Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Биологическая и гигиеническая оценка регенерированных щелочных коагулянтов и цеолитов, применяемых при получении питьевой воды

РГ6 од

На правах рукописи

СЕМЕНОВА ОЛЬГА ГЕНРИХОВПА

БИОЛОГИЧЕСКАЯ И ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕГЕНЕРИРОВАННЫХ ЩЕЛОЧНЫХ КОАГУЛЯНТОВ И ЦЕОЛИТОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Н.00.07 — ГИГИЕНА

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА— 1Г>!)3

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана.

Научный руководитель: академик РАЕН, член-корр. РАМН, д. -м. п., профессор Новиков 10. В.

Научный консультант: доктор медицинских наук Банков Б. К.

ОФИЦИАЛЬНЫ!: ОППОНЕНТЫ:

Доктор биологических наук Павленко С. М.

Кандидат медицине кп-х наук Но а ров 10. А.

Ведущая организация: Московская медицинская академия им. И. М. Сеченова.

Защита состоится « » июня 1995 г. . . . часов на заседании диссертационного совета Д.084.05.01 при Московском НИИ гигиены и:м. Ф. Ф. Эрисмана по адресу: 141000, Московская обл., г. Мытищи, ул. Семашко, д. 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана.

Автореферат разослан « » мая 1995 г.

Уче; ый секретарь диссертационного совета, док'рр медицинских наук, профессор

А. А. Комарова

* ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

/-■сгуалы гость ксследовадкй. В настоящее время сложилась напряженная обстановка с обеспечением населения доброкачественной питьевой водой. Из 60 млн. куб. м. ежесуточно подаваемой населению Российской Федерации из водопроводов питьевой води до 30X ее, в той или иной степени, не отвечает гигиеническому стандарту. Количественное содержите загрязняющих веществ достигает иногда таких значительных количеств, что М. Hafner (1989г.), с полним на то основанием, заявляет: "... Еэда больше не является натуральным продуктом". /Hafner М. , 1989/.

Причинами сложившейся ситуации являются, с одной стороны, все возрастающее загрязнение как поверхностных, так и подземных водоисточников, с другой стороны - недостаточная технологическая эффективность водоочистных сооружений.

Кроме того, эта проблема усугубляется умеющим место дефицитом реагентов, в частности, сульфата алюминия, традиционно используемого в технологии приготовления воды. В этой связи актуальными являются научные разработки но изысканию новых материалов, обеспечивахщюс санитарную надежность водоподготовки, а также исследования по их гигиенической оценке.

К чьалу таких материалов относятся палочной гидроалюмгчат кальция и природные цеолиты.

Щелочной гидроалюминат кальция получается путем регенерации коагулянта из гидроксидных алшосодеркащих осадков природных вод водопроводных станций. . Данная технология разработана институтом коммунального водоснабжения и очистки воды АНХ им. К Д. Памфилова

1

Применение регенерированного щелочного коагулянта позволит сократить расход товарного сульфата алюминия и реагентов, используемых для подщелачивания исходной и стабилизации обработанной воды. В определенной мере решается задача охраны окружающая среды и использования вторичных ресурсов, т. к. значительные количества труднообезволсиваемых осадков, образующихся на водопроводных станциях в процессе очистки природных вод алшосо"ержа-тш коагулянтами, требуют отчуждения значительных земельных площадей к способствуют интенсивному загрязнению окружающей среды.

Вместе с тем, метод регенерации коагулянта допускает возможность растворения в щелочной среде кроме гидроксида алюминия, других органических и неорганических соединений, что не исключает возможного неблагоприятного влияния сопутствующих алюминию соединений на качество обрабатываемой воды и опосредованно на здоровье человека. Это определяет постановку исследований к гигиенической и биологической оценке нового реагента.

Применяемые в настоящее время традиционные, методы очистки воды позволяют удалить из нее преимущественно вещества находящиеся во взвешенном состоянии, отчасти и микроорганизмы. В отношении мелкодисперсных частиц и многих веществ, находящихся в воде в растворен-ом состоянии, барьерная роль водоочистных сооружений, как известно, не существенна СЧеркинский Г. Н. с соавт., 1972; Королев А. А. с соавт. ,1975; Иганников £. В., Степанов Е Ю. , 1977; Гончарук ЕЛ., 1581; Красовский Г.Н с соавт., 1985; Бона-лгвская Т. И. , 1993; Рахманин Ю. А. , Михайлова Р. И. и др., 1994).

Исследованиями целого ряда авторов (Врочияский К. А., 1973;

р

Королев А. А. , 1974; Шгашшков Е. В. , 1979; Красовсклй Г. а с соавт. , 1984; Прокопов Е А. , Миронец К В. и др. , 1993; Ткач в Г. Г. , 1994) установлено, что наиболее перспективным! являютсл методы, предполагающие использование сорбционных материалов.

