Библиографическое описание:

Балакаева А. В. Краткий обзор аппаратных технологий обеззараживания медицинских отходов, применяемых в России // Молодой ученый. — 2010. — №9. — С. 83-88.

Проблема обращения с отходами лечебно-профилактических учреждений (ЛПУ) в Российской Федерации в современных условиях рассматривается как важная эпидемиологическая и экологическая компонента безопасности населения страны. Всемирная организация здравоохранения с 1979 г. относит медицинские отходы к группе опасных и рекомендовала создание специальных служб по их переработке. Базельская Конвенция в 1992 г. выделила 45 видов опасных отходов, список которых открывается «клиническими» отходами. [4]

Специфичность отходов ЛПУ связана с присутствием в них, в той или иной степени, патогенной микрофлоры. Содержание микроорганизмов в них в 1000 раз больше, чем в твердых бытовых отходах, в них существенно выше общее микробное число по сравнению с бытовыми отходами, обнаруживаются болезнетворные бактерии и вирусы.[5]

Помимо бактерий группы кишечной палочки и палочки протея, в отходах ЛПУ нередко встречаются возбудители вирусных инфекций, туберкулеза и сибирской язвы. [5]

 Потенциально инфицированные отходы отличаются высокой полиморфностью, т.е. большим разнообразием морфологического состава, который может быть представлен остатками пищи и упаковочных материалов, находившихся в контакте с инфекционными больными, использованными перевязочными средствами, предметами личной гигиены, посудой и инструментами для отбора анализов, шприцами, иглами и т.д. [9]

Среди факторов потенциальной опасности медицинских отходов для персонала ЛПУ, населения и окружающей среды можно выделить следующие: [1]

·      Риск инфекционного заражения, очевидный при контакте с инфицированным материалом, оказавшимся в составе отходов, особенно при нарушении целостности кожных покровов (ранения острыми инфицированными предметами).

·      Риск физического поражения, связанный с повреждениями кожных покровов и слизистых оболочек острыми предметами, имеет значение не столько сам по себе (как травма), сколько в связи с возможным инфицированием организма через рану, царапину, прокол.

·      Риск токсического поражения может быть связан с выполнением операций по химической дезинфекции больничных отходов, а также определяться контактом с удаляемыми из ЛПУ токсичными отходами.

·      Риск радиоактивного поражения вследствие контакта с радиоактивными отходами (минимизируется выполнением требований СанПиН №3938-857 “Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами” и “Норм радиационной безопасности” НРБ-99, СП 2.6.1.758-99).

·      Экологический риск, связанный с поступлением больничных отходов в окружающую среду и их дальнейшим распространением в воздушной, водной среде и почве (будет тем меньше, чем полнее будут обеспечены меры профилактики четырех предыдущих видов риска).

Наиболее распространённым в Российской Федерации является метод химического обеззараживания медицинских отходов (дезинфекция).

Химическое обеззараживание (дезинфекция) потенциально инфицированных и инфицированных опасных медицинских отходов (класс Б, В по СанПиН 2.1.7.728-99) основано на применении зарегистрированных в Российской Федерации, дезинфицирующих средств.

Этот метод имеет ряд существенных недостатков:

·      При выполнении дезинфекции у персонала часто возникают аллергические реакции и поражения кожного покрова на руках. [1,9]

·      Практически не изменяется внешний вид отходов, что не исключает вероятности их  повторного использования. [1, 9]

·      Относительно ограниченный ассортимент официально разрешенных МЗ РФ дезинфектантов для обеззараживания отходов.[9] Дезинфекционная практика и анализ современных дезсредств показывают, что не существует универсальных препаратов, пригодных для широкого применения в ЛПУ.[5]

·      Нередки дефекты выбора препарата для обеззараживания отходов, без учета рекомендаций МЗ РФ и чувствительности к нему госпитальных штаммов, т.е, применение препаратов, не предназначенных специально для дезинфекции именно отходов. [9]

·       Качество химической дезинфекции зависит от факторов, которые не учитываются на практике, таких как:

- характер обрабатываемого объекта, его конструктивные особенности: например, наличие в нем щелей, петель, просветов и т.п. (вследствие этого – неравномерное проникновение дезинфектанта в субстрат);

- тип и интенсивность загрязнения объекта дезинфекции микроорганизмами;

- наличие органических загрязнений в отходах (из-за этого - снижение активности дезинфектанта)

- различная чувствительность микроорганизмов к антимикробным препаратам.

