CC BY
6
УДК 628.3Я7:574.64
М. А. Пинигин, JI. X. Цыгановская, Я. И. Тарадин, Л. И. Фетисова
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ТОКСИЧНОСТИ ГИДРОАЭРОЗОЛЯ ОБОРОТНЫХ ВОД
Институт общей коммунальной гигиены им. А. Н. Сыснна АМН СССР, Москва; Воронежский филиал ВНИИ синтетического каучука
Создание замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий с повторным использованием очищенных городских и промышленных сточных вод способствует решению проблемы охраны водоемов от загрязнения путем полного прекращения сброса сточных вод. Однако при использовании таких вод в системах охлаждающего водоснабжения с включением градирен открытого типа возникает опасность поступления загрязнений, содержащихся в оборотной воде, в атмосферный воздух в составе гидроаэрозоля, выносимого из градирен. В современных вентиляторных градирнях циркулирует до 10 000 т воды в час при регламентированной по СНиП величине выноса капельной влаги 0,5 % объема циркулирующей воды, вынос капельной влаги из градирен может составить до 50 т в час. В этой воде содержится целый ряд токсичных компонентов в концентрации до десятка миллиграммов в 1 л (хром, цинк, нитраты, нитриты, формальдегид и ряд других веществ, специфичных для различных промышленных сточных вод). Общее содержание солей может составлять от 3 до 6 г/л.
При расположении на промышленной площадке до 30 таких градирен создается значительное загрязнение воздушного бассейна токсичными компонентами оборотной воды, сформированной из очищенных сточных вод различного состава. В связи с этим необходима регламентация допустимого выноса капельной влаги из градирен на основе экспериментальной оценки токсичности и обоснования безопасных уровней воздействия гидроаэрозолей оборотных вод, сформированных на основе очищенных сточных вод различного состава.
В настоящей работе проведена оценка токсичности гидроаэрозолей оборотных вод, сформированных на основе очищенных хозяйственно-бытовых (городских) стоков и смеси их со сточными водами некоторых производств синтетического каучука с обоснованием их безопасных уровней воздействия.
Оценку токсичности гидроаэрозоля проводили -в эксперименте на белых крысах-самцах при непрерывном ингаляционном воздействии. Моделирование реальных процессов трансформации гидроаэрозоля в условиях эксперимента представляло определенные трудности. В натурных условиях гидроаэрозоль, выносимый из градирен, при распространении в воздухе частично испаряется и на расстоянии 500 м присутствует в виде твердых аэрозольных частиц. Поэтому в экспе-
риментальных условиях с помощью специальной форсунки необходимо было создать столь мелко диспергированный гидроаэрозоль, чтобы в воздухе затравочных камер в результате испарения практически определялись лишь аэрозоли компонентов оборотной воды.
Принимая во внимание сложность состава оборотных вод и их далеко не полную расшифрован-ность, особенно при использовании сточных вод различных отраслей промышленности, наиболее целесообразно было вести нормирование по гидроаэрозолю оборотной воды как единому комплексу, а не по отдельным загрязняющим веществам, тем более что состав оборотной воды, сформированной на основе типичных смесей сточных вод (смесь городских и промышленных сточных вод определенных производств), довольно постоянен, так как схема очистки сточных вод была строго определенной в зависимости от их состава.
Некоторые из санитарно-хнмических показателей оборотных вод, сформированных на основе типичных смесей сточных вод, могут рассматриваться в качестве лимитирующих (ХГ1К, БПКполн., общее солесодержание и др.), так как они определяют величину гигиенического норматива.
Изучение характера биологического действия гидроаэрозоля оборотной воды, сформированной на основе очищенных хозяйственно-бытовых (городских) сточных вод, в концентрациях 2,0 и 0,2 г/м3 в хроническом 4-месячном эксперименте на животных позволило выявить выраженную токсичность его в концентрации 2,0 г/м-1, что проявилось в стойком изменении ряда показателей (снижение прироста веса, нарушение картины периферической крови, снижение антитоксической функции печени, изменение активности ряда окислительно-восстановительных ферментов). Изменения в организме животных под влиянием гидроаэрозоля в концентрации 0,2 г/м'1 по большинству показателей достоверно не отличалось от таковых в группе контрольных животных, что позволило рассматривать эту концентрацию как пороговую и, приняв коэффициент запаса 10, установить безопасный уровень воздействия гидро-аэрозоля такого состава 20 мг/м3.
