Higiena komunalna

- środowisko zamieszkania

- środowisko wypoczynku

Środowisko:

­- powietrze: mieszanina gazów (N₂, 0₂, H₂0, C0₂, CO)

­- woda

Zanieczyszczenie powietrza. Wprowadzenie substancji

- stałych

- ciekłych

- gazowych

W ilościach, które mogą szkodliwie wpływać na człowieka.

Podstawowe zanieczyszczenia:

- pyły

- gazy (tlenki węgla, N_XO_y, S_XO_y, węglowodory, ozon i inne.)

Najwyższe dopuszczalne stężenia NDS:

- jednorazowe (czas badania 30') - 500μg w m³

- średniodobowe (czas badania doba)

- średnioroczne (365 dni) - 40μg w m³

Badanie zanieczyszczeń:

WODY OPADOWE - nie nadają się do picia i na potrzeby gospodarcze (nie zawierają żadnych soli mineralnych - może to powodować wypłukiwanie substancji mineralnych)

WODY POWIERZCHNIOWE

WODY PODSKÓRNE <5M

WODY GRUNTOWE 5-15M

WODY GŁĘBINOWE >15M

Wody powierzchniowe - nie nadają się do picia i na potrzeby gospodarcze

Wody podskórne - zawierają dużą, ilość materiału organicznego, nie nadaje się do picia i na potrzeby gospodarcze.

Wody gruntowe - nadają się, ale jakość ich zależy od regionu (zanieczyszczenia substancji azotowych)

Wody głębinowe - są czyste od zanieczyszczeń: mikrobiologicznych, chemicznych, mogą zawierać dużo Fe, i Mn.

Badania sanitarne:

1. Skrócone

2. Rozszerzone

3. Pełne

1. Badania skrócone.

Stosowane przy otwieraniu studni przez pojedyncze jednostki obejmują parametry

fizyczne i chemiczne:

- barwa

- zapach

- mętność

- temperatura

- odczyn

- twardość ogólna

- twardość niewęglanowa

- zasadowość

- żelazo ogólne

- mangan

- chlorki

- azot amonowy - może być proces gnilny

- azot azotynowy - najbardziej toksyczne, bo wiążą się z hemoglobiną→methemoglobina (sinica), z aminami tworzą w soku żołądkowym nitrozoamniy, które są rakotwórcze

- azot azotanowy

- utlenialność (CHZT) - świadczy o ogólnej zawartości związków organicznych . badania bakteriologiczne:

1. Ogólna liczba bakterii w 1 ml wody:

- bakterie psychrofilne (inkubacja 48h w temp 20°C)

- bakterie mezofilne (inkubacja 24h w temp 37°C)

2. Miano coli - objętość wody w ml, w której znaleziono 1 bakterię typu coli.

2. Badania rozszerzone. Tylko w niektórych przemysłach

3. Badania pełne. Przy otwieraniu nowych większych studni publicznych, wodociągów. Wykonywane okresowo.

Higiena środowiska pracy

środowisko pracy - zespół czynników, które kształtują otoczenie człowieka w czasie pracy.

Czynniki:

- czynniki fizyczne:

- mikroklimat

- zapylenie

- hałas

- zanieczyszczenia chemiczne - oznacza się albo zagrożenia, albo szkodliwości

- skład powietrza i jego zanieczyszczenia

- obciążenie psychiczne

- stosunki międzyludzkie

- wydatek energetyczny

Stopień zagrożenia - bada się stężenie określonego związku w powietrzu.

Stopień szkodliwości - bada się wpływ danego związku na pacjenta.

Mikroklimat - zespół powiązanych ze sobą właściwości fizycznych powietrza, czyli temperaturę, wilgotność powietrza, prędkość ruchu powietrza, ciśnienie powietrza, oraz promieniowanie od i do przedmiotów. Mikroklimat ma wpływ na procesy termoregulacji.

Składniki mikroklimatu:

­- temperatura powietrza - warunkuje promieniowanie i przewodzenie. Skale temperaturowe : °F i °C oraz inne, zawsze są dwie wartości topnienia lodu i parowania wody.

