика показывает, что для больших городов очень трудно найти достаточно мощные подземные водоисточники, поэтому для этой цели широко применяются открытые водоемы. Как видно из рис. 16, в схеме централизованного водоснабжения необходимо различать головные сооружения водопровода и разводящую сеть. К первым из них относятся водозаборные скважины, насосные станции, очистные устройства, резервуары для чистой воды и т. д. Распределение же воды на обслуживаемом участке производится с помощью сети подземных труб, обычно изготовленных из чугуна. В настоящее время вспышки водных инфекций связаны не столько с неудовлетворительной эксплуатацией головных сооружений, сколько с непосредственным Проникновением загрязнений в распределительную сеть. В этом отношении наиболее уязвимыми являются стыки между отдельными трубами и водоразборные колонки. Таким образом, состояние любой системы централизованного водоснабжения нуждается в строжайшем, повседневном контроле, который необходим также при определении эффективности очистки и обеззараживания воды, рассмотрению которых будет посвящена следующая глава. ♦ Глава 11. ОЧИСТКА И ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОДЫ. ЗОНЫ САНИТАРНОЙ ОХРАНЫ ОЧИСТКА ВОДЫ Основная цель очистки и обеззараживания воды — возможно более полное приближение ее свойств и состава к существующим гигиеническим нормативам и требованиям хозяйственно-технического характера.
Задачей очистки воды является или улучшение физических показателей, или освобождение ее от недопустимого количества некоторых химических ингредиентов. При этом намного уменьшается бактериологическая обсемененность воды, хотя она и не становится безопасной в эпидемиологическом отношении. Одним из важнейших этапов очистки воды является повышение ее прозрачности путем снижения содержания взвешенных веществ, что особенно существенно для водопроводов, питающихся из открытых водоемов. Поскольку большинство механических примесей, содержащихся в водной среде, находится во взвешенном состоянии только благодаря ее движению, необходимо уменьшить скорость течения воды. Для указанных целей применяют различного типа горизонтальные отстойники, поступая в которые вода, переходя из узкого русла трубы в широкий резервуар, резко уменьшает скорость своего движения. В результате происходит сравнительно быстрое оседание крупнодисперсной взвеси. Затем воду пропускают через медленно действующий фильтр, где основным фильтрующим материалом служит кварцевый речной песок, на поверхности которого предварительно должна образоваться биологическая пленка из водного планктона, коллоидов и т. п. Только после этого процесса «созревания» фильтра размер его пор настолько уменьшается, что он может задерживать даже мельчайшие частицы, яйца гельминтонов и бактерии. Необходимо подчеркнуть, что указанный вид фильтров из-за малой производительности в основном используют на сельских водопроводах с небольшим объемом подаваемой воды. На более мощных городских водопроводных станциях в настоящее время применяют иную схему водоочистки, в основу которой положен принцип коагуляции с помощью сернокислого алюминия, треххлористого железа и некоторых других веществ. Попадая в воду, коагулянты гидролизуются и вступают в реакцию с двууглекислыми солями кальция и магния, причем образующиеся гидроокиси выпадают с образованием быстро оседающих хлопьев. Обладая огромной активной поверхностью и положительным электрическим зарядом, эти хлопья легко абсорбируют на себе даже мельчайшие отрицательно заряженные коллоидные частицы и микробы и вместе с ними опускаются на дно. Сама технология коагулирования заключается в том, что 5% раствор коагулянта подают в смеситель, где происходит быстрое перемещивание его с водой, поступающей затем в камеру реакции. После завершения процесса хлопьеобразования она переходит в резервуар-отстойник, в котором задерживается на 2—3 ч. Конечной стадией очистки воды является фильтрация, для чего на водопроводных станциях используют так называемые скорые фильтры. Эти фильтры представляют со-
Рис. 17 Схема скорого фильтра. бой железобетонные резервуары с двойным дном — нижним сплошным и верхним дырчатым, на которое укладывают поддерживающий слой гравия и слой , песка (рис. 17). Последний служит основным фильтрующим материалом, причем на его поверхности образуется пленка из мелких хлопьев коагулянта, не успевших осесть в отстойнике. Профильтрованная вода уходит из резервуара через специальные дренажные трубы со скоростью 5—8 м/ч. Периодически такой фильтр нуждается в промывке, поэтому очистные сооружения разбиваются на отдельные секции, работающие независимо друг от друга. По предложению Академии коммунального хозяйства внедрены в практику и так называемые контактные осветлители. Они представляют собой как бы фильтры двойного действия, в которых коагулянт вводят непосредственно в подающий трубопровод (рис. 18). При этом в нижних крупнозернистых слоях фильтра быстро завершается коагуляция воды, а в верхних происходит задержка хлопьев и других взвешенных частиц. Таким образом, данное устройство заменяет собой смеситель, камеру реакции, отстойник и фильтр, причем его производительность в 2—2*/г раза выше, чем обычных очистных сооружений. Кроме того, значительного ускорения процесса коагуляции можно добиться с помощью высокомолекулярных веществ — флоккулянтов (полиакриламид), которые в ничтожных концентрациях намного убыстряют эту стадию очистки воды. Для устранения неприятных запахов и привкусов обычно используют метод хлорирования с предварительной аммонизацией и аэрированием воды путем ее разбрызгивания или дождевания, когда дурнопахнущие газы, например сероводород, улетучиваются в окружающую атмосферу. Что касается применения для указанных целей активированного угля, то этот способ требует дополнительного устройства довольно громоздких сооружений.
Рис. 18. Схема контактного осветителя Академии коммунального хозяйства СССР. При очистке водопроводной воды может возникнуть необходимость ее умягчения, обезжелезивания и обесфторирова-ния. В первом случае либо добавляют в нее известково-содовый раствор, либо используют специальные ионитовые фильтры-умягчители. Последние состоят из природных или искусственных алюмонатросиликатов, обладающих способностью обменивать свой натрий на кальций и магний воды. В основе процесса обезжелезивания лежит перевод закиси железа в окись с последующим удалением ее гидрата. Это достигается путем аэрации воды с последующим пропусканием ее через отстойники и песчаные фильтры, где задерживаются нерастворимые окисные соединения. При необходимости освободить воду от избытка фтора ее фильтруют через анионообменные смолы (активированная окись алюминия). Иногда же можно снизить его содержание за счет разбавления водой, содержащей ничтожные концентрации этого элемента. В заключение необходимо кратко остановиться на дезактивации воды, для чего могут быть использованы обычные способы ее очистки: отстаивание, коагуляция и фильтрация. При этом следует иметь в виду, что применяемые в настоящее время способы умягчения и обезжелезивания могут освободить воду и от соответствующих радиоактивных изотопов; кальция, магния, железа и марганца. Гораздо более сложной задачей является дезактивация в отношении тех веществ, удаление которых не предусмотрено современной системой водоочистки. ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ ВОДЫ Как уже отмечалось, даже идеально проведенная очистки не может заменить собой обеззараживания, которое является заключительным и самым важным мероприятием в организации питьевого водоснабжения. Только этим путем мы в со
стоянии сделать воду безопасной в эпидемиологическом отношении. Среди различных методов обеззараживания, предложенных в разное время, наиболее широкое распространение получило хлорирование, которое начало использоваться в нашей стране с 1910 г. В 1912 г. оно уже было введено на центральной водопроводной станции в Петербурге, в то время как в Западной Европе оно применяется7с 1916 г. Об эффективности, данного метода может свидетельствовать хотя бы тот факт, что в- Ленинграде после установления в 1925 г. обязательного хлорирования смертность от брюшного тифа снизилась более чем в 10 раз. В Советском Союзе обеззараживание воды является обязательным для всех водопроводов, питающихся из открытых водоемов и недостаточно надежных грунтовых источников. Именно это обстоятельство позволило установить в нашей стране самый высокий в мире стандарт бактериальной чистоты водопроводной воды. Обеззараживание можно производить или непосредственно газообразным хлором, или же такими хлорсодержащими веществами, как хлорная известь, гипохлориды натрия, кальция и хлорамины. Первый способ отличается удобством эксплуатации, точностью дозировки и проявления бактерицидного влияния. Механизм действия хлора связан с его гидролизом, обусловливающим образование соляной и хлорноватистой кислоты (С12 + НОН <=* NOC1 + НС1). В свою очередь последняя диссоциирует на ионы водорода и гипохлорида (НОС1 + ОС!-). При этом бактерицидное влияние хлора в основном определяется концентрацией хлорноватистой кислоты. Небольшие размеры и электрическая нейтральность ее молекул позволяют им проходить через оболочку бактериальной клетки и воздействовать на клеточные ферменты, в частности на их SH-rpynny. Если на крупных водопроводах обычно используют газообразный хлор, то для обеззараживания небольших дбъемов воды часто применяют хлорную известь, гипохлориды кальция и магния. Следует иметь в виду, что хлор, поступающий в водную среду, сначала взаимодействует с органическими, коллоидными и даже легкоокисляющимися неорганическими веществами, содержание которых определяет ее хлорпоглощаемость. Только после этого он может оказывать свое губительное влияние на бактериальную гидрофлору, на что фактически затрачивается всего 1 —2% от введенного количества. Для того чтобы иметь уверенность в достаточном обеззараживании воды, необходимо не только покрыть ее хлорпоглощаемость, но и иметь некоторый избыток активного хлора. Данную суммарную величину принято называть хлорпотребностью, при
чем практика показывает, что концентрации хлора 1 — 3 мг/л дают в большинстве случаев вполне достаточный бактерицидный эффект. Однако в некоторых случаях, особенно при содержании в воде больших количеств органических соединений, эту дозировку приходится значительно увеличивать (табл. 19). Таблица 19 Ориентировочная хлорпотребностъ воды различного происхождения Качество воды Доза активного хлора, мг/л Артезианская вода Прозрачная колодезная вода Вода крупных рек и озер Мутная вода из колодцев и прудов 1-1,5 1,5-2 2 — 3 3-5 Кроме правильного выбора дозы хлора, необходимым условием эффективности обеззараживания является хорошее смешение и достаточный его контакт с водой. Как показывают многочисленные исследования, бактерицидное действие сильнее всего выражено в течение первых 30 мин, поэтому это время считается минимальным при проведении хлорирования. Правда, в зимний период оно должно увеличиваться до 1 ч. Сам процесс обеззараживания может осуществляться либо в резервуарах для чистой воды, либо непосредственно в водопроводной сети. В последнем случае длина труб до места во-доразбора должна быть не меньше 1800 м. Только при этом условии возможно обеспечить необходимый 30-минутный контакт воды с хлором при средней скорости ее движения 1 м/с. Подача газа производится с помощью специальных хлораторов, обеспечивающих непрерывное его поступление и автоматическую дозировку. Для предупреждения отравления при аварийных ситуациях установки для обеззараживания должны находиться в изолированных помещениях, имеющих достаточную вентиляцию и выход непосредственно наружу. Так называемое обычное хлорирование производится путем добавления относительно малых доз хлора, в незначительной степени превышающих хлорпоглощаемость воды и почти не изменяющих ее органолептические свойства. Вместе с тем для обеспечения надежности обеззараживания необходимо, чтобы остаточное количество хлора было равно 0,3—0,5 мг/л. Однако и при этом вода остается опасной в отношении распространения возбудителей вирусного гепатита, амебной дизентерии, сибирской язвы и некоторых других инфекций.
Для достижения большего дезинфицирующего эффекта прибегают к перехлорированию, т. е. к обеззараживанию воды более значительными дозами хлора, намного превышающими ее хлорпотребность (10—20 мг/л). Естественно, что она становится непригодной для непосредственного употребления из-за резкого неприятного запаха и привкуса, для устранения которых приходится прибегать к последующему дехлорированию с помощью специальных химических реагентов типа гипосульфита или фильтрования через слой активированного угля. Для повышения эффективности обеззараживания можно использовать несколько более сложные методы. К таким методам относится, например, двойное хлорирование, когда хлор вводится в воду как до, так и после очистных сооружений. Широко используется и способ хлорирования с предварительной аммонизацией, т. е. с прибавлением в воду раствора аммиака. В результате в ней образуются хлорамины, обладающие более длительным бактерицидным действием. Кроме того, они не вызывают специфического «аптечного» запаха, появляющегося у хлорированной воды в случае присутствия в ней простых фенолов. В заключение необходимо указать на возможность обеззараживания воды хлором непосредственно в колодцах, получившее широкое распространение в период Великой Отечественной войны. Для этой цели применяют также специальные дозирующие патроны, представляющие co6oij цилиндрические сосуды из пористой керамики, заполняемые кашицей из хлорной извести. Помещаемый на 20— 50 см от дна, этот патрон выделяет (в зависимости от размера) от 25 до 100 мг активного хлора в час в течение 20—30 с, после чего его вновь заряжают. Согласно проведенным исследованиям, данный способ обеззараживания, уступая по своей надежности обычному хлорированию, является все-таки достаточно эффективным в эпидемиологическом отношении. К химическим методам дезинфекции воды относится также использование бактерицидного действия ионов серебра, при взаимодействии которых с протоплазмой микроорганизмов происходит угнетение ферментов. Бесспорным достоинством этого способа является длительность эффекта обеззараживания, предохраняющая от вторичного заражения. Поэтому пропускание воды через фильтр, загруженный посеребренным песком, или применение электролитического способа практикуется на судах морского флота и в других случаях, когда необходимо продолжительное хранение водных запасов. Одним из лучших методов обеззараживания воды служит ее озонирование. Попадая в водную среду, озон разлагается с образованием атомарного кислорода, благодаря сильному окислительному действию которого обеспечивается гибель 120
бактериальной флоры, разрушение органических примесей и улучшение органолептических свойств. Вместе с тем этот метод не вызывает изменения химического состава воды и ухудшения ее вкусовых качеств и в указанном отношении имеет большое преимущество перед хлорированием. Совершенствование аппаратуры для получения озона и удешевление электроэнергии открывают весьма широкие перспективы для применения озонирования на городских водопроводах. К числу физических методов обеззараживания воды относят кипячение, облучение ультрафиолетовыми лучами, воздействие ультразвуком, токами высокой частоты, у-лучами и др. Одним из наиболее старых, но весьма эффективных способов, используемых для местного водоснабжения, является термическая обработка воды, так как 5 — 10-минутное ее кипячение вызывает гибель всех патогенных бактерий, в том числе спор сибирской язвы и яиц гельминтов, для уничтожения которых хлорирование неэффективно. К недостаткам данного метода относится ухудшение вкуса воды и быстрое развитие в ней микроорганизмов при вторичном заражении. Весьма перспективным способом служит пропускание тонкого слоя осветленной воды в потоке излучения специальных бактерицидных ламп. При этом ультрафиолетовые лучи не денатурируют ее химический состав и обладают более широким спектром действия, распространяющимся на споры, вирусы и яйца гельминтов. ЗОНЫ САНИТАРНОЙ ОХРАНЫ ИСТОЧНИКОВ ВОДОСНАБЖЕНИЯ Большой опыт работы современных водопроводов свидетельствует о том, что, несмотря на существующую систему улучшения качества воды, практически крайне важно принять необходимые меры, устраняющие возможность загрязнения источников водоснабжения. В противном случае малейшее нарушение правил обеззараживания всегда будет грозить тяжелыми эпидемическими последствиями. В указанных целях устанавливают специальную зону санитарной охраны, под которой понимают участок вокруг головных водопроводных сооружений и самого водоисточника. По советскому законодательству эта зона для открытых водоемов должна разделяться на три пояса: пояс строгого режима, пояс ограничений и пояс наблюдений. Первый из них включает водозабор, территорию местонахождения насосных станций, очистных сооружений и резервуаров для чистой воды. В данном поясе запрещается проживание и временное нахождение посторонних лиц, а также какое-либо строительство, не связанное непосредственно с во
допроводом. Другими словами, порядок, устанавливаемый здесь, имеет своей целью устранить всякую вероятность случайного или умышленного заражения воды, поэтому данный участок, как правило, обеспечивается вооруженной охраной. Пояс ограничений представляет собой территорию, использование которой для нужд промышленности, сельского хозяйства и гражданского строительства разрешается при условии ограждения источника водоснабжения от неблагоприятных воздействий. Так, например, в этом поясе резко ограничивается спуск сточных вод, запрещается промысловое рыболовство и т. д. На речных водопроводах протяженность его вверх по течению определяется границами, за которыми поступление загрязнений не отразится на качестве воды в месте ее забора. Это расстояние в значительной мере зависит от интенсивности самоочищения водоема, поэтому для крупных рек оно должно равняться примерно 20 — 30 км, для средних—30—60 км, а для малых —даже площади всего водосборного бассейна. Следует отметить, что пояс ограничений должен распространяться и на несколько сот метров ниже места забора воды, чтобы предохранить его от загрязнения в случае подпора или нагонных ветров, создающих обратное течение. Наконец, на расстоянии 10—15 км выше водопровода в 100—200-метровой прибрежной полосе запрещаются удобрение пахотных земель навозом или нечистотами, а также применение ядохимикатов. Пояс наблюдений включает населенные пуцкты, имеющие ту или иную связь с эксплуатируемым источником водоснабжения. На его территории, охватывающей, естественно, и пояс ограничений, проводится особо тщательное наблюдение за появлением инфекционных заболеваний, распространяющихся водным путем, и принимаются самые срочные меры для их ликвидации и предупреждения. Зона санитарной охраны должна устанавливаться и вокруг подземных источников водоснабжения, так как защищенность воды водоупорными слоями весьма относительна. Не исключена возможность попадания в нее загрязнений из выгребов уборных и поглощающих колодцев. Вместе с тем доказано, что даже глины фильтруют и пропускают поверхностные стоки в количестве, достаточном для изменения качества грунтовой воды. Признавая факт практической проницаемости защитных перекрытий, мы тем самым должны считаться с необходимостью установления зон санитарной охраны водозаборных скважин, независимо от того, считается ли данный водоносный горизонт хорошо или плохо защищенным (Я. А. Могилевский). Кроме того, при откачке воды образуется так называемая депрессионная воронка, т. е. зона пониженного давления, что может повлечь за собой подсос загрязненной воды с довольно значительного расстояния.
Размеры пояса строгого режима вокруг подземных источников водоснабжения могут колебаться в зависимости от местных условий от 30 до 50 м (0,25—1,0 га). Что касается зоны ограничений, то при надежном перекрытии водоносного горизонта ее радиус должен быть не менее 150 м. Если же он залегает неглубоко и плохо защищен от поверхностных загрязнений, то величина этой зоны устанавливается в пределах 250—1000 м и более. В заключение следует еще раз подчеркнуть, что организация должной санитарной охраны водоемов является весьма ответственной и трудной задачей; успешное разрешение которой возможно лишь при осуществлении общегосударственных (законодательных) мероприятий. В капиталистических странах проведение таких мероприятий, сталкиваясь с интересами промышленных монополий, нередко встречают почти непреодолимые препятствия. В Советском Союзе имеются все реальные предпосылки для надлежащего решения данной проблемы.