Сточные воды производства синтетического каучука содержат разнообразные загрязнители, различающиеся по степени токсичности. В эксперименте были изучены сточные воды, содержащие низкомолекулярные соединения жирного ряда с температурой кипения до 150°С и орга-
ническне соединения ароматического ряда с температурой кипения до 200°С (сточная вода № 1), а также сточные воды, включающие, кроме перечисленных загрязнителей, органические соединения с температурой кипения выше 200вС и циклические спирты — диоксановые, диолы (сточная вода № 2). Сточные воды в зависимости от состава проходили очистку по различным схемам и смешивались с очищенными хозяйственно-бытовыми (городскими) сточными водами в соотношении 1 : 4. Токсичность гндроаэрозоля оборотной воды, сформированной на основе описанных выше сточных вод, оценивали в эксперименте на основе зависимости концентрация — время. Выражение зависимости концентрация — время в виде прямой в логарифмических координатах позволяет прогнозировать порог хронического действия на основе эксперимента с 4—5 концентрациями в течение 1 мес с последующей экстраполяцией прямой до 4 мес. При этом порог хронического действия с количественной точки зрения устанавливается надежнее, чем в ранее принятых экспериментах с установлением недействующей концентрации (Г. И. Сидоренко и М. А. Пинигин; М А. Пинигнн, 1974, 1977).
В результате исследований была выявлена четкая зависимость времени наступления определенных токсических эффектов от величины воздействующей концентрации гидроаэрозоля. Полученные в эксперименте данные представлены в табл. 1.
Единый методический подход, использованный в экспериментах, позволяет провести сравнительную оценку токсичности гидроаэрозоля оборотных вод двух различных составов по сроку наступления одинаковых эффектов. Как видно из табл. 1, гндроаэрозоль оборотной воды, сформи-
Таблица I
Зависимость наступления токсических эффектов от концентрации гидроаэрозоля
Срок наступления эффекта. ч
Концентрация гидроаэрозоля. г/м' изменение СПП понышенне активности каталазы повышение активности пероксидазы повышение активности глю-козо-6-фос-фатдегндро-геназы
Гидроаэрозоль на основе очищенных городских и сточных вод № 1
6.2 24 336 120 120
3,6 120 480 336 240
2.7 336 540 450 336
1,7 1200 720 720 —
Гидроаэрозоль на основе очищенных городских и сточных вод № 2
4,0 72 240 120 96
2,1 120 336 240 120
1,2 336 504 420 240
0,5 720 720 720 720
Таблица 2
Параметры прямых зависимости концентрация — время
к" х о х О 2 Ч « те rí »- к В ■ a § ь а 2я Е *
Показатели U se И С = cí а ¿S Коэфф запаса а ° -^ * * Í55 I = о.
Г идроаэрозоль на основе очищенных городских и сточных вод № I
СПП 1.4 108 36 0,04
Активность каталазы 0,14 150 14 0,01
Активность пероксидазы 0,7 128 12 0.0Ü
Активность глюкозо-6-
(|к)сфатдегндрогеназы 0,92 122 16 0,06
Г идроаэрозоль на основе очищенных городских сточных
вод № 2
СПП 0,15 140 10 0,015
Активность каталазы 0,055 150 13 0,004
Активность пероксидазы 0,109 137 5 0,021
Активность глюкозо-6-
фосфатдегидрогеиазы 0,12 135 7 0,017
рованной на основе смеси очищенных городских и промышленных сточных вод № 2, вызывает повышение активности каталазы к 336 ч при воздействии в концентрации 2,1 г/м3, а гидроаэрозоль оборотной воды на основе смеси городских и промышленных сточных вод № 1 — в концентрации 6,2 г/м3, то же относится и к повышению активности глкжозо-6-фосфатдегидрогеназы. Повышение активности пероксидазы к 120 ч наступает соответственно при воздействии гидроаэрозоля в концентрациях 4,0 и 6,2 г/м3.
На основании такого сравнения можно констатировать большую токсичность гидроаэрозоля оборотных вод на основе смеси очищенных городских и промышленных сточных вод, содержащих трудно окисляющиеся органические вещества, в том числе и циклические высококипящне спирты (сточная вода № 2).
Полученные в эксперименте данные позволили построить прямые зависимости концентрация — время по перечисленным показателям, определить порог хронического действия при экстраполяции их- на период 4 мес воздействия, а с учетом дифференцированного коэффициента запаса в зависимости от угла наклона прямых рассчитать недействующие уровни. Эти данные представлены в табл. 2.
В качестве безопасного уровня воздействия гндроаэрозоля выбирается наименьшая концентрация из числа недействующих. Таким образом, для гидроаэрозоля оборотных вод, сформированных на основе смеси очищенных городских и сточных вод производства синтетического каучука, содержащих низкомолекулярные соединения жирного ряда и органические соединения ароматического ряда с температурой кипения до 200°С (сточная вода № 1) безопасный уровень
воздействия составляет 0,01 г/м3, или 10 мг/м3. Для гидроаэрозоля оборотных вод, сформированных на основе смеси очищенных городских и сточных вод производства синтетического каучука, содержащих, кроме перечисленных выше загрязнителей, органические соединения с температурой кипения выше 200°С и циклические вы-к сококипяшие спирты (сточная вода № 2), безопасный уровень воздействия составляет 0,004 г/м3, или 4 мг/м3.