Преимущества сорбентов заключаются в том, что они извлекают из воды вредные примеси, не превращая их в другие соединения.

Перспективными материалами, повышающими надежность работы водопроводных сооружяий, являются природные цеолиты. Сорбцион-ные и ионно-обменные свойства цеолитов предполагают не только очистку боды от грубозернистых и взвешенных частно, но и от коллоидных и растворенных веществ минерального и органического про-исховдения.

Природные цеолиты включают около 30 минералов. В Российской Федерации имеются крупные месторождения природных цеолитов в виде залежей цеолити^ированных туфов. Цеодигы ряда месторождений уже используются ь практике хозяйственно-питьевого водоснабжения в качестве фильтрующих загрузок «.Перечень материалов и реагентов. разрешенных Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Министерства Здравоохранения России для применения в практике хозяйственно-питьевого чодоснабяэния N 5058 от 29.09.89 г.).

Установлено, что при определенных • ^ловиях из сложной композиции этих материалог могут выделяться в еод.7 вещества, огте-деляюшие состав цеолитов. (Красовский Р. Н., 1982). В случае токсичности последних, у населения могут возникать заболевания неинфекционной природы.

В целях исключения неблагоприятного влияния цеолитов неизученных месторождений на качество воды обязательными являются

3

гигиенические исследования по оценке как самих материалов, так и технологического процесса очистки с их применением в целом.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является биологическая и сэлитарно-химическая оценка щелочных коагулян-то1, регенерированных из алюмосодержаших осадков природных вод, цеолитов ряда месторождений Сибири и Дальнего Востока, обоснование гигиенических регламентов по условиям их применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения. Для достижения поставленной цел.^ необходимо решить следующие задачи:

1. Изучение физико-химических сЬойств регенерированных щелочных коагулянтов и их влияния на санитарно-химические и орга-нолептические показатели качества воды.

2. Исследования влияния кратности регенерации на свойства самого реагента и качество обработанной воды.

3. Изучение биологических свойств щелочных регенерированных коагулянтов и биологической активности воды, обработанной этими коагулянтами.

4. Изучение влияния природных цеолитов ряда месторождений Сибири и Дальнего Востока на качество воды.

5. Установление сорбционных и ионно-обменных свойств цеолитов в :ехнологил очистки воды методом биологического окисления.

Научная новизна работы состоит в :

- определении биологических и физико-химических сеойств щелочного гитчюалюмината кальция, регенерированного из осадков природных вод водопроводных станций;

- определении влияния щелочных коагулянтов, полученных ю осадков водопроводных сооружений 4 городов, на биологическую

активность обработанной воды и на санитарно-химичс о юте гго1са-затели качества этой воды;

- установлении зависимости качества обработанной воды от свойств щелочного реагента и качества исходной природной воды;

- определении влияния цеолитов 5 месторождений Сибири и Дальнего Востока на показатели качества воды, характеризующие ее органолептические свойства, безвредность и эпидемическую безопасность;

- определении селективности цеолитов изученных месторождений ионам аммония и металлов;

- установлении значимости ионно-обменшх свойств цеолитов для гигиенической эф^кттности очистки природной води методом биологического окисления.

Практическая зиачгелость работу. В результате проделанной работы получены материалы к гигиенической оценке новых сорбентов и реагентов, рекллендуемых к использованию в практике получения хозяйственно-питьевой воды, и гигиенической эффективности их использования, определены условия проведения лабораторного контроля за качеством обработанной воды, обеспечивающие санитарную надежность питьевого водопользования. Материалы исследований использован!' в следующих документах:

1. 1'игиенические рекомендации к условиям применения регенерированного щелочного алюмината при обработке хозяйственно- питьевых вод. Получено разрешение МЗ РСФСР ьа использование регенерированного коагулянта, * письмо N 07/ВК 17-154 от 11.03.86). Гигиенические рекомендации использованы при проектировании соору-ж?ний по обработке осадков поверхностных природных вод с однов-

5

ременной регенерацией, коагулянта на водоочистных станциях г. г. Архангельска и Новгорода (письмо НИИКВОВ N 108-8 от 11.03.86; письмо N 5249 от 14.12.86 Ленинградского отделения Государственного проектного иьотитута "ГИПРОКО.'МУНВОДОКАНАЛ").

2. Гигиенические рекомендации к использованию природных цеолитов в практике питьевого водоснабжения.

По материалам исследований получено разрешение Госкомитета санитарно-эпидемиологического надзора Российской Федерации на применение цеолитов месторождений Хоягуру (Якутия), Лютогское (Сахалинская обл.), Пегэсское (Кемеровская обл.), Шивартуйское (Читинская обл.), Хо лине кое (Бурятия) в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения (п. п. 283, 284 "Перечень материалов, реагентов и малогабаритных очистных сооружений,' разрешенных Госкомитетом санитарно-эпидемиологического надзора Российской Федерации для применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения" письме N 01-1С/32-11 от 23.10.92г. - месторождения Хонгуру, Лютогское, Пегасское; письмо И 23-01/17-258 от 25.05.89. -Шивартуйское месторождение; письме N 23-10/17-380 от 24.05. 90 -Хо лине кое месторождение).