- температура и рН при которых происходит процесс дезинфекции.

Поэтому полное уничтожение возможного инфекционного начала не гарантируется. [1, 9, 2]

·  При захоронении отходов, обработанных химическими дезинфектантами, возникает значительный риск загрязнения окружающей среды токсичными соединениями.[1, 9]

·  Удельные затраты дезинфициорующих средств (на 1 т отходов), а также затраты на предотвращение возможного экологического ущерба существенно превышают аналогичные затраты для других способов обеззараживания.[1, 9]

 

Таким образом, с одной стороны, присутствует выраженная производственная химическая и инфекционная нагрузка на персонал, занятый манипуляциями с отходами, и, с другой стороны, недостаточная эффективность метода химической дезинфекции отходов классов Б и В, позволяющего лишь несколько снизить микробную обсемененность отходов при полном сохранении внешнего вида, товарных свойств и объема, а также при значительном увеличении веса. Риск инфекционного поражения  при  манипуляциях с отходами сохраняется не только для персонала ЛПУ, но и для населения при поступлении отходов в окружающую среду. [9]

Однако, по причинам отработанности, доступности для персонала и сравнительной дешевизны этого метода, а также ограниченности  экономических возможностей в ЛПУ и регионах для перехода на другие методы обеззараживания, химическая дезинфекция будет оставаться в ближайшие годы ведущей в нашей стране. [1, 9]

Последние рекомендации ВОЗ основаны на отказе от применения технологий, связанных с химической дезинфекцией, а оптимальными технологиями для обезвреживания отходов ЛПУ предлагают считать технологии термического обеззараживания, особо выделяя методы автоклавирования (с учетом регламентов российской нормативной базы). Это полностью согласуется с требованиями действующих санитарных правил и позволяет выполнить два основных требования при проведении обработки больничных отходов: предотвратить распространение инфекционного начала и обеспечить невозможность вторичного использования отдельных компонентов отходов.[7]

В Москве в 2007 году был проведён пилотный проект по внедрению комплекса мероприятий по совершенствованию системы обращения с отходами лечебно-профилактических учреждений в юго-восточном административном округе  г. Москвы.  В рамках проекта в 72 учреждениях этого округа были организованы участки по обеззараживанию медицинских отходов, оснащенные различными аппаратами по обеззараживанию. Кроме того, были проведены контрольные лабораторные исследования и измерения для оценки эпидемиологической эффективности и экологической безопасности различных технологий обеззараживания медицинских отходов.

Таким образом, были исследованы различные технологии по обеззараживанию отходов и апробированы различные аппараты их представляющие.

На Российском рынке представлено несколько основных аппаратных технологий обеззараживания отходов.

1.                  Метод химической дезинфекции с измельчением.

Надпись: 
Рис. 1. Установка стеримед
Комбинация метода химической дезинфекции опасных (рискованных) отходов с механическим измельчением способствует более полному проникновению дезинфектанта в толщу отходов, повышая надежность и эффективность дезинфекции и существенно уменьшая объемы потребляемого дезинфектанта и удаляемых обработанных отходов. Такие технологии достаточно активно применяются в ряде стран. В качестве примера можно привести установку "СТЕРИМЕД" (рис. 1) израильской компании M.C.M. Энвайронментал Технолоджис Лтд, которая в настоящее время прошла регистрацию в России. [8, 9]

Установка представляет собой механизированное устройство (127х122х70см), использующее комбинацию  процесса химической дезинфекции отходов классов Б и В специально разработанным для этих целей препаратом "Стерицид", относящегося к группе ЧАС, с добавкой глютарового альдегида, с механическим измельчением в закрытой камере. [9]

