Технологічні шляхи профілактики дії на людей хімічних канцерогенних речовин - загальна онкологія

Вплив на технологічні процеси

Багато технологічні операції сучасного виробництва супроводжуються протіканням побічних або вторинних процесів, в результаті яких виникають хімічні канцерогенні сполуки (або їх попередники). Нерідко можливість впливу на людей виникли при цьому канцерогенів не обмежується лише сферою даного виробництва. Вони можуть вийти далеко за межі відповідного підприємства внаслідок присутності їх у вигляді домішок чи забруднень в його продукції або з викидами і відходами виробництва і вступити в навколишнє середовище людини. Таким чином, дії хімічних канцерогенних речовин, що виникли на виробництві, можуть піддатися люди, які не мають ніякого прямого відношення до даних підприємств. Отже, інженерні заходи, спрямовані на зниження кількості канцерогенних речовин, що утворюються при тих чи інших технологічних операціях, можуть надати профілактичний вплив на широкі кола населення, а не тільки на окремі професійні групи людей.
Та обставина, що канцерогенні речовини виникають в результаті побічних або вторинних процесів, обумовлює такі важливі наслідки. По-перше, при розробці технологічних операцій і конструюванні відповідних агрегатів можливість протікання таких процесів, як правило, не враховується і в проект не закладаються ніякі спеціальні заходи, націлені на запобігання утворенню канцерогенних речовин-не передбачається також будь-які експлуатаційні технологічні інструкції, що мають на меті зниження виходу канцерогенних агентів. По-друге, концентрації канцерогенних речовин в основних продуктах виробництва, а також в його викидах і відходах, бувають, як правило, незначними з точки зору технологів. Тому вони не виявляються при звичайних для даного виробництва контрольних вимірах. Отже, факт надходження з даного виробництва канцерогенів в навколишнє середовище нерідко взагалі залишається поза увагою виробничників.
Можна привести багато прикладів виробництв, виробничих процесів, технологічних і народногосподарських операцій такого типу. Перш за все слід зазначити процес спалювання будь-яких видів палива і взагалі органічних матеріалів. Мабуть, основна маса канцерогенних ПАВ, що циркулюють в навколишньому середовищі, зобов`язана своїм походженням саме цьому процесу. При горінні основним процесом є реакція окислення осколків молекул, що утворилися в результаті первинної деструкції палива, А освіта канцерогенних ПАВ відбувається в результаті протікання побічних реакцій полімеризації тих же уламків молекул, які могли б, у разі повного згоряння палива, окислюватися в ході основного процесу. Існування процесу полімеризації і, отже, освіти канцерогенних ПАВ стає можливим при горінні, ймовірно, лише завдяки тільки (або в значній мірі) недостатнього якості підготовки горючої суміші, що призводить до локальної недостатності кисню, навіть тоді, коли середній коефіцієнт надлишку повітря є задовільним.
Якість процесу горіння, т. Е. Повнота згоряння палива, контролюється визначенням змісту в димових газах продуктів неповного спалювання - СО, Н2 і т. Д. Ці (так само, як і інші теплотехнічні) показники не завжди знаходяться в прямій кореляції з вмістом канцерогенних ПАУ в продуктах згоряння: при повному, судячи з технологічними показниками, згорянні палива димові гази можуть містити канцерогенні ПАУ [Гун Л.К. і ін., 1971].
Процес спалювання палива є одним з основних джерел надходження канцерогенних ПАВ в атмосферу, грунт, воду водойм, в рослини, в рослинні харчові продукти і рослинне харчову сировину. Використання димових газів для копчення харчових продуктів і в ковбасному виробництві, а також для сушіння зерна, фруктів та іншої харчової сировини може стати причиною появи канцерогенних ПАВ в ряді харчових продуктів.
Горіння є також першопричиною можливої появи канцерогенних сполук іншого хімічного класу - НС. Справа в тому, що в результаті дії високих температур, що розвиваються при горінні, може відбуватися утворення оксидів азоту, що є попередниками НС. При використанні димових газів в технологічних цілях ці нітрозірующего оксиди азоту можуть вступати у взаємодію з вторинними амінами (при їх наявності), що призводять до виникнення відповідних НС. В даний час відомі кілька видів продуктів, які можуть містити НС такого походження. Добре доведено, що димове копчення риби є причиною появи (або збільшення вмісту) НС в продукції внаслідок взаємодії оксидів азоту, що виникають в процесі димогенераціі коптильного диму і амінів, що містяться у вихідній сировині. Аналогічна причина появи НС в беконі, який також піддають обробці димом в процесі його приготування. Присутність НС в деяких зразках пива пов`язують із застосуванням димових газів для сушки солоду, що підтверджується кореляцією між вмістом цих агентів в солоді і пиві зі способом сушіння солоду.