Основные положения, вьиосимыв на задиту

1. Обоснование применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения гидрозлюмината кальция, регенерированного из осадков природных водопроводных сооружений, и природных цеолитов. 5 месторождений Сибири и Дальнего Востока, основанное на изучении свойств этих реагентов, органолептических, санитарно-химических и биологических лог-азателей качества воды, обработанной с их использованием. 6

2. Зависимость свойств шелочного гидроалюмината салщия и показателей качества обработанной воды от кратности регенерацли реагеЕгга.

3. Барьерная роль природных цеолитов изученных месторождений по отношению к ряду химических соединений.

4. Повышение гигиеничеасой эффективности очистки воды методом биологического окисления при использовании ионно-обменных свойств цеолитов.

Апробация работы Основные положения работы доложены на конференции молодых ученых и специалистов ордена Трудового Красного Знамени НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина РАМН "Гигиены окружающей среды и здоровье населения" 2 игня 1988 г., а также на научных конференциях ШИШ' им. Ф. Ф. Эрисмана, отдела гигиены воды, охраны водных ресурсов и здоровья населения МНИИГ им. Ф. Ф. Эрисмана и на международной встрече 'Цеолитный катализ в решении экологических проблем." 6-12 января 1992, Ярославль.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статей в журналах и научных сборниках.

Структура и объем дкссертзцж!. Диссертация изложена на 117 страницах машинописного текста Состоит из введения, аналитического обзора, главг - задачи об-ьекты и методы исследовагчя, результатов собственных исследований, включающих 4 главы, обсуждения результатов, выводов. Диссертация иллюстрирована 50 таблицам-,!, из них 35 находится в приложении, 10 рисунками. Список литературы содержит 170 источников, в том числе 61 иностранных авторов.

ОБЪЕКТЫ; ОБЪЕМ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. Экспериментальные исследования проведены в двух направлениях:

1-ое направление связано с гигиенической оценкой нового коагулянта, рекомендованного к использованию в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения, - щелочного гидроалюмината кальция;

2-ое - о гигиенической оценкой природных цеолитов 5 гесто-родцений Сибири Дальнего Востока

Объектами исследований были:

- щелочные коагулянт'I, регенерированные из осадков водопроводных станций г. г. Москвы, Архангельска, Новгорода, Сыктывкара, а также реагенты, полученные при многократной обработке гид-роксидных осадков воды реки Сходня.

Чсс педуемые коагулянты получены из осадков природных вод, которые различаются по химическому составу, обусловленному природными и антропотелногеиными факторами.

- цеолиты месторождений - Хонгуру (Якутия), Шивартуйское (Читинская обл.), Лютогское - цеэлитизированные туфы 2-х пластов, Краснодонского и Большого Огоньковского (Сахалинская обл.), Пегасское - туфы 3-х пластов: Пегас-1, Пегас-14,Пегас-34 (Кемеровская оол.), Холинское (Бурятия).

Исследуемые цеолиты по показателем механической прочности, химической стойкости отвечают требованиям,предъявленным к фильтрующим материалам, рекомендуемым к использованию в технологии очистки воды.

В работе использованы следующие методы: санитарно-хими-'■.'Эские, физико-химические, биологические, физиологические, гема-8

(

го логические, гистохимические, с ан ита рно - микро б ио яо пге с кие и статистические методы исследования.

В исследованиях применен принцип последовательности экспе римента - шаговая стратегия.

На первом этапе изучалось влияние исследуемых материалов на органолептические свойства и рН воды.

На втором этапе определялась реальная миграция в воду химических веществ, входящих в рецептуру щелочного гнлроалюмината кальция и цеолитов.

На третьем этапе проводилось изучение биологических свойств воды, контактирующей с изучаемым материалом.

Необходимость выполнения этих исследований в отношении щелочного реагента обусловлена, во-первых, возможность» растворения ряда органических соединений в процессе получения реагента, во-вторых, нераиш:фрованностью состава эт.*х органических компонентов, в-третьад, значимостью <{ормы (структурного состояния) соединений металлов в реализации их биологического действия.

Данный раздел работы в отношения цеолитов необходим в случае установления факта миграции в воду компонентов, для которых отсутствуют гигиенические нормативы.

Экспериментальные исследования по изучению влияния щелочных регенерированных коагулянтов на показатели качества воды выполнены на природной воде и имитатах вод с заданными величинами рН, цветности и щелочности.

