Наукове обґрунтування гігієнічих основ екологічної безпеки при морегосподарській діяльності

Характер і тривалість стоянки суден під вантажними операціями, з урахуванням коливань температури, тривалості переходів, з тропічних іноземних портів, в українські порти, обумовлюють можливість виживання патогенів у судновій системі водного ізольованого баласту, та безпосереднього занесення їх в акваторії чорноморських портів України. При цьому, в місцях їх стоянки, завдяки забрудненості води, посилюється первинне обростання підводної частини корпусів суден гідробіонтами з інших екосистем.

При дослідженні шляхів зменшення впливу обростувачів борту морського судна В експерименті встановлено, значне зменшення чисельності бактеріального обростання після обробки озоно-кисневою сумішшю. Отримано результат озонування сприяє зниженню кількості мікроорганізмів на склах обростання.

При цьому найбільший, майже 100 %-ий, ефект досягається при озонуванні стекол, на одному сантиметрі поверхні яких, кількість бактерій становить біля тисячі клітин на 1 смІ. Озонування оброщеної поверхні, на 1смІ якої нараховуються десятки тисяч бактерій, привело до зниження їх чисельності в 2,5 - 3 рази. Проведений дослід показав, що мікроорганізми, які вільно живуть у воді, більш чутливі до дії озону, ніж ті, що прикріплені до твердої поверхні.

Це пов'язано, ймовірно, з тим, що бактерії , які розвиваються на будь-якій твердій поверхні, захищені шаром слизової речовини, за допомогою якої вони до неї і прикріплюються. Крім того, відомо, що прикріплені бактеріальні клітини знаходяться в більш сприятливих для розмноження умовах.

Найбільш активна життєдіяльність бактерій на оброслій поверхні відбувається в мікрозонах, де на відміну від навколишнього водного середовища підтримуються відносно стабільні фізико-хімічні умови існування: окислювально-відновний потенціал, концентрація деяких хімічних речовин і, особливо, водневих іонів, певне співвідношення інших іонів, які потребують мікроорганізми.

При спостереженнях, нами вивчено вплив процесу озонування на первинний біоценоз обростання у воді. У стендових умовах, встановлене для досвіду скло обростання, досліджували з різною періодичністю, протягом 30 діб до та після озонування.

У результаті відзначена кінетика чисельності мікроорганізмів обростання в експерименті. Максимальне бактеріальне обростання досягає на дев'яту добу експерименту і становило 4 104 клітин на 1 смІ поверхні. Потім відбувався поступовий спад чисельності бактерій, яка на 16-у добу експозиції зменшилася. Надалі кількість бактеріальних клітин змінювалася незначно. Бактерії, які вільно живуть у воді, опиняються в менш сприятливих для своєї життєдіяльності умовах, внаслідок чого більш уразливі до впливу різних несприятливих факторів і, зокрема, до дії озонокисневої суміші.

Біологічне обростання самим фактом свого існування створює конфлікт між життєдіяльністю водних мікро- та макроорганізмів і ефективним використанням різних технічних засобів, у тому числі суден, при їх експлуатації у водному середовищі. Для вирішення цієї проблемі, потрібно попередження виникнення обростання.

У результаті проведених досліджень доведено, що озонування впливає на чисельність і видовий склад гідробіонтів, а також інтенсивність бактеріального обростання. Отримані дані свідчать, що обробка озоном може використовуватися, як засіб боротьби з біообростанням.

Що стосується технічного застосування озону для запобігання обростання корпусів суден, під час їх стоянки в порту, то це може бути вирішено, за допомогою перфорованих труб, розміщених уздовж корпусу. Однак більш ефективним є створення навколо підводної частини корпусу захисної оболонки з міцної еластичної плівки.

Представлено аналіз міжнародних Конвенціонних та національних вимог з питань безпеки суднового ізольованого баласту для мінімізації ймовірності перенесення чужорідних водних організмів токсикантів в екосистему Чорного моря.

За нашими даними повинні бути прийняті нові організаційні акти національного законодавства з управління водним баластом на судні, в портах.

В районі скидання баласту і і управління цим процесом на регіональному рівні, разом з суміжними країнами Чорного моря, з включенням стандарту термінів: ізольований баласт, водний баласт, осад водного баласту, небезпечні водні організми у водному баласті, небезпечні патогенні мікроорганізми та токсичні елементи у водному баласті.

У зв'язку з цим слід залучити Науково-дослідні інститути МОЗ України, Національної Академії медичних наук України для розробки національної Концепції, щодо охорони екосистеми Чорного моря з урахуванням комплексу питань з операцій та нагляду за водним баластом. в т.ч. в питаннях санітарно-карантинного нагляду, як вимога Міжнародних медико-санітарних правил (2005), де врахована необхідність профілактичних дій стосовно всіх небезпек для громадського здоров'я.

У процесі роботи розглянуті санітарно-гігієнічні, соціальні аспекти і заходи з стабілізації обстановки в структурах морегосподарської діяльності. Нами вперше розроблено стратегія еколого-гігієнічного захисту від забруднення Чорного моря.

У сьомому розділі приведені дослідження модельних інноваційних технологій. Особливу санітарно-епідемічну та екологічну небезпеку становлять забруднені води різноманітного складу та походження. Скидання таких вод з морських суден може стати джерелом контамінування збудниками інфекційних та паразитарних хвороб природних вод внутрішніх водойм.

При вивчення комплексного впливу судноплавства, в рамках дослідження, проведена оцінка якості очищення та знезараження стічних вод на морських суднах закордонного плавання, які прибували до портів Одеса, Іллічівськ, Южний, Миколаїв.

На установках типу «ЛК» очищення за завислими речовинами (до 50 мг/дм³) відзначено в 12 %, по БСК5 - в 36 % вивчених зразків стічних вод, на установках типу «Трайдент» - відповідно 6 і 13 %, а на установках «Термобіомак» і «Хаманн» отримані результати - більше 50 мг/дм³. Незначний відсоток знезараження суднових стоків відзначений за колі-індексом: на установках «Хаманн» - 20 %, на «ЛК» - 12 %, на установках типу «Трайдент» і «Термобіомак» знезараження стоків не відповідало прийнятим нормам. (табл. 4).