Skala Farenhaita od 32°F do 212°F

1°F=9/5 * °C+32

1°C = 5/9 * (°F - 32)

- Wilgotność powietrza - warunkuje czynną wymianę powietrza. Im wyższa temperatura, tym więcej pary wodnej może znaleźć się w powietrzu.

Wilgotność bezwzględna - ilość gramów pary wodnej w 1 m3 powietrza w danej chwili i miejscu.

Wilgotność względna - stosunek ilości bezwzględnej do maksymalnej w %. Optymalna dla człowieka 40-60%.

Punkt rosy - temperatura przy której powietrze nasyciłoby się tą ilością pary wodnej, która w danej chwili w nim się znajduje.

Niedosyt fizyczny - różnica miedzy wilgotnością bezwzględną a maksymalną w danej temperaturze.

Niedosyt fizjologiczny - różnica między wilgotnością maksymalną powietrza w temperaturze 37°C a wilgotnością bezwzględna, w aktualnej temperaturze.

Do pomiaru wilgotności służą:

- higrometry

- higrografy (higrometry + urządzenie rejestrujące)

- psychrometry:

Psychrnmetr aspiracyjny Assmana. Składa się z urządzenia wentylacyjnego powodującego ruch powietrza z prędkością 2m/s, oraz dwóch termometrów: suchego - wskazuje temperaturę otoczenia i wilgotnego - zbiorniczek z kapturkiem, który przed pomiarem zwilża się wodą. Ruch powietrza powoduje parowanie wody...

Różnica wskazań - nazywa się różnicą psychrometryczną. Na podstawie wskazań z tablic odczytujemy wilgotność powietrza.

Psychrometr "Psychro - Dyne".

Prędkość ruchu powietrza - do pomiaru używa się wiatromierzy (zwanych enometrami). Wyróżniamy enometry : dynamiczne i statyczne:

Dynamiczne - służą do pomiaru na otwartych przestrzeniach lub sprawdzenie sprawności działania urządzeń wentylacyjnych.

Statyczne - np. KATATERMOMETR HILLA. Zbiorniczek wypełniony Hg lub etanolem o pojemności 20cm³, rurka długości 20cm, oraz skala 35°C i 38°C (średnia z tego 36,5). Pomiar polega na zmierzeniu szybkości opadania słupka.

Kataindex : H = F/S[mcal/m² s]

F - stała katatermometru, stała ilość ciepła jaką traci powierzchnia przyrządu przy ochładzaniu od 38°C do 35°C wyrażona w mcal/cm³ charakterystyczna dla danego przyrządu

H - kataindex

s - czas ochładzania

Ochładzający wpływ powietrza OWP - ilość ciepła jaką traci powierzchnia przyrządu w ciągu jednej sekundy, jeżeli kataindex wynosi 5 lub 6 to jest to optymalna dla człowieka.

Szybkość ruchu powietrza

V=[(H/Q - a/b)²]

V - szybkość ruchu powietrza w m/s

Q - różnica między średnią temperaturą katatermometru a temperaturą pomieszczenia (36,5°C - t)

a,b - stałe współczynniki przy ruchu powietrza

jeżeli H/Q<0,6 to V<1^m/_s, i wówczas a = 0,2 i b = 0,4

jeżeli H/Q≥0,6 to V≥1^m/_s i wówczas a = 0,13 i b = 0,47

Metoda temperatur efektywnych

Temperatura efektywna - mówi jak my odbieramy mikroklimat (temp., ruch powietrza, wilgotność). Wyraża się ją w stopniach temperatury efektywnych. Optymalna - pas komfortu klimatycznego 17-22° temperatur efektywnych.

Badanie zapylenie powietrza - oznacza się albo określając:

- OPAD PYŁU wyrażany jest w jednostce wagowej na jednostkę powierzchni w okresie czasu.

Przyrządy:

- leje osadowe - słój ustawiony na statywie i pył opada na dno

- Płytki miernicze - służą do oceny rozkładu opadu (gdzie najwięcej); szklana płytka pokryta lepiszczem (wazelina), płuczemy w rozpuszczalniku organicznym, sączymy i oznaczamy ilość pyłów.

- pyłomierze kierunkowe - szklane płytki pokryte wazelina ustawia się pod kątem pod wiatr aby ustalić kierunek nawiewu pyłów.

