CC BY
4
УДК 502.521:504.5:656.2 DOI: 10.24412/2071-6176-2024-2-113-122
БИОХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ГРУНТА / ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ПРИЛЕГАЮЩИХ ТЕРРИТОРИЙ РЖД
М.Ю. Серегин
Освещена проблема снижения риска развития массовых паразитозов как одной из главных составляющих негативного воздействия «биологического фактора» на технических персонал и пассажиропоток объектов РЖД (грузовые и пассажирские поезда, железнодорожные насыпи, почва прилегающих территорий) биохимическими методами, основанными на применении «зелёных технологий», - очистки потенциально опасных субстратов препаратами, производимыми из растительного сырья. Приведены результаты исследования эффективности обработки почвенного покрова территорий, прилегающих к объектам РЖД, соком картофеля (Solanum tuberosum) (растения ранней стадии вегетации, не содержащие хлорофилл) в концентрации 1,510-6 г/л в отношении возбудителей кишечных гельминтозов (аскарида человеческая (Ascaris lumbricoides) и токсокара (Toxocara canis)).
Ключевые слова: «зелёные технологии», биологический фактор, паразитологи-ческое загрязнение, кишечные гельминтозы.
Железные дороги являются связующим звеном, позволяя стране функционировать как целостный организм. Ключевыми в определении экономического и стратегического потенциалов экономики являются транспортные перевозки, исключающие коллапс внутреннего рынка страны. Осуществляя перевозку свыше 1,1 млрд пассажиров за год, открытое акционерное общество «Российские железные дороги» является крупнейшей транспортной компанией на территории РФ.
В обеспечении транспортного грузо- и пассажиропотоков задействовано свыше 1 млн работников железнодорожного транспорта, делающих технологических процесс непрерывным.
Устойчивость работы железных дорог, создание комфортных и, самое главное, безопасных условий для пассажиров обеспечивает система гигиенической и противоэпидемической надежности перевозок, имеющая под собой твёрдую научную базу, наработанную в результате многолетнего мониторинга состояния здоровья пассажиров и работников железнодорожного транспорта, несчастных случаев, внезапных неотложных состояний и торпидных инфекций и т.д.
Правовое обеспечение благоприятной среды для каждого гражданина Российской Федерации - стратегическая цель в документе, программе улучшение качества грузо- и пассажиропотоков на территории России - «Стратегии развития железнодорожного транспорта в РФ до 2030 года» (утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 июня 2008 г. № 877-р) [1].
Железнодорожный транспорт - один видов транспорта, показывающий наибольшую экологическую безопасность в отношении различных объектов окружающей среды. По сравнению с другими видами перевозок, обеспечение экологического комфорта железных дорог, в первую очередь, заключается в большой доле задействования электрической тяги, позволяющей практически полностью исключить загрязнение как воды, атмосферного воздуха, так и почвы, насыпей, находящихся в непосредственной близости от железнодорожного полотна, тем самым снижая нагрузку на биомы со стороны агрессивных химических реагентов, оказывающих токсическое и канцерогенное воздействие на все организмы его видового состава.
Более 85 % грузовых и 80 % пассажирских перевозок осуществляется в открытом акционерном обществе «Российские железные дороги» с применением электрической тяги [2, 3].
Выброс загрязняющих веществ техногенного и биогенного происхождения на железнодорожном транспорте на порядок ниже, в то время как энергетическая эффективность в несколько раз превышает автодорожный при перевозке как грузов, так и пассажиров [4, 5].
У подавляющего большинства организаций, проводящих СОУТ (специальную оценку условий труда), в области аккредитации имеется пробел в измерении концентраций агентов биогенного характера. Принимая во внимание то, что при проведении экспертизы приказ Минтруда 33н является приоритетным и позволяет устанавливать класс условий труда без дополнительных измерений, и, как следствие, необходимость учета биологического и биогенного видов загрязнения, а также их патогенного воздействия как на работников (насекомые, инфицированные животные, инфицированные люди), так и на пассажиров, исходя из протяженности железнодорожных путей, время следования пассажирского состава может достигать семи суток, поэтому необходим учёт вредного воздействия на рабочие места проводников.
