CC BY
19
2. Расчетным путем установлены коэффициенты риска по различным объектам, выражающиеся для Г1Э от 0,2 в осадках стоков до 0,67 в водоемах, для сальмонелл в сточной и морской воде соответственно 0,38 и 0,74.
3. Использование предлагаемого коэффициента позволяет получать сигнальную информацию для проведения целенаправленного оперативного контроля и оздоровительных мероприятий.
Литература
1. Блак Р. Е., Мерсон М. Г., Роу Б. — Б юл. ВОЗ, 1981, т. 59, № 2, с. 173—179.
2. Касьяненко А. М. — Врач, дело, 1984, № 9, с. 1—4.
3. Касьяненко А. М„ Григорьева JI. В. — Микробиол. журн., 1984, № 4. с. 82—86.
4. Сидоренко Г. И. — В кн.: Продовольственная программа СССР и комплексные проблемы гигиены села. Киев, 1984, с. 20—21.
Поступила 28.05.85
S u m m а г у. It has been suggested to use enterophage detection for determining a risk of environmental contamination with enteropathogenic bacteria. Risk coefficients for pathogenic Escherichia (0.2-0.7) and Salmonella (0.4 and 0.7) in various objacts have been derived.
УДК 6I4.777:579.8]-02:546.214
В. А. Рябченко, Н. А. Русанова ДЕЙСТВИЕ ОЗОНА ПРИ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИИ ВОДЫ
НИИ коммунального водоснабжения и очистки воды, Академия коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова, Москва
В настоящее время озонирование широко применяется для обработки воды на водопроводах многих стран, особенно Европы. В Советском Союзе озон также используется в водоподготовке на крупнейших водоочистных станциях Москвы, Киева, Минска, Горького и других городов. Однако, несмотря на широкую мировую практику применения озона в водоснабжении, многие важнейшие вопросы, касающиеся обеззараживания, в литературе практически не освещены. К ним относятся:
— эффективность воздействия озона не только на санитарно-показательную микрофлору воды, учитываемую по коли-индексу и числу сапрофитных бактерий, ко и на представителей других групп микро- и макроорганизмов, поступающих на водоочистные сооружения с природной водой и подвергающихся озонированию в процессе ее обработки;
— глубина обеззараживающего действия и длительность сохранения качества питьевой воды после озонирования в системах водоснабжения;
— влияние предварительного хлорирования на эффект обеззараживания озоном, поскольку на водоочистных сооружениях, как правило, осуществляется предварительное хлорирование и имеются данные практических лабораторий об отрицательном действии остаточного хлора на процессы обесцвечивания и дезодорации при озонировании [1].
В задачу настоящей работы входило изучение указанных вопросов и на основании результатов исследований определение критериев эффективности обеззараживания и оптимальных условий применения озона на водопроводах в качестве обеззараживающего агента.
Исследования выполнены на опытно-технологи-ческой установке НИИ коммунального водоснабжения и очистки воды, оборудованной озонато-
ром Л ГО-15 и имитирующей работу водоочистных станций с одноступенчатой и двуступенчатой схемами очистки воды производительностью 12 м3/сут, и на действующих водопроводах Киева и Горького, где по технологии обработки воды предусмотрено заключительное озонирование.
Озонирование проводили при разных концентрациях остаточного озона (от 0,1 до 20 мг/л), времени контакта озона с водой (4, 8, 12 и 16 мин), различной температуре воды (от 6 до 24 °С), степени ее очистки и pH (от 6,0 до 11,0). В ряде опытов изучали влияние остаточного хлора на эффект обеззараживания озоном. В этом случае озонированию подвергали нехлорированную, а также предварительно хлорированную воду с содержанием остаточного хлора 0,3—1 мг/л. Для выявления возможности реактивации микроорганизмов после заключительного озонирования во-ду исследовали при ее длительном хранении в т различных условиях с соблюдением стерильности.