Упаковку, заполненную не более чем на 2/3 отходами, помещают в установку, дезинфицирующее средство «Стерицид» заранее заливают в химический резервуар. При включении установки происходит автоматическая подача необходимого количества средства в рабочую камеру и смешивание его с водой, в результате чего получается 0,5% рабочий раствор средства. Одновременно осуществляется измельчение отходов и их перемешивание с рабочим раствором средства. Процесс обеззараживания продолжается 20 мин., затем масса поступает в сепаратор, где разделяется на твердую и жидкую фракции. Твердая фракция сбрасывается в контейнер, а жидкая сливается в канали-зационную систему. В результате образуются безопасные в эпидемическом плане отходы, уменьшенные в объеме на 75%, неидентифицируемые и компактно упакованные. [9]

Использование химического дезинфектанта при обеззараживании отходов является существенным недостатком данного метода. При использовании препарата «Стерицид» необходимо применять средства индивидуальной защиты. При высокой концентрации паров предписано использовать автономный дыхательный аппарат, если его нет, то соответствующий фильтрующий респиратор, оснащенный элементом для фильтрации паров органических веществ, защитные перчатки, очки или защитную маску, резиновую обувь. [9]

Кроме того, установка имеет ряд технических недостатков, а также оказывается в экономическом плане далеко не оптимальной. [9]

2.                  Обработка паром под давлением (автоклавирование)

Из всех имеющихся методов стерилизации наиболее надежным и широко применяемым является метод, основанный на действии влажного тепла в виде насыщенного пара под давлением. Это - стандартный процесс, применяемый в ЛПУ для стерилизации повторно используемых инструментов, был адаптирован для обработки потенциально инфицированных и инфицированных медицинских отходов.

Стерилизация паром не оказывает токсического действия и не требует больших затрат, при этой процедуре уничтожаются споры, и стерилизующий агент (насыщенный пар) быстро проникает в обрабатываемые материалы и на­гревает их.

Влажное тепло разрушает микроорганизмы, вызывая необратимую коагуляцию и денатурацию ферментов и структурных бел­ков. Было установлено, что наличие влаги оказывает сущест­венное влияние на температуру коагуляции белков и на тем­пературу, при которой разрушаются микроорганизмы.

Основной принцип стерилизации паром в автоклаве за­ключается в том, что каждый обрабатываемый предмет под­вергается прямому действию пара при соот-ветствующих по­казателях температуры и давления в течение определенного времени. [2]

Эффективность процесса стерилиза­ции паром контролируют с помощью спор Bacillus stearo-thermophilus. [2, 7] Требования к эффективному паровому автоклавированию отходов отличаются от требований для медицинских инструментов. Минимальное время воздействия и температура зависит от множества факторов, таких как влажность отходови лёгкость проникновения пара. Как показывают исследования, эффективная инактивация всех микроорганизмов и большинства бактериальных спор в небольшом количестве отходов (5-8 кг) требует 60-минутного цикла при температуре 121º C и давления 1 бар (100 кПа), что обеспечивает полное распределение пара в отходах.[7]

В автоклавах нельзя обезвреживать летучие или низколетучие органические соединения, отходы химиотерапии, ртутьсодержащие и радиационные отходы, другие опасные химические отходы. Также нельзя обрабатывать крупногабаритные материалы, постельные принадлежности навалом, туши крупных животных, жаропрочную герметичную тару и другие отходы, препятствующие осуществлению теплопередачи. [10]. Отходы, обычно обрабатываемые в автоклавах: микробиологические культуры и смеси; колющие предметы, материалы, загрязненные кровью и небольшим количеством жидкостей; выделения, отходы операционных, лабораторные отходы (за исключением химических); и так называемые мягкие отходы (сетки, бандажи, ткани, халаты, постельные принадлежности), образующиеся при осмотре и уходе за пациентами.

