CC BY
6
Известны пути возможного поступления фосфора из водоема в рацион человека с рыбой [3, 4] В настоящей работе изучали количественные показатели возможного поступления 32Р в рацион человека с пресноводной рыбой. На основании полученных результатов расчитывали соответствующие дозовые пределы внутреннего облучения за счет 32Р для ограниченной части населения — лиц категории Б. Таким образом, рассматривали уровни годового поступления 32Р в организм человека через органы пищеварения и возможные дозовые пределы. С этой целью выполнен эксперимент в водоеме, где были созданы условия для длительной нормальной жизнедеятельности рыб. Химический состав воды соответствовал таковому в открытых пресных водоемах северо-западного района СССР [5].
Исходя нз установленного норматива (700 Бк/л), концентрация фосфора в экспериментальном водоеме была на уровне 0,7±0,07 Бк/л. Определение 32Р в воде и рыбе проводили по стандартной методике, согласно методическим рекомендациям [2]. Всего исследовано 150 экземпляров рыб.
Содержание 32Р в тканях рыб составило в мышцах 5550—11 500 Бк/кг (в среднем 7770±2960 Бк/кг), в костях 8880—18 500 Бк/кг (в среднем 11800±3700 Бк/кг).
Полученные результаты показывают, что в костной ткани рыб 32Р накапливается в 1,5 раза больше, чем в мышцах. Тем самым поступление радионуклида в рацион человека будет происходить не только из съедобной части рыб (мышцы), но и также за счет перехода фосфора из несъедобной части (кости) в бульон при кулинарной обработке, в частности при варке.
Проведение пробной варки показало, что в бульон переходит до 15 % 32Р от общего содержания его в костях. Полученные результаты согласуются с данными работы [4].
Таким образом, экспериментальные исследования позволили установить, что при изученной концентрации 32Р в воде содержание радионуклида в пищевом рационе за счет рыбы нз этого водоема с учетом перехода его из костной ткани в готовое блюдо составит в среднем 9620 Бк/кг.
Поступление 32Р в пишевой рацион с рыбой зависит от количества потребляемого продукта, содержащего этот радионуклид. Исходя из особенностей уклада жизни, профессиональной деятельности, выделяется «критическая» группа — рыбаки, лодочники, бакенщики и т. д., охватывающая примерно до 10 % от общей численности всего местного населения. Среднедушевое годовое потребление рыбы лицами из «критической» группы составляет 50— 70 г/сут, в среднем 20 кг/год. Потребление рыбы населением прибрежных сельских пунктов в среднем равняется 10 кг/год и колеблется в пределах 25—30 г/сут.
После определения величины содержания радионуклида в пищевом рационе за счет пресноводной рыбы и установления ее потребляемого количества представляется возможным рассчитать годовое поступление в организм 32Р, которое составляет 185 000 Бк/год для «критической» группы и 92 500 Бк/год для местного населения в целом.
Полученные результаты позволили рассчитать эквивалентные дозы внутреннего облучения за счет поступления 32Р с рыбой для лиц из ограниченной части населения (категории Б), в первую очередь для «критической» группы. Расчет проводили путем сравнения годового поступления для изучаемой группы с пределом годового поступления, регламентируемым НРБ—76, и с соответствующим пределом дозы (ПД) по НРБ—76. Результаты показывают, что при поступлении 32Р (185 кБк/год) дозовые нагрузки для лиц из критической группы составляют на костную ткань 0,01 Зв/год, или 33 % от ПД. С учетом некоторых допущений и сопоставлений расчетным путем получе- , ны ориентировочные величины дозовых нагрузок: на красный костный мозг 0,003 Зв/год, или 60 % от ПД. на все тело 0.0016 Зв/год, или 33 % от ПД.
Полученные результаты показывают, что основные дозовые нагрузки приходятся на красный костный мозг — они составляют до 6С % от ПД по НРБ—76. Несмотря на то что абсолютные величины дозовых нагрузок на костную ткань в 6 раз выше дозы на все тело, эти относительные показатели равнозначны и составляют 33 % от ПД.
