Гигиеническое обоснование и оценка эффективности применения УФ-излучения в комплексной технологии обеззараживания питьевой воды [Электронный ресурс] Фридман Роман Кириллович

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Современное состояние проблемы обеззараживания питьевой воды (обзор литературы) 11

1.1. Микробное загрязнение воды и заболеваемость населения 11

1.2. Сравнительная характеристика основных и альтернативных методов обеззараживания воды 17

1.3. Опыт применения УФ-излучения в практике обеззараживания воды 22

Резюме 38

ГЛАВА 2. Программа, материалы и методы исследований 39

2.1. Программа исследований 39

2.2. Методики, объекты и объем исследований 43

ГЛАВА 3. Гигиеническое обоснование необходимости внедрения на водопроводных станциях Санкт- Петербурга дополнительных методов обеззараживания питьевой воды 55

3.1. Гигиеническая оценка качества воды р. Невы - основного источника хозяйственно-питьевого водоснабжения населения Санкт-Петербурга 55

3.2. Санитарно-гигиеническая характеристика качества воды в местах расположения водозаборных сооружений 76

3.3. Гигиеническая оценка качества питьевой воды в процессе водоподготовки и в распределительной сети 84

3.4. Анализ инфекционной заболеваемости и расчет эпидемиологического риска, связанного с водным фактором 95

Резюме 100

ГЛАВА 4. Изучение гигиенической эффективности комплексной схемы обеззараживания питьевой воды хлорсодержащими реагентами и УФ- излучением 103

4.1. Санитарно-гигиеническая оценка комплексной технологии обеззараживания воды УФ-излучением по результатам опытно-промышленных испытаний 104

4.2. Санитарно-гигиеническая оценка комплексной технологии обеззараживания питьевой воды в условиях реальной эксплуатации ..112

4.3. Гигиеническая оценка различных способов утилизации промывочных вод установок УФ-обеззараживания питьевой воды 131

Резюме 136

ГЛАВА 5. Прогнозирование возможности применения титанового коагулянта для повышения эффективности УФ-обеззараживания воды 140

5.1. Гигиеническая характеристика основных способов обработки воды, повышающих эффективность ее обеззараживания... 140

5.2. Исследование эффективности очистки воды титановым коагулянтом по показателям мутности, содержанию органических и хлорорганических соединений 141

5.3. Исследование эффективности обработки воды титановым коагулянтом по микробиологическим показателям 149

Резюме 152

Заключение 153

Выводы 163

Практические рекомендации 166

Список литературы 167

Приложение 192

• Сравнительная характеристика основных и альтернативных методов обеззараживания воды
• Санитарно-гигиеническая характеристика качества воды в местах расположения водозаборных сооружений
• Санитарно-гигиеническая оценка комплексной технологии обеззараживания питьевой воды в условиях реальной эксплуатации
• Исследование эффективности очистки воды титановым коагулянтом по показателям мутности, содержанию органических и хлорорганических соединений

Введение к работе

Актуальность темы

Обеспечение населения доброкачественной питьевой водой приобретает в последние годы характер глобальной проблемы в связи с повсеместно наблюдающимся интенсивным загрязнением водных объектов. Наряду с химическим, источники водоснабжения испытывают значительное микробное загрязнение, уровень которого непрерывно возрастает (Ю.А.Рахманин и соавт., 2002, 2003, 2005; Ю.В.Новиков и соавт., 2002; А.Е.Недачин, 2003, 2005; Г.Г.Онищенко, 2005).

Микробное загрязнение воды играет наиболее важную роль при оценке степени риска для здоровья (K.V.Tardiff, 1993). Как свидетельствуют данные литературы, роль водного фактора в распространении инфекционных заболеваний не только уменьшается, но в ряде случаев возрастает. Отмечается появление новых возбудителей или возможность передачи с водой тех заболеваний, роль которых в инфекционной патологии человека раньше считалась гипотетической (Л.М. Мамонтова и соавт., 2001; J.E.Stout et al„ 1997; M.S. Doggett, 2000; V. Lu et al., 2002).

Ведущим методом водоподготовки, направленным на профилактику инфекционных заболеваний, является обеззараживание. Длительное успешное применение для этих целей хлора объясняется достаточно высокой его эффективностью в отношении санитарно-показателыюй, условно-патогенной и патогенной микрофлоры. Однако, в результате исследований, проведенных в последние годы (А.М.Войтенко и соавт., 1999; D.Alitchkow, 2000 и др.), выявлено возникновение хлоррезистентных форм бактерий. После всех стадий очистки и обеззараживания на водопроводных станциях в питьевой воде сохраняются условно-патогенные бактерии, простейшие, микроводоросли (Н.В.Немцева и соавт., 2003; Н.А.Романенко, 2003), грибы (M.S. Doggett, 2000) и вирусы (В.И.Бондаренко и соавт., 2003; В.В.Малышев и соавт., 2003).

Исходя из этого, состояние проблемы микробного загрязнения питьевой воды следует рассматривать, прежде всего, с точки зрения нерешенности приоритетной задачи ее деконтаминации, как главного условия обеспечения эпидемической безопасности.

Другой гигиенически значимый аспект применения хлорсодержащих реагентов для обеззараживания питьевой воды связан с образованием токсичных побочных продуктов, способных оказывать мутагенный, канцерогенный и ряд других неблагоприятных эффектов (Г.Н.Красовский и соавт., 2003; З.И.Жолдакова и соавт., 2003; Н.А.Егорова и соавт, 2004).

В связи с этим поиск новых высокоэффективных, технологически приемлемых и гигиенически адекватных технологий очистки и обеззараживания питьевой воды приобретает серьезное практическое значение и, прежде всего, для городов-мегаполисов с их многомиллионным населением (А.Е.Недачин и соавт., 1999; Кашкарова и соавт., 2004; П.Г.Ромашов, 2004).

Повышение требований к качеству очищенной воды, связанное с выходом СанПиН 2.1.4.1074-01, повлекло за собой необходимость улучшения качества очистки питьевой воды на существующих сооружениях ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга», поиска и гигиенического обоснований новых технологических решений.

Отсутствие работ по гигиенической оценке комплексной технологии подготовки питьевой воды, предусматривающей применение на стадии первичного обеззараживания гицохлорита натрия, а на стадии вторичного обеззараживания (перед подачей чистой воды в городскую сеть) - УФ-излучения определило необходимость и актуальность проведения настоящих исследований.

Работа является фрагментом федеральной программы «Научные основы гигиены окружающей среды» и выполнялась в рамках плановой темы кафедры общей гигиены «Разработка региональных показателей качества

воды и приоритетных профилактических мероприятий по оптимизации хозяйственно-питьевого водоснабжения населения Санкт-Петербурга и Ленинградской области» (2005-2008 гг.).

Цель исследования - гигиеническое обоснование и оценка эффективности применения хлорсодержащих реагентов и УФ-излучения в комплексной технологии обеззараживания питьевой воды в условиях действующих водоочистных сооружений.

В соответствии с целью решались следующие основные задачи:

1. На примере данных о качестве воды в р.Неве, питьевой воды, инфекционной заболеваемости населения, расчета эпидемиологических рисков для здоровья обосновать необходимость внедрения на очистных сооружениях Санкт-Петербурга дополнительных способов обеззараживания питьевой воды.

2. На основании результатов опытно-промышленных испытаний и реальной эксплуатации УФ-установок по обеззараживанию воды на главной водопроводной станции Санкт-Петербурга:

дать гигиеническую оценку биоцидного действия УФ-излучения в комплексной технологии обеззараживания питьевой воды;

изучить возможность образования побочных продуктов дезинфекции на этапах хлорирования и УФ-облучения;

обосновать наиболее оптимальный способ утилизации промывочных вод установок УФ-обеззараживания питьевой воды.

3. На основе оценки эффективности обработки воды титановым
коагулянтом по показателям мутности, содержанию органических веществ
и микробиологическим показателям обосновать возможность его
применения для оптимизации технологических схем водоподготовки с
использованием УФ-излучения.

7 4. Разработать предложения по совершенствованию методики

гигиенической оценки и организации санитарно-эпидемиологического

надзора за применением УФ-излучения в технологиях водоподготовки.

Научная новизна. Впервые получены новые научные данные, свидетельствующие об эффективности комплексной технологии обеззараживания питьевой воды, сочетающей хлорирование и УФ-облучение.

Показано отсутствие образования новых органических веществ в процессе УФ-обработки.

На примере Санкт-Петербурга научно обоснована необходимость внедрения на действующих водоочистных сооружениях дополнительных способов обеззараживания питьевой воды, включающей УФ-облучение.

Дана гигиеническая оценка эффективности применения нового реагента ТК-1 на стадии коагулирования, позволяющего повысить эффективность обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением.

Практическая значимость и внедрение в практику. Результаты многоплановых исследований позволили дать положительную санитарно-гигиеническую оценку технологии обеззараживания питьевой воды с использованием хлорсодержащих реагентов и УФ-излучения. Обоснована перспективность применения данной технологии на водопроводных станциях Санкт-Петербурга. Разработаны предложения по совершенствованию методики гигиенической оценки и организации санитарно-эпидемиологического надзора за использованием УФ-излучения в практике обеззараживания воды. Материалы диссертации использованы при подготовке:

- Методических рекомендаций «Методика эколого-гигиеЕшческого обоснования региональных показателей качества природных вод и оценки риска

8 здоровью» (СПб., 2004, уровень внедрения - федеральный);

Методических рекомендаций по анализу пространственного распределения бактериального загрязнения водных объектов (СПб., 2004, уровень внедрения - региональный);

учебного пособия «Применение УФ-излучения в практике обеззараживания воды (СПб., 2005, уровень внедрения - региональный).

Результаты исследования внедрены в деятельность:

территориального управления Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Санкт-Петербургу;

ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Санкт-Петербурге»;

Постоянной комиссии по здравоохранению и экологии Законодательного Собрания Санкт-Петербурга;

ГУП «Водоканал Санкт-Петербург»;

учебный процесс Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. И.И.Мечникова.

Внедрение результатов работы в практику подтверждено актами и справками о внедрении.

Апробация работы. Материалы диссертации обсуждены и одобрены на совместном заседании гигиенических кафедр и проблемной комиссии «Гигиена и первичная профилактика заболеваний» Санкт-Петербургской государственной медицинской академии им. И.И.Мечникова (октябрь, 2005 г.), ее разделы доложены на:

- выездном заседании Научного совета по экологии человека и гигиене
окружающей среды РАМН и МЗ и СР РФ «Проблемы обеззараживания
воды мегаполиса» (Санкт-Петербург, 2003);

Всероссийской конференции с международным участием «Биологические аспекты экологии человека» (Архангельск, 2004);

- Пленуме научного совета по экологии человека и гигиене окружающей

среды РАМН и МЗ и СР РФ «Современные проблемы медицины окружающей среды» (Москва, 2004);

- Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы риска
здоровью населения России от воздействия факторов окружающей среды»
(Москва, 2004);

- II форуме «Питьевые воды России 2005» (Москва, 2005);

- Международной научно-практической конференции «Обеззараживание
воды: технологии, эффективность, безопасность» (Санкт-Петербург, 2005).

Личный вклад. Автор принимал непосредственное участие во всех разделах работы. Проведен сбор и анализ литературы по проблеме обеззараживания воды УФ-излучением, составлен план и разработана программа комплексных исследований по оценке качества воды р.Невы, питьевой воды, заболеваемости населения, рассчитаны риски для здоровья, проведена оценка эффективности обеззараживания воды до и после внедрения технологии УФ-обеззараживания воды на стадии опытно-промышленных испытаний и реальной эксплуатации на Главной водопроводной станции Санкт-Петербурга. Самостоятельно проведены статистическая обработка, анализ и обобщение результатов исследования; внедрение их в практику. Доля участия автора в накоплении информации -80%, в обработке результатов - 100%.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, в их числе: 2-статьи, 2-методические рекомендации, 1 учебное пособие, 9 тезисов в трудах региональных и всероссийских конференций с международным участием.

10 Положения, выносимые на защиту.

1. Необходимо повысить эффективность обеззараживания питьевой воды
на действующих водоочистных сооружениях Санкт-Петербурга как
главного условия обеспечения эпидемической безопасности.

Стабильно неудовлетворительное по санитарно-микробиологическим показателям качество воды реки Невы в районе водозабора Главной водопроводной станции, несовершенство существующей технологии обеззараживания питьевой воды (хлорирование), не обеспечивающей необходимый в современных условиях уровень безопасности воды для здоровья населения, требует скорейшего внедрения новых более эффективных технологий водоподготовки.

2. Дана положительная санитарно-гигиеническая оценка комплексной
технологии обеззараживания питьевой воды с использованием
хлорирования и УФ-облучения.

Использование Уф-облучения после контактных осветлителей в дополнение к существующей схеме очистки позволяет повысить надежность обеззараживания питьевой воды.

3. Выполнена прогностическая оценка использования титанового
коагулянта в технологии водоподготовки.

Применение на стадии коагулирования нового реагента на основе титана позволит повысить эффективность обеззараживания воды УФ-излучением и хлорированием за счет снижения мутности, содержания органических веществ и микробного загрязнения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, приложения; изложена на 192 страницах машинописного текста, содержит 45 таблиц и 8 рисунков; список литературы включает 246 источников, из них 166 отечественных и 80 иностранных авторов.

Сравнительная характеристика основных и альтернативных методов обеззараживания воды

Важно отметить, что в развитых странах отмечается снижение удельного веса «классических водных инфекций» и увеличение числа вспышек, связанных с заражением воды микробами-оппортунистами, вирусами и простейшими. В частности, об этом свидетельствует анализ более 200 вспышек заболеваний вследствие потребления или воздействия недоброкачественной воды в США в 80-е гг. XX века, %: гастроэнтерит не установленной этиологии (65), лямблиоз (11), бактериальная дизентерия (6), гепатит А(8), легионеллез (4), сальмонеллез (4), брюшной тиф (2).

Исследователи считают, что значительное число гастроэнтеритов неустановленной этиологии возникло в результате заражения не только энтеровирусами, но и кампалобактериями, криптоспоридиями, иерсиниями и другими возбудителями-оппорунистами. При этом основной причиной вспышек инфекционных заболеваний является недостаточная очистка питьевой воды и/или ее загрязнение при поступлении в водопроводные сети. В 40% случаев недоброкачественность питьевой воды была связана с недостаточным ее хлорированием на водопроводных станциях или с временным перерывом этого процесса по различным обстоятельствам (E.Akin et al., 1971; J.Sckiffetal., 1984).

В литературе обращается внимание на менее известные заболевания, водный путь передачи для которых неоспорим, а характер их распространения всецело зависит от состояния водоснабжения и очистки питьевой воды в конкретных населенных пунктах. Наибольшую опасность в этом смысле представляют энтеро- и ротавирусы, легионеллы и некоторые простейшие. Они характеризуются повсеместным распространением, высокой устойчивостью к внешней среде и к действию дезинфектантов, патогенностыо для человека и отсутствием мер специфической профилактики (Э.В.Рабышко и соавт., 1978; Ю.М.Шарлот, 1980; А.Е.Недачин, 2002; В.В.Малышев, 2003).

Возможность передачи вирусов водным путем неоднакратно подтверждалось на примере возбудителя вирусного гепатита. В литературе описано более 30 водных эпидемий гепатита А, связанные с использованием инфицированной питьевой воды (Н.Л.Зубкова и соавт., 2004; F.Taylor et al., 1966). Как правило, эпидемии и локальные вспышки вирусного гепатита А являются результатом фекального загрязнения питьевой воды или пищи. Однако многие исследователи не отрицая роли водного фактора в возникновении вспышечной заболеваемости, считают, что его значение минимально в поддержании сезонной спорадической заболеваемости населения гепатитом А. Вместе с те м достижения современной вирусологии в изучении свойств вируса гепатита А, закономерностей циркуляции энтеровирусов в водных объектах и, в частности, данные о прохождении последних через барьеры водоочистных вооружений, определенная неадекватность существующих бактериальных показателей эпидемиологической безопасности воды в отношении вирусов дают основание предположить, что вода остается действующим факторов, определяющим как начало формирования сезонного подъема заболеваемости, так и поддержания ее на значительном уровне (.В.Новиков и соавт., 2002; А.А.Королев и соавт., 2003). Как это не парадоксально, но повышение благосостояния и улучшение бытовых условий проживания населения (горячее водоснабжение, применение кондиционеров и т.д.) может сопровождаться увеличением риска распространения ранее относительно редких заболеваний, имеющих в основе водный фактор передачи, таких как легионеллез. За последние годы он занял значительное место среди инфекционных заболеваний человека бактериальной этиологии (А.А.Королев и соавт., 2003). Таким образом, вода, как самый подвижный компонент окружающей среды в случае контаминации может быть конечным фактором передачи многих кишечных патогенов. Это происходит в результате аварийных ситуаций на водопроводах и коммуникациях, недостаточной очистки хозяйственно-бытовых стоков, обеззараживании воды и др., что ставит перед предприятиями водоснабжения и водоотведения серьезную задачу по обеспечению эпидемической безопасности водопользования. Основные теоретические и методические положения гигиены воды и водоснабжения, опубликованные выдающимися отечественными гигиенистами Г.В.Хлопиным, А.Н.Сысиным, А.Н.Марзеевым, С.Н.Черкинским, позволили определить обеззараживание, как ведущий метод водоподготовки, направленный на профилактику инфекционных заболеваний. С давних пор хлорирование считалось самым эффективным и простым способом дезинфекции. В начале столетия применение хлора занимало почти монопольное положение в дезинфекции, при этом не было и особой нужды искать и развивать другие способы. Это нагляднее всего проявляется в существующей практике дезинфекции питьевой воды в большинстве развитых стран. Например, с США 98,6% питьевой воды подвергается хлорированию. Озонирование составляет только 0,37%, остальные методы 0,75% (S.American Water, 1992).

Однако, начиная с середины 70-х годов, применение хлора стало приковывать к себе все больше внимания. Тогда были опубликованы первые научные результаты об образующихся в воде во время хлорирования хлорорганических соединениях. Сначала были получены данные о тригалометанах, а позднее и о других вредных соединениях. Это стимулировало разработку других методов обеззараживания воды (реагентных, безреагентных и комбинированных).

Анализ многочисленных данных литературы (Г.П.Зарубин и соавт., 1976; В.М.Альшин и соавт., 1996; В.М.Бутин и соавт., 1996; Ю.И.Скурлатов и соавт., 2000; А.В.Авчинников, 2002; З.И.Жолдакова и соавт., 2002; Г.Н.Красовский и соавт., 2003; В.М.Бахир, 2004; У.Шалеб и соавт., 1958; S.Epstein, 1974; A.Cheremisinoff, 1981; W.Haag et al., 1983). B.N.Ames et al., 1989; B.N.Wes et al., 1990; U.S.Environmental..., 1991, 1996; W.Cairus, 1993; H.Beruhardt, 1996) о достоинствах и недостатках известных основных и альтернативных методов и технологий обеззараживания воды (табл. 1.1.) позволяет констатировать, что ни один из них не смог полностью вытеснить применение хлора. Тем не менее по мере разработки новых методов и накопления знаний применение хлора постоянно сокращается, а в некоторых случаях от него уже отказались полностью.

Санитарно-гигиеническая характеристика качества воды в местах расположения водозаборных сооружений

В Западной Европе лишь отдельные водопроводы, соответствующие этим требованиям (в основном небольшие и облицованные) работают без химического обеззараживания воды. В России, как известно, водопроводная . сеть на большинстве водопроводов выполнена из чугунных и стальных труб без внутренней облицовки, подверженных коррозии и обрастанию биопленкой. Степень износа сети достигает 30-50%. Все это приводит к частым авариям и повреждениям, интенсивность которых в расчете на 2 км/год в 2-3 раза выше, чем на Западе. Резервуары чистой воды часто не оборудованы фильтрами-поглотителями, что приводит к проникновению в воду загрязнений из воздуха. К этому следует добавить, что и уровень -эксплуатации сети на отечественных водопроводах зачастую ниже, чем за рубежом. Поэтому в наших условиях вероятность вторичного загрязнения воды при ее транспортировании к потребителю существенно выше, чем на зарубежных водопроводах. Нельзя однозначно переносить зарубежный опыт подачи воды в сеть без обеззараживания или только с обработкой УФ-облучением, не рискуя вероятным микробиологическим загрязнением этой воды в сети (С.В.Храменков и соавт., 2001).

К числу недостатков следует отнести также отсутствие надежного способа оперативного контроля за эффективность обеззараживания. Кроме того, эффективная доза УФИ при прочих равных условиях зависит от типа установок и, следовательно, необходимо проверять эффективность работы -оборудования в каждом конкретном случае. Осаждение содержащихся в воде гуминовых кислот, железа и солей марганца на кварцевом чехле ламп, уменьшает интенсивность излучения. Все это свидетельствует о том, что обеззараживание воды УФ-излучением имеет вполне определенную область применения.

Анализ результатов исследований последних десятилетий показывает, что из года в год практически повсеместно качество воды поверхностных водоисточников ухудшается по причине массированного сброса в водоемы неочищенных бытовых, хозяйственных, промышленных, ливневых вод, содержащих различные микроорганизмы, в том числе патогенные.

Особую тревогу вызывает у специалистов тот факт, что нередко (около 0,5%) бактерии группы кишечной палочки, вирусы и цисты лямблий обнаруживаются также и в водопроводной воде, прошедшей все стадии очистки и обеззараживания.

Анализ ситуации, сложившейся с качеством водоснабжения и состоянием инфекционной заболеваемости населения, позволяет расценивать эпидемиолого-гигиеническое состояние питьевых вод как неблагоприятное, а разработку эффективных средств для обеззараживания воды как задачу актуальную и значимую.

Сравнительный анализ многочисленных данных литературы о достоинствах и недостатках известных и альтернативных методов и технологий обеззараживания воды позволил констатировать, что ни один из них не смог полностью вытеснить применение хлора. Тем не менее по мере разработки новых методов и накопления знаний применение хлора постоянно сокращается.

В настоящее время УФ-излучение рассматривается как основа наиболее передовых технологий водоочистки и водоподготовки. Он имеет ряд преимуществ перед другими способами обеззараживания, однако методу присущи недостатки, ограничивающие область применения. Любые внедряемые схемы обеззараживания воды с помощью УФ-излучения нуждаются в длительной гигиенической апробации в условиях, наиболее приближенных к реальным. Базой для проведения настоящего исследования определен г. Санкт-Петербург — крупнейший мегаполис Российской Федерации с населением более 4 млн. 800 человек, снабжение которого питьевой водой за 300-летнюю историю претерпело серьезные изменения. Опыт длительной эксплуатации водопроводных сооружений в городе показал, что в настоящее время они не в полной мере выполняют свое назначение и нуждаются в совершенствовании и модернизации. Программа исследований по гигиеническому обоснованию и оценке эффективности применения УФ-излучения в комплексной технологии обеззараживания питьевой воды включала следующие основные этапы и разделы: Этап I. Аналитический обзор литературы по современным проблемам очистки и обеззараживания питьевой воды: - микробная контаминация источников водоснабжения, питьевой воды и заболеваемость населения; - сравнительная характеристика основных и альтернативных методов обеззараживания воды; - опыт применения УФ-излучения в практике обеззараживания воды. Этап II. Обоснование необходимости внедрения на действующих водопроводных станциях Санкт-Петербурга дополнительных методов обеззараживания питьевой воды: - гигиеническая оценка качества воды в реке Неве - основном источнике хозяйственно-питьевого водоснабжения населения города; - интегральная оценка качества питьевой воды на стадиях водоподготовки и в распределительной сети; прогнозирование потенциальных рисков (канцерогенного, эпидемиологического), связанных с качеством питьевой воды; - анализ уровня и структуры инфекционной заболеваемости населения Санкт-Петербурга, связанной с качеством питьевой воды; оценка эффективности существующих технологий очистки н обеззараживания воды по обеспечению ее эпидемической безопасности. Этап III. Санитарно-гигиеническая оценка комплексной технологии обеззараживания питьевой воды хлорсодержащими реагентами и УФИ по результатам опытно-промышленных испытаний:

Санитарно-гигиеническая оценка комплексной технологии обеззараживания питьевой воды в условиях реальной эксплуатации

В наших исследованиях оценка риска здоровью от водного фактора осуществлялась с расчетом следующих типов потенциального риска: канцерогенный риск; риск возникновения органолептических (рефлекторных, немедленных) реакций; общетоксический риск и эпидемиологический риск, т.е. оценивалась вероятность того, что вода опасна по риску возникновения эпидемических ситуаций.

Для этого определяли максимальные и средние за выбранный период концентрации компонентов воды, и проводили оценку их соотношения с государственным нормативом (ПДК). Далее, канцерогенный риск определялся в соответствии с методикой ЕРА И8, а остальные виды рисков - в соответствии со следующими нормативными документами: Методические рекомендации «Комплексная гигиеническая оценка степени напряженности медико-экологической ситуации различных территорий, обусловленной загрязнением токсикантами среды обитания населения», утверждены Главным государственным санитарным врачом России Г.Г.Онищенко «30» июля 1997 г. №2510/5716-97-32 и «Методические рекомендации по оценке риска здоровью, связанного с загрязнением окружающей среды», региональный норматив по Санкт-Петербургу, №13-03-3-267.

Были проанализированы результаты лабораторного исследования качества воды реки Невы за пять последних лет (2000-2004 гг.) и определен риск для здоровья населения, обусловленный употреблением этой воды в качестве питьевой.

Известно, что значительное влияние на качество воды оказывает состояние распределительных сетей (П.Г.Ромашов, 2004). Как свидетельствуют данные литературы (Н.В.Боровков и соавт., 2003; К.Б.Фридман, 2004, В.В.Семенова и соавт., 2004) качество воды в городской распределительной сети в основном соответствует гигиеническим требованиям. Однако имеет место превышение содержания железа, увеличение мутности и цветности. Система подготовки питьевой воды не обеспечивает глубокое извлечение органических веществ.

В связи с этим нами дополнительно был оценен риск на различных этапах водоподготовкн на водопроводных станциях и в разводящей водопроводной сети города: водозабор, машинные отделения, выход в сеть, сеть.

При этом использовались результаты лабораторных исследований в более чем 160 точках, традиционно используемых санитарно-эпидемиологической службой города.

Согласно данным ВОЗ: «Инфекционные болезни, вызванные патогенными бактериями, вирусами, простейшими или паразитарными агентами, являются наиболее типичными и широко распространенными факторами риска для здоровья, связанными с питьевой водой» (Руководство по контролю качества питьевой воды // 2-е изд. - Том 1. Рекомендации. -Женева: Изд-во ВОЗ, 1994. - 258 с).

В связи с этим в наших исследованиях мы проводили анализ динамики общей и первичной заболеваемости взрослых, подростков и детей по классу инфекционные болезни, а также анализ структуры инфекционной патологии. При этом использовали данные Санкт-Петербургского государственного учреждения здравоохранения «Медицинский информационно-аналитический центр» и медико-статистические отчетные данные Территориального управления федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по городу Санкт-Петербург». Исследования по определению эффективности воздействия комплексной схемы обеззараживания воды хлораминами и ультрафиолетовым излучением на микроорганизмы, определение возможности образования побочных продуктов дезинфекции на этапах хлорирования и облучения выполнялись НПО «ЛИТ» совместно с ГУП «Водоканал Санкт Петербурга», технологической лабораторией ГВС, бактериологической, вирусологической, токсикологической, санитарно-химической лабораториями ГЛЦ Госсанэпиднадзора в Санкт-Петербурге, паразитологической лабораторией Центра Госсанэпиднадзора в Санкт-Петербурге, Центром Исследования Качества Воды в Санкт-Петербурге. Исследования проводились в два параллельных этапа: I этап - исследования на промышленной установке малой производительностью УДВ 6/6; средний расход воды через установку составлял 3,6 м3/час; доза ультрафиолетового облучения, сообщаемая обрабатываемой воде, в зависимости от качества, поступающей воды, колебаний расхода и загрязнения кварцевых чехлов составляла от 25 до 40 мДж/см . Определение эффективности обеззараживания воды УФ облучением производилось по результатам микробиологических исследований проб воды: исходной (р.Невы), очищенной на блоке контактных осветлителей (поступающей в УФ установку) и облученной на УФ установке, по показателям: колифаги (ежедневно по рабочим дням); споры сульфитредуцирующих клостридий (ежедневно по рабочим дням); ОМЧ, ОКБ, ТКБ (один раз в неделю); патогенные: сальмонеллы, шигеллы, фекальные стрептококки (один раз в неделю); вирусные показатели: энтеровирусы, типирование, гепатит А (один раз в неделю); паразитологические показатели: цисты лямблий, ооцисты криптоспоридий, яйца гельминтов (один раз в неделю).

Влияние физико-химических показателей на эффективность УФ-облучения оценивалось по показателям: мутность (каждый день по рабочим дням); цветность (каждый день по рабочим дням); окисляемость (один раз в неделю); щелочность (каждый день по рабочим дням); рН (каждый день по рабочим дням); ХПК (один раз в неделю).

Возможность образования побочных продуктов дезинфекции и изменение токсичности воды оценивалась по показателям: хлороформ (один раз в неделю); четыреххлористый углерод (один раз в неделю); дихлорбромметан (один раз в неделю); хлордибромметан (один раз в неделю); бенз(сс)пирен (один раз в неделю); формальдегид (один раз в неделю); индекс токсичности по гранулированной сперме быка (3 раза за время исследований); токсичность по дафниям (3 раза за время исследований).

Исследование эффективности очистки воды титановым коагулянтом по показателям мутности, содержанию органических и хлорорганических соединений

Загрязнение бытовыми и .промышленными стоками способствует возникновению новых биохимических процессов, нарушающих естественный режим состояния невской воды. Так, происходящее под действием внешних причин изменение соотношения между гуминовыми кислотами и фульвокислотами приводит к снижению цветности (окраски) воды, но не уменьшает общее массовое количество органических веществ, обусловливающих этот показатель.

Возрастание в воде количества взвешенных веществ, особенно за счет органических компонентов, также говорит об ухудшении санитарного состояния источника: взвешенные вещества являются носителями и в какой-то степени защитой бактериальных загрязнений. Изменение показателей качества воды наблюдается также по сезонам и месяцам года. Основные показатели качества воды р.Невы в течении года существенно изменяются, например, для мутности - от наиболее вероятного значения 1,8 2,1 мг/л, которая наблюдается в 41-46 % случаев, до максимальных значений 11-12 мг/л, имеющих место в период штормов на Ладоге и весенних паводков. За период с 1994 по 2000 г. качество невской воды стабилизировалось, и даже во время паводка наблюдается плавное изменение качества воды по таким показателям, как мутность, цветность и окисляемость. Однако по микробиологическим показателям загрязненность воды в р.Неве возрастает, вследствие чего на водопроводных станциях возникли проблемы с ее обеззараживанием. Аналитический обзор состояния р. Невы на отрезке от водозабора Корчмино до стрелки Васильевского острова за последние пять лет (1998-2002 гг.) по данным социально-гигиенического мониторинга, показал что вода р.Невы имеет низкую мутность, хотя количество взвешенных веществ возрастает от истока к устью, увеличиваясь в период весеннего и осеннего паводка. Величина этого показателя практически не изменилась, начиная с 60-х годов. Эти данные сопоставимы с показателями мутности и прозрачности. Вода реки Невы во всех девяти створах наблюдения характеризуется высокой прозрачностью - более 20-30 см. Тем не менее, в отдельные периоды (2001-2002 г.г.) в створе ГВС и у ТЭЦ зарегистрированы очень низкие величины этого показателя (до 5-9 см.). Для невской воды характерно значительное количество растворенного органического вещества аллохтонного происхождения, что определяет ее относительно высокую цветность, затрудняет и удорожает обработку воды на водопроводных станциях. Цветность невской воды составляет в среднем 30-35, увеличиваясь в период паводков и в летний сезон. Отмеченные колебания лежат в пределах 20 (от 19 до 39). Самая высокая цветность до 40-44-50 зарегистрирована в 1999-2000 г. у пляжа Петропавловской крепости и Эрмитажа. Цветность можно рассматривать как своеобразный косвенный показатель токсикологической опасности питьевых вод, т.к. органические вещества, определяющие уровень этого показателя, являются базой для образования ХОС в процессе хлорирования воды на водопроводной станции. С этим показателем коррелируют показатели наличия в воде органических веществ, такие как БПК; перманганатная и бихроматная окисляемость, содержание растворенного кислорода. Низкие температуры невской воды замедляют процессы окисления органических веществ благодаря этому, расход О2 на их биохимическое окисление невелик. Абсолютное содержание растворенного в воде кислорода на всем протяжении водотока во все периоды наблюдений и сезоны года остается высоким; процент насыщения воды кислородом даже в весенне-осенний паводок не падает ниже 80-94%, что соответствует гигиеническим требованиям нормативных документов по охране поверхностных вод. Содержание органических веществ в воде характеризуется средними величинами перманганатной окисляемости, величина которой колеблется от 6,75 мг02/л до 10,5 мг02/л, в среднем на участке от ЦТЭЦ до стрелки В.О. составляя 8,1 мг02/л. Значения окисляемости, также как и цветности, сравнительно мало изменяются как по течению, так и во времени. В отдельные периоды на отдельных участках реки этот показатель достигал значительных величин (до 17-22 мг02/л), особенно в период 1999-2000 г.г.: у стрелки В.О.; ТЭЦ-17 водозабор;-завода "Россия". Бихроматная окисляемость за исследуемый период колебалась от 6,0 до 26,3 мг02/л, наиболее высокие цифры ее зарегистрированы на участке от завода "Россия" до пляжа у Петропавловской крепости. В этих створах величина ХПК в 2001 году в весенне-осенний период достигала 30-39 мг02/л завод "Россия", 17 водозабор, пляж у Петропавловской крепости). Наименьшие значения этого показателя зарегистрированы в районе ЦТЭЦ, ГВС и у Эрмитажа.

Аналогична и динамика БПК полного. Величина этого показателя также увеличивается вниз по течению реки, в среднем составляя 3,1 мЮ2/л и достигал наибольших значений (5,5-5,7 мг02/л) в 5; 6; 7 и 8 створах. В отдельные периоды наблюдений в створе у Эрмитажа и Финляндского вокзала БПК полное составляло 12,6-14,4 мг02/л (1998-1999 г.г.), наименьшие значения этот показатель имел в районе ЦТЭЦ и ГВС.

Следует отметить, что уровень органического загрязнения по данным перманганатной и бихроматной окисляемости остается относительно стабильным за последние более чем 40 лет, хотя на отдельных участках появилась тенденция к их увеличению, в то же время БПК невской воды увеличилось на 12%.

Похожие диссертации на Гигиеническое обоснование и оценка эффективности применения УФ-излучения в комплексной технологии обеззараживания питьевой воды [Электронный ресурс]

Гигиеническое обоснование совершенствования оценки качества питьевой воды в организации санитарного надзора за питьевым водоснабжением территории (на примере Нижегородской области)Липшиц, Дмитрий Александрович

Гигиеническое обоснование метода интегральной оценки питьевой воды по показателям химической безвредностиЕрастова Наталья Вячеславовна

Научное обоснование критериев оценки эффективности и качества в деятельности гигиенических подразделений Центров госсанэпиднадзора Петручук Олег Евгеньевич

Научное обоснование и оценка эффективности комплекса средств биологической профилактики вредного действия пыли хризотил-асбестаСутункова Марина Петровна

Сравнительная гигиеническая оценка опасности веществ промышленного происхождения и продуктов их трансформации, образующихся при обеззараживании водыПолякова Елена Евгеньевна

Гигиеническая оценка химических средств обеззараживания воды плавательных бассейнов (на примере полиалкилгуанидинов)Одинцов Евгений Евгеньевич

Научное обоснование использования бутылированной воды для оптимизации условий водоснабжения населения (на примере Республики Татарстан)Давлетова Наиля Ханифовна

Гигиеническое обоснование использования подземных и дренажных вод для целей питьевого водоснабжения (на примере г. Старый Оскол)Махотина Ирина Григорьевна

Гигиеническое обоснование условий, обеспечивающих стабильность структурного состояния водыТеленкова, Олеся Геннадьевна

Гигиеническое обоснование совершенствования обеспечения и контроля эпидемической безопасности воды, обрабатываемой войсковыми средствами очистки в полевых условияхБокарев Михаил Александрович