3. Оценка риска компостирования органических отходов
В последние годы широкую популярность приобрело приготовление различных экологически чистых компостов. Возникло целое направление органического земледелия — organic farm. Его приверженцы активно используют компосты в фермерских хозяйствах, стараясь обходиться без минеральных удобрений и пестицидов. В европейских странах для получения компостов широко внедряются общие для населения способы сбора и переработки бытовых органических субстратов. Для этого используют, как правило, специальные емкости, заготовки собирают централизованно, а сам процесс стараются контролировать. Увлечение компостами возникло и у нас в годы Перестройки. Идея экологического земледелия воодушевила многих. Однако практически нигде она не осуществлялась профессионально, и уж, тем более, под специальным контролем.
Бытует мнение, что изготовление компоста — экологически чистый процесс, позволяющий, с одной стороны, утилизировать отходы, а с другой — получить органическое удобрение. Но так ли он безопасен, особенно для людей, занятых в его производстве?
Специалисты в области компостирования отходов часто не осведомлены о гигиенических критериях компостирования. В результате этого могут иметь место несчастные случаи, которые будут способствовать неприятию компостирования как такового. Поэтому необходимо пролить свет на риски, которые могут иметь место при компостировании.
Методология оценки риска воздействия вредных факторов окружающей среды на здоровье населения (RISK ASSESSMENT) является новым, относительно молодым, но интенсивно развиваемым во всем мире междисциплинарным научным направлением. Эта методология начала использоваться в США с 80-х годов прошлого столетия. На сегодняшний день она широко применяется в большинстве развитых стран мира и рекомендована Всемирной Организацией Здравоохранения в качестве ведущего инструмента при определении количественного ущерба для здоровья от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды.
Сегодня можно с уверенностью говорить о том, что обращение с отходами с использованием любой технологии сопряжено с множеством рисков, присущих опасным объектам. Эти риски достаточно хорошо описаны A.K.Panikkar, S.J.Riley, S.P.Shrestha (2004), О.Е.Марфениной (2002) и группой авторов в рамках международного проекта “Composting of organic wastes, optimization of the thermogenic phase to overcome the hygienic and public health hazards”, финансированного Swiss National Science Foundation.
Приоритетными в списке профессиональных вредностей при компостировании выступают патогенные и аллергенные микроорганизмы, микробные токсины. Источниками этих опасностей служат обычные патогены фекального происхождения (бактерии, вирусы, цисты и яйца кишечных паразитов). Вторая опасность связана с развитием мезо- и термофильных/термотолерантных грибов и актиномицетов, которые играют важную роль в деградации отходов. Среди этих микроорганизмов обнаруживаются возбудители инфекционных, аллергических заболеваний.
Большинство органических отходов содержат патогенные организмы. Компостируемый материал не является для патогенных микроорганизмов естественной средой обитания, и они постепенно элиминируют из таких систем в результате действия высоких температур, конкуренции за источники питания, продуктов микробного метаболизма. Известны результаты эксперимента со спорами сибирской язвы, способными сохраняться в почве до 100 лет. По данным Knoll K.H. (1964), при влажности 40-60% и при аэробном разложении бациллы сибирской язвы в компосте погибали уже через 17 дней.
Компостирование – это микробиологический процесс, в который поочередно включаются различные группы микроорганизмов. И в медицине, и в микологии возникла целая группа болезней, вызываемых грибами, представляющими медицинский интерес (fungi of medical interest). Речь идет о потенциально патогенных грибах и грибах-аллергенах. К первым относят грибы, которые могут вызывать микозы человека, но одновременно развиваются и сохраняются во внешней среде. Из-за таких лабильных свойств их часто называют оппортунистическими. В первую очередь это почвообитающие грибы: Absidia corymbifera, Aspergillus flavus, A. fumigatus, A. terreus, Acremonium kiliense, Chrysosporium keratinophilum, Fusarium oxysporum, F. solani, F. verticilloides, Paecilomyces variotii, Scopulariopsis brevicaulis и др. Иммунная система в норме справляется со спорами вредных плесеней, которые попадают в организм человека через дыхательную, пищеварительную или половую системы. Но при иммунодефиците эти так называемые оппортунистические грибы становятся серьезным этиологическим фактором. Сегодня глубокие микозы − одна из наиболее распространенных причин смерти ВИЧ-инфицированных больных.