По оценкам специалистов при обезвреживании медицинских отходов в автоклавах диоксины не образуются. Исследования выбросов из автоклавов, проведенные Национальным институтом здоровья и безопасных условий труда (США) не показали наличия никаких летучих органических  соединений в воздухе рабочей зоны, которые превышали бы допустимые пределы внешних воздействий, установленные Департаментом здоровья и безопасных условий труда (США).[10]

Таким образом, к преимуществам технологии обработки паром можно отнести её эффективность, известность и отработанность, низкие капительные затраты, отсутствие вредных выбросов в атмосферу  (при соблюдении мер предосторожности).

Но имеется также ряд недостатков. К ним относятся проблемы, связанные с образованием в зоне действия неприятных запахов при недостаточной вентиляции. Кроме того, если в отходах имеются опасные химические соединения (фенолы, альдегиды, цитостатики или металлическая ртуть) то возможен выброс токсических агентов в воздух, сточные воды или загрязнение «остаточными отходами» полигонов;

Надпись: 
Рис.2. Установка Туттнауэр
Поскольку пар никоим образом не изменяет физическое состояние отходов, требуется использование механического оборудования, такого как шредеры, мельницы, дробилки, чтобы сделать отходы неопознаваемыми. Это же позволит сократить объем обрабатываемых отходов на 60-80%. Также целесообразно предусмотреть сушку отходов, т.к. из-за конденсированного пара обработанные отходы становятся более тяжелыми, чем до обработки.

В пилотном проекте участвовало 2 вида автоклавов.

Это – различные виды медицинского стерилизатора  «Tuttnauer» (рис. 2) – с объемом камеры 120 л,, 250 л, 350 л,  450 л (производитель «Tuttnauer Со Ltd, Израиль), а также установка «ЭКОС» (производитель ООО «Фармстер», Россия).

В первом случае стерилизация осуществляется перенасыщенным паром при температуре 134-138°C, давлении 3,5 бар стерилизационной выдержке не менее 10 мин. и вакуумированной сушке простерилизованных отходов. Во втором – обеззараживание происходит методом стерилизации с предварительным измельчением в одном цикле. Цикл стерилизации происходит при температуре 138 оС, давлении 3,4 бар и стерилизационной выдержке 10 мин.

Надпись: 
Рис. 3. Установка Экос
Таким образом, принцип действия этих установок одинаков, различие состоит в наличии предварительного измельчения у Экоса, что позволяет сделать отходы неопознаваемыми, а также снизить их объём. Однако из-за больших объемов обрабатываемых отходов и сложности установки этого аппарата по сравнению с Tuttnauer-ом, рекомендуется использовать его в крупных ЛПУ.

3.        Термическая технология, основанная на применении процесса протеинового лизиса во влажном жаре.

Надпись: 
Рис. 4. Установка Ньюстер
Технология термического обеззараживания (установка Newster-10, рис. 4) обеспечивает стерилизацию массы потенциально инфицированных и инфицированных опасных медицинских отходов (включая споры грибков) на клеточном уровне, разрывая их мембраны, что принципиально отличает этот метод от методов поверхностного воздействия, применяемых, например, в автоклавах. Технология объединяет термические и химические процессы.

В герметически закрытой камере-мельнице происходит механическая деструкция материала методом измельчения. Температура повышается, и в камеру автоматически подается мелкими рассеивающими порциями вода, что приводит к нагнетанию внутриклеточного давления и разрыву мембран протеиновых клеток.

В результате ударов и трения материала при высокой скорости расположенных перпендикулярно валу ножей (2500 оборотов/мин.) происходит нагрев отходов.

В процессе повышения температуры в камеру автоматически подается мелкими рассеивающими порциями вода, что приводит к нагнетанию внутриклеточного давления и разрыву мембран клеток. В момент впрыскивания в камеру воды и получения пара при температуре 155-160 0С и пониженном давлении в 1 атм происходит стерилизация методом разрыва протеиновых молекул. Ножи измельчают отходы в течение всего цикла обработки, производя нагрев отходов, и как только температура достигает критической, избыточное тепло удаляется из установки.