С использованием материалов и коэффициентов, рекомендуемых в Публикациях МК.РЗ было подсчитано, что при поступлении 32Р. равном 18 500 Бк/год, дозовые нагрузки составляют на эндостальную поверхность 1,5 мЗв/ год, или 5 % от ПД; на красный костный мозг 1,5 мЗв/ год, или 30 % от ПД; на все тело 0,3 мЗв/'год, или 6 % от ПД.
Таким образом, результаты анализа свидетельствуют, что при поступлении фосфора в организм человека через органы пищеварения основные дозовые нагрузки приходятся на красный костный мозг.
Полученные результаты могут быть использованы при проведении исследований по нормированию содержания 32Р в воде водоемов.
Литература
1. Корнберг X., Дэвис Д. Радиоактивность и пища человека: Пер. с англ. — М., 1971.
2. Методические рекомендации по санитарному контролю за содержанием радиоактивных веществ в объектах внешней среды / Под ред. А. Н. Марея, А. С. Зыковой. — М„ 1980.
3. Пакуло А. Г. //Гиг. и сан, — 1984, —№ 11, —С. 53—55.
4. Сауров M. М., Короткое К. В., Гнеушева Г. И. и др.//Радиоэкология водных организмов. — Рига, 1973, —Вып. 2, —С. 76—79.
5. Соколов А. А. Гидрография СССР. — Л., 1964.
6. Хоникевич А. А. Очистка радиоактивного загрязнения вод, лабораторий и исследовательских ядерных реактивов. М„ 1974.
Чоступила 12.04.88
1 Рекомендации МКРЗ. Радиационная защита. Публикация № 30. — Ч. 1, —M., 1982.
УДК 628.337
В. С. Кондратьев, М. Ф. Васильев, Г. Л. Дугин, И. В. Никишина, В. И. Иванов, С. П. Ковалев
ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЕ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕ СТОЧНОЙ ВОДЫ И ЕЕ БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ
ЖИВОТНЫХ
Ленинградский ветеринарный институт
Охране водных ресурсов как важной составной части социально-экономического развития общества у нас в стране уделяется большое внимание. В настоящее время уве-
личивается потребность в воде для нужд не только населения, но и животноводства, поэтому встает вопрос об ее повторном использовании. В связи с этим проявляется зна-
чительный ннтерес к разработке безвредных и эффективных методов обеззараживания сточной воды с применением различных физических факторов.
Известно бактерицидное действие на воду ультрафиолетовых лучей, ультразвуковых колебаний [6, 8]. В последние годы для обеззараживания воды широко применяется озонирование (5, 7]. Этот метод имеет ряд преимуществ перед хлорированием, но его внедрение сдерживается сложностью технологического оборудования и высокой стоимостью. Уделяется внимание использованию внешних силовых полей для обезвреживания жидкостей, однако полное бактериологическое обеззараживание достигается только при включении в технологию обработки дополнительных систем (ультрафиолетовое облучение, ультразвук) [1].
Ведутся работы по изысканию способов обработки сточных вод, позволяющих получить очищенную воду, пригодную в некоторых случаях для питья. Одним из таких методов является электрогидравлическая (ЭГ) обработка воды, впервые предложенная Л. А. Юткиным [9], автором электрогндравлического эффекта (ЭГЭ). В отличие от других методов обеззараживания при ЭГ-обработке на воду действует комплекс факторов: гидродинамические процессы, включая кавитэционные; электромагнитное излучение, верхний диапазон которого достигает ультрафиолетового; озонирующее действие. Обеззараживающее действие ЭГЭ на воду было подтверждено при дальнейших исследованиях [2, 3]. Вместе с тем вопрос о практическом применении ЭГ-обработанной сточной воды в сельскохозяйственном производстве может быть решен только при проведении комплексных исследований, включающих проверку ее действия на организм животных.
Целью настоящей работы являлось изучение влияния ЭГЭ на сточную воду и биологического действия данной воды на организм лабораторных и сельскохозяйственных животных.
ЭГ-обработке подвергали городские сточные воды на опытной станции аэрации (ОСА). Для этой цели на ОСА смонтирована многомодульная ЭГ-установка типа ЭГОС, расположенная в одном из помещений действующего цеха.
Обеззараживание воды проводили в разных режимах: 500, 250, 150, 100 имп/л. Мощность одного импульса 100— 125 Дж. Производительность установки 300—550 л/ч. ЭГ-устанозка является завершающим звеном в технологической линии водоподготовки и включается после вторичных отстойников, заменяя блок хлорирования.
Эксперименты по изучению биологического действия на организм животных ЭГ-обработанной сточной воды первоначально проводили на 200 беспородных белых крысах-самцах с исходной массой тела 75±12 г. Животные были разделены на 5 групп по 40 особей в каждой. В 1 — 4-й группах животных в течение 8 мес для питья и приготовления корма использовали ЭГ-обработанную сточную воду, обеззараженную соответственно в режимах 100, 150, 250 и 500 имп/л. В контрольной (5-й) группе крыс для этих же целей применяли водопроводную воду.
При оценке влияния ЭГ-обработанной сточной воды на воспроизводительную функцию и состояние организма крыс двух поколений для опытов использовали 40 крыс-самок, которые были разделены на 4 группы по 10 животных в каждой. В первых 3 группах животных для питья и приготовления корма использовали ЭГ-обработанную сточную воду (режим обработки 100, 150 и 250 имп/л), в контрольной группе водопроводную воду. Приплод первого поколения выращивали до половозрелого возраста при тех же режимах кормления и поения, что и крыс-матерей. Самок из приплода первого поколения спаривали с самцами аналогичных групп и получали второе поколение крыс, которых выращивали до 5-месячного возраста.
В связи с тем что в настоящее время изучается возможность использования ЭГ-обработанной сточной воды для полива сельскохозяйственных культур, возникла необходимость оценки кумуляции растениями солей тяжелых металлов, которые в небольшом количестве содержатся в обработанной воде. С этой целью в рацион кормления
40 подопытных крыс, массой 78±10 г на протяжении 4 мес включали зеленую массу растений, выращенных гидропонным способом на ЭГ-обработанной сточной воде.
Одновременно были проведены исследования в одном из совхозов Ленинградской области на 16 телках черно-пестрой породы с массой тела 70±2,5 кг, которым в течение 4 мес для питья давали ЭГ-обработанную сточную воду (режим обработки 250 имп/л), а 16 животным контрольной группы — водопроводную воду.
В ходе опытов на белых крысах определяли прирост массы тела, плодовитость самок, жизнеспособность потомства и его способность к оплодотворению. Кроме того, ежемесячно у 10 крыс из каждой группы проводили лабораторные исследования, включающие определение в крови числа эритроцитов, лейкоцитов, лейкограммы, величины ге-матокрита, количества гемоглобина и метгемоглобина, содержание глюкозы. В сыворотке крови изучали концентрацию общего белка и его фракций, общих липидов, холестерина, величину кислотной емкости. Наряду с этим в кале определяли соотношение грамположительной и грам-отрицателыюй микрофлоры, оценивали массу внутренних органов и гистологическую картину сердца, почек и печени. У крыс, которые получали в рационе гидропонную зелень, кроме того, исследовали содержание в печени тяжелых металлов (медь, цинк, кобальт, марганец, хром).
В эксперименте на сельскохозяйственных животных регулярно проводили клинические исследования подопытных и контрольных телочек с учетом температуры тела, частоты сердечных сокращений и дыхания, моторной функции рубца, прироста массы тела. Наряду с этим в крови из яремной вены 1 раз в месяц определяли те же показатели, что и у крыс, но дополнительно получали содержимое рубца с целью изучения его рН, количественного и качественного состава инфузорий. Полученные результаты обработаны методом вариационной статистики [4].
Бактериологические исследования показали, что, несмотря на большую микробную обсемененность сточных вод (106—107 микробных тел в 1 мл), после ЭГ-обработки их в режимах 500, 250 и 150 имп/л достигается 100 % обеззараживание, а при режиме 100 имп/л, эффективность составляет 99,999 %.
В процессе ЭГ-обработки происходит как обеззараживание, так и более глубокая очистка сточной воды в результате коагуляции взвешенных веществ. Результаты бактериологического исследования и химического анализа свидетельствуют о том, что наиболее интенсивная коагуляция и осаждение взвешенных веществ происходят при режимах 150 и 250 имп/л, но оптимальным является последний.
Химический состав сточной воды до и после ЭГ-обра-ботки в режиме 250 имп/л представлен в таблице.
При оценке биологического действия на организм животных ЭГ-обработанной сточной воды установлено, что длительное (в течение 8 мес) поступление ее в организм белых крыс не вызывало изменений клинического состояния животных, однако приводило к увеличению массы тела животных 2-й и 3-й групп по сравненню с контролем.
В ходе эксперимента у подопытных жизотных по сравнению с контрольными не отмечалось достоверных различий в морфологическом и биохимическом составе крови, за исключением повышенного содержания метгемоглобина в крови крыс 4-й группы, что связано с увеличением концентрации нитратов в воде после ее обработки в режиме 500 имп/л; не наблюдалось нарушений в соотношении грамположительной и грамотрицательной микрофлоры кала, а также в гистологической картине паренхиматозных органов.
Оценка влияния ЭГ-обработанной сточной воды на воспроизводительную функцию и состояние здоровья потомства крыс двух поколений показала, что применение ее для питья и приготовления корма не вызывало изменений исследованных показателей.
Анализ результатов исследования состояния организма крыс, получавших зеленую массу, выращенную гидропонным методом с использованием ЭГ-обработанной сточной воды также не выявил изменений изученных тестов.
Химический состав сточной воды при ее ЭГ-обработке
Концентрация химических
веществ в сточной воде
Показатель
до ЭГ-обра- после ЭГ-об-
ботки работка
рН 7,9±0,1 8,2±0,1
Сухой остаток, мг/л 1580+123 510±9
Окисляемость, мг 02/л 45,3±5,4 9,4±1,2
бпк5 110±4,8 3,5±0,7
хпк 367± 14 35±2,1
Железо 0,8±0,1 0,2±0,01
Марганец 0,04±0,01 0,03±0,01
Медь 0,2±0,02 0,15±0,01
Цинк мг/л 0,08±0,01 0,06+0,01
Полифосфаты 4,2±0,9 3,2±0,05
Сульфаты 100±5,7 80±3,9
Хлориды 84±5,4 69±3,4
Нитраты 9,8±1,8 6,5±0,9
В опытах, проведенных на телятах, установлено, что употребление в качестве питья ЭГ-обработанной сточной воды не вызывает нарушений общего состояния животных, прироста массы тела и показателей морфологического и биохимического состава крови. Проведенное у животных подопытных и контрольной групп определение рН, а также количественного и качественного состава инфузорий содержимого рубца свидетельствует о том, что использование для питья ЭГ-обработанной сточной воды не вызывает у телят нарушений в характере рубцового пищеварения.
Полученные результаты позволяют заключить, что ЭГ-обработка сточной воды в режимах 150 и 250 имп/л приводит к ее полному обеззараживанию, улучшению химического состава. При использовании для питья такая вода не оказывает отрицательного влияния на физиологическое состояние животных.
ЭГ-установка проста в изготовлении и монтируется из блоков и приборов, серийно выпускаемых отечественной промышленностью. Расчетный годовой экономический эффект при полной замене хлорирования ЭГ-способом обеззараживания сточных вод на ОСА составляет 260 тыс. руб. *
Литература
1. Гарановский М. Г., Лавров И. С. Электроообработка жидкостей. — Л., 1976.
2. Жук Е. Г. И Журн. микробиол,— 1979,— № 4,—С. 92— 95.
3. Зыкина Л. Н„ Голдаева В. Р. // Электрическая обработка материалов,— 1974. —№ 2. — С. 24—28.
4. Монцевичуте-Эрингене Е. В.// Пат. физиол.— 1964.— № 4, —С. 71—78.
5. Орлов В. А. Озонирование воды.— М., 1984.
6. Соколов В. Ф. Обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами.— М, 1964.
7. Шафиров Р. Р., Бондарева Н. И. // Труды Всесоюз. науч.-исслед. ин-та ВОДЕГО. — М., 1976,— Вып. 12,— С. 12—18.
8. Эльпинер Л. И. // Водоснабжение и сан. техника. — 1960. — № 8. —С. 3—5.
9. Юткин Л. А., Гольцева Л. И. Способ обеззараживания питьевых и сточных вод: А, с. 19632 СССР.
Поступила 21.10.8S
УДК 614.777:634.0.861-07:001.5
Л. Н. Новикова, А. Р. Рудых, Н. А. Кравец, Е. В. Осипова, О. А. Бурлакова, Л. Д. Зубарева
ОЦЕНКА ОКРАШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В ОЧИЩЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОДАХ В ОПЫТАХ НА ГИДРОБИОНТАХ
НИИ биологии при Иркутском университете
В последнее время принят ряд решений о закрытии или перепрофилировании сульфатцеллюлозных предприятий в связи с опасностью, возникающей при сбросе их сточных вод в природные водоемы, как в санитарно-токсикологи-ческом, так и в гигиеническом аспекте. Однако уже накопившиеся в водоемах компоненты и продукты их трансформации способны длительное время оказывать негативное воздействие на гидробионты. Одним из приоритетных загрязнителей сточных вод сульфатцеллюлозных производств являются окрашенные вещества (ОВ) — в основном продукты превращения лигнина в процессе варки целлюлозы и очистки сточных вод. Содержание ОВ в сточных водах достигает 15 кг на 1 т воды при выработке небеленой целлюлозы и 25—30 кг/т при получении беленой целлюлозы [1].
Задачей наших исследований явилось санитарно-токси-кологическое изучение ОВ с целью обоснования ориентировочно безопасного уровня воздействия (ОБУВ) на гидробионты в водной среде. Поставленная цель достигается путем изучения влияния ОВ на водные биотесты (микроорганизмы, водоросли, элодею и беспозвоночные — дафнии) в острых, подострых и хронических экспериментах, на санитарный режим водоема и процесс самоочищения. Выделены и исследованы продукты трансформации, а также экспериментально подтверждено влияние диоксифено-лов, хинонов и поливалентных металлов на изменение токсичности ОВ.
ОВ, выделенные из биологически очищенных сточных вод Байкальского и Селенгинского целлюлозно-бумажных комбинатов осаждением при рН<3,0 (81—90%) и ульг-рафильтрацией через мембранный фильтр «Рнпор-1» (94— 97%). представляют собой смесь компонентов со средней молекулярной массой 26 000—28 000 Д. по результатам гель-фильтрации на сефадексе 0-75 в 0,03 н. едком натре. В сухом виде ОВ—твердые аморфные вещества, коричневого цвета, имеющие гнилостный запах. При сожжении веществ происходит обугливание с выделением диоксида серы. ОВ нерастворимы в неполярных растворителях: летро-лейном и диэтиловом эфнрах. гексане и т. д. После выделения из сточных вод эти вещества практически нерастворимы в воде, спирте, диоксапе, однако хорошо растворяются в щелочных и апротонных растворителях, что указывает на амфотерный характер соединений с повышенной кислотностью'. В состав ОВ входят олнгомеры, содержащие метоксильные, метиленовые, карбонильные и сульфогруппы и имеющие ароматические и конденсированные структуры, что подтверждено данными функционального анализа и ИК-спектроскопии. Общее содержание минеральных компонентов в ОВ от 3,3 до 14,5 % ■
О стабильности ОВ судили по перманганатной окисляе-мости (1570±24 мг Ог/г) и способности к ферментативному и кислотному гидролизу. Ферментативное окисление ОВ пероксндазой проводили при оптимальном соотношении субстрат — пероксид водорода — пероксидаза (1:2-Ю-4:
