CC BY
8
ными сточными водами. М., 1964, в. 6, с. 102.—Эльпинер Л. И., Шафи-р о в Ю. Б., X о в а х И. М. В кн.: Материалы Всесоюзн. конференции по гигиене воды и санитарной охране водоемов, 1969, с. 64.
Поступила 27/V 1971 г.
HYGIENIC SUBSTANTIATION OF PERMISSIBLE CONTENT OF BROMINE IN THE
DRINKING WATER
L. 1. Elpiner, Yu. B. Shajirov, /. M. Khovakh, 0. A. Shub, I. A. Gurvich
The authors te studied the effect of bromine produced on rats and rabbits by intragastric introduction urder conditions of chronic tests. The activity of the thyroid gland and that of the nervous system of animals proved to be most sensitive to the action of bromine. On the basis of investigation results obtained the permissible content of bromine in the drinking water is recommended to be set at a level of 0.2 mg/1 according to itssanitary-toxicologic effect.
УДК 613.34:628.314
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД
А. В. Куликов
Кафедра коммунальной гигиены I Московского медицинского института им. И. М. Сеченова
Надежный контроль эффективности обеззараживания бытовых сточных вод возможен лишь в том случае, если гигиеническая практика имеет достаточно научно обоснованные показатели, гарантирующие достижение эпидемической безопасности стоков в результате хлорирования. Основные подходы к оценке действенности обеззараживания, принятые в законодательствах за основу, не отвечают поставленной задаче. Действительно, рекомендации санитарных правил устройства и эксплуатации хозяйственно-фекальной канализации (1964) и СНиП 11-Г. 6-62 «Канализация. Нормы проектирования», касающиеся применения для обеззараживания биологически очищенных сточных вод дозы хлора 10 мг/л при уровне содержания остаточного хлора не менее 0,5 мг/л, не учитывают различия в концентрации сточной жидкости, оказывающей несомненное влияние на уровень ее хлоропоглощае-мости. Также не оправданы и требования Санитарных правил по хлорированию сточных вод (1930), согласно которым обеззараживание можно считать достаточно эффективным, если количество бактерий в сточной жидкости уменьшается на 99—95%. Результат обеззараживания оценивается по достижению определенной степени разряжения бактериального фона, но исходная степень бактериальной обсемененности во внимание не принимается. Очевидно, для решения вопроса о допустимости спуска обеззараженных сточных вод в водоем важна не степень снижения бактериальной загрязненности сточных вод, а количественная оценка концентрации оставшихся в них микроорганизмов (С. Н. Черкинский).
А. А. Смородинцев в 1933 г. впервые предпринял попытку оценить эффективность хлорирования по количественному содержанию кишечных палочек в стоках подвергнутых обеззараживанию. Экспериментальные исследования, касающиеся дезинфекции больничных сточных вод, искусственно зараженных возбудителями паратифа В, позволили автору рекомендовать титр-коли 1,0 (коли-индекс 1000) в качестве показателя, гарантирующего освобождение стоков от возбудителей кишечных инфекций. Но рекомендация А. А. Смородинцева осталась не использованной в санитарной практике. Вместе с тем следует отметить, что в настоящее время в США различные уровни коли-индекса (1000, 3000, 24 000), обоснования которых мы не нашли в доступной нам литературе, рекомендуются или уже приняты отдельны-
ми штатами в качестве показателей при решении вопроса о возможности спуска сточных вод (Browning и McLaren; Kott и Ben-Ari; Steffensen и Nash).
Отсутствие принципиального подхода к разработке показателей, характеризующих результаты обеззараживания, а также разноречивость существующих рекомендаций послужили основанием для экспериментальных исследований с целью обоснования нормативных показателей для оценки гигиенической эффективности дезинфекции бытовых сточных вод.