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ ГИГИЕНА ПОЧВЫ И ОЧИСТКА НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ Глава 12. ГИГИЕНА ПОЧВЫ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ СОСТАВ И СВОЙСТВА ПОЧВЫ Почва является одним из важнейших элементов биосферы, во многом определяющим гигиеническое состояние внешней среды. По словам В. Р. Вильямса, она представляет собой рыхлый, поверхностный горизонт суши земного шара, способный производить урожай растений. По своему химическому составу почва является динамическим комплексом минеральных и органических веществ, причем количественный перевес одних составных частей над другими характеризует ее качество. К числу первых относятся различные комбинации кремнезема, глинозем?, извести и магнезии, т. е. измельченные компоненты материнских геологических пород. Органическая же ее часть слагается из остатков представителей растительного и животного мира, находящихся на разных стадиях своего преобразования, среди которых особое значение имеют устойчивые гуминовые (перегнойные) соединения. Ведущую роль в этом отношении играют микроорганизмы, благодаря которым почвенный покров служит важнейшим звеном в круговороте и превращении веществ в природе. Таким образом, состав и свойства почвы не являются чем-то стабильным, а подвергаются непрерывным изменениям в ходе единого почвообразовательного процесса. Весьма большое значение имеет здесь деятельность человека, ежегодно вносящего в почву огромное количество химических удобрений, пестицидов, промышленных отходов и т. д. Процессы естественного почвообразования особенно резко нарушаются в районах расположения больших городов и крупных индустриальных центров. На данной территории почва может представлять собой искусственный грунт, образовавшийся при вертикальной планировке территории (засыпка оврагов), строительных работах, накоплении производ-124
ственных отходов и т. д. Толщина этого так называемого культурного слоя нередко достигает довольно больших размеров, равняясь, например, в Москве в среднем 2 м, а максимально 20 м. В составе грунта может находиться значительная примесь органических соединений, представляющая благоприятные условия для развития различных микроорганизмов, яиц гельминтов и личинок насекомых. Кроме того, с выбросами и отходами промышленных предприятий в почву поступают различные химические элементы, которые также во многом изменяют ее состав и свойства: Вполне понятно, что подобная денатурация в состоянии оказать отрицательное воздействие на здоровье населения, тем более что процесс загрязнения продолжается во все возрастающих масштабах. Различные почвы отличаются друг от друга по относительному содержанию в них частиц (зерен) различного размера, или, как говорят, по своему механическому строению. По данному признаку выделяют песок — с диаметром частиц 0,2— 2 мм, глину — 0,001 — 0,01 мм, коллоидную фракцию гумуса — меньше 0,0001 мм и т. д. При этом крупнозернистые породы имеют, как правило, относительно большую величину пор, т. е. размеров свободных промежутков между частицами. Напротив, общий их объем (пористость почвы) гораздо более значителен у мелкозернистых почв. Так, например, для песка данный показатель равняется 40%, для глины — 53% и торфа — 84%. Указанные особенности строения во многом определяют физические свойства почвенного покрова. Вполне очевидно, что крупнозернистые почвы должны обладать хорошей воздухе- и водопроницаемостью, а мелкозернистые — относительно большой водоемкостью, гигроскопичностью и капиллярностью. Достаточно сказать, что крупный песок может задерживать по весу (массе) только 20% влаги, глина — 70%, а некоторые сорта торфа в состоянии связывать даже 10-крат-ное количество воды. Гигиеническое, значение этих свойств почвы весьма велико. Бесспорно, благоприятной с санитарной точки зрения является большая ее воздухопроницаемость, что обеспечивает энергичное аэрирование и обильное снабжение кислородом, необходимым для нормального хода процессов самоочищения. Аналогичный вывод можно сделать и в отношении водопроницаемости, так как плохо проходимые для влаги почвы обычно бывают более сырыми и холодными, а при отсутствии естественного стока легко заболачиваются. К столь же отрицательным последствиям (отсырение грунта и расположенных на нем зданий) может привести большая ее водоемкость, гигроскопичность и капиллярность, причем последняя может обусловить подъем грунтовых вод к фундаменту зданий. Поэтому для жилищного и коммунального строительства лучше всего
выбирать участки территории, отличающейся чистой крупнозернистой почвой, обладающей значительной воздухо- и водопроницаемостью. Следует обращать внимание и на особенности теплового режима почвы, температура которой уже на глубине 1 м не имеет суточных колебаний. Что касается годового минимума и максимума, то они сильно запаздывают по сравнению с сезонными изменениями для атмосферного воздуха. Так, на уровне 7—8 м наиболее низкая ее температура отмечается в мае, а наиболее высокая в декабре. Эти особенности теплового режима почвы во многих случаях имеют существенное санитарное значение, в частности для хранения пищевых продуктов в подвальных помещениях, где летом прохладнее, а зимой теплее, чем на земной поверхности. Кроме того, в южных районах почва играет и определенную положительную охлаждающую роль для микроклимата помещений первого этажа. Последнее объясняется тем обстоятельством, что температура ее поверхности, находящейся под жилыми зданиями, относительно более постоянна и в летнее время значительно ниже, чем температура наружного воздуха. В заключение следует остановиться на химическом составе почвенного воздуха, который отличается от атмосферного меньшим содержанием кислорода и большей концентрацией углекислоты. При сильном же загрязнении органическими веществами в его составе могут обнаруживаться метан, аммиак, сероводород, жирные кислоты и ряд других газообразных продуктов. В газифицированных же городах состав почвенного воздуха изменяется и благодаря утечке газа из подземных коммуникаций, что должно обязательно учитываться при проведении различных земляных работ, ремонте канализации и т. д. В некоторых же случаях этот загрязненный воздух в. состоянии проникать в подвальные помещения жилых зданий. ГЕОХИМИЧЕСКОЕ И ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЧВЫ Особенности геологических и почвообразовательных процессов в некоторых районах земного шара (биогеохимические провинции) являются причиной недостаточного или избыточного содержания в почвенном покрове целого ряда микроэлементов, в том числе йода, кобальта, фтора, молибдена, марганца, цинка, бора, стронция, селена и некоторых других. Это обстоятельство обусловливает изменение минерального состава воды и многих растений, что сказывается на количественных показателях их поступления в животный организм, а также нарушает наиболее эффективное соотношение их друг с другом.^ В результате возможно развитие специфических заболеваний, известных под названием геохимических эндемий,
среди которых особой известностью пользуются флюороз, связанный с избытком фтора в питьевой воде, и эндемический зоб, вызываемый малым содержанием йода в пищевых продуктах. В настоящее время выявлен и ряд других патологических состояний, вызываемых высокой концентрацией в почве молибдена (молибденоз, или эндемическая подагра), свин» ца (поражение нервной системы), стронция (хондро-и остеодистрофия), селена (нарушение деятельности желудочно-кишечного тракта и печени). К геохимическим эндемиям, очевидно, можно отнести уровскую болезнь и балканскую нефропатию (Р. Д. Габович). Следует подчеркнуть, что данная проблема приобретает сейчас все более актуальное значение, поскольку к естественным причинам, оказывающим влияние на химический состав почвы, присоединяются искусственные: минеральные удобрения и пестициды, выбросы золы из производственных и бытовых топок, отходы различных промышленных предприятий, что позволяет говорить о денатурации почвенного покрова нашей планеты. вместе с тем загрязнение почвы ядовитыми веществами свидетельствует о ее токсикологическом значении, что подтверждается целым рядом специальных исследований. Такое вредное воздействие может передаваться, по так называемой пищевой цепи, т. е. через растения, произрастающие на отравленной почве, и через молоко и мясо животных, питающихся загрязненным кормом. Установлено, например, что количество мышьяка в овощах, выращенных на расстоянии 50 м от завода, в выбросах которого он находился, было в 9 раз больше, чем в выращенных на отдалении 3 км, и во много раз выше, чем в выращенных в чистой почве (Б. П. Гуринов). Изучено также изменение содержания свинца, меди и цинка в почве вокруг предприятий цветной металлургии (табл. 20). При вскармливании животных травой, выросшей на околозавод-ской территории,* содержание свинца в их костях увеличилось в 20, печени — в 18, и мышцах — в 27 раз. Таблица 20 Содержание металлов в почве вокруг завода цветной металлургии (по М. К. Хачатрян) Расстоя-ние от завода, м Содержание металлов в почве, % свинец медь цинк на поверхности на глубине 0,25 м на поверхности на глубине 0,25 м на поверхности на глубине 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
На состав почвы все большее влияние оказывает химизация сельского хозяйства. При этом особое значение имеют стабильные пестициды, обладающие устойчивостью к воздействию внешних факторов, благодаря чему они могут накапливаться в почвенном покрове и кумулироваться в растительных и животных организмах. К числу таких ядохимикатов необходимо прежде всего отнести хлорорганические препараты, в частности Д ДТ, который может сохранять свою активность около 15 лет. Установлено, что при систематическом применении содержание его в почве садов и огородов может достигать 30 — 50 г на 1 га, причем клубни картофеля, морковь и свекла аккумулируют данный пестицид в 5 —10 раз больше, чем злаки. Нельзя не принимать во внимание и то обстоятельство, что насыщение почвы некоторыми пестицидами в состоянии приводить к заметным изменениям биохимических и микробиологических процессов. Это может нарушить почвенную микрофлору и вызвать гибель полезных ее представителей со всеми вытекающими отсюда последствиями. Наибольшую угрозу здоровью населения, бесспорно, представляет загрязнение почвы радиоактивными веществами, обладающими большим периодом полураспада. Загрязнение происходит при добыче руд, содержащих радиоактивные вещества, их транспортировке и обогащении, получении атомной энергии, неправильном удалении и захоронении специфических отходов и отбросов. При решении вопросов санитарной охраны почвы необходимо иметь в виду* что высокое по активности ее заражение может быть создано ничтожно малым весовым количеством, специфических изотопов. ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЧВЫ Важнейшей проблемой гигиены почвы является изучение ее роли в эпидемиологическом отношении, так как она постоянно подвергается опасности инфицирования патогенными микробами и яйцами глист. В то же время почвенная среда не представляет оптимальных условий для существования этих бактерий, благодаря чему они довольно быстро погибают или видоизменяются. Исключение представляет группа спороносных болезнетворных микробов, которые с полным основанием считаются долговременными (постоянными) обитателями почвы: возбудителей газовой гангрены, сибирской язвы, столбняка, актиномикоза и ботулизма. Что касается возбудителей брюшного тифа, холеры, дизентерии, чумы, бруцеллеза, туляремии, туберкулеза и некоторых других заболеваний, то сроки их выживания являются сравнительно небольшими, колеблясь, по данным различных авторов, от 1 —2 нед до нескольких месяцев (табл. 21). Это объяс-
Таблица 21 Длительность сохранения в почве патогенных микробов (по К. Д. Пяткину) Вид бактерий Средний срок, нед Максимальный срок, мес Сальмонеллы брюшного тифа 2-3 12 Холерные вибрионы 1-2 4 Микобактерии туберкулеза 13 7 Бруцеллы i/1-З 2 Пастереллы чумы V, 1 Возбудители туляремии 1'2 2*/2 няется случайным составом питательного материала, непо-стоянством температурно-влажностного режима, микробным антагонизмом, влиянием имеющихся в почве бактериофагов и антибиотиков, ее поглощающей способностью и т. д. Сама передача заразного начала может происходить различными путями: при проведении земляных работ, при употреблении в пищу загрязненных овощей, через насекомых, особенно мух, и т. д. Опасность заражения несомненно существует и при непосредственном контакте детей с почвой во время игр. Распространение инфекционных заболеваний нередко наблюдается также при проникновении патогенных микробов в грунтовые и поверхностные воды, соприкасавшиеся с инфицированной почвой. Основную роль почвенный фактор играет в возникновении глистных инвазий, вызываемых геогельминтами (аскариды, власоглавы, острицы, анкилостомы). Такое название эти паразитические черви получили потому, что часть своего жизненного цикла они проводят в почве, где происходит дозревание яиц до инвазионной стадии. Наибольшее распространение во всех географических зонах земного шара получили острицы и аскариды, о чем свидетельствует массовое поражение данными гельминтозами населения ряда стран Европы, Африки, Азии, Северной и Южной Америки. По достижении в кишечнике человека половой зрелости гельминты выделяют огромное количество яиц, которые обсеменяют землю. Достаточно сказать, что одна самка аскариды может выделить около 240000 яиц. Основными факторами, обусловливающими заражение почвы яйцами гельминтов, служат неудовлетворительные в санитарном отношении способы сбора и хранения отбросов и беспорядочное рассеивание нечистот на участках индивидуальных огородов, дворов и садов. Особо благоприятные условия для созревания и длительного выживания яиц геогельминтов создаются на затененных участках, так как прямые солнечные лучи являются для них губительными. С загрязнен
ной почвы они могут попадать на руки, продукты питания, овощи, ягоды, переноситься мухами, подниматься в воздух вместе с пылью и т. д. Почва может также являться постоянным или временным пристанищем для эктопаразитов. Так, например, в ней могут обитать клещи и некоторые другие переносчики трансмиссивных инфекций (Е. Н. Павловский). Наконец, она служит средой для развития личинок блох, москитов, некоторых слепней и мух. САМЮОЧМЦЕИМЕ почт Характеризуя эпидемиологическую роль почвы, нельзя забывать о ее выраженной способности к самоочищению, в процессе которого она освобождается от органических загрязнений, многих патогенных бактерий, яиц геогельминтов и т. д. Необходимо подчеркнуть, что этот процесс самоочищения весьма сложен, причем для его развития имеет значение механическая структура почвенного покрова, его химический состав, физические свойства и вся совокупность живых организмов. В превращении органического вещества участвуют различные группы микроорганизмов, последовательно сменяющие друг друга в зависимости от степени его минерализации. Установлено, что наибольшее количество микробов находится В поверхностном слое почвы, а на глубине 3—6 м при сохранении естественной структуры она является почти стерильной. Последнее объясняется значительной адсорбционной способностью почвенных зерен, особенно если они покрыты пленкой из коллоидных и слизистых веществ. В результате общая бактериальная обсемененность, судя по результатам прямого подсчета, может достигать 1—2 млрд, на 1 га массы пленки. Однако число микроорганизмов подвержено большим сезонным колебаниям и довольно широко варьирует не только в отдельные времена года, но и на протяжении сравнительно коротких периодов в зависимости от поводы и других обстоятельств. Процесс самоочищения почвы от органических загрязнений обычно принято разделять на два этапа — минерализацию и нитрификацию. Первый из них может происходить как в аэробных, так и в анаэробных условиях. При этом адсорбированные вещества подвергаются распаду благодаря деятельности ферментов, выделяемых микробами, грибами и актиноми-цетами. В результате белковые молекулы расщепляются на аминокислоты, которые в дальнейшем подвергаются дезаминированию с образованием аммиака в качестве конечного продукта минерализации. Следует отметить, что анаэробные процессы гниения и брожения сопровождаются выделением зловонных газов, загрязняющих наружный воздух, поэтому
при обезвреживании нечистот необходимо стремиться к преобладанию аэробных реакций. Обильное снабжение кислородом необходимо также для интенсивного развития второго этапа почвенного распада органических веществ, при котором полученные при минерализации ингредиенты переходят в более сложные химические соединения, пригодные для питания растений. Так, например, аммиак превращается при действии специфических нитрифицирующих бактерий (открытых С. Н. Виноградским) сначала в азотистую кислоту и нитриты, а затем в азотную кислоту и нитраты. Аналогичным образом при окислении сероводорода образуются серная кислота и сульфаты, при окислении углекислоты — карбонаты, при окислении фосфорной кислоты — фосфаты и т. д. Особой формой почвенного преобразования органических веществ является их гумификация, приводящая к получению гумуса, или перегноя, который представляет собой группу сложных соединений, являющихся ценным, медленно разлагающимся питательным веществом для растений. В то же время гумус не издает зловонного запаха, не привлекает мух и не имеет живых возбудителей инфекции. По мере самоочищения почвы от органических загрязнений в ней снижается и общее количество микробов, особенно неспороносных патогенных. Этому способствуют конкуренция со стороны сапрофитов, бактерицидное влияние солнечной радиации, действие бактериофагов и антибиотиков. Необходимо указать, что почва обладает определенными возможностями для разрушения попадающих в нее токсических соединений. Именно на использование этих возможностей рассчитано действие полей фильтрации, предназначаемых для очистки производственных сточных вод. Все сказанное выше свидетельствует о поистине огромной оздоровительной роли почвенного фактора, где, по словам М. Рубнера, совершается великий круговорот веществ. Однако никогда нельзя забывать и о том, что самоочистительная способность почвы ограничена. Это в первую очередь объясняется тем, что чрезмерное ее загрязнение может вызвать гибель всей полезной микрофлоры, со всеми вытекающими отсюда последствиями. Для суждения о степени этого загрязнения и интенсивности процессов самоочищения используют к^к химические, так и бактериологические показатели. Из первых основное значение имеет повышенное содержание продуктов белкового распада в виде аммиака, нитритов, нитратов и хлоридов. По мнению некоторых исследователей, существенное значение может иметь и санитарное число, т. е. отношение азота гумуса к азоту органическому. Из бактериологических показателей обычно учитывают ко-ли-титр и титр анаэробов, используя схему, приведенную
Схема санитарной оценки почвы населенных мест Характеристика санитарного состояния почвы Показатели коли-титр титр анаэробов санитарное число Сильно загрязненная Умеренно загрязненная Слабо загрязненная Чистая 0,001 и ниже 0,01-0,001 1,0-0,01 1,0 и выше 0,0001 и ниже 0,001-0,0001 0,1-0,01 0,1 и выше 0,7 0,7-0,85 0,85-0,98 0,98 и выше в табл. 22. Кроме того, при эпидемиологической характеристике почвы большую роль могут играть гельминтологические исследования, причем обнаружение жизнеспособных яиц геогельминтов свидетельствует о свежем фекальном загрязнении. Для очистки и обеззараживания почвы целесообразно взрыхлить ее путем периодического перекапывания и перепахивания. Это не только усиливает процессы аэрации, но и повышает деятельность сапрофитной микрофлоры, антагонистически действующей на патогенные бактерии. Кроме того, самоочищение почвы можно ускорить за счет высева специально подобранных растений. Наконец, сравнительно небольшие площади могут быть обеззаражены 20% раствором хлорной извести, 3% формалином и т. д. Глав» а 13. ГНПКШГКСКМВ ОСНОЫ ОЧИСТКИ НАСЕЛЕНШХ МЕСТ САПОАРЖКЭОМ|ЖМНОУПГ«ШСК«Ж ЗКАЧШК иечмпкмг опммгев Одной из самых важных и сложных проблем коммунального благоустройства населенных мест является их санитарная очистка, под которой понимается весь комплекс мероприятий по сбору, удалению и обеззараживанию нечистот, отбросов и отходов в целях охраны внешней среды и здоровья населения. О трудностях, связанных с рациональным решением данной проблемы, могут свидетельствовать цифры, приводимые в табл. 23, показывающие среднее количество загрязняющих веществ, приходящихся в год на одного человека. Если же попробовать ориентировочно определить их общий годовой объем, приходящийся только на поселки и города Советского Союза, то получаются огромные величины, достигающие для сточной жидкости более 2 млрд. м3. Вместе с тем происходит перегрузка почвы мусором и другими твердыми отбросами, объем которых с каждым годом
