Введение к работе
Актуальность проблемы
В XX веке возникла, а в последние годы обострилась глобальная проблема, которая в обобщенном виде сводится к отысканию форм оптимального взаимодействия между природой и обществом. Научно-технический прогресс дает не только положительные, но и отрицательные результаты, в чем выражается его объективная противоречивость. В настоящее время уже наблюдаются существенные изменения состояния биосферы под влиянием деятельности человека.
В государственных докладах о состоянии окружающей природной среды Российской Федерации отмечено ежегодное усиление антропогенного пресса на биосферу, при этом экологическая ситуация в стране характеризуется как неблагополучная.
Ответной реакцией на загрязнение окружающей природной среды является ухудшение здоровья людей, рост уровня заболеваемости, нарушение генотипа человека, увеличение числа врожденных уродств, снижение продолжительности жизни. При этом выраженность подавления иммуногенеза, уровень осложнений беременности и снижение жизненного потенциала организма человека тесно связаны с ухудшением экологической ситуации в различных регионах страны (A.M.Войтенко и др., 1991; А.М.Большаков, А.Д.Дмитриев, 1993). В то же время известно, что наибольший пресс экотоксичности испытывает водная среда, как конечный резервуар большинства антропогенных загрязнений (А.В.Цыбань, 1985).
Эксплуатация различных видов плавсредств на протяжении всей истории связана с проблемой утилизации образующихся на борту отходов. Эта проблема решалась, главным образом, путем сброса их в моря, где постоянно находится около 1 миллиона судов различного предназначения, среди которых не менее 15 тысяч военных кораблей (В.П.Кириленко, 1983). При этом суммарный вклад кораблей и судов в общее загрязнение Мирового океана составляет от 12 до 44 % (С.А.Герлах, 1985; A.M.Войтенко и др.. 1991: T.R.Dixon, 1991).
Процесс поступательного развития морского транспорта и Военно-Морского Флота связан с возрастанием неблагоприятного воздействия на природную среду, главным образом на морские экосистемы за счет сбрасываемых с судов и кораблей различных видов отходов.
В настоящее время большинство судов Минморфлота и Минрыбхоза РФ оборудованы различными установками для переработки бытовых от-
- г -ходов непосредственно на борту, а экипажи накопили определенный опыт эксплуатации такого оборудования. На ВМФ проблеме предотвращения загрязнения морской среды, акватории пунктов базирования кораблей уделяется недостаточно внимания, а положения официальных, в том числе международных, документов нередко остаются не реализованными.
В период реформирования флота и усиления внимания к экологическим вопросам все более отчетливо прослеживается необходимость оснащения военных кораблей техническими средствами, обеспечивающими сокращение объема и экогоксичности отходов. При этом снижение сброса необработанных корабельных отходов в моря будет способствовать уменьшению потенциальной опасности заболеваемости населения и личного состава ВМФ.
Следует подчеркнуть, что решение.вопросов переработки корабельных отходов является не только технической, биологической, экологической, но и медицинской (гигиенической) проблемой конца XX - начала XXI веков.
Таким образом, актуальность настоящего исследования связана с возрастанием антропогенного воздействия на морскую среду, отсутствием средств переработки отходов на кораблях ВМФ и заключается в гигиеническом и экологическом обосновании необходимости использования современных корабельных технических средств для обработки биогенных жидких и твердых отходов.
Цель и задачи исследования
Цель работы заключалась в разработке гигиенических и экологических рекомендаций по очистке сточных вод и переработке мусора на кораблях ВМФ.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
Исследование состава и уровня загрязненности корабельных отходов, накапливающихся в процессе жизнедеятельности экипажа.
-
Гигиеническая оценка основных методов, способов и средств переработки жидких и твердых биогенных отходов на морских судах и кораблях ВМФ.
-
Исследование степени экотоксичности корабельных биогенных сточных вод методом биотестирования.
-
Обоснование перспективных способов и технических средств очистки и обеззараживания корабельных биогенных сточных вод.
Научная новизна работы
Впервые предложена гигиеническая классификация корабельных отходов и обоснована необходимость обработки хозяйственно-бытовых вод в отличие от существующего положения по очистке и обеззараживанию на морских судах только хозяйственно-фекальных сточных вод.