Опыты с применением хлора проводились на искусственно зараженной возбудителями брюшного тифа сточной жидкости, прошедшей биологическую очистку и имеющей обычный для данных видов стоков физико-химический и бактериальный состав. Возбудители брюшного тифа выбраны в качестве модели инфекционного агента в связи с тем, что эти микроорганизмы играют существенную роль в инфекционной патологии и характеризуются несколько большей хлорустойчивостью по сравнению с другими возбудителями кишечных инфекций. При этом за обобщенный критерий эпидемической безопасности стоков приняты уровни количественного содержания кишечных палочек и остаточного хлора, при которых прекращалось выделение брюшнотифозных бактерий из обеззараженных стоков.
Использование количественного содержания кишечных палочек в качестве одного из показателей было целесообразным в соответствии с представлением о санитарно-показательном значении этого микроорганизма. Действительно, являясь типичным представителем микрофлоры кишечника человека, кишечная палочка постоянно находится в сточных водах в количестве, значительно превышающем содержание патогенных микроорганизмов. Она к тому же обладает более выраженной хлорустойчивостью, нежели патогенные микроорганизмы кишечной группы. Поэтому при определенных условиях хлорирования в сточной жидкости могут оставаться жизнеспособные кишечные палочки, тогда как сточная жидкость становится практически свободной от возбудителей тифа, дизентерии и холеры. Однако бактериологический метод контроля за кишечной палочкой, несмотря на его доступность и достоверность, недостаточно оперативен. С учетом этого обстоятельства и был принят остаточный хлор в качестве дополнительного показателя, отражающего эффективность обеззараживания, поскольку из практики хлорирования питьевой воды известно, что этот показатель характеризует глубину и интенсивность процесса обеззараживания.
Хлорирование сточной жидкости из-за существенного сезонного перепада температуры стоков проводилось при 8—22°. Время контакта принималось равным 30 мин. с учетом того, что в практике дезинфекции сточных вод по технико-экономическим соображениям принята такая продолжительность контактного периода.
Схема опытов была следующая: устанавливали коли-индекс сточной жидкости и определенные объемы ее заражали 24-часовой культурой брюшного тифа (количественный контроль вносимого заражения проводили с использованием автоклавированной воды, зараженной брюшнотифозными бактериями). Обеззараживание осуществляли хлорной водой. По истечении времени контакта йодометрическим методом определяли уровень остаточного хлора; после его нейтрализации 0,1 н. раствором гипосульфита устанавливали коли-индекс прошедшей обеззараживание сточной жидкости и 750 см3 стоков (5 объемов по 100 см3 и 5 объемов по 50 см3) засевали на селенитовую среду обогащения двойной концентрации. Пересев на среду висмут-сульфит агар со среды обогащения производили после 24-часовой инкубации последней при 37°. В дальнейшем выделенные бактерии идентифицировали по общепринятой методике (серологической и биохимической). Коли-индекс устанавливали и количественный контроль вносимого заражения культурой брюшного тифа осуществляли методом мембранных фильтров с последующей инкубацией их при 43° (для подавления сапрофитных микроорганизмов, особенно многочисленных в сточных водах) на среде Эндо и на среде
висмут-сульфит агар при 37°. Сточную жидкость обеззараживали дозами хлора 1,5—2—2,5—3—10 мг/л.
Предварительные исследования по обеззараживанию бытовой сточной жидкости позволили установить, что конечный результат хлорирования в отношении кишечных палочек и брюшнотифозных бактерий зависит от инициального содержания этих микроорганизмов в стоках (табл. 1 и 2). При
Таблица 1
Влияние инициального содержания кишечных палочек на эффективность обеззараживания
сточной жидкости
Количество опытов Доза хлора (в мг/л) Температура сточной жидкости (в градусах) Исходный коли-нндекс Колн-индекс сточной жидкости после обеззараживания
сточной жидкости (или. в 1 .1) М ±т Р
16 11 1,5 8—12 4,0—15,0 15,5—36,0 9 040 32 900 3900 9 800 <0,05
хлорировании сточной жидкости с исходным коли-индексом 4 ООО ООО— 15 ООО ООО и 15 ООО 000—36 ООО ООО коли-индекс стоков, обеззараженных дозой хлора 1,5 мг/л, возрастал с 9040±3900 до 32 9 00±9 800. Подобная закономерность прослеживается и в отношении возбудителей брюшного тифа. При увеличении исходного заражения с 20 000—63 000 брюшнотифозных клеток на 1 л сточной жидкости до 100 000—360 000 возможность выделения брюшнотифозных бактерий при действующей дозе хлора 2 мг/л возрастает с 1 до 7,7%.
