Введение к работе
Актуальность темы. Производство марганца для Российской Федерации в современных социально-экономических условиях является актуальной проблемой. Марганец и его соединения нашли широкое применение в производстве высокопрочных сталей, сплавов цветных металлов, машинного оборудования, электротехники, удобрений, кормов, лекарственных средств, красителей, катализаторов, консервантов древесины и др. (Гасик М.И., 1992; Степкин Ю.Н., 1998; Шифрин В.М., 1999; Гладких В.А., 2001; Страхов И.В., Дмитриевский Б.А., 2003; Mikhalyov A.I,, 2000; Elbio Dagotto, 2002).
Сырье для получения марганца в бывшем СССР добывали в Казахстане, Грузии и на Украине, где находились самые большие месторождения. Здесь же были построены основные предприятия по его производству. С распадом Союза Россия потеряла не только сырьевую базу, но и возможность самой производить марганец. В этой ситуации возникла необходимость импортировать сырье из-за рубежа, а также искать новые источники и технологии для производства этой редкой продукции.
В настоящее время в РФ разработана новая технология получения марганца химическим способом, основанная на сернокислотном его выщелачивании из руды железомарганцевых конкреций Балтийского моря (Дмитриевский Б.А., 2003).
Для обеспечения гигиенической безопасности вновь внедряемых технологических решений для здоровья работающих, условий проживания населения необходимо располагать данными о токсичности и опасности химических веществ, сопровождающих технологический процесс (Саноцкий И.В., 2001; Измеров Н.Ф., 2003, 2006; Артамонова В.Г., 2004; Чащин В.П., 2006).
Отдельным гигиеническим, токсикологическим и клиническим аспектам воздействия марганца и его соединений на организм человека и объекты окружающей среды посвящены результаты исследований и опубликованные работы ряда авторов (Дрогичина Э.А., 1968; Платонов А.А., 1982; Грацианская Л.Н. и соавт., 1985; Мельник О.В., 1988; Королев А.А. и соавт., 1991; Бессмертный А.Н. и соавт., 1993; Рябова О.И., 2004; Чащин В.П., Свидовый В.И., 2004; Чащин М.В., 2006).
В то же время, гигиеническая наука и санитарная практика не располагают данными о токсичности и опасности химических веществ, сопровождающих новую технологию получения марганца: железомарганцевых конкреций (ЖМК), марганцевого концентрата (МК), карбоната марганца (КМ), отхода производства – песков железистых (ПЖ). Особенностью перечисленных соединений является их сложный многокомпонентный состав. Неизученность этих продуктов с позиции гигиены и токсикологии затрудняет разработку профилактических мероприятий, а также критериев и показателей для организации мониторинговых наблюдений как за воздухом рабочей зоны, так и объектами окружающей среды.
Другой актуальной гигиенической проблемой внедрения новой технологии получения марганца является обращение с многотоннажным отходом производства – песками железистыми. Исследования Н.В. Русакова и соавт. (1998, 2005), Е.Ю. Кручининой (1998), Н.И. Латышевской и соавт. (2000) и др. свидетельствуют о целесообразности использования неорганических отходов III–IV классов опасности для приготовления почво-грунтов и в дорожном строительстве. Однако, для решения вопроса утилизации песков железистых требуется проведение дополнительных санитарно-химических и токсикологических исследований по обоснованию степени опасности отхода (класс опасности), определению критериальной значимости токсичных продуктов, мигрирующих из песков железистых в различные среды (атмосферный воздух, воду, почву), влиянию на самоочищающую способность почвы и др. Отсутствие этих данных не позволяет дать эколого-гигиеническое обоснование безопасности основных направлений утилизации отхода производства марганца по новой технологии.
Эти и некоторые другие эколого-гигиенические аспекты внедрения технологии получения марганца из железомарганцевых конкреций Балтийского моря определили актуальность проведения настоящего исследования.
Работа выполнялась в рамках планов научно-исследовательской тематики Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. И.И. Мечникова по темам: «Совершенствование системы показателей социально-гигиенического мониторинга в условиях территориального промышленного комплекса» (№ государственной регистрации 01960011530), «Разработка региональных основ и принципов безопасности среды обитания и здоровья населения» (№ государственной регистрации 01200012944).
Цель исследования: Комплексная эколого-гигиеническая оценка железомарганцевых конкреций Балтийского моря и продуктов их переработки.
Достижение указанной цели предусматривалось решением следующих задач:
1. Исследовать особенности технологии производства марганца из железомарганцевых конкреций Балтийского моря; выявить условия техногенного влияния химического фактора на работающих и окружающую среду.
2. Установить общие закономерности и специфические особенности токсического действия химических веществ (ЖМК, МК, КМ, ПЖ) на этапах переработки железомарганцевых конкреций Балтийского моря.
3. Дать эколого-гигиеническое обоснование утилизации песков железистых в дорожном строительстве и приготовлении почво-грунтов. Для этого:
– изучить миграционную способность компонентов отхода в сопредельные среды;
– исследовать влияние компонентов отхода на почвенную и санитарно-показательную микрофлору;
– оценить влияние компонентов отхода на высшие растения и гидробионты.
4. Разработать критерии и показатели для обеспечения гигиенической безопасности внедряемой технологии для здоровья работающих и населения.
Научная новизна. Исследования по комплексной эколого-гигиенической оценке химического фактора в новой технологии производства марганца предприняты впервые. Получены новые научные данные о токсичности и опасности ранее не изученных многокомпонентных продуктов: железомарганцевых конкреций, марганцевого концентрата, карбоната марганца, песков железистых. Показано, что токсикологические свойства изученных продуктов обусловлены входящими в их состав компонентами (марганец, железо, фосфор, диоксид кремния).
Впервые научно обоснована возможность утилизации песков железистых в дорожном строительстве и для приготовления почво-грунтов. Определен класс опасности отхода. Установлены закономерности миграции неорганических компонентов ПЖ в сопредельные среды (воду, воздух, почву), транслокации в растения. С гигиенических позиций обоснована безопасная доза внесения отхода в почву. Предложены критерии и показатели для обеспечения гигиенической безопасности химического фактора при производстве марганца из железомарганцевых конкреций Балтийского моря.
Практическая значимость и внедрение в практику. Полученные на этапе опытно-промышленных испытаний химической технологии производства марганца данные о токсиколого-гигиенических свойствах исходных, промежуточных и конечных продуктов необходимы для планирования и разработки мероприятий по технике безопасности и охране окружающей среды при эксплуатации предприятия. Утилизация песков железистых в дорожном строительстве и приготовлении почво-грунтов значительно снизит техногенную нагрузку на окружающую среду. Использование разработанных гигиенических критериев и показателей в системе мониторинга позволит обеспечить безопасность новой технологии для работающих и населения.
Результаты исследований явились основанием для выдачи санитарно-эпидемиологических заключений о гигиенической безопасности: железомарганцевых конкреций (№ 47.01.02.073 П 000549.04.03 от 21.04.2004), марганцевого концентрата (№ 47.01.02.212 П 000551.04.03 от 21.04.2004), песков железистых (№74.01.02.216 П 000550.04.03 от 21.04.03). Уровень внедрения – федеральный.
Разработанные в ходе выполнения диссертации рекомендации по организации мониторинга рабочей зоны и окружающей среды, а также по использованию отхода в дорожном строительстве и приготовлению почво-грунтов приняты к внедрению и используются в работе Управления Роспотребнадзора в Ленинградской области (акт о внедрении от 16.04.07), в Кингисеппском, Волосовском и Сланцевском районах Ленинградской области (акт о внедрении от 20.03.07), кафедры медицинской экологии Санкт-Петербургской медицинской академии последипломного образования (акт о внедрении от 18.04.07), лаборатории токсикологии ФГУН «Северо-западный научный центр гигиены и общественного здоровья» (акт о внедрении от 09.04.07), кафедры общей гигиены и экологии СПбГМУ им. И.П. Павлова (акт о внедрении от 18.04.07), кафедры гигиены окружающей и производственной среды СПбГМА им. И.И. Мечникова (акт о внедрении от 11.04.07).
Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались и были одобрены на: Международном экологическом форуме «Окружающая среда и здоровье человека» (Санкт-Петербург, 2003); Всероссийской научно-практической конференции «Гигиенические проблемы водоснабжения населения и войск» (Санкт-Петербург, 2003); 2-ом съезде токсикологов России (2003); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные аспекты жизнедеятельности человека на Севере» (Архангельск, 2006); научно-практических конференциях: «Проблемы охраны здоровья населения и окружающей среды» (Санкт-Петербург, 2002), «Экология человека: медико-социальные проблемы» (Санкт-Петербург, 2003), «Проблемы укрепления здоровья и профилактика заболеваний» (Санкт-Петербург, 2004), «Человек и его здоровье» (Санкт-Петербург, 2005).
Личный вклад автора. Автором лично осуществлено планирование, организация и проведение исследований по всем разделам диссертации. Автор принимал непосредственные участие в формулировании цели и задач, определении объема и методик исследования, сборе и анализе полученных результатов, формулировке выводов и разработке практических рекомендаций. Отдельные исследования (гистологические, некоторые биохимические и санитарно-микробиологические) выполнены при участии специалистов других организаций, на что имеются ссылки в диссертации и отражено в совместных публикациях. Доля личного участия автора в накоплении информации более 80%, в обобщении и анализе материала до 100%.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 2 – в изданиях, рекомендованных ВАК и 1 работа – в зарубежном журнале.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Производство марганца из железомарганцевых конкреций Балтийского моря должно рассматриваться как потенциальный источник загрязнения воздуха рабочей зоны и окружающей среды комплексом химических веществ, способных оказать неблагоприятное воздействие на человека.
2. Характер вредного действия железомарганцевых конкреций, марганцевого концентрата, карбоната марганца и песков железистых определяется входящими в их состав соединениями марганца, железа, фосфора и кремния. Критериями гигиенической безопасности изученных многокомпонентных продуктов являются: состав и процентное соотношение компонентов в смеси, их индивидуальная токсичность и токсичность самого продукта, гигиенические нормативы в объектах окружающей среды.
3. Пески железистые относятся к отходам III класса опасности. С эколого-гигиенических позиций обоснована возможность их промышленного использования в дорожном строительстве и при рекультивации техногенно измененных грунтов.
4. Научно обоснованы и разработаны приоритетные компоненты для осуществления мониторинговых наблюдений за содержанием железомарганцевых конкреций и продуктов их переработки в воздухе рабочей зоны и объектах окружающей среды.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, обзора литературы, 4 глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы и приложения. Работа изложена на 143 страницах машинописного текста, иллюстрирована 10 рисунками и 29 таблицами. Указатель литературы включает 215 источников отечественных и 44 иностранных авторов.
Похожие диссертации на Эколого-гигиеническая оценка железомарганцевых конкреций Балтийского моря и продуктов их переработки [Электронный ресурс]