Впервые проведены исследования и дана гигиеническая оценка опытных установок очистки и обеззараживания сточных вод методом электрохимической деструкции загрязнений.
Впервые для оценки экотоксического действия корабельных сточных вод использован- метод биотестирования на фотосинтезирую-щих представителях фитопланктона и естественном акцепторе водорода - никотинамиддинуклеотиде.
Исследованы биохимические механизмы токсического действия корабельных биогенных сточных вод на биологических представителей водных экосистем.
Практическая значимость работа
Проведенные исследования позволили обосновать и разработать рекомендации по использованию на кораблях ВМФ установок очистки и обеззараживания сточных вод (ООСВ), использующих метод электрохимической деструкции загрязнений, как наиболее перспективных и высокоэффективных корабельных технических средств для обработки жидких отходов.
Предложен расчетный метод определения уровня загрязнения корабельных биогенных сточных вод и способ оценки экономического ущерба от сброса биогенных загрязнений в моря.
Разработан перечень методик для оценки качества очистки сточных вод. Контроль, по нашему мнению, целесообразно осуществлять по показателям химического потребления кислорода, биологической потребности в кислороде за 5 суток, взвешенным веществам. СПАВ, коли-индексу и коли-фагам. В качестве тест-объекта для выявления интегрального экологического воздействия сточных вод необходимо использовать показатели динамики фотосинтеза, например, интенсивность флюоресценции хлореллы обыкновенной и никотинамидаденинди-нуклеотида. Для регистрации этих изменений предлагается переносной портативный прибор - биотестер.
- 4 -На защиту выносятся следующие положения:
-
Корабельные хозяйственно-бытовые воды по физико-химическим, бактериологическим, вирусологическим показателям имеют высокие уровни загрязнения и являются экотоксичными, вследствие чего имеется необходимость их очистки и обеззараживания перед сбросом за борт.
-
В основе механизма токсического действия сточных вод на фотосинтезирующие тест-объекты лежит торможение процессов фотосинтеза и клеточного дыхания.
-
Интегральным критерием экотоксичности сточных вод для биологических представителей водных экосистем является нарушение их функциональной активности. Для оценки степени экотоксичности жидких отходов целесообразно использовать методы биотестирования на представителях фотосинтезирующего фитопланктона.
4. Наиболее перспективным методом очистки и обеззараживания биогенных сточных вод на кораблях ВМФ является электрохимическая деструкция загрязнений, позволяющая обрабатывать сточные воды при минимальном накоплении шлама. Обработанные на таких установках воды имеют низкое содержание экотоксинов, обнаруживаемых современными методами исследований.
Апробация и реализация исследований
Результаты работы доложены и обсуждены на:
- Международной конференции по судостроению, секция G "Экология"
(СПб, 1994).
- Симпозиуме отделения медицинской географии совместно с Петровс
кой академией наук, отделением медицинской географии и проблемной
комиссией по медицинским аспектам экологической токсикологии РАМН
"Медицинская экология : военно-космические и другие военные
объекты" в виде доклада "Гигиеническое обоснование перспективных
направлений сокращения отходов на кораблях ВМФ" (СПб, 1994).
По результатам проведенной работы оформлены заявление о выдаче патента РФ на изобретение, полезную модель и рационализаторское предложение.
Разработаны эколого-гигиенические рекомендации по обработке корабельных биогенных сточных вод и оценке качества их очистки и обеззараживания. Рекомендации использованы при подготовке официального документа - "Санитарные правила для морских судов", в частности, его раздела - "Сточные воды".
Материалы диссертационного исследования реализованы при составлении отчетов по НИР "Исследование вопросов экологического обеспечения деятельности Вооруженных Сил Российской Федерации" (шифр "Пространство" N 169-94 П4) и "Разработка концептуальных основ военной экологии и предложений по их реализации в Вооруженных Силах Российской Федерации" (шифр "Античный" N 78-94 П4), выполненных во ВМедА
Результаты работы используются в учебном процессе на кафедре военно-морской и радиационной гигиены Военно-медицинской академии.
Структура и объём работы
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы и 13 приложений. Список использованной литературы включает 147 отечественных и 66 зарубежных источников. Работа представлена на 151 машинописных листах, иллюстрирована 15 таблицами и 9 рисунками.