Таким чином, процес спалювання палива, який грає фундаментальну роль в сучасній техніці і технології, є одним із джерел виникнення двох основних класів хімічних канцерогенів навколишнього середовища - ПАУ і НС. Ці агенти можуть надійти або безпосередньо в навколишнє середовище разом з димовими газами, або внаслідок використання димових газів в технологічних цілях в ті чи інші продукти масового вживання, зокрема в харчові продукти та харчова сировина, напої. У зв`язку з цим повинні бути різними і підходи до вирішення завдання профілактики дії на людей канцерогенів такого походження.
Перший, основний, шлях профілактики - це вплив на сам процес спалювання палива, яке має на меті зменшення ймовірності протікання вторинних, побічних процесів, що ведуть до появи канцерогенних речовин (або їх попередників). Такі заходи повинні розроблятися на основі результатів ретельного наукового вивчення виходу шкідливих агентів при горінні в залежності від режимних, конструктивних і сировинних чинників. Дослідження такого роду хоча і виробляються, але їх обсяг і результати ще явно недостатні для того, щоб на їх основі можна було виробити вичерпні практичні профілактичні рекомендації. За наявними експериментальними даними можна зробити лише деякі орієнтовні висновки обмеженою значущості. Режимні фактори (коефіцієнт надлишку повітря, температурний режим, теплове навантаження) мають обмежений вплив на вихід канцерогенних ПАВ: зменшенням коефіцієнта надлишку повітря до величин менше 1 можна різко збільшити утворення канцерогенних речовин, проте якщо він вище 1, то варіювання його в даній конкретній установці не викликає істотних змін у виході канцерогенів. Чи не мають суттєвого впливу на нього також і варіації температурного режиму і теплового навантаження. Значно більшу роль відіграють конструкція паливної апаратури і вид палива, причому значення виду палива зводиться, по-видимому, головним чином до того, що з газоподібного і рідкого палива легше підготувати досить якісно горючу суміш, ніж з твердого.
Практично все сказане тут означає, що на конкретній діючої установці суворе дотримання теплотехнічних інструкцій по її експлуатації може забезпечити лише збереження викиду канцерогенних ПАВ на певному рівні, що визначається конструкцією установки. Нехтування ж від інструкції можуть різко збільшити вихід канцерогену. Що ж стосується зменшення освіти канцерогенів в порівнянні з їх кількістю, що виникають при оптимальному теплотехническом режимі роботи установки, то цього можна досягти лише внесенням інженерних конструктивних змін в установку.
Все викладене вище щодо процесу згоряння палива відноситься до спалювання його не тільки в топкових пристроях, а й в будь-яких інших установках, наприклад двигунах внутрішнього згоряння, турбінах, на хімічних підприємствах і т. П.
Слід зазначити, що в даний час залишається ще майже не вивченим питання про зв`язок спалювання палива в установках різних типів з виділенням в навколишнє середовище канцерогенних сполук різних металів, хоча він заслуговує на увагу.
Профілактика дії на людей канцерогенів, що з`являються в результаті технологічного застосування димових газів, може здійснюватися різними шляхами. Найбільш радикальним серед них є відмова від застосування в народному господарстві технологічних операцій, що допускають безпосередній контакт димових газів з харчовими продуктами або матеріалами, використовуваними в харчовій промисловості. Якщо гарячі димові гази (зазвичай розбавляються повітрям для зниження їх температури до необхідної технологічним режимом) грають роль тільки теплоносія, то замість них можна застосовувати чисте повітря, нагріте до заданої температури в спеціальних калорифери. Така технологія сушки застосовується в деяких галузях народного господарства. З точки зору охорони здоров`я населення вона вважається вельми розумною, оскільки, як передбачається, виключає можливість проникнення в висушуваний матеріал не тільки відомих канцерогенних сполук, але і будь-яких інших небажаних агентів, які можуть бути присутніми в продуктах згоряння. Слід зазначити, однак, що в світлі сучасних даних така точка зору не зовсім справедлива. Справа в тому, що атмосферне повітря в деяких місцевостях буває настільки забруднений ПАУ, що використання його в якості агента сушіння призводить до появи БП в висушують матеріалі. У той же час спостерігалися випадки, коли атмосферне повітря, що подається в топку, що працює на природному газі, містив більше БП, ніж виходять з топки димові гази.