В результате эпидемиологических и экспериментальных исследований установлено, что в ходе изготовления компостов могут развиваться потенциально патогенные плесени. Это приводит к весьма неблагоприятным последствиям, особенно для людей, занятых в производстве. Была установлена четкая связь развития атипического аллергического ринита, конъюнктивита и бронхиальной астмы при контакте со спорами грибов. Грибы, являющиеся основными “поставщиками” спор во внешнюю среду, находятся в воздухе изолированно или на частицах растительного и животного происхождения в виде так называемого биоаэрозоля. Первичными этиологическими агентами при этом оказываются тёмноокрашенные виды из родов Alternaria, Bipolaris, Cladosporium, Curvularia, Nodulosporium, а также Aspergillus, Chrysosporium, Fusarium, Mucor.
Несмотря на повсеместное распространение одного из направлений компостирования – вермикомпостирования, очень мало известно о рисках здоровью, связанных с ростом грибов в вермикомпостах. Было обнаружено, что сообщество микроскопических грибов в вермикомпосте отличается в некоторых аспектах от подобных сообществ в обычных компостах, а именно: их разнообразием, видовым составом, изобилием. Обычные компосты отличались большим видовым разнообразием микроскопических грибов. Эти отличия отчетливо наблюдались на последних стадиях процесса компостирования. Обеднение видового состава было связано с уменьшением количества редких видов микроскопических грибов. Важно, что количество и частота появления некоторых медицински значимых грибов, как правило, в некоторой степени были выше в вермикомпостах, нежели в обычных компостах. Эта тенденция была отмечена для родов Aspergillus (A.fumigatus, A.niger, A.flavus), Fusarium (F.oxysporum, F.moniliforme), Chrysosporium spp. Наибольшая обсемененность среды отмечена для вермикомпоста на основе птичьего помета.
Следует уделить внимание высокой вероятности формирования специфического сообщества микроскопических грибов вермикомпоста. Сообщества микроскопических грибов вермикомпостов часто включают виды родов Aspergillus, Fusarium, Chrysosporium, являющихся объектом внимания медицины. Наличие проблемных плесеней должно стать объектом микологического контроля вермикомпостов в ходе компостирования (особенно в течение активной фазы компостирования), в готовом компосте и в окружающей среде.
Следовательно, компостирование в промышленных масштабах должно стать объектом службы профессиональной безопасности из-за аэрозолей, содержащих аллергенные, патогенные микроорганизмы и токсины. Промышленное компостирование должно быть контролируемым процессом, ведущим к оптимальной гигиенизации, то есть элиминации аллергенных и патогенных микроорганизмов, и деградации биоотходов.
1. На сегодня не установлены точные дозы аллергенных/патогенных микроорганизмов и токсинов, оказывающие вредные эффекты на здоровье как у здоровых, так и у чувствительных индивидов. Для установления влияния избыточных концентраций аллергенов/патогенов на здоровье рабочих, занимающихся компостированием, необходимы дополнительные долговременные эпидемиологические исследования процесса компостирования в промышленных масштабах.
2. Все больше граждан занимается компостированием отходов в небольших масштабах. Поскольку эти системы ведутся экстенсивным способом, гигиеническая обработка компостов высокими температурами не всегда может быть гарантирована. Необходим гигиенический контроль таких систем.
3. Компостирование – сложный комплексный биологический процесс. Требуются дополнительные исследования для эффективного контроля параметров (аэрация, ворошение и др.), играющих важную роль в оптимальной деградации отходов, гигиенизации и созревании компостов.
Объединение исследовательских институтов, агентств и предприятий, занимающихся компостированием, должно привести к учреждению «хорошей практики компостирования». Информация о возможных профессиональных рисках для рабочих, занятых компостированием, должна быть доступной не только для медицинских работников, но и для тех, кто работает с органическими отходами.
В России приняты следующие санитарно-гигиенические требования к производству компостов:
1. Санитарно-гигиенические параметры условий труда должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны», СП 1.2.1170-02 «Гигиенические требования к безопасности агрохимикатов» и СанПиН 1.2.1330-03 «Гигиенические требования к производству пестицидов и агрохимикатов».
2. Производственное оборудование технологического процесса должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.003-91 «Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности» и СП 2.2.2.1327-03 «Гигиена труда. Технологические процессы, материалы и оборудование, рабочий инструмент гигиенические требования к организации технологических процессов, производственному оборудованию и рабочему инструменту».
