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

и инфицированными опасными МО должна включать два основных эле­ мента: минимизацию образования отходов и их разделение в источнике образования. Реализуя программу, включающую эти два элемента, а также обработку отходов и другие методы предотвращения загрязне­ ния окружающей среды, ЛПУ могут сократить количество потенциаль­ но инфицированных и инфицированных опасных МО, которые должны быть обезврежены.

Важным шагом при выборе любой технологии является анализ от­ ходов. Накопленный опыт показывает, что потенциально инфицирован­ ные и инфицированные опасные МО составляют не более 15 % общего потока отходов, образующихся в ЛПУ Во многих случаях с помощью введения эффективного разделения отходов в источнике их образова­ ния, а также систем классификации, основанных на реальной угрозе ин­ фицированных отходов, это количество может быть снижено до 3-5 %.

При альтернативных методах без использования сжигания для обезвреживания потенциально инфицированных и инфицированных опасных МО используются четыре основных процесса: термический, химический, биологический и процесс облучения. В термических процессах для уничтожения патогенов используется высокотемпера­ турное тепло; в\низкотемпературных процессах обычно используется влажное тепло (как правило, пар) или сухой жар. В химических про­ цессах для уничтожения патогенов используются дезинфекционные средства или химические соединения, обеспечивающие эффективное протекание реакций с отходами для их обезвреживания. В биологиче­ ских процессах для уничтожения микроорганизмов используются ферменты, а в процессах облучения - ионизирующая радиация. Меха­ нические процессы, в которых используются шредеры, дробилки, смесители или компакторы, применяются в качестве дополнительных процессов для того, чтобы сделать отходы неопознаваемыми, улуч­ шить теплоили массообмен или сократить объем обрабатываемых отходов.

Ниже приводится краткое описание основных процессов, применяе­ мых для обезвреживания потенциально инфицированных и инфициро­ ванных опасных МО, включая описание принципа действия, информа­ цию о видах обезвреживаемых отходов, образующихся выбросах и сбросах, эффективности микробной (микробиологической) инактива­ ции, а также преимуществах и недостатках процессов.

3.1. Термические процессы обезвреживания потенциально инфицированных и инфицированных опасных медицинских отходов

Термические процессы потенциально инфицированных и инфици­ рованных опасных МО - это такие процессы, в которых для уничтоже­ ния имеющихся в отходах патогенов используется тепловая энергия. Эти процессы подразделяются на низкотемпературные и высокотемпе­ ратурные. Такое дополнительное деление необходимо в связи с тем, что физические и химические механизмы в термических процессах заметно меняются в зависимости от температуры.

Низкотемпературные термические процессы - это такие процессы, в которых тепловая энергия, необходимая для обеззараживания отхо­ дов, используется при температурах, недостаточных для того, чтобы вы­ звать химическое разложение или обеспечить пиролиз или сжигание.

В установках для сжигания МО, пиролизных установках, плазменных технологиях и при газификации используются высокотемпературные Про­ цессы, которые в результате химических и физических преобразований приводят к разрушению и разложению как органических, так и неорганиче­ ских фракций, входящих в состав отходов. Установки для сжигания МО - основной источник образования стойких органических загрязнений, вклю­ чая диоксины. Из-за возможного негативного воздействия на здоровье че­ ловека сжигание МО без дополнительной очистки пылегазовых выбросов нельзя рассматривать как приоритетный способ обработки МО.

3.1.1.Низкотемпературные термические процессы

итехнологии, основанные на использовании пара и сухого жара: автоклавы, микроволновые печи и другие системы

Низкотемпературные термические технологии работают в диапазоне температур от 93 до 177 °С. Низкотемпературные термические процессы можно подразделить на две основные категории: это дезинфекция влаж­ ным теплом (паром) и сухим жаром (горячим воздухом). При влажной тер­ мообработке для дезинфекции и стерилизации отходов используется Оар, процесс осуществляется обычно в автоклаве. Микроволновая обработка (обработка в микроволновом диапазоне) по своей сути является процессом дезинфекции с помощью пара, поскольку к отходам добавляется вода, а уничтожение микроорганизмов происходит под действием влажного па­

ра; пар генерируется с помощью микроволновой энергии. В процессах су­ хого жара не используются ни вода, ни пар. Вместо этого отходы нагрева­ ются под действием естественной или принудительной конвекции и / или теплового излучения с помощью инфракрасных нагревателей.

Системы, основанные на использовании пара, - автоклавы, ретор­ ты. Дезинфекция паром - стандартный процесс, применяемый в ЛПУ для стерилизации,повторно используемых инструментов, был адаптирован для обработки МО. Существуют два традиционных типа оборудования для об­ работки паром: автоклавы и реторты. В последние годы были разработаны также другие системы, основанные на использовании пара, иногда упоми­ наемые как прогрессивные автоклавы. Одной из таких систем является микроволновый блок, в котором дезинфекция или стерилизация осуществ­ ляется с помощью влажного теп­ ла и пара.

Автоклав (рис. 3.1) состоит из металлической камеры с герме­ тично закрывающейся дверцей, окруженной паровой рубашкой. Пар вводится и во внешнюю ру­ башку, и внутрь камеры, которая сконструирована таким образом, чтобы выдерживать воздействие высокого давления. Нагревание внешней рубашки сокращает кон­ денсацию на внутренней стенке камеры и позволяет использовать пар при более низких температу­ рах. Поскольку воздух является эффективным изолятором, удале­ ние воздуха из камеры играет су­

(или понижающегося) перемещения, используется преимущество того факта, что пар легче воздуха; пар вводится под давлением в камеру, вы­ нуждая воздух двигаться вниз в выпускной канал или дренажную ли­ нию, расположенную в более низкой части камеры. Более эффективным методом является использование вакуумного насоса для откачки возду­ ха перед введением пара, что реализуется в автоклавах, работающих по принципу форвакуума.

Автоклавы, работающие с использованием форвакуума (или вы­ сокого вакуума), требуют меньших временных затрат на дезинфек­ цию вследствие их более высокой эффективности (КПД) при удале­ нии воздуха. Некоторые автоклавы могут работать в импульсном ре­ жиме под давлением, с гравитационным перемещением для удаления воздуха или же без гравитационного перемещения для удаления воз­ духа.

Реторта подобна автоклаву, за исключением того, что она не имеет паровой рубашки. Конструкционное исполнение реторты является бо­ лее дешевым, но требует более высокой температуры пара по сравне­ нию с температурой, применяемой в автоклаве.

Принцип действия. Типичный рабочий цикл для автоклава или ре­ торты включает следующие этапы:

Сбор отходов: осуществляется в тележку или резервуар-накопитель (мусоросборник), облицованный специальными пластмассовыми вкла­ дышами, или большие мешки (резервуары), предназначенные для стери­ лизации отходов в автоклаве (для предотвращения застревания отходов в транспортной таре). Затем мешки с отходами помещаются в футеро­ ванный контейнер (тару).

Предварительный подогрев (для автоклавов): пар ввоДится во внеш­ нюю рубашку автоклава.

Загрузка отходов: контейнеры с отходами загружаются в авто­ клав или камеру реторты. Для контроля процесса дезинфекции хими­ ческие или биологические индикаторы периодически помещаются в середину загруженных отходов. Загрузочный люк закрыт, камера гер­ метична.

Удаление воздуха: воздух удаляется с помощью гравитационного перемещения или форвакуумирования, как было описано ранее.

Подача (нагнетание) пара: пар отводится из камеры, обычно с по­ мощью конденсатора, для того чтобы понизить давление и температуру.

В некоторых системах используется форвакуумирование для удаления остаточного пара.

Обработка паром: пар вводится в камеру до тех пор, пока не дости­ гается требуемая температура. Автоматически в камеру подается допол­ нительный пар для поддержания температуры в течение установленного периода времени.

Разгрузка /выгрузка отходов: обычно предусматривается дополни­ тельное время для того, чтобы позволить отходам остыть, после чего об­ рабатываемые отходы могут быть выгружены, а индикаторная панель (если она имелась в наличии) удалена и исследована для составления оценки.