Тем не менее биологический фактор является наименее изученным из всего перечня негативных воздействий на железнодорожном транспорте. Однако именно он на 40-60 % определяет статистику по заболеваниям с временной утратой трудоспособности (ЗВУТ) как технического персонала железнодорожного транспорта, так и самих пассажиров.
В список факторов, негативно влияющих как на здоровье работников пассажирской железнодорожной службы, так и самих пассажиров, входят:
- органические и неорганические вещества с классами опасности IV - I, превышающие ПДК;
- превышение нормативов по шуму, вибрации, инфра- и ультразвуку, а также ионизирующих излучений, предусмотренных СанПиН 1.2.3685-21;
- биогенное и биологическое загрязнение железнодорожного полотна.
Кроме того, как источники и переносчики веществ и организмов, загрязняющих окружающую среду, могут рассматриваться все, без исключения, объекты железнодорожного транспорта: передвижные и стационарные. К стационарным источникам загрязнения железнодорожного полотна и прилегающих грунтов (почва, щебень, асфальт) относятся депо (локомотивные и вагонные), предприятия обслуживающие подвижный состав (заводы по его ремонту, а также пункты подготовки), пропарочно-пропиточные дезинфекционно-промывочные станции.
Санитарный, бактериологический и паразитологический контроль стоков данных предприятий зависит от категории обработки вагонов. Первая категория обработки - вагоны для перевозки животных и животного сырья, не содержащих патогенов и без признаков порчи. Вторая категория - вагоны, в которых транспортируются больные (или с подозрением на болезнь) животные, а также животное сырьё, содержащее болезнетворные микроорганизмы, неустойчивые к высоким температурам и дезинфицирующим средствам. Третья категория - вагоны для перевозки животных и животного сырья, содержащие болезнетворные организмы, имеющие стойкость к воздействию высоких температур и обеззараживающих средств.
Промывные стоки, в свою очередь, также делятся на три категории. Первая категория, свободная от инфекционных агентов и содержащая только частицы навоза и подстилки, может спускаться в сети городской канализации без предварительного обеззараживания. Спуск промывных стоков вагонов второй категории в сети городской канализации осуществляется только после предварительного отстаивания и обеззараживания, т.к. возможно наличие неспорообразующих патогенов. Третья категория промывных стоков содержит патогены, устойчивые к внешнему воздействию (температура, излучение, реагенты), например: споры сибирской язвы, возбудители столбняка, и обязательно подвергается воздействию высоких температур, коагуляции и хлорированию после отстаивания. Образовавшийся осадок сжигают.
К передвижным источникам загрязнения относятся магистральные и маневровые тепловозы, путевые и ремонтные машины, пассажирские вагоны и др. [6, 7].
Стоки различных типов - продукты хозяйственно-производственной деятельности населения, представляют собой гетерогенные системы с большой границей раздела фаз, отражающие в большинстве случаев видовой состав паразитов зараженных людей и животных и создающие предпосылки высокого риска развития массовых заражений человека и высших позвоночных в условиях экосистемы города.
В суммарных стоках страны значительная доля принадлежит сточным водам различных объектов железнодорожного транспорта (как
производственных, так и бытовых). Этот фактор приобретает особое значение, т.к. возрастает риск заражения большого количества людей, что является следствием недостаточной разработки мер защиты работников и пассажиров железнодорожного транспорта от воздействия патогенов различной природы, в частности, возбудителей кишечных гельминтозов со средней и высокой степенью летальности (аскаридоз, тениоз, эхинококкоз, альвеококкоз и др.).
Экспансия незамкнутых искусственных экосистем с высокой энергетической зависимостью (коими и являются городские экосистемы) приводит к неуклонному возрастанию нагрузки на естественные биоценозы, смещением видового состава флоры в сторону сорных растений, а фауны - в сторону синантропных животных, являющихся промежуточными или окончательными хозяевами возбудителей различных инфекций. Гетерогенность городских экосистем создают большие площади поверхности раздела фаз различных сред, что является одним из важнейших факторов успешного развития различных патогенов до вирулентного состояния и, как следствие, переносом на большие расстояния с попаданием в воду, воздух и почву.
Высокая плотность населения в крупных городах приводит к неуклонному росту загрязнения воды и почвы продуктами жизнедеятельности человеческого организма, одним из косвенных последствий которого является сенсибилизация (аллергизация) населения. Кроме того, загрязнение фекальными стоками практически полностью исключает снижение риска прямого контакта с патогенами различной степени летальности.