Известное влияние на эффективность обеззараживания оказывает также и температура сточной жидкости, подвергаемой хлорированию. При хлорировании дополнительно осветленной сточной жидкости (сточная жидкость фильтровалась через рыхлый ватный фильтр) дозой хлора \,Ъмг/л при одинаковом исходном количественном содержании кишечных палочек в 1 л стоков (4 300 000 — —4 600 000) коли-индекс прошедшей обеззараживание сточной жидкости при 8—12° равнялся 4690±1400, а при 18— 22° — лишь 2000 ± 532. Столь же закономерно и влияние температурного фактора на эффективность обеззараживания в отношении брюшнотифозных бактерий. Даже несколько большее исходное заражение брюшнотифозными бактериями сточной жидкости, обеззараживаемой дозой хлора 2 мг/л при более высокой температуре (7000—39 000 для стоков с температурой 18—22° и 1000—18 000 для стоков с температурой 8—12°), приводит к уменьшению выделения сальмонелл до 2% при температуре обеззараживания 18—22° против 27% при температуре обеззараживания 8—12°. При этом, несмотря на менее выраженный бактерицидный эффект, достигаемый при температуре обез-
Таблица 2
Влияние уровня исходного заражения возбудителями брюшного тифа на эффективность обеззараживания сточной жидкости
Количество оиы-тов Доза хлор£ (в мг/л) Температура сточной жидкости (в градусах) Заражение возбудителями брюшноро тифа (тысячи микробных клеток в 1 л сточной жидкости) Выделение брюшнотифозных бактерий (в •/.)
10 9 2,0 18—22 20,0—63,0 100,0—360,0 1,0 7,7
Примечание. Под выделением брюшнотифозных бактерий понимают процентное отношение числа проб, из которых удавалось выделить S. typhi после обеззараживания, к общему количеству засеянных проб (для каждого из опытов засевалось 10 проб, из них 5 по 50 см3 и 5 по 100 см3).
зараживания 8—12°, содержание остаточного хлора (0,9±0,03 мг/л) выше, чем в сточной жидкости, прошедшей хлорирование при температуре 18—22° (0,68±0,047 мг/л).
Ввиду отрицательного влияния низкой температуры и высокого инициального заражения на эффективность обеззараживания представлялось целесообразным при установлении показателей, гарантирующих эпидемическую безопасность сточной жидкости, проводить обеззараживание при 8—15° (большинство опытов проводили при 8—12°), используя высокие уровни инициального заражения (до 1 100 ООО брюшнотифозных клеток на 1 л стоков). Подобные условия опытов, несомненно, позволяют считать, что установленные показатели коли-индекса, а тем более остаточного хлора будут определять достижение гигиенического эффекта при реально встречающемся в практике количественном содержании патогенных микроорганизмов в сточных водах и при более высокой температуре обеззараживания.
Первые 3 серии опытов проведены с использованием доз 1,5—2—10 мг/л. В процессе обеззараживания сточной жидкости дозой хлора 1,5 и 2 мг/л при исходном содержании 30 ООО —400 000 брюшнотифозных бактерий в 1 л стоков отмечено выделение брюшнотифозных бактерий даже когда уровень инициального заражения был минимальным (30 000—35 000). В отдельных опытах при выделении сальмонелл уровень остаточного хлора составлял 0,9 мг/л. Показатели коли-индекса и остаточного хлора, по данным опытов, в которых наблюдалось выделение или отсутствие выделения брюшнотифозных бактерий после обеззараживания, отличались весьма незначительно.