3. Все работы, связанные с погрузкой, разгрузкой и фасовкой сухих продуктов, в соответствии с требованиями СанПиН 1.2.1077-01 «Гигиенические требования к хранению, применению и транспортированию пестицидов и агрохимикатов» должны проходить в помещениях с приточно-вытяжной вентиляцией. Вентиляционная система помещений должна обеспечивать тепло-влажностные параметры в пределах нормативных требований для данного производства. Контроль над содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны должен проводиться в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88.
4. При работе с компостами следует соблюдать правила личной гигиены, работать в спецодежде, в перчатках (хлопчатобумажные, резиновые). Все работы по производству и расфасовке компостов выполняют в специальной одежде, с использованием респиратора согласно «Типовым отраслевым нормам бесплатной выдачи спецодежды, спецобуви и предохранительных приспособлений». Средства защиты должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.4.011-89 «ССБТ. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация». Стирка спецодежды осуществляется по мере ее загрязнения.
5. Лица, занятые в производстве компостов, должны соблюдать правила личной гигиены и в обязательном порядке проходить периодические медицинские осмотры в соответствии с Приказом Минздрава России от 14.03.96 № 90 и ГОСТ 12.1.007-76 «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности».
6. Во всех производственных помещениях и на рабочих местах должна быть аптечка первой доврачебной помощи.
7. При хранении и транспортировке компостов следует соблюдать все требования и меры предосторожности согласно СанПиН 1.2.1077-01 «Гигиенические требования к хранению, применению и транспортировке пестицидов и агрохимикатов» и Санитарным правилам 1.2.1170-02 «Гигиенические требования к безопасности агрохимикатов».
Для разработки конкретных рекомендаций по управлению отходами и компостами и по контролю их гигиенических и агрономических свойств необходимы дальнейшие совместные исследования инженеров, микробиологов, аллергологов, эпидемиологов и специалистов в сфере компостирования.
Литература
1. “Smart Gardening Information Sheet. Backyard Composting Questions and Answers”. – Department of Public Works Environmental Programs Division. Countywide Smart Gardening Program. – Publication #SG-2, December 2002. www.ladpw.org
2. “Smart Gardening Information Sheet. The Art and Science of Backyard Composting”. – Department of Public Works Environmental Programs Division. Countywide Smart Gardening Program. – Publication #SG-1, August 2002. www.ladpw.org
3. 10 Misconceptions in Composting. http://aeromasterequipment.com/LC/10misconceptions.html
4. Arasteh K. et al. Cryptococcus in HIV infection of man: an epidemiological and immunological indicator? - Zentralblatt fur Bakteriologie. – 1996. – 284. – P.153-163.
5. Beffa T. et al. Mycological control and surveillance of biological waste and compost. // Medical Mycology. – 1998. – 36(1). – P.137-145.
6. Beffa T. et al. Presence of Aspergillus fumigatus in municipal composting facilities. - XI Congress of the International Society for Human and Animal Micology, Montreal, June 24-28. – 1991.
7. Bruce R. Eastman. Achieving pathogen stabilization using vermicomposting. // BioCycle Magazine. - November 1999, Page 62.
8. Can Reduce Waste & Save Money. //Community Backyard Composting Programs. – NC State University.
9. Community Backyard Composting Programs. Can reduce waste & Save Money: The Composting Council. National Backyard Composting Program Cost-Benefit Analysis of Home Composting Programs in the United States. – 1996. – NC State University. College of Agriculture & Life Sciences.
10. Compost Physics. http://compost.css.cornell.edu/physics.html
11. Dill I. et al. Massenentwicklung von Stachybotrys chartarum auf Blumentopfen aus Pappe. – German Speaking Mycological Society. – Kiel, September 19-22. – 1996. – V.31.
12. Distinguishing Compost Quality. http://www.aeromasterequipment.com/LC/compostquality.html
13. E.Kaufman. Composting for Soil Renewal. http://www.jerusalemcityfarmers.org/howtocompost.html
14. Grosse G. et al. Pathological and epidemiological aspects of skin lesions in histoplasmosis. Observations in an AIDS patient and badgers outside endemic areas of histoplasmosis. – Zentralblatt fur Bakteriologie. – 1997. – 285. – P.531-539.
15. Gumowski P. Evaluation of occupational risk factors for the workers in municipal composting facilities.// European Respiratory Journal. – 1992. – 5(15). – P.405-406.