Эффективность озонирования оценивали по са-нитарно-бактериологическим показателям (коли-индексу и общему количеству бактерий), действию озона на содержащуюся в поверхностной воде грамотрицательную оксидазоположительную микрофлору, образующую колонии на среде Эндо при 37 °С (ориентировочно бактерии родов Pseudomonas, Aeromonas, Alcaligenes), на бациллы антракоида, коли-фаг Ть вирус полиомиелита I типа (LSc, 2ab), а также на фито- и зоопланктон, организмы бентоса.
Коли-индекс и общее количество бактерий в исходной воде и после воздействия озона учитывали согласно ГОСТу 18963—73 «Вода питьевая. Методы санитарно-бактериологического анализа»; аналогично определению коли-индекса с использованием метода мембранных фильтров выделяли из тех же объемов воды грамотрицатель-.
Ж
^'ные оксидазоположительные бактерии. Количество бацилл антракоида определяли посевом на мя-сопептонный агар с использованием мембранного метода. Коли-фаги контролировали методом агаровых слоев по Грациа с тест-культурой Е. ccli. Вирус полиомиелита титровали на первично-трип-синизированной культуре клеток почек обезьян. Численность гидробионтов, не потерявших жизнеспособности, подсчитывали при семикратном увеличении, количество фитопланктона — с использованием люминесцентной микроскопии.
Исходная концентрация микроорганизмов по кишечной палочке и бациллам антракоида составила 104—105 микробных клеток в 1 л воды, по общему количеству бактерий — 8—100 в 1 мл, по грамотрицательным оксидазоположительным палочкам — 5—300 в 1 л, по коли-фагам — 103— 104 БОЕ/л, по вирусу полиомиелита — 10— 300 БОЕ/л. Количество гидробионтов различных групп (циклопы, дафнии, харпактициды, личинки хирономид, олигохеты) колебалось от нескольких ^ единиц до нескольких десятков в 1 л, зеленых, г^сине-зеленых и диатомовых водорослей — от нескольких тысяч клеток до 2 000 000 в 1 л.
В результате исследований установлены малоизвестные зависимости степени обеззараживания воды от ее температуры, pH, наличия остаточного хлора.
В отличие от хлора при озонировании с понижением температуры воды лучше проходили процессы обеззараживания, инактивации вирусов, отмирания фито- и зоопланктона, что связано с увеличением растворимости озона в воде при низкой температуре. Во всех случаях эффективность воздействия озона при температуре воды 6—12 °С была на порядок выше, чем при 18—20 °С.
Более высокий эффект обеззараживания достигнут в слабокислой среде. В случае озонирования воды с pH 9,5—11,0 эффект обеззараживания снижался. Особенно четко это проявлялось мри воздействии озона на спорообразующие микроорганизмы. Заметно это и на вирусах, инактивация которых ускорялась в кислой среде, что было выражено в первые 10 мин озонирования.
Таблица 1
Влияние температуры и pH воды на эффективность озонирования в отношении бацилл антракоида (доза озона 20—22 мг/л)
Число бацилл в 1 л исходной воды Темпера -тура веды. °С pH воды Число бацилл в 1 л воды после озонирования
(2,3±0,63) • 103 (3,7±0,31)-103 (1,8+0,10)-103 (1,38±0,03) ■ 103 (2,1±0,66). 103 (2,2±0,01) • 104 (1,0±0,03)-102 25—30 18—20 6—12 18—22 18—22 18—22 18—22 7,8—8,0 7,8—8,0 7,8-8,0 10,0—11,0 10,0—11,0 6,5—6,8 6,5—6,8 320+40 12±6 Н/о (4,8±0,036)-102 (1,0±0,08).103 6±0,8 1±0,3
Примечание. Здесь и в табл. 2 Н/о — не обнару-гяно.
Таблица 2
Эффективность воздействия озона на микроорганизмы поверхностных вод в зависимости от длительности озонирования при остаточной концентрации озона в воде 0,1—0,3 мг/л
Показатели До озонирования После озонирования, п ро дол жавшегося
4 мин 8 мин 12 мин 16 мин
Общее количество бактерий в 1 мл Колн-индекс Индекс грамотрнца-тельных оксидазоположительных палочек Индекс бацилл антракоида Вирус полиомиелита, БОЕ/л Коли-фаги, БОЕ/л 43±6 (2,2+0,3)-101 1Е0±11 (1,3+0,1) -Ю3 30+3 (•1.5+0.3) -10' 6±1 3-6 3 140+5 23+1 10 000 5+2 3 «3 75+6 7±1 100+12 7±1 <3 27+4 Н/о Н/о 6+1 <3 <3 24+3 Н/о Н/о
При более продолжительном воздействии озона эффективность обеззараживания в кислой и щелочной воде уравновешивалась.
В табл. 1 приведены данные лабораторных исследований по изучению влияния температурного фактора и рН среды на спороцидный эффект озона.
При исследовании воды, содержащей коли-фа-ги, установлено, что наличие в воде остаточного хлора в пределах 0,1—0,9 мг/л не сказывается на эффективности обеззараживания озоном. В ряде случаев может наблюдаться ее повышение. Так, в первые 3 мин озонирования (остаточного озона 0,1—0,3 мг/л) воды, содержащей в 1 л 1,5—2 мг остаточного хлора, эффект обеззараживания на порядок выше по сравнению с достигаемым одним озонированием.
Наибольший интерес представляют данные, полученные при исследовании воды, подвергнутой озонированию в соответствии со стандартом на питьевую воду (табл. 2).
Результаты обеззараживания воды были различными в зависимости от вида микроорганизма и продолжительности озонирования. После озонирования воды в течение 4 мин снижение коли-ин-декса до 3 наблюдалось лишь в 60 % проб. Количество сапрофитов составило 5—7 в 1 мл, коли-фагов — 104 БОЕ/л, вируса полиомиелита — 28 БОЕ/л, бацилл антракоида — 140 в 1 л воды.
Озонирование в течение 8 мин при том же содержании остаточного озона позволило получить воду более высокого качества по микробиологическим показателям. Так, коли-индекс всегда снижался до 3, численность группы грамотрицатель-ных оксидазоположительных палочек также уменьшалась до 3 и менее в 1 л, количество фагов — до 100 БОЕ/л, вируса полиомиелита — до 7 БОЕ/л, содержание бацилл антракоида — до 75 в 1 л.
Продление времени озонирования до 12 мин привело к дальнейшему снижению численности микроорганизмов вплоть до их полного исчезно-
венйя: кишечные палочки, коли-фагп и энтерови-русы ни в одной из'этих проб не были обнаружены. Отсутствовал рост грамотрнцательных окси-дазоположнтельных бактерий. Уменьшалось количество бацилл антракоида. На общее количество бактерий удлинение сроков озонирования даже до 16 мин практически не влияло.
Таким образом, при одной и той же концентрации (0,1—0,3 мг/л) остаточного озона эффект обеззараживания воды был достигнут по коли-индексу только за 8 мин, по энтеровирусам — не менее чем за 12 мин воздействия озона. Однако при увеличении содержания остаточного озона с 0,1—0,3 до 0,43—0,48 мг/л обеззараживание могло быть достигнуто по коли-индексу и вирусу полиомиелита за 4 мин озонирования.
Полученные результаты показали, что степень воздействия озона на микроорганизмы зависит не только от его остаточной концентрации, но и от времени контакта с водой. Значение длительности контакта озона с водой для оценки эффективности озонирования подтверждается также результатами изучения глубины обеззараживающего действия озона.
С этой целью воду, обработанную озоном в течение 4, 8, 12, 15 мин при его остаточной концентрации 0,1—0,3 мг/л, хранили 7 сут в стерильных условиях в темноте при комнатной температуре. В качестве контроля в тех же условиях хранили неозонированную воду.
Установлено, что в контрольных пробах воды количество микроорганизмов в течение 7 сут наблюдения находилось на неизменном уровне или постепенно снижалось. В озонированной же воде уже через 1 сут хранения отмечались изменения, сходные с имевшимися при посеве непосредственно после воздействия озона. Через 2—4 сут в воде, озонированной 4 и 8 мин, возрастал коли-нндекс, значительно повышалось количество грамотрнцательных оксидазоположительных бактерий. Увеличивалось общее количество бактерий. В то же время концентрация бацилл антракоида за 7 сут практически не изменялась. Содержание коли-фа-гов и энтеровирусов, наоборот, с течением времени снизилось, что свидетельствовало об их постепенном отмирании при хранении воды.
Микробиологические показатели озонированной в течение 12 и 16 мин воды в процессе 7-суточ-ного хранения не ухудшались.
Внесение в обеззараженную воду (остаточного озона 0,1—0,3 мг/л, время контакта 4 и 8 мин) биогенных элементов — азота (5—50 мг/л), фосфора (0,5—5 мг/л) и комплекса органических веществ (белков, аминокислот, углеводов и витаминов), а также стерильных осадков и соскобов из водопроводных труб систем коммунального водоснабжения — способствовало повышению коли-индекса, резко стимулировало размножение сапрофитных бактерий и грамотрнцательных оксидазоположительных палочек, а также удлиняло сроки выживания вирусов и фагов. В воде, озони-
рованной в течение 12 и 16 мин при той же к он-А центрации остаточного озона, развития микрофлоры при хранении и внесении минеральных и органических веществ не наблюдалось. Следовательно, для эффективного обеззараживания воды при остаточной концентрации озона 0,1—0,3 мг/л необходим контакт с озоном не менее 12 мин.
Результаты проведенных исследований дают основание считать, что в качестве критерия эффективности обеззараживания недостаточно принимать только концентрацию остаточного озона в воде, как это имело место в старом ГОСТе 2874—73. Необходимо учитывать, как и в случае хлорирования, время контакта с озоном.
В связи с этим в новый ГОСТ 2874—82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством» для оценки эффективности обеззараживания озоном, кроме его остаточной концентрации после камеры смешения 0,1—0,3 мг/л, введена экспозиция озонирования не менее 12 мин.
В результате наблюдений на реальных водоочистных сооружениях и в лабораторных условиях^ при хранении обеззараженной озоном питьевойС воды, как уже отмечалось выше, может возрасти численность бактериальных клеток. При хлорировании такое явление обычно наблюдалось только после исчезновения остаточного хлора, служащего консервантом воды [3]. При этом отмечено, что в первую очередь увеличивалось количество грамотрнцательных оксидазоположительных палочек, образующих колонии на среде Эндо при 37 °С. Установлено, что если в посевах на среду Эндо через 48 ч инкубации при 37 °С высевалось не более 3 колоний грамотрнцательных оксидазоположительных палочек из 1 л, то вода после озонирования не меняла своего качества по бактериологическим показателям в течение длительного периода (по крайней мере в течение 2 нед). Если их было более 3, то уже на следующий день в этой воде наблюдался значительный рост, а в отдельных случаях увеличивался и коли-индексц Поэтому при озонировании представляется целе^ сообразным в качестве критерия глубины обеззараживания воды озоном использовать дополнительный показатель — содержание в ней грамотрнцательных оксидазоположительных палочек, растущих на среде Эндо при 37 °С. Особенно важен этот показатель для тех систем водоснабжения, в которых вода находится длительно [2].
В отношении гидробионтов дозы озона, которые обычно применяются на водоочистных станциях, малоэффективны независимо от времени озонирования. Например, для гибели олигохет требовалось вместо 0,2 мг/л остаточного озона 0,5 мг/л при начальной дозе 6 мг/л и длительности контакта 1,5—2 ч. Увеличение дозы озона до 20 мг/л не обеспечивало полного эффекта обеззараживания в отношении бактериальных спор. Изменение длительности контакта при дозе 20 мг/л также не дало желаемого эффекта. Следовательно, озонирование воды на водоочистной
сооружениях не является препятствием для проникновения в сеть всевозможных микро- и макро-гидробионтов.