Экспериментальные исследования по определению условий применения природных цеолитов в практике питьевого водоснабжения проводились в соответствии с "Методическими указаниями по гигиэни-

9

ческсй оценке филь'.руших материалов, предлагаемых для использования в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения" от 22 января 1387г. , N 4250-87.

Шмимо статических условий получения водных вытяжек, в палериментах моделировали и динамические условия контакта цеолита с водой. Для этой цели использовали стеклянные колонки диаметром 2,5 сч, заполненные цеолитом, С высота загрузки - О 25м), . скорость фильтрования в среднем была ровна 3 м/час.

Изучение влияния фильтрующей загрузки и гидроалюмината кальция на органолептические и физико-химические свойства воды проводилось с использованием методов по ГОСТ 2874-82 "Вода питьевая. Методы анализа", а также с использованием методов, приведенных в документах: "Указания по внедрению нового ГОСТ 2874-82" и "Укязачия по внедрению нового ГОСТ 2761-84. Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические и технические требования и правила выбора".

О возможности миграции в воду химических веществ судили как по прямому определению соединений характеризующих структуру образцов, так и по интегральным показателям - перманганатной окисляемости, содержанию азотсодержащих митральных соединений. Проведано ' определение щелочности и жесткости обработанной воды. Микроэлементаый состав изучаемых коагулянтов, образцов исследуемых цеолитов и водных вытяжек и? них изучался с использованием змуссионно-спектрального анализа*, миграция кадия и натрия •- метода пламенной фотометрии.

а Работа выполнена совместно со ст.инж. А.чискмоеой 3. А.

В специальных экспериментах изучены сорбционныг свойства образцов цеолитов в отношении ряда индикаторных - лактозополоа.л-тедьных кишечных палочек (ЛКП), энтерококков, Е. coi 1 .потенциаль но-патогеиных - псевдоманад, кдебсиелл.и патогенных микроорганизмов - сальмонелл. «•-*

В экспериментальных условиях научена возможность использования свойств цеолитов для интенсификации процесса очистки природной воды методом оиологического окисления. Процесс биологического окисления органических и неорганических соединений осуществлялся на зернах фильтрующей загрузки фильтра "ОКСнШР". Исследования выполнены на природной воде р. Туры по показателям, определявшим качество исходной воды: суммы органических геществ, аммонийного азота, марганца и железа.

Всего выполнено 45 серий экспериментов, более 4 тысяч анализов качества воды.

Исходя из с.новной задачи работы изучались биологические свойства щелочных реагентов, восстановленных из осадков водопроводных станций г. г. Москвы, Сыктывкара, Новгорода и Архангельска, и биологическая активность воды, обработанной этими реагентами. Изучалась значимость кратности регенерации для реализации биологического действия последних.

Исследования провег;ны с использованием имитата Вимж'юй волн и воды Московского водопровода, в которую для corдания цветности добавляли торфяную вытяжку. Цьеткую чаду обрабатывали сернокислым алюминием (.контрольная вода) и регенерированными ко-

** Исследование проведено совместно l д. м. н. Трухююй Г. Я

11

агуляятами в оптимальных дозах, которые определяли пробным коагулированием.

Шполнено 2 серии токсикологических экспериментов с использованием лабораторных животных - белых крыс - самцов (100 особей).

Выбор методов исследования при проведении токсикологических экспериментов проьодился с учетом особенностей токсикоди-амшад основных компонентов, входящих в состав коагулянта, а также с учетом неспецифических реакций организма на действие факторов малой интенсивности, к которым может быть отнесена вода, обработанная коагулянтами.

В качестве интегральных показателей функционального состояния организма эскпериментальных животных были выбраны: динамита массы тела, общее состояние и поведение животных, состав крови.

Для оценки красного роста крови проводилось количественное определение эритроцитов и гемоглобина

В качестве биохимических погазателей оценивалась активность холинэетеразы, каталазы, содержание пировиноградной кислоты в крови, активность аланиновой и аспарагиновой трансфераз, щелочной фосфатазы в сыворотке крови, содержание ЗН - групп в сыворотке крови, содержание гистамина в гемогенатах печени.

Изучеш.э иммунологического статуса организма животных осуществлялось путем .определения активности лизоцима и аутофлоры

КОП!.

Для экспрессной оценки действия изучаемого фактора на центральную нервную систему использовали метод "открытого поля".

В конце экспериментов определялись коэффициенты масс внут-

»

решшх органов, проводились патоморфологические исследования.

Материалы исследований подвергались статистической обработке методом малой выборки. Достоверность обнаруженных измененип оценивали по методу Стьюдента-Фишера.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Влияние далошоья реге!гер.тр€ваго1ЫУ коагу-дгатоз /га .тачесгдо

ваа±_ Оанитарно-химнч^екшя исследованиями установлено, что все изучаемые реагенты, за исключением гидроалюминзта кальция, полученного из осадка водопроводных сооружений (ВС) г. Сыктыькара-бесцветные жидкости. 1Юагулянт из ВС Сыктывкара - ж!!дкоеть со слабо-желтоватым оттенком. реагенты характеризуются наличием запахов различной интенсивности (от 3 до 5 баллов). Интенсивность запаха не возрастает по мере увеличения кратности регенерации.

