Pobierz numer - Górnośląska Wyższa Szkoła Pedagogiczna

Transkrypt

Journal
of Ecology
and
Health
Ukazuje się od / Founded in 1996
ISSN 2082-2634
2012 nr 2
Aktualna punktacja MNiSW 6,0
Szanowni Państwo,
mam satysfakcję i radość zaprezentować kolejny numer
naszego pisma „Journal of Ecology and Health”, w którym
odnajdziecie opracowania naukowe z obszaru wyznaczonego ramami merytorycznymi zawartymi w jego tytule.
Czas letni i wypoczynek urlopowy nie sprzyja poważnej
lekturze, ale zważywszy na to, że pismo podejmuje
problematykę kluczową dla zdrowia i życia, a także bezpieczeństwa ekologicznego,
pozostajemy w nadziei, że i w okresie kanikuły zechcecie Drodzy Czytelnicy poświęcić
trochę czasu jego treści. Być może okaże się to ciekawym przerywnikiem czasu
krotochwilnego, a jednocześnie zwróci Państwa uwagę na najbliższe otoczenie naturalne, w którym dostrzeżecie wybrane aspekty spraw dyskutowanych przez naszych
autorów.
Wychodząc z założenia, że zdrowo jest równoważyć wypoczynek z wysiłkiem
intelektualnym, pragnę polecić Państwu spośród innych znakomitych tekstów ten,
który podejmuje sprawę wypalenia zawodowego pracowników służby zdrowia zatrudnionych w szpitalach. Jakże aktualny jest ten tekst – ze względu na problem wypalenia
zawodowego – dotyczący przecież wszystkich pozostających w stosunku pracy bądź
jakkolwiek pracę świadczących. Z drugiej strony warto zauważyć, że wypalenie
zawodowe pracowników ochrony zdrowia dotyczy wszystkich nas w równym stopniu,
albowiem od ich kondycji psychofizycznej zależy usługa medyczna będąca jedną
z gwarancji naszego dobrostanu psychofizycznego. Ważne jest i to, że problem wypalenia zawodowego w rekomendowanym przeze mnie tekście podjęły Autorki z Uniwersytetu w Trnawie. W ten sposób rodzi się refleksja, że nie jesteśmy odosobnieni
w problemach ochrony zdrowia, które – w tych jakże szczególnie trudnych z racji
kryzysu latach – nie omijają środowisk i osób odpowiedzialnych za zdrowie publiczne.
Autorki wskazują nie tylko na wysoki procent znamionujący zjawisko wypalenia zawodowego pracowników ochrony zdrowia w Słowacji, ale też dowodzą stałego wzrostu
tego wskaźnika procentowego, co powinno nie tylko budzić niepokój, a przede wszystkim skłaniać do poszukiwania systemowych rozwiązań i działań profilaktycznych,
które poprzez wyższe zadowolenie i dobre samopoczucie medyków, nas uczynią
bardziej bezpiecznymi.
Kategorie analizy przyjętej w narzędziu Autorek zwracają też naszą uwagę na to, że
zdrowie psychofizyczne oraz zadowolenie z pracy mają charakter priorytetowy ze
względu na podmiotowo pojmowaną jakość życia pracowników zatrudnionych
w placówkach szpitalnych. Nie należy zatem zapominać i o tym, że nie tylko czynniki
zewnętrzne warunkują zadowolenie z pracy, ale także nasza wewnętrzna dyspozycja
w postaci myślenia o pracy i nastawienia do pracy, co w okolicznościach wszelakich –
także trudnych – pozostaje po stronie woli pracownika.
Wynoszę w ten sposób myśl z lektury rekomendowanego artykułu, iż profilaktyka
wypalenia zawodowego pracowników ochrony zdrowia powinna polegać nie tylko na
optymalizowaniu warunków stwarzanych przez resort, ale także zależna jest w dużej
mierze od woli i postaw społecznych tych wszystkich, dla których – niezależnie od
problemów – zdrowie publiczne okazuje się być wartością nadrzędną.
Journal
of Ecology
and
Health
(32)
wsew.edu.pl
www.wsew.edu.pl
(32)
www.wsea.edu.pl
ul. Kruczkowskiego 12, 41-710 Ruda Śląska
tel. (32) 793-45-60, [email protected]
www.omn.com.pl
CENY ZAMIESZCZENIA REKLAM DO UZGODNIENIA Z REDAKCJĄ
3
Redakcja ,,Journal of Ecology and Health”,
Górnośląska WSP,
Pozostawiam więc Państwa z treścią kolejnego numeru „Journal of Ecology and
Health” i wierzę, że odnajdą w nim Państwo treści interesujące i ważne.
Ś
REDAKTOR NACZELNY
Mirosław Czapka
Nakład: 250 egz.
21,00 zł
w 2012 r. - 84,00 zł
ISSN 2082-2634
Copyright by Górnośląska WSP Mysłowice
Redaktor naczelny
Prof. nadzw. dr hab. inż. Mirosław Czapka
Rada Redakcyjna
Redaktorzy tematyczni:
Dr n. med. Henryk Jaskólecki – Nauki medyczne
Dr inż. Renata Przywarska – Inżynieria i ochrona
środowiska
Dr inż. Bronisław Wyżgolik – Inżynieria i ochrona
środowiska
Redaktorzy językowi:
Dr Joanna Trzaskalik
Mgr Joel Pomeroy
Redaktor statystyczny:
Mgr Pelagia Suszka-Morejko
Doc. dr hab. n. med. Tomasz Irzyniec –
Górnośląska Wyższa Szkoła Pedagogiczna im.
kard. A. Hlonda, Mysłowice – Przewodniczący
Prof. Dr. Gerhard Banse – Institut für
Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse
/ITAS/, Karlsruhe, Niemcy
Prof. Ing. Magdaléna Lacko-Bartošová CSc. –
Slovenská pol'nohospodárska univerzita v Nitre,
Słowacja
Dr hab. inż. arch. Krzysztof Gasidło – prof.
ndzw. Politechniki Śląskiej, Gliwice, Zakład
Planowania Regionalnego, Wydział Architektury
Prof. dr hab. n. med. Tadeusz Gaździk – Śląski
Uniwersytet Medyczny, Katowice, Wyższa
Szkoła Ekonomii i Administracji, Bytom
Prof. dr Muhammad Iqbal – Head Dep. of.
Botany, Hamdard University, New Delhi, Indie
Prof. Dr. Jürgen Kopfmüller – Institut für
Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse
/ITAS/, Karlsruhe, Niemcy
Prof. Yuriy Kundiev, MD Ph D Dr. Sci – Institute
for Occupational Health of National AM of
Ukraine, Kyiv, Ukraina
Prof. dr hab. Sergiej Maksymenko – Instytut
Psychologii Narodowej Akademii
Pedagogicznych Nauk Ukrainy
Prof. ndzw. dr hab. Krzysztof Malik – Wydział
Zarządzania i Inżynierii Produkcji, Politechnika
Opolska
Prof. Dr. Sci (med) Antonina Nahorna – Institute
for Occupational Health of National AMS of
Ukraine, Kyiv, Ukraina
Ph Dr. Zlatica Plašienková, CSc. – Dep. of.
Philosophy, Uniwersytet Comeniusa,
Bratysława, Słowacja
Prof. MUDr Martin Rusnák CSc. – Uniwersytet
Trnawski w Trnawie
Prof. dr hab. n. med. Aleksander Sieroń –
Śląski Uniwersytet Medyczny, Katowice,
Wyższa Szkoła Ekonomii i Administracji,
Bytom
Prof. PhDr. Josef Šmajs, CSc. – Katedra
Filozofie Uniwersytet Masaryka, Brno,
Republika Czeska
Prof. zw. dr hab. n. med. Henryk Trzeciak –
Górnośląska Wyższa Szkoła Pedagogiczna im.
kard. A. Hlonda, Mysłowice
Dr hab. Ligia Tuszyńska – Wydział Biologii
Uniwersytetu Warszawskiego
Dr hab. Wiesław Włoch – prof. Uniwersytetu
Opolskiego, Katedra Biosystematyki, prac.
nauk. Ogrodu Botanicznego CZRP PAN
w Warszawie-Powsinie
Doc. dr Mirosław Wójcik – Górnośląska Wyższa
Szkoła Pedagogiczna im. kard. A. Hlonda,
Mysłowice
Journal
of Ecology
and
Health
VI
2 (92)
kwiecień-czerwiec 2012
Kwartalnik
Lidia Pośpiech
tel. (32) 225-39-24, www.journalofecologyandhealth.pl
e-mail: [email protected]
Patrycja Gębala, Adam Mickiewicz: Spinosad - badanie podatności na
biodegradację w wodzie; Spinosad – ready biodegradability test in water
55
Wacław Adamczyk, Artur Jachimowski: Eutrofizacja wód powierzchniowych kierowanych do uzdatnienia; Eutrophication of surface waters
sent to non-chemical treatment ...............................................................
61
Aleksandra Ziembińska, Aleksandra Gatlik: Biodegradacja folii
polilaktydowych przez autochtoniczne bakterie glebowe; Polylactide
foil biodegradation performed by autochthonic soil microorganisms .....
66
Ewa Nogaj, Jerzy Kwapuliński, Małgorzata Bebek, Krzysztof Mitko,
Małgorzata Suflita, Piotr Brewczyński, Marcin Babula, Jolanta
Kowol: Wykorzystanie współczynnika wzbogacenia, współczynnika
kumulacji oraz równania podziału, do oceny intoksykacji Pb lub Cu
migdałka gardłowego; The use of enrichment factor, accumulation
factor and equation of division to estimate Pb and Cu intoxication of
pharyngeal tonsil .....................................................................................
70
Edyta Dudkiewicz: Wymagania dla instalacji wodociągowej w zakładach
przyrodoleczniczych dla dzieci; Requirements for the water supply
system in the institute of natural medicine for children ............................
76
Dariusz A. Waniczek, Krzysztof K. Buda, Marek K. Rudzki, Adam
Jurkiewicz: Własna metoda cyfrowej dokumentacji stanu miejscowego
owrzodzeń żylnych podudzi; The author’s own method of digitally
recording the local state of venous leg ulcers .........................................
84
Patricia Dobríková, Katarína Blažová, Miriam Šramatá: Burnout of
healthcare workers at inpatient facilities, Zespół wypalenia zawodowego pracowników służby zdrowia w placówkach szpitalnych ........
92
Oksana Seroka-Stolka: Czynniki implementacji dobrych praktyk środowiskowych w małych i średnich przedsiębiorstwach; Factors of
implementing good environmental practises in small and medium
enterprises ...............................................................................................
98
Fot. na I okł. – Mirosław Czapka: Zapowiedź lata
Czasopismo jest indeksowane w „Bazie danych o zawartości polskich czasopism
technicznych”. BazTech http://baztech.icm.edu.pl
Redakcja informuje, że wersją pierwotną (referencyjną) czasopisma jest wydanie papierowe.
POLITYKA
REDAKCYJNA
„Journal of Ecology and Health” zamieszcza prace oryginalne,
poglądowe, metodyczne i kazuistyczne z zakresu ekologii i szeroko pojętej tematyki zdrowia.
Ponadto pismo publikuje sprawozdania i materiały ze zjazdów
i konferencji naukowych oraz recenzje książek.
„Journal of Ecology and Health” wydawany jest systematycznie
drukiem i jako kwartalnik i posiada swój numer ISSN.
Celem czasopisma jest koncentrowanie zainteresowania społecznego zróżnicowanych środowisk, a przede wszystkim uczonych oraz podmiotów akademickich, także środowisk zawodowych na problemach ekologii i zdrowia stanowiących o jakości
życia społecznego w obszarze kraju, Unii Europejskiej i świata.
Pismo przyjmuje sobie zatem jako cel uświadamianie i propagowanie, a w konsekwencji kształtowanie postaw ekologicznych
i prozdrowotnych wśród szerokiego grona odbiorców, będących
twórczo odpowiedzialnymi za bezpieczne ekologicznie i zdrowe
życie społeczności lokalnych i ponadlokalnych.
A. Autorstwo prac
1. Uznanie autorstwa powinno uwzględniać:
- zasadniczy wkład w koncepcję: projekt, zebranie danych
lub analizę i interpretację danych;
- napisanie artykułu lub krytyczny przegląd go pod kątem
istotnej zawartości naukowej;
- ostateczną akceptację wersji do opublikowania.
2. Autorzy powinni spełniać wszystkie wymienione kryteria.
W przypadku prac zbiorowych, wymagane jest wskazanie
osoby, która przyjmie bezpośrednią odpowiedzialność za
publikację. Współautorzy powinni uczestniczyć w sporządzeniu publikacji w takim stopniu, aby mogli wziąć odpowiedzialność za właściwe fragmenty treści, jej zawartość
oraz za konflikt interesów.
B. Konflikt interesów
Autorzy są zobowiązani do ujawnienia Redakcji – poprzez
podanie na odrębnej stronie dołączonej do pracy – wszystkie
konflikty interesów:
- zależności finansowe (jak np.: zatrudnienie, doradztwo,
posiadanie akcji, honoraria, płatne ekspertyzy);
- związki osobiste;
- współzawodnictwo akademickie i inne, mające mieć
wpływ na merytoryczną stronę publikacji;
- sponsoring części lub całości badań.
W piśmie tym powinny być wymienione związki z firmami
komercyjnymi, związanymi z przedstawionymi w publikacji
rozwiązaniami praktycznymi.
C. Odpowiedzialność cywilna
Redakcja stara się czuwać nad merytoryczną stroną pisma,
jednak za treść artykułów odpowiadają Autorzy. Za treść umieszczanych w piśmie reklam odpowiada sponsor lub firma marketingowa.
D. Korespondencja, listy do Redakcji
1. Korespondencja w sprawach dotyczących publikacji
powinna wpłynąć do Redakcji w terminie do 60 dni po czasie
publikacji w czasopiśmie.
2. W korespondencji nie powinny znaleźć się stwierdzenia
nieuprzejme, oszczercze, mało precyzyjne.
3. Nie powinna też ona zawierać argumentów, mających na celu
zdyskredytowanie opinii lub wyników.
4. W czasopiśmie będą uwzględniane tylko listy wartościowe
merytorycznie.
E. W przypadku ujawnienia wykroczeń przeciwko etyce zawodowej Autorów Redakcja będzie wyciągać konsekwencje
wynikające z zapisu Ustawy o Szkolnictwie Wyższym.
Procedura recenzowania artykułów zgłoszonych do publikacji
Procedura recenzowania artykułów w czasopiśmie jest zgodna
z zaleceniami Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego
(opisanymi np. w broszurze Dobre praktyki w procedurach
recenzyjnych w nauce, MNiSW, Warszawa 2011).
! Autorzy, przesyłając artykuł do publikacji w czasopiśmie,
wyrażają zgodę na proces recenzowania.
! Artykułowi nadawany jest numer redakcyjny, identyfikujący
go w dalszych etapach procesu wydawniczego.
! Nadesłany artykuł jest poddawany ocenie formalnej przez
radę redakcyjną, a następnie jest recenzowany przez recenzenta zewnętrznego, który:
[ jest specjalistą w danej dziedzinie,
[ nie jest członkiem Rady Naukowo-Programowej czasopisma,
[ nie jest zatrudniony w jednostkach wydających czasopismo,
[ nie jest afiliowany przy tej samej placówce, z której
pochodzi Autor.
! Artykuł jest recenzowany poufnie i anonimowo (tzw. podwójnie ślepa recenzja).
! W przypadku tekstów powstałych w języku obcym, co
najmniej jeden z recenzentów jest afiliowany w instytucji
zagranicznej innej niż narodowość autora pracy.
! Recenzentom nie wolno wykorzystywać wiedzy na temat
artykułów przed jego publikacją.
! Recenzja ma formę pisemną i kończy się jednoznacznym
wnioskiem co do dopuszczenia artykułu do publikacji lub
jego odrzucenia.
! Autor jest informowany o wyniku recenzji oraz otrzymuje
recenzję do wglądu.
! W przypadku ewentualnych uwag możliwa jest korespondencja z Redakcją czasopisma.
! Recenzenta wskazuje Redaktor Naczelny.
! Rada Recenzentów współpracujących z Redakcją publikowana jest raz w roku w czasopiśmie w wersji drukowanej.
! Ostateczną decyzję o terminie publikacji artykułu podejmuje
Redaktor Naczelny.
! Każdy numer wydanego czasopisma jest uprzednio zrecenzowany w sumie przez przynajmniej 3 recenzentów.
Redakcja będzie dokumentować wszelkie przejawy nierzetelności naukowej, zwłaszcza łamania i naruszania zasad etyki
obowiązującej w nauce.
54
JEcolHealth, vol. 16, nr 2, kwiecień-czerwiec 2012
PATRYCJA GĘBALA, ADAM MICKIEWICZ
Instytut Przemysłu Organicznego Oddział w Pszczynie, ul. Doświadczalna 27, 43-200 Pszczyna
Spinosad – badanie podatności na biodegradację
w wodzie
Spinosad – ready biodegradability test in water
Streszczenie:
Wstęp
Spinosad jest insektycydem powstającym na skutek fermentacji bakteryjnej, stosowanym w rolnictwie ekologicznym.
Opisywany jest jako bezpieczny dla środowiska środek o szerokim zastosowaniu. Jest podatny na fotodegradację, jednak
dane na temat jego rozkładu w innych warunkach są wciąż niepełne. Celem badania było określenie podatności spinosadu
na biodegradację w wodzie.
Materiały i metody
W doświadczeniu zastosowano metodę manometrycznej respirometrii wg Wytycznej OECD nr 301 F. Badanie prowadzono w ciemności przez 28 dni. Jako inokulum zastosowano osad czynny pochodzący z oczyszczalni ścieków komunalnych
w Pszczynie.
Wyniki
Wyniki pokazały brak podatności spinosadu na rozkład w danych warunkach doświadczalnych. Wykazano również brak
toksycznego wpływu spinosadu na inokulum bakteryjne.
Wnioski
Dane uzyskane w doświadczeniu wskazują na konieczność dalszych badań tej substancji w bardziej złożonych układach
doświadczalnych.
Abstract:
Introduction
Spinosad is an insecticide that is produced as a result of bacterial fermentation and is used in organic farming. It is
described as being an environmentally safe insecticide with a wide spectrum of use. Spinosad is fotodegradable but data
on its degradation in other conditions are still incomplete. The aim of this study was to determine the ready
biodegradability of spinosad in a water environment.
Materials and methods
In this study manometric respirometry was used (according to OECD Guideline No 301 F). The study was conducted in the
dark for 28 days. An activated sludge taken from sewage treatment plant in Pszczyna was used as an inoculum.
Results
Results showed that spinosad is not ready biodegradable in water under study conditions. The study also showed no
toxicity of spinosad to microbial inoculum.
Conclusion
The data attained during this study shows an necessity for further research under more complex study conditions.
Słowa kluczowe: spinosad, biodegradacja, respirometria manometryczna, inokulum bakteryjne
Keywords: spinosad, biodegradation, manometric respirometry, microbial inoculum
Wstęp
Spinosad jest insektycydem, mieszaniną dwóch makrocyklicznych laktonów: spinozyny A i spinozyny D. Stosowany jest m.in. do zwalczania gąsienic motyli, chrząszczy,
much oraz niektórych pluskwiaków [1, 2, 3, 4]. Spinosad
jest produktem procesu fermentacji bakteryjnej mikroorganizmów Saccharopolyspora spinosa (Actinomycetes),
które należą do promieniowców. Insektycyd ten działa
kontaktowo oraz drogą pokarmową. Wykazuje działanie
wgłębne na roślinach. Spinosad posiada dwa mechanizmy
działania: wpływa na kanały chlorkowe związane
55
z receptorami kwasu gammaaminomasłowego (GABA),
powodując zmniejszenie odpowiedzi neuronów na GABA
oraz pobudza nikotynowe receptory cholinergiczne [5, 6].
GABA występuje w układzie nerwowym owada jako
mediator hamujący rozprzestrzenianie się bodźca w neuronie odbiorczym, z kolei pobudzenie nikotynowych receptorów cholinergicznych prowadzi do wzbudzenia układu
nerwowego owada. Suma tych mechanizmów powoduje
mimowolne skurcze mięśni, skrajne wyczerpanie z drżenia, a na końcu paraliż szkodnika [7, 8, 9].
Spinosad w ochronie upraw stosowany jest od 1990 roku.
Zaletą spinosadu jest bardzo niskie prawdopodobieństwo
nabycia przez owady odporności na ten insektycyd. Od
kilku lat spinosad może być stosowany w uprawach ekologicznych [7].
Spinosad szybko rozkłada się pod wpływem działania
promieni słonecznych. Po dodaniu tej substancji do wody
i wystawieniu na działanie promieni słonecznych następuje jej fotodegradacja. Jeśli spinosad w wodzie nie jest poddany nasłonecznieniu obserwuje się niewielką hydrolizę.
Wiedza na temat biodegradacji spinosadu w wodzie i glebie jest niewielka i do tej pory przeważała opinia, że jest to
substancja podatna na rozkład, a tym samym niewykrywalna w jadalnych częściach roślin. Jednakże w świetle
doniesień o wykryciu pozostałości spinosadu w produktach żywnościowych konieczne są szczegółowe badania
jego podatności na degradację [10, 11].
Celem badania było określenie podatności na biodegradację w wodzie preparatu zawierającego w swoim składzie
spinosad jako substancję aktywną.
Materiały i metody
Osad doświadczalny
Inokulum drobnoustrojów otrzymano z osadu czynnego
pochodzącego z oczyszczalni ścieków komunalnych
w Pszczynie. Po przewiezieniu osadu do laboratorium był
on kilkukrotnie płukany wodą wodociągową i dekantowany. Postępowanie takie eliminuje ewentualne osady mineralne i pozostałości organiczne. Następnie osad w zlewce
uzupełniano medium doświadczalnym, które stanowiła
pożywka mineralna, do objętości 4,5 dm3, intensywnie
mieszano, pozostawiono na 30 minut, po czym ciecz znad
osadu dekantowano i powtarzano ponownie całą procedurę. Po wprowadzeniu medium doświadczalnego do
osadu po raz trzeci, całość intensywnie napowietrzano.
Medium doświadczalne
Spinosad
Do zbadania podatności na biodegradację w wodzie wybrano jeden z najczęściej stosowanych w Polsce
preparatów zawierających spinosad (zawartość substancji
aktywnej – 22,8%).
Badanie podatności na biodegradację
W celu określenia podatności badanego preparatu na biodegradację w wodzie wykorzystano metodę manometryczną według Wytycznej OECD nr 301 F [12]. Metoda ta
jest odpowiednia dla bardzo szerokiego spektrum substancji, a z uwagi na ciągłe mieszanie, rozproszenie badanej
substancji lub preparatu jest utrzymywane na stałym
poziomie przez cały okres badania. Zasada metody jest
następująca: w zamkniętych butlach, w stałej temperaturze
miesza się przez okres 28 dni zaszczepioną inokulum
bakteryjnym, odmierzoną objętość pożywki, zawierającą
znane stężenie badanej substancji lub preparatu. Zużycie
tlenu jest obliczane albo przez pomiar ilości tlenu, potrzebnego do utrzymania stałej objętości gazu w butli
56
respirometru, albo przez zmiany objętości/ciśnienia
w aparacie. Uwalniający się podczas badania CO2 jest
pochłaniany przez pochłaniacz (np. 45% roztwór wodorotlenku potasu). Ilość tlenu, która jest pobrana przez bakterie podczas biodegradacji substancji/preparatu
(skorygowaną o tlen pobrany przez ślepą próbę z inoculum) dzieli się następnie przez zastosowane w doświadczeniu stężenie badanej substancji/preparatu. W ten sposób
otrzymuje się wartość biochemicznego zapotrzebowania
na tlen (BZT). Rozkład substancji/preparatu wyraża się
jako procent teoretycznego zapotrzebowania na tlen
(TZT), które oblicza się ze wzoru chemicznego substancji,
lub – jeśli jest to mieszanina – jako procent chemicznego
zapotrzebowania na tlen (ChZT). Równolegle prowadzone
jest takie samo badanie dla substancji referencyjnej, która
ma wysoką podatność na biodegradację. W niniejszym
badaniu zastosowaną substancją referencyjną był octan
sodu.
Dla zapewnienia drobnoustrojom właściwego środowiska,
sporządzono roztwory podstawowe makro-i mikroelementów (tab.1), z których przygotowano medium do przeprowadzenia doświadczenia. Z przygotowanych roztworów
podstawowych makro-i mikroelementów pobrano odpowiednie objętości, które dokładnie wymieszano ze sobą
i uzupełniono wodą destylowaną do objętości 1 litra.
Oznaczenie suchej pozostałości osadu
Aby zaszczepić roztwory odpowiednią objętością inokulum należy oznaczyć suchą pozostałość osadu. W tym celu
z przygotowanego osadu pobrano próby (3x100 ml)
i suszono je w temperaturze 105°C, aż do uzyskania stałej
suchej masy. Sucha pozostałość osadu użytego w doświadczeniu wynosiła 286 mg/100 ml.
Przebieg doświadczenia
W badaniu zastosowano 17 butli do oznaczania BZT:
- butle 1-5 zawierały preparat w stężeniu 100 mg/l,
inokulum bakteryjne i medium doświadczalne,
- butle 6-10 zawierały octan sodu (substancja referencyjna) w stężeniu 100 mg/l, inokulum bakteryjne i medium
doświadczalne
- butle 11-15 zawierały wyłącznie inokulum bakteryjne
i medium doświadczalne (próba ślepa).
Zastosowano również 2 dodatkowe butle zawierające
zarówno substancję referencyjną jak i badany preparat
w celu zbadania toksycznego wpływu preparatu na inkoulum. W kontroli toksyczności substancję referencyjną oraz
badany preparat zastosowano w stężeniach 100 mg/l.
Badany preparat oraz octan sodu rozpuszczono w medium
doświadczalnym, zmierzono pH roztworów i wprowadzono je do odpowiednich butli do oznaczania BZT. Po osiągnięciu przez wszystkie naczynia temperatury badania, tj.
22°C ich zawartość została zaszczepiona przygotowanym
osadem czynnym tak, aby stężenie cząstek stałych w badanych mieszaninach wynosiło 15 mg/l. Następnie w każdej
butli umieszczono mieszadło magnetyczne. Jako pochłaniacz CO2 zastosowano 45% KOH. W doświadczeniu zastosowano system do ciągłego pomiaru BZT – Sensomat
Measurement System firmy AQUALYTIC. Codziennie
przeprowadzano kontrolę prawidłowej temperatury oraz
wydajności mieszania.
Aby badanie można było uznać za wiarygodne powinny
być spełnione następujące kryteria wiarygodności:
- pobieranie tlenu przez ślepą próbę nie powinno być
wyższe niż 60 mg/l w ciągu 28 dni badania,
- wartość pH na końcu doświadczenia powinna zawierać
się w granicach 6-8,5.
Jeśli wartość pH na końcu doświadczenia nie mieści się
w granicach podanych powyżej i jednocześnie zużycie
tlenu przez badaną substancję jest mniejsze niż 60% to
badanie należy powtórzyć stosując mniejsze stężenie
badanej substancji [12].
Oznaczenia azotanów i azotynów
Ponieważ badany preparat zawiera spinosad, w skład którego wchodzi azot, konieczne było wykonanie oznaczenia
azotanów i azotynów w 0 i 28 dniu doświadczenia, aby
możliwe było skorygowanie ilości pobranego tlenu o tlen
pobrany na procesy nitryfikacji. Azotany oznaczono zgodnie z Polską Normą PN-82/C-04576.08. Zasada metody
oparta jest na reakcji azotanów znajdujących się w analizowanej próbce z salicylanem sodowym w środowisku
stężonego kwasu siarkowego. W reakcji tej powstaje kwas
nitrosalicylowy, który po zalkalizowaniu przechodzi
w formę zjonizowaną o intensywnie żółtym zabarwieniu.
Pomiaru intensywności tego zabarwienia dokonuje się
spektrofotometrycznie [13]. Azotyny oznaczono zgodnie
z Polską Normą PN-EN 26777. W reakcji azotynów
znajdujących się w próbce z 4-aminobenzenosulfonamidem w obecności kwasu ortofosforowego powstaje
różowe zabarwienie. Pomiaru absorbancji dokonuje się
przy długości fali wynoszącej 540 nm [14].
Oznaczenie ChZT
Aby obliczyć procent rozkładu badanego materiału należy
znać jego TZT. W przypadku preparatów, które oprócz
substancji aktywnej zawierają w swoim składzie inne
związki, obliczenie TZT może być kłopotliwe. Dlatego do
obliczenia procentu rozkładu badanego preparatu zastosowano ChZT. ChZT oznaczono metodą dwuchromianową.
Metoda ta polega na określeniu liczby miligramów dwuchromianu potasowego w przeliczeniu na O2, zużytego na
utlenianie związków organicznych i niektórych związków
nieorganicznych obecnych w analizowanej próbce. Utlenianie przeprowadza się w środowisku kwasu siarkowego
w obecności siarczanu srebra jako katalizatora [15].
Obliczenie stopnia biodegradacji
Według wytycznej OECD [12], aby obliczyć stopień biodegradacji (stopień rozkładu badanej substancji lub preparatu wyrażony procentowo), najpierw należy obliczyć
BZT substancji referencyjnej i badanej. BZT oblicza się
w następujący sposób: zużycie tlenu w próbce wyrażone
w mg tlenu / l koryguje się o tlen pobrany w próbie ślepej
i ewentualnie o tlen pobrany na reakcje nitryfikacji (jeśli
zachodzą). Wynik dzieli się przez zastosowane stężenie
badanej substancji/preparatu. Tak otrzymane BZT dzielone jest przez TZT lub ChZT (jeśli niemożliwe jest obliczenie TZT) i mnożone przez 100 wg wzoru [12]:
TZT zostało obliczone dla substancji referencyjnej na
podstawie jej wzoru sumarycznego. Dla związku o wzorze:
CCHhCLClNnNanaOoPpSs TZT bez nitryfikacji powinno
wynosić:
M
gdzie M = masa cząsteczkowa
Wyniki i ich omówienie
Kryteria wiarygodności
W przeprowadzonym badaniu spełnione zostały wszystkie
wyżej wymienione kryteria wiarygodności. Wyniki pH dla
wszystkich badanych próbek przedstawiono w tabeli 2.
Średnie zużycie tlenu w 0, 7, 14, 21 i 28 dniu analizy dla
badanych próbek przedstawia rycina 1.
57
nio: 0,044, 0,0502 i 0,05 mg tlenu/mg preparatu w 14, 21
i 28 dniu.
Rys. 1. Średnie zużycie tlenu w badanych próbkach
w trakcie doświadczenia
Fig. 1. Mean oxygen usage in tested samples during the experiment
Nitryfikacja
Zarówno w dniu 0 jak i w dniu 28 doświadczenia przeprowadzono oznaczenia chemiczne stężenia azotanów
i azotynów w roztworach zawierających badany preparat.
Analiza wykazała, że w dniu 0 stężenie azotanów wynosiło
0,0356 mg/l, azotyny były nieoznaczalne. W dniu 28
zarówno azotany jak i azotyny były nieoznaczalne, dlatego
poprawka na pobieranie tlenu w procesie nitryfikacji
została pominięta w obliczeniach.
Z kolei rozkład preparatu przedstawiał się następująco:
5,81% po 7 dniach, 5,95% po 14 dniach, 6,78% po
21 dniach i 6,76% po 28 dniach badania. Zaobserwowano,
że badany preparat rozkładał się bardzo powoli, a między
21 i 28 dniem doświadczenia jego rozkład osiągnął fazę
plateau. Krzywa rozkładu badanego preparatu niewiele
zmienia się w czasie 28 dni trwania doświadczenia i praktycznie od samego początku do końca pozostaje na tym
samym, niskim poziomie. Od 14 dnia doświadczenia można zaobserwować spadek zużycia tlenu we wszystkich
badanych próbach, co może świadczyć o zamieraniu populacji mikroorganizmów. Kontrola toksyczności nie wykazała toksycznego wpływu preparatu na inokulum (pobór
tlenu w butlach oznaczonych jako kontrola toksyczności
był większy niż pobór tlenu w butlach z substancją referencyjną), [16].
Krzywą rozkładu octanu sodu i badanego materiału
przedstawia rycina 2.
ChZT i TZT
ChZT dla preparatu oznaczone metodą dwuchromianową
wynosiło 0,74 mg tlenu/mg preparatu i taką wartość
wykorzystano do obliczenia stopnia biodegradacji.
W przypadku substancji referencyjnej posłużono się TZT,
które dla octanu sodu wynosi 0,78 mg tlenu/mg substancji
referencyjnej. Średnie zużycie tlenu zarejestrowane przez
analizator oraz zużycie tlenu dla każdej pojedynczej butli
w czasie trwania doświadczenia przedstawia tabela 3.
Rys. 2. Procent rozkładu substancji referencyjnej
i badanego preparatu w kolejnych dniach badania
Fig. 2. Percent of biodegradation of reference substance and item
in the following days of experiment
Rozkład octanu sodu
Octan sodu zastosowany jako substancja referencyjna
spełnił kryteria wysokiej podatności na biodegradację [16]
i stwierdzono całkowity jego rozkład na końcu doświadczenia.
Średnie BZT dla octanu sodu wynosiło: 0,6396 mg tlenu/mg octanu sodu w 7 dniu doświadczenia, 0,689 mg
tlenu/mg octanu sodu w dniu 14, 0,719 mg tlenu/mg octanu
sodu w 21 dniu i zrównało się z TZT na końcu doświadczenia, dając 100% rozkład substancji referencyjnej.
Badanie wykazało, że rozkład octanu sodu wynosił: 82%
w 7 dniu trwania doświadczenia, 88,33% w 14 dniu,
92,18% w 21 dniu oraz 100,00% w ostatnim dniu doświadczenia.
Rozkład i toksyczność spinosadu
Średnie BZT dla badanego preparatu wynosiło: 0,043 mg
tlenu/mg preparatu w 7 dniu doświadczenia i odpowied58
Dyskusja
Do badania wybrano preparat zawierający spinosad, a nie
czystą substancję aktywną ze względu na praktyczne
zastosowanie tego typu preparatów w rolnictwie. Należy
zwrócić uwagę na fakt, że dodatki stosowane w formulacjach mogą mieć wpływ na stabilność oraz rozpuszczalność
spinosadu, a tym samym na jego biodostępność.
Warto zaznaczyć, że badanie podatności spin osadu na biodegradację prowadzone było przez cały czas w ciemności,
dlatego wyklucza się tutaj fotodegradację, co w warunkach
naturalnych jest trudne do uniknięcia. Cleveland i wsp.
[17] badali hydrolizę spinosadu w środowisku wodnym,
w ciemności. Uzyskane przez nich wyniki wskazywały na
brak hydrolizy w środowisku kwaśnym i obojętnym. Natomiast w środowisku alkalicznycm okres półtrwania spinozyny A i D wyniósł odpowiednio 200 i 259 dni.
Ten sam zespół przeprowadził badania nad fotodegradacją
spinozyny A i D w środowisku wodnym. Uzyskane wyniki
wskazywały na wysokie tempo fotodegradacji zarówno
spinozyny A jak i D. Okres półtrwania wynosił 0,9 dnia dla
spinozyny A i 0,8 dnia dla spinozyny D. Degradacja
spinosadu w środowisku naturalnym będzie zatem wypadkową jego fotodegradacji i biodegradacji. Dlatego
wyniki otrzymane w warunkach laboratoryjnych nie będą
wiernie odzwierciedlały losów spinosadu w środowisku,
w którym jest on narażony na działanie promieni słonecznych. Są jednak ważną informacją na temat jego podatności na rozkład pod wpływem działania inokulum bakteryjnego.
Należy pamiętać, że niska podatność na biodegradację
w wodzie nie oznacza, że preparat nie jest biodegradowalny [16]. Zastosowanie wyselekcjonowanych szczepów
drobnoustrojów pozwala na uzyskanie wysokiego stopnia
rozkładu nawet tych substancji, które w warunkach naturalnych są bardzo trudno biodegradowalne. Duże znaczenie ma również środowisko, w którym prowadzone są
badania biodegradacji, a także warunki w jakich próbka się
znajduje.
W niniejszym doświadczeniu badano podatność spinosadu
na biodegradację w wodzie, jednak z punktu widzenia
ekotoksykologii równie istotny jest wpływ tej substancji
na ekosystem glebowy. Danych na temat losów spinosadu
w glebie dostarcza doświadczenie Thompsona i wsp. [18],
w którym określony został między innymi okres półtrwania spinozyny A w glebie na terenie lasu iglastego. Uzyskany wynik 12,4 dnia był podobny do wyniku uzyskanego
dla spinozyny A przez Hale i wsp. [19] w badaniu metabolizmu aerobowego w glebie piaszczysto-gliniastej i ilastogliniastej. Hale obliczył, że okres półtrwania spinozyny A
wynosi odpowiednio 9 i 16 dni, natomiast okres półtrwania
spinozyny D wynosił około 16 dni w obydwóch rodzajach
gleby. Jednak uzyskane w powyższych badaniach wyniki
różniły się od wyników uzyskanych przez Thompsona
i wsp. [20] w doświadczeniu przeprowadzonym w prowincji Ontario w Kanadzie. Badanie zostało przeprowadzone
na plantacji świerka białego (Picea glaca). Uzyskane okresy półtrwania spinozyny A były znacznie krótsze i wynosiły 2 dni – dla odsłoniętej spod ściółki piaszczysto-gliniastej gleby pod sklepieniem koron drzew, oraz 4,1 dnia – dla
tej samej gleby, ale na stanowisku otwartym (bez wysokich
drzew). Zaobserwowane różnice mogą wynikać z różnych
profili glebowych, a także różnic w mikroflorze występujących w glebach poddanych badaniom.
Cleveland i wsp. [17] przeprowadzili z kolei badania metabolizmu anaerobowego spinozyny A i D w środowisku
wodnym z obecnością osadu. Zastosowali spinozyny znakowane radioizotopowo. Z ich obserwacji wynika, że
okres półtrwania spinozyny A i D w tych warunkach wyno-
si odpowiednio 160 i 240 dni, a dodatkowo związki te
szybko adsorbują do osadu.
W innym badaniu anaerobowego metabolizmu spinozyn A
i D w środowisku wodnym zaobserwowano, że w ciągu
14 dni większość spinozyny A i D przeszła do osadu,
a okres półtrwania wynosił 161 dni dla spinozyny
A i 250 dni dla spinozyny D [21].
Wyniki badań losów spinosadu w różnych warunkach
pokazują, że dobrze degraduje on w warunkach nasłonecznienia, dobrego natlenienia i szybciej rozkłada się
w środowisku wodnym niż w glebie. Z kolei anaerobowe
warunki osadów w zbiornikach wodnych sprzyjają długotrwałemu utrzymywaniu się spinosadu w takim środowisku. Niniejsze doświadczenie pokazuje, że badany preparat
w kontakcie z inokulum bakteryjnym pochodzącym
z prawidłowo działającej oczyszczalni ścieków nie jest
podatny na rozkład. Zatem istnieje obawa, że spinosad
może gromadzić się w osadach i innych miejscach bez dostępu światła słonecznego i w pewnym momencie osiągnąć
stężenie, w którym będzie ujemnie wpływał na środowisko
naturalne, dlatego potrzebne są dalsze badania w tym kierunku. Preparat nie wykazał jednak toksyczności w stosunku do mikroorganizmów.
Wnioski
Z przeprowadzonego doświadczenia można wyciągnąć
następujące wnioski:
- preparat zastosowany w badaniu ma niską podatność na
biodegradację w wodzie w porównaniu z octanem sodu,
który jest substancją o wysokiej podatności na biodegradację,
- badania degradacji i kumulacji preparatów spinosadu
powinny być rozszerzone o nowe metody i kontynuowane,
by móc stwierdzić jednoznacznie ich wpływ na środowisko.
TABELE:
Tab. 1. Skład medium hodowlanego zastosowanego w doświadczeniu
Roztwór
Substancja
Stężenie [g/l]
KH2PO4
8,50
K2HPO4
21,75
Na2HPO4 · 2H2O
33,40
NH4Cl
0,50
B
CaCl2
27,50
C
MgSO4 · 7H2O
22,50
D
FeCl3 · 6H2O
0,25
A
59
Tab. 2. pH w badanych roztworach na początku i na końcu
doświadczenia
pH na
pH na
średnia na
Badana
początku
końcu
końcu
Powtórzenie
substancja
doświadczenia doświadczenia doświadczenia
1
7,66
2
Kontrola
7,05
7,66
5
7,65
1
8,52
2
8,5
7,46
8,52
5
8,48
1
7,64
2
7,67
7,39
[2]
[3]
7,7
5
7,66
2
8,50
[6]
[7]
[8]
7,67
[9]
[10]
8,73
7,52
[4]
[5]
7,67
4
1
7,65
8,49
4
3
Kontrola
toksyczności
7,64
4
3
Preparat
[1]
7,62
3
Octan sodu
L I T E RAT U RA
8,69
8,65
[11]
Tab. 3. Zużycie tlenu [mg/l] w poszczególnych butlach
w trakcie doświadczenia
[12]
[13]
Dzień doświadczenia
Badana Powtórzesubstancja
nie
7
14
21
28
[14]
Zużycie tlenu [mg/l]
Kontrola
Octan sodu
1
18
18
3
3
2
15
15
3
3
3
17
18
4
2
4
17
18
3
3
5
16,5
18
4
3
x̅ ± SD
16,7±1,10
17,4±1,34
3,4±0,55
2,8±0,45
1
80,9
87
74,9
80,9
2
81
86,5
76
80,9
3
80,5
87
76
80,5
4
80
86
75
81
5
80,9
85
74,6
81
x̅ ± SD
Preparat
Kontrola
toksyczności
60
80,66±0,42 86,3±0,84
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
75,3±0,66 80,86±0,21
1
21
21
8
8
2
21
21
9,5
8
3
21
22
8
7
4
22
23
8,6
8
5
20
22
8
8
x̅ ± SD
21±0,71
21,8±0,84
8,42±0,66
7,8±0,45
1
108
117
98,9
100
2
108
118
99
98
x̅ ± SD
108±0,00
117,5±0,71 98,95±0,07
[20]
[21]
Płuciennik Z., Olszak R.W.: Spinosad w zwalczaniu niektórych szkodników w sadach. Progr. Plant Protect./Post. Ochr. Rośl. 2005; 45: 10041008.
Thompson G., Huthins S.: Spinosad-a new class of fermentation derived
insect control agents. Pesticide Outlook 1999; 10(12): 78-81.
Hines R.L., Hutchison W.D.: Evaluation of action thresholds and spinosad
for lepidopteran pest management in Minnesota cabbage. J. Econom.
Entomol. 2001; 94(1): 190-196.
Galvan T.L., Koch R.L., Hutchison W.D.: Toxicity of indoxacarb and
spinosad to the multicolored Asian lady beetle, Harmonia axyridis, via
three routes of exposure. Pest. Manage. Sci. 2006; 62(9): 797-804.
Baxter S.W., Chen M., Dawson A., Zhao J.Z., Vogel H., Shelton A.M.,
Heckel D.G., Jiggins C.D. Mis-spliced transcripts of nicotinic acetylcholine receptor alpha6 are associated with field evolved spinosad
resistance in Plutella xylostella (L.). PLoS Genet. 2010; 6(1):e1000802.
Epub 2010 Jan 8.
Watson G.B. Actions of Insecticidal Spinosyns on γ-Aminobutyric Acid
Responses from Small-Diameter Cockroach Neurons. Pesticide
Biochemistry and Physiology 2001; 71 (1); 20-28.
Kowalska J., Drożdżyński D.: Spinosad jako insektycyd w rolnictwie
ekologicznym – mozliwości stosowania i monitoring pozostałości.
Proceedings of ECOpole 2009; 3(1): 71-75.
Mertz F.P., Yao R.C.: Sacharopolyspora spinosa sp. nov. isolated form soil
collected in a sugar mill rum still. Int. J. System. Bacteriol. 1990; 40: 34-39.
Salgado V.L.: Studies on the mode of action of spinosad: insect symptoms
and physiological correlates. Pesticide Biochem. Physiol. 1998; 60: 91102.
Mandal K., Jyot G., Singh B. Dissipation kinetics of spinosad on
cauliflower (Brassica oleracea var. botrytis. L.) under subtropical conditions of Punjab, India. Bull Environ Contam Tocicol 2009; 83: 808-811.
Sharma A., Srivastava A., Ram B., Srivastava P. C. Dissipation behaviour
of spinosad insecticide in soil, cabbage and cauliflower under subtropical
conditions. Pest Manag Sci 2007; 63: 1141-1145.
OECD Guideline for testing of chemicals No 301 F (1992); Ready
biodegradability: Manometric Respirometry.
Polska Norma nr PN-82/C-04576.08, (1982); Woda i ścieki. Badania
zawartości związków azotu. Oznaczanie azotu azotanowego metodą kolorymetryczną z salicylanem sodowym.
Polska Norma nr PN-EN 26777, (1999): Jakość wody. Oznaczanie
azotynów. Metoda absorpcyjnej spektrometrii cząsteczkowej.
Norma PN-74/C-04578. Woda i ścieki. Badanie zapotrzebowania tlenu
i zawartości węgla organicznego. Oznaczanie chemicznego zapotrzebowania tlenu (ChZT) metodą dwuchromianową.
Introduction to the OECD guidelines for testing of chemicals section 3.
Principles and strategies related to the testing of degradation of organic
chemicals. July 2003, dostępny pod adresem:
http://www.oecd.org/dataoecd/38/2/5598432.pdf [pobrano 02.01.2012].
Cleveland C.B., Bormett G.A., Saunders D.G., Powers F.L., McGibbon
A.S., Reeves G.L., Rutherford L., Balcer J.L. Environmental fate of
spinosad. 1. Dissipation and degradation in aqueous systems. J. Agric.
Food Chem. 2002; 50: 3244-3256.
Thompson D.G., Harris B.J., Lanteigne L.J., Buscarini T.M., Chartrand
D.T. Fate of spinosad in litter and soils of a mixed conifer stand in the
Acadian forest region of New Brunswick. J Agric Food Chem. 2002;
50(4):790-795.
Hale K.A. Portwood D.E.The aerobic soil degradation of spinosad –
a novel natural insect control agent. J. Environ. Sci. Health, B 1996; 31(3):
477-484.
Thompson D.G., Harris B.J., Buscarini T.M., Chartrand D.T. Fate of
spinosad in litter and soils of a white spruce plantation in central Ontario.
Pest. Manage. Sci. 2002; 58(4):397-404.
Kollman W.S. Environmental fate of Spinosad. Department of Pesticide
Regulation, Sacramento, California, 2002, dostępny pod adresem:
http://www.cdpr.ca.gov/docs/emon/pubs/fatememo/spinosad_fate.pdf
[pobrano 10.01.2012].
99±1,41
WACŁAW ADAMCZYK, ARTUR JACHIMOWSKI
Katedra Technologii i Ekologii Wyrobów, Uniwersytet Ekonomiczny w Krakowie
Eutrofizacja wód powierzchniowych
kierowanych do uzdatnienia
Eutrophication of surface waterssent to non-chemical treatment
Streszczenie:
Eutrofizacja stanowi najbardziej znaczący wpływ antropogenicznego przekształcenia ekosystemów wodnych. Wiąże się
to z dostarczaniem do wód pierwiastków biogennych pochodzenia komunalnego i ze źródeł rolniczych.
W artykule przedstawiono ocenę wód powierzchniowych ujmowanych przez Zakłady Uzdatniania Wody Miejskiego
Przedsiębiorstwa Wodociągów i Kanalizacji w Krakowie w latach 2007-2010. Analizie poddano wybrane wskaźniki
czystości wody pod kątem eutrofizacji ze źródeł komunalnych, jak i rolnych.
Abstract:
Eutrophication has the most significant impact on the anthropogenic transformation of aquatic ecosystems. This is related
to the water supply of biogenic elements from urban and agricultural sources. This paper presents an evaluation of
surface water accounted for by the Municipal Waterworks and Sewer Enterprise in Kraków in the years 2007-2010. We
analyzed selected indicators of water purity in terms of eutrophication from municipal sources and agricultural products.
Słowa kluczowe: eutrofizacja, związki biogenne, rolnictwo, ścieki komunalne, antropopresja, jakość wód
Keywords: eutrophication, nutrients, agriculture, municipal sewage, anthropopressure, water quality
Zakłady Uzdatniania Wody Miejskiego Przedsiębiorstwa
Wodociągów i Kanalizacji w Krakowie jako źródło wody
pitnej (97%) wykorzystują wody powierzchniowe pochodzące z następujących rzek: Dłubni, Rudawy, Raby oraz
Sanki. Rzeki te przepływają przez tereny zurbanizowane
oraz rolnicze obszary wiejskie. Wiąże się to z niekorzystnymi zmianami właściwości fizykochemicznych i biologicznych wód, spowodowanymi działalnością człowieka.
Obciążenie ściekami komunalnymi oraz przemysłowymi
i intensyfikacja nawożenia w rolnictwie powodują antropogeniczny dopływ związków biogennych do ww. wód.
Rosnący z biegiem lat ładunek pierwiastków biogennych,
głównie azotu i fosforu prowadzi do zjawiska eutrofizacji.
Wysoka zawartość biogenów w wodach może skutkować
ich nieprzydatnością do spożycia przez ludzi.
Dopływ azotanów z pól nawożonych nawozami sztucznymi oraz naturalnymi jest przyczyną eutrofizacji ze źródeł
rolnych. Z kolei zrzut ścieków komunalnych powoduje
wzrost zawartości fosforanów. Najczęstszym ich źródłem
są środki piorące, tzw. detergenty i fekalia obecne w tychże
ściekach. Fosforany w tym przypadku powodują eutrofizację pochodzenia komunalnego [1].
Dyrektywa Rady z dnia 21 maja 1991 r. dotycząca oczyszczania ścieków komunalnych (91/271/EWG) definiuje
eutrofizację jako: „wzbogacanie wody składnikami odżywczymi, szczególnie związkami azotu i/lub fosforu,
powodującymi przyspieszony wzrost glonów i wyższych
form życia roślinnego, co jest przyczyną niepożądanych
zakłóceń równowagi wśród organizmów żyjących w wodzie, oraz jakości danych wód”. Nieco odmienną definicję
prezentuje Dyrektywa Azotanowa (91/676/EWG) z dnia
12 grudnia 1991 r. podkreślając, iż eutrofizacja oznacza
wzbogacanie wód wyłącznie związkami azotowymi [2],
[3]. Obie wyżej wymienione dyrektywy stanowią regulacje prawne obowiązujące na terenie krajów członkowskich
Unii Europejskiej.
Celem artykułu jest ocena jakości wód powierzchniowych
ujmowanych do celów wodociągowych przez krakowskie
ZUW w latach 2007-2010 pod kątem eutrofizacji
ze źródeł komunalnych i rolniczych.
61
Metodyka badań
Ocenę wód pod kątem eutrofizacji pochodzenia komunalnego wykonano w oparciu o wskaźniki fizykochemiczne zawarte w rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia
9 listopada 2011 r. w sprawie sposobu klasyfikacji stanu
jednolitych części wód powierzchniowych oraz środowiskowych norm jakości dla substancji priorytetowych (Dz.
U. z 2011 r., Nr 257, poz. 1545) [4]. Z powodu braku wyników analizy elementów biologicznych, o ocenie eutrofizacji decydowały następujące parametry fizykochemiczne: tlen rozpuszczony, BZT5, ogólny węgiel organiczny,
azot amonowy, azot Kjeldahla, fosfor ogólny, fosforany.
Tab. 1. Metodyka oznaczania wskaźników eutrofizacji
wody
Wskaźnik
Kod
jakości
metody
wody
1 chlorofil-a
10
2
tlen
rozpuszczony
38
3
BZT5
39
5
azot
Kjeldahla
42
52
6
amoniak
(azot
amonowy)
53
55
114400
Amoniak test. Metoda kolorymetryczna, z kartą barw.
azotany
57
62
9 fosforany
57
ogólny
węgiel
10
organiczny
(OWO)
PN-C-05560-02:1986 Badanie zawartości chlorofilu
w wodach powierzchniowych. Oznaczanie chlorofilu
„a” w glonach planktonowych metodą spektrofotometryczną monochromatyczną z poprawką na feopigmenty „a”.
PN-EN 25814:1999 Jakość wody. Oznaczanie tlenu
rozpuszczonego. Metoda z czujnikiem elektrochemicznym.
PN-EN 1899-2:2002 Jakość wody. Oznaczanie biochemicznego zapotrzebowania tlenu po n dniach
(BZTn). Część 2: Metoda do próbek nierozcieńczonych.
PN-EN 25663:2001 Jakość wody. Oznaczanie azotu
Kjeldahla. Metoda po mineralizacji z selenem.
PN-EN ISO 14911:2002 Jakość wody. Oznaczanie
Li+, Na+, NH4+, K+, Mn2+, Ca2+, Mg2+, Sr2+ i Ba2+ za pomocą chromatografii jonowej. Metoda dla wód i ścieków.
PN-C-04576-4:1994 Woda i ścieki. Badanie zawartości związków azotu. Oznaczanie azotu amonowego
w wodzie metodą bezpośredniej nessleryzacji 1, 2
61
8
Numer metody
73
Natomiast ocenę wód pod kątem eutrofizacji ze źródeł rolniczych przeprowadzono z wykorzystaniem regulacji
zawartych w rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia
23 grudnia 2002 r. w sprawie kryteriów wyznaczania wód
wrażliwych na zanieczyszczenia związkami azotu ze
źródeł rolniczych (Dz. U. Nr 241/02) [5]. Oceny stopnia
eutrofizacji wykonane zostały na podstawie średnich
rocznych wartości następujących wskaźników: azotanów,
fosforu ogólnego oraz chlorofilu – a. W przypadku tego
ostatniego parametru analizy wykonane były w odniesieniu do wód Dłubni i Sanki.
Analizę wskaźników eutrofizacji przeprowadzono w latach 2007-2010, w wodach: Rudawy, Raby, Dłubni oraz
Sanki w Centralnym Laboratorium MPWiK S.A. w Krakowie [6]. Metodykę oznaczania analizowanych wskaźników przedstawia tabela 1 [7].
W opracowaniu przedstawiono obróbkę graficzną badanych wskaźników, obliczając dla nich: średnią arytmetyczną (roczną i miesięczną), minimalną i maksymalną wartość
w latach 2007-2010 oraz współczynnik zmienności.
Wyniki i ich opracowanie
Poniżej przedstawiono wyniki analizy 10 wybranych
wskaźników eutrofizacji, które świadczyły o zanieczyszczeniu wód ze źródeł rolniczych w latach 2007-2010.
HACH 10049 Azot azotanowy, bezpośredni odczyt
UV
PN-EN ISO 10304-1:2009 Jakość wody. Oznaczanie
rozpuszczonych anionów za pomocą chromatografii
jonowej. Część 1: Oznaczanie bromków, chlorków,
fluorków, azotanów, azotynów, fosforanów i siarczanów.
PB-NJL-W-01, wydanie 1 z dnia 28.09.2005
Spektrofotometryczne oznaczanie fosforanów
PN-EN ISO 10304-1:2009 Jakość wody. Oznaczanie
rozpuszczonych anionów za pomocą chromatografii
jonowej. Część 1: Oznaczanie bromków, chlorków,
fluorków, azotanów, azotynów, fosforanów i siarczanów.
PN-EN 1484:1999 Analiza wody. Wytyczne oznaczania ogólnego węgla organicznego (OWO) i rozpuszczonego węgla organicznego (RWO).
Źródło: Centralne Laboratorium MPWiK S.A., Rejestr
metod badawczych, Kraków 2011.
62
Na podstawie metodyki zawartej ww. rozporządzeniu
porównano wartości graniczne powyższych wskaźników
z wynikami średniorocznych wartości uzyskanych z badań
w oparciu o załączniki nr 1 – 4 do rozporządzenia. Poszczególnym parametrom fizykochemicznym zostały przypisane klasy jakości wód. Wody charakteryzujące się brakiem zagrożenia eutrofizacją odznaczały się klasami
jakości I – stan bardzo dobry, oraz II – stan dobry.
Rys. 1. Zmiany stężenia tlenu rozpuszczonego w wodzie
doprowadzanej do krakowskich ZUW w latach 2007- 2010
Fig. 1. Changes of dissolved oxygen content in woter inflowing to
Cracow ZUW in 2007-2010.
Źródło: opracowanie własne na podstawie danych
MPWiK.
Analizę chlorofilu-a w badanym okresie, wykonano
w wodach: Dłubni i Sanki. Najwyższe stężenia wykryto
w Sance, gdzie średnia wynosiła 2,16 µg∙dm-3, wahając się
od 0,74 do 4,98 µg∙dm-3. W Dłubni wartość średnia chlorofilu-a – 2,15 µg∙dm-3 zmieniała się od 0,67 do 6,15 µg∙dm-3.
Najwyższe stężenia azotu amonowego (amoniaku) wykryto w wodach Sanki, dla których średnia wynosiła
0,28 mg∙dm-3, wyniki wahały się od 0,01 do 5,22 mg∙dm-3.
Najniższe – w rzekach Raby i Dłubnia o średniej
-3
0,10 mg∙dm .
Stężenie tlenu rozpuszczonego różniło się nieznacznie
pomiędzy poszczególnymi rzekami, osiągając najwyższe
wartości w wodzie doprowadzanej do ZUW Dłubnia.
Średnia wyniosła tutaj 9,4 mg∙dm-3 i kształtowała się od 6,3
do 13,4 mg∙dm-3. Najniższe parametry odnotowano
w Rabie – średnia 9,1 mg∙dm-3, wahania wyników mieściły
się w przedziale od 4,1 do 13,4 mg∙dm-3 (rys. 1).
Wartości średnich rocznych wskaźników w okresie 20072010 ilustruje rysunek 3. Najwyższe stężenia fosforanów
w badanych wodach występowały w rzece Rudawie
-3
w 2009 r. o średniej wynoszącej 4,08 mg∙dm , a najniższe
w Rabie w 2008 r. – 0,002 mg∙dm-3. Azot amonowy
przeważał w wodach Sanki w 2008 r., w której średnia tego
wskaźnika wyniosła 0,76 mg∙dm-3. Najniższe stężenia
-3
odnotowano w 2007 r. w Rabie – 0,04 mg∙dm . Wody Rudawy w 2007 r. odznaczały się najwyższymi wartościami
fosforu ogólnego, dla których średnia wynosiła tutaj
-3
0,19 mg∙dm . Najniższe stężenia tego parametru występowały w Rabie w latach 2008-2010, dla których średnia
wynosiła 0,01 mg∙dm-3. Najwyższe stężenia azotu Kjeldahla występowały w 2009 r. w Rudawie, gdzie średnia
wyniosła 1,72 mg∙dm-3, a najniższe w Rabie w 2007 r.
-3
o średniej równej 0,52 mg∙dm .
Najwyższe stężenia fosforu ogólnego występowały w wo-3
dach Rudawy, gdzie średnia wynosiła 0,13 mg∙dm i zmie-3
niała się od 0 do 0,29 mg∙dm . Najniższe wykryto
-3
w Rabie o średniej 0,01 mg∙dm wahającej się od 0 do 0,06
-3
mg∙dm .
Wody Rudawy odznaczały się najwyższymi wartościami
fosforanów, dla których średnia wynosiła 1,58 mg∙dm-3,
wahając się od 0 do 21,23 mg∙dm-3. Najniższe wartości
-3
odnotowano w rzece Rabie o średniej 0,11 mg∙dm , zmie-3
niającej się od 0 do 5,23 mg∙dm .
2010
fosforany
2009
azot amonowy
mg/l
Najwyższe stężenia BZT były w wodach ujmowanych
przez ZUW Rudawa, dla których średnia wynosiła 2,4
-3
-3
mg∙dm i zmieniała się od 0,1 do 6,2 mg∙dm . Natomiast
-3
najniższe – w Rabie o średniej 1,4 mg∙dm , która kształtowała się od 0,4 do 3,5 mg∙dm-3 (rys. 2).
fosfor ogólny
2008
azot Kjeldahla
Rys. 3a. Rudawa
2007
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
Rok
2010
fosforany
2009
mg/l
azot amonowy
fosfor ogólny
2008
azot Kjeldahla
Rys. 3b. Raba
2007
0,00
0,50
1,00
1,50
Rok
2010
fosforany
2009
mg/l
azot amonowy
fosfor ogólny
2008
azot Kjeldahla
Rys. 3c. Dłubnia
2007
Rys. 2. Zmiany stężenia tlenu rozpuszczonego w wodzie
doprowadzanej do krakowskich ZUW w latach 2007-2010
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
Rok
Fig. 2. Changes of BOD (biological oxygen demand) content in woter
inflowing to Cracow ZUW in 2007-2010.
2010
fosforany
2009
azot amonowy
mg/l
MPWiK.
fosfor ogólny
2008
azot Kjeldahla
Rys. 3d. Sanka
2007
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
Rok
Najwyższe stężenia azotu Kjeldalha występowały w wo-3
dach Sanki, gdzie średnia wynosiła 1,36 mg∙dm i zmie-3
niała się od 0,33 do 3,80 mg∙dm . Najniższe odnotowano
-3
w Rabie o średniej 0,79 mg∙dm wahającej się od 0 do 3,12
-3
mg∙dm .
Rys. 3. Wskaźniki biogenne w badanych wodach na
przełomie lat 2007-2010
Fig. 3. Nutrients concentration in period 2007-2010
Źródło: opracowanie własne
63
Azotany o średnim stężeniu 17,35 mg∙dm-3 przeważały
w wodach Dłubni, zawierając się w przedziale od 13,15 do
-3
21,18 mg∙dm . Najniższa średnia dla azotanów wyniosła
-3
5,78 mg∙dm w Rabie i kształtowała się od 3,30 do 12,41
mg∙dm-3 (rys. 4).
Ocena stanu eutrofizacji
Wyniki oceny eutrofizacji wód powierzchniowych wybranych rzek w latach 2007-2010 przedstawiono w tabeli 2.
Na podstawie wartości średnich rocznych wskaźników nie
stwierdzono w żadnej z badanych rzek eutrofizacji pochodzącej z zanieczyszczeń ze ścieków komunalnych [4].
Rys. 4. Zmiany zawartości azotanów(V) w wodzie doprowadzanej do krakowskich ZUW w latach 2007-2010
Fig. 4. Changes of nitrates(V) content in woter inflowing to Cracow
ZUW in 2007-2010.
MPWiK.
Ogólny węgiel organiczny (OWO) w najwyższych wartościach występował w Sance, dla której średnia wynosiła
-3
4,06 mg∙dm i zawierała się w przedziale od 1,91 do
-3
7,62 mg∙dm , a najniższy wskaźnik zanotowano w wodach
Dłubni – 1,65 mg∙dm-3, w której zmieniał się od 0,92 do
3,38 mg∙dm-3 (rys. 5).
Natomiast zaobserwowano eutrofizację pochodzącą ze
źródeł rolniczych w postaci wysokich stężeń azotanów
przekraczających dopuszczalne normy zawarte w rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 23 grudnia 2002 r.
-3
(Dz. U. Nr 241/02) w rzekach: Dłubni – 17,35 mg∙dm ,
-3
-3
Sance – 17,11 mg∙dm oraz w Rudawie – 15,48 mg∙dm .
W przypadku pozostałych wskaźników nie zaobserwowano zagrożenia eutrofizacją [5].
Wnioski
1. Analiza wskaźników eutrofizacji wód powierzchniowych wykazała różnice w ich jakości. Wody rzeki Sanki
i Dłubni odznaczały się najgorszą jakością, posiadając
podwyższone wartości badanych parametrów, natomiast
woda pochodząca z Raby była najczystsza – najniższe
wartości wskaźników czystości.
2. Na podstawie wyników średnich rocznych wskaźników
fizykochemicznych nie stwierdzono w żadnej z badanych
wód eutrofizacji pochodzenia komunalnego.
3. Na podstawie oceny jakości wód powierzchniowych
pod kątem zanieczyszczenia ze źródeł rolniczych, eutrofizacja wystąpiła w rzekach: Dłubni, Sance oraz w Rudawie, w których dominowały wysokie stężenia azotanów
przekraczających dopuszczalne normy zawarte w rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 23 grudnia 2002 r.
(Dz. U. Nr 241/02) [5]. Największy wpływ zanieczyszczeń związkami azotowymi wykazały wody Dłubni –
17,35 mg NO3∙dm-3.
Rys. 5. Zmiany zawartości OWO w wodzie doprowadzanej do krakowskich ZUW w latach 2007-2010
Fig. 5. Changes TOC (total organic carbon) content in woter inflowing
to Cracow ZUW in 2007-2010.
MPWiK.
Stosunkowo wysokimi współczynnikami zmienności
w każdej rzece charakteryzowały się fosforany, a niskimi –
azotany. Najwyższe przestrzenne zróżnicowanie odnotowano w wodach Raby (Cv= 667%) dla fosforanów, natomiast najniższe – w Dłubni dla azotanów, których współczynnik zmienności wyniósł 10%.
64
4. Wody rzeki Raby charakteryzowały się brakiem zagrożenia ze strony eutrofizacji zarówno ze źródeł rolniczych,
jak i komunalnych.
5. Najefektywniejszym sposobem zwalczania eutrofizacji
jest ograniczenie antropogenicznego dopływu związków
biogennych, zwłaszcza ładunku azotu z pól intensywnie
nawożonych. W tym celu powinno się ograniczać stosowanie nawozów sztucznych w rejonach rzek, na których są
ujęcia wody.