Средние нормы накопления отбросов Вид отбросов Расчетная единица Масса, кг Объем, м* Мусор в канализованных зданиях Один житель в год 200 0,5 Мусор в неканализованных То же* 200 0,25 зданиях Уличный смет с мостовой 1000 м2/год 10000 12,0 Отходы от общественного пи- Одно блюдо 0,065 — тания Отбросы рынков (площадь) На м2/сут 0,03 Навоз животных: коровы Голова в год 15 лошади То же 10 мелкого скота » » — 2-3 Нечистоты из проницаемых выгребов в домах без водо- Один житель в год 1000 1,0 провода Помои из непроницаемых вы- -То же 4400 4,4 гребов увеличивается примерно на 2%. Это обусловлено предварительной расфасовкой потребительских товаров, громадным ростом изделий из бумаги, картона, пластмасс и жести. По данным экспертов ВОЗ, на каждого городского жителя в индустриально развитых странах в настоящее время приходится уже 1—2 кг твердых отбросов в сутки. При этом значительно усложняется их обезвреживание, так как многие компоненты мусора не подвергаются разрушению при почвенном захоронении. Таким образом, без должной и своевременной очистки крупные населенные пункты буквально тонули бы в нечистотах и стоках, которые непрерывно загрязняли бы и заражали воздух, воду и почву, жилища, общественные здания и предприятия. Роль отбросов в эпидемиологическом отношении связана с их очень большой бактериальной обсемененностью, причем среди патогенных микроорганизмов нередко встречаются возбудители кишечных инфекций, туберкулеза, сибирской язвы и т. д. Весьма важно, что они могут сохраняться там в жизнеспособном состоянии в течение дней, нед ель и даже месяцев, о чем свидетельствуют данные табл. 24. Не менее существенное значение имеют отбросы и для распространения глистных инвазий. Так, например, яйца аскарид могут до 6 мес сохраняться в выгребных ямах и до 1 года в загрязненной почве. Эпидемиологическая опасность отбросов повышается в связи с создающимися в них благоприятными условиями
Таблица 24 Выживаемость возбудителей некоторых инфекционных заболеваний в отбросах (по В. А. Горбову) Возбудители инфекции Вид отбросов Срок выживаемости Холеры Испражнения Выгребные ямы Сточные воды 20 дней —7 мес 7 — 15 дней 2-15 » Брюшного тифа Испражнения Выгребные ямы Сточные воды Кухонные отбросы Комнатный смет 30—100 дней 30-150 » 6 » 4 дня 42 » Паратифов Кухонные отбросы Комнатный смет 24 » 107 дней Дизентерии Кухонные отбросы Комнатный смет 5 » 24 дня Туберкулеза Мокрота . 4—6^2 мес Сибирской язвы Комнатный смет 80 дней для развития мух, откладывания ими яиц и выплода. Перед закукливанием личинки часто покидают место своего первоначального обитания (например, навозные кучи) и углубляются в почву, где они могут мигрировать по горизонтали на 5— 6м. В летнее время через 5—7 дней из куколок выходят мухи, причем основное их количество обычно находится в радиусе 200 м от места выплода. Однако они могут перелетать и значительно большие расстояния: отдельные экземпляры (меченные радиоактивным фосфором) обнаруживались через несколько суток на расстоянии многих километров от первоначального источника их появления. Установлено, что мухи являются переносчиками возбудителей около 60 видов инфекционных заболеваний, особенно велико значение мух в распространении кишечных инфекций. Прямым доказательством может служить совпадение кривых нарастания этих инфекций и сезонного увеличения количества мух. При этом они могут заражать пищевые продукты и предметы, перенося патогенные микробы на хоботке, лапках и волосках тела. Кроме того, они распространяют заразное начало, выделяя бактерии вместе с испражнениями и отрыжкой. Эпидемиологическая роль отбросов определяется также и тем, что при их скоплении наблюдается усиленное размножение мышей и крыс, являющихся переносчиками и резервуаром лептоспироза, туляремии, чумы и некоторых других заболеваний. Велика опасность отбросов и отходов различных промышленных предприятий, количество которых примерно соответ
ствует объему израсходованного сырья. Это в первую очередь относится к тем из них, которые содержат различные токсические вещества, особенно долгоживущие радиоактивные изотопы. Помимо эпидемиологического и токсикологического влияния отбросов, следует всегда учитывать, что скопление их на территории населенных пунктов может обусловить изменение органолептических свойств воды, появление зловонных газов в атмосферном воздухе и придать малопривлекательный вид окружающей местности. Все это, безусловно, имеет отрицательное психо-гигиеническое значение. При организации очистки населенных пунктов нельзя игнорировать определенную экономическую ценность некоторых отбросов, часть из которых может быть использована как источник тепловой энергии, корм животным, а главное в качестве удобрений из-за содержания в них большого количества фосфора, калия и азота. Таким образом необходимо предусматривать не только рациональную систему сбора, удаления и обеззараживания отбросов, но и возможные способы их утилизации. ВЫВОЗНАЯ СИСТЕМА УДАЛЕНИЯ НЕЧИСТОТ И ОТБРОСОВ Для удаления жидких отбросов применяют две системы, а именно вывозную и канализационную. В первом случае они удаляются за пределы населенного пункта при помощи специального транспорта, во втором — сплавляются по трубам. Наиболее старой и менее совершенной является вывозная система, самым ответственным звеном которой являются приемники для сбора и временного хранения нечистот, главным требованием к которым служит их непроницаемость. Это в равной мере относится к выгребам уборных и подземной части помойниц. При оборудовании хранилищ по типу поглощающих колодцев существует опасность проникновения нечистот в водоносный горизонт, что может привести к опасному инфицированию потока грунтовых вод и питающихся из него источников водоснабжения (рис. 19). Во всех отношениях наилучший тип уборной представляет люфтклозет, предназначаемый для зданий высотой не больше чем в два этажа. Благодаря специальному вытяжному каналу с подогреваемым воздухом) здесь исключается проникновение в помещение дурнопахнущих газов (рис. 20). Значительно менее совершенными являются дворовые уборные, которые к тому же нередко оборудуются без соблюдения положенных са-
Рис. 19. Помоиница. нитарных правил, не защищены от залета мух, проникновения грызунов и т. д. Вторым этапом очистки населенного пункта является удаление жидких нечистот и отбросов за его пределы, для чего в настоящее время обычно используются специальные автоцистерны. Неоспоримыми их преимуществами служат полная герметичность, механизация заполнения, относительно большой объем (до 4 м3) и быстрота передвижения (рис. 21). Эти преимущества способствуют оздоровлению условий труда рабочих ассенизационного транспорта и намного снижают загрязнение почвы и воздуха. Наконец, третий, завершающий, этап очистки заключается в обезвреживании собранных и вывезенных отбросов. Понятно, что этот процесс в случае преобладания органических (фекальных) загрязнений должен основываться на почвенном методе. Трудно не согласиться со старым тезисом М. Рубнера о том, что единственным местом, удовлетворяющим всем требованиям и предназначенным самой природой для восприятия органических отбросов, является почва. Однако, чтобы эффективно использовать ее способность к самоочищению, необходимо соблюдать ряд условий, главные из которых — обеспечение достаточного доступа кислорода и определенное ограничение поступающих в нее загрязнений. Именно с указанной точки зрения должен быть решительно осужден метод вывоза органических отбросов на обычные свалки, где они накапливаются толстым слоем, почти не аэрируются, подвергаются гниению, загрязняя и заражая окружающую среду. Более приемлемым способом обезвреживания при вывоз-
h* O.*5 Рис. 20. Схема устройства люфт-клозета в одноэтажном одноквартирном доме. 1 1 — дефлектор Ц а г и; 2 — люфт канал (вентиляционный); 3 — отопительный щиток кухонной пли)ы; 4 — приемная воронка; 5 — сточная труба (d = 15 см); 6 — отмостка; 7 — крышка люка; 8 ~ мятая глина; 9 — засыпка торфом; 10 — железобетонная плита; 11 — бетонная подготовка; 72 — цементная штукатурка; 13 — кирпичная кладка только в месте прохождения люфтканала. 8 ной системе является устройство полей ассенизации и запахивания. В первом случае всю отводимую территорию разделяют на участки, причем ежегодно заливают нечистотами один из них (до 1000 т на 1 га). В последующие 2 года там обычно высевают только технические культуры, а на третий выращивают овощи. Что касается полей запахивания, то они используются исключительно для санитарных целей и поэтому отличаются значительно большой производительностью (до 2000 м3 на 1 га обезвреживаемых нечистот). Благодаря ежедневной запашке заливаемого участка здесь резко уменьшается возможность выделения зловонных газов и выплода мух.
2 3 Рис. 21. Автоцистерна. 1 — насос; 2 — резиновые шланги; 3 — верхнее отверстие для откачки воздуха; 4 — люк для нагрузки черпаком. КАНАЛИЗДЦДЬ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ Неоспоримые гигиенические преимущества перед вывозной системой очистки имеет канализация, которая принимает и отводит за пределы населенного пункта все жидкие нечистоты и отбросы, в том числе хозяйственные и производственные сточные воды. Вместе с тем, поступая в замкнутую систему канализационных труб немедленно ‘ после образования, эти стоки не могут загрязнять внешнюю среду и контактировать с человеком, что определяет гигиеническое значение канализации. Обычно различают раздельную и общесплавную канализацию. Первая имеет две специальных системы труб: одна предназначена для отвода фекально-хозяйственных и промышленных сточных вод, а вторая — атмосферных. Общесплавная же канализация использует для всех стоков единую сеть трубопроводов. Более совершенной в санитарном отношении принято считать последнюю, так как она в определенной степени предохраняет водоисточники от загрязнения неочищенными ливневыми стоками, которые при раздельной системе выпускаются в открытые водоемы в пределах города. Однако устройство общесплавной канализации обходится очень дорого, требует громоздких очистных сооружений и труб очень большого диаметра, поэтому в настоящее время применяют раздельную систему. Схема устройства домовой канализации довольно несложная. Из различного типа приемников (унитазы, раковины умывальников, ванны) сточные воды по чугунным трубам — стоякам самотеком поступают в дворовую и уличную сеть, 138
причем для предотвращения взрыва скапливающихся там газов ее оборудуют вентиляционными приспособлениями. Следует также иметь в виду, что эти трубы необходимо укладывать ниже водопроводных, на расстоянии не менее 1,5—2 м от них. В местах же пересечения канализационные трубы необходимо снабжать непроницаемыми кожухами, вокруг которых набивают жирную глину. Как и при вывозной систему, канализование населенных пунктов должно завершаться обезвреживанием выводимых стоков перед выпуском их в открытые водоемы. О существующих способах очистки и действующих нормах и правилах будет подробно сказано в главе 14. ОЧИСТКА НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ ОТ ТВЕРДЫХ OTVOCOB Одной из наиболее трудных задач коммунальной гигиены является очистка населенных мест от твердых отбросов, количество которых, как указывалось выше, непрерывно растет. В этом отношении определенные преимущества имеет принятая в нашей стране система сбора и ежедневного вывоза мусора с территории городских домовладений, осуществляемая в двух вариантах — подворном и поквартирном. В первом случае мусор либо пересыпается из мусоросборников в специальные автомашины, либо заменяют заполненные металлические контейнеры пустыми. Для небольших населенных мест с малоэтажной застройкой более приемлемой считается планово-поквартирная система, при которой в назначенное время жители выносят мусор и пересыпают его непосредственно из ведер в мусоровоз. Наконец, в многоэтажных домах показано устройство мусоропровода. Внизу здания он заканчивается бункером, откуда мусор пересыпается в сменные сборники (рис. 22), Переходя к характеристике методов обеззараживания твердых отбросов, необходимо указать на недопустимость проведения этого процесса путем использования обычных свалок. Достаточно, например, сказать, что для минерализации слоя мусора толщиной 3 м требуется 20—25 лет, в течение которых огромные массы отбросов, скапливающиеся около крупных городов, неизбежно ухудшают санитарное состояние близлежащих жилых кварталов. Более приемлемыми являются так называемые усовершенствованные свалки, где сбрасываемый мусор покрывают землей не позднее чем через 24 ч после выгрузки. В других случаях его выгружают в предназначаемые для этой цели овраги и сейчас же засыпают, что уменьшает выделение зловонных газов, предупреждает вы-плод мух и стимулирует процесс гумификации. Определенные преимущества имеют биохимические методы обезвреживания твердых отбросов, основанные на разви-
9 Ю Рис. 22. Схема мусоропровода. 1 — ствол; 2 — шибер; 3 — мусороприемная камера; 4 — переносные мусоросборники; 5 — бункер; 6 — загрузочные клапаны; 7 —люк; £ —ревизия; 9 — дефлектор; 10 — вентиляционный канал. тип в них термофильных микроорганизмов, сопровождаемом повышением температуры до 50 —70°С. В результате при достаточном притоке кислорода происходит гибель патогенных бактерий и яиц гельминтов, причем большая часть органических загрязнений преобразуется (через 6—12 мес) в ценное вещество — гумус, используемое в качестве удобрения, не обладающее к тому же неприятным запахом. Одним из наиболее распространенных вариантов данного метода служат различного вида компосты, причем в городских условиях устраивает большие коммунальные поля компостирования. При этом привезенный мусор в тот же день складывают в штабеля, которые с боков и сверху покрывают слоем земли или созревшего гумуса. Другим, более эффективным вариантом являются биотермические камеры, представляющие собой довольно несложные сооружения из дерева или кирпича. Благодаря лучшей аэрации и большему повышению температуры процессы гумификации заканчиваются здесь значительно быстрее, примерно через 40—60 дней. Из других методов обезвреживания твердых отбросов необходимо остановиться на мусоросжигании, которое производится в специальных печах при температуре от 650 до 1200°С. При более низких температурах отмечается сильное загрязнение воздуха газообразными продуктами неполного сгорания. Обладая несомненными преимуществами в эпидемиологическом отношении, сжигание мусора является невыгодным с экономической точки зрения, поэтому оно в основном применяется при обезвреживании инфицированных материалов, отходов и тары, загрязненной пестицидами, а также при огра
ниченной возможности использования почвенного метода. В последнее время. все большее значение приобретают новые виды отбросов, мало поддающиеся обычным способам разрушения. К ним прежде всего следует отнести отслужившие свой срок различные изделия из пластмассы, количество которых в одной лишь Англии ежегодно достигает 1 млн. т. К тому же при сжигании этих отходов образуется ядовитый дым, что, конечно, мешает широкому применению их термического обезвреживания; Не удивительно, что в лабораториях многих стран мира идет напряженный, поиск эффективных методов нейтрализации и уничтожения нового мусора, причем достигнутые успехи являются обнадеживающими. Весьма существенно, что процесс обезвреживания отбросов в ряде случаев сопровождается утилизацией содержащихся в них химических соединений, применяемых прежде всего в сельском хозяйстве. ormctka схлмжмк декяамык мкт Очистка сельских населенных мест должна основываться на тех же общих принципах, которые были изложены в предыдущих разделах данной главы. Вместе с тем проведение соответствующих мероприятий имеет здесь и свою специфику, что прежде всего связано с использованием нечистот и отбросов для нужд самого сельского хозяйства. Это в определенной степени отражается на всех этапах их сбора, хранения и обезвреживания, чему бесспорно способствует отсутствие во многих селах общей канализации, простейшие системы которой в первую очередь оборудуются для удаления стоков с территории некоторых производственных объектов и животноводческих ферм. Важное значение имеет надлежащее устройство дворовых уборных с обязательным оборудованием водонепроницаемых выгребов или выдвижных ящиков для приема и засыпки нечистот. Для их обезвреживания рекомендуется метод компостирования, с послойным чередованием слоев отбросов и уже готового гумуса (рис. 23). При непосредственном же применении нечистот для удобрения садов и огородов всегда существует опасность инфицирования овощей и фруктов, произрастающих на данной территории. Другим важным вопросом в общей системе очистки сельских населенных мест является организация рационального сбора, хранения и использования навоза. Для этой цели устраивают небольшие хранилища, располагаемые позади помещения для скота, лучше всего на затененном участке. Обычно они представляют собой углубленные площадки с водонепроницаемыми дном и стенками, огражденные валиками и канавками для отвода атмосферных осадков. На животноводческих фермах при условии низкого стояния грунтовых вод
Рис. 23. Схема компостной кучи (разрез). навозохранилища могут оборудоваться в виде прямоугольных котлованов. В заключение следует подчеркнуть, что при строительстве новых сельских населенных пунктов и при реконструкции уже существующих обращается все большее внимание на их коммунальное благоустройство. Вполне понятно, что решение этой важной задачи настоятельно требует проведения необходимых санитарных мероприятий по радикальному улучшению системы их очистки. Глава 14 САНИТАРНАЯ ОХРАНА ВОДОЕМОВ <№ММЕ дмшме Производственная и хозяйственная деятельность населения может повлечь за собой интенсивное загрязнение гидросферы, т. е. всех водных ресурсов Земного шара, начиная с атмосферных осадков и кончая водами Мирового океана. Это прежде всего определяется тем обстоятельством, что конечным этапом удаления бытовых и промышленных стоков в преобладающем большинстве случаев является выпуск в открытые водоемы. При этом поступление в них фекально-хозяйственных сточных вод может повлечь за собой массовое распространение кишечных инфекций. Другим важным последствием выпуска данных стоков является резкое уменьшение содержания в воде растворенного кислорода, вызывающее нарушение процессов естественного самоочищения водоема, гибель всей его аэробной флоры и фауны, а также ухудшение органолептических свойств природных вод. • Жидкие выбросы промышленных предприятий весьма часто содержат многочисленные токсические соединения, опасные для человека, животных и водных организмов. Кроме того, в их составе могут находиться большие количества лег-коокисляющихся органических веществ, что опять-таки влечет
за собой нарушение кислородного режима. Вместе с тем производственные выбросы в состоянии обусловливать неприятные привкусы и запахи, а также вызывать помутнение водной среды. Наконец, так называемые термальные сточные воды, получаемые после охлаждения некоторых машин и агрегатов, могут нарушать I тепловое состояние водоемов, вызывать гибель большинства рыб и повышать токсичность ядов. Таким образом, интенсивное искусственное загрязнение открытых водоисточников в состоянии резко ухудшить их гигиенические показатели, несмотря на способность к самоочищению. В этом отношении почти любой водоем в известной мере можно уподобить живому организму, нарушение жизненных процессов которого способно обусловить его «заболевание» и гибель. Иными словами, чрезмерное загрязнение воды, сопровождаемое изменением ее свойств и состава, будет служить исходным пунктом для возникновения опасной цепной реакции, которая может являться пагубной для гидрофлоры и гидрофауны. В свою очередь ослабление биологической активности водоемов должно оказывать прямое и косвенное воздействие на состояние биосферы. Оценивая возможные последствия загрязнения гидросферы, необходимо указать, что суммарный мировой выпуск только производственных сточных вод составляет по приблизительным (явно преуменьшенным) подсчетам более 500 млрд, м3 в год, причем вместе с ними в водоемы поступает колоссальное количество различных вредных веществ (табл. 25). Таблица 25 Ориентировочное количество сточных вод, получаемых при производстве некоторых видов промышленной продукции Вид продукции Годовой । выпуск сточных вод, i млн. м3 • Вид продукции Годовой выпуск сточных вод, МЛН. М3 Кокс 465,6 Синтетические волокна 768,2 Нефть 1864,6 Серная кислота 3865,2 Каучук натуральный 537,6 Целлюлоза 10 779,3 Каучук синтетический 184,5 Бумага 12109,5 Искусственный шелк 1111,2 Сахар (свекловичный) 212,0 Не удивительно, любая индустриально развитая и густонаселенная страна мира страдает и несет большой экономический ущерб от последствий чрезвычайного загрязнения поверхностных и подземных водоисточников. Так, пренебрежение элементарными мерами профилактики привело США к настоящей катастрофе, превратившей многие реки и озера в сточные канавы и мертвые водоемы.
