Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Оптимизация водопользования и охрана здоровья населения на территориях водотоков с обратными и переменными течениями

СЛЙФУТДИНОВ МАЛАМЛГОМЕД МАГОМЕДОВИЧ

ОПТИМИЗАЦИЯ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ОХРАНА ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ НА ТЕРРИТОРИЯХ ВОДОТОКОВ С ОБРАТНЫМИ И ПЕРЕМЕННЫМИ ТЕЧЕНИЯМИ

(на примере рек Северной Двины и Шексны)

14.00.07 - Гигиена

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соисюшиг ученой (пепемн локгора медицинских наук

Мпскг-1 - 1995

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

Научные консультанты:

Академик РАМН, профессор А.И. Потапов Член-корр. РАМН, профессор Ю.В. Новиков Доктор медицинских наук Г.М. Трухина

Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор Р.С.Гкльдснскнольд

Доктор мендицинских наук Р.Д. Смирнова

Доктор медицинских наук, профессор С.А. Палиевский

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

Зашита состоится " 199О года в " - час_

на заседании Диссертационного совета Д.084.05.01 при Московском НИИ гигиены им.Ф.Ф. Эрисмана по адресу: 14100, Московская обл., г.Мытищи, ул. Семашко, 2.

С диссертацией .можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан

Ученый секретарь Диссертационного совета, доктор медицинск. ;х наук,

профессор А.А. Комарова

Сайфутдинов маллмагомвд магомвдович

ОПТИМИЗАЦИЯ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ОХРАНА ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ НА ТЕРРИТОРИЯХ ВОДОТОКОВ С ОБРАТНЫМИ И ПЕРЕМЕННЫМИ ТЕЧЕНИЯМИ

(на пример« рек Северной Двины и Шексны)

М.00.07 - Гигиена

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени дою-ора медицинских наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. В условиях повышенного антропогенного воздействия. на водные объекты, санитарная надежность водоисточников не может рассматриваться без учета возможных изменений гидрологических режимов, в частности на участках с обратными и переменными течениями рек Большой Северной Двины и Шексны - основных источников водопользования крупных городов Череповец, Архангельск и Сокол.

В литературе практически отсутствуют сведения по характеристике условий водопользования и оценке здоровья населения в связи с водными фактором в аналогичных гидрологических режимах поверхностных водоемов. Исследования велись лишь на локальных участках зарегулированных водоемов, на которых обратные течения в большинстве случаев были обусловлены режимами работы гидроэлектростанций и ветровыми воздействиями (Драчев С.М.,1961; Кибальчич И.А.,1965; Бойченко В.К., 1978). При этом показано, что такие течения на водных объектах являются факторами могущими ухудшить качество воды и санитарную ситуацию. Согласно данным Национального Доклада "О санитарно-эпидемиологической обстановке Российской Федерации" только ад последние годы до 21% заболеваний по острым кишечным инфекциям было зарегистрировано в северозападных регионах страны, куда входят территории бассейнов рек Северной Двины и Шексны.

Остаются не рассмотренными вопросы организации водопользования населения и в санитарном законодательстве нашей страны, когда водоисточниками. являются водотоки с обратными и переменными течениями большой протяженности.

Отсутствуют научные исследования по обоснованию подходов к охране водоемов в том числе целесообразности применения принципа соблюдения ПДК веществ в воде водоемов посредством установления предельно допустимых сбросов для водных объектов с периодическими изменениями течений на реках Шексны и Северной Двины, где в водные объекты сбрасываются сточные воды предприятий черной металлургии, химической и целлюлозно-бумажной промышленности (ЦБП), а также положений установления зон санитарной охраны водоисточников; не изучены закономерности формирования химического и бактериального состава названных водоисточников; не определена барьерная роль водопроводных очистных сооружений в районах с измененными гидрологическими режимами, а также роль водного фактора в формировании заболеваний населения но острым кишечным инфекциям и заболеваний неинфекционной патологии.

Ключевым является обоснование концепции по оптимизации водопользования и охраны здоровья населения на территориях рек Северной Двины и Шексны в связи с антропогенным загрязнением водоисточников с измененными гидрологическими режимами.

Необычные условия водопользования населения в связи ■ с резкими изменениями в показателях качества воды

водоисточников, происходящие за короткие периоды (от 1 суток до 1 месяца и более), обусловленные обратными и переменными течениями рек, определили цели и задачи исследований.

Работа выполнялась в рамках Государственной программы "Комплексное использование и охрана вод бассейна р.Сесеряой Двины" и "Охрана- окружающей среды г.Череповца до 2005 года".

Цель работы - разработка гигиенической концепции оптимизации водопользования и охраны здоровья населения на территориях бассейна Северной Двины и реки Шексны в связи с антропогенным загрязнением водоисточгопсов с измененными гидрологическими режимами.

Заааян_иссл сдаваний:

1. Разработать методические подходы по изучению условий распространения загрязнений сточных вод и формирования качества воды водных объектов с обратными и переменными течениями и влияния водного фактора на здоровье населения при водопользовании из источников с измененными гидрологическими режимами в бассейне Северной Двины и р.Шексны.

2. Определить эффективность водоохранных мероприятий, применяемых для защиты от загрязнения водоемов Северной Двины и р.Шексны, и установить особенности формирования качества воды водоисточников на участках с обратными и переменными течениями.

3. Выявить характер действия биологически очищенных сточных вод на организм подопытных животных для определения разведения сточных вод в

р.Шексне, обеспечивающего безвредное водопользование населения.

4. Обосновать приоритетные показатели загрязнения воды водоемов Северной Двины для предприятий ЦБГ1 и водоемов р.Шексны для предприятий черной металлургии и химической промышленности, разработать математическую модель для расчета количественных значений 'загрязнений в воде водоемов Северной Двины.

5. Изучить барьерную роль традиционной схемы водоподготовки в отношении химического и бактериального загрязнения, когда источниками водоснабжения являются водотоки с обратными и переменными течениями, и обосновать математическую модель прогностических расчетов количественных значений химических загрязнений и отдельных показателей в питьевой воде,

6. Выявить роль водного фактора в формировании инфекционной и неинфекционной заболеваемости в районах влияния обратных и переменных течений с учетом характера химического и бактериального изменения и природных особенностей состава воды водоисточников.

Научная ноцизна_.и-теоретнческаязшилмдсгь .рабши. Предложена концепция безопасного водопользования и охраны здоровья населения на территориях водотоков с обратными и переменными течениями, основанная на обеспечении охраны водоисточников путем достижения содержания вредных веществ, входящих в состав сточных вод, на уровне и ниже ПДК перед их выпуском в открытый водоем; применении на водопроводах технологий глубокой очистки воды и осуществлении санитарного контроля на

основе приоритетных показателей и методов прогностических расчетов.

Выявлено отсутствие эффективности применения принципа защиты водоемов от загрязнения посредством установления предельно допустимого сброса сточных вод для водоемов с обратными и переменными течениями и надежности гигиенических требований к зонам санитарной охраны водоисточников.

Разработаны методические подходы изучения условий распространения загрязнений сточных вод и формирования качества воды водных объектов с обратными и переменными течениями и влияния водного фактора на ■ здоровье населения.

Доказана малоэффективность биологического способа очистки сточных вод, принятого в качестве основной меры зашиты водоемов от загрязнений предприятиями ЦБП на территориях бассейна Северной Двины и предприятиями черной металлургии и химической промышленности на реке Шексне, что является одной из причин повышения антропогенной нагрузки на водные объекты.

На основе натурных наблюдений и экспериментальных исследований обоснованы приоритетные показатели загрязнений воды рек Северной Двины и водоемов р.Шексны, обеспечивающие надежность санитарного контроля и охрану здоровья населения в связи с водным фактором; предложена математическая модель для расчета количественных значений загрязнений сточных вод предприятий ЦБП на оснопе уравнения регрессии.

Доказано общетоксическое действие приоритетных загрязнений биологически очищенных сточных вод

предприятий черной металлургии и химической промышленности Череповецкого п рому зла и их разведений 1:30, соответствующее фактической водности р.Шексны, что не гарантирует безопасное водопользование населения.