Tab. 2. Ocena wód powierzchniowych pod kątem eutrofizacji pochodzenia komunalnego oraz z rolnictwa
w latach 2007-2010
Wskaźniki eutrofizacji w mg/l
ZUW
Rok
Azot
ogólny
µm/l
Azotany
Fosfor
ogólny
Tlen
rozpuszczony
BZT
Azot
amonowy
OWO
Chlorofil 1
2007
1,16
16,35
0,19
9,13
2,53
0,07
3,04
2008
0,92
16,04
0,14
8,16
2,10
0,12
2,78
2009
1,72
15,28
0,13
10,12
2,74
0,13
3,17
2010
1,00
14,25
0,06
9,60
2,45
0,16
3,33
Ogólne
1,17
15,48
0,13
9,23
2,45
0,12
3,08
2007
0,52
6,63
0,03
8,44
1,40
0,04
2,46
2008
0,65
5,37
0,01
8,65
1,62
0,05
2,39
2009
1,3
5,49
0,01
9,50
1,44
0,24
2,55
2010
0,82
5,64
0,01
9,92
1,28
0,06
2,70
Ogólne
0,79
5,78
0,01
9,13
1,43
0,10
2,52
2007
0,73
16,67
0,12
8,98
1,50
0,06
1,67
2, 6
2008
0,78
16,11
0,09
8,66
1,63
0,20
1,30
2,12
Dłubnia
2009
1,17
17,26
0,1
9,69
1,40
0,06
1,66
2,2
2010
0,93
19,35
0,08
10,15
1,36
0,07
1,92
1,68
Ogólne
0,89
17,35
0,1
9,38
1,47
0,10
1,65
2,15
2007
1 ,71
19,13
0,13
8,94
1,94
0,10
3,77
1,93
2008
0,94
15,33
0,05
8,28
1,73
0,76
3,61
1,83
Sanka
2009
1,33
17,67
0,09
9,87
1,73
0,11
4,07
1,62
2010
1,44
16,33
0,1
9,67
1,72
0,15
4,75
3,26
Ogólne
1,36
17,11
0,09
9,17
1,78
0,28
4,06
2,16
z rolnictwa
eutrofizacja –
azotany
Rudawa
Raba
Ocena eutrofizacji
ścieki
komunalne
brak
zagrożenia
brak
zagrożenia
brak
zagrożenia
eutrofizacja –
azotany
brak
zagrożenia
eutrofizacja –
azotany
brak
zagrożenia
Źródło: opracowanie własne
L I T E RAT U RA
[1] Lampert W., Sommer U., Ekologia wód śródlądowych,
Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1996.
[2] Dyrektywa Rady z dnia 21 maja 1991 r. dotycząca
oczyszczania ścieków komunalnych (91/271/EWG).
[3] Dyrektywa Rady z dnia 12 grudnia 1991 r. dotycząca
ochrony wód przed zanieczyszczeniami powodowanymi
przez azotany pochodzenia rolniczego (91/676/EWG).
[4] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 listopada
2011 r. w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych
części wód powierzchniowych oraz środowiskowych norm
jakości dla substancji priorytetowych (Dz. U. z 2011 r.,
Nr 257, poz. 1545).
[5] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 23 grudnia
2002 r. w sprawie kryteriów wyznaczania wód wrażliwych
na zanieczyszczenia związkami azotu ze źródeł rolniczych
(Dz. U. Nr 241/02, poz. 2093).
[6] Centralne Laboratorium MPWiK S.A., Wyniki analiz
laboratoryjnych wskaźników jakości wody surowej pitnej
w ZUW: Bielany, Raba, Dłubnia, Rudawa wykonane
w Centralnym Laboratorium w latach 2007-2010.
[7] Centralne Laboratorium MPWiK S.A., Rejestr metod badawczych, Kraków 2011.
65
ALEKSANDRA ZIEMBIŃSKA*, ALEKSANDRA GATLIK
Politechnika Śląska, Katedra Biotechnologii Środowiskowej w Gliwicach
Biodegradacja folii polilaktydowych
przez autochtoniczne bakterie glebowe
Polylactide foil biodegradation performed by autochthonic soil microorganisms
Streszczenie:
Wstęp
Coraz szerzej rozpowszechnione wykorzystywanie opakowań foliowych niesie ze sobą znaczne zagrożenie dla
środowiska. Z tego względu coraz większym powodzeniem cieszą się folie z materiałów biodegradowalnych. Jednym
z przykładów takich związków jest polilaktyd (ang. polylactide, PLA), w pełni biodegradowalny polimer kwasu mlekowego. Koniecznym warunkiem wprowadzenia opakowań biodegradowalnych do obrotu handlowego jest sprawdzenie
możliwości ich biologicznej degradacji, najlepiej w środowisku naturalnym. Środowisko glebowe jest miejscem, do
którego najczęściej trafiają odpady foliowe. Dlatego też w tym eksperymencie podjęto próbę oszacowania możliwości
i tempa biodegradacji folii polilaktydowej w środowisku glebowym przez mikroorganizmy autochtoniczne.
Materiały i metody
W badaniach użyto komercyjnie dostępnej, biodegradowalnej folii polilaktydowej. Eksperyment mikrobiologiczny
prowadzono w środowisku glebowym przez 6 miesięcy. Liczebność mikroflory zasiedlającej powierzchnię folii badano po
1, 3, i 6 miesiącach eksperymentu. Jednocześnie dokonywano mikroskopowego badania powierzchni folii w celu
oszacowania stopnia jej biodegradacji.
Wyniki
Badanie wykazało, że liczebność bakterii autochtonicznych zasiedlających folię polilaktydową zwiększała się w trakcie
trwania eksperymentu. Jednak dopiero po 6 miesiącach eksperymentu obserwowano na folii zmiany powierzchni.
Wnioski
Eksperyment potwierdził, że folia polilaktydowa może być biodegradowana w warunkach środowiska glebowego
z użyciem naturalnie tam występującej flory bakteryjnej, jednak czas takiej biodegradacji przekracza 6 miesięcy. Oznacza
to, że produkty polilaktydowe stanowią ekologiczny materiał opakowaniowy, który rozkłada się samoistnie w środowisku
glebowym.
Abstract:
Introduction
The increased usage of foil packing is harmful to the environment, which is why biodegradable materials are becoming
more and more popular. An example of such material is polylactide (PLA), a completely biodegradable lactic acid
polymer. In order for the biodegradable material to be introduced to the market, it is essential first to analyse its
biodegradation, preferably in the natural environment. The most common place where foil is disposed is the soil,
therefore the aim of this experiment was to estimate the possibility and the rate of PLA foil biodegradation by autochthonic
soil microorganisms.
In the experiment commercially available PLA foil was used. The research was performed in a soil environment for 6
months. Estimations of the number of bacteria colonizing the foil were conducted after 1, 3, and 6 month intervals during
the experiment. At the same time the foil surface was analyzed at the microscopic level to estimate the degree of its
biodegradation.
* Aleksandra Ziembińska, Politechnika Śląska, Katedra Biotechnologii Środowiskowej w Gliwicach, ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice, tel. 32 2372694,
fax. 32 237 2946, e-mail: [email protected]
66
Results
The experiment revealed that soil autochthonic bacteria colonizing the PLA foil surface increased during the experiment.
However, physical changes to the foil surface were observed after 6 months of incubation.
Conclusion
The experiment confirmed that PLA foil is biodegradable in a soil environment by autochthonic bacteria, but
biodegradation requires more than 6 months to occur. It means that PLA products are an ecological type of polymer which
will decompose spontaneously in the environment.
Słowa kluczowe: autochtoniczne bakterie glebowe, biodegradacja, polilaktyd
Keywords: autochthonic soil bacteria, biodegradiation, polylactide
Wstęp
Rozwój cywilizacyjny, w tym rozwój wszelkiego rodzaju
przemysłu, pociąga za sobą zwiększenie produkcji odpadów. Często odpady te są nierozkładalne lub rozkładalne
w znikomym stopniu, co powoduje, że stanowią poważne
zagrożenie dla środowiska [1]. Polimery stosowane
w opakowaniach mogą ulegać rozkładowi w różnym stopniu pod wpływem czynników fizycznych, chemicznych
lub biologicznych [2]. Rozkład biologiczny może zachodzić naturalnie w środowisku i będzie prowadzony przez
występującą tam florę autochtoniczną: bakterie i grzyby.
Ze względu na możliwość takiego rozkładu coraz większym powodzeniem cieszą się folie z materiałów biodegradowalnych.
Jednym z przykładów związków wykorzystywanych
w produkcji tworzyw biodegradowalnych jest polimer
kwasu mlekowego – polilaktyd (ang. polylactide, PLA).
Związek ten nadaje się do obróbki termoplastycznej,
dzięki temu jest on produkowany i wykorzystywany
w przemyśle opakowań na coraz większą skalę [3].
PLA otrzymany różnymi metodami ma inne właściwości.
Pierwsza z metod jego otrzymywania, najbardziej tradycyjna, to polimeryzacja kondensacyjna cząsteczek powstałego w procesie fermentacji kwasu mlekowego. Proces
ten jest stosunkowo tani, lecz umożliwia produkcję polimeru kwasu mlekowego o małych masach cząsteczkowych (10 000 – 20 000). Otrzymany w ten sposób PLA
charakteryzuje się obniżonymi właściwościami
mechanicznym i nie znajduje większego zastosowania
[4, 5].
Inny sposób otrzymywania polimeru kwasu mlekowego to
polimeryzacja kondensacyjna cyklicznych laktydów. Metoda ta pozwala na otrzymanie polimerów o większej
masie cząsteczkowej (50 000). Wyprodukowany w ten
sposób polilaktyd charakteryzuje się większą sztywnością,
stopniem krystaliczności rzędu 35% oraz wysoką wytrzymałością na rozciąganie, sięgającą 60 MPa, temperaturą
topnienia w zakresie 170°C-180°C i gęstością 1200-1300
3
kg/m [4, 5].
Koniecznym warunkiem wprowadzenia opakowań biodegradowalnych do obrotu handlowego jest sprawdzenie
możliwości ich biologicznej degradacji, najlepiej w środowisku, w którym zostaną końcowo umieszczone. Środowisko glebowe jest miejscem, do którego najczęściej
trafiają odpady foliowe, a występujące tam naturalnie
mikroorganizmy autochtoniczne posiadają zdolności do
rozkładu skomplikowanych związków chemicznych do
prostszych, łatwiej przyswajalnych. W glebie naturalnie
występują bakterie z rodzajów: Bacillus, Micrococcus,
Nitrosomonas, Nitrobacter, Flavobacterium, promieniowce z rodzajów: Nocardia i Streptomyces oraz grzyby z rodzajów: Aspergillus, Penicillus, Verticillum, Fusarium,
Trichoderma, Rhisopus, Mucor. Grzyby występują obficie
w glebach kwaśnych, podczas gdy bakterie preferują środowisko obojętne i zasadowe [6].
Mając na uwadze możliwości biodegradacyjne glebowych
bakterii autochtonicznych, celem tego eksperymentu było
oszacowanie możliwości i tempa biodegradacji komercyjnie dostępnej folii polilaktydowej, prowadzonej przez bakterie autochtoniczne w środowisku glebowym, w warunkach laboratoryjnych.
Materiały i metody
Przygotowanie eksperymentu
Eksperyment prowadzono w warunkach laboratoryjnych
w pięciu powtórzeniach. Pojemniki o pojemności 1 dm³
wypełniono ziemią ogrodową. Kawałki folii polilaktydowej o wymiarach 5 cm × 5 cm umieszczono ok. 3 cm pod
powierzchnią gleby. Pojemniki inkubowano pod przykryciem w temperaturze pokojowej (23±1°C) przez 6 miesięcy, utrzymując stałą wilgotność.
Oznaczenia fizykochemiczne gleby
Przed rozpoczęciem eksperymentu oznaczono wilgotność
oraz odczyn gleby. Wilgotność próbki ziemi oznaczano
z użyciem wagosuszarki (Radwag, model WPS1105).
Odczyn pH gleby mierzono w roztworze wodnym. W tym
celu próbkę gleby zawieszono w wodzie destylowanej
w stosunku 1:2,5 (w:v), zworteksowano i pozostawiono do
sedymentacji. Po 30 minutach inkubacji w temperaturze
pokojowej wykonano pomiar pH za pomocą papierka
wskaźnikowego (Merck).
67
Oznaczenia mikrobiologiczne
Przed rozpoczęciem inkubacji folii w glebie przeprowadzono analizę obecności i liczebności mikroorganizmów
autochtonicznych w glebie. W tym celu próbkę gleby
o masie 5 g zawieszono w warunkach sterylnych w 45 cm³
ml soli fizjologicznej, całość zworteksowano i pozostawiono do sedymentacji. Z zawiesiny wykonano szereg
-5
rozcieńczeń w soli fizjologicznej do 10 . Materiał bakteriologiczny posiewano metodą płytek tartych na podłoże
bulionowe (BTL, Łódź) w celu oznaczenia liczebności
bakterii oraz podłoże Czapek-Dox (BTL, Łódź) w celu
oznaczenia liczebności grzybów. Płytki inkubowano
w temperaturze 37°C przez 24 h i w 24°C przez 7 dni,
odpowiednio dla bakterii i grzybów. Policzono wyrosłe
kolonie bakterii. Nie uzyskano wzrostu grzybów na podłożu Czapek-Dox. Założono jednocześnie, że na próbkach
folii poddanych inkubacji w glebie liczebność autochtonicznych bakterii glebowych wynosi zero.
Analizę liczebności bakterii zasiedlających folię polilaktydową przeprowadzono po 1, 3 i 6 miesiącach inkubacji.
W tym celu badaną folię wyjęto z gleby, spłukano sterylną
solą fizjologiczną i umieszczono w probówkach (końcowa
objętość zawiesiny w soli fizjologicznej wynosiła 9 cm³).
Probówki zawierające kawałki folii wytrząsano w celu
przeniesienia bakterii z folii do zawiesiny. Następnie wykonano szereg rozcieńczeń próbek do 10-3. Z poszczególnych rozcieńczeń wykonano w 2 powtórzeniach posiew
metodą płytek tartych na podłoże bulionowe (BTL, Łódź).
Płytki inkubowano w temperaturze 37°C przez 24 h. Po
inkubacji policzono kolonie bakteryjne wyrosłe na płytkach.
Liczbę bakterii, które wyrosły na płytce z 0,1cm³ posianego materiału bakteriologicznego (A) policzono ze wzoru
(1):
1
A = liczba wyrosłych kolonii .
(1)
rozcieńczenie
Obserwacje makro- i mikroskopowe
W każdym etapie eksperymentu dokonywano obserwacji
makroskopowych powierzchni folii (z użyciem lupy) oraz
mikroskopowych z użyciem świetlnego mikroskopu laboratoryjnego w celu oszacowania uszkodzeń mechanicznych i zmian fizycznych badanego materiału.
Wyniki
W trakcie trwania eksperymentu w pojemnikach utrzymywano stałą wartość wilgotności (70%). Wartość pH badanej gleby wynosiła 7,0.
W analizach mikrobiologicznych nie uzyskano wzrostu
grzybów na podłożu Czapek-Dox. Natomiast liczebność
bakterii autochtonicznych, kolonizujących badaną folię,
oznaczano po 1, 3 i 6 miesiącach trwania badań. Analizę
mikrobiologiczną prowadzono wysiewając metodą płytek
68
tartych 0,1 cm³ materiału na podłoże bulionowe. Po
24-godzinnej inkubacji zliczano wyrosłe kolonie bakteryjne. Rysunek 1 przedstawia liczebność autochtonicznych
mikroorganizmów glebowych, zasiedlających badaną
folię w kolejnych etapach eksperymentu wyrażoną jako
jednostki tworzące kolonię (CFU, ang. colony forming
unit) na dwóch stronach powierzchni próbki folii.
Rys. 1. Średnia liczebność bakterii glebowych zasiedlających powierzchnię badanej foliiw trakcie trwania eksperymentu
Fig. 1. Average number of soil bacteria on PLA foil during the
experiment
Strukturę folii obserwowano makro- i mikroskopowo po
każdym etapie eksperymentu. Po 1 i 3 miesiącach na folii
nie obserwowano żadnych fizycznych zmian (folia była
nieprzeźroczysta, mleczna, w kolorze żółto-zielonym, bez
perforacji i innych uszkodzeń fizycznych). Dopiero po
6 miesiącach inkubacji folii w glebie zaobserwowano na
jej powierzchni zaciemnienia i drobne, brunatne plamy,
jednak nie obserwowano rozerwania powierzchni lub
innych uszkodzeń (wyników nie zamieszczono).
Dyskusja o wynikach
Badania biodegradacji folii polilaktydowej prowadzono
w środowisku glebowym, w celu oszacowania możliwości
prowadzenia takiej degradacji przez bakterie autochtoniczne. W analizach nie uzyskano wzrostu grzybów autochtonicznych na podłożu bakteriologicznym. Prawdopodobnym wyjaśnieniem takiego zjawiska może być obojętne
pH gleby użytej do eksperymentu. Grzyby preferują odczyn kwaśny, stąd prawdopodobnie problemy z uzyskaniem materiału grzybowego.
W eksperymencie wykazano natomiast, że powierzchnia
badanej folii była stopniowo zasiedlana przez bakterie glebowe, prowadząc do zmiany jej barwy (a po dłuższej inkubacji prawdopodobnie również struktury). Takie wyniki
pozwalają przypuszczać, że folia polilaktydowa może być
degradowana w środowisku glebowym przez obecne tam
bakterie autochtoniczne w stosunkowo szybkim tempie
(powyżej 6 miesięcy), jednak nie tak szybko jak rozkładane są inne dostępne komercyjnie polimery. Przykładem
może być alifatyczny poliester o nazwie handlowej Bionolle, rozkładający się w kompoście w przeciągu 45 dni
[7]. Uzyskane dla PLA wyniki potwierdzają wcześniejsze
doniesienia [8, 9], w których wykazano, że folia z polimeru
kwasu mlekowego była rozkładana do związków humusowych, ditlenku węgla i wody, będąc inkubowana w środowisku glebowym dłużej niż 6 miesięcy (nawet do kilku
lat).
Eksperyment prowadzono w temperaturze pokojowej,
w której najlepiej rozwijają się bakterie psychrofilne.
Jednak wykazano wcześniej [10], że wyższa temperatura
znacząco wpływa na stopień degradacji folii polilaktydowej w glebie kompostowej. W temperaturze 48°C zmiany
strukturalne powierzchni folii pojawiły się zdecydowanie
szybciej (już po dwóch miesiącach kompostowania) niż
w 30°C. Po tym czasie zaobserwowano na powierzchni
badanej folii ubytki, podczas gdy w temperaturze 30°C
zmiany powierzchni były widocznie dopiero po sześciu
miesiącach inkubacji, tak samo, jak w przypadku wyników
tego eksperymentu.
Badania prowadzono w warunkach laboratoryjnych, z zachowaniem stałej temperatury i wilgotności. W środowisku natomiast wiele czynników może wpływać na szybkość
lub stopień biodegradacji. Można wśród nich wymienić,
prócz temperatury i nawodnienia gleby, odczyn gleby
(który może się zmieniać w zależności od procesów biochemicznych zachodzących w glebie), różne gatunki roślin wydzielających substancje chemiczne wspomagające
rozkład folii poprzez stymulację wzrostu bakterii zdolnych
do rozkładu tego polimeru. Optymalizacja warunków
szybkiego rozkładu folii z PLA wymaga więc dalszych
badań.
L I T E RAT U RA
[1]
Nowak B., Pająk J., Płociniczak T., Łabużek S.: Enzymy uczestniczące
w biodegradacji polimerów, Biotechnologia,2008; 80: 45-52.
[2] Łabużek S., Pająk J., Nowak B.: Biodegradacja tworzyw sztucznych,
2006, dostępny w: http://www.invertebrata.yoyo.pl/biodegradacja%
20tworzyw%20sztucznych.htm [pobrano 10.01.2012].
[3] Malinowski R., Żenkiewicz R., Richert S.: Niektóre właściwości modyfikowanego polilaktydu, XI Międzynarodowa Konferencja Naukowo
–Techniczna: Polimery i Kompozyty Konstrukcyjne, Olsztyn, 16 – 19 maj,
2011; 228 – 306.
[4] Stasiek A., Dzwonkowski J., Łubowski D.: Badania procesu wytłaczania
folii z biodegradowalnego polimeru poli(kwasu mlekowego) PLA. Przetwórstwo tworzyw 2008; 14/1: 17-20.
[5] Belgacem N., Gandini A.: Monomers, Polymers and Composites from
renewable resources. Wydawnictwo Elsevier, Oxford 2008.
[6] Kołwzan B., Adamiak W., Grabas K. i wsp.: Podstawy mikrobiologii
w ochronie środowiska, Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej,
Wrocław 2005.
[7] Jayasekara R., Sheridan S., Lourbakos E. i wsp.: Biodegradation and
ecotoxicity evaluation of a bionolle and starch blend and its degradation
products in compost. International Biodeterioration and Biodegradation.
2003; 51/1: 77-81.
[8] Gołębiewski J., Gibas E., Malinowski R.: Wybrane polimery biodegradowane – otrzymywanie, właściwości, zastosowanie, Polimery. 2008; 53/1112: 799-806.
[9] Leszczyński W.: Materiały opakowaniowe z polimerów biodegradowalnych. Przemysł Spożywczy. 2001; 55/ 8: 81-84.
[10] Szumigaj J., Żakowska Z., Klimek L. i wsp.: Stopień rozkładu folii z poli
(kwasu mlekowego) a warunki biodegradacji. Problemy Ekologii. 2008;
12/1: 49-53.
Kalendarium
MAJ
3 maja
5 maja
5 maja
5-12 maja
8 maja
12 maja
Wnioski
12 maja
Na podstawie przeprowadzonego w warunkach laboratoryjnych eksperymentu można stwierdzić, że poddana
doświadczeniu folia polilaktydowa, zgodnie z informacją
podaną przez producenta, jest podatna na procesy biodegradacji przez bakterie glebowe. Liczebność bakterii
kolonizujących folię rosła w czasie, co może sugerować,
że bakterie glebowe są zdolne do degradacji folii polilaktydowej. Brak obecności grzybów natomiast sugeruje, że
w pH obojętnym jedynie bakterie są odpowiedzialne za
rozkład degradowanej folii. Zmiany w strukturze folii
można było zaobserwować dopiero po 6 miesiącach inkubacji w ziemi, co jest zgodne z informacją uzyskaną od
producenta. Jednak niewykluczone, że zmiana warunków
środowiskowych (pH i temperatury) przyspieszy procesy
rozkładu. Założenie to wymaga jednak potwierdzenia
eksperymentalnego.
12 maja
14 maja
15 maja
15 maja
19 maja
22 maja
22 maja
23 maja
24 maja
31 maja
31 maja
Międzynarodowy Dzień Astmy i Alergii
Światowy Dzień Ochrony Środowiska
Naturalnego, Leśnika i Drzewiarza
Europejski Dzień Walki z Dyskryminacją Osób
Niepełnosprawnych (Dzień Godności Osoby
z Niepełnosprawnością Intelektualną)
Tydzień PCK
Światowy Dzień Czerwonego Krzyża
i Czerwonego Półksiężyca
Światowy Dzień Ptaków Wędrownych –
International Migratory Bird Day
Międzynarodowy Dzień Pielęgniarek
(Międzynarodowy Dzień Pielęgniarek
i Położnych)
Światowy Dzień Syndromu Chronicznego
Zmęczenia i Zaburzeń Immunologicznych
Dzień Farmaceuty
Święto Polskiej Niezapominajki
Światowy Dzień Chorych na
Mukopolisacharydozę i Choroby Rzadkie
Światowy Dzień Wirusowego Zapalenia
Wątroby – World Hepatitis Day
Dzień Praw Zwierząt (org. Klub Gaja)
Międzynarodowy Dzień Różnorodności
Biologicznej
Światowy Dzień Żółwia
Europejski Dzień Parków Narodowych
Światowy Dzień bez Papierosa – Anti Tobacco
Day
Dzień Bociana Białego
69
EWA NOGAJ1, JERZY KWAPULIŃSKI2, MAŁGORZATA BEBEK3, KRZYSZTOF MITKO3, MAŁGORZATA SUFLITA2,
PIOTR BREWCZYŃSKI2, MARCIN BABULA2, JOLANTA KOWOL1
1
2
2
Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, Katedra i Zakład Toksykologii w Sosnowcu, ul. Jagiellońska 4.
Instytut Medycyny Pracy i Zdrowia Środowiskowego, Sosnowiec, ul. Kościelna 4.
Główny Instytut Górnictwa, Zakład Biomonitoringu Środowiska, Katowice, Plac Gwarków 4.
Wykorzystanie współczynnika wzbogacenia,
współczynnika kumulacji oraz równania podziału
do oceny intoksykacji Pb lub Cu migdałka gardłowego
The use of enrichment factor, accumulation factor and equation of division to estimate
Pb and Cu intoxication of pharyngeal tonsil
Streszczenie:
W pracy przedstawiono rezultaty obliczeń współczynników wzbogacenia i kumulacji, które wykorzystano do oceny zróżnicowania stopnia intoksykacji migdałka gardłowego Pb lub Cu dzieci zamieszkujących na terenie województwa śląskiego.
Współczynniki równania podziału wskazują na większe znaczenie obecności tych pierwiastków w pyle zawieszonym
w powietrzu w porównaniu do wtórnej emisji cząstek glebowych. Migdałek gardłowy jest dobrym bioindykatorem Pb i Cu.
Pb i Cu oznaczono metodą ICP za pomocą aparatu Solar 2000 z dokładnością do 0,01 μg/g.
Abstract:
This work presents the results of enrichment and accumulation factor calculations which were used to estimate the level
of Pb and Cu intoxication of pharyngeal tonsils of children living in the Silesian Region. The parameters of the equation
of division indicate a higher significance of the presence of these elements in dust suspended in the air in comparison to
secondary emission of soil particles. Pharyngeal tonsils are a good bio-indicator of Pb or Cu.
Using the ICP method with the help of the Solar 2000 apparatus, the estimated accuracy of Pb and Cu were 0.01 μg/g
Słowa kluczowe: Pb, Cu, migdałek gardłowy, współczynnik wzbogacenia, współczynnik kumulacji, równanie podziału
Keywords: Pb, Cu, pharyngeal tonsils, enrichment factor, accumulation factor, equation of division
Wstęp
Zagrożenia związane z zanieczyszczeniem powietrza wynikają z konieczności oddychania powietrzem o zróżnicowanej jakości. Rozwój cywilizacji spowodował, że
w środowisku człowieka pojawiły się liczne związki
toksyczne dla organizmu. Ciągły, ekspansywny rozwój
przemysłu motoryzacyjnego i krocząca industrializacja
zwłaszcza w obszarach miejskich, znaczna koncentracja
zakładów energetycznych, przemysłowych oraz wzmożony ruch pojazdów spalinowych przyczyniają się do
znacznej kumulacji zanieczyszczeń w różnych tkankach
ludzkiego organizmu. Powietrze atmosferyczne zanieczyszczone jest różnymi substancjami, których ilość i rodzaj jest uzależniony od źródeł emisji [1, 2, 3].
Powietrze atmosferyczne zanieczyszczone jest różnymi
substancjami, których ilość i rodzaj jest uzależniony od
źródeł emisji. Każdego roku do atmosfery dostaje się
70
kilkaset tysięcy ton zanieczyszczeń lotnych, z czego same
metale ciężkie stanowią ponad 3 tysiące ton [4]. Nadmierne narażenie na czynniki środowiska i szkodliwe ich
działanie powodują szereg zaburzeń ze strony układu oddechowego, układu krążenia, centralnego układu nerwowego, alergie czy zaburzenia reprodukcji [5, 6].
Wraz ze wdychanym powietrzem do organizmu dostaje się
wiele lotnych zanieczyszczeń, z których część zostaje
wchłonięta poprzez układ oddechowy i rozprowadzona
w organizmie. Ilość pyłów o średnicy poniżej 10 μm
w przyziemnej warstwie powietrza przekroczyła w 2011 r.
w Katowicach ok. 1200%, Rybniku 1400%, Zabrzu 1500%
[7].
W pierwszej kolejności pierścień chłonny Waldeyera, stanowiąc integralną część układu odpornościowego, bierze
aktywny udział w obronie ogólnej i miejscowej. Jego lokalizacja na skrzyżowaniu drogi oddechowej i pokarmowej
umożliwia stały kontakt ze środowiskiem zewnętrznym.
Na pierścień Waldeyera, który nazywany jest strażnikiem
dróg oddechowych, składają się ponadto migdałek językowy (z łac. tonsillae linguales), migdałki trąbkowe, pasma
boczne oraz grudki chłonne, rozsiane w błonie śluzowej
tylnej ściany gardła.
Migdałek gardłowy (z łac. tonsilla pharyngealis) wchodzi
w skład pierścienia Waldeyera, tak że migdałki podniebienne (z łac. tonsillae pallatinae) stanowią skupisko tkanki limfatycznej, położonej na granicy między ektodermalną a endodermalną częścią drogi oddechowej i pokarmowej, stanowią pierwszą linię obrony i jako jedne z pierwszych tkanek mają kontakt z substancjami zawartymi we
wdychanym powietrzu [8, 9].
Migdałek gardłowy posiada dwie istotne cechy: specyficzne położenie anatomiczne wpływa na kontakt z substancjami zawartymi we wdychanym powietrzu, a jednocześnie brak kontaktu z przyjmowanym pokarmem, co istotnie
potencjalnie pozwala odróżnić intoksykację organizmu
człowieka drogą oddechową od drogi pokarmowej. Proces uzyskania materiału do badań jest ułatwiony, ponieważ
zabieg adenotomii jest wykonywany powszechnie.
Dotychczas przeprowadzone badania wykazały pełną
przydatność migdałków gardłowych jako biomarkera ekspozycji na wybrane pierwiastki obecne w strumieniu wdychanego powietrza. Szczegółowe badania dotyczyły następujących zagadnień:
!
!
!
!
!
!
!
!
!
rola wieku w kształtowaniu się obecności pierwiastków
fizjologicznych w aspekcie biernego palenia [10];
wpływ biernego palenia na zawartość pierwiastków
w nawiązaniu do płci i miejsca zamieszkania [11, 12];
wyznaczenie środowiskowych i fizjologicznych zawartości cynku w migdałkach gardłowych [13];
badania nad intoksykacją migdałków gardłowych rtęcią [14];
kumulacja glinu w migdałkach gardłowych [15];
migdałek gardłowy jako nowy biomarker zanieczyszczenia związkami baru [16];
analiza przydatności współczynnika wzbogacenia i kumulacji niklu i baru dla potrzeb zróżnicowania stanu
zanieczyszczenia powietrza [17];
migdałek gardłowy jako biomarker ekspozycji [18];
bioindykacja kadmu w nawiązaniu do czynników behawioralnych i środowiskowych [19].
Powyższe cechy pozwalają sądzić, iż migdałek gardłowy
może być istotnym niezawodnym biomarkerem ekspozycji na metale ciężkie zawarte w powietrzu w warstwie
oddychania dzieci.
Badania Bażowskiej i Kwapulińskiego dotyczące kumulacji berylowców i ołowiu wykazały, że główną drogą
intoksykacji wobec drogi dokrewnej są zjawiska sorpcji
w śluzie zanieczyszczeń pyłowych, które następnie siłami
adhezji pozostają dłuższy czas na powierzchni migdałka
gardłowego, by następnie wnikać w jego strukturę tkankową. Wyraźnie udowodniły to równoległe badania dotyczące migdałków gardłowych i podniebiennych [20]. Możliwa okazała się równoczesna kumulacja niektórych pierwiastków, jak i konkurencja o receptor, którym były
migdałki.
Stopień intoksykacji migdałka gardłowego opisują zawartości odpowiadające 50,95 percentylowi i średniej geometrycznej oraz współczynnik wzbogacenia i kumulacji
danego pierwiastka. W świetle piśmiennictwa, w których
omawiana jest interpretacja współczynników chemoekotoksykologicznych dla określenia stopnia intoksykacji wybranych prób biologicznych, duże znaczenie posiada
współczynnik wzbogacenia oraz współczynnik kumulacji .
Współczynnik wzbogacenia oblicza się zgodnie ze wzorem Buat-Menarda i Chesseleta [21].
- zawartość badanego pierwiastka w migdałku
gardłowym;
- zawartość badanego pierwiastka w próbie odnośnikowej;
- zawartość pierwiastka odnośnikowego w migdałku gardłowym, Mn;
- zawartość pierwiastka odnośnikowego w próbie odnośnikowej, Mn [21].
Współczynnik wzbogacenia pozwala określić poziom kumulacji wybranych metali w migdałku gardłowym. Wartość ta jest charakterystyczna dla danego obszaru badań,
na terenie którego obserwujemy specyficzną imisję
tych metali obciążającą glebę, powietrze w przyziemnej
warstwie. W sytuacji przesuszonych gleb, przy sprzyjających warunkach wietrznej pogody możliwe jest pojawienie się zjawiska wtórnego pylenia. Emitowane w sposób wtórny drobnodyspersyjne pyły zawierają szereg
metali nierzadko o właściwościach toksycznych, które
drogą wchłaniania przez układ oddechowy, mogą osiadać
na wilgotnej powierzchni migdałka gardłowego. Podkreślić jednak należy, że zjawisko wtórnego pylenia ma
charakter incydentalny, tzn. czas trwania jest ograniczony
wyłącznie do okresów sprzyjających wtórnemu unoszeniu
się cząstek z nad powierzchni gleby. Spodziewać się należy, że rola zanieczyszczeń w postaci wybranych związków chemicznych poszczególnych metali, będzie
różnicowała stopień oddziaływania na ich kumulację
w migdałku gardłowym [22] .