Механическая обработка: обычно (до размещения на полигоне) обезвреженные отходы обрабатывают в шредере или компакторе (при­ способлении для уплотнения).

В автоклавах или ретортах нельзя обезвреживать летучие и низколе­ тучие органические соединения, хемотерапевтические отходы, ртуть, другие опасные химические отходы и радиоактивные отходы; также не следует обрабатывать крупногабаритные материалы, постельные принадлежности навалом, туши крупных животных, жаропрочную герметичную тару и другие отходы, препятствующие осуществлению теплопередачи.

Виды обрабаты ваемы х отходов. Виды отходов, обычно обра­ батываемых в автоклавах и ретортах: микробные культуры и сме­ си; колющие предметы; материалы, загрязненные кровью и не­ большим 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 пациен­ тов и уходе за ними. При наличии достаточного количества време­ ни и надлежащих температур, а также механических систем, для того чтобы сделать отходы неопознаваемыми, технически возмож­ но также обезвреживать анатомические отходы, но это следует ис­ ключить из-за этических, юридических, культурных и других сооб­ ражений.

Выбросы, сбросы и остаточные отходы после обезвреживания. При недостаточной вентиляции в зоне действия автоклавов и реторт мо­ гут возникнуть проблемы, связанные с образованием запахов.

Если потоки отходов не разделены должным образом, чтобы пре­ дотвратить подачу в камеру обезвреживания опасных химических со­ единений, то из автоклава будут выбрасываться токсичные загрязняю­ щие примеси и конденсат.-Это имеет место в том случае, если в автоклав помещаются отходы, загрязненные противоопухолевыми наркотиками (лекарственными препаратами) или тяжелыми металлами, например ртутью. Таким образом, недостаточно разделенные отходы могут быть причиной выбросов в атмосферный воздух небольших количеств этило­ вого спирта, фенолов, альдегидов и других органических соединений.

Исследования выбросов из автоклавов, проведенные Националь­ ным институтом здоровья и безопасных условий труда США (NIOSH), не показали наличия никаких летучих органических соединений в воз­ духе рабочей зоны, которые превышали бы допустимые пределы внеш­ них воздействий, установленные Департаментом здоровья и безопасных условий труда США. Самый высокий уровень летучих органических со­ единений в автоклаве был отмечен для 2-пропанола: 643 мг/м3 В неко­ торых автоклавах или ретортах может использоваться пар, обработан­ ный ингибиторами коррозии или средствами для предотвращения обра­ зования окалины (малыми количествами нейтрализующих аминов).

По оценкам специалистов, при обезвреживании МО в автоклавах диоксины не образуются, что объясняется следующими причинами. Ди­ оксины образуются в интервале температур от 250 до 450 °С, т.е. при температурах, значительно более высоких, чем рабочие (эксплуатаци­ онные) температуры автоклавов. Кроме того, формирований диоксинов, как полагают, происходит на золе-уносе, образующейся во время сжига­ ния в присутствии металлов и хлора. Вышеупомянутый диапазон темпе­ ратур, а также зола-унос не имеют места в автоклавах, поскольку в авто­ клаве не осуществляется сжигание.

Обеззараженные в автоклаве или реторте отходы сохраняют свое физическое состояние. Некоторые хозяйствующие субъекты, занятые в сфере приемки отходов на полигоны, могут отказываться принимать обработанные отходы, которые являются опознаваемыми. Поскольку пар никаким существенным образом не изменяет физическое состояние отходов, необходимо использовать механическое оборудование, такое как шредеры, мельницы или дробилки, чтобы сделать отходы неопозна­ ваемыми. Кроме того, измельчение сокращает объем обрабатываемых отходов на 60-80 %.

Микробиологическая инактивация. Автоклавы и реторты требу­ ют обеспечения минимального времени выдержки и температуры для того, чтобы достичь надлежащей дезинфекции или стерилизации. Реко­ мендации по температурному режиму для различных условий имеются в большом количестве в литературе. Зачастую расчет временного режи­ ма основывается на удвоении минимального времени, требуемого для достижения уничтожения 106 бактериальных спор при идеальных усло­ виях; эквивалентный временной режим может быть рассчитан при раз­ личных температурах. Традиционный критерий времени выдержки со­ ставляет 121 °С в течение 30 мин.

Изменяющие цвет химические или биологические индикаторы (на­ пример, споры В. stearothermophilus или В. subtilis), помещенные в центр контрольных нагрузок, должны использоваться для проверки того, что при испытании произошло достаточное проникновение пара и соблюден временной режим.

Краткий обзор процессов и технологий, основанных на использова­ нии горячего пара, приведен в табл. 3.1 [13].

Преимущества и недостатки технологии. Автоклавы и реторты имеют следующие преимущества:

-обработка паром - известная, хорошо зарекомендовавшая себя технология с долгой и успешной «историей развития»;

-технология легко понятна и с готовностью воспринимается персо­ налом ЛПУ;

-технология одобрена как технология обработки медицинских от­ ходов в большинстве стран;

-временные и температурные параметры, необходимые для дости­ жения высоких уровней дезинфекции, хорошо выверены на практике;

-на рынке имеется широкий спектр автоклавов с различными габа­ ритными размерами и различной пропускной способностью - от не­

скольких килограммов до нескольких тонн в 1 ч;

-при осуществлении надлежащих мер предосторожности (при ис­ ключении обработки в автоклаве опасных и токсичных материалов) вы­ бросы из автоклавов и реторт минимальны;

-относительно низкие капитальные затраты;

-многие изготовители автоклавов предлагают дополнительные уст­ ройства по желанию заказчика: программируемое управление с помо­ щью компьютера, конвейеры и подъемники для тележек, устройства для

непрерывной регистрации параметров обработки, моечные приспособ­ ления для тележек / резервуаров, резервуары, способные к стерилизации

вавтоклаве, а также шредеры, измельчители, дробилки. Автоклавы и реторты имеют следующие недостатки:

-технология не делает отходы неопознаваемыми и не сокращает объем обрабатываемых отходов, если дополнительно не используются шредеры, измельчители, дробилки;

-любые крупногабаритные металлические объекты, имеющиеся

вотходах, могут повредить шредеры, измельчители, дробилки;

-могут образовываться неприятные запахи, хотя их можно миними­ зировать с помощью использования оборудования для кондиционирова­ ния воздуха;

-если в отходах имеются опасные химические соединения (фор­ мальдегиды, фенолы, цитотоксические агенты или ртуть), то эти токсич­ ные загрязняющие примеси выбрасываются в воздух, сбрасываются

всточные воды или остаются в «остаточных» отходах, что затем приво­ дит к загрязнениям полигонов;

-если технология не включает сушку отходов, то из-за конденсиро­ ванного пара отходы после обработки будут более тяжелыми, чем те, ко­ торые были направлены на обработку;

-неэффективное удаление воздуха; чрезмерная масса отходов; крупногабаритные отходы с низкой теплопроводностью или отходы, за­ гружаемые в многоразовых мешках, пакетах, герметичных термостой­ ких контейнерах и т.д., могут скомпрометировать эффективность систе­ мы по обеззараживанию отходов. Примеры отходов, которые требуют раздельного сбора и обработки по другим технологиям, включают кон­ тейнеры для удаления и другие механизмы.

Микроволновые системы. Микроволновая дезинфекция, по суще­ ству, является процессом, основанным на использовании пара, в кото­ ром дезинфекция происходит под действием влажного пара и пара, гене­ рируемого микроволновой энергией.

Электромагнитные волны являются ультракороткими волнами в электромагнитном спектре. Они находятся в диапазоне полосы радио­ частоты, выше сверхвысокой частоты (УВЧ), используемой в телевиде­ нии, ниже инфракрасной области. Магнетрон используется для того, чтобы преобразовывать электроэнергию высокого напряжения в микро­ волновую энергию, которая затем передается в металлический канал,