В зразках стічних вод після повного процесу очистки та знезараження виявлені умовно-патогенні ентеробактерії. У 29 випадках (53,5 ± 2,3 %), з 54 зразків стічних вод, що скидаються за борт, містилися також ентеровіруси, що свідчить про незадовільне знезараження суднових стоків на досліджених типах суднових установок очистки.(табл.4.)

Таблиця 4

Санітарно-гігієнічна характеристика суднових стічних вод після очистки

Показники	Суднові установки очистки стічних вод
	«ЛК»	«Трайдент»	«Термобіомак»	«Хаманн»
	(n=12)	(n=11)	(n=1)	(n=6)
Завислі речовини, мг/дмі	589 153-2200	308,6 124,3-670	570	240 108-342
Окислюваність перманганатна, мгО2/дмі	144,3 44,5-252	219,2 46,2-536	118	83,3 67,2-115,5
БСК5, мг/дмі	195,1 73,8-392	479,8 91-1208,5	142	144,8 128,8-147,8
Колі-індекс	14,3х105 4х104-12х104	10,2х105 7х104-5х106	22х105	19,5х105 4х105-8х106
Мікробне число	3,6х103 3,1х105-7,2х103	5,4х105 2,1х103-12,6х105	3х105	2х103 14х103-8х106

Примітка: n - число проб; в чисельнику - середні показники; в знаменнику - межі коливань.

Представлені в цієї таблиці дані свідчать про те, що стоки з установок типу «ЛК» містили в середньому завислих речовин 589 мг/дм³ і органічних речовин 195,1 мг/дм³ по БСК₅, стічні води з установок «Трайдент» - відповідно 308,6 і 479,8 мг/дм³; стічні води з установки «Хаманн» містили 240 мг/дм³ механічних і 144,8 мг/дм³ органічних домішок. Таким чином, хімічні показники забруднення суднових стоків до їх очищення коливалися в широких межах за рахунок нерівномірного добового навантаження на установку і якості їх роботи. При цьому колі-індекс і мікробне число свідчать про високий вміст мікроорганізмів в неочищених суднових стоках.

У 27 з 29 зразків стічних вод, до їх очищення, виділені представники умовно-патогенних ентеробактерій: сальмонели (арізона, цітобактер), клебсієли; (пектобактеріі, гафнію, серрація), а також ентерококи, стафілококи і клостридії. У стічних водах з установок: типу «ЛК» умовно-патогенні мікроорганізми виділені 90,9 ± 9 % випадків, типів «Термобіомак» і «Хаманн» - 94 ± 1,6 % випадків.

В цілях модернізації природоохоронних систем (судно-берег), спільно з Одеським проектно-конструкторським інститутом морського флоту, розроблено нові зразки-схеми гігієнічно регламентованої технології обробки та знезараження суднових стічних вод:

«Коагулювання - озонування», тиск озоно-кисневої суміші - 0,2 МПа, час озонування - 2 хв., температура стічної води - 20 °С, кількість залишкового озону у воді - 2,0-2,5 мг/дмі. Після проведення натурних випробувань, технологічна схема рекомендована до застосування на суднових установках фізико-хімічного принципу дії, при створенні нових природоохоронних систем нейтралізації стічно-фанових, баластних вод паро-газоповітряною сумішшю на морських суднах. Випробування проводили в модельних і суднових умовах за нашою методикою (патент № 055609);.

Безреагентна обробка стічних водах з використанням вихлопних газів головного суднового двигуна в системі знезараження водного ізольованого баласту на суднах [патент № 106495]. Застосування стимулятора очищення стічних вод - препарату сухих мікроорганізмів активного мулу і медіатора нітрозометилсечовини, [патент № 57705].

У восьмому розділі представлені аналітичні дослідження і результати оцінки фумігаційних робіт, які проводяться в портах на морських суднах, при їх завантаженні зерновими вантажами, з метою виключення випадків масових отруєнь моряків на суднах, згідно вимог міжнародних медико-санітарних правил (2005).

У зв'язку з тим, що Міжнародні правила морського перевезення небезпечних вантажів не передбачають впровадження системи контролю безпеки для здоров'я персоналу порту, екіпажу судна при вирішенні питання можливості завантаження контейнера з фумігованим вантажем на судно, у процесі досліджень, дисертантом вивчена динаміка розкладання фосфіну і виділення фосфористого водню при різних значеннях температури , відносної вологості , з урахуванням. кількості виділеного фосфіну. В морських портах перевантажуються різноманітні рослинні вантажі в тому числі деревина., Експортери не враховують необхідність регулювання початку начального етапу морського перевезення використання контейнера під вантажі рослинного походження та не вимагають вирішення питань газації та дегазації вантажу - до відправки контейнера з місця його завантаження в порт. Автором ця норма, як обов'язкова дія, введена в проект Державних санітарних норм і правил щодо «Гігієнічної безпеки технології фумігації вантажів».

В морських портах перевантажуються різноманітні рослинні вантажі в тому числі деревина, яка за вимогами країни - імпортера, перед експортом (відправленням з порту) повинна бути знезаражена від карантинних шкідників.

В останні роки, в портах, деревина знезаражується методом газової фумігації, препаратами на основі фосфіду алюмінію (токсифос, фостек, джин). Але його токсичні властивості, для карантинних шкідників деревини обмежені.Газ-фумігант, Фосфін алюмінію не проникає в деревину, знезараження шкідників проходить тільки на поверхні деревини (в корі) і не може діяти на яйця кліщів та комах. Ефективність дії фосфіну, який виділяється з фуміганту, складає 72- години, а повне розкладання гранул чи пігулок препарату становить 120 годин, в залежності від вологості та температури. При високих концентраціях (>1,8 %) фосфін може спонтанно запалюватися. Деякі види кліщів, які містяться на деревині, пристосовані до фосфіну на генетичному рівні (резистентні популяції). З цих причин, фумігаційні загони, для досягнення мети, збільшують дозу фуміганта, що збільшує токсичний ризик для екіпажу морського судна під час транзитної фумігації, в умовах морського переходу.

Дослідженнями встановлено, що застосування метил-броміду, в якості фуміганта, для карантинних шкідників деревини, більш ефективно(рис.5.). Метил-бромід, є сильною нейротропною отрутою, з високою метиліруючою спроможністю при взаємодії з ферментами, порушує процеси синтезу та розщеплення вуглеводів. В організмі шкідників цей токсикант розпадається з утворенням метилового спирту, формальдегіду.

Пари бромистого метилу важче повітря, глибоко проникають в сорбуючі матеріали. Речовина токсична на всіх стадіях розвитку шкідників деревини. Ефективність препарату збільшується при його комбінованій дії з вуглекислотою.

Ефект знезараження настає вже за 10 - 24 години. На підставі досліджень та вивчення особливостей застосування фумігантів, запропонована фумігація деревини у стаціонарній фумігаційній камері чи в плавучому не самохідному (без екіпажу) судні-ліхтері (типу ДМ) - перед завантаженням на морське судно.

Рис.5 Ефективність знезараження деревини бромистим метилом в порівнянні з препаратами фосфіду алюмінію

В останні роки експорт зернових вантажів збільшено до тридцяти мільйонів тонн, які завантажуються на морські судна та контейнери, з обов'язковим знезараженням кожної партії.

У результаті проведених досліджень у надзерновому просторі, було встановлено, що на початковому етапі реакції (1-2 год.), незважаючи на безпосередню взаємодію препаратів фосфіду алюмінію з вологою повітря і продукції, в вантажному трюмі судна кількість виробленого фосфіну незначна (не більше 2 %) від кількості закладеного препарату, і тому вона не може створювати небезпечні концентрації в районі трюмів і люків у процесі їх закриття, який триває до 45 хвилин в залежності від числа трюмів на судні. Тому цей етап робіт з знезараження (закладка фуміганта) повинен проводитись в цей час.

Проаналізовано результати фумігаційних робіт із застосуванням фосфінових препаратів у системі санепіднагляду на водному транспорті. Опрацьовані дані різних умов і методів фумігації на 450 об'єктах спостереження (морські судна, контейнери), основна кількість спостережень проведена в Іллічівському морському порту - 177 суден (85,1 ± 5 , 9 %).

Розроблена система безпечної технології знезараження і лабораторного контролю різних вантажів рослинного походження, в житлових та виробничих приміщеннях суден, які перевозять вантаж, що профуміговано небезпечною речовиною І класу небезпеки .

Дано гігієнічну оцінку повітряного середовища житлових приміщень судна на момент закладки фуміганта та на час відходу судна в рейс.

При сумарній щільності зараження зернових вантажів різними шкідниками рослин, при фумігації вантажних приміщень морських суден, оцінено застосування різних видів дезінсекції. Проведені дослідження свідчать про доцільність впровадження санітарно-токсикологічної експертизи житлових, виробничих, вантажних приміщень судна, для чого необхідно змінити порядок проведення держсанепіднагляду при фумігації на морських суднах, в портах.

На міжнародні вимоги щодо часу спостереження за судном до найбільшого рівня виділення газу-фосфін в вантажних приміщеннях та обов'язкового контролю якості герметизації нами розроблена програма санітарно-профілактичного забезпечення фумігаційних робіт у портах і на суднах.

На підставі міжнародного досвіду рекомендовано спосіб аерозольної дезінсекції із застосуванням препарату 3-го класу небезпеки - типу «К-Обіоль», який можливо вносити до вантажу при завантаженні та витоку токсиканта за межі місця застосування. При позитивних випробуваннях, можливе його впровадження на флоті замість газової фумігації традиційними препаратами, на основі фосфіну, який відноситься до речовин першого класу небезпеки.

Проведено вивчення безпечності проживання екіпажу морського судна, в умовах перевезення небезпечного (І клас небезпеи) вантажу. При обробці матеріалів дослідження, фактів застосування пестицидів в якості фумігантів для вантажів, у тому числі в аварійних умовах з летальними випадками серед членів екіпажу, вивчено вплив токсичного газу на гігієнічні умови проживання екіпажу на борту судна під час рейсу та транзитній фумігації безпосередньо на борту судна.

У дев'ятому розділі досліджень наведена гігієнічна оцінка навколишнього середовища на основі створення оптимальної моделі з моніторингу та прогнозу впливу транспортних засобів на навколишнє на різні екосистеми.

Система формування оперативного контролю стану природоохоронного об'єкта складалася з основних етапів: постановка і формалізація конкретних завдань оперативного контролю; визначення набору спостережуваних змінних, і створення бази даних; опрацювання блокової структури системи контролю; побудова моделей причинно-наслідкових зв'язків; побудова набору узагальнених показників; визначення оптимального набору вихідних показників, які використовуються в алгоритмах прийняття рішення; перетворення набору вихідних показників у номінальні шкали (відносні, натурального ряду чисел, рангові, шкали станів);

Аналіз інформації, що надходить у вигляді анкет обстеження об'єкта, включав такі основні етапи: збір, коригування та зберігання початкової інформації; надання початкової інформації користувачеві в зручному для огляду і якісного аналізу вигляді. Підготовка та відбір інформації для статистичного аналізу; статистичний аналіз інформації.

При визначенні мінімального набору агрегованих показників, достатніх для адекватного опису еколого-гігієнічного стану об'єкта, використовували алгоритмічне забезпечення - метод головних факторів з косокутним обертанням (varimax, equimax, quartimax).Факторний аналіз проводився для всіх показників еколого-гігієнічного моніторингу.

Алгоритмічне рішення завдання регламентовано використовуваними засобами програмного забезпечення.

При розробці Концепції формування системи оперативного контролю еколого-гігієнічного стану транспортних засобів, об'єктом контролю були територіальні одиниці України: місто, область, регіон, порти, судна.

Набір спостережуваних показників, які характеризують об'єкт і його еколого-гігієнічний стан, був заданий завчасно.

При визначенні мінімального набору показників, достатніх для адекватного опису еколого-гігієнічного стану об'єкта, використовували алгоритмічне забезпечення - метод головних факторів з косокутним обертанням (varimax, equimax, quartimax). Факторний аналіз проводився для всіх показників еколого-гігієнічного моніторингу.

При побудові узагальненого критерію захворюваності використовували вихідні дані: кількість випадків захворювань з тимчасовою втратою працездатності - хвороб нервової системи, органів дихання, травлення, травм і отруєнь.

Для оцінки значущості відмінностей рівня захворюваності в областях і містах, використовували статистичну перевірку гіпотез всього набору показників захворюваності за класами і, в цілому, за сумою класів. У результаті проведеного регресійно-кореляційного аналізу взаємозв'язку показників витрати палива, викидів шкідливих речовин в атмосферу, автотранспорту і чисельністю населення, площею областей і міст було встановлено, що за чисельністю населення можуть бути отримані досить надійні кількісні оцінки прогнозованих значень антропогенних факторів. Визначено набори показників, для яких ці моделі статистично значущі і засновані на побудові відповідних регресійних моделей.

Програмне забезпечення може здійснюватися в процесі комплексної оцінки ряду об'єктів водного транспорту, яка стосуються санітарно-епідеміологічного стану морських портів України при обслуговуванні суден закордонного плавання, кількість яких в різні роки становить від 10- 17 тисяч суден.

Збір показників, що характеризують спостережуваний об'єкт, необхідно сконцентрувати відповідно до заданої нами схеми такого змісту: найменування порту, географічні координати, коротка характеристика місцевості, території, етнографічні показники, гігієнічні оцінки портів, причалів, умови стоянки суден і здійснення вантажних операцій, прохідні глибини біля причалів, умови і необхідність прийому водяного баласту при виході з порту, вимоги з охорони навколишнього середовища, умови постачання суден питною водою, продуктами харчування, витратними матеріалами, захворюваність населення, припортового міста і організація медичної допомоги.

Рішення вищевикладеного завдання дозволяє рекомендувати створення та впровадження в інфраструктури водного транспорту інформаційної системи моніторингової оцінки санітарно-епідеміологічного стану портів.

На підставі отриманих результатів вперше розроблена нова комбінована система санепіднагляду, заснована на поетапному моніторингу технології днопоглиблення та інтегрованої санітарно-гігієнічної оцінки рівня вторинного забруднення методами розширеного лабораторного аналізу відкладень і водних зразків природного горизонту.

Математичну модель інтегральних показників ефективності роботи можна застосовувати як для існуючих імпортних, так і дослідно-виробничих і проектованих вітчизняних зразків суднових установок.

Математичний метод обґрунтування економічної ефективності оснащення суден установками для очищення і знезараження стічних вод, дозволяє визначити найбільш оптимальний варіант суднового санітарного устаткування - очисна установка «ЕОС-15» в 6,1 рази ефективніша за установку «ЛК».

За результатами проведених досліджень для очищення стічних вод були використані два коагулянта - відходи титанового виробництва: залізо-алюмовмісний хлоридний реагент і алюмовмісний, що включає в себе оксихлорид алюмінію в рідкому стані.

Доза коагулянту вибиралася на основі експериментів за методом пробного коагулювання, з урахуванням вмісту основних речовин-коагулянтів. Коагулянт, за оптимальних умов коагулювання, пов'язаний з коригуванням рН вихідної води і дози коагулянту практично повністю очищає воду від завислих речовин, частково від азотистих з'єднань і сульфат-іонів, а в деяких випадках і фосфатних забруднень, але забруднює воду хлоридами, збільшуючи мінералізацію води, залишаючи забруднення по алюмінію і залізу.

Дана оцінка навколишнього середовища морегосподарської діяльності за допомогою математичного моделювання: прогнозу впливу інфраструктур водного транспорту на приморську рекреаційну зону; реагентної обробки суднових стічних вод коагулянтами з відходів титанового промислового виробництва; виробничо-економічній ефективності суднових систем водопостачання, заснованій на підвищенні технології очищення і знезараження стічних вод.

У десятому розділі відзначена головна проблема вітчизняного судноплавства - недостатність глибин біля причалів, в підхідних каналах до порту і в порту.

В зоні санітарної охорони моря (12 морських миль) заборонено скид усіх видів стічних вод, захоронення донних грунтів, які отримані в процесі днопоглиблювальних робіт, скиду пульпи, осадів, що утворюються за результатами знезараження стічних вод, в тому числі при експлуатації суден.

Розвиток портів України призводить до необхідності підтримки глибин і навіть їх збільшення. Згідно з даними Азовського, Чорноморського НІРО, обсяг дампінгу в прибережній зоні північно-західного шельфу Чорного моря на трьох звалищах - Одеському, Іллічівському, Дунайському, становить 60 млн. м³ ґрунту.

За даними аналізу ґрунтів перед їх скиданням на донне звалище, під час руху шаланди, відбувається міграція частинок ґрунту через стовп води, в яку забруднюючі речовини дифундують, змінюючи її якість, а у відкритому морі це призводить до перенесення суспензії до берегової смуги - першого поясу санітарної охорони моря.

Забруднені донні суспензії при цьому залишаються джерелами вторинного забруднення придонних шарів води вертикальним і горизонтальним переносом на прибережну рекреаційну зону моря.

Нашими дослідженнями встановлено, що днопоглиблення - багатофакторний процес, який залежить від: місця поглиблення, відстані від місць рекреації; обсягу черпання грунту з дна; методу проведення днопоглиблювальних робіт; застосованих плавзасобів технічного флоту днопоглиблення (грейферний, ковшового черпання, пневмовідсоси); місць відвалу ґрунту, глибин; гідрологічних умов у зоні відвалу ґрунту.

Процес днопоглиблення вимагає безперервного моніторингу за станом ґрунту за санітарно-токсикологічними та мікробіологічними показниками. У процесі санепіднагляду при виконанні робіт враховували існуючу класифікацію ґрунтів за ступенем їх забрудненості.

Суперечливі дані про зони акваторій Чорного моря, щодо значної кількості токсичних металів, які перевищують фонові забруднення, приведені в наукових працях Інституту біології Південних морів. Ці дані наведені на підставі виконання досліджень на останніх етапах технології днопоглиблення, вони здійснені без попередньої класифікаційної оцінки ґрунту та гідрологічних умов в місцях днопоглиблення.

На підставі отриманих результатів, розроблена схема запобігання впливу експлуатації днопоглиблювальних суден на забруднення морського середовища на всіх етапах виконання проектів днопоглиблювання в портах. Узагальнені критерії безпеки морського середовища в рекреаційних зонах при днопоглиблювальних роботах, які виконуються спеціалізованими суднами технічного флоту.

Для визначення можливості використання донних ґрунтів при формуванні намивних територій в портах. Розроблені рекомендації з послідовності відсипання земель водного фонду та створення на намитих територіях (землях водного фонду) в акваторіях портів перевантажувальних комплексів - Іллічівський паливний термінал, контейнерні термінали Одеського та Іллічівського портів. Вміст токсичних металів інтегрально вивчено методом інверсійної вольтамперметр.

Вперше включені інтегровані показники (хімічні, мікробіологічні, паразитологічні) гігієнічної оцінки вторинного забруднення донними ґрунтами, які виймаються в портах і морського середовища при утворенні придонного горизонту.

Завислі речовини (нафтопродукти, важкі метали, радіонукліди, поліхлоровані біфініли та ін.) при скиданні, діють токсично шляхом їх кумуляції та трофічні ланцюги.

Регламентовані технологічні етапи днопоглиблення, порядок та місця та обсяги відбору проб (блок-система) відповідно до скороченої і розширеної програми досліджень в процесі моніторингу.

Дослідження свідчать про високу ефективність алгоритму проведення державного санітарно-епідеміологічного нагляду за днопоглиблювальними роботами в чорноморських портах.

За підсумками вивчення процесу днопоглиблення в Чорноморських портах, отримано висновок - необхідне впровадження в практику методу послідовності при днопоглибленні, в першу чергу, ґрунту з наявністю хімічних сполук, у другу чергу, слід покривати цей відвал піщаними ґрунтами.

Вибору місця відвалу повинен мати правовий статус, виходячи з морфології дна і течій (в усі пори року) - що за нашими даними, зменшує винесення токсикологічних речовин у суспензіях за межи зони демпінгу (відвалу ґрунту).

Дослідженнями встановлена необхідність комплексного підходу, при складанні проекту днопоглиблення. Закон про екологічну експертизу потребує змін і має бути доповнений обов'язковим розділом «Про вплив об'єкта експерименту на здоров'я населення до оцінки проекту компетентним органом Міністерства Охорони Здоров'я України».

В одинадцятому розділі представлені концептуальні дослідження, виконані з урахуванням трансформованого довкілля та його особливостей на основі вивчення механізму дії антропогенних факторів на єдину систему «судно-порт-море -місто», з системою діючих і перспективних природоохоронних засобів за фізико-хімічними і біологічними критеріями і впливу об'єктів морегосподарської діяльності на водойму.

У системі управління якістю навколишнього середовища нами вперше встановлено інтегральний принцип еколого-гігієнічної регламентації для забезпечення раціональних навантажень на морське середовище, захисту морського середовища від забруднення при судноплавстві.

Природоохоронна система повинна бути гігієнічно регламентована та розглядатися, як багатопрофільна конструкція, що знижує витрати і підвищує ефективність утилізації забруднень, здійснює оздоровлюючий вплив на оточуюче середовище, здоров'я населення, перешкоджає поширенню небезпечних патогенів, за рахунок використання енергозберігаючих технологій очищення забруднених стічних вод та утилізації твердих відходів.

Оцінено комплексний підхід, який засновано на еколого-гігієнічній регламентації техніко-експлуатаційних систем функціонування берегових об'єктів, морських суден, з метою забезпечення раціональних навантажень на природне середовище.

Виходячи з фундаментальних гігієнічних робіт кількісні та якісні зміни оточуючого середовища (екосистема Чорного моря) обумовлені: швидким наростанням за природою, спектром неоднорідних за інтенсивністю і режимом впливу, кратністю впливу, а також зовнішніми факторами.

Перша особливість - визначає необхідність пошуку прискорених методів оцінки нормування факторів навколишнього середовища, друга - вишукування раціональних підходів до оцінки інтермітуючої дії різноманітних факторів, третя - розробку проблеми єдиного (комплексного) гігієнічного нормування і інтегральної оцінки всієї сукупності факторів навколишнього середовища, в т. ч. і сприятливих.

При обробці результатів досліджень, із застосуванням математичних методів, вперше вивчено механізм забруднення акваторії порту в процесі надходження забруднювачів у воду, як з берега, так і з суден, а також винесення цих забруднень з акваторії, з урахуванням можливих перетворень їх всередині акваторії (осідання, розчинення, хімічне, біохімічне самоочищення та ін.).

За результатами дослідження розроблено санітарно-гігієнічні пропозиції, що стосуються природоохоронних об'єктів і умов роботи експлуатаційних служб морського транспорту. Згідно з отриманими вихідними даними і особливостями трансформованого навколишнього середовища, оздоровлення морських акваторій концептуально повинно базуватися на врахуванні поєднаного механізму дії антропогенних факторів через біосферу на водойму.

Основними завданнями, щодо проблеми захисту водойм від забруднень є формування методичних підходів до гігієнічного нормування, що лімітує дії інтегральних факторів, а також пошук прискорених методів оцінки біологічних показників морського (водного) середовища:

- використання мікроорганізмів і їх штамів для знешкодження (оздоровлення) водного середовища морських акваторій; селекція різних культур мікроорганізмів з використанням фізичного (УФ ізотопи і ін.) і хімічного впливу;

- комплексна оцінка якості морських вод і донних відкладень у місцях інтенсивного судноплавства та прибережної смуги моря, а також морських мешканців; визначення хімічних речовин, в т.ч. тих, що володіють бластомогенними властивостями, із застосуванням прогностичних тестів на піддослідних тварин; біотестування, бактеріологічні, вірусологічні та гельмінтологічні показники; розробка сигнальних засобів індикації і інтегральної оцінки за морфологічними і генетичними маркерами, експрес-методів.

Дані структурні заходи оздоровлення морських акваторій портів базуються на статистичних даних, в т.ч. щодобового надходження тисяч кубометрів стічних вод, які скидають в прибережну смугу моря.

Звідси випливає необхідність в інтенсифікації заходів щодо запобігання забруднення моря. У першу чергу це стосується, безпосередньо, технічних засобів, що забезпечують оксигенацію великих водних мас попереджувального характеру, щодо контамінування прибережної морської смуги і рекреаційних зон.

Відомо, що в результаті забруднення водної акваторії промисловими і побутовими відходами особливо несприятливі умови, з точки зору гігієни та екології, спостерігаються в прибережній зоні, так як при поверхневому хвилюванні перемішування водної маси відбувається не по всій товщині водного об'єму, що, у свою чергу, зменшує аерацію, сприяє рясному зростанню планктонних водоростей, виникненню заморів, а також відкладенню важких металів.

Виходячи з вищевикладеного, є доцільним застосування розробленого нами проекту хвилезахисної споруди в акваторіях портів для посилення аерації, а також на ділянках масового відпочинку: пляжів, лиманів, лагун і ін.. Тобто в тих місцях, де можлива наявність великої кількості патогенних мікроорганізмів, де неприпустимо забруднення морського узбережжя плаваючими розлитими нафтопродуктами з суден, фекальними і стічними водами, сміттям.

Оздоровлення морського середовища акваторій портів в області санітарної охорони водойм має задовольняти наступним вимогам:

- обов'язковий облік негативних наслідків забруднення довкілля, який проявляється у зниженні продуктивності природних і штучних екосистем, знищення морської фауни і рибних запасів, погіршення здоров'я населення, втрати робочого часу, зниженні рекреаційної цінності природних ресурсів, що обумовлюють не тільки екологічні, але й економічні збитки;

- використання системи сигнальної інформації про інтенсивність хімічних і біологічних джерел забруднення водного середовища, які виникають через виробниче індукування та несприятливо впливають на організм людини, безпосередньо і побічно шляхом погіршення санітарних умов водокористування, а також можливих незворотніх екологічних наслідків для біоти;

- визначення величини антропогенних навантажень на водойму у порівнянні з максимально можливими межами їх деградації і дезінтоксикації за широким спектром характеру вантажних операцій в морських портах, а також за ступенем впливу різних категорій суднових вод і утворених осадів на водоймі підприємст і судноплавство за рахунок надходження різного характеру скидань.

У наведених схемах оздоровлення морських акваторій диференційовано представлені природоохоронні заходи з урахуванням впровадження в практику перспективних засобів і систем очищення та оздоровлення на підприємствах флоту і їх інфраструктур в портах і судноремонтних заводах.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі вперше обґрунтовані комплексні еколого-гігієнічні підходи до регламентації впливу функціонування морегосподарського комплексу на сучасному етапі розвитку цієї галузі з вивченням якості морського середовища акваторій чорноморських портів і рекреаційних зон при морегосподарській діяльності , що дозволяє зробити такі основні висновки:

1. Доведено, що функціонування морегосподарського комплексу та вплив останнього на санітарно-гігієнічний стан північно-західного шельфу Чорного моря сприяють накопиченню забруднення нафтопродуктів, фенолів, СПАР, солей важких металів, органічних форм біогенних речовин, дефіциту розчиненого кисню в морській акваторії, ускладнюють перебіг процесів самоочищення морського середовища, створюючи потенційні хімічні та епідемічні ризики для здоров'я населення, пов'язані з місцем розташування портів, природними умовами включно з впливом стоку річок Дніпро, Південний Буг, Дністер, що призводить до незворотних наслідків для процесів самоочищення морської води.

2. Проведене ранжування пріоритетних факторів впливу експлуатації суден на забруднення морського середовища, відповідно до діючої національної доктрини та міжнародної конвенції МАРГКХЛ-73/78 (ІМД) і Директив ЕС, дозволило визначити пріоритетні забруднювачі морської води в портах: Одеса: феноли , СПАР, БСК₅, кишкова паличка, клостридії, колі-фаги, дефіцит розчиненого кисню; Іллічівськ: феноли, СПАР, БСК_5, кишкова паличка, клостридії, колі-фаги; Южний: феноли, СПАР, БСК₅, колі-фаги.

3. Встановлено, що концентрація та міграція хімічних і біологічних речовин стічних вод з суден до акваторії портів, спричиняє забруднення морського середовища сальмонелами, ентерококами, іншими патогенними та умовно патогенними мікроорганізмами, яке має для морської води розрахунковий критерій ризику 0,74±0,11 (для прісної води - 0,47±0,008), що створює реальну небезпеку поширення збудників в напрямку рекреаційних зон водокористування та сприяє підвищенню рівня захворюваності на ГКІ серед населення приморських міст (Одеса, Миколаїв, Іллічівськ, Севастополь) у весняно-літній період.

4. Експериментально доведено вплив окремих шкідливих хімічних сполук (алкілсульфати, мідь, свинець, цинк) на виживання патогенної та умовно-патогенної мікрофлори в морській воді. Відповідно до чутливості та термінах виживаності мікроорганізми були розміщені наступним чином (сапрофіти, БГКП, Е. coli, Str. fecealis, ентерококи, ентеровіруси, ентеробактерії - Salmonella typhimurium).

5. Розроблено гігієнічний регламент доочистки суднових нафтовмістних вод з застосуванням бактерій деструкції нафтопродуктів (Pseudomonas fluorescens), які отримані методом селекції на спеціальних середовищах. Встановлено, що застосування біодеструкторів нафтопродуктів знижує вміст нафтопродуктів до - 0,4-1,0 мг/дм³, при початковій концентрації 19,0-50,0 мг/дм³ .

6. Доведено небезпеку занесення нетипових форм патогенних мікроорганізмів морським ізольованим баластом суден з інших водоймищ Світового океану до акваторії Чорного моря в портах Одеської затоки, що негативно впливає на можливості самоочищення та біопродуктивність морської води, про що свідчить перевищення санітарних норм мікробне обсіменіння. Джерелом розповсюдження чужорідних гідробіонтів, патогенних мікроорганізмів, гельмінтів є баластні води. В зв'язку з цим розроблено санітарно-гігієнічні критерії оцінки вод суднового ізольованого баласту та осадів по рівням забруднення як - допустима, помірна, висока. Пріоритетними показниками визначено: БГКП, збудники інфекційних захворювань, колі-фаги, яйця кишкових гельмінтів.

7. Запропоновано схему біохімічного очищення забруднених суднових стічних вод і принципи її регламентації та контролю із застосуванням нітрозометилсечовини, яка є індуктором - медіатором прискорення «біологічного дозрівання» активного мулу в аеротенках суднових установок і скорочення процесу очищення стічних вод до 2-3 діб (р<0,05) у порівнянні зі штатним режимом (10-15 діб). Підтверджена висока ступінь очищення суднових стічних вод в судових компактних установках при застосуванні каталізаторів тест-систем мікроорганізмів: амоніфікаторів (4,0±0,3)•10⁴ кл/г; нітрифікаторів (2,8±0,3)•10⁴ кл/г.

8. Обґрунтовано та модифіковано систему регламентації технології знезараження сільськогосподарської продукції від карантинних і інших небезпечних шкідників при переробці сільськогосподарських вантажів в морських портах України та транспорті їх в режимі транзит, як високо небезпечного вантажу для екіпажу суден. Вперше доведено недоцільність застосування фосфіду алюмінію для проведення фумігаційних робіт по боротьбі з шкідниками деревини на морських та річкових суднах. Рекомендована в системі нагляду, більш безпечна технологія обробки деревини, у контейнерах із застосуванням фуміганта бромистого метилу.

9. Встановлено, що індикатором токсичності стічних вод, очищених і реактивованих медіатором - нітрозометилсечевиною (НМС) на водоростях та найпростіших в якості тестів є хлорели, дафнії та інфузорії, зменшення токсичності яких становило відповідно 86,1±0,5%, 77,7±0,7%, 65,8±0,5%. Розроблені рекомендації з очистки, знезараження та детоксикації різних, за походженням, стічних вод, які основані на підвищенні експлуатаційних характеристик компактних каналізаційних установок суден. Встановлена висока ефективність очистки стічних вод морських суден в каналізаційних установках різних виробників, зокрема установці «ЕОС -15» (6,1 рази) у порівнянні з «ЛК-50» та іншими існуючими старими системами. Установку «ЕОС -15» запропоновано застосовувати як більш ефективну серед різних типів суднового природоохоронного устаткування.

10. Розроблено перспективну програму оздоровлення та профілактики забруднень морських акваторій та прибережних зон Одеської затоки північно-західної частини Чорного моря при проведенні днопоглиблювальних робіт, що дозволило на знизити рівень негативного впливу на навколишнє середовище. Моніторинг за днопоглиблювальними роботами вказав на високий рівень вторинного забруднення морського середовища донними осадами, які містять важкі метали та інші хімічні й біологічні забруднення, що поширюються на значні відстані за межі районів проведення днопоглиблювальних робіт (від 500 м до декількох кілометрів).

11. Доведено високу ефективність дії озону в поєднанні з коагулянтами при очищенні стічних вод від механічних забруднень, органічних речовин, нафтопродуктів, важких металів, фенолів, мікроорганізмів. Найбільш ефективним виявився озон в концентрації 2 г/м³ в поєднанні з коагулянтом оксихлоридом алюмінію. Відмічено високий ступінь очищення і знезараження стічної води від завислих речовин - 95,5±1,3 %; органічних речовин за БСК₅ - 90±0,1 %; нафтопродуктів - 99,1±1,4 %; кадмію -70,3±1,0 %; фенолу - 48,1±6,0 %; СПАР - 37,5±0,4 %; колі-індексом 99,9±1,2 %; переведення в осад та окислення більшості присутніх в стічній воді забруднень на 30,0±0,35 %.

12. Розроблена наукова концепція гігієни та екологічної безпеки, яка заснована на нейтралізації багатофакторних контамінантів і антропогенних навантажень в комплексній системі море - атмосфера - судно - порт - місто - рекреація, в області санітарної охорони морегосподарського комплексу та подальших досліджень водоохоронних об'єктів морського судноплавства і формування науково-правових актів санітарно-епідеміологічної діяльності.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

- у наукових періодичних фахових виданнях України:

1. Голубятников Н.И. Хим. безопасность в портах как гигиеническая проблема/Н.И. Голубятников //Довкілля та здоров'я. - 000. - №4(15).-С. 12-16.

2. Голубятников Н.И. Стратегия индивидуальной защиты докеров при переработке в морских портах опасных грузов / Н.И. Голубятников, Е.П. Белобров, Л.М. Шафран // Вестник морской медицины. - 2001.- №4.- С.75-79 (огляд літератури,розроблені рекомендації щодо створення безпечних умов праці докерів при виконанні робіт).

3. Голубятников Н.И. Международные аспекты проблемы безопасности транспорта для здоровья населения и окружающей среды / Н.И. Голубятников О.А. Бобылева, Д.П. Тимошина // Довкілля та здоров'я. - 2002. - №3(22).- С. 15-20. (аналіз літературних джерел та власних результатів, підготовлено висновки роботи).

4. Надворний M.M. Проблема забруднення морського середовища при перевезенні та технологічній обробці небезпечних вантажів у морських портах України / М.М. Надворний, М.І. Голубятников // Вісник морської медицини. - 2006. - №1-2 (32-33). - С. 16-23. (Проведено аналіз, узагальнено матеріали та оформлено статтю).

5. Голубятников Н.И. Особенности санитарной охраны территории Украины, влияющие на общественное здравоохранение в современных условиях / Н.И. Голубятников, И.П. Болдескул // Вісник морської медицини. - 2008. - №2 (40) . - С. 16-23. (узагальнено матеріали та оформлено статтю).

6. Сердюк A.M. Проблемы и перспективы развития морского транспортного комплекса Украины: аспекты эколого-гигиенической безопасности / A.M. Сердюк, Н.И. Голубятников // Довкілля та здоров'я. - 2008. - №1. - С. 3-7. (узагальнені наукові дані еколого-гігієнічного стану морського довкілля та оформлено статтю).

7. Голубятников Н.И. Новый эколого-гигиенический принцип биологической нейтрализации сточно-фановых вод на морских судах / Н.И. Голубятников, В.П. Сиденко, A.M. Войтенко, З.М. Аттарова // Вісник морської медицини. - 2010. - №2. - С. 53-59. (Розроблено принципи очистки, узагальнено матеріали та оформлено статтю).

8. Голубятников Н.И. Миграционные факторы в проблеме эпидемиологической безопасности экипажей международного судоходства / Н.И. Голубятников, В.П.Сиденко, A.M. Войтенко, Ю.Н. Ворохта. // Вісник морської медицини. - 2010. - №4. - С. 28-32. (проведено огляд літератури, аналіз результатів дослідження і написання висновків роботи).

9. Математическое моделирование инфраструктур транспортных средств в проблеме санэпиднадзора на флоте / Н.И. Голубятников, В.П. Сиденко, A.M. Войтенко, Е.А. Соленый // Інтегративна антропологія. - 2010. - №2. - С. 47-51. (проведено огляд літератури, підготовлено програму, написані висновки роботи).

10. Санитарно-эпидемиологические особенности и меры территориальной безопасности междунар. транспорта / Н.И. Голубятников, В.П. Сиденко, Г.И. Валявская [и др.] // Актуальные проблемы транспортной медицины. - 2010. - №3. - С. 55-60. (узагальнено матеріали та оформлено статтю).

11. Голубятников Н.И. Критерии гигиенической оценки производственной среды на объектах водного транспорта / Н.И. Голубятников, A.M. Войтенко // Український журнал з проблем медицини праці. - 2010. - №3. - С. 24-27. (узагальнено результати та оформлено статтю).

12. Голубятников Н.И. Экспериментальные исследования процессов миграции загрязнений при сборе с судов в зоны морской рекреации и выявление риска инфекционной заболеваемости населения Украинского Причерноморья / Н.И. Голубятников // Гигиена населенных мест. - 2010. - вып. - 55. - С. 106-114. (узагальнено результати та оформлено статтю).

13. Голубятников Н.И. Микробная деструкция нефтесодержащих судовых лляльно-балластных вод в проблеме их доочистки и защиты моря от загрязнения / Н.И. Голубятников // Гигиена населенных мест. - 2010. - вып. - 56. - С. 108-115. (узагальнено результати та оформлено статтю).

14. Голубятников М.I. Гігієнiчна оцінка навколишнього середовища при роботах із насипними вантажами в портах / М.I. Голубятников // Актуальные проблемы транспортной медицины. - 2010. - №4. - т.2. - С. 43-47. ( узагальнено результати та оформлено статтю).

15. Источники излучения ЭМП СВЧ-диапазона на морском флоте и особенности его распространения в окружающей среде /А.М. Войтенко, Н.И. Голубятников, Е.А. Соленый, И.А. Задерный // Гигиена населенных мест. - 2011. - №57. - С. 239-244. (узагальнено результати та оформлено статтю).

16. Гігієнiчна оцінка водопостачання та водовідведення Одеського порту /Н.Ф. Петренко, М.І. Голубятников, А.В. Мокієнко, О.Б. Зварич// Актуальні проблеми транспортної медицини. - 2013. - №2. - т.11 (32-11). - С. 147-152. (підготовлено програму, огляд літератури, надані практичні висновки).

17. Голубятников Н.И. Биологическая безопасность международного судоходства / Н.И. Голубятников, Н.О. Омаидзе, О.Е. Бахмуцан, О.И. Борисенко // Вісник морської медицини. - 2015. - №2. - С.10-16. ( узагальнено результати та оформлено статтю).

18. Голубятников Н.И. Эколого-гигиенические природоохранные модули - основа биобезопасности морехозяйственной деятельности / Н.И. Голубятников // Вісник морської медицини. - 2015. - №3 (12). - С. 7-11. Дисертантом узагальнено результати та оформлено статтю.

- у наукових фахових виданнях інших держав або науко метричних виданнях України :

19. Golubatnikov N.I. Chemical safety problem and the dangerous goods loading-unloading process in seaport development of the ecoport project strate / N.I. Golubatnikov, E.P. Belobrov, V.I Manovsky // Secotox World Congress and 6-th European Conference on Ecotox. and Envir. safety. - Krakov - Poland, 2001. - P. 309.

20. Golubatnikov N. I. Problems of medical, hygienic and ecological safety in the system of sanitary supervision for marine transport of Ukraine / N. I. Golubatnikov

// Maritime medicine: A Global Challenge : Proc. of 8th International symposium of maritime health : Rijeka-Croatia. 8-13 May 2005. - City of Rijeka, 2005. - P. 19-20.

21. Кравчук А.П. Совершенствование эпидемиологического надзора и контроля над чрезвычайными ситуациями международного значения в Украине в свете принятия международных медико-санитарных правил (2005) / А.П. Кравчук, В.К. Ляшко, Н.И. Голубятников // мат. ХI междунар. научно-практ. конференции. Саратов, 2012. - С. 125.

22. Голубятников Н.И. К вопросу экологии природно-очаговых болезней (концептуально-аналитические исследования) / Н.И. Голубятников, В.П. Сиденко // Journal of Health Sciences. Poland. - 2014, 4(1):041-050. Дисертантом проведено огляд літератури та оформлено статтю.

23. Голубятников Н.И. Эколого-эпидемическая безопасность в зонах функционирования международных транспортных коридоров /Н.И. Голубятников, В.В. Бабиенко // Медицинский журнал Западного Казахстана. - 2014. - №3. - С. 12-15. Дисертантом узагальнено результати та оформлено статтю.

24. Голубятников Н.И. Актуальные вопросы усовершенствования санитарно-эпидемиологического надзора в системе эколого-эпидемической безопасности водоемов при судоходстве / Н.И. Голубятников, В.В. Бабиенко // Журнал Гродненского государственного медицинского университета. - 2014. - №3 (47). - С. 88-91. Дисертантом узагальнено результати та оформлено статтю.

25. Голубятников Н.И. Санитарная охрана границ в истории формирования международного медико-санитарного законодательства (обзор) / Н.И. Голубятников // Журнал Гродненского государственного медицинского университета. - 2014. - №4 (48). - С. 7-11. Дисертантом узагальнено результати та оформлено статтю.

26. Голубятников Н.И. Актуальные вопросы фумигации в системе санэпиднадзора на водном транспорте / Н.И. Голубятников // Современные проблемы гигиены, радиационной и экологической медицины: Сб. науч. статей. - Гродно: ГрГМУ, 2014. - В. 4. - С. 34-42. Дисертантом узагальнено результати та оформлено статтю.

-у інших наукових періодичних виданнях:

27. Голубятников М.I. Санітарний контроль на морському кордоні /М.І. Голубятников // СЕС. Профілактична медицина. - 2009. - №3. - С.24-29.

28. Голубятников Н.И. Санитарная охрана акватории морских и речных портов Украины / Н.И. Голубятников, Л.П. Карпенко // Мат. Всеукраїнської наук.-практ. конф. «Екологія міст і рекреаційних зон» (Одеса, 04-05 червня 2009 р.). - 2009. - С. 67-71. Дисертантом проведені дослідження, оформлено статтю.

29. Голубятников М.І. Вплив процесу озонування на біоценоз обростання днища суден в проблемі захисту морських рекреаційних зон / М.І. Голубятников, В.П. Сиденко, А.M. Войтенко,С.А. Сольоний // Мат. Всеукраїнської наук.-практ. конф. «Екологія міст і рекреаційних зон» (Одеса, 02-03 червня 2011 р.). - 2011. - С. 22-26. Дисертантом проведені дослідження, оформлено статтю.

...