Определение органических веществ в ко.л'улянт&х по перманга-натной и бихромат .ой окисляемости (ХПК) выявило различное их содержание. ХПН. колеблется е значительных пределах (от 90 до 239 мг/л). Процент легкоокисляемой органики в среднем составляет 10-201.

Установлено, что кратность регенерации не влияет на содержание органических веществ в самом реагеь.е (табл. 1).

Идентификация неорганического состава коагулянтов, проведенная методом эмиссионного спектрального анализа, указывает на присутствие в коагулянтах помимо солей ал.омшшя - меди, марганца, железа, стронция, кальция. Кроые того, в коагулянтах из ВС, г. г. Москвы и Сыктывкара определен кадмий, а в Сыктывкарском ре-аге!Ш- - хром.

Таблица 1.

Влияние кратности регенерации на свойства к состав регенерированных коагулянтов

Параметры качества коагулянта 1 I Единицы | из мере-|ния Кратность 1 регенации I

I 1 1 II III 1 1 1 IV I

Содержание А1„0_ I мг/л 1 421 1 | 421 1 368 1 1 | 408 | 1 |

Сухой остаток 1 I мг/л 1273 1 1 12.31 1131 I 1237 |

ХШ 1 | мг(ул 30,1 1 34,4 28,3 1 1 1 31,8 |

Перманганатная окиоляемость 1 | мгул 1 9,0 1 1 9,0 I 7,4 1 ) 1 8.8 | 1 1 1 !

Подержание металлов: 1 | мг/л 1 1 1 1 I 1 I | |

Медь 1 ! мг/л 0,05 1 1 0.05 0,007 1 0.03 |

Желе;о 1 I мг/л 0,С".: 1 1 0.01 0,09 1 1 1 0,1 |

Марганец 1 1 МГ-'Л о, о;; I | 0,02 0,01 1 о, 02 |

Стронций 1 ! мг/л 0,07 1 ! 0,04 1 0,05 I 1 1 0,07 1 1 !

,____________х_________

Содержание алюминия по Л1^03 в образцах находилось на уровне 375 - 570 мг/л. Содержание сопутствующих алюминию элементов разлито. но их концентрации не превышают допустимый уровень этих элементов в воде водоемов 1-го вида водопользования.

При повторных регенерациях накопления микроэлементов п коагулянте не происходит (табл. 1).

Санитарно-химические исследования свидетельствуют о гигиенической эффективности применения изучаемых образцов регенерированных для обесцвечивания воды с рН < 7. Цветность исходной поды, равная 85 - £50 град. , снилзегся до уровня гигиенического норматива, рекомендовгщного ГОСТ-ом ¿874-02 "Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством". При этом содержание остаточного алюминия в обработанной воде не превышает 0,5 мг/л. Следует отметить, что эффект обесцвечивания при использовании эквивалентных по А)4Оадоз товарного и регенерированного коагулянтов практичеаш одинаков. Наблюдаемые колебания цветности воды не превышают 2-5 градусов.

Вода, обработанная щелочным коагулянтом, не приобретает постороннего запаха и привкуса рН обработанной воды в среднем увеличивается на 1. Для вод с рН >, 7 эффект обесцвечивания наблюдается при совместном ¡„-пользований щелочного ксчгулгпта и сернокислого алюминия в ссотнош. шш 1:3,5 и 1:1. сТо способствует интенсификации процс :са моььеобразованчя, позволяет избежать существенного снижения рН и склочности обработанной воды по сравнению с использованием одного товарного коагулянта '

При обработке годи щелочними реагентами на 60-70? снижается перм?.н"анаття окксляемсоть, сулой остаток повивается в среднем

15

Таблица 2

Качество волы, обработанной кеагуляг-ами различной кратности регенерации.

i-i-:--1--; i-1- -i-1-1-1--1-1

Кратность ¡Цвет- I (Остаточн. |Гермакган| НН* ! Г'О ~ I Ш3~ | Cu) Fej Mn| Sr ) рс-гс-нираи. |ность, I рН | Al |окисляем. I иг/л | мг/л | мг/л |иг/л|мг/л|мг/л)мг/л| коагулянт, ¡град. I I мг/л |мг02/л I i I 1(11! --1-1--1-,—:-1-f—-!-1-1--i-1-1

■ ! ( I t I I I I l I ! I

1 (15-25 17,55-7,810,11-0,21 13,53-4,961 0,3 |0,07-0,0S|1,0-1,610,0510.0210.0210,061

II I I I I I ¡II!!

