книги / Снижение экологической нагрузки при обращении с отходами лечебно-профилактических учреждений

3.3. Технологии обезвреживания потенциально инфицированных и инфицированных опасных

медицинских отходов, основанные на использовании облучения, биологических методов и др.

В основе технологии электронного пучка (или луча) лежит обра­ ботка медицинских отходов ионизирующей радиацией, что приводит к повреждению клеток микроорганизмов. В лабораториях Универси­ тета Майами (США) в качестве примера экологически ориентирован­ ных технологий демонстрируются технологии электронного пучка, разработанные для обезвреживания МО. В отличие от радиоактивно­ го кобальта-60 технология электронного пучка не дает остаточной ра­ диации после отключения пучка. Однако защитные экраны и другие системы блокировки следует предусматривать для обеспечения пре­ дотвращения внешнего воздействия ионизирующей радиации на пер­ сонал [13].

В биологических процессах, например таких, как биопреобра­ зователь (Bio-Converter), для разрушения органических отходов используются ферменты. В настоящее время в области обезврежи­ вания медицинских отходов имеется только несколько технологий, основанных на использовании биологических методов. Это на­ правление пока находится на стадии научно-исследовательских разработок.

Поскольку одной из проблем, характерных для всех ЛПУ, являются травмы персонала от игл и шприцев, в конце этого разде­ ла также будет представлено краткое описание технологий обра­ ботки колющих предметов. Установки для обработки колющих предметов представляют собой небольшие переносные устройст­ ва, которые работают на принципах термической или химической обработки.

3.3.1. Технологии, основанные на использовании облучения

Электромагнитное излучение, которое имеет достаточно высокую энергию для того, чтобы «вытолкнуть» электроны с их атомных орбит, является ионизирующей радиацией; примером могут служить рентге­ новские лучи и гамма-лучи. (Неионизирующая радиация, например

микроволны и видимый свет, не обладает достаточной энергией, чтобы перемещать электроны.) Если ионизирующая радиация взаимодейству­ ет с клеткой, то основная цель воздействия - ДНК в ядре. При достаточ­ но высоких дозах ионизирующего излучения возникает обширное по­ вреждение ДНК, что приводит к смерти клетки. Ионизирующая радиа­ ция также приводит к образованию так называемых свободных радикалов, которые вызывают дальнейшие повреждения, реагируя в клетке с макромолекулами (например, белками, ферментами и т.д.). Ионизирующая радиация может генерироваться при использовании ра­ диоактивных материалов (например, Со-60), которые испускают быст­ родействующие гамма-лучи. Ультрафиолетовое излучение в С-диапазо- не (253,7 нм), также известное как гермицидное излучение или короткие ультрафиолетовые волны, является другим видом ионизирующей ра­ диации, которая при определенных условиях может уничтожить клетки. УФ-С может генерироваться с помощью специальных ламп и использо­ ваться в качестве дополнения к альтернативным технологиям обработки отходов для того, чтобы инактивировать аэрозольные патогены, посту­ пившие из шредера и других механических устройств.

Другая методика создания ионизирующей радиации заключается в использовании «электронного ружья», из которого пучок или луч вы­ сокоэнергетических электронов «выстреливает» на высокой скорости, чтобы поразить цель. Технология электронного луча или пучка была разработана для ядерной и оборонной промышленности. Она также ис­ пользуется и в других сферах, например при обработке полимеров, про­ изводстве шин и стерилизации медицинских изделий.

В отличие от Со-60 в электронно-лучевой технологии не использу­ ются радиоактивные источники и не образуется никакой остаточной ра­ диации после того, как система отключена. Среди заинтересованных групп населения и специалистов, работающих в области обращения с от­ ходами, имеется известная настороженность в вопросах о возможности появления индуцированной радиоактивности. Разработчики электрон­ но-лучевой технологии доказывают, что радиоактивность не может быть индуцирована, если не используются сверхвысокие энергии, на­ пример выше 10 или 16 млн электрон-вольт. Другие оппоненты заявля­ ют, что низкие уровни радиоактивности могут быть индуцированы и на­ много более низкой энергией [13].

Опыт использования подобных технологий в смежных областях науки и техники свидетельствует о необходимости наличия независи-

мого экспертного (арбитражного) заключения об отсутствии индуци­ рованной радиоактивности при использовании конкретного устрой­ ства в рабочем диапазоне используемых уровней энергии.

Принцип действия. Электронно-лучевые технологии полностью автоматизированы и управляются с помощью компьютеров. Электрон­ но-лучевые системы состоят из источника питания; ускорителя луча, где электроны генерируются, ускоряются и направляются к цели; скани­ рующего устройства, которое «поставляет» требуемую дозу; системы охлаждения ускорителя и других устройств; вакуумной системы для поддержания вакуума в ускорителе; экрана для защиты обслуживающе­ го персонала; системы конвейеров для транспортирования отходов; дат­ чиков и средств управления.

Система защиты может быть выполнена в форме бетонного сарко­ фага, подземной каверны или сплошного экрана вокруг области обра­ ботки. Электронные лучи не меняют физические характеристики отхо­ дов, за исключением, возможно, повышения (на несколько градусов) температуры. Электронно-лучевые технологии такяф требуют примене­ ния шредеров или других механических устройств на стадии последую­ щей обработки отходов, чтобы сделать отходы неопознаваемыми и уменьшить их объем.

Виды обрабатываемых отходов. Виды отходов, обычно обрабаты­ ваемых с помощью электронно-лучевых технологий: микробные куль­ туры и смеси; колющие предметы; материалы, загрязненные кровью и небольшими количествами жидкостей; выделения; отходы операцион­ ных; лабораторные отходы (за исключением химических отходов) и так называемые мягкие отходы (сетки, бандажи, ткани, Халаты, постельные принадлежности), образующиеся при осмотре пациентов и уходе за ни­ ми. Технически возможно также обработать анатомические отходы, но это исключается из-за этических, юридических и других соображений.

С помощью электронно-лучевых технологий не' следует обрабаты­ вать летучие и низколетучие органические соединения, хемотерапевтические отходы, ртуть, другие опасные химические отходы и радиоактив­ ные отходы.

Выбросы, сбросы и отходы после обработки. Электронно-луче­ вые технологии не приводят к образованию каких-либо выбросов и сбросов загрязняющих веществ, за исключением, возможно, малых ко­ личеств озона, который разрушается до двухатомного кислорода (О2). Остаточные следы озона удаляют запахи и способствуют процессу де­

зинфекции в камере обработки, но озон должен быть преобразован в двухатомный кислород перед его выбросом в окружающую среду или рабочее пространство.

Микробиологическая инактивация. Бактерии имеют различные степени устойчивости к радиации, в значительной степени зависящие от их способности восстанавливать повреждения ДНК, возникающие под действием радиации. В зависимости отдозы клетки устойчивость бактерий варьируется, и их способ­ ность к воспроизводству ослабляется. Для демонстрации микробной инактива­ ции с помощью радиации были рекомендованы споры В. stearothermophilus

иВ. subtilis. Однако споры В. pumilus являются более устойчивыми к радиации,

ипоэтому они использовались как стандартный биологический индикатор при стерилизации медицинских изделий с помощью радиации. Другие биологиче­ ские индикаторы, даже более стойкие к воздействию радиации, например Deinococcus radiodurans, могут обеспечивать соблюдение очень жестких требо­ ваний и повышать уровень безопасности в случае необходимости.

Преимущества и недостатки технологии. Электронно-лучевые технологии имеют следующие преимущества:

-основная технология использовалась почти два десятилетия в дру­ гих сферах здравоохранения и не является новой для персонала ЛПУ, за­ нятого в терапии онкологических заболеваний;

-электронно-лучевая технология не приводит к образованию ника­

ких токсичных выбросов (за исключением малых количеств озона)

исбросов сточных вод;

-в отличие от Со-60 после отключения механизма отсутствует ка­ кая-либо ионизирующая радиация;

-процесс осуществляется при комнатной температуре, и в процессе обработки к отходам не добавляются ни пар, ни вода, ни химические со­ единения, ни нагретый воздух и т.д.;

-технология полностью автоматизирована и требует небольших временных затрат со стороны оператора;

-электронно-лучевая технология бесшумна (за исключением шре­ дера или компактора);

-технология отличается низкими эксплуатационными затратами. Электронно-лучевые технологии имеют следующие недостатки:

-персонал должен быть защищен от облучения;

-если экран не является частью установки, то электронно-лучевая система требует сооружения бетонного экрана толщиной в несколько

метров или подземного сооружения, что значительно повышает капи^ тальные затраты на установку;

-отходящий озон должен быть удален до его выброса в атмосферу;

-базовая технология не приводит к сокращению объема отходов

ине делает отходы неопознаваемыми, если на этапе после обработки от­ ходов не используется шредер или другое механическое устройство для измельчения отходов;

-любой крупный металлический предмет, находящийся в отходах, может повредить шредер или измельчитель;

-в этой области необходимо провести дополнительные исследова­ ния, позволяющие получить достоверную информацию об отсутствии индуцированной радиоактивности с тем, чтобы аргументированно дока­ зать заинтересованным группам общественности отсутствие опасности, которая может быть вызвана «наведенным низким уровнем» радиоак­ тивности, применительно к обезвреженным МО.

Специалисты лаборатории Университета в Майами (США) о техно­ логиях контроля за загрязнением окружающей среды в сотрудничестве с Мемориальным медицинским центром UM/JACKSON(США) разрабо­ тали установку для обработки МО с помощью электронного луча. На этой установке можно обрабатывать 180 кг МО в 1 ч; установка зани­ мает площадь 0,19 м2, включая защитную камеру, диспетчерскую и зону обработки отходов [13].