Впервые показано, что в формировании эпидемиологического и токсикологического

неблагополучия на территориях бассейна Северной Двины в связи с , водным фактором наибольший вклад принадлежит: органическим соединениям сточных вод ЦБП, которые стимулируют развитие патогенной и условно патогенной микрофлоры и трансформируются в хлорорганические соединения в процессе отбелки целлюлозы хлором, хлорировании сточных вод перед их выпуском в водоем и питьевой воды на водопроводных очистных сооружениях; повышенным концентрациям алюминия, образуемые в процессе водоподготовки, а также пониженному уровню солей жесткости, способствующие усилению токсичности алюминия, дефициту в составе воды ; водоисточников концентраций фтора, кальция и магния, обусловленные природными особенностями.

Установлена низкая барьерная роль водопроводных очистных сооружений с традиционной схемой

водоподготовки, что является одной из причин санитарно-эпидемиологического неблагополучия на территориях водных объектов с измененными гидрологическими режимами. Обоснована математическая модель прогностических расчетов количественных значений химических загрязнений и отдельных показателей в питьевой воде.

Выявлены взаимосвязи между уровнем загрязнения воды водоемов, питьевой воды по бактериологическим показателям и уровнем заболеваемости по острым кишечным инфекциям; между уровнем содержания органических веществ в литьевой воде и уровнями болезней эндокринной системы,, нервной системы и органов чувств, органов пищеварения, мочеполовых органов, кожи и подкожной клетчатки.

Дракшнмкая _зна!и1Лшсть_и_виедреш1с__рсзультатов исследований. Материалы диссертационной работы были реализованы в следующих методических и нормативных документах:

Руководство по прогнозированию медйко-Зйологических последствий гидротехнического

строительства, М.1990 г., 172 е.;

- Временные методические указания к изучению Санитарных условий водопользования и жизни населения при территориальном перераспределении речного стока, МЗ СССР, N 2685-83;

- Методдгческие рекомендации "Санитарная охрана водоемов от загрязнения сточными водами предприятий химической промышленности" (МЗ РСФСР, от 23.04.90 г.);

- СанПиН "Планировка и застройка населенных мест Европейского Севера (проект), переданы в ГК СЭН РФ, 1993 г.;

- Федеральный СанПиН "Планировка и застройка населенных мест" (проект), переданы в ГК СЭН РФ, 1994г.;

Методика составления прогноза санитарно-гигиенических, эпидемиологических и медико-

экологических последствий в районах затоплений" (проект), переданы в Министерство охраны окружающей среды я природных ресурсов, 1994 г.;

- "Схема комплексного использования и охраны вод бассейна р.Северной Двины" (Ленгипроводхоз, акт внедрения N 150-11/4050 от 18.06.86);

- "Комплексная схема окружающей среды г.Череповца до 2005 года", (ЛенНИИградостроительства, акт внедрения N 30-1002 от 12.03.86).

Материалы исследований использованы

Государственным Комитетом по науке и технике для принятия проектных решений рационального использования и охраны природных ресурсов северозападного региона страны (справка N 44-3/25 от 6.09.85); Вологодской обл. СЭС в процессе текущего и предупредительного санитарного надзора (справка N 23/482 от 28.04.83); СЭС городов Сокол и Череповец (справки N 667 от 28.06.85, N 1781 от 27.11.85), а также институтами: "Союзгипроводхоз" и "Гидропроект" ( справки N 07/45 от 27.07.82; N 933-54-13/6306 от 27.12.85 и др.).

Всесоюзной научной конфереции по охране окружающей среды (Пермь, 1977); VI Всесоюзном симпозиуме по современным проблемам самоочищения и регулирования качества воды (Таллинн, 1979); Межотраслевой конференции "Продовольственная база Сибири и Дальнего Востока, рационализация питания и обеспечение населения питьевой водой" (Новосибирск, 1978); Республиканской Конференции "Охрана окружающей среды и здоровья населения в условиях современного города" (Уфа, 1980); VI

Всероссийского съезда гигиенистов и санитарных врачей (Москва, 1985); Всесоюзного научно-технического совещания "Пути решения экологических проблем на предприятиях черной металлургии" (Москва, 1990); заседании Бюро отделения гигиены и эпидемиологии Академии медицинских наук (1984 и 1985 гг); заседании Проблемной Комиссии Союзного значения "Научные основы гигиены окружающей среды" (1985).

Апробация диссертации проведена на

межотдельческой конференции Московского ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского института гигиены им.Ф.Ф.Эрисмана (20.09.95 г.).

Публикация. По изучаемой проблеме опубликовано 31 работ, из них I монография (с соавт.).

Структура диссертации- Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, главы, посвященной обоснованию направлений и этапов работы и выбору методов исследований, шести глав собственных 'исследований, обсуждения результатов, выводов, списка

литературы и приложений. Текст изложен на_страницах

машинописи, иллюстрирован 45 таблицами, 6 рисунками, указатель литературы содержит 392 источника, из них 319 отечественных и 77 иностранных авторов, имеет 45 приложений.

Ох_новные.положе1иш^ьшос11мые_11аза1шггу:

1. Гигиеническая концепция безопасного водопользования и охраны здоровья населения на территориях водотоков с обратными и переменными течениями, основанная на обеспечении охраны водоисточников путем достижения содержания вредных

веществ, входящих в состав сточных вод на уровне и ниже ПДК перед их выпуском в открытый водоем; применении на водопроводах технологий глубокой очисткии воды и осуществлении санитарного контроля на основе приоритетных показателей и методов прогностических расчетов.

2. Методические подходы, основанные на изучении условий формирования качества воды водоисточников на водотоках с обратными и переменными течениями и влияния водного фактора на уровень заболеваемости населения при использовании воды водоисточников с измененными гидрологическими режимами.

3. Обратные и переменные течения - фактор формирующий санитарно-эпидемиологическое неблагополучие в связи со значительным ухудшением качества воды водоисточников и воды водопроводов вследствие распространения и накопления загрязнений сточных вод, образования зон интенсивного загрязнения, снижения барьерной роли традиционной схемы водоподготовки на очистных сооружениях.

4. Доказательство связи заболеваемости населения по острым кишечным инфекциям с уровнем загрязнения воды по бактериологическим показателями и неинфекционной патологии с изменениями химического состава питьевой воды.

ПРОГРАММА, ОБЪЕКТЫ, ОБЪЕМЫ И.МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Особенность условий водопользования, связанная с резковь-раженными изменениями в качестве воды за короткие периоды времени на водотоках с обратными и переменными течениями, и многофакторная обусловленность здоровья населения определила необходимость комплексного подхода проведения гигиенических исследований.

Были определены 4 глав тле направления исследований, нацеленные на обоснование концепции безопасного водопользования и охраны здоровья населения о связи с водным фактором (таблица 1).

Исследования выполнялись на территориях водных объектов, на которых происходят обратные и переменные течения: река Шексна в районе г.Череповца, река Сухона в районе г.Сокол и устье реки Большой Северной Двины в районе г.Архангельска, а также на участках рек Сухоны, Малой Северной Двины и Вычегды в пределах городов Великий Устюг, Красавино, Котлас и Сольвычегодск, находящихся в зонах влияния загрязнений сточных вод ЦБП. В качестве основных объектов исследований использованы производственные и хозяйственно-бытовые сточные воды, вода поверхностных водоемов и вода водопроводов, информационный материал о гидрологическшс режимах водоемов, материал статистической отчетности о состоянии здоровья населения. Объем основных исследований приведен в таблице 2.

Учитывая многообразие взаимосвязанных систем в условиях измененных гидрологических режимов, изучались

природные, гидрохимические, гидрологические и антропогенные условия формирования качества воды. Для гигиенического анализа были использованы фондовые и информационные материалы о составе сточных вод, качестве воды водных объектов и гидрологических условиях рек Шексны, Сухоны, Вычегды, Малой и Большой Северной Двины по многолетнему ряду, разрабатываемых производственными лабораториями и учреждениями территориальных санитарно-эпидемиологических и гидрометеорологических служб, проектными

организациями (текущая и отчетная документация, проектные материалы, технологические регламенты). На металлургическом, азотнотуковом и химическом заводах г.Череповца, предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности городов Сокол, Котлас и Архангельск изучен состав сточных вод до и после их очистки, дана оценка эффективности локальных и внеплощадочных очистных сооружений, где в качестве основной меры защиты водоемов используются биологические методы очистки. Проанализированы данные исследований сточных вод в динамике за 5 лет (10 тыс. анализов).