II I I I I lililí

4 115-20 17.67-7,810.12-0.2114,1-4,96 10,14-0, "3)0,07-0,08)1,0-1,6 (0,0510,0310,0310, СП 1

II ( I I I lililí

Примечание: цветность исходной воды 20-80 град. рН - 6,7-6,9

на 11- 20 I. Жесткость води практически яг изменяется, незначительно повышается щелочность воды (.на 0,1-0,2 мг-экв/л).

Сопоставление содержания азота аммиака, нитратов и нитритов в воде, обработанной сернокислым алюминием и щелочными реагентами, указывает на практически одинаковое их содержание в годе.

"Элементы, сопутствующее алюминию в коагулянте, сооса. дзютсл при коагуляции. В обработанной воде содержатся лишь элементы, характерные для исходной воды. В результате обработки снижается содержание в влде меди, железа, марганца. Кратность регенерации коагулянтов не влияет на эффект удаления минеральных веществ (табл. 2).

Полученные результаты свидетельствуют, что исследуемые палочные коагулянты, имеющие различные органолептические и химические свойства, при их использовании для обработки исходной воды в оптимальных дозлх, установленных методом пробного коагулирования, не оказывают отрицательного влияния на санитарно-хи-мические показатели качества воды.

Результаты изучения биологшесгеого дейстшв» по^ь». обрабо-тайной пелочиымн ^^агуляуташ^ Результаты экспериментов по изучению общетоксического действия регенерированных щелочит коагулянтов, и вод I обработанной этими реагентами в оптимально довах и содержащей остаточный алюминий на уровне 0.5 мг/л, свидетельствуют об отсутствии выражлшых сдвигов в функциональном состоянии организма подопытных животных.

Кратность регенерации вдгяег на биологические свойства обработанной води.

За период исследований во внешнем виде и поведении подопытных животных не отмечалось каких либо различий: все крысы были активны, равномерно прибавляли в весе.

При изучении морфологического состава крови не выявлено значимых изменений l количестве эритроцитов. Имевшие место коле-лес&нчя гемоглобина крови опытных и контрольных животных отмеча-лис* не ьо все месяц» исследований, носили разнонаправленный ха-растер, сменялис* их нормализацией и не выходили за подели физиологических колебаний показателя для данного вида•животных.

Данные лзмннеи."я активности аминотрансфераз указывают на отсутствие достоверных различий по группа),) животных. Уровень активности алалгновоя аминотрансферазы колеблется как у подопытных, так и i« нтрольных животных в одинаковых пределах в течении всего эксперимента.

Следует отметить одноразовое снижение аютвности аспараги-новой аминотрансферазы (ACT) в эксперименте при оценке значимости кратности регенерации на свойства коагулянта. При использовании «авотныш воды, обработанной коагулянтом, подученным при первичной регенерации, гипофсрментация отмечалась на 2-м месяце опыта, 'npií использовании воды, обраоотанной коагулянтом, полученном при четвертой регенерации. - на 6-м месяце. Вместе с тек соотношение активности алчниновой и аспзрагиноБой амянотрансфе-раз ееответстьует норме л наблюдаемая птоферментащш ACT не является проявлением поражения печени химической этиологии.

Не выявлено влияния регенерированных коагулянтов и воды, обработанной ими, на прошсе гидролиза фзсфорио-офиршяс свясл! гликолнтического окисления углеводов. Акти&кость к-лачноа ф.сфа-18

тазы в опытных группах колебалась п одних цределх.

Не наблюдалось достоверных различий по группам животных активности холинэстеразы, каталазы,уровней пирозиноградной кислоты и SH - групп.

Эксперссной оценкой действия изучаемого фактора из нервную систему не выявлено существенных различий в поведенческих реакциях животных.

Изучение иммунного статуса организма подопытных животных методом определения аутофлоры кожи, на 6-м месяце опыта, и активности лизоцима свидетельствуй об отсутствии значимых отклонений этих показателей. Не выявлено достоверных различий в содержании гистамина в гомогенатах печени у опытных животных.

Размеры относительного веса органов подопытных контроль- . пых животных оказались в пределах, установленных для белых крыс.

Пагоморфологическче исследования подтвердили отсутствие серьезных нарушений обменных процессов организма подопытных животных.

Материалы экспериментальных исследований к гигкекичосгснй оценке природных цеолитов. Изучаемые цеолиты не имеют ограничений на использование по радиационному фактору.

В исследованиях по изучению влияния цеолитоз месторождений Хонгуру (Якутия), Холинское (Бурятия), 1"ивартуйское (Чит?), J5o-тогское (Сахалинская обл. ), Пэгасское (Кемеровская обл.) на качество воды установлена необходимость "отмывки" цеолитов'вышеперечисленных месторождений от ряда сопутствующих цеолиту в туфе примесей глины, песка и т. п. Промывные воды характеризовались

39

.е сокой мутность». Из всех изученных образцов наибольшее коли-ч«, тво примесей отмечалось в 3-х образцах цеолитов Пегасского месторождения.