В то же время установлено, что надежный эффект обеззараживания по санитарно-показатель-ным микроорганизмам, коли-фагам, вирусу полиомиелита будет обеспечен при соблюдении совокупности следующих условий:
— на озонирование должна поступать вода с концентрацией указанных микроорганизмов, допустимой для источников хозяйственно-питьевого водоснабжения;
— вода, поступающая на озонирование, должна быть осветлена до требований ГОСТа 2874—82, так как при не полностью осветленной воде могут встречаться нестандартные пробы, особенно по вирусу;
— предварительное хлорирование, обеспечивающее необходимую концентрацию в воде остаточного хлора;
— контакт озона с водой должен быть не менее 12 мин при обеспечении остаточного озона в течение всего времени озонирования 0,1—0,3 мг./л;
— озон не должен применяться в качестве заключительного этапа обработки воды, направляе-
мой в систему водоснабжения; в противном случае озонированную воду перед поступлением в сеть необходимо хлорировать с целыо введения консерванта.
Литература
L Афанасьев В. А. — В кн.: Семинар «Применение озона и активированного угля для повышения качества питьевой воды». Материалы. М., 1979, с. 13—18.
2. Русанова Н. А. и др — Гиг. и сан., 1984, № 3, с. 76— 78.
3. Рябченко В. А. и др. Рекомендации по технологии хлорирования для устранения биологических факторов ухудшения качества воды в протяженных водопроводах. М„ 1982.
Поступила 25.11.85
Summary. The efficiency of microorganisms ozone treatment for surface water decontamination was assessed experimentally at a semi-industrial unit and at water treatment plants. Effective decontamination was ensured by the ozonation of water clarified in accordance with the State Standard 2874-82. The concentrations of microorganisms in influent water were characteristic of communal and drinking water supply sources. Ozonation duration should not be less than 12 minutes, with residual ozone concentrations ranging from 0.1 to 0.3 mg/1. Prechlorination and subsequent ozonation produce a joint effect. Use of ozone at the final stage of water treatment is not recommended.
УДК 614.72:546.723'267]-074
Е. И. Беседина, Н. В. Грань, А. Б. Ермаченко, Н. Н. Говорунова, Т. П. Ермаченко
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ФЕРРИ- И ФЕРРОЦИАНИДОВ КАЛИЯ КАК ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
Донецкий медицинский институт
Все возрастающее использование в различных отраслях промышленности смесей металлов и их сплавов, разнообразных композиций веществ и комплексных соединений может приводить к интенсивному загрязнению атмосферного воздуха Огородов.
Отсутствие в законодательстве по санитарной охране атмосферного воздуха нормативов для ци-ансодержащих комплексных соединений (ферри-и ферроцианидов калия) обусловило необходимость проведения данной работы. Нами установлены параметры острой токсичности для указанных соединений при внутрижелудочном введении. Среднесмертельная доза феррицианида калия для крыс равна 5,3±0,637 г/кг, для мышей — 2,97± ±0,282 г/кг, ферроцианида калия — соответственно 6,4±0,734 и 5±0,449 г/кг.
Анализ показателей токсикометрии этих веществ свидетельствует о примерно одинаковой их токсичности. Однако, исходя из химической структуры исследуемых соединений и ввиду меньшей устойчивости феррицианида калия в водной среде, можно предположить более выраженное токсическое действие последнего на теплокровный организм в сравнении с ферроцианидом.
Основные закономерности общетоксического действия феррицианида калия изучены на 250 белых крысах при 6-месячном круглосуточном ингаляционном поступлении в организм в концентрациях 1,001 ±0,0192 мг/м3 (1-я группа), 0,51± ±0,0113 мг/м3 (2-я группа), 0,11 ±0,0025 мг/м3 (3-я группа) и 0,042±0,0027 мг/м3 (4-я группа). Создаваемые в камерах концентрации феррицианида калия контролировали с помощью спектро-фотометрического метода, который основан на образовании окрашенного комплекса гексациано-феррата (III) с ионами железа [2].
Л^етоды изучения функционального состояния организма животных выбирали, исходя из данных литературы о влиянии химических соединений, содержащих калий, железо, группу CN на нервную и сердечно-сосудистую системы, окислительно-восстановительные процессы [1, 4].
Анализ результатов регистрации подпорогсвых импульсов — суммацнонно-порогового показателя (СПИ) животных, вдыхавших аэрозоль феррицианида калия в концентрации 1,001 мг/м3, позволил установить достоверное повышение данного показателя после 2-месячной затравки и далее на протяжении всего эксперимента, что свидетель-