«Речь пойдет о национальном позоре США...» — так начинает свою статью «Умирающие воды» известный американский журналист Джон Бэрд. В этой статье, основанной на большом фактическом материале, он пишет о могучем потоке Ниагарского водопада, распространяющем запах тухлых яиц, о прекрасной Миссисипи, которую называют сейчас канализационной трубой Средней Америки, о реке Потомак, где стоящие на берегу щиты снабжены предостерегающей надписью — «Не соприкасайтесь с загрязненной водой». Следует подчеркнуть, что непрерывно возрастающее количество бытовых и производственных стоков обусловливает значительное увеличение масштабов распространения загрязнений. В настоящее время вполне можно говорить об их влиянии не только на прибрежные морские районы, но и на воды Мирового океана. Конечно, это в первую очередь относится к таким морям, как Каспийское, Черное, Средиземное и Балтийское, ограниченный объем которых делает более быстрыми и заметными вредные последствия, вызываемые их загрязнением и заражением. Необходимо, к сожалению, отметить, что в индустриальных районах нашей страны также наблюдаются остаточные явления загрязнения водоемов. Аналогичная ситуация наблюдается и в прибрежных участках морских районов Советского Союза. В заключение следует подчеркнуть, что в настоящее время, по данным ВОЗ, более 200 млн. горожан уже испытывают недостаток в питьевой воде. При этом в развивающихся странах примерно 25% больничных коек занято больными, пострадавшими из-за неудовлетворительного Состояния водоснабжения. осуссппавого шгппв медммов Производственные и хозяйственно-бытовые стоки могут содержать в своем составе различные вредные вещества как неорганической, так и органической природы (табл. 26). При этом к числу наиболее опасных загрязнителей необходимо отнести радиоактивные вещества, нефть, детергенты, ртуть, свинец и некоторые другие. Кроме того, преимущественно в сельскохозяйственных сточных водах могут находиться самые разнообразные ядохимикаты. Переходя к гигиенической оценке указанных веществ, необходимо прежде всего остановиться на характеристике радиоактивного загрязнения водоемов. Так же как и воздух, вода водоемов обладает естественной радиоактивностью благодаря присутствию в ней солей урана, тория, радия и изотопа калий-40. Установлено, что наиболь-
Ориентировочное Содержание некоторых загрязненных веществ в сточных водах Источник поступления Загрязняющие вещества Суммарное количество загрязняющих веществ в мировом стоке, млн. т/год Добыча и транспортировка нефти Производство кокса Производство алюминия Применение тетраэтилсвинца Производство искусственного шелка Производство свекловичного сахара Нефть Фенолы Алюминий Свинец Вискоза Растительные остатки, взвешенные вещества 26469 0,46 0,37 0,5 5,5 215,8 шая концентрация этих веществ отмечается в подземных во-доисточниках. Вместе с тем содержание радиоактивных соединений в воде морей и океанов, как правило, выше, чаи в пресных водоемах, что объясняется более значительной минерализацией первых. Активность обычных неочин^нных пип^вых вод обычно колеблется в пределах от 2.10- до 6.10“ Ки/л. Это подтверждается данными исследований, приведенных в различных городах 41 страны мира. В настоящее время ведущее значение имеют радиоактивные вещества искусственного происхождения, попадающие в водоемы при работе двигателей атомных подводных лодок и выбросах в биосферу разнообразных производственных отходов. Поначалу казалось, что последние можно просто сбрасывать в море, где будет всегда обеспечиваться надежное их разведение до безопасных пределов. Однако было установлено, что для захоронения этих отходов нельзя использовать даже самые глубокие океанские впадины, как предлагали некоторые американские ученые. Дело в том, что вертикальное перемешивание способно охватывать всю толщу океана, причем перенос соответствующих соединений может быть усилен при биоциркуляции, т. е. при перемещении живых организмов. Необходимо подчеркнуть, что при выпуске специфических стоков в водоемы неизбежно будет происходить накопление долгоживущих радиоактивных веществ на дне и аккумуляция их в растительных и животных организмах. При этом выявлено, что планктон и рыбы отличаются особой восприимчивостью к стронцию-90. Таким образом, при характеристике радиоактивного загрязнения следует всегда иметь в виду про-
цесс биологического концентрирования. В результате активность планктона может в несколько тысяч раз превышать таковую для воды, а данный показатель для мяса рыб в сотни тысяч раз превосходит исходную. Следовательно, создается реальная угроза передачи радиоактивных соединений не только с самой зараженной водой, но и по так называемой пищевой цепи, а именно: планктон — рыба — человек, бентос —водоплавающая птица — человек и т. д. Весьма характерно, что водоемы, даже при высоком уровне активности, не меняют своего внешнего вида, а их вода сохраняет обычные органолептические качества. Из всего сказанного следует, что санитарная охрана гидросферы при мирном использовании атомной энергии является весьма важной проблемой, игнорирование которой грозит тяжелыми экологическими последствиями для всего Мирового океана. Трудно переоценить роль, которую играют во всеобщем загрязнении гидросферы нефть и нефтепродукты. В этом отношении особую опасность представляет сброс отработанной воды танкерами, перевозящими жидкое топливо, где оно используется для промывки отсеков и в качестве балласта при порожних рейсах. Буквально катастрофические последствия имеют аварии судов нефтеналивного флота, тоннаж которых достигает сейчас 250000 — 300000 т. Подсчитано, что 1 т нефти может загрязнить около 12 км площади моря, т. е. для полного покрытия 1 м2 водной поверхности достаточно всего 83,3 мг нефти. При этом опасность загрязнения нефтью прежде всего заключается в том, что тончайшая ее пленка прекращает доступ кислорода и нарушает процессы самоочищения. Вместе с тем вода приобретает керосиновый запах, что в дальнейшем отражается на вкусовых качествах мяса рыбы. Оседая на дне водоемов, нефтепродукты препятствуют раз^ витию природной флоры и фауны, причем 12 г нефти на 1 м3 делают воду абсолютно непригодной как для растительной и животной жизни, так и для хозяйственно-бытового употребления. Некоторые исследователи полагают, что подобное универсальное ее действие находит себе объяснение в растворении липидной фракции клеточных мембран. Кроме того, губительное влияние этого загрязнения на личинки рыб связано с тем обстоятельством, что они не могут сделать необходимый для их дальнейшей жизни первый глоток воздуха и погибают. В результате каждое нефтяное пятно, расплывающееся на поверхности водоемов, представляет собой зону массового замора нового рыбьего поколения. Наконец, большой вред наносится также морским перелетным птицам, у которых нефть склеивает оперение и разъедает кожу.
Важное значение как фактор глобального загрязнения гидросферы и почвы имеют детергенты, т. е. поверхностно-активные вещества, являющиеся непременной составной частью большинства моющих средств. О возможных масштабах такого загрязнения свидетельствуют статистические данные: годовое потребление стиральных порошков достигает 10 — 12 кг на одного человека. Если принять во внимание, что сотни миллионов женщин повседневно испрльзуют моющие средства, то большая опасность, грозящая водоемам, вполне очевидна. При гигиенической характеристике детергентов, номенклатура которых насчитывает сотни наименований, прежде всего обращает на себя внимание их устойчивость к биохимическим процессам и способность свободно проходить через слои почвы. При этом они могут быть как бы кондукторами (проводниками) для многих токсических органических соединений. В результате как сами детергенты, так и сопутствующие им вещества в состоянии проникать в глубокие водоносные горизонты. По опубликованным материалам, довольно значительные концентрации этих поверхностно-активных веществ были обнаружены в открытых и подземных водоемах многих стран мира. К числу вредных последствий выпуска большого количества детергентов относится образование- на водной поверхности густой пены, почти полностью прекращающей аэрацию и процессы самоочищения. Кроме того, большинство из этих веществ обладает выраженной токсичностью по отношению к водным биоценозам, а также к теплокровным животным. Так, при проведении специальных исследований были установлены (при хроническом отравлении детергентом некалем) нарушение некоторых биохимических реакций, морфологического состава крови, гистологические нарушения на клеточном уровне в печени, селезенке и ряде других органов. Наконец, по наблюдениям некоторых авторов, вода, загрязненная детергентами, может вызывать массовые случаи заболеваний энтеритом, что, например, было зарегистрировано в ФРГ в 1959-1960 гг. В последние годы все возрастающее значение приобретает поступление в водоемы ртути. Это объясняется тем, что она используется в больших размерах в производстве бумаги, хлора, пластмасс, соды, красок, пестицидов и удобрений. Достаточно сказать, что с 1947 по 1967 г. во всем мире было израсходовано около 53000 т ртутных инсектицидов. При этом необходимо иметь в виду, что ртуть может сохраняться в водоемах до 100 лет, оседать на дне и концентрироваться в растительных и животных организмах. В свое время ртутные отравления были характерны для некоторых отраслей промышленности. Однако сейчас эти тя
желые профессиональные интоксикации наблюдаются сравнительно редко, и ртуть нашла себе иной путь проникновения в организм. Одним из первых сигналов послужила вспышка заболеваний (в начале непонятной этиологии) в японском городе Ми-нимато. Эти заболевания, в 33% случаев приводившие к летальному исходу, проявлялись в острых-психических расстройствах, судорогах, параличах, пот.ере зрения и речи. В дальнейшем данная болезнь стала отмечаться в Иране, Пакистане и Ираке. Проведенные исследования показали, что причиной своеобразной эпидемии был выпуск в водоемы производственных стоков, содержащих очень токсичные ртутные соединения. При этом пострадавшие не пили саму загрязненную воду, а употребляли в пищу рыбу, крабов и моллюсков, обитавших в отравленном водоеме. Таким образом, в основе разыгравшейся трагедии лежало явление биологического концентрирования токсических веществ, причем представители гидрофауны служили накопителями и передатчиками ртутных соединений. Отсюда следует, что вспышка болезни Минимато должна стать одним из грозных предупреждений об опасной связи между загрязнением водоемов, водных организмов и здоровьем человека. В литературе имеются довольно обширные материалы о вспышках отравлений свинцом при употреблении водопроводной воды, а также газированных столовых и минеральных вод. Число отравившихся в городах Западной Европы во второй половине прошлого века бывало нередко столь значительным, что их появление характеризовалось как своеобразные эпидемии. В большинстве случаев данные отравления объяснялись применением свинцовых труб, при использовании которых содержание яда в воде колебалось в пределах от 1,0 до 20 мг/л и более. В настоящее время основным источником поступления этого яда является этилированное горючее, в составе которого находится тетраэтилсвинец, применяемый в качестве антидетонатора. В заключение следует подчеркнуть, что опасным источником искусственного загрязнения водоемов могут быть пестициды, которые, распыляясь на огромных пространствах, смываются затем дождевыми и талыми водами в реки, а также просачиваются в подземные водоносные горизонты, питающие колодцы. При этом особую роль играют хлорсодержащие ядохимикаты, обладающие значительно большей стабильностью, чем фосфорорганические препараты, и могущие сохраняться в водной среде в течение длительного времени. Вместе с тем многие пестициды характеризуются выраженной токсичностью для животных и человека. Положение усугубляется еще тем обстоятельством, что эти ядовитые веще
ства в процессе биологического концентрирования могут накапливаться в различных представителях гидрофлоры и гидрофауны в количествах, в сотни и тысячи раз превышающих исходные их концентрации в воде водоемов. Наконец, ядохимикаты в состоянии резко ухудшить ее органолептические свойства и нарушать процессы естественного самоочищения. ЗАЩИТА водоемоц ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ Конечным этапом удаления стоков, за пределы населенных пунктов нередко является выпуск их в открытые водоемы. При нарушении необходимых санитарных условий канализация, играющая столь большую роль в оздоровлении городов и сел, может стать причиной весьма значительного загрязнения рек, озер и морей, лишающего население всех видов водопользования и создающего прямую угрозу развития инфекционных заболеваний и опасных интоксикаций. Эти тяжелые последствия, связанные с бесконтрольным сбросом стоков, заставляют проводить ряд специальных мер по защите водоемов, обеспечивающих возможность их использования для водоснабжения и общеоздоровительных целей. В Советском Союзе данные мероприятия регламентируются специальными «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами». Указанные Правила прежде всего требуют строгого проведения мер, исключающих саму необходимость спуска стоков в водоемы, что может быть достигнуто путем рационализации технологического процесса, повторного использования воды (оборотный цикл) и др. Только в том случае, если все мероприятия не достигают своей цели, Правила разрешают выпуск сточных вод в водоемы. При этом, однако, является обязательной их предварительная очистка минимум до такой степени, чтобы после смешения и разбавления они отвечали соответствующим нормативам (табл. 27). Другими словами, на участках водозаборов поверхностные воды могут содержать химические загрязнения на уровне, не превышающем установленные ПДК, т. е. в концентрациях, безвредных для здоровья населения и не ухудшающих органолептические свойства водной среды. Следовательно, важной задачей гигиены являлось научное обоснование данных концентраций, что уже выполнено в отношении более 500 различных химических веществ, наиболее часто встречающихся в производственных стоках (табл. 28). При этом необходимо принимать во внимание не только их влияние на человека и животных, но и общесанитарные последствия, т. е. действие на водную флору и фауну. Таким образом, при установлении предельно допустимых концентраций токсических соединений положено испытывать их вредное воздействие в трех указанных направлениях — са-
Общие требования к свойствам воды водоемов у пунктов питьевого и культурно-бытового водопользования Состав и свойства воды водоема Водопользование для централизованного или нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения для купания, спорта и отдыха населения; водоемы в черте города Взвешенные вещества Не должны увеличиваться больше чем на: 0,25 мг/л | 0,75 мг/л Плавающие примеси На поверхности водоема не должны обнаруживаться плавающие пленки, пятна минеральных масел и скопления других примесей Запахи и привкусы Вода не должна приобретать запахов и привкусов интенсивностью более 2 баллов. Окраска Не должна обнаруживаться в столбике: 20 см | 10 см Температура Температура воды летом не должна повышаться более чем на 3°С по сравнению с максимальной Реакция Не должна выходить за пределы pH 6,5 —8,5 Минеральный состав Не должен превышать по плотному остатку 1000 мг/л, в том числе хлоридов 350 мг/л и сульфатов 500 мг/л Нормируется по показателю «привкусы» Растворенный кислород Биохимическая потреб- Не должен быть менее 4 мг/л в любой период гбда в пробе, отобранной до 12 ч дня Не должна превышать: ность в кислороде Возбудители заболеваний 3 мг/л Не должны содержаться 6 мг/л Ядовитые вещества Не должны содержаться в концентрациях, могущих Оказать прямое и косвенное вредное действие на здоровье населения нитарно-токсикологическом, органолептическом и общесанитарном. Только после проведения этих исследований можно точно установить тот лимитирующий показатель вредности, который характеризуется наименьшей пороговой величиной. Зная величину ПДК для основных ингредиентов производственных стоков, можно прийти к ориентировочному заключению о допустимости их спуска в тот или иной водоем. Для этого необходимо сопоставлять объем сплавляемых стоков и среднечасовой расход воды в данном водоеме в самый маловодный месяц года. Полученная величина будет свидетельствовать о степени их разведения и, следовательно, о вероятной концентрации вредных веществ. Когда же результаты соответствующих исследований и расчетов будут свидетельствовать об опасных концентрациях, необходимо обязательно произвести предварительную очистку производственных выбросов. Другими словами, устранение
Некоторые предельно допустимые концентрации вредных веществ в воде водоемов санитарно-бытового пользования Ингредиент Лимитирующий показатель вредности Предельно допустимая концентрация, мг/л Бензол Санитарно-токсико- логический 0,5 ДДТ То же 0,1 Мышьяк » » 0,05 Ртуть » » 0,005 Свинец » » 0,1 Цианиды » » 0,05 Аммиак Общесанитарный 2,0 Медь » 0,1 Никель » 0,1 Цинк » 1,0 Гексохлоран Органолептический 0,02 Нефть многосернистая » 0,1 Тиофос » 0,003 Фенол » 0,001 Поверхностно-активные * вещества 0,5 опасности химических загрязнений должно быть в основном обеспечено до поступления стоков в водоисточники, а не в процессе очистки и обеззараживания питьевой воды, подаваемой в водопроводную сеть. ОЧИСТКА И ОБЕМКЖИВАНИЕ СТОЧНЫХ ВОД Под очисткой сточных вод подразумевается такое изменение их состава, которое соответствовало бы силе самоочищения определенного водоема и делало бы безопасным водопользование из него на необходимом расстоянии от места их выпуска. Эта очистка может производиться как механическими, так и биологическими способами. Первая из них происходит на ряде последовательно расположенных сооружений, устройство которых рассчитано на задержание разных фракций взвеси. При этом крупные примеси обычно извлекают с помощью разного рода решеток, ' сит и песколовок. Более мелкие частицы оседают в специальных отстойниках, причем образующийся там осадок подлежит обязательному обевреживанию. Наконец, более легкие, чем вода, загрязнения улавливаются в жироловках, бензиноуловителях и др. При । биологической очистке обезвреживают (минерализация) органические вещества, которые не могут быть извлечены механическим путем. Эти методы основаны на процессах
самоочищения почвы и водной среды, проходящих по типу аэробного окисления, поэтому соответствующие устройства нуждаются в усиленном притоке кислорода. Данные методы могут быть условно разделены на естественные и искусственные. Первые относят к почвенным способам очистки, проводимой на коммунальных полях орошения и полях фильтрации, представляющих собой специальные участки земли, на которые выпускаются сточные воды. Для того чтобы процесс окисления задержанных на почвенных зернах органических загрязнений проходил беспрерывно и беспрепятственно, должно быть определенное соответствие между количеством поступающих стоков и влагоемкостью почвы. Кроме того, их выпуск наобходимо производить только периодически, чтобы дать возможность воздуху снова заполнить поры и предоставить время микроорганизмам разрушить адсорбированные вещества. С этой целью всю поверхность полей разбивают на отдельные участки — карты, последовательно заливаемые сточными водами, для подведения которых предназначается сеть распределительных каналов. Для ускорения же хода фильтрации и ограничения поступления стоков к водоносному горизонту здесь должна устраиваться открытая или закрытая дренажная система (рис. 24). Главное отличие коммунальных полей орошения от полей фильтрации заключается в том, что на первых происходит не только очистка сточных вод, но и выращивание сельскохозяйственных культур. Нужно, однако, учитывать опасность их заражения патогенными микробами и яйцами глист, что служит основанием для запрещения посадки на этой территории овощей, употребляемых в пищу.в сыром вйде. В настоящее время для обезвреживания фекально-хозяйственных стоков в сельской местности применяются так называемые земледельческие поля орошения, которые отличаются малыми нормами нагрузки (от 5 до 15 м3/га в сутки). Наконец, прошедшие механическую обработку сточные воды могут спускаться в биологические пруды, где происходит минерализация органических соединений за счет процессов самоочищения, обычно протекающих в открытых водоемах. При искусственных методах биологического обезвреживания пользуются специальными биоокислителями, в которых воспроизводят условия, имеющие место либо в почве (биологические и аэрофильтры), либо в водной среде (аэротенки). Первые из них представляют собой резервуары, на дырчатое дно которых укладывают двухметровый слой котельного шлака, щебня или другого крупнозернистого материала (рис. 25). Осветленная в отстойниках сточная жидкость с помощью разбрызгивателей равномерно распределяется на поверхности фильтра, причем растворенные органические вещества адсорбируются биологической пленкой и минерализуются микроор-
Рис. 24. Разрез поля орошения с открытым дренажем. 1 — участковая дорога; 2 — канал, подводящий сточные воды; 3 — шиберь! для регулировки выпуска на карту; 4 — картавый ороситель; 5 — открытые дренажные канавы; 6 — ограждающие валики на полях; 7 — линии депрессии инфильтрированной воды. Рис. 25. Схема биологического фильтра. / — дозирующий бак; 2 сифон; 3 — специальная насадка для разбрызгивания; 4 — магистральная труба; 5 — распределительные трубы; б—дренаж из плиток; 7 — каналы для входа воздуха в дренаж; 8 — загрузка фильтра из шлака; 9 —канал для отвода очищенной воды. ганизмами. Для ускорения данного процесса может производиться продувание через него воздуха. После прохождения через вторичные отстойники сточная вода делается прозрачной, почти не имеет запаха и не загнивает даже при длительном стоянии. Вместо биологических фильтров на крупных очистных сооружениях часто применяются аэротенки, где обезвреживание стоков производится с помощью активного ила, содержащего большое количество аэробной флоры. По внешнему виду эти сооружения представляют собой прямоугольные резервуары длиной несколько десятков метров, снабженные компрессорами для подачи воздуха и соединенные со вторичными отстойниками.
Необходимо подчеркнуть, что в прошедших искусственную биологическую очистку бытовых стоках может сохраняться патогенная микрофлора, пдэтому они перед выпуском в водоемы должны подвергаться обеззараживанию путем хлорирования. Весьма значительные трудности представляет обезвреживание производственных сточных вод, в составе которых нередко содержатся стабильные вредные ингредиенты, которые не подвергаются биохимическим, химическим и физическим процессам самоочищения (детергенты, хлорорганические пестициды, радиоактивные вещества и др.). Более того, они могут тормозить эти процессы и способствовать проникновению опасных загрязнений в глубокие водоносные горизонты. Наконец, никогда нельзя забывать о возможности их биологического концентрирования в гидрофлоре и гидрофауне водоемов. Таким образом, использование для обезвреживания производственных стоков естественных биофильтров типа полей фильтрации допустимо только в тех случаях, когда в них отсутствуют стабильные ингредиенты. Более приемлемыми являются методы искусственной биологической очистки сточных вод, которые к тому же представляют определенные выгоды в экономическом отношении и требуют значительно меньшей территории для размещения оборудования. Однако решающую роль в работе и этих сооружений играет предварительная локальная очистка жидких выбросов промышленных предприятий, освобождающая их от наибрлее агрессивных и устойчивых химических загрязнений, оказывающих тормозящее влияние на процессы биохимического окисления. Вместе с тем такая локальная очистка позволяет снижать общее количество стоков на единицу готовой продукции как за счет меньшего расходования воды в технологическом процессе, так и путем повторного ее использования. Как уже указывалось, об эффективности проведения мероприятий по санитарной охране водоемов можно судить по составу и свойствам воды у пунктов питьевого и культурно-бытового водопользования после спуска сточных вод и перемешивания их с водой водоема.