71
Zaletą współczynnika wzbogacenia jest fakt, że możliwe
jest porównanie zjawiska intoksykacji danym pierwiastkiem migdałka gardłowego w odniesieniu do zróżnicowanych warunków geochemicznych danego obszaru,
w którym zamieszkują dzieci.
Interpretacja współczynnika wzbogacenia przedstawia się
następująco [21, 22]:
!
!
!
!
!
<2
– minimalne zanieczyszczenie danego elementu
środowiska;
2-5 – średnie zanieczyszczenie;
5-20 – znaczące zanieczyszczenie;
20-40 – bardzo silne zanieczyszczenie;
> 40 – ekstremalne zanieczyszczenie.
Pierwiastkiem odnośnikowym może być pierwiastek
o małej zmienności występowania niezależnie od poziomu
jego zawartości w danej próbie biologicznej lub
pierwiastek obecny w ilościach śladowych w badanej
próbie, w tym przypadku jest to mangan.
Kolejnym współczynnikiem, który pozwala w sposób
względny porównać stopień kumulacji poszczególnych
metali przez migdałek gardłowy dzieci, które zamieszkują
poszczególne regiony z różną zawartością danego pierwiastka w pyle zawieszonym jako współczynnik kumulacji.
Współczynnik kumulacji definiowany jest jako iloraz
średniego stężenia danego pierwiastka w migdałku gardłowym oraz jego zawartości w pyle zawieszonym w powietrzu lub cząsteczkach gleby z warstwy przypowierzchniowej (zjawisko wtórnego pylenia). Ten współczynnik z powodu dynamicznego charakteru zmian zanieczyszczeń
w przyziemnej warstwie powietrza, może być miarą
względnej dostępności metali wdychanych z pyłem zawieszonym lub z pyłów unoszących się z nad gleby. Współczynnik ten interpretuje się jako miarę ruchliwości
i względnej dostępności metali z gleby lub z pyłu dla migdałków gardłowych. Definiuje się go jako iloraz średniego
stężenia danego pierwiastka w migdałku gardłowym do
jego zawartości w pyle zawieszonym w powietrzu lub
glebie [23].
Przyjmuje się podział zjawiska kumulacji na 4 rodzaje
[23]:
!
!
!
!
WF = 0,01
WF = 0,1
WF = 1,0
WF > 1,0
-
kumulacja nie występuje,
słaby stopień kumulacji,
średni stopień kumulacji,
duży stopień kumulacji.
Metodyka
Pozyskane migdałki o znanej suchej masie mineralizowano na mokro za pomocą HNO3 (V) spektralnie czystego.
72
Zawartość Cu i Pb oznaczono metodą indukcyjnie sprzężonej plazmy za pomocą aparatu Solar 2000 z dokładnością do 0,01 μg/g. Z kolei pyły zebrano za pomocą
aspiratora powietrza typ AP 700, w ciągu jednej godziny
z zastosowaniem separatorów poszczególnych frakcji
pyłów. Pyły zebrane na sączkach o znanej masie suchej
mineralizowano mieszaniną 1:1 – 40% HF i 68% HNO3
w ilości po 1 cm3, pozostałość po mineralizacji dodatkowo
roztworzono 10 ml HNO3 (V). Przenoszono ilościowo do
kolbek miarowych o pojemności 25 cm3, a następnie uzupełniano wodą redestylowaną do kreski. Poprawność
wszystkich oznaczeń Pb i Cu w badanych próbach sprawdzano na podstawie ich oznaczeń w materiale referencyjnym SRM 1648 – NIST. Pomiary walidacyjne wykazały różnice 3,1% dla Cu i 7,6% dla Pb. Wykrywalność
badanych metali wynosiła dla Cu 0,003 μg Cu s.m./g
i 0,07 μg Pb s.m./g.
Charakterystyka materiału badanego
Na przeprowadzenie badań, mających na celu oznaczenie
Cu i Pb w migdałku gardłowym, uzyskano zgodę Komisji
Bioetycznej Śląskiej Akademii Medycznej w Katowicach:
NN-6501-130/6.
Migdałki pochodziły od dzieci (n = 194) w wieku: 2-5 lat
(n = 40); 6-9 lat (n = 78) i 10-12 lat (n = 76), które zostały
zakwalifikowane z powodu chorobowego stanu do usunięcia migdałka gardłowego poprzez wykonanie zabiegu
adenotomii. Grupa badanych dzieci pochodziła z województwa śląskiego, w którym wyróżniono 9 rejonów,
pozostających w zróżnicowanym zasięgu oddziaływania
emisji przemysłowej (tab. 1).
Tab. 1. Podział na obszary ze względu na miejsce zamieszkania (n=194)
Obszar ( rejon )
Miejscowość
R = 1 (n = 28)
Zabrze
R= 2 (n = 31)
Gliwice, Ornontowice, Paniówki
R = 3 (n = 33)
Katowice, Chorzów
R = 4 (n = 41)
Bytom, Piekary Śląskie, Tarnowskie Góry,
Radzionków, Świętochłowice, Hanusek
R = 5 (n = 21)
Tychy, Mikołów, Żory
R = 6 (n = 26)
Rybnik, Czerwionka-Leszczyny, Knurów,
Jastrzębie, Orzesze, Jejkowice
R = 7 (n = 34)
Zagłębie, Dąbrowa Górnicza,
Jaworzno Szczakowa, Sosnowiec
R = 8 (tereny rekreacyjne)
(n = 17)
Żabnica, Bielsko-Biała
R = 9 (n = 31)
Częstochowa, Lubliniec, Kleszczów,
Kamieńskie Młyny
Grupę odniesienia stanowiły dzieci ze zmianami w obrazie
migdałków zamieszkałe na obszarze semirekreacyjnym:
Żabnica oraz w miejscowościach powiatu lublinieckiego.
Wyniki średniej geometrycznej zawartości Pb i Cu w poszczególnych próbach z terenów uprzemysłowionych różniły się istotnie w porównaniu do populacji odniesienia
(p ≤ 0,05), (Żabnica, Lubliniec).
Wyniki
Współczynnik wzbogacenia i kumulacji badanych metali:
Cu i Pb charakteryzujących migdałki gardłowe dzieci
zamieszkujących poszczególne rejony przedstawiono
w tabelach 2, 3, 4, 5. Największą intoksykację miedzią
migdałków gardłowych dzieci w odniesieniu zarówno do
gleby i powietrza stwierdzono w następujących rejonach
odpowiednio:
1. Współczynnik wzbogacenia (gleba): R8 = 48,2;
R2 = 44; R9 = 35; R1 = 32; R4 = 30,5 – tab. 2.
Tab. 2. Współczynniki wzbogacenia – W i kumulacji – K
miedzi w migdałku gardłowym w glebie w odniesieniu do
poszczególnych rejonów
OBSZAR
Parametr
CCu w migdałku
[μg/g]
CMn w migdałku
[μg/g]
CCu w glebie
[μg/g]
CMn w glebie
[μg/g]
Współczynnik
wzbogacenia –
gleba (W)
Współczynnik
kumulacji – gleba
(K)
ADMINISTRACYJNY
R=1 R=2 R=3 R=4 R=5 R=6 R=7 R=8 R=9
1,56 2,39 1,66 2,34 1,89 1,85 0,68 0,74 1,51
15
20
45
30
16
15
45
5
5
250
500
375
750
125
125
125
100
100
OBSZAR
Parametr
CPb w migdałku
[μg/g]
CMn w migdałku
[μg/g]
CPb w glebie
[μg/g]
CMn w glebie
[μg/g]
Współczynnik
wzbogacenia –
gleba
ADMINISTRACYJNY
R = 1 R = 2 R = 3 R = 4 R = 5 R = 6 R = 7 R =8 R = 9
1,25 1,90
2,08
1,05
1,74 2,17 0,87 0,62 0,86
1,56 2,39
1,66
2,34
1,89 1,85 0,68 0,74 1,51
125
59
250
1000
65
35
125
20
18
250
500
375
750
125
125
125
100
100
1,60 6,74
1,88
0,34
1,77 4,19 1,28 4,19 3,16
Współczynnik
0,01 0,03 0,0083 0,0011 0,03 0,06 0,007 0,03 0,05
kumulacji – gleba
4. Współczynnik kumulacji (powietrza): R9 = 0,07; R5
i R6 = 0,06 – tab. 5
Tab. 5. Współczynniki wzbogacenia i kumulacji dla ołowiu w migdałku gardłowym w powietrzu w odniesieniu do
OBSZAR
Parametr
10,9
44 17,08 30,5 13,75 19,25 10,06 48,2
35
0,20 0,21 0,08 0,09 0,22 0,10 0,05 0,36 0,53
Tab. 3. Współczynniki wzbogacenia i kumulacji miedzi
w migdałku gardłowym w powietrzu w odniesieniu do
OBSZAR
CCu w migdałku
[μg/g]
CMn w migdałku
[μg/g]
CCu w glebie
[μg/g]
CMn w glebie
[μg/g]
Współczynnik
wzbogacenia –
powietrze
Współczynnik
kumulacji –
powietrze
Tab. 4. Współczynniki wzbogacenia i kumulacji ołowiu
w migdałku gardłowym w glebie w odniesieniu do poszczególnych rejonów
3,00 4,20 3,40 2,86 3,32 4,28 2,46 1,78 2,64
2. Współczynnik wzbogacenia (powietrza): R6 = 1,18;
R7 = 1,16; R9 = 1,15 – tab. 3
Parametr
3. Współczynnik kumulacji (gleba): R9 = 0,53; R8 = 0,36;
R5 = 0,22; R2 = 0,21; R1 = 0,20 – tab. 4
CPb w migdałku
[μg/g]
CMn w migdałku
[μg/g]
CPb w powietrzu
[μg/m3]
CMn w powietrzu
[μg/m3]
Współczynnik
wzbogacenia –
powietrze
Współczynnik
kumulacji –
powietrze
ADMINISTRACYJNY
R = 1 R = 2 R = 3 R = 4 R = 5 R = 6 R = 7 R =8 R = 9
1,25 1,90 2,08 1,05 1,74 2,17 0,87 0,62 0,86
1,56 2,39 1,66 2,34 1,89 1,85 0,68 0,74 1,51
86
86
70
174
37
42
74
32
45
53
53
49
38
19
39
32
17
25
0,49 0,49 0,88 0,10 0,47 1,09 0,55 0,45 0,32
0,01 0,02 0,03 0,006 0,05 0,05 0,01 0,02 0,02
ADMINISTRACYJNY
R=1 R=2 R=3 R=4 R=5 R=6 R=7 R=8 R=9
3,00 4,20 3,40 2,86 3,32 4,28 2,46 1,78 2,64
1,56 2,39 1,66 2,34 1,89 1,85 0,68 0,74 1,51
143
143
204
226
60
76
100
68
38
53
53
49
38
19
39
32
17
25
0,71 0,28 0,49 0,21 0,56 1,18 1,16 0,60 1,15
0,02 0,03 0,02 0,01 0,06 0,06 0,02 0,03 0,07
Porównując wartości współczynników wzbogacenia migdałków gardłowych Cu obecnej w glebie lub powietrzu,
można zauważyć, iż rola wtórnego pylenia Cu z gleby jest
znacznie większa aniżeli udział Cu w powietrzu. Tendencje te potwierdza również obliczony współczynnik kumulacji miedzią w migdałku gardłowym, dostrzegalna jest
większa rola cząstek gleby unoszonych wiatrem o prędkości powyżej 5 m/s, które w długim okresie czasu posiada
stałą zawartość, niż w pyle zawieszonym.
Podobne obliczenia wykonano dla ołowiu obecnego
w pyle zawieszonym lub unoszonych cząsteczkach gleby.
Największe współczynniki wzbogacenia i kumulacji Pb
73
w migdałkach gardłowych dzieci zamieszkujących poszczególne obszary były następujące:
1. Współczynnik wzbogacenia (gleba): R2 = 6,74; R6
i R8 = 4,19; R9 = 3,16 – tab.2
2. Współczynnik wzbogacenia (powietrza): R3 = 0,88;
R6 = 1,09; R7 = 0,55 – tab. 3
3. Współczynnik kumulacji (gleba): R9 = 0,05; R6 = 0,06
– tab. 4
4. Współczynnik kumulacji (powietrza): R5 i R6 = 0,05;
R3 = 0,03; R2, R8 i R9 = 0,02 – tab. 5
Współczynnik wzbogacenia ołowiem w odniesieniu do
gleby jest większy w porównaniu do powietrza. Kumulacja Pb w migdałku gardłowym poprzez wtórną emisję
cząstek glebowych w glebie jak i pyłów zawieszonych
w powietrzu na danym terenie jest podobna, uzyskane
wartości są zbliżone zarówno dla gleby jak i powietrza.
Powyższe spostrzeżenia uzasadniają między innymi także
rolę zjawiska ,,lizania” bawiących się dzieci w plenerze.
Podsumowując powyższe stwierdzenia, należy podkreślić,
że w pierwszej kolejności zwracają uwagę duże wartości
współczynników wzbogacenia i kumulacji Cu i Pb w migdałku gardłowym. Mianowicie migdałki gardłowe dzieci
zamieszkałych w rejonach Zabrza, Bytomia, Piekar Śląskich, Świętochłowic, Tarnowskich Gór zawierały Pb
w ilości około 1 μg/g, a w Zagłębiu, Dąbrowie Górniczej,
Sosnowcu, Jaworznie Szczakowej, Żabnie i Bielsku Białej, odpowiednio mniej od 0,6 do 0,9 μg/g. Na tych obszarach widoczne są mniejsze zawartości Pb w migdałku
gardłowym, na pozostałych obszarach (Rybnik, Knurów, Jastrzębie, Orzesze) zawartość Pb w migdałkach
gardłowych była większa – rzędu 2,17 μg/g, wówczas jednocześnie stwierdzono największą wartość współczynnika
wzbogacenia 1,09 w stosunku do Pb obecnego w powietrzu
3
(42 μg/m ). Z kolei pomimo dużej obecności ołowiu
3
w powietrzu rzędu 74-89 μg/m , współczynniki wzbogacenia obliczone w stosunku do zawartości w pyle zawieszonym były niższe. Stwierdzone powyżej spostrzeżenia,
potwierdzają także małe wartości współczynników
-2
kumulacji ołowiu w migdałkach gardłowych rzędu 10 .
Kolejnym pierwiastkiem, który podlega potencjalnej kumulacji w migdałku gardłowym jest Cu, która posiada
znaczenie fizjologiczne. Zawartość Cu w powietrzu była
najmniejsza w R5, R6 i R9 rzędu 38-76 μg/m3, tym
wartościom odpowiadają współczynniki wzbogacenia
w granicach od 2,64 do 4,28. Analiza wyników – tab. 2,
wskazuje, że Cu obecna w pyle zawieszonym w powietrzu
może być dobrze kumulowana w migdałku gardłowym.
W Katowicach, Chorzowie obecność miedzi w pyle zawieszonym – 204 μg/g, towarzyszy zawartość Cu w migdałku
rzędu 3,40 μg/g. Jest to jedna z wyższych zawartości Cu
zarówno w badanej tkance jak i powietrzu. Ustalony
współczynnik wzbogacenia migdałka gardłowego miedzią
74
obecną w powietrzu wyraźnie nawiązuje do stopnia kontaminacji migdałka ołowiem, bowiem najmniejsze współczynniki wzbogacenia dla dzieci z Gliwic, Bytomia były
rzędu 0,2 do 0,28, natomiast największe dla dzieci z Rybnika, Zagłębia, Częstochowy – 1,16. Współczynnik kumulacji Cu i Pb jest podobny (zatem w migdałkach gardłowych stwierdzono jednakowe zdolności kumulowania obu
pierwiastków przez migdałek gardłowy), wskazuje, iż te
pierwiastki posiadają wspólne źródło pochodzenia, jakimi
są pyły zawieszone w powietrzu, a następnie podlegające
wentylowaniu przez układ gardłowo-nosowy. Współczynnik kumulacji Cu i Pb jest podobny rzędu 10-2. Większe
znaczenie fizjologiczne Cu w porównaniu do wartości Pb
wyrażają wartości współczynników wzbogacenia, odniesione do wtórnego pylenia gleby. Wówczas współczynniki
wzbogacenia są rzędu 102, współczynniki kumulacji dla
tego samego układu rzędu 10-1.
Porównując współczynniki kumulacji w odniesieniu do
powietrza i do gleby dla Cu, można uznać, że są one
dziesięciokrotnie większe w R9, R1, R3; dwunastokrotnie
większe w R8; ośmiokrotnie większy w R4. Z kolei dla
porównania współczynników wzbogacenia Pb w wyniku
wtórnego pylenia gleby, jest on również około dziesięciokrotnie większy w porównaniu do pyłu zawieszonego
w powietrzu w R9 i R8; czterokrotnie w R6 i dwunastokrotnie w R2. Porównując dane przedstawione w tabeli 4,
5, z wartościami zamieszczonymi w tabeli 2, 3, można dostrzec, iż proces kumulacji nie występuje w sposób analogiczny równolegle w tych samych rejonach, dostrzeżono
liczne odmienne obszarowo skutki zdolności kumulacyjnych lub dyskryminacyjnych wobec Cu i Pb w migdałkach
gardłowych.
We wcześniejszych badaniach [19] wykazano duże znaczenie wtórnego pylenia w zanieczyszczeniu przyziemnych warstw powietrza Cu lub Pb poszczególnych obszarów administracyjnych. Współczynnik charakteryzujący
znaczenie wtórnego pylenia dla Cu waha się w granicach
48-60% a dla Pb 17-39%. W rezultacie incydentalny
wzrost Pb w przyziemnej warstwie powietrza na placach
zabaw (powierzchnie utwardzone), może wzrosnąć
o 255-278 μg, natomiast dodatkowy udział Cu mieści się
w granicach 350-400 μg. Brak współczynnika charakteryzującego rolę gleby tłumaczy się, że ostatecznie migdałki gardłowe dzieci podlegają strumieniu powietrza, które
jednocześnie zawierają powszechnie występujące pyły
zawieszone wraz z dodatkowymi pyłami unoszonymi
incydentalnie wiatrem o odpowiedniej prędkości.
Dla wyjaśnienia odrębności obszarowej w kumulowaniu
Pb i Cu w migdałkach gardłowych dzieci wykorzystano
poniższe równanie podziału:
CMe+ w migdałku gardłowym = K1 · C1 + K2 · C2
CMe+ – zawartość Cu lub Pb w migdałku gardłowym μg/g;
C1 – zawartość Pb lub Cu w pyle zawieszonym,
[4]
C2 – zawartość Pb lub Cu w glebie;
K1 – współczynnik charakteryzujący udział danego pierwiastka obecnego w powietrzu;
K2 – współczynnik charakteryzujący udział danego pierwiastka obecnego w cząsteczkach glebowych
w wierzchniej warstwie.
Wyszczególnione współczynniki ustalono metodą graficzną, gdzie wartości na osi Y (rzędna) odpowiadały ilorazowi zawartości danego pierwiastka w migdałku i glebie,
a na osi X (odcięta) odpowiadały wartości ilorazu zawartości pierwiastka w powietrzu i w glebie. Rolę zawartości
danego pierwiastka w glebie lub w powietrzu w odniesieniu do zjawiska ich kumulacji w migdałku gardłowym
przedstawiono na ryc. 1, 2. Rolę udziału danego źródła Cu
lub Pb opisują następujące równania:
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
- C migdałka Cu = 0,032 C powietrza
[13]
- C migdałka Pb = 0,2 C powietrza
W każdym przypadku dla procesu kumulacji zarówno Cu
lub Pb największe znaczenie posiadają pyły zawieszone
w powietrzu. Obecne w pyłach związki Cu i Pb w trakcie
procesu wentylacji górnych części dróg oddechowych powodują absorbcję związków tych pierwiastków, a w dalszej kolejności ich wnikania w głębsze warstwy tego
narządu. Zarówno ten fakt jak i ustalone współczynniki
kumulacji i wzbogacenia migdałek gardłowy przekonują
o obecności zjawiska kumulacji pierwiastków potencjalnie występujących w pyłach.
[14]
[15]
[16]
[17]
Wnioski
1) Głównymi zasobami Pb i Cu w migdałku gardłowym są
ich związki obecne w pyle zawieszonym w powietrzu.
2) Ustalone współczynniki wzbogacenia i kumulacji Pb
lub Cu dobrze odwzorowują zróżnicowane występowanie tych pierwiastków w przyziemnej warstwie powietrza na badanych obszarach.
3) Równanie podziału (CMe+ w migdałku gardłowym = K1 · C1 + K2 ·
C2) można wykorzystać do określenia roli poszczególnych pierwiastków w procesie ich kumulacji przez
migdałek gardłowy.
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
L I T E RAT U RA
[1]
[2]
[3]
Ostro B., Feng W.Y., Broadwin R., Green S., Lipsett M.: The Effects of
Components of Fine Particulate Air Pollution on Mortality in California:
Results from CALFINE. Environ Health Perspect. 2007; 115(1): 13-19.
Steinnes E., Hvatum O., Bolviken B., Varskog P.: Atmospheric Supply of
Trace Elements Studied by Peat Samples from Ombrotrophic Bogs.
J. Environ. Qual. 2005; 34: 192-197.
Jezioro P., Bokwa A.: Klimat miasta; Environmental Science Published for
Everybody Round the Earth; 03.2005: 37-56.
[23]
Olendrzyński K., Dębski B., Skośkiewicz J., Kargulewicz I., Kluz M.,
Radwański E., Galiński W., Kozakiewicz J., Mąkosa J., Fudała J.,
Hławiczka S., Cenowski M.: Inwentaryzacja emisji do powietrza za rok
2003. Inst. Ochr. Zdrow. Warszawa, 2003: 15-36.
Sioutas C., Delfino R.J., Singh M.: Exposure Assessment for Atmospheric
Ultrafine Particles (UFPs) and Implications in Epidemiologic Research.
Environ Health Perspect. 2005; 113(8): 947-955.
Delfino R.J., Sioutas C., Malik S.: Potential role of ultrafine particles in
associations between airborne particle mass and cardiovascular health.
Environ Health Perspect. 2005; 113(8): 934-946.
Zanieczyszczenie powietrza, Wojewódzka Stacja Sanitarmo Epidemiologiczna, Katowice 2011r.
Bochenek A., Reicher M.: Anatomia człowieka. PZWL, Warszawa, 1992.
Hermanowski M., Kosek J.: Mechanizmy obronne układu chłonnego
gardła. Terapia 2004; 4 (150): 51-54.
Nogaj E., Kwapuliński J., Misiołek M., Fischer A., Nogaj P., Kowol J.,
Olender J., Kawalski H.: Rola wieku w kształtowaniu się obecności pierwiastków fizjologicznych w migdałkach gardłowych dzieci w aspekcie
biernego palenia; Przegl. Lek. 2009; 66, 10: 660-664.
Nogaj E., Kwapuliński J., Misiołek M., Fischer A., Ahnert B., Nogaj P.,
Kowol J., Olender J., Kawalski H., Rzepka J.: Wpływ biernego palenia na
zawartość pierwiastków fizjologicznych w migdałkach gardłowych w nawiązaniu do płci I miejsca zamieszkania; Przegl. Lek. 2009; 66, 10: 665668.
Nogaj E., Kwapuliński J., Suflita M., Babula M.: Zawartość wapnia w migdałkach gardłowych dzieci w zależności od płci, miejsca zamieszkania
i wpływu biernego palenia tytoniu; Med. Środ. 2011; 14, 1: 65-74.
Nogaj E., Kwapuliński J., Cecherz K., Misiołek M.: Badania nad wyznaczeniem środowiskowych i fizjologicznych zawartości cynku w migdałkach gardłowych; Med. Środow. 2010; 13, 1: 65-71.
Nogaj E., Kwapuliński J., Misiołek M., Ahnert B., Babula M., Suflita M.,
Nogaj P., Dunat-Iżowska J., Librowska G., Bogunia M., Rzepka J.: Badania nad występowaniem rtęci w migdałkach gardłowych w nawiązaniu do
płci, wieku i miejsca zamieszkania (województwa śląskiego). W: Rtęć
w środowisku. Identyfikacja zagrożeń dla zdrowia człowieka. Red.: Falkowska L; Fundacja Rozwoju Uniwersytetu Gdańskiego, Gdańsk 2010:
251-256.
Nogaj E., Kwapuliński J., Misiołek M., Nogaj P., Olender J., Kawalski H.:
Aluminium as trace element in pharyngeal tonsils; Pol. J. Environ. Stud.
2010; 19, 3: 621-626.
Nogaj E., Kwapuliński J., Misiołek M., Lisowska G., Rostkowska-Nadolska B., Bień S., Nogaj P.: Pharyngeal tonsil as new biomarker of pollution
on example of barium; Pol. J. Environ. Stud. 2011; 20, 1: 167-172.
Nogaj E., Kwapuliński J., Suflita M., Babula M., Bebek M., Mitko K.:
Analiza przydatności współczynnika wzbogacenia i kumulacji Ni i Ba
w migdałkach gardłowych dzieci dla potrzeb zróżnicowania stanu zanieczyszczenia; Ekologia i Technika 2011, 19(4): 225-230.
Cecherz K., Misiołek M., Nogaj E., Kwapuliński J., Namysłowski G.,
Macioł Z.: Migdałek gardłowy dzieci jako biomarker ekspozycji; 44
Congress Polisch Society of otorhinolaryngologists Head and Neck
Surgeon; 9-12. 06. 2010; 138.
Nogaj E., Kwapuliński J., Suflita M., Babula M., Szilman P., Szprycha M.,
Bebek M., Mitko K., Bażowska M., Krawczyk Ł., Musielińska R.: Bioindykacja kadmu u dzieci narażonych na wpływ biernego palenia papierosów, za pomocą migdałków gardłowych, w zależności od wieku, płci
i miejsca zamieszkania; J. Ecology and Health 2011; 15 (3): 142-149.
Nogaj E., Kwapuliński J., Bażowska M.: The ability to accummulate Pb,
Be, Mg, Ca, Sr in tonsils of children in relation to age, gender, place of
residence and exposure to ETS; Contamin. Toxicol.; in print, 2012.
Buat-Mendrot P., Chesselet R.: Variable influenced of the atmospheric flux
on the trace metal chemistry of oceanic suspended matter. Earth Planet Sci
Lett 1978; 42: 398-411.
Kowol J.: Charakterystyka ekotoksykologiczna mniszka pospolitego na
wybranych obszarach południowej Polski. Rozprawa doktorska: Śląska
Akademia Medyczna, Katowice 2001.
Kowol J., Wiechuła D., Kwapuliński J., Mirosławski J., Otrębska B.,
Rabsztyn E., Jakubowski J., Karpińska K., Jeziorska R.: Zastosowanie
współczynników chemotoksykologicznych w ocenie stopnia kontaminacji roślinleczniczych metalami. Bromat. Chem. Toksykol. Supl.: 283286.
75
Rys. 1. Udział Cu obecnej w pyle zawieszonym w przyziemnej warstwie powietrza lub w przypowierzchniowych
warstwach gleby, [μg/g]
Rys. 2. Udział Pb obecnej w pyle zawieszonym w przyziemnej warstwie powietrza lub w przypowierzchniowych
warstwach gleby, [μg/g]
OBSZAR ADMINISTRACYJNY
PierIloraz zawartości
wiastki
C w powietrzu/C
w glebie
Cu
C w migdałku C
w glebie
C w powietrzu/ C
w glebie
Pb
C w migdałku/ C
w glebie
R1 R2
R3
R4
R5 R6
9,54 7,15 4,53 7,53 3,75
0,2 0,21 0,07
0,1
5
R7
R8 R9
2,2 13,6 7,6
0,2 0,3 0,05 0,36 0,53
0,69 1,5 0,28 0,17 0,57 1,2
0,6
1,6 2,5
0,01 0,03 0,008 0,001 0,03 0,06 0,007 0,03 0,05
Tab. 6. Udział Cu i Pb obecnej w pyle zawieszonym
w przyziemnej warstwie powietrza lub w przypowierzchniowych warstwach gleby
EDYTA DUDKIEWICZ
Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Wrocławska
Instytut Klimatyzacji i Ogrzewnictwa, ul. Norwida 4/6, 50-373 Wrocław
Wymagania dla instalacji wodociągowej
w zakładach przyrodoleczniczych dla dzieci
Requirements for the water supply system in the institute of natural medicine for children
Streszczenie:
W artykule przedstawiono ośrodki leczenia uzdrowiskowego dla dzieci, znajdujące się w 19 miejscowościach
uzdrowiskowych w Polsce. W zależności od profilu leczniczego uzdrowiska, najczęściej stosowane metody w lecznictwie
uzdrowiskowym dzieci to hydroterapia, balneologia, peloidoterapia oraz klimatoterapia, a także fizykoterapia i fototerapia. W artykule omówiono te metody, opisano zasady korzystania przez dzieci z leczenia uzdrowiskowego. Podano
wymagania higieniczno-sanitarne w zakładach lecznictwa uzdrowiskowego, wskazano zależność do obliczania wartości
przepływu obliczeniowego wody, która jest miarodajna do doboru średnic przewodów i urządzeń w instalacji wodociągowej w zakładzie przyrodoleczniczym.
Abstract:
This article presents the treatment centers for children situated in nineteen spas in Poland. Depending on the medical
profile of a particular spa, the most frequently used methods in the treatment of children are: hydrotherapy, balneology,
mud therapy and climate therapy, as well as physical therapy and phototherapy. The article discusses these methods and
describes the principles of spa treatment for children. The water flow rate was provided to determine the pipe diameter
and the selection of plumbing equipment for the water supply system of natural medicine institutes.
Słowa kluczowe: uzdrowisko, metody leczenia uzdrowiskowego, przepływ obliczeniowy wody
Keywords: SPA, SPA treatments, calculation of water flow
76
Zabiegi medycyny naturalnej cieszą się coraz większym
powodzeniem. Obszary posiadające złoża surowców leczniczych lub klimat o właściwościach leczniczych obserwują szersze wykorzystanie wartości uzdrowisk już nie
tylko przez osoby starsze, schorowane, ale dla potrzeb
turystyki zdrowotnej, uprawianej przez ludzi młodych,
żyjących w pędzie za dobrobytem, narażonych na choroby
bazujące na słabej odporności psychicznej (nerwowej) na
sytuacje stresowe [1]. Leczenie uzdrowiskowe jest coraz
powszechniej wykorzystywane przez rodziny z małymi
dziećmi, cierpiącymi znacznie częściej na różne infekcje
górnych dróg oddechowych, alergie, choroby skóry i narządów ruchu. Panuje ogólna opinia, że to właśnie dzieci są
najbardziej podatne na dobry wpływ terapii naturalnych.
Lekarze zalecają rodzicom zastosowanie naturalnego
remedium przed przepisaniem leków, a przynajmniej jednocześnie z zażywaniem leków. Pobyt w miejscowości
uzdrowiskowej i warunki życia pacjenta w uzdrowisku
same w sobie posiadają wartości terapeutyczne, dzięki
m.in. infrastrukturze materialnej uzdrowiska [2]. Analiza
piśmiennictwa wskazuje na dość liczne prace poświęcone
pozytywnemu wpływowi zabiegów wodnych w różnych
schorzeniach wieku rozwojowego dzieci [3]. Powszechnie
znane są pozytywne rezultaty łączenia działania wody
i ruchu. Niewątpliwie efekt zabiegów wodoleczniczych
zależy od temperatury i ciśnienia wody. Zadaniem instalacji wodociągowej jest więc zapewnienie dostawy wody
o odpowiednich parametrach, zarówno w zakładach przyrodoleczniczych jak i wszystkich innych obiektach użyteczności publicznej w celu zapewnienia komfortu użytkowania instalacji. Jednym z warunków prawidłowej pracy
instalacji wodociągowej i urządzeń na niej zamontowanych jest zastosowanie właściwego wzoru do obliczeń
hydraulicznych.