Характер и степень опасности многокомпонентного состава сточных вод предприятий г.Череповца оценивались по данным исследований в эксперименте на лабораторных животных (острый и подострый опыты), их влияние на микрофлору в модельных водоемах (5 серий ). Процесс самоочищения водоемов от загрязнений сточных вод . предприятий НБП изучался в натурных условиях и в эксперименте на модельных водоемах (6 серий).

Таблица 1

Программа и этапы исследований

Таблица 2 Объем выполненных исследований

Напрвленин исследований Исследуемые факторы Количество объектов Натурные исследования Экспериментальные исследования

Колнч. проб Колнч. анал Колнч. проб Колич. анал

Комплексная оценка условий формирования качества воды водоемов Сточные воды 30 предприятий 800 10 тыс. 80 1500

Вода водных о&ъек. 30 участков 2100 50 тыс. 135 2070

Донные отлож. 14 28 122 - -

Почва 18 36 144 - -

Гигиен, оценка хоз. питьевого водоснабжения Вола водопроводов 6 450 9980 - -

ИТОГО Объекты 98 3406 70 тыс. 215 3500

Влияние водного фактора на здоровье Заболеваемость Количество населенных пунктов Количество анал.случаев

Инфекцион. (01СИ) 60 520 тыс.

Неинф. детей и подр 6 4543

ИТОГО Заболеваемость 66 524543

Проведено изучение воды водных объектов по санитарно-химическим и санитарно-бактериологическим показателям в динамике от 5 до 10 лет (30 створов, 50 тыс. определений по 25 показателям).

Исследования по гигиенической оценке хозяйственно-питьевого водоснабжения и выявления барьерной роли водопроводных очистных сооружений выполнены в городах, где источниками водоснабжения являются водные объекты с измененными гидрологическими режимами и находящиеся в зоне влияния сточных вод предприятий ЦБП. Изучены условия водо под готовки, эффективность очистки и обеззараживания воды. Проанализированы данные лабораторных исследований воды до и после водопроводных сооружений.

При оценке роли водного фактора в формировании здоровья населения изучены данные заболеваемости населения по острым кишечным инфекциям (брюшной тиф, дизентерия, сумма острых кишечных заболеваний, в'ирусный гепатит) и заболеваемости по неинфекционной патологии в опытных и контрольных районах отличающиеся контрастными условиями водопользования.

Концепция безопасного водопользования и охрана здоровья населения основана на результатах исследований первых трех направлений исследований. Теоретические обоснования проводились с учетом данных, характеризующих причинно-следственные связи по условиям формирования качества воды водоемов на участках с обратными и переменными течениями. Обоснованы системы реализации положений концепции путем применения новых технологических и санитарно-

технических решений водоохраны, усовершенствования методических подходов оценки и санитарного контроля.

В работе использован комплекс современных саннтарно- . химических, ба;лсриологических,

биохимических, токсикологических, эпидемиологических, статистических, математических методов исследований. При изучении сточных вод предприятий черной металлургии, химической и ЦБГ1 исследовались показатели и компоненты в их составе, оказывающие влияние на органолептические свойства поды и санитарный режим водоемов, обладающие санитарно-токсикологпческнм действием и изменяющие уровни бактериального загрязнения. Поверхностные и подземные воды изучались по показателям соответствующим природным

особенностям воды водоемов региона и компоненты сточных вод, поступаемых в водоемы. Для оценки интенсивности процессов самоочищения водоемов использованы соотношения следующих показателей: БПК5/БПК20; БПК20/ХПК; БПК5/ПО; ПО/ХПК и ДКП/ФКП.

Санитарно-токсикологич^скио исследования

выполнены на теплокровных животных и остром и подостром опыте, на которых испытывалось действие натуральных и биологически очищенных сточных вод и их разведения для выявления уровня разведений, обеспечивающих безопасное водопользование населения.

С учетом характера общего и специфического действия отдельных загрязнений сточных вод, в эксперименте были использованы методы оценки общего состояния организма

лсшзотных, изменения функции печени и ферментной системы.

Ранжирование водных объектов по степени загрязнения проведено на основе расчета комплексных показателей.

При оценке роли водного фактора в распространении заболеваемости по острым кзгшечныМ инфекциям (ОКИ) был использован комплексный подход изучения эпидемиологического процесса: - оценка

эпидемиологической ситуации о ретроспективе с учетом оссбеностей условий водопользования; - оценка

активности водного фактора передачи возбудителей кишечных инфекций при использовании открытых водоемов для купания и шпгьевой водопроводной воды с учетом уровней микробного загрязнения и измененных гидрологических режимов.

Изучены уровни структуры заболеваемости по неинфекционной патологии детского и подросткового населения. Учитывая многофакторность окружающей среды обоснована оценочная шкала, базирующаяся . на количественных характеристиках учитываемых факторов. Суммарная нагрузка окружающей среды (атмосферный воздух, вода питьевая, вода культурно-бытового назначения, уровень шума, жилищно-бытовые условия, благоустройство населенных мест, природно-климатические условия) высчитывалась на основе бальной оценки в рамках 5 градаций (1 балл рассматривался как допустимый уровень загрязнения и допустимые условия проживания; 5 баллов - наихудшие условия).Долустимые уровни основаны на величинах соответствующим гигиеническим нормативам

и меньше каждого учитываемого показателя фактора. Для оценки доля фактора высчитывался процент в суммарной нагрузке.

Математические модели разработаны для прогностических расчетов количественных значений загрязняющих веществ в воде водоисточников и водопроводной воде.

Для установления достоверности данных количественных изменений сточных вод, качества воды водных объектов, шшсвой воды, уровней заболеваемости проведена математическая обрабогка с использованием методов статистики; выполнен корреляционный и регрессионный анализ данных исследований. В качестве технических средств использовались ЭВМ LPM PC с автоматизированной программой ARM, а также МК Casio -702.

Материалы, приведенные в диссертации по санитарно-химимическим и микробиологическим исследованиям выполнен с участием специаистов лаборатории санитарной охраны водоемов и лаборатории микобиологии института: д.м.н. Г.М. Трухиной, к.м.н. Л.Г. Царевой, к.б^н. Н.Б. Комзоловой, к.м.н. Л.А. Виноградовой, научным сотрудником Л.Ф. Балабановой.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Комплексная воды водныхЕ>бъектов,_„их приоритетных_показателей

лагрязнения. В регионе

бассейна Северной Двины и р.Шексны, занимающий 376

тыс.кв.км. с юга на север до 1000 км территории, проживает более 1 млн. населения и сформированы крупные промышленные комплексы, относящиеся к отраслям черной металлургии, химической и целлюлозно-бумажной промышленности (рис.1).

Проведенные многолетние натурные наблюдения и экспериментальные исследования показали, что обратные и переменные течения на водных объектах являются факторами формирующими высокой и чрезвычайно высокой степени загрязнения воды водоисточников и представляет непосредственную токсикологическую и эпидемиологическую опасность для населения. Изменение гидрологических режимов на больших участках водотоков гспользуемых населением в бассейне Северной Двины и р.Шексны происходят как природно обусловленными факторами, так и результатом гидротехнического строительства: обратные течения на р.Верхня Сухона в районе г.Сокола на 90 км. участке от истока из Кубенского озера до места впадения в нее правого притока рЛежа, наблюдаемые ежегодно весной и осенью продолжительностью до 1 месяца и более обусловлены низкими уклонами русла реки; обратные течения р.Шексны на участке до 30-35 км в районе г.Череповца имеет место в течение весеннего периода, когда идет процесс наполнения Рыбинского водохранилища; переменные течения, наблюдаемые 2 раза в течение суток в устьевом участхе р.Большой Северной Двины в районе г.Архангельска, обусловлены явлениями приливов и отливов Двинской губы Белого моря.

Исследования показали,что на водных объектах с измененными гидрологическими режимами возникают разнообразные условия для повышения уровня загрязненности воды и в связи с этим ухудшение санитарно-эпидемиологической ситуации. К наиболее значимым в этом^шляются природные условия и антропогенные загрязнения.

Природно-климатические условия в изучаемом регионе, для которых характерны продолжительные иссенне-осеиние половодья, длительный период ледового покрова, промерзание фунтов, низкие температуры, способствуют снижение концентраций растворенного кислорода и процессов самоочищения водоемов.