Увеличение потребления энергоресурсов приводит к необратимым изменениям в окружающей среде, а также к росту числа случаев прямого контакта с патогенами. Высокая изношенность коммунального хозяйства на территории РФ и низкая эффективность работы очистных сооружений канализаций также вносят свой вклад в динамику последствий контакта человека с патогенами различной степени летальности.
Огромное количество накопленных осадков сточных вод, утилизация и размещение которых представляет серьезную экологическую проблему, поскольку работа очистных сооружений, в данном случае, затруднена и происходит масштабное загрязнение окружающей среды. Имеет место сброс как жидких, так и обезвоженных отходов в места, не предназначенные для их захоронения (шламонакопители, полигоны и др.). В том числе, в непосредственной близости от железнодорожного полотна [8].
Интенсивная обсеменённость шпал и железнодорожного полотна различными патогенами (бактерии, яйца гельминтов, цисты кишечных патогенных простейших) наблюдается в различных климатических зонах. В Южном федеральном округе паразитологические исследования смывов
почвы и щебня вблизи железнодорожного полотна показывают содержание яиц гельминтов 1 - 10 экземпляров на 1 м2 исследуемого объекта. Также выявлен широкий спектр возбудителей геогельминтозов человека в смывах со спецодежды и рук монтёров пути при выполнении ремонтных работ.
Для геогельминтов почва - среда, в условиях которой происходит развитие их яиц до инвазионной стадии. Из почвы яйца гельминтов попадают на различные объекты окружающей среды, в том числе и в открытые водные объекты. Увеличение объёма грузопассажирских перевозок вследствие расширения транспортной сети привело к формированию новых устойчивых связей между разными географическими зонами и создало дополнительные пути миграции ряда патогенов в новые, зачастую более комфортные, условия.
В 2022 г. доля гельминтозов в общей картине паразитарных заболеваний составила 88,4 %, протозойных инфекций - 11,6 %. В сравнении с показателями 2012 г., этиологическая структура заболеваемости паразитозами гельминтозов составила 79,85 %, доля протозоозов - 20,15 % (табл. 1) [9].
Таблица 1
Динамика паразитарных заболеваний в различных субъектах Российской Федерации в 2022 г.
№ Субъекты Суммарное Показатель СМП Рост/снижение
п/п РФ количество на 100 тыс. (2017/2019 относительно
заболеваний населения гг.) СМП, раз
1 Российская 180640 123,34 238,99 1,9 I
Федерация
2 НАО 201 454,24 1460,39 1,32 |
3 ХМАО 5313 316,03 724,07 2,3 \
4 ЯНАО 1660 304,18 304,18 1,9 1
Очистка 1 м3 сточных вод коммунально-бытового происхождения (к коммунально-бытовым стокам можно отнести и содержимое биотуалетов железнодорожного транспорта пассажирских перевозок) на традиционных аэрационных сооружениях в зависимости от географического положения очистных сооружений канализации и климатических условий стоит, в настоящее время, в пределах от 7-18 руб. Однако нельзя не принимать во внимание такие аспекты, как безопасное извлечение содержимого после рейса поезда, складирование и обработку реагентами. Всё это повышает себестоимость очистки 1 м3 содержимого биотуалетов пассажирского железнодорожного транспорта в 1,5-2 раза.
Приоритетной задачей при обеззараживании осадка сточных вод (и содержимого биотуалетов пассажирского железнодорожного состава) является практически полное исключение загрязнения почвы, грунтовых вод, а также различных объектов водопользования веществами, ухудшающими здоровье человека и животных.
Зеленые технологии являются результатом перехода многих стран к так называемой зеленой экономике - равновесию между возрастанием потребностей социума в населённых пунктах и сохранению как природных ресурсов, так и права человека на удовлетворение базовых потребностей жизнедеятельности организма: питьевую воду и воздух, в которых загрязнители различной природы (биологические, физические, химические) находятся ниже допустимых норм (ПДК, ПДВ, ПДУ).
Традиционная очистка сточных вод включает в себя механическое разделение загрязненных вод и последующую биологическую очистку их жидкой фракции, а также обеззараживания осадка биохимическими методами. Однако, будучи недостаточно очищенными, сточные воды, а также и их осадки поступают непосредственно из аэротенков в водоёмы, внося вещества с различным классом опасности в концентрациях, которые многократно превышают предельно допустимые значения и, как следствие, представляющие опасность для водной и почвенной биоты, и здоровья человека.
Применение так называемых зеленых технологий обеззараживания сточных вод и их осадка отличается от реагентно-химических тем, что риски для персонала при контакте с обеззараживающими реагентами сведены к минимуму и позволяют снизить себестоимость очистки 1 м3 содержимого биотуалетов в 2,5-3 раза. При этом не требуется последующая доочистка с целью приведения концентраций агрессивных реагентов (хлорорганические соединения и др.) до экологически безопасных значений. При реагентно-химической обработке содержимого биотуалетов следует учитывать тот факт, что такие возбудители гельминтозов, как бычий цепень (Taenia solium), токсокара (Toxocara canis) и человеческая аскарида (Ascaris lumbricoides) являются геогельминтами и устойчивость их яиц к воздействию агрессивных веществ довольно высока. Яйца геогельминтов могут сохранять свою жизнеспособность и инвазионность в течение 5-6 лет с момента попадания на железнодорожные насыпи и почву территорий объектов ОАО «РЖД».
Зеленые технологии обеззараживания от возбудителей таких паразитозов, как кишечные гельминтозы, являются сравнительно молодой ветвью традиционных биологических методов и вещества, оказывающие овоцидное воздействие, могут извлекаться из отходов сельскохозяйственной промышленности. Как правило, это части культурных растений, не используемые в качестве кормового сырья (силоса). Это позволяет снизить себестоимость очистки 1 м3 содержимого биотуалетов пассажирского
железнодорожного транспорта ещё в 1,5-2 раза. При времени экспозиции 8-12 часов, эффективность может составлять от 88 до 95 %, необходимость последующей обработки отсутствует, т.к. концентрация действующих веществ может составлять 10-3-10-6 г/л.
В качестве сырья, позволяющего производить реагенты с низкой себестоимостью, можно применять ювенильную форму картофеля (Solanum tuberosum), а именно проростки, не содержащие хлорофилл 5-8 см длины.
Целью данного исследования явилось установление эффективности применения сока проростков картофеля (Solanum tuberosum) при обеззараживании грунта на территории объектов ОАО «РЖД» от возбудителей кишечных гельминтозов.
Материалы и методы
При испытаниях сока проростков картофеля (Solanum tuberosum) использовалась доза 1,5 10-6 г/м3. Обрабатывали образцы почвы, собранные с участка площадью 1м2, методом орошения. Обрабатывались следующие объекты: образцы почвы, собранной на территории объектов ОАО «РЖД», г. Ростов-на-Дону:
1) почвенный покров вблизи Главного железнодорожного вокзала;
2) на расстоянии 10 м, 20 м, 50 м от здания Главного железнодорожного вокзала.
Эффективность измеряли через 24 часа после обработки образцов. Паразитологические исследования проводили по МУК 4.2.2661-10 "Методы санитарно-паразитологических исследований" [10].
Результаты и их обсуждение
При исследовании образцов почвы установлено содержание таких возбудителей гельминтозов, как токсокара (Toxocara canis) и бычий цепень (Taenia solium) (табл. 2).
При исследовании эффективности обработки образцов почвы, собранной на территории объектов ОАО «РЖД», соком растений картофеля (Solanum tuberosum) ранней стадии вегетации (проростки, не содержащие хлорофилл, 5-8 см длины), установлено, что наибольший эффект был достигнут в отношении яиц Toxocara canis, Ascaris lumbricoides и Taenia solium при обработке образцов поверхностного почвенного горизонта на территории Главного железнодорожного вокзала г. Ростова-на-Дону.
Таблица 2
Содержание возбудителей гельминтозов в образцах почвы исследуемых
объектов
Объект Вид возбудителя гельминтозов Количество жизнеспособных яиц гельминтов, экз.
Без обработки После обеззараживания
Почвенный покров вблизи Главного железнодорожного вокзала Taenia solium 1 0
Toxocara canis 10 3
Ascaris lumbricoides 0 0
Почвенный покров в 10 м от Главного железнодорожного вокзала Taenia solium 0 0
Toxocara canis 6 1
Ascaris lumbricoides 0 0
Почвенный покров в 20 м от Главного железнодорожного вокзала Taenia solium 2 0
Toxocara canis 7 2
Ascaris lumbricoides 1 0
Почвенный покров в 50 м от Главного железнодорожного вокзала Taenia solium 0 0
Toxocara canis 8 2
Ascaris lumbricoides 0 0
При обеззараживании образцов почвы, собранной на территории Главного железнодорожного вокзала, а также открытых участков поверхностного почвенного горизонта на расстоянии 10, 20 и 50 м от здания вокзала, число жизнеспособных яиц Toxocara canis, Ascaris lumbricoides и Taenia solium во всех случаях снижалось более чем на 70 % (табл. 2).
Заключение
Таким образом, доказана высокая (более 70 %) эффективность сока растений картофеля (Solanum tuberosum) на ранних стадиях вегетации при обработке образцов почв с территорий объектов ОАО «РЖД» в разведении 1,5-10-6 г/л методом орошения и может быть рекомендована для дополнительной дезинфекции при обеззараживании от возбудителей паразитозов.
Список литературы
1. Чеченова Л.М. Стратегические приоритеты ОАО «Российские железные дороги» в области устойчивого развития // Инновационные транспортные системы и технологии. 2021. Т. 7. № 3. С. 169-179. DOI: 10.17816/transsyst202173169-1792.
2. Экспертная система экологического мониторинга железнодорожного транспорта / А.Н. Гуда, В.А. Финоченко, Б.А. Веремеенко [и др.] // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2012. № 1 (45). С. 96-101.
3. Калачева О.А., Прицепова С.А. Проблемы воздействия подвижного состава железнодорожного комплекса на окружающую среду // Естественные и технические науки 2012. № 6 (62). С. 129-136.
4. Калачёва О.А., Прицепова С.А. Современные вопросы экологической безопасности на железнодорожном транспорте // Информационные технологии в строительных, социальных и экономических системах. 2020. № 2(20). С. 45 - 48.
5. Guda A.N., Veremeenko B.A., Finochenko V.A. Expert systems in the management of environmental activities on railways // Bulletin of the RSTU. 2004. № 3. P. 97-101.
6. Финоченко В.А. Экозащитные технологии на железнодорожном транспорте. Ростов н/Д : RSTU, 2009. 111 с.
7. Дергачева Л.В. Экологическая безопасность как система // Труды РГУПС. 2018. № 2 (43). С. 72-75.
8. Хаманов И.Г., Щетинин А.Н., Евстегнеева А.А. Оптимизация методологических подходов к понятию «биологический фактор» применительно к железнодорожному транспорту // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск. 2015. № 2(22). C. 122 - 130.
9. Государственный доклад «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2022 году», Москва, 2023. 250 с.
10. МУК 4.2.2661-10 "Методы санитарно-паразитологических исследований" (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 23 июля 2010 г.)
Серегин Михаил Юрьевич, доц., [email protected], Россия, Ростов-на-Дону, Донской государственный технический университет
BIOCHEMICAL METHOD FOR DISINFECTION OF SOIL/SOIL COVER OF ADJACENT TERRITORIES OF R USSIAN RAIL WA YS
M.J. Seregin
The problem of reducing the risk of developing mass parasitosis is highlighted as one of the main components of the negative impact of the "biological factor" on technical personnel and passenger traffic of Russian Railways facilities (freight and passenger trains, railway embankments, soil of adjacent territories using biochemical methods based on the use of "green technologies" - cleaning potentially hazardous substrates with preparations produced from plant raw materials. The results of a study of the effectiveness of treating the soil cover of areas adjacent to Russian Railways facilities with potato juice (Solanum tuberosum) (plants at an early stage of the growing season, not containing chlorophyll) at a concentration of 1.510-6 g/ l in relation to pathogens of intestinal helminthiases (human roundworm (Ascaris lumbricoides) and toxocara (Toxocara canis)).
Key words: green technologies, biological factor, parasitological pollution, intestinal helminthiases.
Seregin Mikhail Jurievich, Associate Professor, Michaelsereginayandex. ru, Russia, Rostov-on-Don, Don State Technical University