STĘŻENIE ZAPYLENIA

- metoda wagowa (grawimetryczna) - do pomiaru stosujemy aspiratory (działają na zasadzie odkurzacza). Waży się filtr przed i po pomiarze. Jednostka ^g/_m³

- metoda liczbowa {konimetryczna) - na szkiełko nakrapia się wiązar (utrzymuje pył). Jednostka liczba cząsteczek/cm³

Szkodliwość pyłu zależy od:

- składu

- wielkości 0,1 - 10 mikronów → przechodzą do płuc → pylica płuc, np. pylica krzemowa → zwłóknienia tkanki płucnej.

NDS - najwyższe dopuszczalne stężenie

* dla pyłów przemysłowych:

10mg/m³ gdy wolnej krzemionki (Si0₂) jest <2%

4mg/m³ gdy wolnej krzemionki (Si0₂) jest 2-50%

2mg/m³ gdy wolnej krzemionki (Si0₂) jest >50%

* dla pyłów respirabilnych

1mg/m³ 2-50%

0,3mg/m³ >50%

Badanie hałasu

Hałas - każdy dźwięk słyszalny uznany za nieprzyjemny lub niepożadany Zaburzenia spowodowane przez hałas:

- w strefie fizjologicznej: słuchu ­

- w strefie psychicznej

- sprzyja zaburzeniu mięśnia sercowego

Dźwięk - wrażenie słuchowe wywołane drganiami akustycznymi

Drgania akustyczne - ruch cząstek ośrodka sprężystego względem położenia równowagi.

Okres drgań ( T ) - najmniejszy przedział czasu, po którym powtarzają się te same stany okresowych drgań akustycznych

Częstotliwość (f) - liczba okresów drgań w ciągu jednej sekundy. Jednostką, jest Hz.

Widmo drgań - zbiór składowych drgania, określonych za pomocą amplitud tych składników.

Zakres 16 - 16000 Hz

infradźwięki (nie słyszymy)

zakres dźwięków słyszalnych (1200 - 3000)

ultradźwięki >16000

INFRADŹWIĘKI - szkodliwe uszkadzają, narządy wewnętrzne (powodują wewnętrzne drgania).

ULTRADŹWIĘKI - także szkodliwe mogą powodować oparzenia skóry, uszkodzenie układu nerwowego na skutek przegrzania się komórek nerwowych.

Ze względu na szerokość rozróżniamy pasma o szerokości:

1. jednej oktawy f₁/f₂ = 2

b) półoktawy f₁/f₂ =√2

c) tercji f₁/f₂ = 3√2

Częstość środkowa - średnia geometryczna z częstotliwości granicznych f_śr = √f₁f₂

Nateżenie dźwieku (I) - ilość energii przenikająca w jednostce czasu jednostkową powierzchnię prostopadłą do kierunku rozprzestrzeniania się fali. Jednostka μW/cm³.

0 dB - próg słyszalności - najmniejsze natężenie dźwięku, które da się usłyszeć 130dB - próg bólu - takie natężenie, które powoduje ból.

Na wszystkich stanowiskach pracy dla 8 godzinnej ekspozycji na hałas natężenie nie powinno przekraczać 85dB.

Dla ekspozycii krótszej niż 8 godzin A=85 + 10log(480/t)

t - czas ekspozycji na hałas w minutach

A - nie może być przekroczone 115dB.

Zawodowe upośledzenie narządu słuchu - uważa się obustronny ubytek słuchu o wielkości co najmniej 30dB ustalony badaniem audiometrycznym, obliczony jako średnia dla częstotliwości 1000, 2000, 3000 Hz.

Procentowy stopień Głuchoty.

[( S_n- S_u ) / S_n] •100%

S_n- pole powierzchni słyszalności normalnej

S_u - pole powierzchni słyszalności osoby o słuchu upośledzonym.

Sonometr - przyrząd do mierzenia natężenia dźwiąku

Budowa: - mikrofon bezkierunkowy ze wzmacniaczem

- układ wzmacniaczy - przekształca energię akustyczną w elektryczną

- układ wiążący - zbliża wskazania do tego co rzeczywiście odczuwa ucho ludzkie.

Badania Toksyczności wód powierzchniowych i cieków metodą bioindykacji.