Объем водоотведения в поверхностные водотоки (в том числе и участки с обратными и переменными течениями) достигают до 2,5млн.мЗ /сутки. При этом условная разбавляющая способность при 95% обеспеченности в среднем составляет 30 раз.

Несовершенство используемой технологии на предприятиях черной металлургии, химической и целлюлозно-бумажной промышленности является основной причиной

формирования многокомпонентного загрязнения сточных вод, содержащие значительные количества

высокотоксичных соединений.

Так, на предприятиях ЦБП наибольшую опасность по содержанию высокотоксичных загрязнений представляет процесс отбелки целлюлозы хлором в связи с образованием хлорорганических соединений. Исследованиями выявлены недостатки в проблеме очистки сточных вод: недостаточная эффективность используемых различных механических и

Рис.1. Схема рек Северной Двины и Шсксны

физико-химических методов локальных очистных сооружений объясняется высокой загрязненностью, большими объемами и нестабильностью сточных вод, которые формируются в процессе многочисленных и сложных операций.

На предприятиях ЦБП, расположенных на территории бассейна Северной Двины, биологическим очистным сооружениям придается основное значение в защите водоемов от загрязнения. Проведенные исследования характеризуют их м~лоэффективность. Стоки после биологической очистки и направляемых на сброс в водоем содержат высокие концентрации органических веществ, что определяется по высоким величинам ХПК, БПК и цветности: величина ХПК колебалась от 548,0 ± 80,0 мгС>2 /л (Котласский ЦБК) до 1133,0 ± 103,0 мгОз/л (ЦБП г.Сокола); БПК20 соответственно от 63,7 ± 6,2 мЮг /л до 98,0±1б,4 мгОг/л; цветность от 1157,0±100,9 град. (Архангельская ЦБК) до 1276,0±130,0 град. (ЦБП г.Сокол). При этом низкая величина соотношений показателей БПК/ХПК равная 0,08-0,1 свидетельствует о значительном преобладании стойких к окислению фракций органических веществ.

Выявленный в процессе очистки сточных вод ЦБП на биологических очистных сооружениях рост и развитие патогенной и условно патогенной микрофлоры является следствием содержания в стоках легкоокисляемых фракций органических веществ.

К основным компонентам трудноокисляемых соединений органических веществ сточных вод предприятий ЦБП относятся лигнин и его соединения.

Л игнинные вещества при взаимодействии с хлором образуют хлорорганические соединения (ХОС) в процессе отбелки целлюлозы хлором и хлорировании сточных вод.

По условиям формирования и отведения сточных вод ЦБП, расположенных на территориях бассейна Северной Двины для реальной оценки степени полноты их биологической очистки следует ориентироваться не только на недичину БПК как это было традиционно принято, а также на уровень ХПК и соотношений показателей 6ПК/ХЛК и характер изменения микробного загрязнения.

Экспериментальными исследованиями установлено, что биологически очищенные сточные воды ЦБП и их разведения 1:15, соответствующие расходам воды 95% обеспеченности в реке Северной Двине в районе г.Котласа, замедляют процесс биохимического окисления органичесюгх веществ (в опытных моделях изучаемый процесс протекает до 30-35 дней и в 2,5 раза дольше сохраняют жизнеспоспособность патогенные и условно патогенные (сальмонеллы, псевдомонас аеругиноза, клебсиеллы) бактерии.

Значительная концентрация производств металлургического, азотнотукового и химического заводов в г.Череповце обусловлено образование сточных вод многокомпонентного состава. Наиболее опасными компонентами стоков являются тяжелые металлы ( в том числе свинец, кадмий и мышьяк), бензол, формальдегид. В сточных водах присутствуют высокие концентрации аммиака, фенолов и нефтепродуктов. Высокие величины ХПК и БПК говорят о значительном содержании органических веществ техногенного происхождения, а

используемый биолологический способ для очистки многокомпонентного состава сточных вод малоэффективен.

Изучение биологически очищенных сточных вод Череповецкого промузла позволило установить реальную токсикологическую и эпидемиологическую опасность при сбросе их в р.Шексну. Очищенные натуральные стоки и их разведения 1:30, соответствующие фактическим расходам реки вызывают общетоксическое действие на организм подопытных животных: установлено изменение функции нервной системы, понижение активности холинэстеразы и уроня сульфгидрильных групп в крови и органах. Безопасное водопользование населения достигается при разведениях сточных вод 1:120, что в четыре раза превышает фактические расходы р.Шексны.

К источникам загрязнения поверхностных водоемов Северной Двины и Шексны относятся и повехностный сток с территорий городов, в которых концентрации нефтепродуктов достигают 40,0 мг/л, органические вещества по БЛК20 - 55,0 мгОг/л.

Исследования процессов самоочищения водоемов в натурных условиях и бассейне р.Северной Двины, проведенные на основе соотношений показателей БПК.5/БП К20, БПК20/ХПК, БПК5/ПО, ПО/ХПК и бактериальных показателей ЛКП/ФКП позволили установить низкую степень интенсивности изучаемого процесса. Наихудшие условия для протекания самоочищения, наблюдаемые на участках рек Сухоны и Большой Северной Двины с измененными гидролопгческими режимами обусловлены высоким уровнем загрязнении годы на фоне малых скоростей

течения и низких температур йоды в периоды весеннего н осеннего половодья. Низкая интенсивность процесса самоочищения была выявлена по всем оценочным показателям. Величина соотношений показателей ЛКЛ/ФКП значительно снизилась и составила 1:1, что свидетельствует о высоком бактериальном загрязнении воды наблюдаемых участков рек.

Интенсивность самоочищения водоемов на участках с переменными течениями на р.Большой Северной Двине не изменялась в зависимости от фаз приливов и отливов и оставалась на уровне низкой и чрезвычайно низкой, что указывает на существование условий для накопления загрязнений о водоемах с незначительным обменом водных масс.

Непосредственная эпидемиологическая и

токсикологическая опасность водопользования населения обусловлена повышением уровня загрязнения воды водоисточников при режимах обратного и переменного течения рек.

При изучении качества воды водотоков с обратными и переменными течениями установлено, что загрязнения сточных вод с места их выпуска распространяются на значительные расстояния участков верхнего течения, достигая районов хозяйственно-питьевых водозаборов и мест купания населении. Измененные гидрологические режимы формируют зоны интенсивного загрязнения водоемов вследствие накопления загрязнений в донных отложениях. На этих участках решал пода приобретает специфический запах, повышенную цветность, нарушаются процессы естественного самоочищения. В районах

f

n

водозаборов «а реках Сухоны и Большой Северной Двины цветность воды увеличивается до 3,5 раза, БПК20 - 7 раз, ХПК - 6,2 раза, перманганатная окисляемость - .3 раза, лигносульфонаты - 28 раз, фенолы - 17 раз, формальдегид .5 раз, индекс ЛКП - 238 раз. При режиме обратного течения р.Шексны отмечено повышение уровней концентраций тяжелых металлов: свинец - 3 раза, мышьяк и кадмий - 1,5 раза; фенолы, формальдегид, нефтепродукты и аммиак до 2,0 - 3 раз, индекс ЛКП до 1000 раз (таблицаЗ).

Вода водоисточников в местах водопользования населения »ородов Сокол, Архангельск и Череповец не соответствует гигиеническим требованиям: конгентрацни органических вешеств по БПК20 и ХПК достигает 4,6 - 6,9 ПДК, дигносульфонатов - 12-28 ПДК, фенолов 8,0 - 17,0 ПДК, аммиака - 3,2 ПДК, фор.лальдегнда - до 6,0 ПДК, свинца, мышьяка и кадмия - до 1,6 ПДК, индекс ЛКЛ определяется в 23 - 238 раз выше допустимых уровней.

Гигиеническое ранжирование, проведенное на основе расчетов комплексных показателей позволяет выявить особенности влияния гидрологических рея нмов на уровень загрязнения водных объектов. Резко выраженные изменения в качестве ьоды рек характерны при режимах обратных течений. Так, если при режимах естественного течения рек С у. оны и Шексны качество воды на участках хозяйственно-питьевых водозаборов имело "допустимую" и "умеренную" степень загрязнения, то при обратных течениях вода на этих участках соответствует градации "высокая" и "чрезвычайно высокая" степени загрязнения, определяемая по органолептическому, общесанитарному,

санитарно-токсикологическому и эпидемиологическому признакам вредности. При коротких режимах переменных течений в р.Большой Северной Двины, (2 раза в течение суток) резких изменений в качестве воды не наблюдается, мало отличаются минимальные и максимальные уровни изучаемых показателей качества воды. В связи с этим на устьевом участке Большой Северной Двины в районах водопользования населения г.Архангельска характерна "высокая" степень загрязнения воды (рис.2).

Показатели, определяющие признаки вредности воды на водных объектах Северной Двины обусловлены наличием специфических компонентов сточных вод ЦБП. Большое число загрязнений оказывают выраженное влияние на органолептическис свойства воды и придают ей характерный запах - ди метил сульфид, диметнлднеульфид, метилмеркаптан, фенол, фурфурол, скипидар, талловое масло, лигнин сульфатный и лиственный; нарушают санитарный режим водоемов - лигносульфонаты; обладают токсическим действием - формальдегид, метанол, хлороформ и другие хлорорганнческие соединения. Повышенные концентрации органических веществ приводят к росту микроорганизмов в речной воде, в том числе патогенных и условно патогенных.

Установлена тесная корреляционная связь между величиной ХПК и показателями БПК5, БПК20, лигнннами, фенолами, растворенным кислородом, цветностью (г = 0,73 - 0,89), между цветностью и лигнннами, фенолами (г = 0,73 - 0,84), между БПК20 и лигнннами, растворенным кислородом (г = 0,60 - 0,73),

Таблица 3

Загрязненность речной воды при обратных и переменных течениях в районах водопользования населения

р. Большая

Показатели р.Шексна р.Сухона Северная

Двина

I 2 1 2 1 2

Запах 3 - 3 - 3 -

Цветность 1,8 - 3,5 - 1,5 -

БПК20 7,0 4,6 7,1 4,6 4,3 4,6

ХПК 2,0 3,2 3,2 5,0 2,8 6,9

Фенолы ; 2,2 16,0 9,5 17,0 2,0 8,0

Формальдепш 3,0 6,0 3,0 5,0 1,5 1,8

Нефтепродукты 2,0 5,5 2,0 1,0 1,5 1.0

Аммиак 3,0 3.2 2,0 1,0 3,0 1,0

Л и гн осул ьфо н аты - - 14,1 12,7 6,0 28,0

Свинец 3,0 1,6 - - - -

Мышьяк 1.5 1,8 - -

Кадмий 1,5 1,5 ■ - «г - -

Индекс ЛКП 390 92,4 1000 238 100 23

Обозначения: 1 - кратноегь увеличения показателя при обратных течениях; 2 - количество ЛДК.

Уровни загрязнений

Чрезвывайно высокий

Высокий Умеренный Допустимый

р орган олептический

□ общесанитарный

□ санит. токсик.

□ эпидемиологический

Г

]п

I

И I

р.Шексна р.Сухона р. Большая

С.Двина

1-естеств.теченне З^рбратное течение

Рис.2. Уровни загрязнения воды водных объектов по комплексным показателям при режимах обратного и переменного течения по сравнению с естественным течением.

между лигнннами и БПК5 (г - 0,73), между растворенным кислородом и БПК5 ( г " 0,59).

Полученные коэффициенты корреляции

подтверждают приоритетность показателя ХПК, по величине которого можно определить в воде водных' объектов Северной Двины количественные значения других показателей и загрязняющих веществ на основе математических моделей, разработанных по уравнениям регрессий.

Выбор приоритетных . показателей для контроля качества воды был осуществлен с учетом токсичности и опасности обнаруживаемых веществ, наличия гигиен лческого регламента, стабильности и способности к накоплению и трансформации веществ в водной среде в галогенсодержащие соединения.

В число приоритетных показателей загрязнения водоемов Северной Двины для предприятий ЦБП включены: запах, цветное гь, взвешенные вещества, БПК5, БПК20, ХПК, фенолы, формальдегид, хлороформ, л и тинные вещества, фурфурол, скипидар, метанол, диметилсульфид, диметилдисульфид, индексы ЛКП.

Натурные и экспериментальные исследования позволили обоснован ь приоритетные показателя, загрязнения р.Шексны в следующем составе: свинец, кадмий, мышьяк, цианиды, роданиды, железо, медь, цинк, аммиак, фенолы, формальдегид, нефтепродукты, бензол, индексы ЛКП.

Таким образом, водные объекты Северной Двины (Сухона, Вычегда, Малая и Большая Северная Двина) в местах водопользования населения и особенно участки.

имеющие обратные и переменные течения, подвержены интенсивному загрязнению сточными водами предприятий ЦБП. Результаты исследований в модельных водоемах указывают, что содержащиеся в сточных водах ЦБП высокие концентрации органических веществ, стабильны к биохимическому окислению и длительно сохраняются в воде водоемов, способствуют развитию и размножению патогенных и условно патогенных бактерий, создают антропогенную нагрузку на водные объекты. В натурных условиях установлены общие закономерности и особенности формирования качества воды водоисточников на участках с обратными и переменными течениями: перемещение водных масс со сточными водами с мест их выпуска в районы водопользования населения, накопление загрязнений в донных отложениях и формирование зон интенсивного загрязнения водоемов. Низкая

самоочнщающая способность водоемов Северной Двины обусловлена медленной биодеструкцией лнгнинных веществ, их накоплением в виде донных отложений.

Снижение процессов самоочищения и выявленное уменьшение индикаторных микроорганизмов и накопление патогенных и условно патогенных бактерий в воде реки Шексны в пределах Череповецкого промузла обусловлена антропогенной нагрузкой связанной со значительными концентрациями тяжелых металлов, аммиака, формальдегида и других загрязнений сточных вод предприятий черной металлургии и химической промышленности.

Ранжирование водоемов выявило, что уровень загрязнения воды на участках водопользования населения

городов Сокол и Череповец при обратном течении рек изменяется от "допустимого" и "умеренного" до "высокого" и "чрезвычайно высокого"; при рехагме переменных течений в устье р.Большой Северной Двины на участках водопользования населения г.Архаигсльскд в связи с незначительным водообменом в периоды приливов и отливов уровень загрязнения речной воды остается "высокой" и "чрезвычайно высокой" степени.

'лшш_с условиях—обратных—и

переменных тгечени^ реи. Как отмечалось выше в городах Черсш вец, Сокол п Архангельск забор соаы для козпйствйнно-питьевого водоснабжения осуществляется кз рек Шексны, Сухоны и Большой Северной Двины; а хозяйствснно-гштьепыс водозабор ы городов Красавино и Сольвычегодска базируются на использование, сод рек Малой Северной Двшш и Вычегды (режим естественного течения). ' .

Исследованиям» было установлено, что обратные течения нарушают условия, обеспечивоюгше выполнение требований к зонам санитарной охраны хозяйственно -питьевых водозабров, т..:. загрязнения сточных иод из мест их выпуска ниже города распространяются в районы выше города.

Вода указанных речных бассейнов по некоторых! компонентам характеризуется физиологически

неполноценным составом; в продолжительные периоды половодья весной и осенью снижаются уровни минерализации до 80 мг/л, общая жесткость до 1,16

мг.эки/'л, <оицентрашш кальция до 1,8 мг/л, мани*.-.: - 0,9 мг/л, а хо1И!2нтрацш! (¡¡тора не ирсвышаеют 0,2 -0,3 мг/л. К природным условиям затрудняющим водоподготовку 0ТИ0С5!ТСЯ низкие температуры соды и высокая цветность, обусловленная содержанием в ¡-.оде гуминовых органических веществ.

Анализ санитарного состояния водоемов и показателей химического состава водопроводной воды показ:1л, что качество питьевой воды полностью зависит о г качества воды водоисточников. Присутствие в иоле водоисточников в повышенных концентрациях днгнннсодсржаших веществ (до 12 ПДК в поде р.Сухоны и до 28 ПДК и поде р.Большой Северной Двины) затрудняет водонодюговку. Результаты исследований свидетельствуют, что процесс водоподготовки, основанный на применение традиционной схемы: коагулирование сернокислым алюминием с последующим отстаиванием на песчанных фильтрах и двойное хлорирование, является недостаточным, т.к. высокий уровень химического и микробного загрязнения воды водоисточников вынуждает использование высоких доз реагентов: алюминия от 8 до 15 мг/л; хлора до 15 мг/д - на начальном этапе водоподготовки и 3 - 4 мг/л - на конечной стадии. В процессе водоподготовки в питьевых водах концентрации алюминия достигают до 0,9 мг/л, что превышет допустимый гигиенический норматив в два раза, а с учетом низких уровней солей жесткости в воде водоисточников токсичность алюминия повышается более, чем в два раза.

Качество питьевой воды не отвечает гигиеническим требованиям по химическому и бактериальному составу:

величина ХПК, отражающая суммарное количество органических веществ в воде, в очищенной водопроводной воде составляла на уровне 30 - 35 мгОг /л, что более, чем в 2 раза превышает допустимый гигиенический норматив (15 мхС>2 /л). С величиной ХПК, определяемой в воде водоисточников и очищенной питьевой воде коррелируется уровень суммы хлорорганических соединений (ХСС) (г 1=1 0,90); корреляционная связь установлена и с показателями цветности ( г = 0,76 ) и запаха ( г - 0,76 ). Низкая эффективность традиционой схемы водоподготовки оказалась и в отношении бактериологических показателей. Наихудшие результаты отмечены в осенне - летние месяцы, когда повышается процент проб не соответствующих ГОСТу "Вода питьевая", ч период обратного течения реки Сухоны значительно ухудшается качество очищенной воды на водопроводе г.Сокола: запах в ды в 3 - 4 балла достигает до 42,9%, цветность выше 30 град, составила 55,7%; коли-индекс выше 3 - 48,5%. Анологнчные изменения в качестве воды были выявлены на водопроводах городов Красавино и Сольвычегодск, где также используются традиционные схемы водоподготовки.

Таким образом, на водопроводах городов, расположенных на терр.ггории бассейна Сверной Двины и осуществляющих забор воды из учатков с обратными и переменными течениями, определена низкая барьерная роль традиционной схемы водоподготовки в отношении химического и бактериального загрязнения. Применение повышенных доз хлора для обеззараживания и сернокислого алюминия для коагуляции воды, способствует образованию хлорорганических соединений и остаточных

количеств алюминия многократно превышающие их допустимые гигиенические нормативы в питьевой поде Водная химическая нагрузка за счет питьевых иод централизованных систем водоснабжения в городах бассейна Северной Двины, расположенных в зонах влияния обратных и переменных течений, обусловлена содержанием в воде выше допустимых уровней: органических веществ, определяемых величиной ХПК - 2 раза, хлорорганическил соединений до 5 раз, алюминия - 2 раза; понижением минерализации и общей . жесткости до минимально допустмых уронен (соответственно составили 80,0-100,Омг/л и 1,16 мг.экв/л), дефицитом фтора (определяется на уровне 0,2-0,3 мг/л), снижением концентраций кальция до 1,2-21мг/л (мимальный рекомендуемый уровень составляет не менее 30 мг/л) и магния - до 0,9 мг/л (минимальный рекомендуемый уровень - 5 мг/л).

Влияние__водиого_ фактора_ .на__здоровье. Натурные

наблюдения и экспериментальные исследования позволили выявить значительные изменения в микробном пейзаже в водных объектах рек Шексны и Северной Двины в результате воздействия обратных и переменных течений и накопления в них химических загрязнений.

Выявленное повышение общей микробной загрязненности воды водоемов и активности патогенной и условно патогенной микрофлоры в летние месяцы создают эпидемиологическое неблагополучие при использовании населением для купания открытых водоемов на участках с измененными гидрологическими режимами. Проведенный в связи с этим ретроспективный анализ многолетних данных (10 - 12 лет) параметров эпидемического процесса

иь:явил превышение уровня заболеваний по острым кишечным инфекциям (ОКИ) г> населенных пунктах Вологодской и Архангельской областей, находящихся в зоне открытых водоемов по сравнению с населенными пунктами, расположенными в удалении от них. Брюшной тиф, рассматриваемый в качестве индикатора водного происхождения заболеваний ОКИ, на территориях Вологодской области оказгшась в 2 раза сыше (по средне-многолетннм данным на 100 тыс. населения (1,5 - в населенных пунктах в зоне влияния открытых водоемов и 0,8 - в населенных пунктах, находящихся в удалении от водоемов). Показа^-ли дизентерии в течение ряда лет были в 1,о - 2,3 раза выше республикански., данных. Соотношение дизентери. и прочих ОКИ на территории Вологодской области колебались от 1:1,3 до 1:3. При анализе помесячной заболеваемости дизентерии ог;ечено ежегодно сезонные подъемы и самый высокий удельный вес приходится в теплый период года и особешю на август месяц. В гооодах Череповец и Сокол в летние. месяцы отмечались подъемы заболеваемости по острым кишечным инфекциям, в том числе дизентерии до 5 - б раз. Выявленные различия уровней заболеваемости

статистически достоверны (I - более 2,8 ).

Высокая степень загрязненности речной воды на фоне повышенной активности патогенной и условно патогенной микрофлоры и описанная эпидемиологическая особенность - рост уровеня заболеваемости ОК И (брюшной тиф, дизентерия и сумма острых кишечных заболеваний) по многолетним наблюдениям, выраженная сезонность их подъемов в летние месяцы, позволяет предположить

наличие весомого вклада водного фактора в распространении этих заболеваний при использовании населением открытых водоемов для купания.

Сезонный подъем заболеваемости по острым кишечным инфекциям в городах Череповец, Сокол и Архангельск сопровождается соответствующим подъемом процента нестандартных проб питьевой воды, подтвержденные результатами корреляционной обработки (по дизентерии г = 0,85; по сумме ОКИ г = 0,58).

Наблюдения, проведенные в период обратных течений р.Сухоны в г.Соколе не показали подъем уровня инфекционной заболеваемости. Это связано с тем, что п период обратного течения, как правило, используется метод гиперхлорирования воды, подавемой населению. Применение высоких дозировок хлора (до 15 мг/л ) в процессе водоподготовки и обеспечение остаточного количества хлора в водопроводной воде не менее 1 - 2 мг/л хлора снижает распространение острых кишечных инфекций. Однако, подобный режим работы очистных сооружений водопровода в качестве постоянной профилактической меры не оправдан в сиязи с трансформацией содержащихся в воде органических веществ в хлорорганические соединения.

Все изложенное указывает, что при режимах обратного и переменного течения рек существуют условия способствующие реализации водного фактора передачи кишечных инфекций в наблюдаемых городах в бассейне Северной Двины и Шексны. Увеличивающаяся антропогенная нагрузка на водоемы в районах с измененными гидрологическими режимами является

фактором усугубляющим ухудшение санитарно-

эпидемиологической ситуации.

Изучение уровней заболеваемости детей и подростков по неинфекционной патологии проводилось в городах Сокол, Красаяино, Сольвычегодск и Архангельск, осуществляющие хозяйственно-питьевое водоснабжение из участков рек с обратными и переменными тсч ниями и находящиеся в зонах влияния загрязнений сточных вод предприятий ЦБП и в городах Котлас, Великий Устюг и 2- : й район в г.Соколе, в которых питьевая вода отвечает требованиям ГОСТа 2874-82 "Вода питьевая".

Анали- заболеваемости проводился с учетом влияния друптс факторов окружающей среды. В городах с неблагополучными условиями водоснабжения, вклад водного фактора в общей суммарной нагрузке факторов составил: в 1-м районе г.Сокол" 22,9%, г.Сольвычегодске -24,6%, г. Красавино - 21,8%, г.Архангельске - 20,0%. Показатель кратности обращений за медицинской > ' помощью в 3 и более раз в районах с интенсивной водной' химической нагрузкой выше и составил 8,1 - 12,7% по сравнению с контрольными районами - 1.4-3,0%; а уровень заболеваемости превышал от 1,3 до 4,5 раз. Установленная тесная связь заболев -мости детского и подросткового населения и степенью загрязнения воды по показателям химического состава (г ■» 0,78 - 0,90) является свидетельством наличия вклада водного фактора в формированиям заболеваемости. Наиболее выраженные изменения отмечались по классам болезней: эндокринной системы, нервной системы . и органов чувств, органов

пищеварения, мочеполовых органов, кожи и подкожной клетчатки.

Гигисничссклс_аспекты_________оптимизации

в_одсшользсшаыия__н___1 охраны_здоровья__насел ишя.

Результаты комплексных натурных и экспериментальных исследований, проведенные на реках Северной Двины и Шексны, показали, что существующая защита водных объектов с обратными и переменными течениями от загрязнения посредством установления предельно допустимого сброса сточных вод является практически не эффективной, т.к. отсутствуют условия, обеспечивающие выполнение требований к зонам санитарной охраны хозяйственно-питьевых водозаборов в связи с тем, что сточные воды из мест их выпуска ниже города в эти периоды переносятся обратными течениями в районы водопользования населения. При этом отмечены трудности в водоподготовке на водопроводных очистных сооружениях и вынужденное использование высоких доз реагентов, что увеличивает уровень содержания в питьевой воде концентраций алюминия и хлорорганичееккх соединений. Таким образом создается повышенная токсикологическая нагрузка для населения.

Полученные результаты дали возможность обосновать новые решения по охране водных объектов с измененными гидрологическими режимами.В системе этих мероприятий важное место занимает технологический процесс, который формирует характер и степень загрязнения сточных вод. К мерам, которые могут снизить и исключить образование сточных вод предприятий ЦБП, содержащих высокотоксичные хлорорганические соединения, следует

отнести новые технологии отбелки целлюлозы. Наиболее перспективным в этом отношении является электрохимический способ отбелки, полностью исключающий образование хлорлигнинов и снижающий окрашенность сточных вод до 30 раз.

Приоритетные показатели для контроля качества воды изучаемых водных объектов решают важную задачу в системе оптимизации условий водопользования и охраны здоровья населения.Тесная связь некоторых иь них, например, ьеличины ХПК. с количественными значениями других загрязнений позволило предложить следующие математичс -кие модели для определения их количества водг БПК5 - 0,4! - 0.018.ХПК; БПК20 - 0,6+0,027.ХПК; растворенный кислород ~ 12,15 - ОД.ХПК; цветность — 70,0 + 0.7.ХПК; фенолы = 0,001 + 0.00003.ХПК; лигнинные вещества => 0.20.ХГК + 56; ХОС » 65.ХПК -900.

Низкая эффективность барьерной роли, выявленная на водопроводах городов на территории рек Северной Двины, вызвала необходимость разработки методов прогнозирования качества питьевой воды, применительно к традиционной схеме додолодготовки. В основе математической мод-ли лежит учет коэффициента удаления, который соответствует проценту эффективности удаления химического вещества из воды в процессе водоподготовки, а также коэффициента увеличения для хлорорганических веществ, который также соответствует проценту их увеличения в воде по отношению к исходному до очистки количеству.

Расчет ожидаемых количественных изменений удаляемых химических вешеств в процессе водоподготовки проводится с помощью формулы:

С = Сет - Ка - Сет (1 ),

где:

С - ожидаемая концентрация вещества после водоподготовки;

Сет - концентрация вещества в створе водозабора;

Ка - коэффициент удаления; и формулы:

С = Сет • Кб ( 2 ),

где:

С - ожидаемая концентрация вещества в створе после водоподготовки;

Сет - концентрация вещества в створе водозабора;

Кб - коэффициент увеличения.

Высокий уровень загрязнения воды водоисточников на участках с измененными гидрологическими режимами требует также применение надежной технологии водоподготовки тля обеспечения безвредного питьевого водопользования населения. Для решения проблемы исключающих образование высоких концентраций алюминия и хлорорганики в питьевых водах наиболее перспективны применение безреагентных способов очистки, сочетающие элементы окисления, сорбции и ионнообмена. К ним относятся: окислительно-сорбционный метод, метод 2-х ступенчатого фильтрования, методы биологического окисления и электродиализный метод.

Таким образом, выполненные исследования позволили обосновать гигиенические основы и методические подходы безопасного водопользования и охраны здоровья населения на участках с обратными и переменными течениями на водотоках Северной Двины и Шексны. Снега а оптимизации водопользования населения предусматривает реализацию новой гигиенической концепции, основанной на обеспечении охраны водоисточников путем достижения содержания вредных веществ, входящих в состав с. очных вод ка уровье и ниже ЛДК перед их выпуском в открытый водоем, применении на водопроводах технологий глубокой очистки во :ы и осуществлении санитарного контроля на основе приоритетных показателей и методов рогностических расчетов.

ВЫВОДЫ

1. Анализ натурных наблюдений и экспериментальных данных показал, что обратные и переменные течения водотоков в бассейнах рек Северной Двины и Шексны формируют медико-экологическое неблагополучие сопровождающееся высоким и чрезвычайно высоким уровенем загрязнения воды водоисточников вследствие возвратно-поступательного распространения и накопления загрязнений сточных, вод, образования зон интенсивного загрязнения и снижения барьерной роли водопроводов при традиционной схеме водоподготовки.

2. Применение существующего в нашей стране принципа защиты водоемов от загрязнения посредством установления предельно допустимого сброса сточных вод

для водотоков с обратными и переменными течениями не обеспечивает надежность гигиенических требований к зонам санитарной охраны водоисточников.

3. Непосредственная эпидемиологическая и токсикологическая опасность водопользования обусловлена сбросом сточных вод промышленных предприятий на фоне низкого природного потенциала самоочищения. Трудноокисляемые органические и лигнинсодержашие вещества в сточных водах ЦБП снижают эффективность метода биологической очистки до 2-х раз при сопоставлении с проектными показателями, стимулируют рост и развитие патогенной и потенциально патогенной микрофлоры, замедляют процесс самоочищения водоемов рек Северной Двины; аммиак, фенолы, формальдегид а соединения различных металлов в стоках предприятий черной металлургии и химической промышленности изменяют микробиопеноз воды р.Шексны, усиливая активность бактерий, участвующих в эпидемическом процессе заболеваний ОКИ.

4. Натуркые и зкспериментальные исследования позволили определить приоритетные показатели и рекомендовать для рек Северной Двины в связи с загрязнением их специфическими сточными водами ЦБП: запах, цветность, взвешенные вещества, БПК5, БПК20, ХПК, фенолы, формальдегид, хлороформ, лигнинные вещества, фурфурол, скипидар, метанол, диметилсульфид, диметилдисульфид, индекс ЛКП и для р.Шексны, загрязняемой сточными аодами предприятий черной металлургии и химической промышленности: свинец, кадмий, мышьяк, цианиды, роданиды, железо, медь, ацл-ж,

аммиак, фенолы, формальдегид, нефтепродукты, бензол, индекс ЛКП.

5. Биологически очищенные сточные воды Череповецкого промузла и их разведения 1:30 (соответствуют актическим расходам реки Шексны) оказывают на организм лабораторных животных общстоксическос действие (изменение функции нервной системы, понижение активности халинэстеразы и уровня сулъфгидрильных групп). Биологически очищенные сточные йоды в разведении 1:120, превышающие фактические расходы реки в четыре раза, являются безопасны! :и для водопользования населения.

6. Водопроводы на территориях рек Северной Двины с традиционной схемой водоподготовки, осуществляющие забор воды из водотоков с обратными и переменными течениями, не являются надеж" ым барьером для задержки загрязнений. ■ Водная химическая нагрузка формируется содержанием в питьевс .1 воде компонетов сточных вод ЦБЛ выше допустимых уровней: органических веществ по величине XI1К до 2 раз, хлороргакичсских соединений - 5 раз, алюминия - 2 раз и природно обусловленными факторами: периодическим понижением уровней минерализации до 80,0 мг/л, жесткости воды - Г, 16 мг.экв/л и концентраций кальция - 20 мг/л и магния - 0,9 мг/л и дефицитом фтора (определяется не более 0,2-0,3 мг/л).

7. Эпидемиологическая ситуация по острым кишечным инфекциям в городах Череповец, Сокол и Архангельск, находящихся на участках обратными и переменны».™ течениями рек, обусловлена неблагоприятными условиями

формирования качества воды источников водоснабжения по бактериологическим показателям: выявлено превышение уровней заболеваемости суммы острых кишечных инфекций от 1,5 до 2 раз, дизентерии от 1,6 до 2,3 раза при использовании населением открытых водоемов для купания в летние месяцы; установлена зависимость уровней заболеваемости по острым кишечным инфекциям с недоброкачественной питьевой водой - высоким процентом нестандартных проб по бактериологическим показателям (коэффициент корреляции, г 0,85).

8. В городах Сокол, Сольвычегодск, Красавино, Архангельск с повышенной водной химической нагрузкой по сравнению с контрольными городами Великий Устюг, Котлас и 2-й район г.Сокола, выявлено увеличение заболеваемости у детей и подростков от 1,2 до 4,1 раза по классам болезней эндокринной системы, нервной системы и органов чувств, органов пищеварения, мочеполовых органов, кожи и подкожной клетчатки. Высокая коррелляционная зависимость (г — 0,78 - 0,90) подтверждает этиологическую значимость водного фактора при использовании физиологически неполноценного состава воды в сочетании с антропогенным ее загрязнением.

9. Разработана методология оценки условий формирования качества воды водных объектов и влияния водного фактора на здоровье населения, основанная на анализе измененных гидрологических режимов, природных особенностей региона, условий образования и отведения сточных вод с исследованием их биологической активности, выявления барьерной роли водопроводных

очистных сооружений и изучения инфекционной и не инфекционной заболеваемости населения.

10. Предложена концепция безопасного водопользования и охраны здоровья населения на территориях водотоков с обратными и переменными течениями, основанная на обеспечении охраны водоисточников путем достижения содержания вредных веществ, входяшда в состав сточных вод на уровне и нтоке ПДК. перед их выпуском в открытый водоем, применении на водопроводах технологий глубокой очистки воды и осуществлении санитарного контроля на основе приоритетных показателей и методов прогностических расчетов.

Сяисок_олубдккшшшьаи^ох-По тсмс.лисс£ртшшы

1. Санитарно-гигиенические оценка водоемов Вологодской и Архангельской областей // В сб.: Современные вопросы водопользования населения и санитарной охраны водоемов. -М., 1976. -С.46-50 (с соавт.).

2. Временные методические указания к изучению санитарных условий водопользования и жгзки населения при территориальном перераспределении речного стока (МЗ СССР, N 2685-83.29.J3.83), (с соавт.).

' 3. Санитарная охрана водоемов от загрязнения сточными "вод£.1и . предприятий химической

промышленности (методические рекомендации, МЗ РСФСР, 23.04.90), (с соавт.).

4. Руководство по прогнозированию медико-биологических последствий гидротехнического

строительства, - М.1990, - 172 С. (с соавт).

5. Временные методические рекомендации к разработке прогнозов изменений медико-биологической обсгановкл в связи с территориальным перераспределением водных ресурсов, -М. 1984, - 567 С. ( с соавт.).

6. Методические рекомендации и схемы изменил санитарного состояния водоемов Северной Двины // В сб.: Современные вопросы водопользования населения и санитарной охраны водоемов. - '141.1976, - с.58-67, (с соавт.).

7. Гигиенические вопросы и методические подходы изучения поверхностных водоемов // В сб.: Продовольственная база Сибири и Дальнего Востока, рационализация питания и обеспечение населения питьевой водой.-Новосибирск-Шушенское., 1978., С.83-85 (с соавт.).

8. К вопросу об автоматизации контроля качества воды водоемов // Гигиена и санитария.-1977-ЖО,-С.60-66 (с соавт.).

9. Гигиенические аспекты проектирования переброски части стока северных рек в бассейн р.Волги // В сб.: Материалы научно-практической конф. "Охрана окружающей среды", -Пермь, 1977, -С.36-37 (с соавт.).

10. Материалы по гигиенической оценке санитарного состояния рек в бассейне Северной Двины // В сб. Вопросы гигиены поды и санитарной охраны водоемов.-М., 1977,-С.-85-91 (с соавт.).

! 1. Гигиеническое изучение и оценка санитарного состояния водоемов з условиях промышленно развитых регионов // В сб.: 1 респ. конф. "Проблемы охраны окружающей среды в районах с шгтенсивно

развивающейся промышленности", -Кемерово, -1979, -С.37-39 (с соавт.).

12. Гигиенические вопросы межбассейнового перераспределения стока рек // В сб.: Гигиеническая оценка и комплексное использование водных ресурсов Среднего Поволжья, -М., 1982, -С.37-41 (с соавт.).

13. Гигиенические и эпидемиологические аспекты перераспределения речного стока // Материалы научной конференции "Охрана окружающей среды и здоровья населения в условиях современного города", Уфа, 1980, -С.76-78 (с соавт.).

14. Методие^кие подходы к изучению условий водо&ользования в районах перераспределения речного стока // В сб.: Гигиенические вопросы охраны водоемов и улучшения водопользования населения. -М, -1982, C.6-I8 (с соавт).

15. Методические подходы к проведению, санитарно-бактериологичсского контроля водоемов северных рек // В сб.:Методы исследования воды в гигиене. -М, 1983, - С.79-83 (с соавт.).

16. Условия водопользования и состояние здоровья населения в районах намечаемого изъятия и транспортировки части стока северных рек в бассейн р.Волги. -М., 1985. -С.26-34.

17. Гигиеш. веская оценка качества воды на участках водоемов с меняющимися гидрологическими режимами в условиях их комплексного использования //Гигиена и санитария, 1985, N 11,С. 70-71 (с соавт.).

18. Некоторые вопросы изучения микробного загрязнения водных объектов в связи с прогнозированием

условий водпользования // В сб.Методы индикации биоценоза патогенных и потенциально патогенных микроорганизмов в объектах окружающей среды. -М., 1985, С.91-94 (с соавт.).

19. Санитарно-микробиолопгческая характеристика участков рек с меняющимися гидрологическими режимами // В сб. Методы индикации биоценоза патогенных и потенциально патогенных микроорганизмов в объектах окружающей среды. - М., 1985, С.54-55 (с соавт.).

20. Особенности санитарного состояния северных рек и гигиеническая оценка условий водопользования и здоровья населения // В сб.Гигиеннческие аспекты охраны здоровья населения территориально-промышленных комплексов Сибири и Крайнего севера. -М., 1985, -С.34-38.

21. Медико-биологические аспекты проблемы территориального перераспределения водных ресурсов // В сб. Санитарные условия водопользования и здоровья населения в связи с перераспределением речного стока. М., 1985, -С. 12-17 (с соавт).

22. Гигиенические вопросы водопользования населения в связи с проектированием и осуществлением гидротехнического строительства и мелиорации // Материалы У1 Всероссийского съезда гигиенистов и санитарных врачей. -М., 1985. -С.55-61 (с соавт.).

23. Антропогенное евтрофированне поверхностных водоемов и его влияние на здоровье населения // Гигиена и санитария, 1986, N7, - С.56-59 (с соавт.).

24.Характер изменений индикаторной, условно патогенной, патогенной микрофлоры при антропогенном воздействии и его значимость в оценке условий

водопользования населения // Гигиена и санитария, 1986, N12, С.49-53 (с соавт.).

25. Условия использования водоемов с меняющимися гидрологическими режимами // Гигиена и санитария, 1987, N 6, -С. 12-14 (с соавт.).

26. Гигиеническая оценка поверхностного стока с территорий городов и промышленных площадок // Глгиена и санитария, J989, -N 9, - С. 56-59 (с соавт.).

27. Гигиеническая оценка натрнй-синтафа как загрязнителя вод // В сб, Гигиена труда и охрана окружающей среды в химической промышленности. -Н.Новгород, 1991, - С.23 (с соавт).

28. Медико-биол огические аспекты проблемы

<

территориального перераспределения водных ресурсов // В сб. История и современные проблемы гигиены и эпидемиологии в Вологодской об. асти. -Санкт-Петербург, 1995,-С. 18-27.( соавт.).

29. Гигиеническая оценка состояния водоемов с меняющимися гидрологическими режимами в зоне влияния сточных вод металлургического комбината // Материалы Всесоюзной научно-технического совещания "Пути решения экологических проблем на предприятиях черной металлургии". - М., 1990, -С. 27-28 (с соавт.).

30. Оценка эффективности очистки воды от токсичных химических загря^ лений в процессе водоподготовки // Токсикологический вестник, 1995, N 1,-С. 39-41.

31. Изучение факторов окружающей среды и их влияние на здоровье населения в регионе бассейна Северной Двины // Экология человека, 1995: N2, -С. 118124.