CC BY
22
УДК 628.162.84:543.39
А. А. Семенова
БАКТЕРИЦИДНОЕ ДЕЙСТВИЕ СВОБОДНОГО И СВЯЗАННОГО ХЛОРА ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ТРЕБОВАНИЯМ ГОСТ 2874-73 «ВОДА ПИТЬЕВАЯ»
I Московский медицинский институт им. И. М. Сеченова
В зависимости от химического состава обеззараживаемой воды активный хлор может быть представлен 2 формами — свободной и связанной. Если вода не содержит аммонийных соединений, после введения хлора при обычных для практики водоснабжения диапазонах рН хлор может существовать в виде хлорноватистой кислоты и гипохлорит-иона. В этом виде он и рассматривается как свободный активный хлор. Если же в воде, подвергающейся хлорированию, присутствуют аммонийные и органические соединения, содержащие азот (протеины, аминокислоты), свободный активный хлор, взаимодействуя с ними, образует хлорамины и хлорпроизводные. Этот хлор, присутствующий в виде химических соединений с аммиаком и органическими азотными веществами, объединяется в понятие «связанный активный хлор».
Согласно литературным данным, свободный и связанный хлор различаются по свойствам, важным в гигиеническом отношении. Было установлено, что связанный хлор обладает более низким окислительно-восстановительным потенциалом и по бактерицидному действию уступает свободному и что процесс обеззараживания связанным хлором развивается гораздо медленнее (А. И. Изъюрова и соавт.; С. А. Фридлянд; С. Н. Черкин-скии и Н. Н. Трахтман; М. К. Маркарян; П. Н. Яговой). Однако конкретные данные, полученные при обеззараживании свободным и связанным хлором, применительно к реально существующим в практике водоснабжения условиям, разноречивы. ВииегПеЫ установил, что для полной гибели бактерий в течение определенного периода контакта связанного активного хлора требуется в 25 раз больше, чем свободного остаточного. А для полной гибели бактерий при различных количествах связанного и свободного активного остаточного хлора требуется приблизительно в 100 раз больший период контакта для связанного хлора, чем для свободного. К. С. Кичатова, исследуя процессы обеззараживания свободным и связанным остаточным хлором, установила, что при исходном заражении на уровне 10 ООО микробных тел в 1 л коли-индекс, равный 3, обеспечивается при уровне остаточного связанного хлора 0,83 мг/л и времени контакта 1 ч. Результаты более поздних исследований (М. А. Губарь и Н. Д. Козлова) свидетельствуют, что для обеспечения надежной степени обеззараживания связанным хлором необходимо содержание остаточного хлора 1,0 мг/л и время контакта 30 мин.
Учитывая изложенное, а также изменения условий обеззараживания, впервые введенные в новый ГОСТ 2874-73 «Вода питьевая», мы поставили задачу изучить бактерицидное действие 2 форм активного хлора при условиях, определенных практикой обеззараживания питьевой воды. Кроме того, нами было исследовано влияние некоторых факторов (рН, температура и исходное заражение воды) на процессы обеззараживания свободным и связанным хлором.
Бактерицидное действие свободного хлора определялось на безаммиачной воде, приготовленной по общепринятой методике и забуференной до рН 7,2—7,4. Тест-объектом служили кишечная палочка, музейный штамм № 734. Исходное заражение в различных опытах колебалось от 6-Ю3 до 15-10® микробных тел в 1 л. Дозу хлора подбирали таким образом, чтобы после соблюдения заданного времени контакта содержание свободного остаточного хлора находилось в пределах 0,2—0,5 мг/л. По истечении этого времени из каждой колбы стерильно отбирали необходимый объем воды, который после дехлорирования подвергали бактериологическому анализу с ^применением метода мембранной фильтрации. Параллельно отбору проб
Динамика бактерицидного действия связанного хлора
Остаточный хлор, мг/л
Время контакта, мин
0.6
0.8
1.0
>.2
30 45 60
92,05^0,3 97,81^0,23 98,35±0,16 99,47^0,08 99,98^ 0,03 99,997^ 0,0001
99,39^0,07 99,85^0,015 100
99,80^0,025 99,98^0,045 100
для бактериологического анализа в каждой колбе определяли концентрацию свободного остаточного хлора методом микротитрования метиловым оранжевым. Количество опытов в каждой серии колебалось от 15 до 20.
В результате проведенных экспериментальных исследований было установлено, что при времени контакта 30 мин степень обеззараживания, удовлетворяющая требованиям санитарного законодательства, обеспечивается при содержании остаточного свободного хлора 0,1 мг/мл. С увеличением исходной дозы хлора четко прослеживается общая закономерность усиления бактерицидного эффекта. При содержании остаточного свободного хлора 0,2 мг/л бактерицидный эффект составлял 99,998±0,0016%, при его содержании 0,3 мг/л наблюдалось полное обеззараживание.
С целью проверки возможности достижения надежного бактерицидного эффекта при более коротком периоде контакта было определено обеззараживающее действие свободного хлора при контакте 15 мин. Установлено, что при данном исходном заражении необходимая степень обеззараживания достигается при уровне остаточного свободного хлора 0,4 мг/л (остаточное количество бактерий до 3 в 1 л).
При определении бактерицидного действия связанного хлора также использовалась безаммиачная вода, концентрация водородных ионов в которой поддерживалась на уровне 7,2—7,4. Для создания необходимой концентрации аммонийных соединений в каждую колбу вводили определенный объем стандартного раствора хлористого аммония. Соотношение между создаваемой концентрацией аммиака и дозой хлора было 1 : 3. Бактериологический анализ проводили по той же методике, что для свободного хлора. Исходное заражение составляло от 5-Ю3 до 20-Ю3 микробных тел в 1 л. Концентрацию остаточного связанного хлора определяли йодкрахмальным методом, отсутствие в пробах свободного хлора подтверждалось методом микротитрования метиловым оранжевым. Количество опытов по каждому определению колебалось от 16 до 24. Данные эксперимента представлены в таблице.
Как и следовало ожидать, связанный хлор по обеззараживающему действию в значительной степени уступает свободному. Ни одна из испытанных доз остаточного связанного хлора не обеспечивает необходимого бактерицидного эффекта при времени контакта 30 мин. Увеличение периода контакта до 45 мин позволило добиться необходимого бактерицидного эффекта лишь при дозе остаточного связанного хлора 1,2 мг/л. Однако, согласно литературным данным (М. А. Губарь и Н. Д. Козлова), эта доза превышает допустимую концентрацию остаточного связанного хлора по органолепти-ческому признаку. Таким образом, для обеспечения достаточной степени обеззараживания необходимы время контакта 60 мин и концентрация остаточного хлора 0,6 мг/л. Полное обеззараживание при том же времени контакта наблюдалось при уровне остаточного связанного хлора 1,0 мг/л.
Среди ряда факторов, возникающих при практической подготовке питьевой воды и влияющих на эффективность обеззараживания, существенное место занимают физические и химические свойства воды. Бактерицидное действие хлора, скорость обеззараживания, необходимое время контакта в значительной степени зависят не только от вида хлора, но и от значения рН и температуры воды (Л. А. Кульский; М. К. Маркарян; С. Н. Черкин-
ский и Н. Н. Трахман; ВиЦепПеМ). Поэтому следующей нашей задачей было изучение влияние температуры и рН среды на процессы обеззараживания свободным и связанным хлором. Колебания указанных выше ингредиентов подбирали с учетом условий практического водоснабжения и составляли для температуры от 4 до 24° и для рН от 6,5 до 8,5.
Экспериментальные исследования подтвердили, что понижение температуры и сдвиг рН в щелочную сторону ослабляют бактерицидный эффект обеих форм активного хлора. Это влияние наиболее четко выражено при коротких периодах контакта и при обеззараживании наименьшими дозами хлора. Так, при обеззараживании свободным хлором и времени контакта 15 мин изменение рН до 8,5 вызвало снижение бактерицидного эффекта настолько, что ни одна из испытанных доз свободного хлора (остаточный хлор до 0,5 мг/л) не обеспечивала бактерицидного эффекта, удовлетворяющего требованиям санитарного законодательства. При увеличении контактного периода до 30 мин разница в бактерицидном действии свободного хлора при снижении температуры и изменении рН в щелочную сторону статистически не подтверждается. Однако при уровне остаточного свободного хлора 0,1 мг/л при рН воды 8,5 в некоторых опытах наблюдалось повышение коли-индекса до 6.
При обеззараживании связанным хлором зависимость бактерицидного эффекта от изменения температуры и активной реакции воды выражена в большей степени. Так, при времени контакта 30 мин влияние изменения активной реакции воды в щелочную сторону выразилось в снижении бактерицидного эффекта при уровне остаточного связанного хлора 0,6 мг/л с 92,9 до 79,9% (Р-<0,05). При контактном периоде в 1 ч и уровне остаточного хлора 0,6 мг/л снижение рН воды до 8,5 вызвало изменение бактерицидного эффекта с 99,98 до 99,87 % (остаточное количество бактерий от 0 до 12 в 1л). Таким образом, доза остаточного хлора 0,6 мг/л при данных условиях не обеспечивала бактерицидный эффект, удовлетворяющий требованиям санитарного законодательства. При концентрации остаточного связанного хлора 0,8 мг/л при рН 8,5 бактерицидный эффект равнялся 99,98% (остаточное количество бактерий до 3 в 1 л).
Кроме того, было исследовано влияние повышения исходного заражения на бактерицидное действие свободного и связанного хлора. Исходное заражение изменялось в интервалах: до 10 тыс. микробных тел, от 10 до 50 тыс., от 50 до 100 тыс. и при 1 млн. микробных тел в 1 л. Было установлено, что при уровне остаточного свободного хлора 0,2 мг/л и времени контакта 30 мин надежный бактерицидный эффект обеспечивался при повышении исходного заражения воды до 100 000 микробных тел в 1 л. В случае обеззараживания связанным хлором при соблюдении часового контактного периода и уровня остаточного хлора 0,8 мг/л бактерицидный эффект, удовлетворяющий требованиям санитарного законодательства, обеспечивался при повышении исходного заражения до 50 000 микробных тел в 1 л.
Выводы
1. Бактерицидный эффект, удовлетворяющий требованиям санитарного законодательства, обеспечивается при наименьшем содержании свободного остаточного хлора 0,2 мг/л и соблюдении периода контакта 30 мин, а также при уровне остаточного связанного хлора 0,8 мг/л и времени контакта 1 ч.
2. Рекомендуемые дозы определены с учетом влияния колебаний рН и температуры воды в пределах изменений, возникающих при практическом обеззараживании воды. Кроме того, установлен запас надежности обеззараживания при повышении исходного заражения воды.
3. Таким образом, при соблюдении условий обеззараживания, рекомендованных ГОСТ 2874-73 «Вода питьевая», бактерицидный эффект при исследованных изменениях свойств обрабатываемой воды будет удовлетворять требованиям санитарного законодательства.
ЛИТЕРАТУРА. Губарь М. А., Козлова Н. Д. — «Гиг. и сан.», 1967, № 5, с. 11—14. —Они ж е. — Там же, 1966, № 1, с. 17—21. — И з ъю р о -в а А. И., Шустова Л. Н. — «Водоснабж. и сан. техника», 1941, № 7—8, с. 40— 46. — К и ч а т о в а К. С. — «Гиг. и сан.», 1952, № 3, с. 44—45. — Кульский Л. А. Обезвреживание и очистка воды хлором. М.—Л., 1947. —Маркаряи М. К. — «Гиг. и сан.», 1952, № 4, с. 12—16. Фридлянд С. А. —Там же, 1950, № 7, с. 5—10.— Черкинский С. Н., Трахтман Н. Н. Обеззараживание питьевой воды. М., 1962. — Черкинский С. Н., и др. Руководство по гигиене водоснабжения. М., 1975. — ЯговойП. Н. — «Гиг. и сан.», 1961, № 2, с. 103—105. — Batterfi-е I d С. Т. — «РиЫ. Hlth Rep.», 1948, v. 63, p. 993.
Поступила 11/V 1976 г
THE BACTERICIDAL ACTION OF FREE AND COMBINED CHLORINE IN CONNECTION WITH REQUIREMENTS OF THE STANDARD 2874-73 «DRINKING
WATER»
A. A. Seme nova
The paper presents experimental investigation data on the bactericidal action of free and combined chlorine. The period of contact and the amount of residual active chlorine necessary for safe disinfection of the water were determined. The effect of pH, temperature and initial contamination on the bactericidal action of free and combined chlorine was investigated.
УДК 613.34:628.165
Канд. мед. наук Т. К. Пархомчук
КЛИНИКО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ К ОЦЕНКЕ ОПРЕСНЕННЫХ
КОНТИНЕНТАЛЬНЫХ ВОД
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Внедрение электродиализного метода опреснения в практику водоснабжения страны и использование опресненной воды для хозяйственно-питьевых целей обусловили необходимость проведения исследований по изучению возможного влияния опресненной воды на функциональное состояние организма и здоровье населения. Исследования проведены в 2 населенных пунктах Горьковской области (поселки Зименки и Ждановский), подземные воды которых относятся к высокоминералнзованным, сульфатно-кальциевого типа, с повышенной жесткостью.
Обследованы 2 группы населения: 1) использующие высокоминерализованную (исходную) воду в контрольном населенном пункте (поселок Ждановский), 2) использующие опресненную (на ЭОУ-НИИПМ-12) 1 воду (поселок Зименки). Район с высокоминерализованной водой мы рассматривали условно как контрольный, так как исследования проводились в сравнительном плане (исходная минерализованная вода и опресненная).
Колебания солевого состава опресненной питьевой воды, используемой населением, проживающим в поселке Зименки, составляли: по сухому остатку 545—898 мг/л, по содержанию хлоридов 0,5—10,7 мг/л, сульфатов 414—418 мг/л, кальция 100—194 мг/л, магния 32—44 мг/л, общей жесткости 7—13мг-экв/л, щелочности 2,3—2,4 мг-экв/л. Питьевая вода поселкаЖда-новский характеризовалась следующим солевым составом: сухой остаток 1660—1837 мг/л, хлориды 7,3—12 мг/л, сульфаты 790—1200 мг/л, кальцин 340—496 мг/л, магний 52—109 мг/л, общая жесткость 24—28 мг-экв/л, щелочность 2,7—3,1 мг-экв/л.
Выбор объектов для обследования населения был проведен с учетом концентраций основных компонентов солевого состава воды, длительности потребления ее населением, а также практической однородности социально-экономических условий и характера питания. Наблюдения выполнены на практически здоровых людях в возрасте от 18 до 50 лет, проживающих в
1 Элсктродиализная опреснительная установка Научно-исследовательского института пластмасс.