В начале процесса деструкции массы и в момент понижения температуры до 95°C в камеру автоматически дважды подается порциями по 100 мл 4% раствор натрия гипохлорита (NaClO). Он позволяет устранить запахи и дезинфицировать материал на начальном этапе, а при высокой температуре гипохлорит натрия, вступая в химические реакции, образует гипохлористый ангидрид – мощное газообразное хлорирующее средство, служащее дезодорантом и стерилизатором самой системы. В результате обезвреживания образуются сухие  отходы, уменьшенные в объеме в 7 раз, полностью безопасные в эпидемическом плане.[9]

Полученный материал, будучи стерильным, исключает возможность распрост-ранения инфекций за пределами ЛПУ при его складировании и транспортировании, легко перегнивает на полигонах, не загрязняет водные горизонты инфильтратами дезинфек-тантов. При рациональном подходе отходы, обезвреженные с помощью этой технологии, могут использоваться в качестве топливной добавки для различных печей и на теплоэлектростанциях (теплотворность составляет 6000 – 7000 ккал/кг). [10] Используе-мый дезинфектант применяется в незначительных дозах и при малой концентрации.

Технология не приводит к образованию каких-либо вредных выбросов, пыли, сбросов. Она позволяет значительно уменьшить массу и объем отходов за счет перема-лывания отходов и выпаривания жидкостей – (объем отходов уменьшается на 75%, масса – на 30-40%), а также значительно сократить затраты на предварительную дезинфекцию, снизить опасность для персонала, работающего с дезинфектантами, и окружающей среды.

Недостаток технологии «НЬЮСТЕР-10» заключается в требовании некоторой подсортировки отходов (наличия приблизительно 50 % пластика в загружаемой массе, что на практике легко выполняется оператором внесением пакетов со одноразовыми шприцами, пробирками). [1, 9, 8]

4.      Обработка СВЧ-полем.

Надпись: 
Рис. 5. Установка СВЧ
Технология характеризуется СВЧ-воздействием на отходы, за счет чего достигается подъем температуры и дезинфекция отходов. [9]

Электромагнитные волны являются ультракороткими волнами в электромагнитном спектре. Они находятся в диапазоне полосы радиочастоты, выше сверхвысокой частоты (УВЧ). Магнетрон используется для того, чтобы преобразовать электроэнергию высокого напряжения в микроволновую энергию, которая  затем передается в металлический канал, называемый волноводом который направляет энергию в специальную область (например, область микроволновой печи для приготовления пищи или секцию обработки дезинфекционной установки).[1]

Эффект дезинфекции доказан многочисленными испытаниями, в настоящее время имеет достаточное распространение на территории России. Технология одобрена в большинстве стран. Простата установки в подключении и эксплуатации; низкие капитальные и эксплутационные затраты; возможность установки в небольшом (сравнительно с другими аппаратами) помещении  сделали её популярной среди персонала ЛПУ.

Однако, технология не предполагает измельчения отходов, необходимо применять запатентованные растворы сенсибилизаторов, специальные полипропиленовые пакеты и баки, что  создает достаточно высокие эксплуатационные затраты [9]

В пилотном проекте применялась СВЧ–установка УОМО-01/150-«О-ЦНТ» (производитель Обнинский центр науки и технологий, Россия, рис. 5). Установка осуществляет обработку отходов сверхвысокочастотными (микроволновыми) электромагнитными колебаниями (температура нагрева около 100°С) с применением раствора сенсибилизатора. Длительность цикла составляет 1 час.

В рамках пилотного проекта проводились, во-первых, микробиологическое и экотоксикологическое исследования обеззараженных отходов для оценки эффективности обеззараживания.

По заключению ФГУЗ отходы (классов Б и В) с внесением биологических  и паразитологических тестов, обработанные насыщенным паром под давлением и насыщенным паром под давлением с измельчением, (установки типа «Tuttnauer» и «Экос»), микроволновая обработка ( СВЧ-установка типа «УОМО-01/150-«О-ЦНТ), протеиновый лизис (установка типа «Newster-10»)  приводит к практически полному обеззараживанию отходов – рост микроорганизмов отсутствовал и отмечен положительный эффект при обеззараживании инвазионного материала.