ЧАСТЬ ЧЕТВЕРТАЯ ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОСФЕРЫ Глава 15. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА БИОСФЕРУ И ЕЕ САНИТАРНАЯ ОХРАНА ОБЩЕЕ ПОНЯТИЕ О БИОСФЕРЕ Основной задачей данного раздела учебника является обобщение вышеизложенных материалов по гигиенической характеристике основных компонентов окружающей внешней среды, которая по современным воззрениям представляет собой единое целое — биосферу. По мнению акад. В. И. Вернадского, под этим термином следует понимать область жизни, без перерыва облегающую нашу планету. Другие авторы определяют ее как часть земного шара, в пределах которой существует жизнь в любых формах ее проявления. Таким образом, биосфера включает в себя населенную живыми организмами верхнюю часть земной коры (литосферу), воду рек, морей, океанов и других водоемов, т. е. гидросферу до ее максимальной глубины, и, наконец, тропосферу — нижнюю часть воздушной оболочки нашей планеты. Что касается человека, то он может существовать далеко за пределами биологического жизненного пространства, находясь, например, в герметичной кабине самолета или внутри космического корабля, которые позволительно рассматривать как участки биосферы, временно заброшенные в космос. Необходимо подчеркнуть, что нет таких организмов, которые, подвергаясь воздействию со стороны внешней среды, не оказывали бы в то же время влияния на свое окружение, причем существующие закономерности служат предметом изучения специальной научной дисциплины — экологии. Человек не является исключением в указанном отношении. Напротив, по словам создателя учения о биосфере В. И. Вернадского, с его появлением начинается новая — «психозой-ская» эра в истории нашей планеты, так как он оказывает все возрастающее воздействие на геохимические процессы, создавая во многом новые экологические условия. Эти условия нередко отличаются от тех, по отношению к которым у земных
обитателей выработался комплекс защитно-компенсаторных реакций, без чего не было бы возможным существование растительного и животного мира в привычных нам формах. ВЛИЯНИЕ ПРОЮВОДСПЕЯНО-ХОЗЯЙСПЮННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НАСЕЛЕНИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ Научный прогресс и техническая революция колоссально ускоряют и усиливают влияние человека на биосферу, иногда вызывая в ней труднообратимые изменения. В результате сформировавшиеся на протяжении миллионов лет важнейшие комплексы живой природы в виде атмосферного воздуха, водоемов, плодородных почв, лесных массивов, различных классов животных подвергаются разрушительному воздействию многих вредных факторов, особенно в местах наибольшей плотности населения в индустриальных районах. При этом основные натуральные экологические системы замещаются искусственными, упрощенными экосистемами цивилизации, т. е. городами, промышленными предприятиями, сельскохозяйственными угодиями, водохранилищами, и т. д. Вместе с тем могут оказаться как бы выбитыми важные звенья из той цепи, которая обеспечивает поддержание в биосфере уравновешенного динамического состояния, поскольку она представляет целостное природное образование. Всеобщая связь явлений ведет к тому, что каждое изменение в биосфере может повлечь за собой другие, часто совсем неожиданные последствия. Об этом весьма Убедительно сказано в «Диалектике природы» Ф. Энгельса. «Не будем, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой- За каждую такую победу она нам мстит. Каждая из этих побед имеет, правда, те последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и третью очередь совсем другие непредвиденные последствия, которые очень часто уничтожают значение первых»1. Чем больше увеличиваются производственно-технические возможности человечества, тем опаснее становятся возникающие одновременно изменения биосферы. В некоторых случаях они, являясь вторичными и третичными последствиями, о которых говорил Ф. Энгельс, реально угрожают здоровью и благополучию населения. Достаточно сказать, что нарушение состава почвенной микрофлоры приводит к заметным сдвигам в биохимических и микробиологических процессах, понижающих плодородие почвы и интенсивность ее самоочищения. В результате создаются условия для более длительного сохранения в ней патогенных бактерий. 1 Энгельс Ф. Диалектика природы. М., 1950, с. 140.
При этом изменения элементов биосферы тесно связаны между собой, благодаря чему загрязнение атмосферного воздуха неизбежно скажется на состоянии почвенного покрова и водоемов из-за частичного оседания взвешенных веществ. В свою очередь уничтожение лесов не только приведет к обмелению рек и озер, но и окажет свое влияние на состав и свойство воздушной среды. Необходимо к тому же иметь в виду, что лесные массивы выделяют около 1/4 воссоздаваемого кислорода, а остальные 3/4 дает гидрофлора океанских просторов. Таким образом, нарушение экологии Мирового океана и связанная с этим частичная гибель планктона может повлечь за собой изменение газообмена и сокращение биологических ресурсов. О необходимости сохранения естественных биоценозов свидетельствует также широко распространенное в природе явление антагонизма, когда одни растения подавляют рост и развитие других, насекомые определенного вида сдерживают развитие представителей другого вида и т. д. Более того, по мнению видного французского ученого Ж. Дорста, вторжение животного или растения в чужеродную среду производит переворот в равновесии, сложившемся между местными видами, и ведет к образованию новых цепей питания. В результате оказывается нарушенным весь сложный организм экосистемы. Следовательно, ради «экологического здоровья» биосферы и для собственного благополучия человеку необходимо поддерживать на нашей планете самое широкое разнообразие растительных и животных видов. При этом одной из важнейших задач современной гигиены является оценка соответствующих профилактических мероприятий для сохранения основных биоценозов, т. е. комплекса живых организмов земной природы, тесно связанных между собой обменом веществ и энергии. Последнее особенно существенно потому, что биосфера Земли не просто продукт жизнедеятельности органических форм материи, но и результат долговременного приложения сил человека. Таким образом, ее прошлое, настоящее и будущее должны рассматриваться в аспекте развития и совершенствования человеческого общества. Отрицательные же глобальные последствия этого воздействия в основном могут проявляться в двух основных направлениях, а именно в истощении природных ресурсов и загрязнении окружающей среды. нгагодаык ncvvcu И МНМООКПЖТЬ их истоящвв В настоящее время почти не осталось ни одного химического элемента, который не использовался бы, не извлекался на поверхность, не поступал в окружающую среду и- не нару-
шал бы тем самым ее свойств и состава. Среди них необходимо особо выделить следующие: азот, железо, марганец, медь, молибден, никель, олово, ртуть, свинец, серебро, сурьма, фосфор, хром и цинк. В результате их использования происходит выраженное изменение в соотношении самых различных веществ, сложившееся за миллиарды лет существования нашей планеты. С одной стороны, часть из них как бы изымается из естественного кругооборота, а с другой — происходит непрерывное поступление их в воздух, водоемы и почву. Это создает реальную угрозу истощения имеющихся природных ресурсов, в частности энергетических материалов, металлов и минеральных элементов. Трудно переоценить также важность срочного разрешения водной проблемы, связанной с интенсивным загрязнением гидросферы, уменьшением запасов пресной воды и возрастающим ее расходом. Достаточно сказать, что безвозвратное недопотребление превышает теперь 2 тыс. км3 в год и к началу будущего века может увеличиться примерно в 8 раз. Необходимо указать и на труднообратимые глобальные изменения почвенного покрова, где около 1 млрд, га земли утратили по вине человека свою естественную биологическую активность, а 700 млн. га пахотных угодий находятся на грани истощения. Вместе с тем почва теряет устойчивость к ветрам и ливням, причем пыльные бури уносят ее самый плодородный слой. Кроме того, процесс эрозии способствует образованию оврагов со всеми вытекающими отсюда последствиями. Наконец, истощение природных ресурсов может в какой-то мере касаться и атмосферных запасов свободного кислорода, затраты которого только при сжигании топлива достигают по ориентировочным подсчетам 10—12 млн. т/год. К этому надо добавить его расход в металлургии и химической промышленности, для окисления органических веществ, дыхания людей и животных. По мнению отдельных исследователей, содержание кислорода в окружающем воздухе может даже достигнуть через 150 — 200 лет критического предела, т. е. снизиться до 17 весовых процентов. Невольно возникает вопрос, под силу ли человечеству предупредить или во всяком случае уменьшить отрицательные последствия, связанные с индустриальным развитием, или они являются неизбежной жертвой на алтарь современной цивилизации. При этом некоторые буржуазные исследователи (футурологи), обсуждая перспективы будущего, фактически пытаются разрешить только следующую дилемму: погибнет ли население Земли от полного истощения естественных богатств природы или оно задохнется в ядовитых выбросах производства? Подобный экологический пессимизм во многом объясняется тем обстоятельством, что они расценивают современ-158
ную технику только как враждебную человеку силу и не учитывают благоприятных возможностей, связанных с социалистическим способом производства. В указанном отношении оптимистические прогнозы советских ученых имеют под собой достаточно надежные обоснования, о чем свидетельствует система общегосударственных мероприятий по рациональному использованию и воспроизводству природных ресурсов. Это в равной степени относится к внедрению новых эффективных способов и систем разработки месторождений полезных ископаемых, прогрессивных технологических процессов их добычи, обогащения и переработки. Вместе с тем необходимо обеспечить повышение плодородия почв путем улучшения охраны их от вредного влияния водной и ветровой эрозии, вторичного засоления, иссушения и загрязнения промышленными отходами. Большое значение имеет также рекультивация земель после проведения горных работ и торфоразработок. Если говорить об энергетических резервах, то вместо минерального топлива все больше будут использоваться ядерное горючее, гидроэнергия и солнечная радиация. Истощение же запасов полезных ископаемых может быть замедлено благодаря замене дефицитных металлов различными полимерными материалами. Что касается ресурсов пресного водоснабжения, то, помимо рационального их использования, строительства искусственных гидросооружений и изменения направления речного стока, большое значение приобретает обессоливание морской воды, запасы которой фактически неисчерпаемы. Одним из эффективных способов является ее замораживание, так как лед совсем не содержит солей. Однако наиболее перспективной является дистилляция морской воды с помощью отработанного пара атомных электростанций. МЛИИПИ1 ОКРУЖАЮЩЕЙ СРВДЫ Как уже неоднократно указывалось, развитие промышленного и сельскохозяйственного производства обусловливает прогрессивное увеличение отходов и отбросов в количествах, иногда приближающихся к объему израсходованного сырья. Так, например, город, потребляющий в день 600 тыс. м3 воды, может сбрасывать за то же время около 500 тыс. м3 стоков. При этом в промышленных и бытовых выбросах возрастает количество стабильных синтетических веществ, плохо поддающихся биологическому распаду. Последнее приобретает особое значение при обезвреживании твердого мусора, так как синтетические пленочные материалы, все больше заменяющие оберточную бумагу, не подвергаются процессам гниения и размокания.
Однако наиболее опасными являются долгоживущие радиоактивные отходы, образующиеся в процессе работы ядерных реакторов, различных изотопных источников и' др. Это объясняется тем обстоятельством, что они не могут быть уничтожены посредством каких-либо внешних воздействий. Таким образом, проблема удаления и обезвреживания производственных и бытовых отходов и отбросов приобретает в настоящее время фактически такое же значение, как и проблема сырьевых ресурсов. Без радикального решения данной проблемы нельзя устранить опасность дальнейшего, все возрастающего загрязнения всех элементов биосферы, представляющего реальную угрозу для жизни и здоровья населения. Интенсивность же возможного влияния на окружающую среду сейчас настолько велика, что новое вмешательство в природные процессы чревато опасными последствиями. Убедительным доказательством могут служить последствия испытания ядерного оружия, установившие неделимость воздушного и водного мировых океанов, где распространению радиоактивного заражения не смогли и не смогут помешать никакие государственные границы и различия социального строя. Поэтому санитарная охрана биосферы неизбежно приобретает международное и даже глобальное значение. В то же время нет никаких оснований для абсурдного вы-рода о неизбежности и непреодолимости опасного для человека загрязнения биосферы, вызываемого индустриальным развитием. Более того, сам научно-технический прогресс создает новые возможности для разработки профилактических мероприятий, предупреждающих неблагоприятное изменение внешней среды. К сожалению, эти мероприятия далеко не всегда являются достаточными, а главное своевременными, что прежде всего относится к капиталистическим странам, где в погоне за прибылью нередко пренебрегают грозными последствиями, связанными с загрязнением биосферы. сянитлтля ОХРАНА ИЮС6ЕГЫ Кардинальное решение проблемы охраны окружающей среды во многих случаях связано с изменением технологического процесса. Так, например, одним из действенных методов защиты атмосферы от вредных продуктов сгорания минерального топлива является газификация промышленных и бытовых топок, устраняющих поступление в воздух канцерогенных углеводородов. Радикальным мероприятием служит перевод автотранспорта на электроэнергию, что полностью ликвидирует один из главных источников загрязнения воздушного бассейна. Определенную роль в этом отношении может играть обеспе-
чение автохозяйств больших городов газобаллонными автомобилями. Довольно значительных результатов можно достигнуть путем внедрения в промышленное и сельскохозяйственное производство менее токсичных и стойких химических веществ. В частности, весьма выгодным с гигиенической точки зрения является применение так называемых мягких детергентов, более легко разрушающихся при .обычной очистке сточных вод. Трудно переоценить хотя бы частичную замену пестицидов биологическими и агротехническими мероприятиями по борьбе с сорняками, вредителями и болезнями растений. Такой широкий комплекс мероприятий не только может значительно повысить урожайность полей, но и предохранить почву, воду и растительную продукцию от загрязнения токсическими веществами. Следует подчеркнуть, что все возрастающий объем газообразных и жидких выбросов не позволяет больше пользоваться диспергированием загрязняющих веществ, т. е. разбавлением их в воздухе или в воде водоемов до безопасных в гигиеническом отношении концентраций. Поэтому в санитарной практике все чаще применяют метод концентрирования, сущность которого заключается в предварительной (локальной) очистке производственных выбросов от содержащихся в них вредных ингредиентов. Тем самым можно почти полностью исключить попадание в биосферу наиболее опасных химических соединений, при том условии, если извлекаемые вредные вещества будут обезвреживаться или изолироваться. Последнее прежде всего относится к долгоживущим радиоактивным изотопам, которые должны быть захоронены в специальных бетонных могильниках, надежно изолированных от подземных вод. Установлено, что введение оборотного цикла водопользования, локальная очистка производственных выбросов и их утилизация в состоянии обеспечить не только значительное снижение загрязнения внешней среды, но и получение из отходов ценной промышленной продукции. Более того, современная наука и техника делает вполне возможным постепенный переход к технологическим процессам без выбросов, т. е. к созданию беструбных и бессточных заводов. ИЗМЕНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ЗДОРОНЬЕ НАСЕЛЕНИЯ Разумеется, нет никаких оснований считать, что любые отклонения в' биосфере будут всегда представлять реальную угрозу для здоровья и благополучия населения. Однако чем больше увеличиваются наши производственные возможности, 6 В. А. Покровский
тем опаснее становятся возникающие одновременно нарушения, привыкание к которым является результатом напряжения или перенапряжения основных физиологических функций, ведущим в дальнейшем к выраженной патологии. При этом воздействие на биосферу относительно редко приводит к резким, быстроразвивающимся изменениям ее свойств и состава. В указанном отношении почти мгновенное разрушение всех экологических связей и биоценозов, отмечаемое, допустим, при взрыве атомной бомбы, является скорее исключением, чем правилом. Загрязнение же воздуха в обычных условиях в основном характеризуется довольно незначительным содержанием в нем вредных веществ. Сравнительно большие их концентрации могут наблюдаться на транспортных магистралях и на территориях, непосредственно прилегающих к крупным промышленным предприятиям. Весьма своеобразная и опасная ситуация может также складываться при неблагоприятном сочетании микроклиматических элементов, способствующих накоплению ядовитых соединений в приземных слоях воздуха и влекущее за собой образование токсических туманов. Таким образом, преобладающая часть населения даже индустриальных стран мира подвергается систематическому воздействию лишь относительно малых концентраций вредных химических агентов. К аналогичным выводам можно прийти и при гигиенической оценке изменений физических свойств биосферы, для которых опять-таки более характерна сравнительно незначительная интенсивность отмечаемых изменений. Следовательно, одной из наиболее актуальных проблем современной гигиены является создание теории действия вредных факторов малой интенсивности, которая была прежде всего разработана в токсикологическом аспекте (В. А. Покровский). Необходимо подчеркнуть, что важнейшей особенностью влияния на организм этих факторов служит неспецифичность и нестойкость вызываемых ими патологических изменений, причем в развитии хронического отравления следует различать три периода. Первый из них отличается незначительными функциональными нарушениями, стоящими на грани нормы и патологии и представляющими собой проявления биохимической адаптации организма. Второй характеризуется ослаблением и затуханием симптомов интоксикации и является как бы стадией привыкания. По мнению ряда исследователей, эту стадию можно трактовать как,своеобразную форму отравления, свидетельствующую о довольно значительном напряжении всех защитных сил организма, что, несомненно, имеет свои пределы во времени. Наконец, третий период отличается возможным нарастанием симптомов интоксикации и постепенным ухудшением состояния здоровья пострадавшего.
Анализ опубликованных данных о влиянии атмосферных загрязнений на здоровье и заболеваемость населения в основном подтверждает приведенные выше закономерности. При этом весьма важно учитывать возможность неограниченно продолжительного воздействия для веществ, постоянно загрязняющих воздух. Фактически длительность данного воздействия может иметь место на протяжении всей жизни, начиная с самого раннего детского возраста и кончая старением организма. Кроме того, вредному влиянию могут подвергаться люди, страдающие различными заболеваниями, повышающими чувствительность к любым отрицательным факторам. Можно полагать, что наиболее опасными являются те физические и химические агенты, по отношению к которым защитные реакции не запрограммированы в генетическом коде. Вполне понятно, что полное устранение всех неблагоприятных факторов, оказывающих отрицательное влияние на человека в условиях населенных мест, практически недостижимо. Единственным разумным и рациональным путем является разработка и соблюдение гигиенических нормативов, определяющих допустимую интенсивность вредного воздействия, что, несомненно, имеет и общеэкологическое значение. Отсюда следует, что современная гигиена должна не только поспевать за техническим прогрессом во всех областях народного хозяйства, но и в какой-то мере предвидеть его, подготовляя соответствующие меры профилактики. Принимая во внимание огромную важность соответствующих мероприятий по защите окружающей среды, Коммунистическая партия и Советское правительство обращают большое внимание на их своевременное проведение. Это обеспечивается путем специального законодательства и выделения достаточных денежных средств. Только за последнее десятилетие Верховным Советом СССР были приняты «Основы земельного и водного законодательства» и «Основы законодательства о здравоохранении». Вместе с тем природные ресурсы нашей страны находятся под защитой Закона об охране природы. В плане развития народного хозяйства на 1976—1980 гг. особо подчеркивается необходимость совершенствования методов прогнозирования влияния производства на окружающую среду и учета возможных последствий при подготовке и принятии проектных решений. Необходимо также подчеркнуть, что Советский Союз стоит во главе международного сотрудничества по разработке основных проблем охраны биосферы. Это во многом связано с проводимой им политикой мирного сосуществования, являющейся обязательным условием для успешного решения актуальных вопросов защиты окружающей среды.
В заключение следует отметить, что трудно обозримое расширение масштабов изменений, происходящих в биосфере, должно было обусловить дальнейшее развитие гигиенической науки, новым этапом которого, как подчеркивал Н. В. Лазарев, является создание геогигиены — учения об основах санитарного благополучия населения всего земного шара. Основная цель ее заключается в разработке и проведении глобальных мероприятий по охране и оздоровлению внешней среды для обеспечения максимально благоприятных условий для существования человечества. Принято считать, что научно-технический прогресс находится в прямой зависимости от нашей способности покорять природу. На самом же деле биологические и социальные потребности человека заключаются не в подчинении природы, а в гармоничном сотрудничестве с ней. Только в этом случае можно обеспечить физическое и умственное здоровье населения и дальнейшее развитие цивилизации.