Для цеолитов Шивартуйского, Пегасского ' месторождений и месторождений Хонгуру установлено вымывание в воду нитритов, уровень миграции которых снижался в процессе .сменяемости воды. 8то~ показатель рекомендован в качестве критерия надежности и достаточности "отмывки" цеолитов при организации водосгабжемия с использованием цеолитов этих месторождений.

При контакт« с "отмытыми" образцами цеолитов имело место улучиеяие органолептпческих свойств воды - снижение интенсивности запаха, уменьшение цветности, мутности.

При контакте с лдой цеолиты всех исследуемых месторождений выделяли в воду кремний и натрий в концентрациях ниже гигиенических нормативов. Кроме того, иг цеолитов Пегасского месторождения в микроколичествах (сотые доли мг/л) вымывались марганец и молибден, иа цеолитов Шивартуйского месторождения - медь (0,04-0.1 мг/л), стронций (.0,01 мг/л).

Уровень миграции снижался как в процессе фильтрования воды черес колонку с цеолитом, так и при сменяемости воды в статических условиях контакта минерала с ьодой (рис.1).

Отсутствовал миграция в воду элементов, определяющих химический состав цеолитов: алюминия, свинца, хрома, титана, цинка, меди, железа, олова.

Установлены определенные еорбционные свойства природных цеолитов в отношении ионов аммония.солей-качьции. магния.алюминия Меди, стронция, марганца и др. Данные пре.вставлены в табл. 3. 20

мг/л

/

/

\

\

Ч

—1_I_I_I___I—I-

I. I_I—I- —1—¡~

70.:.:..

1 2 ' 3 4 5 б 7.5 9 10 ¿Э 1Э 15 14 1« 1В 19 20 <М 2Э & 2* 25 гЬ Сроки

экшгдуат. (дни)

Условниые обозначения: --— - динамические условия; - - - - - статические условия

Рис. 1 Миграция ионов кремния в воду, контактирующую с цеолитом Шавартуйского месторождения.

Ка

Таблица 3.

ЗЦфгстианость использования цеолитов месторождений Сибири и Дальнего Вэстока для удаления катионов металлов и аммония

из воды.

I----I--1

| I Эффективность .)чиегки, по катионам, X \

I И' стороаде-1---1-1-1--г

I

I

1--,--,-

ния К I 5г | Сг I А1 | Си | РЬ | "е | Мп

^-1-

Н-

1—Ь

н-,-

н

(Хонгуру | 52 | 70 |50 | 70 |100.| 50 | 50 |100 I 70 (100 |

(Холинекоз | 70 | 17 I - поз | - I 60 1100 |100 (100 (100 |

[Лгаогосюе I 5 I 61 1 - I 88 |100 1 90 | 50 | - | 40 |10о |

IШгасское 60 | '7 |40 | 40 | - | 70 | 80 | - | 60 | 60 |

|ШиБартуйокое| 70 | 50 I - Г - | - I 30 | 20 | - | 40 | 75 |

Примечание: содержание ионов аммония и металлов в исходной воде было на уровне и ниже ПДК этих соединений в литьевой воде.

йлтегр.ш>ше показатели качества ьоды подтверждай- отсутствие миграции из цеолитов в воду органических соединений. Установлена определенная сорбция их на загрузке. Пермангалзтнзя окиелкемэогь соды, контактирующей с цеолитами как в статическпч. так и диншшческих условиях.была н;-ш? в среднем на 0,5-1,6 мг/л. по стнс ляпни к исходной гиде. Игмененил других санитарке-хиь'Н-ческих показателей качества воды при контакте ее с цеолитами бы-

ли не существенны и не имели практического значения.

Результаты санитарно-химических исследований позволили дать-положительную гигиеническую оценку цеолитам исследованных месторождений и рекомендовать использование их в качестве загрузки фильтров водопроводных сооружений без проведения исследований по изучению биологической активности контактирующей с ним.: води

Санитарно-микробиологическими исследованиями показано, что цеолиты Пегасского месторождения имеют выраженные сорбционнне свойства в отношении сальмонелл, энтерококков и Е. coll. В пробах профильтрованной через цеолит воды по 50,t снизилось число сальмонелл и энтерококов. На 2-3 порядка снизились индексы К.coll. В воде, профильтрованной через слой цеолита Холинского месторождения количество Е. с.оЗ i в среднем снизилось на 84Х . 11ч установле- , ны сорбционные свойства месторождений Хонгуру, Шивартуйского и Лютогского по отношении к ЛКП, псевдомонадам, сальмонеллам и энтерококкам.

Экспериментальными исследованиями по изучению возможности использования природных цеолитов в технологии очистки природной воды методом биологического окисления установлено, что замена фильтрующей керамзитовой загрузки фильтра "ОКСИПОР" на природный цеолит обеспечивала более высокий эффект счистки в отношении таких показателей качества воды, как аммонийный азо?; железо, марганец. Эффективность очистки в отношении аммонийного азота на фильтре с керамзитовой загрузкой составляет 11%,а с цеолиговой -65%. В отношении железа и марганца соответственно: Fe'- 37% и 50%; Jto - 13Г и 30% (рис.2).

Исследованиями установлена принципиальная возможность

23

о

65

60

50

40

30

20

10

30

//// /,'// //// //// ////

3?

13

11

//// ////

А - цеолит овзы загрузка; Б - керамзитовая

- Ре

//////

- Мп

- МНЛ

Рис. 2 Эффективност1 очистки природной воды методом биологического окислкнния при использовании в качестве фиаьтрувшрй загрузки фильтра "ОКСМЮР" цеолита и керамзита.

м г

II ч

II (I

II

использования моделей фильтров "ОКСИГОР" и качестве предварительной ступени очистки природной воды для повышения санитарной надежности водоподготовки.

ВЫВОДЫ.

Щелочной гидроалюминат Са, регенерированный из осадков природных вод водопроводных станций г. г. Москвы, Новгород-, Сыктывкара и Архангельска, не оказывает отрицательного действия на органолептические и саниаарно-химические показатели качества воды.

2. Неорганические вещества, сопутствующие алюминию а щелочном гидроалюминате, соосакдаются при .ооагуляции воды.

3. Кратность регенерации коагулянта практически не оказывает влияния на накопление органических и неорганических примесей , в самом коагулянте, не влияет на эффект удления из воды органических и минеральных веществ.

4. Длительное использование животными для питьевых целей воды, обработанной щелочным реагентом, восстановленным из ВС г. г. Москвы, Новгорода, Сыктывкара и Архангельска и содержащей щелочной коагулянт на уровне 0,5 мг/л по остаточному алюминию,не вызывает выраженных сдвигов в функциональном состоянии организма. Кратность регенерации яе влияет* на биологические свойства коагулянта.

5. На основании проведенных санитарно-химических и токсикологических исследований коагулянтам, регенерированным из осадков водопроводам станций г. г. Москвы, . Новгорода, Сыктывкара и Архангельска с помощью извест.ч, мояэт быть дана положительная гигиеническая оценка.

6. Проведенные исследования указывают на необходимость "от-«илки" цеолитов Еегасского, Лгаогского, Шивартуйского, Хок-гурского, Холинского месторождений от ряда сопутствующих цеолиту в туф? примесей г.'.лны, песка, а также азота нитритов.

7. При контакт.; води с "отмытыми" образцами цеолитов вышеперечисленных месторождений имеет место улучшение органолепти-чус!'их свойств воды.

8. Уровень миграцчи Ееществ, определяющих химический состав цеолитов в воду не превышает гигиенических нормативов.

9. Цеолиты месторождений обладают определенной сорбционной способность« к ионам ам.,юния, алюминля, стронция, меди, марганца.

10. Пров -денные санитарно- химические исследования позволяют дать положительную гигиеническую оценку цеолитам Пегасского, Ши-ьартуйгчого, Логогского, Хэнгурского и Холинского месторождений и рекомендовать их использование в качестве загрузки фильтров водопроводных очистных сооружений.

11. При оргалшации водоснабжения с использованием цеолитов изученных месторождений контроль за качеством питьевой воды помимо показателей, определенных ГОСТ 2874-82 -'Бода питьевая",должен рг-лючать определение в воде кремния и натрия.

12. Успсльзогание природных цеолитов в качестве загрузки биофильтра "ОКСИПО?" поьешает гигиеническую эффективность очистки волн методом биологического окисления в отношении аммонийнсо ачетч. »?леза, марганца

26 .•'■-.

Список работ, опубдгзетаанньи го теш диссертация.

1. Санитарно-гигиеническая оценка коагулянтов, регенерированных из алюмосодержащих осадков природных вод с помощью извести. /Гигиенам саьитария - 1986, N 10, стр. 71-72/. (в соавт.)

2. Щелочная регенерация коагулянтов при известковой обработке. осадков. /Водоснабжение и санитарная техника - 198Г. N 5, стр. 15-18/. (в соавт.).

3. Гигиеническая оценка водоснабжения в условиях Севера /Гигиена и санитария - 1688, N И, стр. 8-11/ (в соавт.).

4. Гигиенические проблемы применения цеолитов в коммунальном водоснабжении. /Гигиена и санитария - 1590. N 3. стр. 20-81/. (в соавт.).

5. Оценка новых методов очистки питьевой воды. Сборник научных трудов. Материалы VII Всероссийского съезда гигиенистов и санитарных врачей. , 1991. стр. 79-81 (в соавт.).

Подписано к печати й 5*. Злкгл *»1229 л. Тираж ¿00 экз.

Типография ЦУМКа Центоосоюоа