Обработка отходов химическим  дезинфектантом с измельчением (установка Стеримед – 1») показала, что спорообразующие микроорганизмы (B. Stearothermophilus) не подверглись полной убивке. Во всех остальных тест-культурах и  отходах роста микроорганизмов не выявлено. Таким образом эффективность обеззараживания отходов в установке Стеримед, использующей технологию химической дезинфекции с измельчением, оказалась ниже чем в других установках.

Однако, эффективность обеззараживания при использовании этой установки всё равно выше, чем при использовании метода химической дезинфекции производимой ручным способом.

Во-вторых, проводились санитарно-гигиенические испытания: оценка воздуха рабочей зоны и выбросов в атмосферу, а также исследование параметров микроклимата в зоне действия аппаратов.

В ходе этих испытаний выяснилось, что концентрация  летучих компонентов в рабочей зоне и в атмосферном воздухе при работе установок не превышает ПДК, также и параметры микроклимата не выходят за пределы допустимых значений на протяжении всего времени их работы.

Изучение работы установок СВЧ по плотности потока энергии (ППЭ) показало, что ППЭ на расстоянии менее 0,5 м от установки превышает предельно-допустимые значения для 8-часового рабочего дня для лиц, профессионально связанных с воздействием ЭМП, что согласуется с рекомендациями  по эксплуатации установки.

Таким образом, все представленные установки не наносят вреда окружающей среде и человеку, и могут применяться для обеззараживания медицинских отходов в ЛПУ.

Выбор установки и метода обеззараживания зависит от количества образования отходов по классам с целью обеспечения рентабельности установки, а также вида оказываемой медицинской помощи.

 

Литература

1.    Б.В. Боравский, Боравская Т.В., Десяткова К.С. Справочное руководство по обращению с отходами лечебно-профилактических учреждений / под ред. Русакова Н.В., Гончаренко В.Л. - М.: ООО "Мир Прессы", 2006. - 432 с.

2.    Внутрибольничные инфекции: Пер. с англ./Под ред. Р.П.Венцела. - М.: Медицина, 1990. -656с.

3.    Конышев И.С. Санитарно-эпидемиологические аспекты утилизации опасных медицинских отходов. // Актуальные вопросы эпидемиологии инфекционных болезней. - М., 1997. - Выпуск 2. - С. 209-220.

4.    Онищенко Г.Г. Санитарно-эпидемиологический надзор за лечебно-профилактическими учреждениями и проблемы образения с медицинскими отходами// Проблемы обращения с отходами лечебно-профилактических учреждений: Сборник материалов V Международной конференции.– М., 2009. – С. 9-25.

5.    Опарин П.С. Гигиена больничных отходов. - Иркутск: Восточно-Сибираский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук, ФГУП "Иркутская дезинфекционная станция" МЗРФ, 2001. - 176с.

6.    Отходы учреждений здравоохранения: современное состояние проблемы, пути решения / Под ред. Л.П.Зуевой. И.Г.Техова, О.В.Мироненко, В.В.Сельницева, А.Ю.Иванова. - СПб, 2003. - 43 с.

7.    Прюсс А., Тоуненд В.К. Обращение с отходами здравоохранения. Практическое руководство для обуче¬ния. - ВОЗ, Женева, 1998.- 256 с.

8.    Русаков Н.В., Рубан Г.И., Фролов В.Н. Сравнительный анализ установок для обработки отходов ЛПУ имеющих эпидемиологическую опасность // Медицинские отходы: проблемы и пути решения: Сборник материалов III Всероссийской научн.-практич. конференции с международным участием. – М., 2005. – С. 60-67.

9.    Щербо А.П., Мироненко О.В. Гигиена управления больничными отходами. - СПб.: изд. МАПО при участии ООО "Фирма КОСТА", 2008. - 324с.

10.              Non-Incineration Medical Waste Treatment Technologies. A resource for Hospital Administrators, Facility Managers, Health Care Professionals, Environmental Advocates, and Community Members// Health Care Without Harm , Washington, 2001  118p.

 

 

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle