Эколого-гигиеническая оценка термической технологии уничтожения лекарственных средств, подлежащих утилизации

Актуальность проблемы. Сложившаяся в Российской Федерации неблагополучная ситуация в сфере обращения с отходами производства и потребления может привести к возникновению необратимых процессов деградации окружающей среды и представлять реальную угрозу здоровью населения (Оншценко Г. Г., 2004).

Медицинские отходы, по сравнению с промышленными и бытовыми, образуются в меньших количествах, но они чрезвычайно сложны по составу и заслуживают повышённого внимания в гигиеническом отношении (Кобрин B.C., 1995).

В настоящее время проблема обращения с отходами лечебно-профилактических учреждения привлекает внимание широкого круга отечественных и зарубежных специалистов (Knoll K.N., 1990; Trescher J., 1993; Опарин П. С., 2001). В результате научных разработок предлагаются различные технологии уничтожения медицинских отходов, и оценивается эффективность их применения (Прюсс А. Тоуненд В., 1998; Nazar MW., Pordeus I.A., Wemeck M.A., 2005). Но эти исследования посвящены в основном утилизации отходов, наиболее опасных в эпидемическом отношении и практически не касаются фармацевтических препаратов (Опарин П.С., Абрамов В. Н., 2000). Между тем, в результате нарушения правил хранения, транспортировки, удаления и переработки этих отходов могут возникать условия, создающие опасность для здоровья человека и оказывающие неблагоприятное влияние на экологическую ситуацию (Рахманин Ю. А., Русаков Н. В., Крятов И. А., 2004).

Учитывая, что спектр и диапазон биологического действия лекарственных препаратов достаточно широк и многообразен, а химическая структура у каждого лекарства специфична и имеет многокомпонентный состав, при их сжигании возможно образование опасных и токсичных продуктов деструкции (трансформации), которые могут отрицательно воздействовать на окружающую среду и оказывать вредное влияние на здоровье человека (Курляндский Б.А., 2002. Малышева А. Г., 2003).

На основании вышеизложенного целью настоящего исследования явилось проведение комплексной эколого-гигиенической оценки термической технологии уничтожения лекарственных средств, подлежащих утилизации, на основе применения пиролизной смеси фильтрационного горения (ПСФГ) с хромато-масс-спектрометрической идентификацией продуктов деструкции и установлением класса опасности образующихся золошлаковых отходов.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Идентифицировать спектр химических веществ, поступающих в воздух в процессе сжигания лекарственных средств.

2. Провести химический анализ золошлаков лекарственных средств с идентификацией состава и количественной оценкой.

3. Дать оценку токсичности образующихся отходов технологии экспресс — методами (биотестирование на гидробионтах, фитотестирование, тестирование на сперматозоидах быка, изучение влияния на почвенные микроорганизмы и процессы самоочищения почвы).

4. Установить степень токсичности отходов утилизации лекарственных средств при воздействии на организм теплокровных животных.

5. Дать комплексную эколого-гигиеническую оценку степени опасности (безопасности) и эффективности применения термической технологии уничтожения лекарственных препаратов, подлежащих утилизации. Научная новизна.

Впервые проведена системная обобщенная эколого-гигиеническая оценка высокотемпературной технологии уничтожения лекарственных средств с учетом всех аспектов ее возможного вредного действия на окружающую среду и человека. Доказана необходимость и высокая эффективность применения комплексных экспериментальных исследований для гигиенической оценки новых технологий утилизации медицинских, и в частности фармацевтических, отходов.

Установлено, что сжигание базового элемента технологии — ПСФГ являлось источником поступления в окружающую среду до 40 веществ. Среди них наиболее гигиенически значимыми по критерию превышения гигиенических нормативов и классу опасности можно считать оксиды азота, оксид углерода, бензол, ацетальдегид, этилбензол.

Для гигиенической оценки безопасности (опасности) высокотемпературной технологии уничтожения лекарственных препаратов и оценки продуктов деструкции научно обоснована необходимость применения хромато-масс-спектрометрических исследований для идентификации компонентного химического состава загрязнений, поступающих в окружающую среду от конкретных утилизируемых препаратов. Изучен качественно-количественный состав отходов и воздушных выбросов процессов сжигания 20 лекарственных препаратов. Для каждого из исследуемых лекарственных препаратов идентифицированы реальные спектры продуктов пиролиза и выявлены приоритетные и наиболее гигиенически значимые загрязняющие вещества на основе учета комплекса критериев (специфичность для выбросов, уровни концентраций, групповая принадлежность, величина гигиенического норматива, класс опасности, способность к трансформации).

Установлено, что при сжигании даже 100 г лекарственного препарата в модельном эксперименте в атмосферный воздух возможно поступление веществ 2-ого класса опасности таких, как бензол, стирол, оксиды азота, фенол, альдегиды, в том числе акролеин, октаналь, деканаль, нонаналь в концентрациях, превышающих гигиенические нормативы до 30 раз.

Получены экспериментальные доказательства степени опасности исходных экстрактов золошлаков ПСФГ, пироксикама и бензилпенициллина натриевой соли и их иммунотоксического действия на организм теплокровных животных при пероральном поступлении.

Наибольшее токсическое действие на организм теплокровных животных обнаружено со стороны золошлаков пироксикама и бензилпенициллина натриевой соли, что свидетельствует об их более высокой опасности. Практическая значимость.

Полученные в ходе проведенных исследований результаты позволили Министерству природных ресурсов РФ выдать лицензию на осуществление деятельности по обращению с опасными отходами (просроченные лекарственные средства) № 50M03/0047/J1 от 24.07.2003 г. Результаты экспериментальных исследований легли в основу разработки технологических режимов, оптимальных с гигиенической точки зрения условий сжигания данного вида отходов, как для полевых, так и для стационарных вариантов использования установки и позволили подготовить ТУ безопасного применения ПСФГ для сжигания лекарственных средств (справка о внедрении № 124−05 от 18.11.2005 г., заключение о внедрении № 101−05 от 10.10.2005 г.).

Результаты исследований использованы при подготовке методических указаний «Экспресс-оценка острой токсичности отходов производства и потребления на культуре клеток млекопитающих» (рассмотрены на г заседании Проблемной комиссии «Научные основы гигиены окружающей среды» от 23.12.2005 г. и рекомендованы для утверждения на Научном совете по экологии человека и гигиене окружающей среды и в Федеральной службе по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека). Апробация работы.

Материалы диссертации доложены на: Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Окружающая среда и здоровье» (г. Суздаль, Владимирская область, 19−22 мая 2005 г.) — Российской научно-практической конференции «Проблемы обращения с отходами лечебно-профилактических учреждений» (г.Москва, 5−6 октября 2005 г.) — III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Медицинские отходы: проблемы и пути решения» (г.Москва, 5−9 октября 2005 г.) — научно-практических семинарах «Определения класса опасности токсичных отходов производства и потребления» и «Правила сбора, хранения, обезвреживания и удаления отходов лечебно-профилактических учреждений» (г.Москва, 2005;2006 гг.) Основные положения, выносимые на защиту.

• Компонентный и групповой состав наиболее гигиенически значимых веществ для контроля, идентифицированных в воздушных выбросах процесса сжигания лекарственных средств.

• Степень и класс опасности золошлаковых отходов, образующихся при сжигании 20 лекарственных препаратов.

• Алгоритм комплексной эколого-гигиенической оценки опасности (безопасности) термической технологии уничтожения лекарственных средств, подлежащих утилизации.

ВЫВОДЫ.

1. Комплексные аналитические исследования воздушных выбросов пиролизной технологии уничтожения лекарственных средств показали, что спектр веществ, поступающих в окружающую среду, специфичен для каждого утилизируемого лекарственного препарата. Гигиенически значимыми веществами, идентифицированными в воздушных выбросах после сжигания 20 лекарственных препаратов, по критерию превышения ПДК и классу опасности следует считать: оксиды азота, оксид углерода, оксид серы, бензол, стирол, нафталин, фенол, ацетальдегид, акролеин, петаналь, гексаналь, бензальдегид, октаналь, деканаль, нонаналь, ацетофенон, метилвинилкетон, гексановую кислоту. Выявлены также вещества, для которых не установлены гигиенические нормативы, но токсичность их не вызывает сомнения, так как они относились к известным высоко опасным классам соединенийбензонитрил, нирометан, и их влияние на организм человека является доказанным.

2. Химико-аналитические исследования золошлаков показали, что не все лекарственные препараты сжигались полностью до неорганического остатка. В ряде золошлаков идентифицированы представители ароматических соединений, циклических углеводородов, азотсодержащих соединений, а также альдегиды, кетоны, органические кислоты. Уровни содержания веществ достигали 0,1 мг/кг золошлака, что требует совершенствования технологии пиролиза и учета химико-аналитического контроля органической составляющей золошлаков для последующей их гигиенической оценки.

3. Оценка токсичности золошлаковых отходов экспресс-методами установила, что их следует отнести ко II и III классам опасности. Захоронение золошлаковых отходов должно осуществляться с учетом класса опасности отхода. Использование их в других областях (стройматериалы, ремонт дорожного покрытия и т. д.) с гигиенических позиций представляется небезопасным.

4. Экспериментальное изучение степени токсичности отходов утилизации при воздействии на организм теплокровных животных в остром эксперименте показало, что при пероральном введении исходных экстрактов ЗШ ПСФГ, пироксикама, бензилпенициллина натриевой соли гибели животных не наблюдалось. В подострых экспериментах на лабораторных животных выявлены токсические свойства исходных экстрактов золошлаков ПСФГ, пироксикама и бензилпенициллина натриевой соли.

5. Сравнительный анализ иммунотоксического действия выявил, что водные экстракты ЗШ ПСФГ, бензилпенициллина натриевой соли, пироксикама — как в исходной концентрации, так и в разведениях 1:50 и 1:100 — обладают иммунотоксическими свойствами, что проявилось в виде угнетения гуморального звена иммунитета у экспериментальных животных.

6. Доказано, что технология термической утилизации разных фармацевтических препаратов сжиганием с помощью пиротехнических смесей фильтрационного горения типа ПСФГ может быть эффективной и безопасной при установлении необходимых условий и соблюдении санитарно-гигиенических требований. Учитывая, что при сжигании лекарственных средств возможно образование токсичных и опасных продуктов сгорания, необходим дифференцированный подход к группам препаратов, для которых можно рекомендовать данную технологию утилизации. Применение этой технологии в промышленных и полевых условиях может представлять опасность с гигиенических позиций, что требует проведения исследований, определяющих ее безопасное использование с учетом установления санитарно-защитных зон, организации очистных сооружений и ограничения перечня сжигаемых препаратов.