Выводы. 1. Экспериментально доказана возможность токсического действия выносимого из градирен гидроаэрозоля оборотных вод. Степень токсичности гидроаэрозоля определяется составом очищенных сточных вод, используемых для формирования оборотных вод в охлаждающих системах.
2. Установлены безопасные уровни воздействия гидроаэрозолей оборотных вод на основе сточных вод различного состава.
3. Установленные безопасные уровни воздействия гидроаэрозолей позволяют регламентировать глубину очистки сточных вод, используемых
УДК 6 M.7I/.73-07:616.24-006.6:313.13
В современных крупных городах и промышленных центрах параллельно с ростом загрязнения атмосферного воздуха различными химическими веществами наблюдается увеличение заболеваемости населения как неспецнфическими заболеваниями органов дыхания (бронхитами, пневмониями и др.), так и специфическими, в частности, раком легкого (Э. И. Дейчман; Л. П. Ронжина; В. И. Ферштудт). Роль токсических агентов атмосферных загрязнении как провоцирующего фактора в распространении неспецифической легочной патологии достаточно хороню изучена (К. А. Буштуева; Н. Ф. Измеров; Grandjean; I. Heimbach, и др.). Что же касается оценки их роли в распространении рака легкого, то об этом еще нет определенных научных данных. По мнению многих ученых, наблюдаемый рост рака легкого у населения может быть обусловлен загрязнением атмосферного воздуха канцерогенными веществами. В то же время, согласно данным экспериментальной онкологии, в развитии опухолевого процесса наряду с канцерогенными агентами существенное значение имеют и неспецнфические химические факторы (Л. М. Шабад и соавт.; И. М. Нейман; Kotin и Falk, и др.). К таким факторам, по-видимому, следует отнести и некоторые токсичные атмосферные загрязнения, воздействию которых, как
в оборотных системах, и режим работы градирен по величине выноса капельной влаги.
Литература. Пинигин М. А. — В кн.: Фармакология. Хнмиотерапевтнческне средства. Токсикология. Проблемы токсикологии. М., 1974, т. 6, с. 83—120. Пинигин М. А. — В кн.: Гигиенические аспекты охраны окружающей среды. М., 1977, вып. 5, с. 8—11. Сидоренко Г. И., Пинигин М. А. — Гиг. и сан., 1972, № 3, 93—95.
Поступила 26.01.81
Summary. The toxicity of circulating waler hydroaerosol condensed from water-cooling towers at industrial enterprises was measured. Safe levels of the hydroaerosol effect were determined for circulating water containing purified sewage of various composition: for those containing purified city sewage, 20 mg/m3; for those comprising a mixture of purified city sewage and sewage from synthetic rubber manufacture containing low-molecular compounds of the fatty series and organic compounds of the aromatic series with the boiling points under 200 °C, 10 mg/m3; for a mixture of the above waters containing organic compounds with the boiling points above 200 °C and cyclic high-boiling alcohols, 4 mg/m3. The developed standards make it possible to regulate the work schedules of watcr-cooling towers with respect to the quantity of the condensed moisture.
и канцерогенных веществ, в условиях промышленного города подвергается население. Подтверждением данного положения являются пока еще малочисленные материалы, свидетельствующие о том, что наиболее распространенные атмосферные загрязнения — сернистый газ, окислы азота и фенол — в экспериментальных условиях могут активировать процессы опухолеобразова-ния в легких животных (КизсЬпег н Ьазкш).
Рост у населения промышленных городов частоты неспецифической легочной патологии, особенно хронических бронхитов, которые рассматриваются некоторыми онкологами-клиницистами как предраковое состояние (Б. Е. Петерсон), дает основание полагать, что атмосферные загрязнения, провоцирующие хронические воспалительные заболевания легких, могут быть одной из причин, повышающих риск заболевания раком легкого. Изучение взаимосвязи между загрязнением воздушного бассейна и уровнем заболеваемости и смертности населения от рака органов дыхания проводилось нами на примере 3 средних промышленных городов, которые практически мало различались по климатическим условиям, возрастно-половой структуре населения, уровню медицинского обслуживания и ряду других социально-экономических факторов, но имели неодинаковые степень и характер загрязне-
Н. Н. Скворцова, Е. В. Иродова
ВЛИЯНИЕ АТМОСФЕРНЫХ ЗАГРЯЗНЕНИИ НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАКА ЛЕГКОГО
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