ЧАСТЬ ПЯТАЯ ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПЛАНИРОВКИ И БЛАГОУСТРОЙСТВА НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ. ГИГИЕНА ЖИЛИЩА Г^лава 16. ПЛАНИРОВКА И БЛАГОУСТРОЙСТВО ГОРОДОВ ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ УРБАНИЗАЦИИ В настоящее время внимание гигиенистов всех стран привлекают различные аспекты проблемы урбанизации, под которой обычно понимают рост городов (особенно больших и сверхбольших), повышение удельного веса их жителей в общей массе населения и распространение городского образа жизни (Б. С. Хорев). Бесспорно, что само возникновение этой проблемы связано со второй технической революцией и было бы невозможно вне индустриального развития человечества. Вместе с тем исторически мировая урбанизация представляет собой совершенно новый этап в расселении людей, не имеющий прецедента в развитии общественных отношений в прошлом. О возможных ее масштабах свидетельствуют научно обоснованные прогнозы о том, что к 2000-му году в городах будет проживать от 70 до 90% населения планеты. Поступательный характер процесса урбанизации можно проиллюстрировать и на соответствующих материалах по нашей стране (табл. 29). Так, если в 1913 г. доля городских жителей составляла всего 18%, то в 1973 г. она уже достигла 58%, а к 2000-му году, возможно, возрастет до 70%. Следует подчеркнуть, что для современной фазы этого процесса характерен не только рост городов вообще, а преимущественная концентрация населения в больших и сверхбольших городах. В указанном отношении увеличение числа крупных городских центров за последние 15—20 лет носит буквально характер взрыва. Достаточно сказать, что в 1950 г. в мире было всего 670 городов с числом жителей более 100 тыс., в 1960 г. — 1334, а в настоящее время — около 2000 городов. Не менее показательны данные для городов-миллионеров, число которых в 1950 г. равнялось 65, в 1960 г, — 100 и в 1970 г.-200.
Таблица 29 Динамика численности городского и сельского населения Год Все населе-ние, млн. В том числе В % ко всему населению городское сельское городское сельское 1913 159,2 28,5 130,7 18 82 1926 147,0 26,3 120,7 18 82 1939 190,7 60,4 130,3 32 68 1959 208,8 100,0 108,8 48 52 1970 241,7 136,0 105,7 56 44 1973 250,9 146,1 104,9 58 42 1975 253,3 153,1 100,2 60 40 1977 257,9 159,6 98,3 62 38 1979 262,4 163,6 98,8 62 38 Таблица 30 Численность населения городов СССР по данным 1977 г. Число жителей Число городов Более 1 млн. » 500 тыс. 100 - 500 » До 100 » » 50 » 16 47 236 Около 2000 Более 5000 Соответствующие цифры для Советского Союза приводятся в табл. 30, причем необходимо иметь в виду, что у нас ежегодно строится около 20 новых городов и рабочих поселков. Характерной чертой капиталистической гиперурбанизации является чрезмерное разрастание крупнейших городских агломераций, доказательством чего может служить большой Нью-Йорк с его 15-миллионным населением, Большой Токио — 24 млн. человек, Большой Лондой—13 млн. и т. д. В свою очередь эти агломерации имеют тенденцию к дальнейшему слиянию между собой, обра зуя сверхгигантские мегалополисы (города-государства), что особенно типично для США. В качестве одного из примеров можно указать на уже возникшие мегалополисы, раскинувшиеся на сотни километров Атлантического побережья, включающие в себя районы Бостона и Вашингтона с населением 40 млн. человек, Детройта, Чикаго, Кливленда и Питсбурга — 25 млн. жителей и т. д. Однако самый мощный мегалополис — То кио-Йоко гам а — имеет Япония, на территории которого проживает половина населения страны. Вполне понятно, что процесс урбанизации должен был вызвать весьма значительные изменения прежде всего в условиях труда и быта обитателей больших городских центров. Эти изменения могут оказывать как благоприятное, так и отрицательное влияние на здоровье населения. Говоря о положительных сторонах городской жизни, необходимо указать на большие возможности в отношении коммунального благоустройства, транспорта, образования, общественной и культурной жизни, медицинского обслуживания и др.
Вместе с тем исторический процесс мировой урбанизации, видоизменяя взаимосвязи между живыми организмами и средой, оказывает все возрастающее влияние на всю экологическую ситуацию. В результате при неконтролируемом, хаотическом росте городов-гигантов люди как бы отделяются плотной стеной от окружающей их природы, одновременно подвергаясь воздействию целого ряда весьма вредных факторов. Как уже неоднократно указывалось, важнейшая роль принадлежит здесь загрязнению и даже денатурации химического состава атмосферного воздуха, в результате чего отмечается уменьшение содержания в нем кислорода, появление ряда токсических веществ, в том числе и канцерогенов, образование смога и т. д. Вместе с тем угрожающе нарастает число больных тяжелыми формами бронхита и раком легкого. Весьма значительную опасность представляет изменение физических свойств воздушной среды, что прежде всего относится к шумовому фактору, интенсивность которого в современном большом городе нередко намного превышает допустимые нормативы. При этом предполагается, что сильный городской шум является одним из постоянных стрессоров, вызывающих усиленное выделение адреналина, нарушение функций всего гормонального аппарата, истощение центральной нервной системы, развитие неврозов, расстройство сердечнососудистого аппарата и ряда других патологических реакций. Кроме того, значительное задымление и запыление воздуха неминуемо приводит к уменьшению освещенности и падению интенсивности солнечной радиации, особенно в ультрафиолетовой части спектра, что может вызвать возникновение светового голодания. Наконец, трудно переоценить негативную роль излишнего напряжения функциональных систем организма, являющегося ответной реакцией на воздействие различных факторов внешней среды. Первостепенное значение в этом отношении имеют вызываемые ими отрицательные эмоции, нередко возникающие у жителей больших городов и служащие одной из главных причин эмоционального стресса, обусловливаемого либо кратковременным воздействием соответствующих раздражителей, либо пребыванием человека в условиях длительного влияния неблагоприятной в психическом отношении ситуации. По данным некоторых исследователей, эти стрессовые состояния имеют определенное значение в развитии атеросклероза, инфарктов миокарда и гипертонической болезни. По мнению же создателя учения о стрессе Г Селье, постоянное влияние стрессоров является важнейшим фактором старения организма.
Естественно, что в наибольшей степени вредному влиянию изменений состава и свойств окружающей среды подвергаются жители крупных индустриальных центров, где имеется значительный контингент лиц, здоровье и даже жизнь которых находится под постоянной угрозой. Поэтому без зрезмерных преувеличений можно говорить, что лондонский регулировщик движения вдыхает в день столько токсических веществ, как если бы он выкурил сто сигарет. По данным ряда зарубежных авторов, в странах Западной Европы каждый четвертый житель страдает нарушением сна и пользуется снотворными. Наконец, пожалуй, самым убедительным доказательством является значительно более высокий уровень заболеваемости и смертности среди городского населения по сравнению с сельским. Наталкиваясь на неразрешимые противоречия, некоторые буржуазные идеологи градостроительства склонны видеть корни зла в самой природе городов, усматривая в ней первопричину основных социальных бедствий и язв, вплоть до роста преступности и наркомании. Однако они забывают о том, что процесс урбанизации исторически неизбежен и является наиболее высокой формой развития общества в условиях современной цивилизации. «Известно, что города...—подчеркивал В. И. Ленин, — растут гораздо быстрее, чем деревня, что города представляют из себя центры экономической, политической и духовной жизни народа и являются главными двигателями прогресса» *. Разумеется некоторые отрицательные последствия урбанизации могут проявляться не только в капиталистическом, но и в социалистическом обществе, что, например, относится к загрязнению воздуха, воды и почвы населенных мест, к интенсивности шума, транспортным затруднениям и др. Однако принципиальные различия социального строя определяют возможности для устранения или нивелирования указанных отрицательных последствий, которые к тому же отмечаются в значительно меньших масштабах. Более того, в социалистических странах вообще отсутствуют такие губительные для здоровья населения факторы урбанизации, как городские трущобы с их скученностью, перенаселенностью и антисанитарными условиями жизни. Основным положением градостроительства в Советском Союзе является создание максимального гигиенического благополучия для всего населения, обеспечивающего целесообразное сочетание возможностей для эффективной производственной деятельности человека и отдыха в обстановке оптимального комфорта. Ленин В. И. Поли. собр. соч. Изд. 5-е, т. 23, с. 341.
ВЫБОР ТЕРРИТОРИИ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ Все предыдущие главы учебника имеют определенное отношение к важнейшим вопросам планировки и благоустройства населенных мест, что в одинаковой мере касается гигиены воздуха, воды и почвы. Только хорошо усвоив изложенные в них принципы гигиенической оценки основных факторов внешней среды, можно правильно подойти к пониманию этой большой и сложной проблемы. По вполне понятным причинам первостепенное значение имеет выбор территории, предназначаемой для строительства нового или расширения уже существующего населенного пункта. Удачное решение данного вопроса в состоянии надолго определить гигиенические условия жизни населения. При изыскании наиболее подходящей территории необходимо в первую очередь принимать во внимание особенности макро- и микроклимата, зависящие от рельефа местности, ветрового режима, количества осадков, мощности солнечной инсоляции, наличия зеленых насаждений и др. Так, например, многое зависит от расположения площади строительства на южных или западных склонах, от имеющихся там лесных массивов, предохраняющих от неблагоприятных метеорологических воздействий, наличия заболоченных участков и некоторых других местных особенностей. Известно также, что скапливающийся в низинах северных и средних широт холодный и влажный воздух делает их малоблагоприятными для здоровья, в то время как в жарких местностях желательно располагать населенные пункты именно в долинах. Вместе с тем рельеф местности должен быть удобным для застройки и иметь достаточный уклон для стока дождевых и талых вод, а также для оборудования-канализации. Необходимо, наконец, принимать во внимание и устойчивость грунта, зависящую от сейсмичности района и наличия карстовых провалов. Важным элементом при гигиенической оценке территории служит характеристика почвенного фактора, при которой учитываются неровности почвы, возможность ее выветривания, размывы, образования оврагов и пригодность для посадки зеленых насаждений. Неприемлемыми для строительства считаются сильно загрязненные участки, площади с высоким стоянием грунтовых вод и заливаемые во время весенних паводков. Весьма большое значение имеет водный фактор: наличие артезианского бассейна и открытых водоемов. При этом последние, помимо своей роли в качестве источника водоснабжения, должны использоваться для физкультурных и спортивных целей и как важный элемент архитектурного оформления. Населенный пункт необходимо располагать вверх по течению ре-
ки, т. е. выше возможных источников поступления производственных и бытовых стоков. При выборе территории следует принимать во внимание степень загрязнения атмосферного воздуха от уже действующих и только проектируемых промышленных предприятий. Если данный потенциал высок, все новые объекты не должны увеличивать поступления вредных веществ в окружающую среду. В противном случае необходимо принимать специальные меры профилактики, не допускающие превышения суммарной интенсивности загрязнения за пределы допустимых концентраций. Детального изучения заслуживают эпидемиологические показатели для очагов природной заболеваемости: некоторые инфекционные болезни, эндемии геохимического происхождения (флюороз). В результате должен быть разработан комплекс необходимых оздоровительных мероприятий, включающий обезвреживание загрязненных участков, широкое проведение мелиорации, посадку зеленых насаждений, изыскание более полноценных источников питьевого водоснабжения и т. д. При застройке избранной территории необходимо также не только сохранить благоприятные для здоровья условия местности, но по возможности улучшить их. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПЛАНИРОВКИ ГОРОДОВ Каждый населенный пункт, особенно большой город, объединяет в себе целый комплекс самых различных объектов, относящихся к народному хозяйству и культурно-бытовому обслуживанию населения. Все эти объекты должны быть функционально связаны между собой и целесообразно размещены на определенной территории, причем некоторые из них можно считать основными градообразующими факторами. В нашей стране к ним прежде всего необходимо отнести промышленность, внегородской транспорт, а также административные, учебные, научные и некоторые другие учреждения. В курортных местностях ведущими градообразующими факторами являются природные ресурсы, имеющие оздоровительное и лечебное значение. Облик и планировка городов будущего уже давно занимают умы многих ученых и архитекторов во всем мире. Среди предложенных проектов можно упомянуть хотя бы города-мосты, оставляющие землю свободной, города над водой и под водой, города-пирамиды или конусы, многоярусные города и др., вплоть до линейных городов-полос, опоясывающих непрерывной лентой весь земной шар. Однако все эти проекты, некоторые из которых, безусловно, заслуживают внимания, не смогли получить сколько-нибудь значительного 170
осуществления в практике градостроительства капиталистических стран. Основным тормозом служит наличие частной собственности на землю1 и стремление ее владельцев использовать каждый клочок городской территории под доходные строения. Прямым результатом этого является строительство высотных домов и небоскребов, образующих скопления каменных громад с узкими дворами-колодцами, и резкое уменьшение зеленой площади города, со всеми вытекающими отсюда последствиями. Не удивительно, что в последние годы наблюдается прогрессирующее сокращение числа жителей в так называемых деловых кварталах супергородов, предпочитающих жить в пригородных микрорайонах и городах-спутниках, удачно называемых «городами-спальнями». В Советском Союзе проектирование городских населенных пунктов ведется на основании комплекса научных исследований, основанных на отечественном и мировом опыте. При этом градостроительство регламентировано целым рядом государственных законодательных актов и ведется в соответствии с необходимыми гигиеническими требованиями. Для правильного планирования, учитывающего наиболее полное использование естественных богатств и особенностей нашей страны, на ее территории определены 18 крупных экономических районов, в которые входят сходные по природно-климатическим условиям республики, края и области (Центральный, Юго-Западный и др.). Эти районы, не считающиеся административными единицами и не имеющие органов управления, наряду с народнохозяйственным значением играют большую роль при решении целого ряда гигиенических вопросов, относящихся к наиболее благоприятному размещению населенных пунктов, использованию водоемов, лесных массивов и т. д. Следует специально подчеркнуть, что важнейшее значение для благоустройства городов имеет правильное функциональное распределение (зонирование) территории. В каждом более или менее крупном городском пункте, как правило, выделяются следующие зоны: промышленная, жилая, транспортноскладская и пригородная. Кроме того, обычно имеется и свой административно-культурный центр, где располагаются различные учреждения и организации, театры, большие универсальные магазины. Размеры этих зон, их взаимное расположение определяются специальными нормами и правилами, основной целью которых является обеспечение наиболее здоровых условий жизни населения. Так, санитарным законодательством СССР предусматривается размещение фабрик и заводов в особых промышленных районах или на специально выделенных участках городской территории. Важно подчеркнуть, что эти районы должны быть отделены от жилых объектов озелененными защитными
зонами, предохраняющими жителей от различных производственных вредностей: загрязнения воздуха, шума, вибраций и т. д. В зависимости от интенсивности и опасности этих вредностей промышленные предприятия делятся на пять классов, причем для первого класса устанавливается разрыв 1000 м, для второго — 500 м, для третьего — 300 м, для четвертого — 200 м и для пятого — 50 м. Размеры санитарно-защитных зон могут быть увеличены в случае большой пожаро- и взрывоопасности данного производства или, например, чрезмерно сильного шума. Кроме того, при выборе площадки для промышленного строительства необходимо принимать во внимание розу ветров, с тем чтобы размещать соответствующие предприятия с подветренной стороны по отношению к жилым кварталам. Как уже указывалось, в комплексе мероприятий по санитарной охране воздуха большое значение имеет рационализация технологического процесса, переход на менее дымообразующие сорта топлива (особенно газ) и очистка атмосферных выбросов. Исключительно важную роль играют эти мероприятия в отношении тех вредных производств, которые расположены на территории жилых районов и не имеют установленных защитных разрывов. В ряде же случаев, при реконструкции старых городов, приходится ставить вопрос о перемещении подобных предприятий или об изменении их профиля. Большое санитарное значение имеет выделение на городской территории специальной зоны для размещения внегородского транспорта, охватывающей вокзалы, товарные станции, пристани, склады, аэропорты и т. д. Это связано С тем, что данные объекты создают опасность травматизма, являясь в то же время источниками загрязнения воздуха и сильного шума. Интенсивность последнего особенно возрастает при широком использовании в авиации реактивных сверхзвуковых самолетов. Следует подчеркнуть, что одним из эффективных мероприятий для уменьшения загрязненности атмосферного воздуха является электрификация железнодорожного транспорта, проводимая в СССР в самых широких масштабах. ПЛАНИРОВКА И БЛАГОУСТРОЙСТВО ЖИЛЫХ РАЙОНОВ В особо благоприятных условиях должны, конечно, находиться жилые районы города, для строительства которых необходимо выделять наиболее здоровую и удобную часть его территории. Это в одинаковой мере относится к рельефу местности, почве, водоемам и зеленым насаждениям. При внутренней планировке солитебная зона, как правило, разбивается на отдельные кварталы — ограниченные 172
Рис. 26. Сплошная застройка квартала. улицами земельные участки, застраиваемые жилыми и общественными зданиями. Важнейшее гигиеническое значение имеет сама система застройки, причем совершенно неудовлетворительной признается так называемая сплошная застройка, при которой вся отводимая площадь почти сплошь заполняется многоэтажными домами, расположенными как по периферии, так и внутри квартала (рис. 26). В результате между отдельными зданиями нередко остаются лишь маленькие дворы-колодцы, причем недопустимо снижается инсоляция и аэрация жилых помещений, а также всего внутриквартального пространства. Фактически такими же недостатками отличается замкнутая система, когда здания располагаются вплотную друг к другу по периметру квартала. Более благоприятной является рядовая застройка, при которой дома находятся только на двух противоположных его сторонах. Однако наибольшими гигиеническими преимуществами, бесспорно, обладает открытая застройка отдельно стоящими зданиями. Одним из вариантов такой застройки служит строчная система, когда дома возводятся (в средних широтах) по оси меридиана при соблюдении необходимых разрывов между ними (рис. 27). В этом случае обе стороны здания получают достаточное количество солнечного облучения и хорошо аэрируются. Основной структурной единицей современного большого города является микрорайон, представляющий собой комплекс жилых домов и учреждений для повседневного удовлетворения нужд населения (школа, детский сад, ясли, столовая, клуб, продуктовые и промтоварные магазины физкультурные площадки и др.). При рациональном расположении всех указанных культурно-бытовых объектов они имеют небольшой радиус обслуживания, что экономит время и способствует уменьшению уличного травматизма. При открытом, свободном расположении зданий микрорайон имеет и целый ряд
в Рис. 27. Открытая застройка квартала. других гигиенических преимуществ: чистый воздух, достаточ-ная инсоляция, увеличение площади зеленых насаждений. Этому также способствует то обстоятельство, что транспортные магистрали не пересекают его территорий. Второй структурной единицей солитебной части города является жилой район, состоящий из 4—6 микрорайонов, с общей численностью населения 24— 36 тыс. человек. По действующим в СССР строительным нормам и правилам плотность застройки квартала не должна превышать 28%, а жилая площадь — 5500 м2/га. Разумеется, эти нормативы следует дифференцировать в зависимости от местных условий, среди которых определяющую роль играет этажность зданий (табл. 31). Что касается такого важного показателя, как плотность заселения, то для больших городов он должен равняться 90 — 110 человек на 1 га, для средних — 83—90 и для малых — 66—83 человека. Одним из определяющих элементов городского благоустройства является уличная сеть, занимающая обычно до 25% всей территории жилой зоны и во многом определяющая ее планировку. Для обеспечения лучшей инсоляции и аэрации жилищ улицы рекомендуется располагать в средних широтах в меридиональном направлении или по так называемой гелио-термической оси (22,5° по часовой стрелке от меридиана). В южной же местности их следует по возможности ориентиро-
Расстояния между жилыми зданиями Расстояния нормируемые Расстояния при застройке зданиями с количеством этажей, м от 2 до 4 5 9 16 Между длинными сторонами зданий 20 30 48 80 Между длинными сторонами и торцами зданий, а также между торцами зданий с окнами из жилых комнат Между зданиями башенного типа при расположении их на одной оси 12 15 24 36 45 60 вать по линии господствующих ветров. В горных долинах и на морском побережье необходимо использовать охлаждающее влияние бризов и воздуха гор. Наконец, в районах, характеризующихся суховеями и пыльными ветрами, уличную сеть рациональнее всего планировать перпендикулярно или под углом к их основному направлению. Существенным вопросом является определение должной ширины улиц, что прежде всего зависит от их назначения, этажности расположенных на ник зданий и величины транспортного потока. Согласно нормативам, данный показатель (в средних широтах) не может быть меньше двухкратной высоты находящихся там домов. В противном случае будет наблюдаться постоянное затенение как самой улицы, так и фасадов противостоящих друг другу зданий (рис. 28). Ширина же общегородских транспортных магистралей должна находиться в пределах 30—50 м. Важным элементом санитарного благоустройства населенных мест является способ покрытия городских проездов, от чего во многом зависит запыленность воздуха, сток атмосферных вод и интенсивность шума. Это покрытие, которое часто называют «одеждой улиц», может быть довольно разнообразным, причем к числу наиболее совершенных и распространенных относятся брусчатка, клинкер и асфальт. Последний, по мнению ряда исследователей, может служить источником загрязнения воздуха канцерогенными веществами (бензпирен и др.). При гигиенической характеристике современного большого города всеобщее внимание привлекает проблема уличного шума, основными источниками которого являются все виды транспорта, особенно грузовые машины и мотоциклы. Так, его интенсивность в различных пунктах Москвы может превышать 70 дБ, достигая того уровня, при котором влияние шу-
Рис. 28. Схема падения солнечных лучей при ширине улицы, равной одной высоте здания (неудовлетворительная инсоляция помещений). мового фактора будет отрицательно сказываться на состоянии организма (табл. 32). Следовательно, шум нельзя считать только профессиональной вредностью. Он буквально захлестывает улицы, проникает в дома, заполняет воздушное пространство, причем его интенсивность на оживленных транспортных магистралях примерно удваивается каждые 10 лет и нередко превышает уровень производственного шума. Помимо общеизвестных нарушений в органах слуха, шумовое воздействие может вызывать неспецифические изменения во всем организме, прежде всего в высших отделах центральной нервной системы, где они отмечаются даже раньше, чем в самом звуковоспринимающем аппарате (эмоциональная неустойчивость, подавленность, понижение внимания). Кроме того, шум способствует развитию сердечно-сосудистой патологии, вызывая сужение артерий, учащение пульса и повышение артериального давления. Наконец, по мнению авторитетных специалистов, он в определенной степени причастен к развитию атеросклероза, язвы желудка, расстройств зрения, нервно-психических заболеваний и др. Таким образом, шумовое воздействие по своим последствиям является не менее вредным влиянием, чем влияние токсических веществ, загрязняющих воздух. Недаром в соответствующей литературе постепенно утверждается термин «шумовое загрязнение воздушной среды». В целях ослабления уличного шума необходимо отделять основные улицы жилых массивов от главных транспортных магистралей, по возможности используя более благоприятные в указанном отношении виды транспорта (троллейбусы, автобусы). Значительный эффект могут дать адми-
нистративно - организационные мероприятия: регулирование маршрутов грузового движения, прекращение подачи ненужных сигналов, установление пределов громкости и продолжительности автомобильных гудков и более низкий их тон, запрещение пользоваться на улице транзисторными радиоприемниками в ночное время и т. д. Важную роль имеет контроль ГАИ за технической исправностью транспортных средств, Зависимость уроваа шума от количества проходящих машм (по К. Г Берюшову) Время суток, ч Количество ав-томашин за 1 ч Уровень шума, дБ минимальный максимальный 3 д 60 40 82 6-7 480 51 85 9-17 1800 76 92-97 так как плохо отремонтированные автомашины, троллейбусы и трамваи являются источниками сильного шума. Наконец, эффективным мероприятием по борьбе с шумом служит озеленение городской территории. ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ОЗЕЛЕНЕНИЯ ГОРОДСКОЙ ТЕРРИТОРИИ Обязательным элементом благоустройства любого населенного пункта являются зеленые насаждения, гигиеническое значение которых велико и многообразно: они способствуют улучшению микроклимата, так как смягчают амплитуду колебаний температуры и влажности воздуха, снижают силу ветра, ослабляют солнечную радиацию, способствуют образованию прохладных воздушных потоков. Человек, находящийся в жаркий летний день в тени деревьев, избавляется от действия палящих лучей солнца и получает большие возможности для отдачи тепла излучением. Достаточно, например, сказать, что температура листвы деревьев на 12—14°С ниже температуры стен и мостовой двора, а поверхность асфальта нагревается почти на 7°С больше, чем газон. Значительно отличается и относительная влажность воздуха, которая в лесных массивах на 18—22% выше, чем на городских улицах. Нельзя недооценивать и психологическую роль зеленых насаждений. Мягкий рассеянный свет, тишина, прохлада, окраска цветов и листьев, их аромат благоприятно действуют на наши органы чувств и функциональное состояние центральной нервной системы. При этом оздоровляющий эффект настолько выражен, что можно, пожалуй, говорить о ландшафтотера-пии. Вместе с тем древесные насаждения имеют важное значение для освобождения воздушной среды от пылевых и газообразных загрязнений, являясь в то же время мощным резервуаром чистого воздуха. Согласно полученным данным, на
Рис. 29. Схема генерального плана Москвы (М. Б. Посохин). листве может оседать до 72% взвешенных пылевых частиц и до 60% сернистого газа, причем охранительная роль деревьев проявляется даже зимой. Особенно активны те виды деревьев, листья которых покрыты клейкой пленкой (тополь и др.). Следует также отметить, что некоторые из них могут даже сами усваивать вредные ингредиенты, например ароматические углеводороды, карбонильные соединения и др.
Средняя норма площади зеленых насаждений общего пользования зависит от величины населенного пункта (табл. 33), причем они должны быть равномерно распределены по всей территории в виде более или менее крупных массивов (парки, скверы), соединенных между собой зелеными переходами — бульварами. Соответствующие нормативы зависят от характера застройки, причем наивысшие показатели устанавливают для территории расположения .лечебных и детских учреждений. Большое гигиеническое значение имеет пригородная лесопарковая зона, предназначенная для оздоровительных целей и служащая местом отдыха городского населения. Величина данной зоны вокруг крупных индустриальных, центров может достигать (по радиусу) нескольких десятков километров. При этом йа ее территории могут отводиться участки для коллективных и индивидуальных садов и огородов. Следует подчеркнуть, что при составлении проекта новых и реконструкции старых городов должен учитываться их рост на ближайшие 20—30 лет. Во всех случаях основным положением градостроительства должно являться создание оптимальных условий для производственной деятельности человека и восстановления затраченной им энергии. Вместе с тем градостроительство в нашей стране определяют указания Программы КПСС и решения XXIV съезда об ограничении развития крупных городов и о ликвидации скученности в них населения. Таким образом, на территории Советского Союза будут существовать большие, средние и малые города, в которых вполне возможно планирование и проведение всех необходимых профилактических мероприятий по охране и оздоровлению внешней среды. Об этом убедительно свидетельствует успешно осуществляемый в настоящее время генеральный план реконструкции Москвы (рис. 29). Глава 17. ГИГИЕНА СЕЛЬСКИХ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ С первых лет существования Советского государства партия и правительство уделяли большое внимание улучшению быта и повышению культурного обслуживания трудящегося крестьянства. Однако только переход от индивидуального сельского хозяйства к социалистическому на началах его коллективизации и индустриализации создал реальные возможности для коренного изменения условий жизни сельского населения и гигиенически обоснованного благоустройства сел. Новая колхозная деревня отличается от старой своими общественнохозяйственными постройками, электростанциями, школами, клубами, детскими яслями, больницами. Важное значение для решения многих вопросов сельской гигиены имело укрупнение
колхозов и последующее объединение небольших деревень в более крупные населенные пункты. В свою очередь это создало более прочную материальную базу для их благоустройства: прокладки водопроводов, замощения улиц, организации детских учреждений и т. д. В результате должно произойти существенное сближение уровня жизни сельского и городского населения, что является одним из важных пунктов обширной социальной программы, намеченной XXIV и XXV съездами КПСС. Естественно, что благоустройство села необходимо осуществлять в полном соответствии с основными требованиями гигиенической науки, внедрение которых в практику колхозного строительства, безусловно, способствует укреплению здоровья и повышению производительности труда сельского населения. ПЛАНИРОВКА И БЛАГОУСТРОЙСТВО СЕЛЬСКИХ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ Планировка и застройка сельских населенных пунктов характеризуется некоторыми специфическими особенностями, вытекающими из экономики и условий труда в сельском хозяйстве, близости к природным факторам, наличия приусадебных участков и др. Вместе с тем к их планированию предъявляются те же гигиенические требования, что и при планировании городов и рабочих поселков. Это в первую очередь относится к выбору наиболее подходящей территории для строительства, откуда должны быть исключены все непригодные в санитарном отношении участки. Избранная местность должна быть достаточно открытой и в то же время защищенной рельефом или зелеными посадками от резких ветров. Кроме того, необходимо избегать площадей, сильно пересеченных оврагами, что значительно затрудняет рациональную планировку. Наконец, участок должен быть обеспечен достаточным количеством доброкачественной воды, лучше всего из подземных источников. При соблюдении перечисленных условий преимущество имеют местности, расположенные у крупных водоемов и лесных массивов, причем села должны располагаться на более высоком берегу реки, не затопляемом во время паводков. Следует также помнить о положительном психогигиеническом значении размещения населенных пунктов на живописной территории. Наиболее целесообразным является компактный тип планировки села, при котором имеется выраженное разделение на жилые кварталы с помощью нескольких параллельных и перпендикулярных улиц. Напротив, линейное расположение зданий вдоль транспортной магистрали является явно нецелесо-180
образным и опасным. Вместе с тем при большой протяженности таких сел, иногда достигающей нескольких километров, в значительной степени затрудняется культурно-бытовое обслуживание населения. Внутренняя планировка сельского населенного пункта должна обязательно предусматривать разделение его территории на две зоны — хозяйственно-производственную и жилую. Кроме того, необходимо выделять и общественный центр с размещением там административных й культурных учреждений, магазинов и др. (рис. 30). Такое функциональное распределение чрезвычайно важно в гигиеническом Отношении, так как способствует защите населения от некоторых вредностей, связанных с сельскохозяйственным производством. К числу этих вредностей можно отнести шум, пыль и газы, обусловленные передвижением механизированного транспорта, работой ремонтных мастерских, зерносушилок и др. Кроме того, располагающиеся в производственной зоне животноводческие постройки, птицефермы и навозохранилища могут служить источниками дурных запахов и местом выпло-да мух. Возможно также заражение почвы яйцами геогельминтов и возбудителями опасных для людей зоонозов. Для устранения указанных вредностей необходимо размещать соответствующие объекты с подветренной стороны по отношению к жилым кварталам и ниже последних по рельефу. При этом следует предусматривать между ними наличие озелененных незастроенных участков в виде санитарно-защитного разрыва шириной от 150 до 300 м. Вместе с тем необходимо придерживаться и определенного порядка в расположении хозяйственных построек. Ближе всего к домам должны находиться склады, а дальше всего — животноводческие фермы и особенно навозохранилища и ветеринарный изолятор. Жилая зона, включающая в себя усадьбы колхозников, общественный центр, культурно-бытовые, детские и медицинские учреждения, должна располагаться на наиболее благоприятной территории. По своей внутренней планировке она существенно отличается от городского жилого района. Это прежде всего определяется тем обстоятельством, что каждый колхозный двор имеет свой приусадебный участок площадью примерно 0,25 га. В результате плотность застройки редко превышает 5—6%, а заселенность — 20—25 человек на 1 га. С гигиенической точки зрения более выгодным является двустороннее расположение домов, причем площадь жилого квартала не должна быть больше 6 га, длина — 250 — 300 м и глубина — 170—200 м. Ширина улиц в сельском населенном пункте обычно равняется 25 — 30 м для главных, 15—20 м для обычных и 10—15 м для переулков. Эти нормативы, как правило, превышают трех-, четырехкратную высоту одноэтажных деревенских до-
Рис. 30. Примерная схема планировки колхозного села (по В. И. Федынскому). I — жилые.кварталы; 2 — общественный центр; 3 — школа; 4 — ясли; 5 — детский сад; 6 — фельдшерско-акушерский пункт; 7 — парк со стадионом и клубом; 8 — овощехранилище и другие склады; 9 — свинарники; 10 — коровники; 77 — транспортный двор; 12 — навозохранилище; 13 — баня.
мов, что в достаточной мере обеспечивает их инсоляцию и проветривание. Еще лучше если противолежащие строения будут располагаться в шахматном порядке, причем расстояние между ними по длине улицы должно в среднем равняться 16 м. Последнее имеет большое значение в противопожарном отношении. Важным вопросом гигиенического благоустройства села является озеленение его территории, размеры которого показаны в табл. 33. При этом зеленые насаждения должны быть составной частью всех основных элементов сельских населенных мест, образуя единую, органически связанную систему древесных посадок вдоль улиц, в скверах, палисадниках, на территории детских, школьных и больничных учреждений. Таблица 33 Площадь земельных насажденай общего пользования на селитебной территории городов и сельских населенных пунктов Зеленые насаждения Площадь зеленых насаждений на 1 человека, м2 Крупные города Средние города Города-курорты Сельские населенные пункты на первую очередь на расчетный срок на первую очередь на расчетный срок на первую очередь на расчетный срок на первую очередь на расчетный срок Общегородские или общепоселковые В жилых районах 5 7 10 11 4 5 6 8 12 16 15 20 10 12 Первичным элементом жилой зоны является усадьба колхозника, от планировки и санитарного состояния которой зависит в конечном итоге гигиеническое благополучие всего населенного пункта и здоровье сельских жителей. В этом отношении в старой дореволюционной деревне жилище и двор крестьянина не удовлетворяли даже самым минимальным санитарным требованиям. Достаточно сказать, что помещения для скота здесь нередко находились под одной крышей с жилым домом, что способствовало загрязнению воздуха, заносу инфекции и др. Можно утверждать, чтб только разрыв не менее 15 м от хлева будет в какой-то мере обеспечивать гигиеническое благополучие домашних помещений. По вполне понятным причинам участок для постройки жилого дома должен отводиться в передней части усадьбы, выходящей на улицу, отступя от нее не менее чем на 6—7 м.
Это дает возможность выращивать вдоль уличной магистрали высокие деревья, не затеняющие окон, но защищающие от пыли и шума. Вместе с тем при планировании самой усадьбы необходимо предусматривать раздельное размещение чистых (колодец, погреб, летняя кухня и др.) и грязных (хлев, наружная уборная, помойница и навозохранилище) хозяйственных построек (рис. 31). Непременным условием для гигиенического благополучия любого сельского населенного пункта является удовлетворительная организация водоснабжения, что особенно важно в связи с непрерывно возрастающими культурно-бытовыми потребностями населения. Однако строительство водопроводных сооружений пока преимущественно происходит в совхозах и тех крупных селах, в которых определена их планировочная структура. Таким образом, децентрализованное водоснабжение будет еще некоторое время удовлетворять нужды значительной части сельского населения, что требует большого внимания к санитарному состоянию шахтных колодцев и их максимальному благоустройству (см. главу 10). Трудно разрешимыми в условиях сельской местности являются также вопросы рациональной очистки населенных мест (сбор и обезвреживание нечистот и отбросов). Устраиваемые для указанных целей дворовые уборные, помойки и навозохранилища обладают рядом санитарных дефектов, о чем более подробно было сказано в главе 13. Во многом своеобразный объект для коммунального благоустройства представляют совхозы, в которых, как правило, имеются мощный машинно-тракторный парк, ремонтные мастерские, общежития, столовая и другие учреждения, необходимые для культурно-бытового обслуживания населения. Особого внимания требует центральная усадьба, площадь которой определяется в 48 —52 га, причем она должна застраиваться двух-, трехэтажными зданиями, обеспеченными центральным водоснабжением и канализацией. Необходимо также предусматривать и озеленение территории поселка, что имеет первоочередное значение в степных районах, где рационально размещенные посадки играют большую ветрозащитную роль и способствуют улучшению микроклимата. В заключение следует подчеркнуть, что основные проблемы сельской гигиены определяются и будут определяться теми изменениями, которые происходят в условиях труда и быта населения, в связи с техническим совершенствованием и основными направлениями в дальнейшем развитии сельского хозяйства. Это непосредственно относится к программе преобразования крупных сельских населенных пунктов, где в центре жилой зоны внедряется строительство безусадебных многоэтажных домов с соответствующим санитарно-техническим оборудованием. Определенное значение имеет также пла-
ф Декооатибные деребья Кустарники $$ Пподобые деребья ф Ягодники Рис. 31. Усадьба колхозника (по В. И. Федынскому). 1 — жилой дом; 2 — сарай; 3 — хозяйственный двор; 4 — погреб; 5 — колодец; 6 — навозохранилище; 7 — компост; 8 — уборная. нирование образцово-показательных сел, изучение условии жизни населения в которых может дать объективную оценку типовых и экспериментальных проектов сельского строительства в различных экономических районах нашей страны. Необходимо также отметить, что среди данных проектов по-прежнему преобладают одноэтажные усадебные дома на одну квартиру, хотя это и затрудняет централизованное коммунальное обслуживание населенных пунктов. ГИГИЕНИЧЕСКОЕ БЛАГОУСТРОЙСТВО ПОЛЕВЫХ СТАНОВ Актуальным вопросом является обеспечение нормальных культурно-бытовых условий для тракторных и полеводческих бригад во время пребывания их в отдалении от населенных пунктов.
Рис. 32. План колхозного полевого стана (по В. Н. Рябову). 1—3 — помещения для скота; 4 — хранилище для корнеплодов; 5 — силосные башни; 6 — зернохранилище; 7 — площадка для зерна; 8 — возовые весы; 9 — навес для грубых кормов; 10 — сарай для сельскохозяйственных машин; //—воловня; 12 — конюшня; 13 - коновязи; 14 - уборная; 15 - колодец; 16-17 - сезонные общежития; 18 - ясли; 19 — кухня-столовая; 20 — баня; 21 — душевые; 22—23 — ледник; 24 — индивидуальные дома для семейных. Для этих целей предусматривается устройство полевых станов на участках, расположенных на расстоянии более чем 8 км от ближайших селений. При их планировке очень важно выбрать подходящую площадь на удовлетворяющей санитарным требованиям территории, с тем чтобы она находилась не далее 1,5—2 км от самых удаленных мест работы. Постоянный полевой стан представляет из себя благоустроенную усадьбу размером 0,5—3,5 га, в пределах которой должны размещаться общежитие, кухня-столовая, погреб и душевая, а при наличии грудных детей — и ясли (рис. 32). Последние следует располагать в отдельном домике, причем площадь детских спален рассчитывается по норме 2,5 м2 на ребенка. Все перечисленные объекты должны находиться на расстоянии 50— 300 м от хозяйственно-производственных построек. Обязательным требованием является наличие достаточного водоисточника, исходя из ориентировочного расчета 10—12 л воды на человека в день. Следует предусмотреть и ее подвоз (в специальной чистой таре) непосредственно к месту полевых работ, а также снабжение флягами трактористов. Большое внимание нужно уделять и оборудованию кухни-столовой, которую необходимо размещать в специальной постройке. Таким образом, постоянные полевые станы должны представлять собой небольшие, но вполне благоустроенные населенные пункты. Паллиативным мероприятием в этом отноше
нии могут служить передвижные полевые станы, в которых для ночлега и отдыха механизаторов используются различного типа тракторные вагончики, обладающие вполне удовлетворительными гигиеническими показателями. Глава 18. ГИГИЕНА ЖИЛИЩА ЖИЛИЩНЫЙ ВОПРОС КАК СОЦИАЛЬНОГИГИЕНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА Проблема жилища всегда была и остается одной из самых острых социальных проблем. Это бесспорно доказано классиками марксизма-ленинизма, ряд трудов которых посвящен данному вопросу. Возросшая до колоссальных размеров земельная рента и высокая стоимость городских домов неизбежно приводит в капиталистических странах к тому, что жилище превращается в своего рода товар, в средство дополнительной эксплуатации трудящихся. Несмотря на прогресс в области строительной техники, жилищная нужда в капиталистических государствах все возрастает и в настоящее время около */з жителей больших городов мира живут в лачугах и трущобах. Даже в такой богатой стране, как США, 14 млн. американских семей, т. е. более 25% всего населения, ютятся в зданиях, не отвечающих элементарным гигиеническим нормативам. Во Франции, по данным Института статистики, не хватает около 5 млн. квартир, а в Англии примерно 2 млн. домов вообще непригодны для жилья. Таким образом, вновь и вновь подтверждаются ленинские слова о том, что в условиях капитализма «...захвачены богатыми и воздух, и вода, и земля..., а десятки и сотни тысяч рабочих осуждены на лишение свежего воздуха, на работу под землей, на жизнь в подвалах, на употребление испорченной соседством фабрик воды» . Иначе .разрешается жилищная проблема в нашей стране, что стало возможным после победы Великой Октябрьской социалистической революции. Так, уже к 1940 г. жилой фонд городов и рабочих поселков увеличился по сравнению с 1917 г. более чем в 2 раза. Однако поистине огромные масштабы приобрело жилищное строительство в послевоенный период, о чем. могут свидетельствовать соответствующие данные за 1966—1973 гг. (табл. 34). Не удивительно, что Советский Союз занял сейчас первое место по количеству квартир на 1000 населения, причем 11 млн. горожан ежегодно становятся новоселами. При этом квартирная плата в СССР самая низкая в мире и практически не менялась за последние 30—35 лет. Наконец, 1 Ленин В. И. Поли. собр. соч. Изд. 5-е, т. 15, с. 158.
‘“‘‘tt-wwim строительство в СССР Таблица 34 Год Площадь жилых домов, млн. м2 Год Площадь жилых домов, МЛН. м2 всего построено построено в колхозах всего построено построено в колхозах 1966 102,1 20,3 1971 107,6 15,9 1967 104,5 20,2 1972 106,7 14,8 1968 102,1 18,6 1973 109,0 14,1 1969 103,8 17,7 1975 109,9 14,0 1970 106 16,4 1977 112,1 14,1 непосредственное участие в планировании и строительстве гигиенистов обеспечило соблюдение санитарных норм и требований и способствовало созданию в жилых помещениях оптимальных условий комфорта. ОБЩИЕ ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЖИЛИЩУ Тесная связь между жилищными условиями и состоянием здоровья населения является давно известным фактом. Исследования, проводившиеся в этом направлении, показали, что смертность среди проживавших в переуплотненных квартирах была в 1]/д—2 раза выше, чем среди людей, живущих в достаточно просторных помещениях. В указанно^ отношении типичной «жилищной» болезнью можно считать легочный туберкулез, в эпидемиологии которого фактор перенаселенности представляется особенно ясным. Чрезвычайно легко передаются в подобных случаях и такие капельные инфекции, как грипп, корь, скарлатина, дифтерия, коклюш, натуральная и ветряная оспа. При этом основным источником выделения возбудителей при этих болезнях являются дыхательные пути, а непосредственной причиной — громкий разговор, кашель и т. д. Подсчитано, например, что в процессе чиханья образуется до 40 тыс. капель, содержащих микроорганизмы. Таким образом, патогенные микробы и вирусы преимущественно поступают в воздушную среду в составе физиологического бактериального аэрозоля, причем наиболее опасным является мелкокапельный аэрозоль, устойчивый во времени и могущий быстро распространяться на довольно значительные расстояния. Необходимо отметить, что, высыхая, его частицы образуют бактериальную пыль, также играющую определенную эпидемиологическую роль. При проведении профилактических мероприятий решающее значение имеет обеспечение жилых и коммунальных помещений правильным и достаточным воздухообменом, так как 188
возможность заражения патогенной флорой прежде всего зависит от ее концентрации в воздухе. Кроме того, следует указать на эффективность некоторых дезинфицирующйх препаратов, в частности гликолей. Для этих целей можно использовать и специальные источники ультрафиолетовой радиации в виде различного типа бактерицидных ламп. Вместе с тем скученность при санитарном неблагополучии в состоянии способствовать распространению кишечных инфекций и гельминтозов. С пребыванием в сырых и холодных помещениях не без основания связывают возникновение ангины и ревматизма. Наконец, длительное пребывание в переуплотненных, загрязненных и шумных помещениях ведет за собой общее снижение сопротивляемости, организма, ухудшает сон и препятствует благотворному действию природных факторов. Гигиенически полноценное жилище должно быть достаточно просторным и сухим, обладать благоприятным микроклиматом, мало загрязненной воздушной средой и хорошо освещаться прямым и рассеянным солнечным светом. Кроме того весьма важно, чтобы из шумной, напряженной производственной и уличной обстановки человек во время своего отдыха попадал в атмосферу тишины, комфорта и благотворных эстетических впечатлений. С этой точки зрения существенное значение имеют не только достаточная звукоизоляция отдельных помещений, меблировка и отделка квартиры, но и вид, открывающийся из окон дома. Так, например, наше эмоциональное состояние во многом зависит от того, находится ли перед глазами красивый ландшафт или же кругозор ограничивается стеной стоящего напротив здания. Кроме того, жилой дом следует рассматривать как неразрывное целое с окружающей территорией, прежде всего в смысле его обеспечения хорошо спланированным участком, который должен служить резервуаром чистого воздуха и противошумным барьером, а также местом игр детей. Обращаясь к основным санитарным требованиям проектирования жилых зданий, необходимо подчеркнуть, что они должны быть дифференцированы применительно к особенностям различных климатических районов. Другими словами, в условиях холодного климата следует обращать внимание на ветро-и теплозащитные мероприятия, а в жарких местностях — на предохранение от излишнего перегревания. Вместе с тем для крайнего юга наилучшим является расположение домов длинной осью по экватору, позволяющее избежать значительного повышения температуры воздуха в послеполуденные часы. По мере же приближения к северу наиболее приемлемым служит их диагональное размещение, приближающееся к гелиотерми-ческой оси, что обеспечивает солнечным освещением три стороны здания (кроме северного торца).
При оценке микроклиматических условий жилища основное значение имеет его температурный режим, принципы нормирования которого должны исходить из особенностей климата определенных районов СССР. Так, зимой оптимальная температура в помещениях должна равняться для холодного пояса 20—2ГС, для умеренного — 18 — 19°С и для жаркого—17—18°С. При этом необходимо учитывать и то обстоятельство, что в северных и средних широтах значительное охлаждение стен будет неминуемо вызывать ощущение зябкости. Последнее заставляет особо обращать внимание на теплотехнические свойства строительных материалов и систему отопления, с тем чтобы разница между температурой комнатного воздуха и внутренней поверхности стены не превышала 3—5°С. Необходимо также, чтобы температурные колебания по горизонтали и вертикали не были больше 2°С. Нельзя не учитывать и такой важный гигиенический показатель, как относительная влажность воздуха, причем благоприятной (при температуре 18—20°С) является ее величина в пределах 40 — 60%. Значительное же увеличение насыщения воздуха водяными парами может служить одним из признаков сырости помещений, обусловленной неправильным выбором территории, недостаточной изоляцией стен от грунтовых вод, применением строительных материалов с большим содержанием гигроскопических веществ, неправильной эксплуатацией помещений и др. Вполне понятно, что сырые холодные стены могут привести к нарушению терморегуляции организма, развитию простудных заболеваний, обостреникитуберкулеза и ревматизма. Помимо этого, сырость способствует появлению специфических грибов, разрушающих деревянные части зданий и вызывающих характерный неприятный запах. Надежным профилактическим мероприятием в этом отношении служит гидроизоляция фундамента с помощью слоя цемента или толя, смазанного горячей смолой. Гигиеническому нормированию подлежит и третий компонент метеорологического комплекса — подвижность комнатного воздуха. Для обеспечения комфортного теплоощущения в зимний период этот показатель не должен превышать 0,2-0,3 м/с. В итоге требования к микроклимату в обычных жилых помещениях сводятся к тому, чтобы человек, одетый в легкий костюм и обувь, находясь длительное время в полуподвижном состоянии, не ощущал неприятных явлений охлаждения или перегревания, которые снижали бы работоспособность или неблагоприятно отражались на его здоровье. Гигиенические качества жилища во многом зависят от архитектурного облика здания, его этажности и внутренней планировки. Следует отметить, что строительство однотипных, представляющих как бы копию друг друга; домов придает им 190
унылый малопривлекательный вид. В то же время излишне пышное и парадное их оформление не только удорожает строительство, но нередко идет вразрез с основными санитарными требованиями. Так, например, дорогостоящие колонны могут ухудшать инсоляцию и аэрацию помещений. В зависимости от размеров городских населенных пунктов, их индустриального значения, наличия свободной территории и др. в них могут преобладать малоэтажные, многоэтажные и даже высотные здания. В больших же городах новые жилые массивы застраиваются преимущественно 9—12-этажными жилыми домами. Установлено, что высота расположения квартиры далеко не безразлична для ее обитателей. Так, например, при подъеме на пятый этаж у людей среднего возраста может отмечаться учащение пульса, повышение артериального давления и увеличение энерготрат организма, что делает обязательным устройство лифта. Следовательно, возрастание этажности, сопровождающееся ростом плотности населения, увеличивает требования к благоустройству жилых зданий, причем в 5—7-этажных и более высоких домах должен быть оборудован мусоропровод, проведен газ или установлены электрические плиты. В высотных домах необходимо устройство дублированных лифтов, гарантирующих подъем и спуск людей при остановке одного из них. Весьма желательно также и наличие скоростных лифтов. При гигиенической характеристике жилых зданий следует учитывать свойства строительных материалов, причем одним из основных показателей служит их теплоустойчивость. В этом отношении вполне удовлетворяют требованиям различные виды кирпича. В скоростном же строительстве стены обычно делают из пустотелых шлакобетонных блоков, которые не уступают по своему качеству кирпичным, одновременно обеспечивая быстрое заселение зданий, поскольку они не требуют длительной просушки. В настоящее время все большее значение приобретает крупнопанельное строительство, при котором стены, перегородки и перекрытия, изготовляемые на заводах, только монтируются на строительной площадке. ОСВЕЩЕНИЕ, ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЯ ЖИЛЫХ ПОМЕЩЕНИЙ Гигиеническая полноценность любого жилища во многом зависит от того, насколько оно удовлетворяет современным требованиям в естественном освещении прямыми и рассеянными солнечными лучами. Для этого обычно используют ряд показателей, из которых в данной главе приводятся только имеющие непосредственное отношение к гигиеническому благоустройству жилища (табл. 35).
Таблица 35 Характеристжа естествеяиой осиацоиостн жшп шмепкнй Показатель Нормативы Коэффициент естественной освещенности (КЕО)1 Световой коэффициент2 Угол падения световых лучей3 Угол отверстия4 Не менее 0,5—0,75% Не менее ‘А-У, Не менее 2 г Не менее 5° 1 Отношение освещенности данной точки горизонтальной поверхности внутри помещения к одновременной горизонтальной освещенности под открытым небом. 2 Отношение площади остекления к площади пола. 3 Угол между горизонтальной поверхностью стола и линией, проведенной от этой поверхности к верхнему краю окна. Чем вертикальнее направление световых лучей, т.е. чем больше угол, тем освещенность больше. 4 Угол отверстия определяет величину участка небосвода, непосредственно освещающего исследуемое место; образуется пересечением линии, проведенной из пункта наблюдения к верхнему краю окна, с линией, проведенной из этого же пункта к самой высшей точке противостоящего здания (дерева). Чем больше угол отверстия, тем освещенность выше. Естественная освещенность помещений во многом зависит от ориентации светопроемов по странам света, причем направление окон на южные румбы обеспечивает более высокие уровни освещенности и большую длительность инсоляции по сравнению с направлением на север. При восточной же ориентации прямые солнечные лучи проникают только в утренние часы, а при западной — во вторую половину дня. Вместе с тем на интенсивность инсоляции влияет также степень затемнения окон близлежащими зданиями и зелеными насаждениями, что может значительно уменьшать освещенность. Плотность застройки квартала и близкое расположение домов друг к другу также приводят к значительной потере солнечной радиации, особенно в нижних этажах. На инсоляцию нередко оказывают отрицательное влияние и строительно-архитектурные факторы, например конструкция светопроемов, темная окраска стет соседних зданий и др. Большие потери света происходят при его прохождении через окна. Верхний край окон необходимо поднимать возможно выше, а величину простенков не делать более полуторной ширины оконных проемов. Кроме того, освещенность может уменьшаться благодаря переплетам рамы и особенно при загрязнении стекол (до 50— 70%). Поэтому даже при самых благоприятных условиях интенсивность солнечной радиации внутри помещения всегда меньше наружной, составляя максимум 25% от нее. На Крайнем Севере природный недостаток солнечной радиации приходится возмещать с помощью искусственных источников света, для чего используют специальные люминес-
центные ламды, световой поток которых содержит недостающие необходимые организму коротковолновые лучи (285— .380 нм). 4 Спектр обычной лампы накаливания отличается от естественного по своей видимой части, в которой преобладают красные и оранжевые лучи. Кроме того, в световом потоке, •излучаемом этой лампой, отсутствуют ультрафиолетовые лучи. Указанные недостатки, характерные для обычного электроосвещения, могут быть в значительной мере восполнены с помощью специальных люминесцентных ламп, внутренняя поверхность которых покрыта специальным люминофором (силикат цинка, бериллия и др.), преобразующим ультрафиолетовую радиацию в видимую. В зависимости от подбора этих люминофоров сконструированы так называемые лампы дневного (белого) света, более оптимального для наших органов зрения. Применяя же специальное увиолевое стекло, пропускающее коротковолновые лучи, изготовляют люминесцентные лампы солнечного света, обладающие специфическим биологическим действием. В соответствии с гигиеническими соображениями и энергетическими возможностями в действующих нормативах приняты минимально достаточные величины освещенности, причем для жилых комнат требуется дополнительное местное освещение. Высокая же экономичность люминесцентных ламп позволяет при их использовании значительно повышать установленные нормы искусственной освещенности (табл. 36). При этом они дают мягкий, рассеянный, бестеневой свет. Таблица 36 Нормы искусственной освещенности для жилых и вспомогательных помещений Помещения Наименьшая освещенность лк при лампах накаливания при люминесцентных лампах Жилая комната 75 100 Кухня Уборная, ванная, умы- 100 100 вальня 30 50 Коридор, передняя 50 50 Лестница 10 50 Как видно на рис. 33, единица освещенности — люкс (лк) — равна освещенности поверхности в 1 м2, на которую падает и равномерно распределяется световой поток в 1 люмен (лм), получаемый с площади 0,5305 см расплавленной платины в момент ее затвердевания. В свою очередь пространственная
Освещенность, тлн Сила света, тсвеча^ (условно) Световой поток, Площадь, 1м* 1ЛМ Рис. 33. Схема единиц освещенности. Телесный угол, тер плотность данного светового потока в определенном направлении называется силой света, единицей которой служит новая свеча (1,005 международной свечи). К искусственному освещению жилых помещений предъявляются следующие общие гигиенические требования: достаточность и равномерность, устранение слепящего действия источников, ограничение резких теней, возможное приближение спектрального состава к дневному свету. Поддержание нормального микроклимата жилища в холодное время года должно обеспечиваться при помощи различных систем его обогрева. Из них наибольшее распространение в настоящее время получило водяное отопление низкого давления. Несомненным его достоинством является возможность поддержания требуемой температуры в помещении при нагреве поверхности радиаторов не выше 70°С. Последнее устраняет опасность пригорания пыли и загрязнения воздуха, отмечаемую при паровой системе. Весьма перспективным в гигиеническом отношении является радиационное, или панельное, отопление, не снижающее полезной площади помещения и имеющее экономические преимущества в смысле меньшего расхода топлива. В то же время эта система обеспечивает состояние комфорта при более низких температурах комнатного воздуха и значительно меньших потерях тепла излучением, что особенно важно в зимний период года. Установлено, что наиболее благоприятные физиологические реакции и тепловые ощущения наблюдаются при нагреве стенных панелей до температуры 40—45°С, потолка—28—30°С, пола—25—27°С и воздушной среды—17,6°С. При этом устройство панельного отопления в новых зданиях обходится всего на 15—20% дороже, чем обычное водяное низкого давления. Однако первоначальное увеличение капиталовложений окупается в течение 3—4 лет из-за снижения эксплуатационных расходов.
Рис. 34. Фрамуга. Рис. 35. Схема установки для кондиционирования. 7 — отверстие для засасывания наружного воздуха; 2 — отверстие для поступления воздуха в помещение; 3 — фильтр; 4 — форсунка; 5 — труба, подающая воду в форсунки; 6 — трубопровод для подачи в систему свежей охлажденной или подогретой воды; 7 — насос; 8 — электромотор; 9 — увлажнительные камеры. Важнейшую роль в создании оптимальных гигиенических условий играет организация правильного и достаточного воздухообмена, под кратностью которого понимают отношение количества воздуха, поступающего в помещение, к его кубатуре. Величина этого, обмена в какой-то мере зависит рт разности температур внутри и снаружи здания, а также от силы ветра. Однако инфильтрация воздуха через поры строительных материалов в лучшем случае может достигать одного объема в час и является крайне непостоянной. Отсюда вытекает необходимость систематического проветривания помещений через окна, форточки или фрамуги. Из них бесспорным преимуществом обладают последние, которые, открываясь под углом
45°, способствуют подогреванию наружного холодного воздуха (рис. 34). В результате они могут длительно оставаться открытыми и в присутствии в комнате людей. Однако особенно эффективным может быть сквозное проветривание, для чего необходимо наличие окон, расположенных на двух противоположных сторонах здания. В многоэтажных благоустроенных домах обычно оборудуют искусственную вентиляцию, где воздухообмен осуществляется с помощью вентиляторов и других приспособлений. Для этой цели в капитальных стенах устраиваются вертикальные вентиляционные каналы, служащие для отведения загрязненного или подачи чистого воздуха. Несомненно, что наиболее совершенным типом искусственной вентиляции являются установки для кондиционирования, которые могут автоматически поддерживать требуемые микроклиматические условия (рис. 35). Кроме того, современные кондиционеры имеют специальные приспособления для очистки воздуха от пыли, его озонирования, дезодорирования и ионизации. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КВАРТИРЫ Основным элементом жилого дома является квартира, внутренняя планировка которой должна обеспечить наиболее здоровые условия жизни ее обитателей. Это прежде всего касается инсоляции' и достаточной звукоизоляции комйат, возможности для их сквозного проветривания, а также удобного взаимного расположения собственно жилых и вспомогательных помещений. Указанные требования, как правило, не могут быть полностью выполнены в условиях коммунальной квартиры, где проживают несколько семей. Более того, здесь нередко возникают и стрессовые ситуации, вызванные столкновениями между жильцами по самым различным поводам. Таким образом, велико гигиеническое значение основного принципа в разрешении жилищной проблемы, осуществляемого в нашей стране,—предоставление каждой семье отдельной квартиры. По ныне действующим нормативам жилая площадь на 1 человека принята равной 9 м2. Однако эту норму нужно рассматривать как минимальную, которая в ближайшее десятилетие должна быть увеличена до 12 м2. Вместе с тем следует определять необходимый объем воздуха (воздушный куб), исходя из предложенного еше М. Петтенкофером показателя содержания углекислоты, предельная концентрация которой не должна быть выше 0,07%. Исследованиями Института общей и коммунально