Zarówno substancje chemiczne wprowadzane planowo, jak i emisje przemysłowe, wchodzą w obieg naturalny w przyrodzie, transportowane przez powietrze, wodę oraz żywe organizmy. Za ich pośrednictwem dostają się niemal do całej biosfery, włączając się do cykli biogeochemicznych i kumulując w łańcuchach pokarmowych. W konsekwencji trafiają także do człowieka, powodując różnego rodzaju zatrucia, toksykozy, a nawet choroby nowotworowe. Dlatego niezmiernie ważną sprawą jest ciągły pomiar toksyczności np. powietrza lub wody w celu zlokalizowania, a następnie wyeliminowania źródła zanieczyszczenia. Takie pomiary z użyciem żywych organizmów nazywamy biotestami, a w szerszym wymiarze bioindykacją.

Bioindykacja - to określenie toksyczności różnych elementów środowiska na podstawie reakcji żywego układu oraz na podstawie pomiaru jakościowego i ilościowego tych reakcji. Natomiast bioindykatorem jest układ żywy, na różnym poziomie organizacji - od osobnika, przez populację aż po biocenozę. W biotestach służących do badania toksyczności wody lub ścieków stosuje się bioindykatory zwierzęce, roślinne i bakterie.

TEST CHLORELLA VULGARIS

Jest to jednokomórkowy glon, o kształcie kulistym, lekko elipsoidalnym, należącym do gromady zielenic. Komórki bardzo małe - średnica do kilkunastu mikronów - nie posiadają zdolności ruchu. Organellą fotosyntezy jest pojedynczy chromatofor. Barwniki te same co w roślinach wyższych: chlorofile a i b, karoteny a i b, ksantofile. Rodzaj Chlorella jest bardzo rozpowszechniony w wodach słodkich całej kuli ziemskiej. Występuje też w morzach, na wilgotnej glebie, skałach i korze drzew. Laboratoryjną hodowlę prowadzi się w temperaturze 18-22 C, przy oświetleniu jarzeniowym w kolbach o poj. 300m1. Glony miesza się na płytkach z odpowiednimi rozcieńczeniami ścieków, doprowadzając wyjściową absorbancję do 0,1 (przy 678nm). Po 72 godzinach mierzy się powtórnie absorbancję na spektrofotometrze i oblicza jej przyrost. Gęstość hodowli kontrolnej mierzoną tym parametrem traktuje się jako 100%, a w odpowiednich stężeniach ścieku wylicza się procent kontroli (np. 80, 56 itd.). Miarą toksyczności ścieku jest EC%, czyli rozcieńczenie ścieku powodujące spadek przyrostu biomasy o 50%. Innym efektem testowym jest pomiar zahamowania biosyntezy chlorofilów lub białka, pod wpływem toksykantów.

TEST DAPHNIA MAGNA STRAUS.

Daphnia magna, zwana rozwielitką dużą, jest skorupiakiem żyjącym w wodach słodkich. Może osiągnąć wielkość 5-6mm. Należy do typowych planktonowych filtratorów i filtruje bardzo dużą ilość wody, żywiąc się jednokomórkowymi glonami, pierwotniakami i innym drobnym planktonem zwierzęcym i roślinnym.

Ponieważ organizmy używane do testu muszą osiągnąć ok. 24 godz. życia, na dobę przed testem w zlewce o poj. 1L (zawierającej wodę do rozcieńczeń z niewielką, ilością glonów) umieszcza się kilkanaście dorosłych dafni, z widocznymi dojrzałymi komorami lęgowymi. W dniu testu, stosując gęste sito, odławia się młode rozwielitki do krystalizatora. Do każdego krystalizatora z kolejnym rozcieńczeniem ścieku wprowadza się pipetką ze smoczkiem po 10 sztuk bioindykatora.

Krystalizatorki przykrywa się i umieszcza w inkubatorze w temp. 20±2°C. Po 24 i 48 godzinach liczy się ilość dafni wykazujących efekt toksyczny. Oblicza się wartości: 24h-EC₅₀ oraz 48h-EC₅₀, stosując program komputerowy wg EPA.