Спосіб сушіння, що виключає контакт продуктів згоряння з висушують матеріалом, в економічному відношенні значно менш вигідний, ніж сушка безпосередньо продуктами згоряння. Важливо і те, що він вимагає більшої витрати пального. Мабуть, саме в зв`язку з цим останнім часом відзначається тенденція не до зменшення, а швидше до розширення застосування сушки кормових і навіть харчових продуктів димовими газами, розведеними повітрям. До того ж результати дослідження продуктів, що піддавалися сушінню димовими газами, показують, що такий спосіб сушіння не завжди супроводжується накопиченням канцерогенних речовин в висушують матеріалі. Можливість накопичення канцерогенів в них, як показує аналіз експериментальних даних, залежить від ряду факторів: від концентрації канцерогену в теплоносії, від властивостей самого матеріалу і від стану його шару (щільний шар, киплячий шар, зважений стан). Спеціальні дослідження показали, що, наприклад, сушка сумішшю продуктів згоряння газоподібного або рідкого палива зерна, насіння олійних культур, сої, фруктів в ряді типів існуючих сушильних агрегатів не приводить до появи в них додаткових кількостей БП в порівнянні з фоновим його змістом, якщо така є [Каткова О. Н. і ін., 1975]. У той же час сушіння лікарської сировини в сушильних установках аналогічного типу збільшує вміст в ньому
БП в середньому в 4 рази [Дикун П. П. та ін., 1981]. Є дані, що вказують на те, що і в зерні, насінні олійних культур, фруктах вміст БП може підніматися до відносно високого рівня в результаті сушіння в деяких типах сушильних установок.
З огляду на всі ці обставини, доцільно рекомендувати диференційований підхід до вирішення питання про допустимість сушки продуктами згоряння в тому чи іншому конкретному випадку. Він повинен вирішуватися на основі ретельного вивчення сушильного агрегату як в тій його частині, яка виробляє теплоносій, так і в власне сушильної. Мабуть, у багатьох випадках на підставі результатів таких досліджень виявиться можливим зробити висновок про допустимість застосування сушильних агрегатів, що використовують в якості теплоносія продукти спалювання палива, або виробити необхідні технологічні профілактичні рекомендації. При цьому найбільшого профілактичного ефекту можна досягти удосконаленням конструкції топкових пристроїв і поліпшенням умов спалювання палива.
По-іншому йде справа в тих випадках, коли димові гази використовуються не тільки для нагрівання, але їх компоненти відіграють певну технологічну роль. Наприклад, компоненти коптильного диму, що осідають на поверхні оброблюваного харчового виробу (і проникаючі в його глибину), грають роль консервантів і надають йому специфічного забарвлення, зовнішній вигляд, смак і аромат. Починалися спроби домогтися відсутності надходження канцерогенних ПАВ з коптильного диму в продукцію зміною умов і режиму димогенераціі привели лише до обмеженого успіху. Значно більшого успіху вдалося досягти на шляху повної зміни технології приготування продуктів даного типу. Для цього був розроблений бездимний спосіб копчення за допомогою коптильних рідин. Коптильна рідина «Вахтоль», розроблена в СРСР, дає можливість повністю виключити проникнення канцерогенних ПАВ і НС в м`ясні і рибні копчені харчові продукти в процесі їх приготування.
Іншим важливим процесом, що має широке застосування в сучасній індустрії, при якому утворюються канцерогенні ПАУ, є термічна переробка органічних матеріалів в безкисневому середовищі. До технологічних операцій цього класу відносяться піроліз органічних матеріалів, коксохімічне і нафтопереробні виробництво, термічна переробка сланців, бурого вугілля, торфу і т. П. З підприємств цього типу канцерогени можуть надходити безпосередньо в навколишнє середовище разом з відходами і викидами виробництва. Однак, мабуть, головна небезпека таких виробництв полягає в тому, що канцерогенні ПАУ, іноді в значних концентраціях, містять багато основні їх продукти, що мають широке застосування в народному господарстві. Наприклад, концентрація БП в кам`яновугільному пеку досягає 2 - 3%. Це найвища концентрація цього канцерогену, яку вдалося спостерігати в будь-якому об`єкті промислового або природного походження. Економічне застосування таких продуктів є джерелом широкого поширення канцерогенів у навколишньому середовищі.
Основним параметром таких виробництв, від якого різко залежить вихід канцерогенних ПАВ, є температура процесу. Максимальний вихід ПАУ спостерігається при 700 - - 800 ° С. Він різко знижується при зменшенні температури (майже до нуля при 450-500 ° С). Зменшення температури процесу, якщо це допустимо з технологічної точки зору, може з`явитися засобом зниження кількості утворюються на таких підприємствах канцерогенних ПАВ. Однак основні шляхи профілактики дії на людей канцерогенних ПАВ такого походження слід шукати, мабуть, в сфері використання відповідних продуктів.