Celem artykułu jest poruszenie tematu lecznictwa uzdrowiskowego u dzieci, wymagających szczególnego podejścia do zagadnienia, wskazanie specyficznych wymagań
dotyczących instalacji wodociągowych w obiektach
uzdrowiskowych dla dzieci oraz podanie metody obliczania przepływu chwilowego wody, miarodajnego do
doboru średnic przewodów i urządzeń w instalacji wodociągowej.
oraz ich dostępności w zakładzie przyrodoleczniczym
w następujących urządzeniach:
a) balneoterapii:
– baseny i wanny do kąpieli leczniczych,
– inhalatoria do inhalacji z wód mineralnych,
b) peloidoterapii,
c) hydroterapii:
– wanny,
– natryski,
– baseny rehabilitacyjne,
d) kinezyterapii,
e) termoterapii:
– sauna,
– urządzenia do parafinoterapii,
f) krioterapii,
g) fototerapii:
– urządzenia do naświetlań,
– lasery,
h) fizykoterapii:
– urządzenia do jonoforezy,
– urządzenia do wytwarzania prądów diadynamicznych i prądów interferencyjnych,
– urządzenia do diatermii krótkofalowej i impulsowej,
– urządzenia do elektrostymulacji,
– urządzenia do wytwarzania mikrofali,
– urządzenia do wytwarzania ultradźwięków,
– urządzenia do magnetoterapii,
i) pomieszczeniach do masażu klasycznego;
Ponadto w uzdrowiskach wykorzystywane jest lecznicze
działanie klimatu – m.in. w uzdrowiskach talassoterapeutycznych, położonych w odległości nie większej niż 3 km
od brzegu morza, wykorzystuje się działanie lecznicze
klimatu nadmorskiego oraz wody morskiej. W leczeniu
uzdrowiskowym wykorzystuje się również kurację pitną
w pijalniach uzdrowiskowych, inhalacje w tężniach, terapie w parkach i na ścieżkach ruchowych [2].
Wymagania jakie powinna spełniać pijalnia uzdrowiskowa, tężnia, urządzona linia wybrzeża morskiego, basen
uzdrowiskowy i basen rehabilitacyjny podane są w [4].
Dziecko w uzdrowisku
Przyrodolecznictwo
Przyrodolecznictwo to leczenie lub zapobieganie chorobom za pomocą różnych czynników fizycznych znajdujących się w przyrodzie, zarówno naturalnych jak i sztucznych. Czynnikami tymi są: woda, światło, powietrze,
ciepło, zimno, elektryczność, energia promienista i czynniki mechaniczne. Do naturalnych surowców leczniczych,
chronionych prawem górniczym, należą wody lecznicze,
peloidy i gazy, wykorzystywane zgodnie z Rozporządzeniem [4], w zależności od profilu leczniczego uzdrowiska
Leczenie uzdrowiskowe dzieci jest sprawą wysokiej wagi.
Narodowemu Funduszowi Zdrowia i Ministerstwu Zdrowia zależy na zwiększenie zainteresowania i możliwości
korzystania świadczeniobiorców z tej formy leczenia
i podkreśla szczególnie ważną postawę w tej kwestii rodziców i opiekunów prawnych dzieci, a także lekarzy sprawujących opiekę medyczną nad dziećmi [5].
Leczenie sanatoryjne dzieci i młodzieży z ważnym skierowaniem jest bezpłatne do ukończenia 18 roku życia,
a w przypadku dalszego kształcenia – do ukończenia
77
26 roku życia [6]. Z medycznego punktu widzenia jednak
nie wiek metrykalny jest brany pod uwagę, ale stan
wydolności układowej i narządowej. Przy kierowaniu
i kwalifikowaniu dzieci do leczenia uzdrowiskowego
obowiązują przeciwwskazania takie, jak przy kierowaniu
osób dorosłych oraz kilka dodatkowych dotyczących
dzieci [7].
!
!
choroby skóry: Kołobrzeg;
choroby układu wydzielania wewnętrznego i przemiany materii: Kołobrzeg, Rabka;
! choroby układu moczowego: Rymanów Zdrój.
Na rys. 1 pokazano mapę z miejscowościami uzdrowiskowymi w Polsce, na której wyszczególniono te, w których
znajdują się ośrodki leczenia uzdrowiskowego dla dzieci.
Leczenie uzdrowiskowe może odbywać się w różnych
formach:
- 27 dni w szpitalach uzdrowiskowych dla dzieci od 3 do
18 roku życia,
- 21 dni w sanatorium uzdrowiskowym dla dzieci od 7 do
18 roku życia,
- 21 dni w sanatorium uzdrowiskowym dla dzieci
w wieku 3 do 6 lat, które przybywają pod opieką osoby
dorosłej.
Dzieci młodsze niż 3 lata nie powinny korzystać z leczenia
uzdrowiskowego ze względu na dużą wrażliwość emocjonalną, brak umiejętności samoobsługi, niewystarczającą
dojrzałość fizyczną i warunki anatomiczne (m.in. ze
względu na wymiary urządzeń leczniczych).
Dzieci uczęszczające do szkół ponadgimnazjalnych mogą
korzystać z pobytu w sanatorium tylko w okresach wolnych od nauki.
Możliwe jest skorzystanie z pobytu płatnego bez skierowania, pod warunkiem, że nie istnieją przeciwwskazania
do leczenia uzdrowiskowego (podane w [7]), wykluczone
po konsultacji lekarskiej. Dojazd do miejsca leczenia
uzdrowiskowego i z powrotem zapewniają rodzice we
własnym zakresie. W sanatoriach baza hotelowa, żywieniowa i zabiegowa jest przystosowana do potrzeb dzieci.
Dzieciom zapewnione są świadczenia opiekuńczo-wychowawcze zgodnie z obowiązującymi przepisami. Opiekun
(rodzic) ponosi pełne koszty swojego pobytu zgodnie
z cennikiem określonym przez dany zakład lecznictwa
uzdrowiskowego.
Zgodnie z ustawą [8] zakładami lecznictwa uzdrowiskowego są również prewentoria uzdrowiskowe dla dzieci.
W Polsce są następujące ośrodki specjalizujące się
w leczeniu określonych schorzeń dzieci w zależności od
profilu leczniczego:
!
choroby narządów ruchu: Busko Zdrój, Ciechocinek,
Cieplice Śląskie Zdrój, Goczałkowice Zdrój;
! reumatologia i choroby układu krążenia: Ciechocinek,
Cieplice Śląskie Zdrój, Goczałkowice Zdrój, Jastrzębie
Zdrój, Kudowa Zdrój, Rabka, Rymanów Zdrój, Wieniec Zdrój;
! choroby układu krążenia (rehabilitacja wad serca):
Polanica Zdrój;
! choroby układu oddechowego: Czerniawa, Kołobrzeg,
Rabka, Rymanów Zdrój, Szczawno;
78
Rys. 1. Mapa uzdrowisk w Polsce z wyszczególnieniem
miejscowości z ośrodkami leczenia uzdrowiskowego dzieci
Lecznictwo uzdrowiskowe u dzieci
W literaturze, zwłaszcza na portalach internetowych,
dostrzec można sprzeczności w przypisywaniu zabiegu
przyrodoleczniczego do różnych metod leczniczych
(grup). W niniejszym artykule zabiegi podzielone są zgodnie z Rozporządzeniem [4], przedstawionym powyżej.
Problemem w stosowaniu zabiegów przyrodoleczniczych
u dzieci jest brak wystarczających badań naukowych,
wyjaśniających mechanizm działania oraz skuteczność
aplikowanych czynników fizycznych. Dotyczy to co prawda całego obszaru lecznictwa uzdrowiskowego, ale w przypadku dzieci jest to szczególnie ważne. Zwłaszcza, że
należy uwzględnić wszystkie odrębności anatomiczne,
fizjologiczne i psychiczne organizmu w okresie rozwojowym. Różnice anatomiczne dotyczą wielkości narządów
czy też obecności wad wrodzonych. Różnice fizjologiczne
obejmują mniejszą wydolność metaboliczną, odmienną
gospodarkę wodną, niedojrzałe mechanizmy termoregulacji. Duże znaczenie ma odrębność psychiczna dziecka,
dlatego przed zastosowaniem zabiegu fizjoterapeutycznego konieczne jest uzyskanie zaufania dziecka i rodziców
w celu zmniejszenia jego lęku przed działaniami [3].
Powyższe czynniki, wskazania i przeciwwskazania do
terapii, powodują, że najważniejsze metody stosowane
w lecznictwie uzdrowiskowym dzieci to hydroterapia,
balneoterapia, peloidoterapia oraz klimatoterapia. Stosuje
się również fizykoterapię i fototerapię.
Zabiegi u dzieci w świetle wymagań higieniczno-sanitarnych
Hydroterapia (wodolecznictwo) u dzieci ma szerokie
zastosowanie, podobnie jak u dorosłych. Różnice polegają
na ostrożnym dawkowaniu temperatury wody, bowiem
w przypadku dzieci zaleca się stosowanie temperatury
wody o 2-3K wyższej od stosowanej u dorosłych [3].
Dział ten oferuje około 120 zabiegów, polegających na
działaniu strumieniem wody o zmiennej temperaturze
i zmiennym ciśnieniu, wykorzystując działanie termiczne,
mechaniczne, chemiczne i elektryczne wody. Wykonywane są tu różne formy natrysków (ruchome i stałe), masaże
wirowe (rys. 2 [9]), masaże podwodne, masaże wodnopowietrzne. Kuracjusz korzysta najpierw z 3 form natrysków po 3-5 minut i kończy zabieg na katedrze
natryskowej. Zatem cały zabieg trwa około 12-20 minut
[10]. Ten zabieg połączony jest coraz częściej z zabiegami
balneoterapii – basenami do kąpieli leczniczych i kąpielami w wannach. Popularne są kąpiele chlorkowo-sodowe,
dawkowane dzieciom w serii 12 kąpieli, 2 razy w tygodniu,
w 2% stężeniu solanki o temperaturze 37˚C. Czas zabiegu
wynosi 10-15 minut. Niektóre uzdrowiska stosują pływanie w basenach z 2-3% solanką o temperaturze 26-27˚C,
2-3 razy w tygodniu, przez 10-20 minut.
Do pomieszczenia, w których przeprowadza się zabiegi
hydroterapii i balneoterapii, wymagane jest doprowadzenie wody ciepłej i zimnej o ciśnieniu co najmniej 0,4 MPa
[4]. Natężenie poboru wody w tym oddziale jest zależne od
ilości i rodzaju urządzeń, pory dnia i roku, objętości
odbiorników i czasu napełniania urządzeń.
Rys. 2. Masaż wirowy kręgosłupa [9]
Ważnym działem jest kuracja pitna (krenoterapia) (rys.
3). Systematyczne i prawidłowo dawkowane picie wód
mineralnych wywiera działanie miejscowe na przewód
pokarmowy oraz działanie ogólne, przede wszystkim
w zakresie uzupełniania niedoborów mikro- i makroelementów. Ma to duże znaczenie, zwłaszcza w dzisiejszych
czasach, ze względu na zubożenie gleby i środków spożywczych w niektóre potrzebne składniki mineralne, np.
magnez, jod. Średni czas przebywania kuracjusza w pijalni
wynosi 15 minut.
Elementy funkcjonalne pijalni to:
- stanowiska do pobierania wód mineralnych z zapleczem technicznym,
- pomieszczenia spacerowe do picia wody w czasie spaceru,
- pomieszczenia towarzyszące w postaci sal koncertowych, czytelni,
- pomieszczenia higieniczno-sanitarne, które muszą
spełniać wymagania podane w [11].
Rys. 3. Kuracja pitna w Szczawnicy Zdrój
Inhalacja, będąca zabiegiem balneologicznym, polega na
wdychaniu par wód mineralnych, roztworów leków lub ich
aerozoli. Wykonywany jest za pomocą specjalnego aparatu
(inhalatora) lub przez wdychanie par wrzącego płynu. Rozróżniane są dwa rodzaje wziewań: indywidualne i zbiorowe. Przy indywidualnym każdy chory korzysta z osobnego
aparatu, a przy zbiorowym wdycha powietrze nasycone
parami wód mineralnych, przebywając wspólnie z innymi
chorymi w zamkniętym pomieszczeniu. Zabiegi inhalacyjne ustnikowe wykonuje się przy umywalce z podłączeniem
wody ciepłej i zimnej, nad którą zamocowany jest aparat
(np. rys. 4 [12]). Po zabiegu obowiązuje godzinny wypoczynek w pozycji siedzącej, zakaz mówienia i palenia.
Peloidoterapia zwana także peloterapią (z greckiego
pelos – błoto) oznacza stosowanie peloidów do leczenia
fizjoterapeutycznego, przede wszystkim w postaci kąpieli
lub okładów. W polskich uzdrowiskach do peloidoterapii
stosuje się borowinę, będącą mułem torfiastym o dużej
zawartości ciał humusowych. Dzieciom najczęściej
wykonuje się okłady z papki borowinowej, ponieważ
ogólne zabiegi stanowią dla chorego dziecka zbyt duże
obciążenie. Mechanizm działania leczniczego borowiny
79
skóry i wcześniejsze pojawienie się odczynów miejscowych. Naświetlania UVB skojarzone z kąpielami siarczkowo-siarkowodorowymi są efektywną klinicznie
metodą leczenia fizykalnego łuszczycy zwyczajnej [15].
Pomieszczenia światłolecznictwa rozmieszcza się w układzie gniazdowym i mogą być obsługiwane przez jednego
fizykoterapeutę.
Rys. 4. Inhalacje ustnikowe [12]
polega na oddziaływaniu cieplnym, mechanicznym, powstałym w wyniku ucisku masy borowinowej na skórę oraz
na wpływie zawartych w niej związków chemicznych i ciał
o działaniu hormonów. Wskazaniem do leczenia okładami
borowinowymi u dzieci są głównie: przewlekłe i podostre
stany zapalne narządów ruchu, nerwów obwodowych
i blizny po urazach [13]. Z uwagi na silne działanie borowiny nie wolno jej zalecać dzieciom do lat 7.
W celu przygotowania zabiegów kąpieli bądź papki borowinowej do okładów, zużywana jest woda wodociągowa.
Dlatego do pomieszczeń, w których odbywają się zabiegi
peloidoterapii, powinna być doprowadzona do stanowisk
zabiegowych woda ciepła o temperaturze 60oC i woda
zimna [4].
Po zabiegu borowinowym pacjent bierze natrysk oczyszczający. Wobec tego pomieszczenie do zawijań lub kąpieli
peloidowych powinno być wyposażone, oprócz urządzenia zabiegowego, w wannę do kąpieli oczyszczającej z baterią natryskową lub kabinę natryskową [4]. Borowina
pozabiegowa zgodnie z klasyfikacją odpadów nie jest
odpadem niebezpiecznym i zaliczyć ją można do rodzaju
odpadów o symbolu 18 01 06 – zużyte kąpiele lecznicze
[14]. Zużyte odpady po zabiegach borowinowych (resztki
papki borowinowej i folie) wywożone są wraz z odpadami
komunalnymi na składowisko odpadów, znaczna część
borowiny spłukiwana jest po zabiegu z pacjenta i spływa
do kanalizacji pokąpielowej, a część wykorzystywana jest
do celów rolno-ogrodniczych. W pomieszczeniach oddziału borowinowego zaleca sie zainstalowanie wpustu
podłogowego podłączonego do kanalizacji poprzez łapacz
borowiny.
W wielu placówkach przeprowadzane są dzieciom zabiegi
światłolecznictwa (fototerapia). Światłolecznictwo polega na wykorzystaniu źródła światła w postaci lamp kwarcowych, promienników podczerwieni, lamp sollux, laserów. Uważa się, że światłolecznictwo wskazane jest
w chorobach wieku dziecięcego [3]. Jego stosowanie wymaga ostrożności ze względu na większą wrażliwość
80
Elektrolecznictwo to terapia różnymi rodzajami prądu.
Dawkowanie wielu zabiegów elektroterapeutycznych
opiera się na subiektywnym odczuwaniu przez pacjenta
działania prądu na skórę. Problem ten ogranicza możliwości zastosowania tych zabiegów u dzieci. Uważa się
jednak, że nie są one przeciwwskazane w wieku rozwojowym. Klinicznie została potwierdzona skuteczność działania zabiegów jonoforezy, natomiast u dzieci nie powinna
być stosowana diatermia krótkofalowa [3].
Wskazania do stosowania ciepłolecznictwa u dzieci są
analogiczne jak u dorosłych, natomiast należy pamiętać, że
u dzieci stosuje się łagodniejsze temperatury oraz krótszy
czas działania niż u dorosłych [3]. Okłady parafinowe
mogą być stosowane tylko u starszych dzieci ze względu na
mniejszą tolerancję temperatury i ryzyko oparzenia.
Zabiegi z termoterapii, światłolecznictwa i elektrolecznictwa nie wymagają stosowania wypoczywali. Działy te
mogą być lokalizowane tak, by posiadały wspólną poczekalnię, pomieszczenia personelu, magazyny, toalety.
Zakłady lecznictwa uzdrowiskowego, czyli szpitale uzdrowiskowe, sanatoria uzdrowiskowe i prewentoria uzdrowiskowe dla dzieci powinny stanowić samodzielny budynek,
zespół budynków lub wydzieloną część innego zakładu
lecznictwa uzdrowiskowego i być położone w strefie "A"
ochrony uzdrowiskowej. W szpitalach uzdrowiskowych
i sanatoriach uzdrowiskowych pokoje pacjentów powinny
być wyposażone co najmniej w umywalkę z zimną i ciepłą
wodą, zaś pomieszczenia higieniczno-sanitarne pacjentów
przy pokojach łóżkowych lub zbiorowe, powinny być
wyposażone co najmniej w miskę ustępową, umywalkę
z baterią, dozownik z mydłem w płynie oraz pojemniki
z ręcznikami jednorazowego użycia, pojemnik na zużyte
ręczniki lub urządzenia do suszenia rąk oraz natrysk, przy
czym przynajmniej jedno pomieszczenie na piętrze powinno być dostępne dla pacjentów niepełnosprawnych na
wózkach inwalidzkich [4]. W prewentoriach dla dzieci co
najmniej jedna kabina ustępowa z umywalką oraz natrysk
powinny być dostępne dla pacjentów niepełnosprawnych
na wózkach inwalidzkich. Zgodnie z wytycznymi m.in.
Państwowej Inspekcji Sanitarnej [16] w placówkach,
w których przebywają dzieci w wieku przedszkolnym przy
instalacji ciepłej wody doprowadzonej do umywalek dla
dzieci należy zapewnić centralną regulację mieszania
ciepłej wody, zapewniający temperaturę od 35 do 40ºC,
a miski ustępowe i umywalki powinny być montowane na
niższych wysokościach. Przyjąć można, że w szpitalach
i sanatoriach dla małych dzieci, podobnie jak w przedszkolach, zgodnie z wytycznymi [16] zaleca się zastosowanie
1 umywalki na 20 dzieci i 1 miski ustępowej na 20 dzieci.
Przepisy dotyczące warunków technicznych budynków
[11] nakazują, aby w ustępach ogólnodostępnych znajdujących się w budynkach użyteczności publicznej jedna
umywalka przypadała na co najmniej 20 osób, jedna miska
ustępowa i jeden pisuar na 30 mężczyzn, a jedna miska
ustępowa na 20 kobiet.
Udzielanie świadczeń zdrowotnych, przy wykorzystaniu
naturalnych surowców leczniczych, należy do zadań zakładu przyrodoleczniczego, który jest jednostką organizacyjną zakładu lecznictwa uzdrowiskowego [8]. Przepisy
prawa budowlanego nie rozróżniają zakładów przyrodoleczniczych, w których przeprowadzane są różne formy
leczenia dzieci czy dorosłych. W zakładzie przyrodoleczniczym, zgodnie z [4], działy, które mogą być łączone
w układ gniazdowy ze wspólnymi ustępami, muszą mieć
zainstalowane co najmniej 2 ustępy dla kobiet, 1 ustęp
i 1 pisuar dla mężczyzn, licząc łącznie na 60 osób równocześnie przebywających w zakładzie. Przy ustępach powinna znajdować się umywalka z bieżącą wodą ciepłą
i zimną.
Metoda obliczania przepływu wody w oddziale hydroterapii
Zakłady przyrodolecznicze są obiektami, które charakteryzuje duże i nierównomierne zużycie wody. Instalacja
wodociągowa musi być doprowadzana do pomieszczeń,
w których odbywają się zabiegi balneoterapii, peloidoterapii, hydroterapii, termoterapii oraz inhalacji, a także do
ustępów ogólnodostępnych przy poszczególnych działach. Do pomiaru ilości zużywanej wody w budynku służy
wodomierz, który powinien być zainstalowany, zgodnie
z Rozporządzeniem [11], na podłączeniu wewnętrznej
instalacji wodociągowej zimnej wody w budynku lub zewnętrznej na terenie działki budowlanej z sieci wodociągowej, zgodnie z wymaganiami Polskich Norm dotyczących
zabudowy zestawów wodomierzowych w instalacjach
wodociągowych oraz wymagań instalacyjnych dla wodomierzy – norma [17]. W literaturze podawane są metody
doboru wodomierza polegające na porównaniu przepływu
obliczeniowego q z przepływem maksymalnym wodomierza Qmax.
Hydrauliczne obliczenia przewodów wodociągowych
polegają na:
! wyznaczeniu średnic przewodów,
! obliczeniu strat ciśnienia przy określonym przepływie
wody,
! określeniu minimalnego ciśnienia zapewniającego
utrzymanie ciągłości dostawy wody do najniekorzystniej usytuowanego punktu czerpalnego w instalacji.
Do doboru średnic przewodów i urządzeń w instalacji
wodociągowej, m.in. wodomierza głównego, niezbędna
jest wartość przepływu obliczeniowego wody q. Dlatego
konieczne jest zastosowanie prawidłowego wzoru w celu
poprawnego działania instalacji. Problematyka wyznaczania przepływu wody w obiektach o funkcji niemieszkalnej
poruszana była w wielu publikacjach [18, 19]. W praktyce
projektanci często sięgają jedynie do równań zamieszczonych w normie [20], wykorzystując wzory dla budynków
mieszkalnych lub hoteli, nie uwzględniając, że w przypadku zakładów przyrodoleczniczych wszystkie wanny mogą
pracować jednocześnie [21], powodując duży przepływ
wody i problemy w pracy pomp i zestawów wodomierzowych [22]. Problemy związane z doborem wodomierzy
zostały przedstawione w wielu publikacjach, m.in. [23, 24].
Wyznaczenie współczynników równoczesności działania
urządzeń zabiegowych w poszczególnych fragmentach
instalacji (odcinkach obliczeniowych) jest kłopotliwe.
W praktyce uznaje się, że wanny do kąpieli, które stanowią
liczebnie największą grupę urządzeń zabiegowych, w największym zakresie wpływają na równoczesność działania
wszystkich urządzeń zabiegowych w zakładzie przyrodoleczniczym. Przepływ obliczeniowy wody w zakładzie
przyrodoleczniczym będzie zatem dostosowany do przepływu obliczeniowego dla wanien kąpielowych i może być
wyznaczany z formuły [21]:
q = ĺ Nqn K
(1)
w której:
ΣN
qn
K
– suma równoważników wanien “przeliczeniowych” podłączonych do odcinka instalacji,
– wypływ normatywny do wanny przy założonym
czasie napełniania 3 minuty [dm3/s],
– współczynnik równoczesności działania wanien
“przeliczeniowych”.
Określenie suma równoważników wanien “przeliczeniowych”, podane w [21], jest dość kłopotliwe w użyciu,
dlatego proponuje się zastosowanie określenia opisującego symbol N – równoważnik wypływu urządzenia.
Równoważniki wypływu poszczególnych urządzeń mogą
zostać ustalone ze wzoru:
N=
qnu
qnw
(2)
w którym:
unq – wypływ normatywny z urządzenia [dm3/s],
wnq – wypływ normatywny z wanny do kąpieli mineralnych [dm3/s].
Wypływ normatywny qn z punktu czerpalnego jest zależny
od objętości użytkowej urządzenia i założonego czasu napełniania. Tradycyjne wanny do przeprowadzania kąpieli
solankowych, kwasowęglowych, borowinowych oraz
81
z wykorzystaniem różnego rodzaju wód mineralnych,
olejków kąpielowych, wyciągów ziołowych, alg mają
pojemność użytkową 200 dm3. Przy jednoczesnym napełnianiu wanny wodą ciepłą i zimną wypływ normatywny
wody ogólnej do wanny przy założonym czasie napełniania 3 minuty wyniesie:
Tab. 1. Wypływy normatywne i równoważniki wypływu
urządzeń N
Urządzenie
wanna do kąpieli
mineralnych
wanna motylkowa do
masaży podwodnych
wanna do masaży
wirowych kręgosłupa
wanna do masaży wirowych kończyn górnych
wanna do masaży wirowych kończyn dolnych
wanna do kąpieli
4-komorowych
(kończyny górne)
wanna do kąpieli
4-komorowych
(kończyny dolne)
Pojemność V
[dm3]
lub
wydajność
Czas Wypływ norma- Równo3
napeł- tywny[dm /s] ważnik
niania
wypły[min] qnog qnwz qncwu wu N
200
3
1,11 0,56 0,56
1
750
8
1,56 0,78 0,78
1,41
250
3
1,39 0,69 0,69
1,25
30
1
0,5 0,25 0,25
0,45
60
1
1
0,5
0,5
0,90
18
0,5
0,6
0,3
0,3
0,54
28
1
0,47 0,23 0,23
0,42
0,48 0,24 0,24
0,43
0,8
0,4
0,72
0,75 0,38 0,38
0,68
0,5 0,25 0,25
0,45
natrysk higieniczny [20]
0,3 0,15 0,15
0,27
(5)
natrysk ochładzający
w saunie [20]
0,3 0,15 0,15
0,27
Stąd po podstawieniu zależności (5) do formuły (4) oraz
przyjmując wartość normatywnego wypływu wody ciepłej
i zimnej do wanny qn=0,56 dm3/s, otrzymujemy wzór na
przepływ obliczeniowy wody w zakładzie przyrodoleczniczym w postaci:
miska ustępowa [20]
0,13 0,13
0
0,23
0,3
0
0,54
qnog
200
=
= 1,11dm 3 / s
3 * 60
(3)
Stąd normatywny wypływ dla wanny wyniesie dla wody
3
zimnej qnwz = 0,56 dm /s i dla wody ciepłej qncwu = 0,56
3
dm /s, a wzór (1) na przepływ obliczeniowy wody zimnej,
bądź ciepłej w zakładzie przyrodoleczniczym przyjmie
formę:
(4)
q = 0,56 K N
ĺ
w którym:
K – współczynnik równoczesności działania urzą-dzeń,
N – równoważnik wypływu urządzenia.
W tabeli 1 podano wartości wypływów normatywnych
wody ogólnej qnog, będących sumą wody ciepłej qncwu i zimnej qnwz oraz równoważników wypływu N dla typowych
urządzeń w zakładzie przyrodoleczniczym, stosowanych
obecnie w zakładach przyrodoleczniczych.
Współczynnik równoczesności działania urządzeń obliczany jest ze wzoru proponowanego przez [21]:
K = 1,32(ĺ N )
-0 , 4
q = 0,74(ĺ N )
0, 6
(5)
w którym ƩN jak w formule (4).
Jednak w przypadku urządzeń zużywających wodę w sposób ciągły, tak jak katedra biczy szkockich, natryski
ruchome i stałe, wanny do kąpieli częściowych ciała,
współczynnik równoczesności działania K należy przyjmować równy 1. Wówczas wzór na przepływ obliczeniowy wody dla działki obliczeniowej, na której zamontowane jest dane urządzenie przyjmie postać:
q = 0,56 N
82
pisuar [20]
umywalka [20]
zawór ze złączką
do węża [20]
0,3
0,4
0,14 0,07 0,07
0,13
0,3
0,54
0,3
0
Instalacje wód mineralnych wykonuje się przede wszystkim z rur PCV. Przy doborze przewodów do wód mineralnych należy kierować się prędkością przepływu wody,
która powinna wynosić [10]:
- 0,5 m/s dla wód zgazowanych (zawierających znaczną
ilość nierozpuszczonego gazu w postaci pęcherzyków,
np. woda szczawa),
- 1 m/s dla wód niezgazowanych.
Podsumowanie
(6)
w którym N według tabeli 1.
W ustępach przy poszczególnych działach, w których zainstalowana jest umywalka i miska ustępowa, można przyjąć, że przepływ obliczeniowy będzie poprawnie wyznaczany z zależności:
(4)
q = qn
ĺ
przepływ wody
1m3/35min,
ciśnienie
0,2 MPa
przepływ wody
48 l/min,
katedra natryskowa
ciśnienie
NIAGARA PLUS [26]
0,3-0,5 MPa
przepływ wody
natrysk płaszczowy [26]
45 l/min
przepływ wody
natrysk nasiadowy [26]
30 l/min
katedra biczy szkockich
CORDOBA [25]
W Polsce znajdują się 44 miejscowości uzdrowiskowe,
z czego 19 to miejscowości, w których występują także
ośrodki leczenia uzdrowiskowego dzieci. Leczenie
sanatoryjne dzieci może odbywać się, po wykluczeniu
przeciwwskazań przez lekarza, bezpłatnie na podstawie
skierowania lub pełnopłatnie. W kuracji uzdrowiskowej
wykorzystywane są także bodźce klimatoterapeutyczne:
w uzdrowiskach górskich i morskich – klimat mocno-
bodźcowy, w podgórskich – klimat średniobodźcowy
i w nizinnych obojętnobodźcowy. Infrastruktura uzdrowiskowa ma ponadto wpływ na wartości terapeutyczne.
Metody z wykorzystaniem surowców leczniczych stosowane najczęściej u dzieci to hydroterapia, balneoterapia,
peloidoterapia, fizykoterapia i fototerapia. Zabiegi te przeprowadzane są w zakładzie przyrodoleczniczym. Niewątpliwie efekt zabiegów wodoleczniczych zależy od temperatury i ciśnienia wody. Zadaniem instalacji wodociągowej
jest więc zapewnienie dostawy wody o odpowiednich
parametrach. Przepływ wody jest podstawą do doboru
średnic przewodów w instalacji wodociągowej, zestawu
wodomierzowego z zabezpieczeniem przed przepływem
zwrotnym i zestawu do podnoszenia ciśnienia wody. Do
obliczeń jego wartości w działach balneoterapii i hydroterapii wskazane jest korzystanie ze wzoru (5). Równoważniki wypływu urządzeń N, występujące w tym wzorze,
zostały obliczone dla typowych urządzeń w zakładzie
przyrodoleczniczym i podane w tabeli 1.
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
LITERATURA
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
Górska I.: Odporność psychiczna a choroby przewlekłe na tle nerwowym
uwarunkowane jakością środowiska życia człowieka, Rocznik Ochrona
Środowiska, Tom 11, 2009, s. 799-822.
Ponikowska I., Ossowski R.: Psycho-terapia w medycynie uzdrowiskowej, Balneologia Polska 2008,L,4; 289-293.
Olchowik B., Sobaniec W., Sobaniec P.: Kliniczne aspekty stosowania fizykoterapii u dzieci, Neurologia Dziecięca 2010, 38, Vol. 19/2010, 79-88.
Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 21 sierpnia 2006 r. w sprawie
określenia wymagań, jakim powinny odpowiadać zakłady i urządzenia
lecznictwa uzdrowiskowego (Dz. U. z 2006 r., nr 161, poz. 1142).
Kosowski A., Jabłońska B., Teter Z.: Sytuacja lecznictwa uzdrowiskowego dla dzieci w Polsce, Acta Balneologica, 2010, LII, 4; 291-295.
Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 28 sierpnia 2009 r. w sprawie
świadczeń gwarantowanych z zakresu lecznictwa uzdrowiskowego (Dz.
U. z 2009 r., nr 139, poz. 1136).
Rozporządzenia Ministra Zdrowia z dnia 13 lutego 2007 r. w sprawie zasad
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
kierowania i kwalifikowania pacjentów do zakładów lecznictwa uzdrowiskowego (Dz. U. z 2007 r., nr 44, poz. 285).
Ustawa z dnia 28 lipca 2005 r. o lecznictwie uzdrowiskowym, uzdrowiskach i obszarach ochrony uzdrowiskowej oraz o gminach uzdrowiskowych (Dz. U. z 2005r., nr 167, poz. 1399).
http://www.turnusy24.pl/index.php?a=osrodki&id=521[01.2012].
Jastrzębski L., Madeyski A., Potocki I.: Podstawy balneotechniki, Arkady,
Warszawa 1958.
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich
usytuowanie (Dz.U. 2002 nr 75, poz. 690).
http://www.gozdroj.pl/Inhalacje_indywidualne_pl [01.2012].
http://medycyna.linia.pl/borowina.html [01.2012].
Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych
i Leśnictwa z dnia 24 grudnia 1997 r. w sprawie klasyfikacji odpadów
(Dz.U. 2007 nr 162, poz. 1135).
Kuliński W., Iwaniszczuk A., Fornalczyk-Wachowska E.: Zastosowanie
naświetlań pasmem UVB 311nm i kąpieli siarczkowo-siarkowodorowych
w łuszczycy, Acta Balneologica, 2010,LII,1; 24-30.
http://www.inwestycje.kolo.com.pl/pages,catalog,137,1,wymogisanitarne-i-wymogi-wynikajace-z-prawa-budowlanego-dotyczaceprzedszkoli-i-zlobkow.html [01.2012].
PN-98/B-10720 Wodociągi - Zabudowa zestawów wodomierzowych
w instalacjach wodociągowych - Wymagania i badania przy odbiorze.
Jeżowiecki J. Nowakowski E., Przepływ obliczeniowy wody w zakładach
kąpielowych i basenowych, II Sympozjum Naukowo-Techniczne: Instalacje Basenowe, Ustroń, luty 1999 r.