TEST SPIROTOX. (jest najbardziej czuły)

Organizmem testowym jest pierwotniak Spirnstomum ambiguum. Bioindykator ten jest dużym orzęskiem (2-3 mm długości) występującym w czystych, małych zbiornikach wodnych. Spirostomum ambiguum ma kształt walcowaty i bocznie spłaszczony. Porusza się za pomocą gęstych rzęsek, nieregularnym, rotującym wzdłuż długiej osi ciała ruchem. W środowisku naturalnym występuje w wodach stojących i płynących, w głębokich partiach jezior i w mule. Żywi się glonami i wiciowcami. Charakteryzuje się niską wrażliwością na zmiany fizykochemiczne wody (pH, twardość itp.) i może być stosowany do oceny materiałów różnego typu: wody powierzchniowe, gruntowe, ścieki, ekstrakty z osadów, gleby itp. Jednocześnie jest bardzo wrażliwy na różne substancje toksyczne. Duża powierzchnia organizmu w stosunku do objętości ciała powoduje szybkie przenikanie toksyn do wnętrza komórki i szybkie wystąpienie reakcji testowych. Wadą tych bioindykatorów jest konieczność stosowania pożywek organicznych, które mogą wiązać wiele substancji toksycznych (np. metale ciężkie), obniżając tym samym czułość testu oraz konieczność sterylizacji materiału użytego do badań, co wyklucza możliwość oznaczania substancji lotnych.

Osobniki Spirostomum ambiguum przed testem są odławiane i płukane. Następnie są wykorzystywane do testów nie dłużej niż przez 20minut. Do płytek testowych z kolejnymi rozcieńczeniami badanego ścieku przenosi się je za pomocą mikropipety Pasteura. Jako reakcję testową bada się lizę komórki, co manifestuje się jej całkowitym zanikaniem przy obserwacji przez binokular. Toksyczność danej próbki jest wyrażona jako rozcieńczenie (%), które powoduje reakcję letalną w 50% populacji (LC₅₀).

TEST MICROTOX.

Jest to krótkoterminowy test bakteryjny do skryningowej oceny toksyczności wybranych elementów środowiska, takich jak wody głębinowe i powierzchniowe, ścieki, osady i gleba. Test ten polega na pomiarze luminescencji (świecenia) bakterii Vibrio fischeri, które są zawieszone w roztworze ­zawierającym badaną próbkę np. ścieku lub wody z rzeki. Toksyczne związki chemicznie zawarte w próbce hamują aktywność niektórych enzymów bakteryjnych, co manifestuje się obniżeniem świecenia. W teście tym komputer - po pomiarze spektrofotometrycznym - wylicza procent obniżenia emisji światła przez bakterie inkubowane z próbką, badaną, porównując je z próbką kontrolną, gdzie bakterie są zawieszone w nietoksycznym roztworze. Toksyczność danej próbki jest wyrażona jako rozcieńczenie (%), które powoduje 50% inhibicji luminescencji (EC₅₀). Istnieją związki chemiczne, które podwyższają świecenie bakterii. Do takich należy etanol. Akt ten można tłumaczyć w dwojaki sposób: związek ten jest albo dobrym metabolicznym substratem, albo obniża biodostępność substancji toksycznych.

Standardowe testy badające toksyczność ostrą wymagają od 24 do 96 godzin oraz sprawiają dużo kłopotu związanego z hodowlą organizmów testowych. Czas trwania testu wynosi zaledwie ok. ½ godziny licząc od momentu zawieszenia hodowli bakteryjnej, którą, przechowuje się w postaci zliofilizowanej.

Krystalizatorki przykrywa się i umieszcza w inkubatorze w temp. 20±2°C. Po 24 i 48 godzinach liczy się ilość dafni wykazujących efekt toksyczny. Oblicza się wartości: 24h-EC₅₀ oraz 48h-EC₅₀, stosując program komputerowy wg EPA.

Bioindykacją nazwiemy określenie stanu środowiska i toksyczności jego elementów na podstawie reakcji żywego układu oraz na podstawie pomiaru jakościowego i ilościowego tych reakcji.

Bioindykatorem natomiast nazwiemy układ żywy na różnym poziomie organizacji (od komórki, tkanki, osobnika, przez populację aż po biocenozę).