16. Home Composting Primer. US Composting Council. http://www.compostingcouncil.org
17. Joe Keyser. Myth-Busting: Ten Tall Tales about Composting. http://www.bbg.org/gar2/topics/sustainable/handbooks/easycompost/9.html
18. Knoll K.H. Hygienische Aspekte bei der Behandlung und Beseitigung von Klärschlamm und anderen festen Abfallstoffen. // Aquatic Sciences - Research Across Boundaries. – 1964. – V.26(2). – P.693-709.
19. Large-Scale Organic Materials Composting. – NC State University.
20. Millner et al. Bioaerosols associated with composting facilities. – Compost Science and Utilization. – 1994.
21. Mitchell, M.J. 1978. Role of invertebrates and microorganisms in sludge decomposition. - In: Hartenstein, R. (ed). Utilization of Soil Organisms in Sludge Management. Natl. Tech. Inf. Services, PB286932, Springfield, Virginia, pp. 35-50.
22. Nancy Trautmann, Elaina Olynciw. The Phases of Composting. . http://compost.css.cornell.edu/microorg.html
23. National Standard of Canada CAN/BNQ 0413-200 «Support Document for Compost Quality Criteria» http://www.compost.org/compostqualitydoc.pdf .
24. S.M.Tiquia. Microbiological parameters as indicators of compost maturity. //Journal of Applied Microbiology. – 2005. - Volume 99. - Issue 4. - Page 816.
25. Staib F., Heissenhuber M. Cryptococcus neoformans in bird droppings: A hygienic epidemiological challenge. // AIDS-Forschung. – 1989. – 4. – P.649-655.
26. Summerbell R.C., Staib F. et al. Ecology of fungi in human dwellings.// Journal of Medical and Veterinary Mycology. – 1992. – 30 (1). – P.279-285.
27. Summerbell R.C., Staib F. et al. Household hyphomycetes and other indoor fungi.// Journal of Medical and Veterinary Mycology. – 1994. – 32 (1). – P.277-286.
28. The Natural Way. Composting Council of Canada. http://www.compost.org/natural.html
29. US Composting Council “Evaluating Compost Quality” http://www.compostingcouncil.org
30. Wittstatt U. Mykobacteriosen bei Heimvogeln. – Sitzung der Berliner Tierarztlichen Gesellschaft. – Berlin, November 13. – 1996.
31. Авалиани С.Л., Андрианова М.М., Печенникова Е.В., Пономарева О.В. Окружающая среда. Оценка риска для здоровья (мировой опыт). - М., 1996.
32. Ас. № 1479448 СССР. Способ переработки твердых бытовых отходов в компост / В.С. Маслов, В.Г. Корнеев, Т.М. Карюк. – 1989.
33. Ас.№ 1710538 СССР, Установка для компостирования отходов / Э.М. Гаевский. – 1992. – 3 с.
34. Ищенко И.А. Взаимодействие между дождевыми червями и микроскопическими грибами. – Автореф.дисс.канд. – М., 1995.
35. Киселев А.В., Фридман К.Б. Оценка риска здоровью. Подходы к использованию в медико-экологических исследованиях и практике управления качеством окружающей среды. – СПб, 1997.
36. Кларенс Г.Голуэк. Компостирование отходов. Основные принципы.
37. Концепция проекта областной целевой программы «Обращение с отходами производства и потребления в Московской области на 2006-2015 годы».
38. Марфенина О.Е. Опасные плесени в окружающей среде.// Природа. – 2002. - №11.
39. Покровская С.Ф. Новые тенденции в компостировании городских отходов (зарубежный опыт) // Сб. “Агропромышленное производство: опыт, проблемы и тенденции развития”. – М.: Выпуск ВНИИТЭИ, 1991. – № 4. – С. 40–46.
40. Терещенко Н.Н. Эколого-микробиологические аспекты вермикультивирования. – Новосибирск: Изд-во СО РАСХН. – 2003. – 116с.
41. Трубецкой О.А., Чиаватта К., Трубецкая О.Е. Электрофоретический мониторинг созревания гуминоподобных веществ в процессе компостирования органических отходов. //Материалы 2-й международной научно-практической конференции "Дождевые черви и плодородие почв". – Владимир, 2004.
42. Чернова Н.М. Зоологическая характеристика компостов. М. «Наука», 1966.