Ludwińska A., Dudkiewicz E. Instalacje wodociągowe w zakładach
gastronomicznych, Instal (Warszawa), 2009, nr 4, s. 26-30. Wydział Inżynierii Środowiska. Politechnika Wrocławska, 2011. s. 165-170.
PN-92/B-01706 Instalacje wodociągowe - Wymagania w projektowaniu.
Nowakowski E. Antonowicz J.: Obliczeniowe natężenie rozbioru wody
w zakładach przyrodoleczniczych, Gaz, Woda i Technika Sanitarna, nr
11/12, 1982r., t. 56, s.241-243.
Tuz P.K.: Dobór i eksploatacja wodomierzy. Stan prawny (cz. 2) Rynek
Instalacyjny 6/2009.
Dohnalik P., Siuta R., Dobór wodomierzy. Pomiar, rejestracja i analiza
rzeczywistych rozbiorów wody. Woda i my, 34/2005.
Englart S., Dudkiewicz E.: Metoda obliczeniowa przepływu wody a dobór
wodomierza w obiekcie basenowym. W: Nowoczesne rozwiązania w inżynierii i ochronie środowiska. T. 1 pod red. nauk. Sergeya Anisimova [i in.].
Wrocław : Instytut Klimatyzacji i Ogrzewnictwa.
http://medicalonline.pl/p6459-cordoba-katedra-biczy-szkockich.html
[01.2012].
http://www.pem.waw.pl/oferta/022_086_098/169_katedra-natryskowaniagara-plus/0 [01.2012].
83
DARIUSZ A. WANICZEK1, KRZYSZTOF K. BUDA1, MAREK K. RUDZKI1, ADAM JURKIEWICZ2
1
2
Katedra i Klinika Chirurgii Ogólnej i Gastroenterologicznej w Bytomiu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach,
ul. Żeromskiego 7, 41-902 Bytom
AJPic – Aparatura Elektroniczna, Zabrze
Własna metoda cyfrowej dokumentacji stanu
miejscowego owrzodzeń żylnych podudzi
The author's own method of digitally recording the local state of venous leg ulcers
Streszczenie:
Nieregularność kształtu owrzodzeń oraz ich umiejscowienie na zakrzywionej powierzchni goleni są przyczyną dużych
trudności pomiarowych.
Celem pracy jest opracowanie własnej metody cyfrowej dokumentacji stanu miejscowego owrzodzeń żylnych goleni.
Opracowana metoda obejmuje własną technikę fotografowania rany, obróbki cyfrowej uzyskanych obrazów oraz własną
metodę pomiaru pola powierzchni z przetworzonego cyfrowo obrazu przy pomocy programu „Pole”.
W pracy dokonano kontrolnej analizy dokładności odwzorowania owrzodzeń oraz dokładności pomiaru pola ich powierzchni zaproponowaną metodą własną.
Wyniki analizy wykazały wysoką precyzję pomiaru wielkości owrzodzenia naszą metodą oraz dowiodły, że umożliwia ona
obiektywną ocenę zmian pola powierzchni i wyglądu rany.
Abstract:
Venous ulcers are usually flat wounds of varying size and irregular shape. One of the important elements included in the
documentation of venous ulcer treatment is the size of their surface area.
Consecutive measurements of the area are the basis for assessing progress in treatment.
The irregular shape and location of venous ulcers on a curved surface are the main causes of difficulties in their
measurement.
The aim of the study was to elaborate the author's own method of digitally recording the local state of venous leg ulcers.
The elaborated method involves the author's own method of photographing the wound, digitally processing the obtained
images, and the author's own method of measuring the surface area directly from the digitally processed image using the
computer program "Field".
In the study an analysis of the imaging accuracy of a leg ulcer and the measuring accuracy of the surface area using the
author's own method was carried out.
Results of the analysis proved the high precision of the author's own method of venous ulcers size measurement and
showed that the method enables an objective assessment of the appearance of the wound and changes to the surface area.
Słowa kluczowe: owrzodzenie żylne, gojenie się ran, dokumentacja medyczna, fotografia – metody
Keywords: venous ulcer, wound healing, medical documentation, photography – methods
Chorzy z owrzodzeniami żylnymi goleni stanowią poważny problem diagnostyczno-leczniczy, społeczny i ekonomiczny [1]. Leczenie ich jest długotrwałe i kosztowne.
Analizę uzyskanych efektów ułatwia dobrze prowadzona
dokumentacja [2, 3]. Wygodnym sposobem umożliwiającym ocenę przebiegu i wyników leczenia jest cyfrowa
dokumentacja i archiwizacja danych, w tym cyfrowa dokumentacja fotograficzna rany.
W celu monitorowania postępów gojenia zaleca się prowadzenie regularnej kontroli i szczegółowej oceny rany.
Owrzodzenie żylne najczęściej lokalizuje się nad kostką
przyśrodkową.Tworzą je z reguły płaskie rany o różnej
Wstęp
84
wielkości i nieregularnym kształcie. Powierzchnia ran jest
nierówna, bruzdowata, czasami widoczne są w jej obrębie
wyspy ziarniny. W skrajnych przypadkach owrzodzenie
może objąć całą powierzchnię goleni tworząc tzw. „owrzodzenie okrężne”. Ze względu na warunki anatomiczne
powstała rana przewlekła nie jest zbyt głęboka, a głównym
wykładnikiem rozległości procesu chorobowego jest wielkość powierzchni owrzodzenia, mniejsze znaczenie ma
jego głębokość, czy w końcu objętość ubytku. Poza tym
w procesie naturalnego gojenia owrzodzenia naskórkują
od brzegu rany. Stąd też jednym z ważnych elementów
dokumentacji przebiegu leczenia owrzodzeń żylnych jest
pomiar ich pola powierzchni, a ocena postępu gojenia
opiera się na kolejnych pomiarach pola. W badaniach
naukowych szybkość i skuteczność stosowanego leczenia
ocenia się najczęściej właśnie na podstawie tego parametru [4, 5, 6]. Obiektywność oceny jest uzależniona od
precyzji dokonanego pomiaru i powtarzalności jego wyników. Nieregularność kształtu owrzodzeń oraz ich umiejscowienie na zakrzywionej powierzchni goleni są przyczyną trudności pomiarowych. Z tego powodu powstało wiele
metod pomiaru pola powierzchni owrzodzenia. Różnią się
one dokładnością i powtarzalnością uzyskiwanych wyników, szybkością i łatwością wykonywania pomiarów, sposobem archiwizacji danych, dostępnością oraz kosztem.
utworzyć kwadrat o znanym boku. Umieszczenie fotografowanego obiektu w centrum kadru zbliża uzyskany obraz
do obrazu ortoskopowego [8]. Efekt dystorsji [8, 9] niwelowany jest dodatkowo poprzez fotografowanie owrzodzenia z możliwie dużej odległości, z wykorzystaniem
dłuższej ogniskowej obiektywu aparatu.
Wykorzystanie statywu ułatwia ustawienie aparatu prostopadle do osi podłużnej owrzodzenia, dzięki czemu unika
się zafałszowania rozmiaru i kształtu owrzodzenia spowodowanego transformacją obrazu trójwymiarowego na
dwuwymiarowy (rycina 1).
Celem pracy jest opracowanie własnej metody cyfrowej
dokumentacji stanu miejscowego owrzodzeń żylnych
goleni. Założono, że powinna ona umożliwić obiektywną,
łatwą i tanią ocenę postępu gojenia owrzodzeń oraz
pozwolić na wygodną archiwizację danych, umożliwiając
wykorzystanie ich do celów dydaktycznych i badawczych.
Do metody tej zaproponowano dodatkowo stosowaną
przez nas technikę fotografowania rany.
W pracy dokonano kontrolnej analizy dokładności odwzorowania owrzodzeń oraz dokładności pomiaru pola ich
powierzchni zaproponowaną metodą własnego pomysłu.
Własna metoda cyfrowej dokumentacji stanu miejscowego owrzodzeń żylnych goleni
Do odwzorowywania owrzodzeń w badaniu korzystano
z aparatu cyfrowego Canon PowerShot G9, który pozwalał
na uzyskanie dobrej jakości fotografii cyfrowych wysokiej
rozdzielczości. W celu uzyskania jak najwierniejszego
odwzorowania powierzchni owrzodzenia opracowano
odpowiednią technikę fotografowania rany [7].
Technika fotografowania rany
Zdjęcie w proponowanej technice wykonuje się z dowolnej odległości. Na fotografowaną powierzchnię przykłada
się wzorzec o znanych wymiarach (miarkę centymetrową),
na podstawie którego na obrazie cyfrowym można
Rys. 1. Wykorzystanie statywu ułatwiające ustawienie
aparatu prostopadle do osi podłużnej owrzodzenia
Nóżki statywu tworzą wówczas trójkąt równoramienny, na
którego wierzchołku umieszczony jest aparat (rycina 1).
Oś optyczna aparatu skierowanego na owrzodzenie tworzy
kąt zbliżony do prostego z osią podłużną owrzodzenia.
W przypadku fotografowania mniejszych owrzodzeń
umiejscowionych na płaskiej powierzchni wyznacznikiem
prostopadłego umiejscowienia aparatu względem poprzecznej osi owrzodzenia jest odbicie refleksu lampy
błyskowej w środkowej części rany (warunkiem jest tu
wykorzystanie wbudowanej lampy błyskowej umiejscowionej blisko osi optycznej obiektywu).
85
Obróbka cyfrowa obrazu
Do obróbki cyfrowej obrazu wykorzystywano program
Adobe Photoshop CS3 Extended. Opis obsługi programu
Photoshop CS3 znajduje się w materiałach pomocy programu. W analogiczny sposób można wykorzystać inny
program umożliwiający pracę na warstwach (np. GIMP).
W pracy przedstawiamy jedynie opis etapów wykonywania zdjęcia cylindrycznego [10] na przykładzie połączenia
dwóch fotografii. Dla lepszego zobrazowania procesu
łączenia, zamiast fotografii owrzodzenia, posłużono się
wydrukowaną fotografią głowy dziecka nałożoną na goleń
dorosłej kobiety.
Opis łączenia dwóch zdjęć w celu uzyskania odwzorowania cylindrycznego fotografowanej powierzchni
Otwieramy zdjęcia programem Photoshop, następnie tworzymy nowy dokument, któremu nadajemy tę samą rozdzielczość i tryb kolorów co łączone pliki. Interesujące nas
fragmenty obu fotografii przenosimy do nowego dokumentu. Nowy obraz składa się teraz z trzech warstw (tło,
warstwa pierwszego fragmentu, warstwa drugiego fragmentu), które możemy swobodnie względem siebie przemieszczać i przekształcać (rycina 2).
Rys. 3. Wyznaczenie punktów orientacyjnych na obu łączonych fragmentach zdjęcia. Strzałki oznaczają refleksy
światła lampy błyskowej na zdjęciach
Oba łączone fragmenty muszą częściowo na siebie nachodzić. Na obu fotografiach należy wybrać fragment maksymalnie prostopadły do osi optycznej aparatu. Miejsce to na
zdjęciu można rozpoznać po podłużnym refleksie lampy
błyskowej utworzonym na szczycie wypukłości fotografowanego obiektu, dobrze widocznym na obu miarkach centymetrowych (na rycinie 3 zostało ono zaznaczone strzałkami). Drugim wyznacznikiem prostopadłości osi optycznej aparatu względem fotografowanej powierzchni jest
kształt podziałek miarek centymetrowych. Należy wybrać
fragment zdjęcia, na którym podziałki te nie są zniekształcone geometrycznie przez zakrzywienie powierzchni –
sąsiadujące podziałki powinny być takich samych kształtów i wielkości (bocznie od części centralnej ulegają zwężeniu z powodu zakrzywienia powierzchni — patrz rycina
4).
Rys. 4. Pokrycie tożsamych punktów kontrolnych dwóch
łączonych fragmentów zdjęcia
Rys. 2. Obraz składający się z warstwy tła oraz dwóch
fragmentów zdjęcia cylindrycznego, które w następnym
etapie zostaną ze sobą połączone
W prezentowanym przykładzie drugi fragment zdjęcia
będzie łączony z pierwszym od strony prawej. W celu
połączenia obu fragmentów należy w tożsamych miejscach zaznaczyć punkty orientacyjne (rycina 3). Zaznaczamy je na górnej i dolnej miarce.
86
W celu zaznaczenia miejsca styku obu fragmentów wybieramy narzędzie Ołówek. Nanosimy barwne punkty na obu
miarkach. Im bliżej części centralnej obrazu naniesiemy
punkty kontrolne, tym mniejszy będzie błąd związany
z dystorsją obrazu na krawędziach (rycina 3).
Na palecie Warstwy uaktywniamy warstwę drugiego obrazu (warstwa 2) i zmniejszamy jej krycie do około 50%.
Przy pomocy narzędzia Przesunięcie (V) przesuwamy półprzezroczystą warstwę 2 nad warstwę 1 tak, aby pokryła się
jedna para punktów orientacyjnych (w przykładzie zaczynamy od pokrycia punktów dolnych), (rycina 4). Następnie
klikamy na zakładkę Edycja > Przekształcanie swobodne
(Ctr+T). Na pasku opcji klikamy na ikonkę Połącz, aby
zachować proporcje obrazu podczas przekształcania.
Punkt odniesienia z centrum obrazu przemieszczamy nad
dolną parę nałożonych na siebie punktów orientacyjnych,
dzięki czemu staje się on osią, wokół której możemy
swobodnie obracać warstwę 2 poprzez uchwycenie jednego z jej rogów. Unikamy w ten sposób przemieszczania się
względem siebie pary punktów kontrolnych (rycina 5).
narzędzia Gumka). Zwiększamy krycie warstwy 2 do
100%. Następnie scalamy obie warstwy (rycina 6).
Dla zobrazowania dokładności wyżej opisanej metody,
przedstawiono zdjęcie cylindryczne powstałe poprzez połączenie dziewięciu zdjęć nałożonych na powierzchnię
goleni fotografii głowy dziecka (rycina 7) oraz oryginalną
fotografię głowy dziecka (rycina 8)
Rys. 7. Fragmenty dziewięciu zdjęć nałożonej na goleń
fotografii przedstawiającej głowę dziecka
Rys. 5. Pokrywanie drugiej pary punktów kontrolnych
(górna miarka) poprzez rotację warstwy drugiej względem
warstwy pierwszej
W przypadku niedokładnego pokrycia obu par punktów
orientacyjnych należy ustawić je w jednej linii i wypośrodkować tak, aby uzyskać dobre pokrycie obu fragmentów
w części centralnej obrazu, co będzie widoczne jako zwiększenie ostrości obrazu tego obszaru. Zatwierdzamy
przekształcenie.
Rys. 8. Oryginalna fotografia głowy dziecka (z lewej) oraz
zdjęcie cylindryczne powstałe poprzez połączenie dziewięciu zdjęć tej samej nałożonej na powierzchnię goleni
fotografii głowy dziecka (z prawej)
Obliczanie powierzchni odwzorowanego owrzodzenia
programem „Pole”
Pole powierzchni owrzodzeń obliczamy metodą cyfrową
przy pomocy programu komputerowego „Pole” napisanego w programie Turbo Pascal 7.0. Program „Pole” pracuje
z plikami w formacie BMP (bitmapa).
Rys. 6. Scalanie obu warstw obrazu
Z warstwy 2 usuwamy lewy fragment obrazu mniej więcej
do linii łączącej oba punkty orientacyjne (np. przy pomocy
Program „Pole” w pliku BMP oblicza liczbę pikseli czarnych (RGB — 0,0,0), które są przypisane do pola mierzonej powierzchni oraz liczbę pikseli czerwonych (RGB –
255,0,0), które są przypisane do pola wzornika. Dlatego na
obrazie należy pozostawić tylko piksele obliczanego pola
i pola wzornika, a usunąć pozostałe piksele, które mogłyby
zafałszować wynik. W celu przygotowania fotografii do
87
obliczania pola powierzchni wykorzystany został program
Photoshop. Podczas zapisywania obrazu w opcjach BMP
należy zaznaczyć głębię 24-bitową.
Na rycinie 9 przedstawiono obraz przygotowany do obliczenia pola powierzchni przy pomocy programu „Pole”.
Program „Pole” zlicza ilość pikseli obszaru wyznaczanego
oraz obszaru wzornika i znając pole powierzchni wzornika
oblicza pole powierzchni obszaru wyznaczanego.
Analiza kontrolna dokładności odwzorowania owrzodzeń oraz dokładności pomiaru pola ich powierzchni
dokonanego zaproponowaną metodą własnego pomysłu
Sprawdzenie dokładności odwzorowania pola powierzchni owrzodzenia na zdjęciu cylindrycznym
Rys. 9. Przygotowanie zdjęcia owrzodzenia do obliczania
jego pola powierzchni przy pomocy programu „Pole”.
Kolor czarny – pole obliczanej powierzchni, kolor czerwony – pole wzornika
Bitmapa, inaczej mapa bitowa, to plik wykorzystujący rastrowy sposób reprezentacji komputerowej grafiki dwuwymiarowej, polegający na określeniu położenia każdego
piksela obrazu oraz przypisaniu mu wartości bitowej
określającej kolor w danym trybie koloru.
Grafika rastrowa to reprezentacja obrazu za pomocą pionowo-poziomej siatki odpowiednio kolorowanych pikseli
[11]. Jeśli kolory w mapie bitowej zostaną zapisane
w modelu RGB, wówczas kolor każdego piksela jest zapisany w postaci różnej kombinacji trzech barw podstawowych (R – czerwonego, G – zielonego, B – niebieskiego).
Czysta biel powstaje, gdy wszystkie składowe mają
wartość 255(RGB – 225, 225, 225), natomiast kolor czarny
powstaje, gdy wszystkie składowe mają wartość 0 (RGB –
0, 0, 0). Czystą czerwień można zapisać jako R – 255, G –
0, B – 0 (RGB – 225, 0, 0), [12].
Taka struktura obrazu umożliwia obliczenie pola powierzchni na podstawie zliczenia pikseli danego koloru. Jeśli
utworzymy wzornik w postaci kwadratu o znanej długości
boku i nadamy mu dany kolor, następnie wypełnimy obliczaną powierzchnię innym kolorem o znanej wartości
i policzymy ilość tych pikseli, to na zasadzie proporcji
będziemy mogli obliczyć pole badanej powierzchni. Pole
badanej powierzchni jest liczone na podstawie wzoru
A = A1∙B/B1 (gdzie A1 to liczba pikseli mierzonego pola,
B to powierzchnia wzornika, B1 – ilość pikseli wzornika).
88
W celu oceny, czy zdjęcie cylindryczne dokładnie odzwierciedla rzeczywiste pole powierzchni owrzodzenia
umiejscowionego na zakrzywionej płaszczyźnie, na arkuszu papieru zaznaczono markerem obszar przypominający
rozmiarem i kształtem owrzodzenie goleni. Na arkusz naniesiono skalę, a następnie obraz zeskanowano skanerem
hp scanjet 2400, uzyskując wierne odwzorowanie kształtu
i proporcji obrazu. Ze skanu programem Adobe Photoshop
CS3 Extended przy pomocy funkcji Analiza obliczono
pole powierzchni zaznaczonego obszaru. Ten sam arkusz
papieru z zaznaczonym obszarem naklejono na podudzie
w miejscu typowym dla występowania owrzodzeń żylnych. Następnie opisaną powyżej techniką wykonano
zdjęcie cylindryczne zaznaczonego obszaru, a następnie ze
zdjęcia tego obliczono programem Adobe Photoshop CS3
Extended pole powierzchni.
Opisane czynności powtórzono dziecięciokrotnie zaznaczając 10 obszarów o różnych kształtach i rozmiarach
(przedział powierzchni: 2,1-170,7cm2), naklejając je każdorazowo na inną goleń. Na rycinie 10 przestawiono
zdjęcia ukazujące opisaną tu metodę kontrolną.
Rys. 10. Metoda sprawdzenia zależności pomiędzy polem
wzorcowym i polem powierzchni obliczonym ze zdjęcia
cylindrycznego. Zeskanowany arkusz z zaznaczonym
obrysem stanowiący pole wzorcowe (z lewej). Ten sam
arkusz z zaznaczonym obrysem naklejony na goleń
(z prawej)
Wyniki pomiarów poddano analizie statystycznej porównując pola powierzchni obliczone z zeskanowanego arkusza papieru (pole wzorcowe) z polami powierzchni obliczonymi na podstawie zdjęć cylindrycznych.
Porównanie wyników pomiaru pola powierzchni wykonanego przy pomocy programu „Pole” i programu
Adobe Photoshop CS3 Extended
Program „Pole” liczy piksele obrazu o danej wartości
RGB, natomiast program Photoshop zlicza piksele znajdujące się w zaznaczonym obszarze obrazu.
Do porównania wybrano 10 obrazów owrzodzeń w formacie BMP przygotowanych do obliczenia pola powierzchni
przy pomocy programu „Pole”. Każdy z obrazów zawierał
zaznaczony na czarno obszar (RGB – 0, 0, 0) oraz wzorcowy kwadrat koloru czerwonego (RGB 255, 0, 0). Tło
obrazu miało kolor biały (RGB 255, 255, 255). Następnie
z tego samego pliku wykonano pomiar pola powierzchni
czarnego obszaru przy pomocy programu „Pole”.
Zależności pomiędzy wynikami pomiaru pola powierzchni
wykonanego za pomocą różnych technik badawczych analizowano z zastosowaniem testu korelacji Pearsona. Wyniki dla poszczególnych metod badawczych porównywano
z zastosowaniem testu Wilcoxona.
pomiędzy wynikami są minimalne istnieje błąd systematyczny, tj. wyniki uzyskiwane ze zdjęcia są większe.
Tab. 1. Porównanie wzorcowego pola powierzchni z polem powierzchni obliczonym ze zdjęcia cylindrycznego
Pole wzorcowe (cm2)
Pole ze zdjęcia (cm2)
P
60,9 (±61)
27,9 (2,1-170,7)
61,4 (±61,4)
28,5 (2,1-170,9)
0,05
Wyniki wyrażono jako średnia (±SD) oraz mediana
(zakres).
Porównanie pomiaru pola powierzchni przy pomocy programu „Pole” i programu Adobe Photoshop CS3 Extended
wykazało, że liczba pikseli policzona programem „Pole”
i programem Photoshop była identyczna dla każdego pomiaru. Wynik pomiaru pola powierzchni czarnego obszaru
był w przypadku każdego pomiaru identyczny dla obu
metod (z dokładnością do dwóch liczb po przecinku –
dokładność pomiarowa programu „Pole”).
Omówienie metod dokumentacji stanu miejscowego
owrzodzeń żylnych podudzi
Wyniki
Ocena zależności pomiędzy wzorcowym polem powierzchni i polem powierzchni obliczonym ze zdjęcia cylindrycznego (rycina 11) wykazała pełną korelację (współczynnik korelacji Pearsona R = 1,0; p < 0,001). Średnia
różnica pomiędzy wzorcowym polem powierzchni i polem
powierzchni obliczonym ze zdjęcia cylindrycznego
wynosi 1,46% (odchylenie standardowe SD = 0,92%).
Rys. 11. Ocena zależności pomiędzy wzorcowym polem
powierzchni i polem powierzchni obliczonym ze zdjęcia
cylindrycznego
Porównanie wyników pomiędzy wzorcowym polem powierzchni i polem powierzchni obliczonym ze zdjęcia
cylindrycznego przedstawia tabela 1. Pomimo, że różnice
Do najbardziej popularnych sposobów odwzorowania pola
powierzchni owrzodzenia należy obrysowanie konturu
rany na przyłożonym bezpośrednio do owrzodzenia przeźroczystym materiale, takim jak pergamin, kalka techniczna
czy folia. Jest to prosta, tania i łatwo dostępna metoda,
która umożliwia wiarygodne odtworzenie płaszczyzny
owrzodzenia, jednak posiada wiele wad. Jest metodą stykową – konieczność przyłożenia folii bezpośrednio do
rany i obrysowywanie jej jest źródłem dyskomfortu dla
pacjenta. Dodatkowym utrudnieniem jest konieczność zastosowania do tego celu wysterylizowanych materiałów.
W przypadku ran z dużą ilością wydzieliny i tkanek
martwiczych wykonanie pomiaru jest trudne ze względu
na przemieszczanie się folii podczas obrysowywania. Problem stanowi też konieczność przeniesienia uzyskanego
obrysu na materiał umożliwiający pomiar i archiwizację
(np. papier milimetrowy, skaner). Rozwiązaniem może
być wykonanie fotografii uzyskanego obrysu.
Zdecydowanie bardziej komfortową dla pacjenta i badacza
metodą odwzorowania pola powierzchni owrzodzenia jest
posługiwanie się technikami bezstykowymi. Najprostsza
z nich to fotografia analogowa lub cyfrowa, wykorzystuje
się też metody bardziej zaawansowane technologicznie,
jak na przykład skanowanie za pomocą lasera. Metody
bezstykowe pozwalają uniknąć opisanych wyżej niedogodności, posiadają jednak pewne ograniczenia związane
z odwzorowaniem płaszczyzny z przestrzeni trójwymiarowej na obraz dwuwymiarowy oraz błędy związane z aberracją geometryczną układów optycznych zastosowanych
urządzeń.
89
Odwzorowane pole powierzchni owrzodzenia można
mierzyć wieloma sposobami. Najczęściej wykorzystuje
się papier milimetrowy, obliczając pole powierzchni
owrzodzenia poprzez sumowanie kratek. Inną metodą jest
pomnożenie wymiarów dwóch prostopadłych do siebie
maksymalnych średnic owrzodzenia oraz liczby π, a następnie podzielenie tego iloczynu przez liczbę 4. W ten
sposób powierzchnię owrzodzenia sprowadza się do
powierzchni elipsy [13, 14], (P = a∙b∙π /4, gdzie a i b to
prostopadłe do siebie maksymalne średnice owrzodzenia).
Wynik obarczony jest jednak dużym błędem pomiaru. Pole
powierzchni owrzodzenia można policzyć przy pomocy
planimetru geograficznego.
Dużym udogodnieniem stało się rozpowszechnienie komputerów osobistych i postęp technologii informatycznej.
Umożliwiło to wykorzystywanie w celach obliczeniowych
rozmaitych urządzeń (np. Visitrak [15]) i programów komputerowych, czemu sprzyja coraz większa dostępność skanerów oraz dynamiczny rozwój fotografii cyfrowej. Gorin
i wsp.[4] skanowali wykonywane wcześniej obrysy owrzodzeń, następnie przy pomocy programu komputerowego NIH Image dokonywali pomiaru pola powierzchni.
Samad i wsp. [16] porównali szybkość, dokładność i powtarzalność pomiaru owrzodzeń goleni przy pomocy obrazów cyfrowych i tradycyjnego kontaktowego kopiowania
kalką. Pomiary wykonywane były czterokrotnie przez
różne osoby. Ich zdaniem pomiar powierzchni owrzodzeń
goleni z zastosowaniem techniki cyfrowej jest dokładniejszy i szybszy, niż pomiar kontaktowy.
Kecelj-Leskovec i wsp. [17] porównali precyzję urządzenia opartego na trójwymiarowym pomiarze przy pomocy
lasera z komputerową planimetrią fotografii. Pomiar wykonywało dwóch niezależnych badaczy. Precyzja pomiaru
obwodu i powierzchni nie różniła się znacząco pomiędzy
badanymi metodami.
Majeske [18] porównał cztery różne metody pomiarów
pola powierzchni owrzodzeń żylnych: poprzez wielokrotny pomiar długości i szerokości owrzodzenia przy pomocy
miarki, za pomocą zliczania kratek na papierze milimetrowym, przy użyciu planimetru geograficznego oraz za
pomocą metody cyfrowej. Obraz owrzodzenia każdorazowo uzyskiwano poprzez obrysowanie jego konturu na
przeźroczystej sterylnej folii przyłożonej bezpośrednio do
rany. Badanie wykazało wysoką skuteczność wszystkich
czterech metod. Autor poleca technikę z wykorzystaniem
papieru milimetrowego klinicystom, którzy nie mają
dostępu do planimetru i metod cyfrowych, jako narzędzie
tanie i proste w użyciu.
Kałuża i wsp. [5] przedstawiają własną metodę pomiaru
powierzchni pola z zastosowaniem programu komputerowego Area Tracer. U wszystkich pacjentów objętych badaniami wykonano planimetryczny pomiar pola powierzchni
owrzodzenia w oparciu o fotografię cyfrową. Otrzymane
90
zdjęcia, jako mapy bitowe w formacie JPEG, poddane zostały obróbce cyfrowej. Metoda użyta do estymacji pola
powierzchni owrzodzenia stanowiła połączenie manualnego zaznaczania konturu mierzonej powierzchni i precyzyjnego pomiaru pola opartego na zliczaniu pikseli
w przestrzeni kratkowej obrazu. Wyznaczone pole, dzięki
możliwości wprowadzenia skali dla każdego zdjęcia,
podawane było w jednostkach metrycznych. Autorzy nie
wyjaśniają jednak sposobu nanoszenia skali, która nie jest
widoczna na prezentowanych fotografiach. Nie sposób
wywnioskować, co oznacza liczba przedstawiona w fotografii okna programu jako skala, czy była ona podana np.
na podstawie odległości aparatu od fotografowanego
obiektu? Badacze nie wyjaśniają również w jaki sposób
fotografowali owrzodzenie, którego powierzchnia wynosiła 348 cm2. Tak dużej powierzchni nie można obliczyć na
podstawie jednej fotografii, gdyż tak rozległe owrzodzenie
musi obejmować większą część obwodu goleni.
W badaniach Huńki-Żurawińskiej [19] naklejano na podudzie sterylną, przezroczystą folię i obrysowywano obwód
owrzodzenia oraz miejsca ziarninujące. Folię przenoszono
następnie na arkusz kalki technicznej i odwzorowywano
zaznaczone na folii obszary. Uzyskany na kalce technicznej rysunek skanowano w skali 1: 1 i zapisywano w formacie bit mapy. Mierzone powierzchnie zaczerniano i następnie przygotowany plik poddawano sprawdzeniu przez
program komputerowy. Napisany w Turbo Pascalu na potrzeby tych badań program wykorzystuje właściwości
obrazów zapisanych w formacie bitmapy 256 kolorowej
o rozdzielczości 320 x 200. Ponieważ każdemu punktowi
obrazu odpowiada konkretna wartość, program zlicza
wszystkie piksele po kolei. Pole powierzchni wylicza dzieląc liczbę czarnych pikseli przez 1464, tj. liczbę pikseli
w jednym centymetrze kwadratowym. Do odwzorowywania owrzodzeń posłużono się aparatem cyfrowym, który
umożliwił uzyskanie dobrej jakości fotografii wysokiej
rozdzielczości. Wykorzystanie statywu ułatwiało ustawienie aparatu prostopadle do powierzchni owrzodzenia,
dzięki czemu zminimalizowano zafałszowania rozmiaru
i kształtu owrzodzenia spowodowanego transformacją
obrazu trójwymiarowego na dwuwymiarowy. Umieszczenie fotografowanego obiektu w centrum kadru zbliżało
uzyskany obraz do obrazu ortoskopowego [8]. Efekt dystorsji [8, 9] niwelowało dodatkowo fotografowanie owrzodzenia z większej odległości, z wykorzystaniem dłuższej
ogniskowej obiektywu aparatu.
W przypadku owrzodzeń położonych na zakrzywionej
płaszczyźnie goleni lub obejmujących większą część
obwodu goleni (owrzodzenie okrężne) konieczne jest
wykonanie kilku fotografii, z których każda przedstawia
kolejny fragment owrzodzenia. Aparat musi być ustawiony
prostopadle do każdego fotografowanego fragmentu powierzchni. Połączenie poszczególnych fragmentów programem do edycji daje cylindryczny obraz całej
płaszczyzny owrzodzenia, umożliwiający dokładne obliczenie pola powierzchni.
Program „Pole” został tak zaprojektowany, aby możliwe
było obliczanie pola powierzchni z obrazu cyfrowego wykonanego dowolnym aparatem (lub skanerem) fotograficznym z dowolnej odległości, której wartości nie musimy znać. Obraz musi być zapisany w formacie BMP (mapa
bitowa) z modelem kolorów RGB i palecie kolorów 16,
256 lub 16.7M kolorów. Zamianę uzyskiwanego aparatem
fotograficznym formatu JPG na format BMP można wykonać większością programów do edycji zdjęć, np. programem Microsoft Paint będącym składnikiem systemu
Windows.
Zaletą programu „Pole” jest jego niewielki rozmiar (11,4
KB), brak konieczności instalacji oraz obsługiwanie plików o dowolnej rozdzielczości. Program nie obciąża systemu operacyjnego komputera, szybko wykonuje oblicze2
nia, podając wynik w cm . Do zalet należy też uruchamianie programu z wiersza poleceń, dzięki czemu możliwe
jest budowanie skryptów przyspieszających obliczenia
oraz możliwość prostej edycji kodu; w ten sposób program
może zostać poszerzony o nową funkcjonalność. Uruchamianie programu z wiersza poleceń może być jednak dla
mniej zaawansowanych użytkowników komputera niedogodnością.
Bardzo dobrym i wygodnym rozwiązaniem jest wykorzystanie do edycji zdjęć oraz obliczeń programu Adobe
Photoshop Extended (wersja CS3 oraz nowszych). Program Photoshop to profesjonalne narzędzie do cyfrowej
obróbki obrazów. W wersji Extended został wyposażony
w funkcje umożliwiające pomiary dowolnych obszarów
(również obszarów o nieregularnym kształcie) zaznaczanych za pomocą szybkich i wygodnych narzędzi. Pomiary
mogą dotyczyć wysokości, szerokości, pól i obwodów —
zarówno na jednym, jak i na wielu obrazach. Wyniki pomiarów są przechowywane na palecie „Dziennik pomiarów”, można je eksportować do pliku tekstowego, co ułatwia archiwizację danych. Ograniczeniem może być jednak
wysoka cena programu.
Przedstawione w niniejszej pracy sposoby odwzorowywania owrzodzeń i dokonywania obliczeń są wygodną
formą dokumentacji danych. W dobie fotografii cyfrowej
i coraz lepszych aparatów stanowiących zintegrowaną
część telefonów komórkowych dobrej jakości zdjęcie
owrzodzenia można wykonać właściwie zawsze i wszędzie.
Należy podkreślić, że fotografie owrzodzenia służyć mogą
nie tylko naukowym celom obliczeniowym. Posługiwanie
się nimi w praktyce klinicznej niesie wiele innych korzyści. Na podstawie zdjęć można oceniać stan rany - ilość
i jakość ziarniny, występowanie martwicy, kolor wydzieliny, ilość włóknika, brzegi owrzodzenia, szerokość pasa
nowonarośniętego naskórka. Fotografia uwidacznia
również wygląd otaczającej owrzodzenie skóry – zmiany
wypryskowe, zabarwienie, obrzęk (skóra napięta, błyszcząca), łuszczenie lub zmacerowanie skóry, obecność
zmian charakterystycznych dla niewydolności żylnej. Na
fotografii mogą być też widoczne charakterystyczne
podłużne zmarszczenia skóry, obecne zwłaszcza w początkowym okresie skutecznie stosowanej kompresjoterapii.
Wszystkich tych wymienionych cech nie sposób ocenić na
podstawie innych metod odwzorowywania, np. na podstawie obrysu owrzodzenia wykonanego na przeźroczystej
folii. Fotograficzna dokumentacja gojenia owrzodzeń może też być ważnym czynnikiem motywacyjnym dla sceptycznie nastawionych, niechętnych do współpracy chorych
(możliwość zaprezentowania choremu postępów leczenia
np. w postaci pokazu slajdów).
Obliczenia i notatki wykonywane przy użyciu technologii
informatycznej pozwalają na łatwe przetwarzanie i wygodne przechowywanie danych. Obrazy cyfrowe ułatwiają
wymianę informacji między placówkami i ośrodkami służby zdrowia. Zgromadzony materiał cyfrowy może być
wykorzystywany do celów dydaktycznych i badawczych.
Omówienie zależności pomiędzy wzorcowym polem
powierzchni i polem powierzchni obliczonym ze zdjęcia
cylindrycznego
Średnia różnica dla pomiarów wykonanych na podstawie
skanu obszaru wzorcowego oraz zdjęcia cylindrycznego
tego samego obszaru przyklejonego na podudzie wyniosła
1,46%. Ze względu na to, że porównywano pola o powierzchni od 2,1 cm2 do 170,9 cm2 różnicę w pomiarach można
uznać za minimalną. Wynik ten wskazuje, że zastosowana
metoda jest precyzyjna.
Wynoszący średnio 1,46% błąd pomiaru wynika ze zniekształceń obrazu związanych z prespektywą i transformacją
obrazu trójwymiarowego na dwuwymiarowy. Na błąd pomiaru wpływa precyzja wykonania zdjęć i dokładność łączenia poszczególnych fragmentów obrazu. Większe wartości powierzchni obliczone prezentowaną metodą
wynikają najprawdopodobniej z błędów powstałych podczas składania obrazu.
Porównanie pomiaru pola powierzchni przy pomocy
programu „Pole” i programu Adobe Photoshop CS3
Extended
Program „Pole” liczy piksele obrazu o danej wartości
RGB, natomiast Photoshop liczy piksele znajdujące się
w zaznaczonym obszarze obrazu. W obu przypadkach
dokładność pomiaru uzależniona jest od precyzji zaznaczenia obszaru owrzodzenia na fotografii. Należy podkreślić, że program „Pole” przeznaczony jest jedynie do obliczania pola powierzchni, natomiast w przygotowaniu fotografii do obliczeń należy posłużyć się takim programem do
91
edycji zdjęć, który umożliwia dobranie kolorów zgodnie
z wartościami kolorów RGB (np. Adobe Photoshop).
[4]
[5]
Wnioski
Opracowana przez nas metoda cyfrowej dokumentacji stanu miejscowego owrzodzeń żylnych podudzi umożliwia
obiektywną ocenę zmian pola powierzchni i wyglądu rany.
Jest wygodna i bezpieczna, gdyż nie wymaga bezpośredniego kontaktu z raną. Pozwala na łatwą i wygodną archiwizację materiału cyfrowego, który może być wykorzystywany do celów dydaktycznych i badawczych, a także
może być ważnym czynnikiem motywacyjnym dla sceptycznie nastawionych, niechętnych do współpracy chorych.
Kontrola dokładności odwzorowania oraz dokładności
pomiaru powierzchni programem „Pole” wykazała
wysoką precyzję pomiaru wielkości owrzodzenia naszą
metodą.
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
L I T E RAT U RA
[17]
[1]
[2]
[3]
Biolik G., Kostyra J., Nowakowski P., Kuczmik W., Ziaja D., Ziaja K.,
Zespół pozakrzepowy — aktualny stan wiedzy na temat patomechanizmu
choroby i nowych aspektów leczenia. Chir Pol 2006; 8 (2): 156-163.
Jawień A., Rybak Z., Cencora A., Szewczyk M.T., Górkiewicz-Petkow A.,
Oszkinis G., Wytyczne Polskiego Towarzystwa Leczenia Ran w sprawie
gojenia owrzodzeń żylnych goleni. Leczenie Ran 2006; 3 (4): 103-112.
Sibbald R.G., Williamson D., Orsted H.L., et al., Preparing the Wound Bed
– Debridement, Bacterial Balance, and Moisture Balance. Ostomy Wound
Manage 2000; 46 (11): 14-22, 24-8, 30-5.
[18]
[19]
Gorin D.R., Cordts P.R., LaMorte W.W., Manzoian J.O., The influence of
wound geometry on the measurement of wound healing rates in clinical
trials. J Vasc Surg 1996; 23 (3): 524-528.
Kałuża G., Rybak Z., Pupka A., Jurkiewicz P., Patrzałak D., Langer M.,
Szyber P., Własna metoda oceny skuteczności leczenia owrzodzeń żylnych
golenia na podstawie zmian ich pola powierzchni. Prz Flebol 2003; 11 (2):
51-55.
Martin M., Dynamic wound healing profile of venous ulcus cruris. Vasa
1994; 23 (3): 228-33.
Buda K. Doświadczenia własne w leczeniu rozległych, przewlekłych,
żylnych owrzodzeń podudzi. Rozprawa doktorska. Śląski Uniwersytet
Medyczny w Katowicach, Zabrze 2009.
http://www.optyczne.pl/62.4-Test_aparatu-Canon_PowerShot_G9_
Optyka.html.
Cyprian T., Fotografia – technika i technologia. Wydawnictwo NaukowoTechniczne; Warszawa1968.
http://en.wikipedia.org/wiki/Cylindrical_projection#Cylindrical.
Składniewicz M. Format BMP okiem hakera. Haking 2008; 2: 2-8.
(http://ozzy.kgb.pl/hackin9/FBOH.pdf).
http://help.adobe.com/pl_PL/Photoshop/11.0.
Nicolaides A.N., Investigation of chronic venous insufficiency.
A consensus statement. Circulation 2000; 102 (20): E126-163.
Stacey M.C., Burnand K.G., Layer G.T., Pattison M., Browse N.L.,
Measurement of the healing of venous ulcers. Aust N Z J Surg 1991; 61
(11): 844-848.
http://wound.smith-nephew.com/ca_en/node.asp?NodeId=3053.
Samad A., Hayes S., French L., Dodds S., Digital imaging versus
conventional contact tracing for the objective measurement of venous leg
ulcers. J Wound Care 2002; 11 (4): 137-140.
Kecelj-Leskovec N., Jezersek M., Mozina J., Pavlović M.D., Lunder T.,
Measurement of venous leg ulcers with a laser-based three-dimensional
method:comparison to computer planimetry with photography. Wound
Repair Regen 2007; 15 (5): 767-771.
Majeske C., Reliability of wound surface area measurements. Phys Ther
1992; 72 (2): 138-141.
Huńka-Żurawińska W., Ocena wyników leczenia owrzodzeń podudzi pochodzenia żylnego laserem CO2. Rozprawa doktorska. Śląska Akademia
Medyczna, Katowice 1999.
PATRICIA DOBRÍKOVÁ, KATARÍNA BLAŽOVÁ, MIRIAM ŠRAMATÁ
Trnavská univerzita, Fakulta zdravotníctva a sociálnej práce
Burnout of healthcare workers at inpatient facilities
Zespół wypalenia zawodowego pracowników służby zdrowia w placówkach szpitalnych
Abstract:
Nearly every individual faces stressful events in his personal and professional life, but each of us has a unique ability to
cope with such situations. The need to tackle the high demands at work or in one's personal life over the long term can lead
to the mental, physical and emotional exhaustion known as burnout. Its occurrence has been tracked in research studies
and surveys in different professions, but the predominant focus of this article is on the helping professions, such as the
work of healthcare workers.
Our goal was to determine the degree of professional burnout among health professionals working at inpatient facilities
in Slovakia. We focused on the relation between burnout and dissatisfaction with the choice of profession, workplace
equipment and financial evaluation. We surveyed the dependence of burnout on the age and gender of the workers.
To identify burnout, we used a standardized questionnaire MBI with three dimensions – emotional exhaustion (EE),
depersonalization (DP) and personal accomplishment (PA). The sample included 315 healthcare workers from
11 hospitals in Slovakia.
We assert that burnout occurs when an individual scores 2-3 times in the third stage, which was found in 33% of the
workers. In the EE subscale a high degree of burnout was achieved by 46% of the workers, in the DP subscale by 29% and
in the PA subscale by 45% of the workers. We confirmed a significant relationship between burnout and dissatisfaction
92
with the choice of occupation, with the equipment and the financial evaluation of the workplace. A burnout dependence
on gender and age was not confirmed.
The results of our study confirmed an increased occurrence of burnout and show the importance of preventive measures
in the field of burnout.
Streszczenie:
Niemal każdy w życiu osobistym jak i zawodowym spotyka się z sytuacjami stresogennymi, jednak każdy z nas ma swoją
własną metodę radzenia sobie w tych sytuacjach. Zwłaszcza długoterminowa potrzeba stawania naprzeciw wysokim
wymaganiom w pracy jak i w życiu osobistym może prowadzić do wycieńczenia zarówno umysłowego, fizycznego jak
i emocjonalnego, określanego „wypaleniem". Próbuje się je opisać przez badania i ankiety pracowników różnych zawodów. Jednak główny nacisk kładzie się na pracowników zawodów pomocy, jak na przykład pracowników służby
zdrowia.
Naszym celem było określenie stopnia wypalenia zawodowego pracowników służby zdrowia pracujących w placówkach
szpitalnych w Słowacji. Skupiliśmy się na związku pomiędzy wypaleniem a niezadowoleniem wynikającym z wyboru
profesji, wyposażenia miejsca pracy i oceny zarobków. Ankietowaliśmy stopień „wypalenia“ w zależności od wieku i płci
pracowników. Aby zidentyfikować „wypalenie“ użyliśmy znormalizowanego kwestionariusza MBI z trzema wymiarami –
przemęczenie emocjonalne (EE), depersonalizacja (DP) i osobiste spełnienie (PA). Próbę przeprowadzono na 315 pracownikach służby zdrowia z 11 szpitali w Słowacji.
Objawy wypalenia zawodowego stwierdzono u 33% pracowników. W kategorii EE wysoki stopień „wypalenia“ został
osiągnięty przez 46% badanych, w kategorii DP przez 29% , a w kategorii PA przez 45% badanych. Potwierdziliśmy
znaczący związek pomiędzy „wypaleniem“ a niezadowoleniem związanym z wyborem profesji, z wyposażeniem i z oceną
finansów placówek. Zależność „wypalenia“ od płci i wieku nie została potwierdzona.
Wyniki naszych badań potwierdziły wzrost występowania zespołu wypalenia, co wskazuje na konieczność podjęcia
działań profilaktycznych.
Keywords: burnout syndrome, stress, healthcare workers, emotional exhaustion, working environment factors
Słowa kluczowe: syndrom burnout, stres, pracownicy służby zdrowia, wyczerpanie emocjonalne, czynniki środowiska
pracy
Although burnout has been flequently observed in the last
30 years, the research into the phenomenon (which has
been addressed by many Slovak authors such as [1-3] and
others) has neither completely nor clearly answered the
question what leads to burnout. Studies and research
suggest that it is the result of multiple risk factors and
several defined key areas that lead to the appearance of this
syndrome. As it has been established, the helping
professions are not the only type of professions in which
this syndrome may occur, however, in this article we
address the rights of those healthcare workers whose
profession only focuses on assisting patients.
There has been increasing demand on those employed in
particular healthcare professions. The responsibility of the
medical staff not only to bear the physical burden, but
mainly the psychological burden of chronic stress, in
addition to the pressure of continual learning and high
working deployment place a heavy psychophysical and
emotional burden on healthcare workers. Demands of this
nature are a risk factor for burnout [4].
Healthcare in Slovakia has been experiencing major
changes in recent years, so we decided to evaluate the
occurrence of burnout at selected inpatient facilities.
We have researched the relationship between burnout and
work environment factors. We decided to address the issue
of burnout not only for its current presence among Slovak
healthcare professionals, but also because of the possibility
of taking preventive action which can prevent its
occurrence and thereby improve the quality of healthcare
provided.
For the sample population, we have chosen healthcare
workers (nurses, doctors, nursing staff) working at
inpatient facilities in departments, where the work is
physically and mentally very demanding. We chose the
following specific sections: an intensive care unit,
a department of oncology, a department of anesthesiology
and intensive care medicine, as well as internal and
geriatric departments. We managed to get 315 respondents
from 11 Slovak hospitals from 8 Slovak regions. Of these
respondents 296 were women representing 94% of the
cohort and 19 men representing 6%. The health workers
were 20 to 62 years of age. The average age of the health
workers was 37.3 years (SD ± 9.7). Most healthcare
workers were nurses, numbering 287 (91%), there were
93
10 physicians (3%) and 18 caregivers (6%). The average
length of employment at inpatient facilities was 14.9 years
(SD ± 10.6).
A questionnaire survey was chosen to meet our data
collection objectives. The fieldwork was conducted
between September and November 2010. Of the 16
hospitals contacted, 11 agreed to participate in
a questionnaire survey, which meant that every region in
Slovakia was represented. 79% of the questionnaires were
returned. The total number of respondents included in our
cross-sectional study was 315. The questionnaire consisted
of two parts. The first part consisted of questions to which
the respondents provided basic socio-demographic data
about themselves and open questions concerning the
various contributing factors leading to burnout. The
second part of the questionnaire was the Maslach Burnout
Inventory (MBI), which is a standardized questionnaire to
survey burnout created by the authors Maslach and
Jackson (we used the version presented to the Czech author
Žídková). This questionnaire consists of 22 claims in
which the respondents report the number indicating the
strength of their feelings on a scale from 0 (never) to 7
(very strongly) on the attached key. It consists of three
subscales - emotional exhaustion (EE), depersonalization
(DP) and personal accomplishment (PA). Burnout is
defined if a high score in the dimensions of emotional
exhaustion and depersonalization is achieved and if low
scores in the dimension of personal accomplishment occur
(which is in negative correlation with the previous two
dimensions) [5]. The level of burnout is monitored in each
of these dimensions on three levels - high, medium and
low. We processed the gross scores of each dimension.
According to this score, the respondents were classified
into grades of staff burnout. Burnout occurs when an
individual scores
2-3 times in the third degree. For the
calculation of correlations we used the Pearson test on age
and the Spearman test for the other. For comparisons, we
tested the normality of the distribution with the
Kolmogorov-Smirnov test and then we used the MannWhitney U Test for two independent selections. The data
obtained were processed using Microsoft Excel and SPSS
for Windows (11th edition). We also surveyed the
reliability of the MBI; when comparing the results,
Maslach and Jackson [6] havereached similar values to
Cronbach´s alpha. For emotional exhaustion 0,89,
depersonalization 0,71 and personal accomplishment 0,79.
Maslach and Jackson [6] show the following values: EE
0.90; DP 0.79; and PA 0.71.
Results
Evaluation of burnout in the surveyed sample of health
workers
A high degree of emotional exhaustion was recorded in
94
46% of respondents and secondary levels in 24% of
respondents. On the depersonalization subscale, namely
the impersonal treatment of patients, we confirmed the
high level of 29%, while 30% showed a moderate degree of
burnout, which also requires attention. In the area of
personal accomplishment a high burnout level is reflected
in 45% of workers and middle levels were reached by 25%
of health workers (Tab. 1).
Tab. 1. Distribution rate of burnout in the individual
subscales
EE
DP
PA
degree
number
%
number
%
number
%
I.low
93
30%
130
41%
93
30%
II.middle
77
24%
93
30%
81
25%
III.high
145
46%
92
29%
141
45%
As previously mentioned, scoring 2-3 times in the third
degree was recorded in 33% of workers and a high level in
all three subscales in 13% of health professionals was also
reached.
Relationship with burnout and dissatisfaction with
career
We hypothesized that any increased dissatisfaction
healthcare workers have with their choice of profession
will increase the amount of burnout in the dimensions of
EE and DP. In these two subscales we therefore assumed
a positive correlation. As the PA is in the dimension of
height to score reverse burnout, we assumed a negative
correlation, so that along with increasing dissatisfaction
with the choice of profession would decline in respondents
obtained subscale scores in the personal work of sedation.
Tab. 2. Relationship burnout and dissatisfaction with
career
EE
DP
PA
Spearman correlation
0,393
0,273
-0,195
sig.
0,001
0,001
0,001
Here we were able to confirm our assumption in all three
subscales with significance p = <0.001. In the EE subscale
we found a positive correlation with the correlation
coefficient R = 0.393, the DP subscale R = 0.273 while the
PA subscale was confirmed with a significant negative
correlation coefficient R = -0.195. This means that the
healthcare workers who were less satisfied with their
profession showed higher burnout in all three subscales
(Tab. 2).
Relationship between burnout and dissatisfaction with
workplace equipment
In this hypothesis, we assumed a significantly positive
correlation in the EE and DP subscales. In the PA subscale
we expected a significant negative correlation with
dissatisfaction with the workplace equipment. Upon
analysis of the correlation coefficients (Spearman)
a significantly (p <0.001) positive correlation in the
subscale EE and DP was found. This means that along with
increasing dissatisfaction with workplace equipment, the
emotional exhaustion and depersonalization scores
climbed as well (Tab. 3). The correlation coefficients
confirmed a moderate relationship among the mentioned
variables. In the subscale of personal fulfillment from
work, we found a significant negative correlation. This
relationship means that with increasing dissatisfaction
with the facilities of the department, the burnout scores
achieved in the subscale of personal satisfaction from
working on the significance level of p <0.05 decreased.
Tab. 3. Relationship between burnout in the MBI
subscales and dissatisfaction with workplace equipment
relationship between age and burnout scores achieved by
health workers because the significance of individual
subscales did not reach the targets we have set for the
significance level p <0.05 (Tab. 5).
Tab. 5. Effect of age on the burnout
EE
DP
PA
0,104
0,025
-0,041
sig.
0,064
0,659
0,468
We did not confirm the dependence of burnout based on
gender because the differences between the scores
achieved by men and women were not statistically
significant in any of the three subscales so they did not meet
the significance level p <0.05. Medians achieved in the
scores of men and women reached nearly identical values
(Tab. 6). We could therefore conclude that there was no
significant difference in the level of achieved scores in the
three burnout subscales for men and women.
Tab. 6. Influence of gender on the dimension of burnout
dimension of burnout
EE
DP
PA
0,305
0,225
-0,116
sig.
0,001
0,001
0,05
EE
DP
Relationship between burnout and dissatisfaction with
financial evaluation
Our results suggest that dissatisfaction with financial
evaluation was significantly (p <0.001) linked to burnout
in the EE subscales (R = 0.377) and DP (R = 0.207) (Tab.
4). This means that along with increasing dissatisfaction
with the financial evaluation of healthcare workers, the
scores achieved in these two subscales climbed.
Tab. 4. Relationship between burnout in the MBI
subscales and dissatisfaction with financial evaluation
EE
DP
PA
0,377
0,207
-0,004
sig.
0,001
0,001
0,947
Relationship of age and gender to burnout
Our assumption was that with the increasing age of
workers the scores in burnout subscales EE and DP would
increase. In the PA subscale, we assumed that with
increasing age the scores obtained in this subscale would
decline. We used the Pearson correlation test to calculate
the figures. There was no statistically significant
PA
gender
number
median
men
19
20
women
296
25
men
19
7
women
296
10
men
19
35
women
296
33
U - test
sig.
2530,5
0,464
2736
0,843
2713,5
0,798
Forums
As already mentioned in the methodology section, we
surveyed the reliability of the MBI questionnaire in our
study, where the Cronbach´s alpha resulting values reached
values of 0.89 for the EE subscale, 0.71 for DP and 0.79 for
PA. These values show a sufficiently high reliability, and
thus, affirm the reliability of this questionnaire. Even the
original author of the MBI questionnaire [6] presented
similar values (EE 0.90, DP 0.79 and 0.71 PA). American
studies (Beckstead, 2002), which investigated burnout in
nurses confirm Cronbach´s alpha findings in the EE
subscale 0.88, in the DP subscale 0,79 and in the PA
subscale 0.75. In addition, the values found in a New
Zealand study (Lois et. Al, 2009) approach our findings
(EE 0.92, DP 0.75, PA 0.74).
Complete burnout was recorded in 33% of workers, mostly
in the EE subscale. By means of comparison, we mention
the Slovak research conducted in the year 2000-2001, in
which a total burnout was found in 18% of the respondants
and, as in our case, this research also found that burnout
95
in the EE subscale affected 17% of workers. An interesting
finding of this research was that a high degree of burnout in
all three subscales was only observed in one worker.
Bartošíková [4] writes that emotional exhaustion
manifests itself as a depletion of emotional resources,
which would otherwise allow the worker to contend with
despair. Experiencing frustrations, the worker considers
the job to be extremely exhausting and thus, by just
thinking about the work problems, the worker feels his/her
efforts fall short. We think that the profession of healthcare
presents
a variety of situations that are very difficult
to contend with emotionally. To care for a seriously or
chronically ill person, the personnel not only bear great
responsibility, but must be able to respond in a flexible
manner to differing needs and changing situations.
Oftentimes the actions that must be performed are neither
pleasant for the patient nor for the healthcare worker.
Considering the fact that those working at oncological,
internal, or geriatric in-patient facilities are confronted
daily with such situations, we think that is why our series
showed the largest amount of burnout just in the EE
subscale.
We wondered what health care professionals considered to
be very burdensome mentally in their profession. For 29%
of respondents, the toughest mental factor at work was
stress. Prolonged stress, as is the nature of this work, is a
major risk factor for burnout. Another common response
was the death of a patient (25%). Kupka [9] writes that just
caring for the dying or immobile patients who often
progress to dementia becomes very difficult and
burdensome over the long term. Coping and empathising
with a suffering patient are heavy burdens, which require
a certain resistance to stress in the personality features of
a healthcare professional, thus making careful selection of
health workers a necessity. The need to empathize with the
patient´s feelings was considered by 20% of our
respondents as being the most difficult factor in their
mentally demanding work. Another 20% said that it is
psychologically difficult for them to communicate with
patients or their relatives. Here, too, Kupka [9] states it is
very burdensome to deal with a patient's anger and/or
unwillingness to cooperate, but there is also a need to
communicate with the relatives of the patient which
requires the ability to adapt to this type of situation.
Therefore, Kupka [9] considers it appropriate that the
management of health facilities provide a trial period
during which the worker and his superiors decide whether
the worker is well predisposed for the job, particularly in
terms of psychological fitness.
Our findings in relation to burnout and dissatisfaction with
the choice of occupation is confirmed by an Austrian study
[10], which examined the incidence of burnout on a set of
320 nurses and doctors working on an ICU. Among other
96
findings, they were able to confirm that health workers
with an advanced level of burnout reported low satisfaction
with their choice of profession and their desire to choose
the profession again was significantly lower. American
authors Golub et al. [11] also examined the relationship
between satisfaction with the choice of profession and
burnout. In their study, they also confirmed that
dissatisfaction with the choice of profession increases
significantly with burnout-(p <0.001). The satisfaction
with the choice of occupation is related to many factors at
the workplace. It includes the type of department, the
overall atmosphere of the workplace, but also an
assessment relating to earnings and to the type of praise and
support provided by superiors. Following this hypothesis,
we examined these factors precisely. Most research studies
focus on examining the impact of the working environment
in terms of the so-called 'work climate' which includes
workplace relationships, communication with superiors,
team work, or work organization. However, we wonder
whether the outfitting of a department with updated
equipment and sufficient amounts of material can affect
workers' burnout. We rely on experience when we state that
nurses or doctors who have all the necessary equipment and
enough material to treat patients should be more content,
and the physical and psychological load they bear should
be lighter than with those workers who lack the
aforementioned items. These were our assumptions and the
above results were confirmed. In all three subscales, we
found a significant correlation, the highest rate was in the
EE subscale R = 0.305. Furthermore, the findings of the
European NEXT study confirmed that nurses who have
reached a high level of burnout (49%) reported frequently
that they feel insecure because of the workplace equipment
[12].
This is confirmed by Buchancová [13] when he writes that
a pleasant workplace environment is an important element
in the overall satisfaction of health workers, affecting
personal satisfaction and the quality of the care provided.
We have included the detection of the relationship more on
our own experience and observations (in terms of worker´s
health in-patient facilities), but we think that this factor also
should be reflected in our conditions.
As supplementary questions, we asked our respondents
what specifically they were dissatisfied with. The medical
staff expressed the greatest dissatisfaction (44%) with the
technical equipment of the workplace. 23% of the staff
expressed dissatisfaction with the workplace environment
and 10% of workers were dissatisfied with the equipment
for staff. For the specific questions, the health workers
often reported a dissatisfaction with the outdated,
unreliable, or a basic lack of modern equipment, such as an
insufficient number of infusion pumps. It is true that a nurse
who has several patients on a unit all being co-administered
infusions must monitor each one and without the
aforementioned device she also has to estimate the time
when the patients need the infusion to be replaced and/or
disconnected. Meanwhile, however, she must cope with
many other tasks. If the department had a sufficient number
of these devices, it would facilitate the work of nurses and
it would also ease her physical and psychological burden.
Another common response was dissatisfaction with staff
facilities, which is also considered to be an important
aspect of the work environment. It is important that
workers have a place where they can take a break in
comfort. We believe that well-developed conditions in this
area contribute to the satisfaction of health professionals
by reducing the workload and thus reducing the risk of
burnout.
In terms of job satisfaction, financial support plays an
important role as well. As Kajzar writes [14] the
renumeration for our work consists of several important
functions. It represents the materialization of awards and it
meets the needs of self-esteem, the need for survival and
security and any increase in wages confirms career
achievement. If you are not satisfied with the financial
evaluation of these needs, it may contribute to the
development of burnout. The findings of the European
study NEXT indicated that a small degree of satisfaction
with the salary of nurses in Europe points to a high risk of
burnout [12]. Similarly, the authors Ilhan et al. [15] who
conducted research in a university hospital in Turkey on
a set of 418 nurses, found a significant correlation between
dissatisfaction and the financial evaluation of burnout in
the EE subscale. A Croatian study also stated [16]
a significant correlation in this subscale, with a correlation
coefficient R = 0.52. In a national study in New Zealand,
authors [17] obtained similar results which confirm the
commitment of significant dissatisfaction with the salary
and the emotional exhaustion of psychiatrists. The last two
mentioned studies have shown the correlation of these
variables, but only in the subscale of emotional exhaustion.
In our study the relationship was exhibited in the
depersonalization subscale too. This means that dissatisfaction with financial evaluation, to a great extent, affects
the patient, because this dimension of burnout is indicated
by the negative attitudes or even cynicism on the part of
healthcare workers towards the patient and his/her needs.
97
OKSANA SEROKA-STOLKA1
Politechnika Częstochowska, Wydział Zarządzania, Katedra Zdrowia Publicznego, ul. Armii Krajowej 19 b, 42-200 Częstochowa
Czynniki implementacji dobrych praktyk
środowiskowych w małych i średnich przedsiębiorstwach
Factors of implementing good environmental practises in small and medium enterprises
Streszczenie:
W artykule zaprezentowano przegląd wyników badań empirycznych dotyczących wpływu wybranych czynników determinujących zastosowanie dobrych praktyk środowiskowych w małych i średnich przedsiębiorstwach (MŚP). W pracy
zaakcentowano szczególnie rolę indywidualnego zaangażowania właściciela/menedżera w implementację praktyk środowiskowych, wyrażone poprzez jego świadomość ekologiczną i proekologiczną postawę. W opracowaniu zaprezentowano
teoretyczny model uwarunkowań zewnętrznych świadomości ekologicznej i stosowanych praktyk środowiskowych.
98
Abstract:
The article presents a review of the results from empirical studies relevant to the influence of specific factors that
determine the implementation of good environmental practices in the SME sector. The concern, the understanding of
environmental awareness and the pro-environmental attitude in implementing environmental practices as they relate to
the individual entrepreneur was particularly emphasized. The article presents a theoretical model of external influences
on environmental awareness and practices in SMEs.
Słowa kluczowe: świadomość ekologiczna, proekologiczne postawy, przedsiębiorcy,
małe i średnie przedsiębiorstwa (MŚP)
Keywords: environmental awareness, pro-environmental attitudes, entrepreneurs, small and medium enterprises
Sektor małych i średnich przedsiębiorstw (MŚP) pełni
szczególną rolę w wielu gospodarkach. Stanowi on istotny
udział w PKB, ponieważ generuje prawie połowę polskiego PKB (48,4%) oraz zapewnia zatrudnienie dla
znacznej części społeczeństw. Zarówno w Polsce jak
i w krajach wysokorozwiniętych wpływ sektora małych
i średnich przedsiębiorstw na stan środowiska przyrodniczego jest mniejszy, aniżeli sektora dużych przedsiębiorstw, z powodu ograniczonej ilości operacji. Ze względu
jednak na liczbę aktywnych przedsiębiorstw (MŚP stanowią prawie 99% przedsiębiorstw funkcjonujących na rynku polskim [1]), udział MŚP w prywatnym sektorze i ilość
zatrudnianych pracowników sugeruje, że małe i średnie
przedsiębiorstwa wpływają znacząco na stan środowiska.
Działania i dobre praktyki środowiskowe jakie podejmują
przedsiębiorstwa z tego sektora decydują w dużej mierze
o jakości środowiska. O poziomie zaangażowania środowiskowego przedsiębiorstw MŚP wobec środowiska
przyrodniczego decyduje wiele czynników z otoczenia
zewnętrznego jak i wewnętrznego przedsiębiorstwa. Decydującą rolę w realizacji celów ekologicznych odgrywają
jednak świadomość ekologiczna i postawa samego właściciela/menedżera, zwłaszcza w przedsiębiorstwach MŚP
występujących we wstępnych fazach rozwoju. W tej sytuacji występuje silne nacechowanie społecznej struktury
przedsiębiorstwa przez osobę właściciela, w którym to
przypadku istnieje połączenie funkcji menedżerskich
i właścicielskich.
Celem artykułu jest prezentacja czynników implementacji
praktyk środowiskowych w małych i średnich przedsiębiorstwach. W artykule szczególnie podkreślono wpływ
indywidualnego zaangażowania właściciela/menedżera
na stosowane dobre praktyki środowiskowe w MŚP.
W pracy przedstawiono teoretyczny model uwarunkowań
praktyk środowiskowych oparty na przeglądzie badań
empirycznych z literatury przedmiotu.
Motywacje MŚP do podjęcia praktyk środowiskowych
Konkurencyjność przedsiębiorstw jest postrzegana jako
jeden z ważniejszych czynników motywujących przedsiębiorstwa do podejmowania działań w sferze odpowiedzialności ekologicznej przedsiębiorstw [2]. Sugeruje to, że
stosowanie praktyk środowiskowych może być uwarunkowane korzyściami ekonomicznymi przedsiębiorców.
Jednakże zastosowanie przyjaznych dla środowiska praktyk i tym samym usprawnienie procesu zarządzania środowiskiem prowadzi do wielu korzyści, począwszy od
redukcji odpadów, zmniejszenia kosztów środowiskowych, wzrostu satysfakcji klientów i zaangażowania pracowników w ochronę środowiska do wyższej jakości
produktów, lepszych relacji ze społecznościami lokalnymi, a w końcu przyczynia się do przewagi konkurencyjnej
[3]. Badania przeprowadzone wśród małych przedsiębiorstw w USA dowodzą, że istnieje korelacja pomiędzy
zaangażowaniem w działalność ekologiczną przedsiębiorców MŚP a pozytywnym wizerunkiem firmy, lepszymi
wynikami biznesowymi oraz wyższą wydajnością pracy
[4]. Mike Simpson w swoich badaniach udowodnił, że
większość menedżerów MŚP w Wielkiej Brytanii rozważa
bycie odpowiedzialnym ekologicznie, ale w kontekście
zmniejszenia kosztów. Z drugiej strony menedżerowie
rozumieją, że redukcja ilości powstałych odpadów służy
oszczędności i redukcji kosztów, a zastosowane praktyki
przyjazne środowisku prowadzą do powstania lepszych
produktów. Ponad połowa badanych jest zdania, że satysfakcja klientów może zostać osiągnięta dzięki zastosowaniu praktyk środowiskowych w przedsiębiorstwie. Jednakże większość respondentów MŚP z sektora usług
postrzega jedynie możliwość osiągnięcia przewagi konkurencyjnej z wprowadzenia ulepszeń środowiskowych.
Respondenci z sektora produkcji byli z kolei przekonani
o możliwości osiągnięcia przewagi konkurencyjnej na
rynku, w wyniku zastosowanych w przedsiębiorstwie
1 Adres do korespondencji: ul. Armii Krajowej 36 b, 42-200 Częstochowa, e-mail: [email protected], tel. (34)3250-484 lub (34)3250-417.
2 Szacuje się, iż za 60% całkowitej emisji CO2 pochodzącego z brytyjskich przedsiębiorstw odpowiadają MŚP. Szacunkowe obliczenia dokonane w Holandii i Wielkiej
Brytanii wskazują, że odpady przemysłowe i handlowe z MŚP stanowią średnio 50% wszystkich odpadów, co przekonuje o istotnym wpływie, jaki MŚP wywierają na
środowisko.
99
praktyk polepszających jakość środowiska [3]. Pomimo
udowodnionych możliwości osiągania korzyści ekonomicznych z zastosowanych ulepszeń środowiskowych
w firmach, wielu drobnych przedsiębiorców wątpi, że inwestycje środowiskowe przynoszą korzyści biznesowe
[4].
Przestrzeganie prawa jest drugą kluczową motywacją
sprzyjającą odpowiedzialności ekologicznej przedsiębiorstw [2]. Wypełnienie zobowiązań prawnych przez
przedsiębiorstwo prowadzi do poprawy zastosowanych
procedur i dobrych praktyk środowiskowych [5]. Podkreśla się, że właściciele małych firm wypełniają wymogi
prawne wtedy, kiedy jasno wiedzą czego się od nich oczekuje. Przedsiębiorcy często są nieświadomi zmian w przepisach prawnych i mają trudności z ich interpretacją.
Tłumaczy to niewielką ilość wprowadzonych formalnych
programów środowiskowych w przedsiębiorstwach MŚP
[6].
Trzecim czynnikiem motywującym przedsiębiorstwa do
odpowiedzialności ekologicznej jest indywidualne zaangażowanie kierownictwa w problemy ochrony środowiska
przyrodniczego [2]. Drobni przedsiębiorcy podejmując się
implementacji praktyk środowiskowych w swoich przedsiębiorstwach, czynią to często nie tylko ze względów
wyłącznie ekonomicznych, czy prawnych, ale również
z powodu wyznawanych wartości, ich postaw i zachowań
[7]. Dlatego wielu z przedsiębiorców tłumaczy przyczyny
swej odpowiedzialności ekologicznej zarówno natury ekonomicznej jak i etycznej. Przedsiębiorcy, którzy działają
etycznie lub chcą, by ich firmy postrzegano jako etyczne,
częściej podejmują się wsparcia grup aktywności ekologicznej. Działania etyczne przedsiębiorców w kwestii
poszanowania środowiska wynikają z ich świadomości
ekologicznej, czego wynikiem jest zastosowanie praktyk
środowiskowych poprawiających wizerunek przedsiębiorstwa.
Model praktyk środowiskowych w MŚP
Stosowanie praktyk środowiskowych jako przejaw ekologicznej odpowiedzialności przedsiębiorstw determinowane jest, jak wspomniano, również indywidualnym zainteresowaniem kadry zarządzającej problemami ochrony środowiska, które wyrażone jest poprzez pierwiastek emocjonalny – świadomość ekologiczną. Wynika ona z systemu
wartości ekologicznych jednostki i wpływa na proces
kształtowania proekologicznych postaw.
Wysoki poziom świadomości ekologicznej oraz proekologiczne postawy kadry zarządzającej korelują dodatnio
z zastosowaniem praktyk środowiskowych przez przedsiębiorstwa [8]. Przedsiębiorcy o wysokim poziomie świadomości ekologicznej poświęcają więcej czasu i przeznaczają więcej środków finansowych na działania ekologiczne
100
[4]. Fiona Tilley podkreśla natomiast, że istnieje często
„luka” pomiędzy proekologiczną postawą właściciela/menedżera z sektora MŚP, a jego proekologicznym zachowaniem [9]. Podobne wnioski uzyskała Nemcsicsne Zsóka
wśród przedsiębiorstw węgierskich (uwzględniono także
sektor dużych przedsiębiorstw), gdzie proekologiczne
postawy kierownictwa nie zawsze prowadziły do proekologicznych zachowań przedsiębiorców [10], (rysunek 1).
Rys. 1. Proces kształtowania proekologicznych postaw
i zachowań
Fig.1. The process of formulation of proecological attidudes and
behaviours
Źródło: opracowanie własne.
Świadomość ekologiczna i proekologiczne postawy właścicieli/menedżerów kształtowane są przez czynniki
pochodzące z zewnątrz przedsiębiorstwa i zaliczamy do
nich przede wszystkim: dostawców, klientów, wymogi
prawne oraz w mniejszym stopniu konsumentów, społeczności lokalne, instytucje finansowe i państwowe. Dostawcy i konsumenci wpływają pośrednio lub bezpośrednio na
przedsiębiorców MŚP i zastosowane przez nich dobre
praktyki środowiskowe. Są kluczowym źródłem informacji ekologicznej i wpływają na poziom świadomości
ekologicznej oraz proekologiczne postawy przedsiębiorców MŚP [8].
Świadomość ekologiczna i proekologiczne postawy kadry
zarządzającej zależą także od cech osobowościowych
właściciela/menedżera [11, 12]. Wpływ czynników socjodemograficznych na poziom świadomości ekologicznej
i proekologiczne postawy należą do zagadnień skomplikowanych w badaniach empirycznych, choć metaanalizy
potwierdzają wpływ wieku, płci i poziomu wykształcenia
na świadomość ekologiczną [13]. Drugą grupę czynników
tworzą zasoby finansowe przedsiębiorstwa, wolny czas
jakim dysponuje menedżer oraz dostęp do informacji
ekologicznej. Informacja ekologiczna pobudza uczenie się
jednostki i organizacji, co wpływa na zdobywanie wiedzy
ekologicznej, zarówno ukrytej jak i jawnej.
Wpływ czynników demograficznych na świadomość
ekologiczną i proekologiczne postawy przedsiębiorców
MŚP
-
-
-
Rys. 2. Model uwarunkowań zewnętrznych świadomości
ekologicznej i stosowanych praktyk środowiskowych na
poziomie organizacji (MŚP)
Fig. 2. A model of external influences on environmental awareness and
practices in SMEs
Źródło: [8].
Na podstawie badań przeprowadzonych przez Davida
Gadenne et al. wśród MŚP australijskich wynika, że istnieje dodatnia korelacja pomiędzy wpływem czynników
zewnętrznych (czynniki 1-3 na rysunku 2) na świadomość
ekologiczną oraz proekologiczne postawy właścicieli/menedżerów (r = 0.32; p < 0.01) i na stosowane dobre praktyki
3
środowiskowe w MŚP (r = 0.54, p < 0.01) . Powyższe
bada-nie przeprowadzono wśród przedsiębiorstw
należących do sektora usługowego (47,9%), produkcyjnego (21,2%) i handlu (18,2%). Wysoki poziom świadomości ekologicznej oraz proekologiczne postawy kadry
zarządzającej korelują dodatnio z zastosowaniem praktyk
środowiskowych przez firmy (r = 0.24, p < 0.01). Poza
wspomnianymi wcześniej czynnikami demograficznymi,
ze świadomością ekologiczną dodatnio korelują, również
zasoby finansowe przedsiębiorstwa (r = 0.4, p < 0.01)
i czas jakim dysponuje menedżer (zmienna „czas” na granicy istotności statystycznej). Wspomniane zmienne moderacyjne, tj. czas menedżera oraz środki finansowe przedsiębiorstwa są także istotnymi czynnikami proekologicznych postaw kadry zarządzającej (czas vs. postawy
p < 0.01; środki finansowe vs. postawy p < 0.05). Test
MANCOVA wykazał wśród czynników zewnętrznych
istotny statystycznie wpływ jedynie dostawców i wymogów prawnych na świadomość ekologiczną (zmienne
1 i 3). Świadomość ekologiczna z kolei wpływa na wprowadzenie systemów zarządzania środowiskowego i ochronę zasobów naturalnych (p < 0,01), nie zaobserwowano
natomiast takiego wpływu na wsparcie organizacji ekologicznych. Wyłącznie proekologiczna postawa menedżera/właściciela MŚP wpływa istotnie na wsparcie organizacji ekologicznych i działań ekologicznych społeczności
lokalnych [8].
Płeć przedsiębiorcy jest najsilniejszym czynnikiem proekologicznych zachowań, a kobiety wykazują bardziej
proekologiczne zachowanie od mężczyzn [13]. Badania
Webstera et al. wśród małych przedsiębiorstw australijskich potwierdzają, że istnieje rozbieżność w stylach
zarządzania środowiskowego pomiędzy kobietami i mężczyznami [14]. Proekologiczne postawy kobiet i mężczyzn
różnią się, czego dowodzi wiele dotychczasowych badań
[13, 15, 16, 17].
Kobiety – przedsiębiorcy znacznie częściej rozważają
czynniki środowiskowe i wpływ działalności ich firm na
społeczności lokalne, działają też częściej zgodnie ze
swoimi przekonaniami i wartościami w procesach decyzyjnych przedsiębiorstwa [18]. Kobiety prowadzące małe
firmy stosują dobre praktyki środowiskowe, jeżeli dotyczą
one ograniczenia zasobów naturalnych, recyklingu, zakupu energooszczędnych i przyjaznych środowisku produktów oraz wsparcia inicjatyw społeczności lokalnych. To
kobiety biorą głównie udział w programach ograniczających zużycie energii i zastosowanie ekowydajnych energetycznie produktów. Natomiast mężczyźni zdecydowanie częściej deklarują podejmowanie formalnych programów środowiskowych w swoich firmach (różnica nieistotna statystycznie przy p < 0,05) [14]. Różnice te spowodowane są prawdopodobnie wyższą świadomością
ekologiczną kobiet i świadomością wpływu jaki wywiera
biznes na środowisko. Po drugie, kobiety mają większe
poczucie empatii i są bardziej związane z naturą. Po trzecie, kobiety podejmują decyzje biznesowe z myślą „co jest
lepsze dla środowiska i społeczeństwa”. Mężczyźni unikają negatywnych konsekwencji swoich decyzji biznesowych m.in. poprzez formalizowanie działań środowiskowych, które niekoniecznie muszą prowadzić do
realizowanych zachowań proekologicznych ich firm.
Wiek przedsiębiorcy. Związek wieku i poszczególnych
elementów składowych świadomości ekologicznej przedsiębiorców należy do zagadnień dyskusyjnych w badaniach empirycznych [13]. Herd Petts stwierdza, że chociaż
większość badań wskazuje na niższy poziom świadomości
ekologicznej młodych ludzi, to właśnie młodzi przedsiębiorcy są bardziej zainteresowani problemami środowiska
przyrodniczego w przedsiębiorstwie [11]. Jednak Eero Olli
et al. zauważyli, że osoby starsze wykazują większą
ostrożność w działaniach proekologicznych, z powodu
trudniejszych warunków gospodarczych jakich doświadczyli [13]. Na podstawie badania przeprowadzonego przez
Autorkę wynika, że najwyższy poziom świadomości ekologicznej przedsiębiorców prezentuje grupa wiekowa od
36 do 45 lat (w badanym przedziale od 18 do 58 lat), [19].
3 r – współczynnik korelacji, p – poziom prawdopodobieństwa testowego.
101
Gadenne et al. natomiast nie wykazali korelacji pomiędzy
wiekiem przedsiębiorcy a jego świadomością ekologiczną
i proekologiczną postawą. Wpływ wieku na proekologiczne zachowania uwarunkowany jest przede wszystkim wychowaniem i doświadczeniem całych pokoleń, stąd porównania wielu badań empirycznych nie uwzględniają
zmian w zachowaniach pokoleniowych.
Wykształcenie przedsiębiorcy jest czynnikiem, który ma
wpływ na zainteresowanie problemami środowiska
[16, 20]. Niestety i tutaj badacze napotykają rozbieżności
w wynikach analiz dotyczących małych i średnich przedsiębiorców. Schaper nie wykazał wpływu poziomu wykształcenia na proekologiczne postawy i zachowania przedsiębiorców [21], a Gadenne et al. na świadomość ekologiczną [8].
Stan świadomości ekologicznej przedsiębiorstw sektora MŚP
Wielu polskich przedsiębiorców z sektora MŚP reprezentuje niski poziom świadomości ekologicznej, dlatego
uważają, że ich działalność nie wywiera wpływu na
środowisko przyrodnicze. Badanie przeprowadzone przez
Fundację Partnerstwo dla Środowiska w 2008 r., którego
przedmiotem był wpływ małych i średnich przedsiębiorstw na środowisko, a głównym celem określenie
stopnia świadomości ekologicznej badanych firm oraz ich
gotowości do podejmowania działań na rzecz ochrony
środowiska wykazało, że 68% respondentów uważa
wpływ prowadzonej przez siebie działalności na środowisko za znikomy [22]. Powyższe wnioski potwierdzają
również wyniki badań przeprowadzonych w 2006 roku
w ramach opracowania przygotowanego przez Stowarzyszenie Polski Ruch Czystszej Produkcji. Badania te wykazały, że 55% ankietowanych przedsiębiorstw uważa, iż
wywiera nieznaczny wpływ na środowisko, a 35% ankietowanych stwierdza, że ich przedsiębiorstwo nie wywiera
żadnego wpływu na środowisko [23].
Podobne wnioski wynikają z badań wśród przedsiębiorców zachodnich z sektora MŚP, którzy oceniają wpływ
swoich firm na środowisko za znikomy [24], przy czym
najmniejsze przedsiębiorstwa stanowiły prawie jedną trzecią badanych jednostek (30,4%), [25].
Na podstawie badań przeprowadzonych na zlecenie
Polskiej Agencji Rozwoju Przedsiębiorczości przez firmę
GfK i PSDB wynika, że generalnym czynnikiem zachęcającym przedsiębiorców do realizacji dobrowolnych praktyk środowiskowych jest czynnik biznesowy, natomiast
poprawa efektywności środowiskowej stanowić może
jedynie efekt dodatkowy. Niezmiernie rzadko respondenci
wskazywali na inne przesłanki stymulujące do podejmowania działań proekologicznych, takie jak wymóg ze
strony partnerów handlowych. Wyjątek stanowiły
102
wypowiedzi wskazujące na analizę kwestii środowiskowych swojego potencjalnego partnera, głównie pod względem prawnym [26].
Wzrost poziomu świadomości ekologicznej przedsiębiorców z sektora MŚP może nastąpić dzięki zmianom rynkowym (wprowadzanie zmian proekologicznych stanie się
opłacalne dla przedsiębiorców) oraz akcjom edukacyjnym
kształtującym wiedzę ekologiczną przedsiębiorców.
Ułatwią one przedsiębiorcom praktyczne wprowadzanie
zmian proekologicznych w przedsiębiorstwach [26].
W chwili obecnej poziom ogólnej świadomości ekologicznej MŚP jest stosunkowo niski. Wskazuje na to fakt, iż
przedsiębiorcy ani nie dostrzegają konieczności, ani nie
odczuwają przymusu do zdiagnozowania wpływu prowadzonej działalności na środowisko. Niski poziom świadomości ekologicznej przedsiębiorców wynika z niewielkiej
wiedzy ekologicznej, ponieważ przedsiębiorcy mało czytają literatury ekologicznej lub najczęściej z braku czasu
właściciela/menedżera MŚP [12, 27].
Znajomość wymagań stawianych przez rynek poprzez
zastosowane dobre praktyki produkcyjne, standardy środowiskowe prezentują przedsiębiorcy branży przemysłowej. Ten obszar gospodarki wykazuje najwyższy poziom
świadomości ekologicznej, ponieważ w głównej mierze
odpowiada za poziom emisji zanieczyszczeń do środowiska [26].
Najważniejszą kwestią dotyczącą podejmowania jakichkolwiek działań środowiskowych, jest uzyskanie poziomu
„samoświadomości” przedsiębiorstwa o rodzaju i zakresie
wpływu związanego z prowadzoną działalnością gospodarczą. Dowodem potwierdzającym powyższą tezę jest
fakt, iż wśród respondentów, którzy uważają, iż prowadzona przez nich działalność w żadnym stopniu nie wpływa na środowisko, blisko 80% nie dokonało jeszcze
identyfikacji takich wpływów. Źródłem przekonania MŚP
o małym wpływie na środowisko, jak wynika z badań
jakościowych, może być brak umiejętności odniesienia
przez przedsiębiorstwa ich działań do skali makro, uogólniając – brak wiedzy na temat zagrożeń (bardzo często
o niewielkiej skali) jakie niesie ze sobą dana działalność.
Jednocześnie przedsiębiorstwa, które dokonały analizy
własnych oddziaływań środowiskowych w około 60%
określają własny wpływ jako znaczący. Stanowi to odzwierciedlenie faktycznego poziomu świadomości przedsiębiorców – im dogłębniejsza analiza własnych wpływów
środowiskowych i związanych z nimi niezbędnych działań, tym surowsza ocena ich skali [26].
MŚP dostrzegają, że zmiany zachodzące we wzorcach
konsumpcji indywidualnej oddziałują na wzorce produkcji. Rosnące wymagania konsumentów wymuszają wyższą jakość środowiskową oferowanych rozwiązań, co pośrednio przyczynia się do wzrostu świadomości ekologicznej małych i średnich przedsiębiorstw [26].
„Przedsiębiorcy zauważają, także związek pomiędzy
ogólnym stanem świadomości ekologicznej społeczeństwa a poziomem świadomości ekologicznej w ich sektorze. Widoczna jest wyraźna korelacja pomiędzy ogólnym
stanem świadomości społecznej a zaangażowaniem
w działalność ekologiczną przedsiębiorców w poszczególnych sektorach. Wyniki badań wyraźnie zarysowują
związek pomiędzy wzrastającą świadomością ekologiczną
społeczeństwa a świadomością przedsiębiorców w tym
zakresie. Coraz większy nacisk na kwestie środowiskowe
ze strony podmiotów niebędących przedsiębiorcami (m.in.
konsumenci, społeczności lokalne, organizacje ekologiczne) wymusza na przedsiębiorstwach podjęcie działań
mających na celu sprostanie stawianym wymaganiom, co
w efekcie przekłada się na analizę kwestii ochrony środowiska w odniesieniu do działalności konkretnej firmy,
a tym samym – na podniesienie jej świadomości. Wyniki
badania jakościowego wskazują również, że stosunkowo
często efekt o charakterze proekologicznym jest dziełem
nie tyle przypadku, co działania ukierunkowanego na cel
w żadnym stopniu niezwiązany z kwestiami środowiskowymi (powstaje niejako „przy okazji”). Głównym motorem podejmowania takich działań jest czynnik kosztowy.
Trudno w tej sytuacji mówić o świadomości podejmowanych działań w aspekcie środowiskowym” [26].
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
Podsumowanie
[16]
Przeprowadzone badania literaturowe przedmiotu wskazują jednoznacznie, że przedsiębiorcy z sektora MŚP nie
mają wystarczającej wiedzy o zagrożeniach dla środowiska, wymogach w zakresie prawa, a także możliwych sposobach zmniejszenia negatywnego wpływu na środowisko. Badania pokazały, że brak świadomości ekologicznej
przedsiębiorców skutkuje ograniczeniem implementacji
systemów zarządzania środowiskowego i praktyk mających na celu redukcję zużycia zasobów naturalnych.
Proekologiczna postawa menedżera/właściciela decyduje
natomiast o większym zaangażowaniu w działalność organizacji ekologicznych i wsparciu inicjatyw ekologicznych
ze strony społeczności lokalnych. Głównym bodźcem do
zastosowania praktyk środowiskowych w sektorze MŚP są
wymogi stawiane przez partnerów biznesowych, zobowiązania prawne oraz kwestie ekonomiczne.
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
L I T E RAT U RA
[25]
[1]
[2]
[3]
Żołnierski A., Zadura-Lichota P. (red.): Raport o stanie sektora małych
i średnich przedsiębiorstw w Polsce w latach 2006-2007. Polska Agencja
Rozwoju Przedsiębiorczości, Warszawa 2008. http://www.parp.gov.pl
[15.11.2011].
Bansal, P., Roth K.: Why Companies Go Green: A Model of Ecological
Responsiveness. Academy of Management Journal 2000; 43(4): 717–736.
Simpson M.N., Taylor Barker K.: Environmental Responsibility in SMEs:
Does It Deliver Competitive Advantage? Business Strategy and the
Environment 2004; 13(3):156–171.
[26]
[27]
Naffziger, D.N.A. Montagno R.: Perceptions of Environmental
Consciousness in US Small Businesses: An Empirical Study. S.A.M.
Advanced Management Journal 2003; 68(2): 23–32.
Williamson D., Lynch-Wood G., Ramsay J.: Drivers of Environmental
Behaviour in Manufacturing SMEs and the Implications for CSR. Journal
of Business Ethics 2006; 67: 317–330.
Gerrans, P. A., Hutchinson W. E.: Sustainable Development and Small and
Medium-Sized Enterprises: A Long Way to Go. W: Hillary R. (ed.). Small
and Medium-Sized Enterprises and the Environment: Business
Imperatives (Greenleaf Publishing, Sheffield, UK), 2000: 75–81.
Seroka-Stolka O.: Ecological awareness and attitudes of managers.
Journal of Ecology and Health 2011; 2 (86): 71-76.
Gadenne D.L., Kennedy J., McKeiver C.: An Empirical Study of
Environmental Awareness and Practices in SMEs. Journal of Business
Ethics 2009; 84: 45–63.
Tilley F.: The gap between environmental attitudes and environmental
behavior of small firms. Business Strategy and the Environment 1999; 8:
238–248.
Nemcsicsne Zsóka A.: Consistency and „awareness gaps” in the
environmental behaviour of Hungarian companies. Journal of Cleaner
Production 2008; 16: 322-329.
Petts J. A., Herd O'hEocha M.: Environmental responsiveness, Individuals
and Organizational Learning: SME Experience. Journal of Environmental
Planning and Management 1998; 41(6): 711-731.
Schaper M.: Small Firms and Environmental Management: Predictors of
Green Purchasing in Western Australian Pharmacies. International Small
Business Journal. 2002; 20(3): 235–249.
Olli E.G., Wollebaek D.: Correlates of Environmental Behaviours:
Bringing Back Social Context. Environment and Behavior 2001; 33(3):
181–208.
Webster B., Walker E., Schaper M.: Environmental Management in Small
Firms: Is There a Gender Gap? Small Enterprise Research 2003; 11(2): 6370.
Schahn J., Holzer E.: Studies of individual environment concern: The role
of knowledge gender and background variables. Environment and
behaviour 1990;11: 767-786.
Steel B.S.: Thinking globally and acting locally: Environmental attitudes,
behavior and activism. Journal of Environmental Management 1996; 47:
46.
Seroka-Stolka O.: Poziom świadomości ekologicznej przedsiębiorców
jako element zrównoważonego rozwoju - analiza porównawcza, Journal
of Ecology and Health 2011; 4(88): 159-165.
Robin D., Robin L.: Making sense of the research on gender and ethics in
business: A critical analysis and extension. Business Ethics Quarterly
1997; 10: 61-90.
Seroka-Stolka O.: Świadomość ekologiczna w przedsiębiorstwach sektora
MŚP. W: Kryk B. (red.). Trendy i wyzwania zrównoważonego rozwoju,
Wyd.ZAPOL, Szczecin 2011: 401-420.
Bołtromiuk A.: Świadomość ekologiczna Polaków– zrównoważony rozwój. Raport z badań Instytutu na Rzecz Ekorozwoju, Warszawa, 2008.
Schaper M.: Environmental Attitudes and Practices Amongst Small
Business Owners/Managers in the Western Australian Community Pharmacy Sector. School of Management Working Paper 2001; 9(3)3.
Problemy oddziaływania MŚP na środowisko. Fundacja Partnerstwo dla
Środowiska, Program Czysty Biznes. Tomaszowice 2008.
http://czystybiznes.pl [29.12.2010].
Gałuszka-Harat A.: Zmiana wzorców produkcji i konsumpcji sprzyjających promocji zasad trwałego i zrównoważonego rozwoju – stan realizacji w przedsiębiorstwach i samorządach lokalnych – analiza badań
ankietowych projektu „Propagowanie Wzorców Produkcji i Konsumpcji
Sprzyjających Promocji Zasad Trwałego i Zrównoważonego Rozwoju”.
Katowice 2006.
Lee, K.: Strategic Corporate Change Towards Sustainable Enterprise in the
Environment Era. Proceedings of the Business Strategy and Environment
Conference. European Research Press, Shipley 2000: 271–278.
Raport o stanie sektora małych i średnich przedsiębiorstw w Polsce, Polska
Agencja Rozwoju Przedsiębiorczości, Warszawa 2011.
http://www.parp.gov.pl [29.12.2011].
Potencjał małych i średnich przedsiębiorstw w dziedzinie kreowania nowych produktów innowacyjnych – rozwiązania proekologiczne, Warszawa 2010. http://www.parp.gov.pl [29.12.2011].
Tilley F.J.: Small-firm Environmental Strategy: The UK Experience.
Greener Management International. 1999; 1-14.
103
kwartalnikiem
językach kongresowych.
Ghostwriting i guest authorship są przejawem nierzetelności
naukowej, a wszelkie wykryte przypadki będą demaskowane, włącznie z powiadomieniem odpowiednich podmiotów.
24. Za treść artykułu odpowiada Autor.
Redakcja
104
Guidelines to Authors
1. The periodical Journal of Ecology and Health is a three-monthly
which publishes research articles and reviews from the broadly
understood area of ecology, with special focus on sustainable
development and health as well as other closely related disciplines.
2. Manuscripts published in the Journal of Ecology and Health become
the property of the Publisher and the Editor. Reprinting in full or in
fragments as well as translation into another language requires a prior
written consent issued by the Editor.
3. Manuscripts describing research on humans must meet the
requirements of the Declaration of Helsinki. In the case of research
with the use of animals the rules must be followed which are set up in
the Interdisciplinary Principles and Guidelines for the Use of Animals
in Research, Testing and Education issued by the New York Academy
and Sciences` Adhoc Committee on Animal Research. Information on
observing these rules must be included in the manuscript. Research
addressing humans or animals must be subject to a prior approval by
the local Ethics Committee which must be also indicated in the text of
the manuscript. Information on the informed consent of the patients to
participate in the research should be enclosed as well.
4. Authors of research works are obliged to disclose any financial
relationship towards a company which product is described in the
article or a competitive company. This information will not be
published neither will influence the decision on the publication of the
article.
5. Each manuscript submitted for publication must include a statement
of the Author (Authors) that the text has not been published before or
submitted for publication to Editor of another journal. The statement
should also include information on the free of charge transfer of
copyrights to the publication and dissemination of the materials on the
Publisher (in line with Article 50 of the Act on Copyrights and Related
Rights Act) if the manuscript is accepted for publishing. At the same
time the Author (Authors) are obliged not to publish the article
anywhere else in any language without a written consent of the
Publisher.
6. A written consent of the Publisher and the Authors of the original
article for reprinting must be attached to any materials published
before.
7. The Editor does not take any responsibility for the opinions expressed
in the articles or advertising materials.
8. The Editor reserves the right to select manuscripts for publication in
subsequent issues.
9. The Editor reserves the right to shorten the texts and introduce
relevant stylistic and nomenclature modifications into the text
without contacting the Author (Authors).
10. Articles are published in the Journal of Ecology and Health free of
charge which means that the Authors do not incur any costs related to
the publication of the articles neither do they receive any
remuneration for it.
11. Ghostwriting and guest autorship are manifestations of scientific
dishonesty and all the detected cases will be exposed, including
informing the relevant entities.
12. Manuscripts for publication should be submitted to the Editor in an
electronic form under the following e-mail address:
[email protected] or by post under the following address:
The Cardinal August Hlond University of Education
in Myslowice
ul. Powstańców 19, 41-400 Mysłowice, Poland
13. Each manuscript should include:
Title in Polish and in English, the title should be short and express the
content of the article;
- First names and family names of the Authors together with affiliations
(full names and complete addresses of the organizations);
- Contact details of the Author to whom all correspondence will be sent
(name and family names of the Author, name of the organisation,
address, telephone and/or fax number and e-mail address);
- Abstract (in Polish and in English);
- Key words (in Polish and in English) – min 3 max 6 words;
- Consent of all Authors for the publication of the manuscript;
- A statement that the manuscript has been neither published before in
other journals or submitted for publication to another Editor;
- Information on the transfer of the copyright on the Publisher;
- Information on the funding sources.
-
14. The manuscripts should be written in Polish or in one of the congress
languages.
15. Manuscript structure:
- Research articles
Text – the research article should be divided into the following
sections: Introduction, Materials and Methods, Results, Discussion,
Conclusions.
Abstract – should be structured of the following four paragraphs:
Introduction, Materials and Methods, Results, Conclusions.
- Case studies
Text – a concise description of the case together with the results of the
laboratory research, initial recognition and the differentiation
diagnosis, final recognition proved by the documented result of a
histopathological test.
Abstract – a short summary of the article without the need to make a
division into paragraphs as indicated above
- Reviews
Text – a proposed structure includes division into: Introduction and
Final Conclusions (Summary)
Abstract – a short summary of the article without the need to make a
division into paragraphs as indicated above
16. Length of the Manuscript: preferred length of the text
17. Literature – it must contain a specification of all literature sources
mentioned in the text in order of their appearance. Subsequent
numbers of the literature sources mentioned in the text should be
provided in square brackets.
- Journals – the following literature source number, family names and
initials of the first names of the authors, title of the article, title of the
journal, year, volume, number of the first and last page of the article.
Example: [1] Brault D., Vever-Bizet C., Dellinger M.: Fundamental
aspects in tumor photochemotherapy: interactions of porphyrins with
membrane model systems and cells. Biochimie 1986; 68: 913-921.
- Books – the following literature source number, family names and
initials of the first names of the authors, title, publisher, place and year
of publication.
Example: [2] Buchowicz J.: Biotechnologia molekularna.
Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009.
- A chapter in a book – the following literature source number, family
names and initials of the first names of the authors, title of the chapter,
family names of the authors of the book (editors) , title of the book,
publisher, place and date of publication
Example: [3] Ziółkowski M: Zarządzanie strategiczne w polskim
samorządzie terytorialnym, W: Zalewski A. (red.). Nowe zarządzanie
publiczne w polskim samorządzie terytorialnym, SGH, Warszawa
2005.
- Text from an internet page – the following literature source number,
family names and initials of the first names of the authors, web page
address, date of downloading in square brackets. If the text has no
author or title – web page address and the date of downloading in
square brackets
Example: [4] Nowak J.: Co nowego w polskiej historiografii,
dostępny w:
h t t p / / w w w. g a z e t a w y b o r c z a . p l / w y d a w n i c t w a _ n a u k o w e
[downloaded on 12.07.2008].
Example: [5]: http//www.epa.gov [12.07.2009].
18. The text should be written in WORD format with “doc” extension. It
is recommended to use standard fonts, size 12 points.
19. Tables – may be included in the same file as the manuscript.
20. Pictures and photographs can be made be in colour or black and white.
They should be attached as separate files and saved in JPG format of
the highest possible resolution. They should be numbered with Arabic
numerals according to their order of appearance in the text, relevant
references to the pictures and figures should be made in the text. The
descriptions should be made in Polish and in English.
21. Acronyms – should be spelled out when they appear in the text for the
first time.
22. Results of laboratory research, norms and standard deviations must be
expressed in units of the International System of Units SI.
23. After publication of the article each Author receives one author’s copy
of the journal free of charge.
24. The contents of the article are of sole responsibility of the Author
(Authors).
Redakcja

Pobierz numer - Górnośląska Wyższa Szkoła Pedagogiczna

Transkrypt

Podobne dokumenty

wódka smirnoff black whisky johnnie walker red