Cele bioindykacji:

1). Badanie toksyczności substancji biologicznie czynnych w tym też leków, kosmetyków i materiałów medycznych.

2). Badanie wpływu na środowisko niezidentyfikowanych mieszanin związków chemicznych i określenie ich symarycznej toksyczności.

3). Wykrywanie interakcji (synergizm, inhibicja, addytyzm) pomiędzy mieszaniną chemicznych zanieczyszczeń.

4). Badanie skutków długotrwałego działania skażenia i kumulowanie się tych związków w środowisku.

5). Określenie marginesu bezpieczeństwa dla danego skażenia.

6). Ilosciowa ocena wpływu środowiska na aktywność toksykantów

Powszechnie stosowanymi obiektami testowymi są:

—mikroorganizmy: Salmonella typhimurium w teście Amesa (pomiar mutagenności przez zliczanie ilości rewertantów histydynowych) ; Escherichia coli w teście SOS-Chromotest (pomiar genotoksyczności mierzony wielkością sygnału reperacji SOS poprzez oznaczenie aktywności β-galaktozydazy) ; Vibrio fischeri w teście MICROTOX.

—zwierzęta pierwotniak- Spirostomum ambiguum, skąposzczet-Lubriculus variegatus, skorupiak-Daphia magna, ośliczka pospolita-Asellus aquaticus, chrząszcz-Tomebrio molitor, ślimak zatoczek-Planorbarius corneus, ryba-Lebistes reticulatus, szczury, myszy, chomiki iświnki morskie (różne rasy). Pomiar LC₅₀ lub EC₅₀ wyznaczamy metodami groficznymi 9kreślenie krzywej na zasadzie interpolacji punktów na skali logarytmicznej) przy pomocy probitów.

—rośliny: zielenice, np. Chlorella vulgaris, Scenedesmus sp., trawa wodna-Valisseria spiralis, moczarka kanadyjska-Elodea canadensis.

Właściwości organizmów testowych:

-wysoka czułość (wykrywa substancje toksyczne w ilościach 0,1-0,001ppm)

-jak najwyższa homogeniczność genetyczna (linie wsobne, klony itp.)

-występowanie w tym samym czasie wyraźnych efektów testowych

-łatwość w hodowaniu w laboratorium

-taniość hodowli i możliwość uzyskania dużej ilości osobników oraz wielu pokoleń bioindykatorów w relatywnie krótkim czasie.

Efekty testowe:

-Efekt letalny (LC₅₀)

-Efekty przyżyciowe (EC₅₀)

1.) akineza obiektu (unieruchomienie) np. Daphia magna

2.) hiperkineza (pobudzenie)np. Daphia magna

3.) zmiana układu ciała np. Spirostomum ambiguum

4.) zmiany w tempie biosyntezy białka, chlorofilu, fotosyntezy lub oddychania itd.

5.) zmiany enzymatyczne, np. SOS Chromotest lub AHH w rybach pływających w wodach skażonych ropą naftową.

6.) hamowanie przyrostu biomasy np. Chlorella vulgaris

Ze względu na sposób prowadzenia bioindykacji wyróżnia się jej dwa rodzaje:

1.) Bioindykacja terenowa:

a) wystąpowanie lub brak danego gatunku na badanym terenie oraz zmiany morfologii organów roślin lub narządów zwierząt pobranych z tego terenu

b) próby kumulatywne polegające na oznaczeniu stężenia substancji toksycznej lub jej metabolitów w organizmach pobranych z badanego terenu

c) zmiany biochemiczne w organizmach biotestowych, odłowionych lub eksponowanych w badanym terenie

2.) Bioindykacja laboratoryjna:

Ze wzglądu na poziom organizacji używanego biowskaźnika można ją podzielić na:

A) populacyjną

B) ekosystemową

Ad.A) Bioindykacja populacyjna

Ten typ bioindykacji stosuje jeden gatunek testowy w celu pomiaru toksyczności.

Ad.B) Bioindykacja ekosystemowa

W odróżnieniu od biotestów populacyjnych, w tym przypadku odczynnikiem reagującym jest cały „ekosystem doświadczalny”. Wyróżnić można ekosystemy wodne lub lądowe oraz statyczne i dynamiczne.

---