3.3.2. Технологии, основанные на использовании биологических методов

Фирма Bio Conversion Technolodies Inc. (BCTI) (США), являющая­ ся подразделением фирмы Biomedical Disposal Inc., разрабатывает систему обработки МО с использованием биологических процессов. Прототип «Биопреобразователя» был апробирован в Виргинии (США). Для обезвреживания медицинских отходов используется смесь ферментов. По окончании процесса образуется шлам, который пропускается через экструдер для удаления воды и последующего ее сброса в канализацию. Технология рассчитана на высокую пропуск­ ную способность (10 т/день). Также разрабатывается модель для ис­ пользования в сельскохозяйственном секторе для обработки отходов животного происхождения.

3.3.3. Малые установки для обработки острых колющих предметов

Повреждения от игл и шприцев во время эксплуатации оборудования для обработки МО представляют собой проблему, с которой сталкиваются все поставщики оборудования для ЛПУ. По оценкам специалистов, от 600 до 800 тыс. медицинских сестер, врачей и других сотрудников ЛПУ повре­ ждают свои кожные покровы колющими предметами. Не все повреждения кожных покровов приводят к развитию инфекционных болезней, но всегда существует опасность передачи болезней от загрязненных колющих пред­ метов через кровь. В частности, наибольшее беспокойство вызывают три заболевания - вирус гепатита С, вирус гепатита В и вирус иммунодефицита человека. Большинство этих повреждений кожных покровов может быть предотвращено с помощью использования более безопасных устройств, например безигольчатых систем, устройств с «тупыми» иглами или дру­ гих, так называемых безопасных игольчатых устройств со встроенным безопасным оборудованием. Другим способом сокращения риска от уко­ лов колющих предметов (игл, шприцев и пр.) является применение техно­ логии обработки использованных колющих предметов рядом с источником образования [13].

3.4. Механические процессы обработки инфицированных опасных медицинских отходов

К механическим процессам относится обработка отходов с помо­ щью шредеров, дробилок, мельниц, молотковых дробилок, а также смешивание, встряхивание, взбалтывание, уплотнение, отделение твердой фазы от жидкой, использование шнеков, конвейерных лент, поршней. Механические процессы обработки отходов являются до­ полнительными к рассмотренным выше фундаментальным процес­ сам. Механическое разрушение отходов делает их неопознаваемыми, а также используется для разрушения игл и шприцев с целью миними­ зации травм персонала или для того, чтобы сделать их непригодными для повторного использования. В случае процессов, основанных на термическом или химическом методе, механические устройства (на­ пример, шредеры и смесители) позволяют повысить скорость тепло­ передачи или увеличить площади поверхности, подвергаемой воздей­ ствию химических дезинфекционных средств.

Механический процесс является дополнительным и не может рассматри­ ваться как самостоятельный процесс обработки потенциально инфицирован­ ных и инфицированных опасных МО. Если шредеры, молотковые дробилки и другие механические устройства для разрушения отходов не являются не­ отъемлемой частью замкнутой системы обработки отходов, то они не должны использоваться до обезвреживания отходов. В противном случае персонал мо­ жет быть подвергнут воздействию патогенов, выбрасываемых в окружающую среду при механической обработке. Если механические процессы являются частью системы, то технология должна быть разработана таким образом, что­ бы воздух, поступающий в механический процесс, и воздух, отводимый от ме­ ханического процесса, дезинфицировался перед выпуском его в окружающую среду. Это особенно важно для воздуха, который будет использоваться в меха­ ническом процессе (из входного отверстия) при подаче отходов. В этих целях зачастую используется тягодутьевое устройство, которое поддерживает отри­ цательное давление в механической камере для технологической обработки; воздух, отводимый после механического процесса, пропускается через дезин­ фекционную камеру или через высокоэффективный фильтр (НЕРА) перед вы­ бросом в окружающую среду [13].

3.5. Захоронение медицинских отходов на полигонах

Как свидетельствует практика, опасность, связанная с вывозом на полиго­ ны необезвреженных потенциально инфицированных и инфицированных опасных МО, которые могут содержать инфицирующие микроорганизмы и опасные химические вещества, высока и находится в области неуправляе­ мых санитарно-эпидемиологических и экологических рисков - является нару­ шением существующих норм и правил эксплуатации полигонов и других мест санкционированного размещения отходов в окружающей среде и влечет за со­ бой соответствующие правовые последствия. В соответствии, с оптимальной практикой захоронения остаточных количеств предварительно обезврежен­ ных неутилизируемых МО должны использоваться только соответствующим образом оборудованные и охраняемые полигоны.

В условиях сокращения площадей, отчуждаемых для размещения полигонов, необходимо искать решение проблемы удаления больших масс отходов с помощью других методов.

Если вывоз на полигоны представляется единственным способом уда­ ления потенциально инфицированных и инфицированных опасных МО, то