Доза хлора 10 мг/л обеспечивала, несмотря на высокое исходное заражение брюшнотифозными бактериями (866 000), полную стерильность сточной жидкости в отношении возбудителей брюшного тифа и кишечных палочек. Однако содержание остаточного хлора при дезинфекции сточной жидкости указанной выше дозой было весьма значительным (6,19±0,15 мг/л).
Таким образом, данные 40 опытов по обеззараживанию сточной жидкости хлора 1,5—2—10 мг/л не позволили установить показатели коли-индек-са и остаточного хлора, гарантирующие эпидемическую безопасность сточной жидкости; подтвердилась несостоятельность требований современного санитарного законодательства по вопросам хлорирования. Действительно, доза 10 мг/л обусловливает чрезмерно высокий уровень остаточного хлора, что может нарушить санитарные условия спуска сточных вод в водоем, и приводит к перерасходу реагентов, тогда как остаточный хлор в концентрации 0,5—0,9 мг/л далеко не всегда соответствует достижению гигиенической эффективности обеззараживания.
Результаты серий опытов по обеззараживанию сточной жидкости дозами хлора 2,5 и 3 мг/л приведены в табл. 3. При концентрации обеззараживающего агента 2,5 мг/л в 3 из 14 опытов при исходном заражении 20 000— 400 000 удавалось выделять брюшнотифозные бактерии после хлорирования. При этом средние показатели коли-индекса и остаточного хлора составляли соответственно 2260 и 1,1 мг/л. Эти же показатели при отсутствии выделения возбудителей брюшного тифа находились на уровне 1300±270 и 1,09± ±0,065 мг/л. Полученные данные позволяют сделать предположительный вывод о том, что коли-индекс 1000 (по нижней доверительной границе) соответствует эпидемической безопасности сточной жидкости. В то же время равенство показателей уровней содержания остаточного хлора при выделении и отсутствии выделения сальмонелл ставит под сомнение величину остаточного хлора 1,1 мг/л как дополнительный показатель эпидемической безопасности стоков. При проведении опытов по обеззараживанию сточной жидкости хлором в концентрации 3 мг/л (исходное заражение 20 000— 1 100 000 брюшнотифозных бактерий на 1 л, температура стоков 8—15°, причем в 9 из 13 опытов 8—12°) ни в одном случае не удалось выделить возбудителя брюшного тифа из хлорированной сточной жидкости. Коли-индекс сточной жидкости по результатам серии опытов, как и прежде при
Таблица 3
Обеззараживание сточной жидкости хлором в дозах 2,5 и 3 мг/л
a о t-z 9 $ «5 о« I« о я »P- Исходный Коли-нндекс сточной жидкости после обеззараживания Заражение возбудителями брюшного и __ и >» з— Остаточный (в мг/л) хлор
о О a H у Ф er = «5 « tx о 4 X <s CO S.S. «0 H V О с S коли-индекс сточной жидкости (нлн. в 1 л) при выделении S. typhi при отсутствии выделения S. typhi тифа (тысячи микробных клеток в 1 л сточной жидкости) ООО о я н X ц £ а з X 4 при выделении S. typhi при отсутствии выделения S. typhi
et Н X М ± т •5 3 аь й М ± т
14 2,5 8—15 11,0—50,0 2 260 1 300 270 20,0—400,0 3 1.1 1,09 0,065
13 3,0 8—15 11,0—50,0 не обнаружена 1 690 360 20,0—1100,0 не обнаружена не обнаружена 1,56 0,055
отсутствии выделения сальмонелл, составлял 1000 (по нижней доверительной границе), а остаточный хлор находился на уровне 1,5 мг/л.
Таким образом, коли-индекс 1000 при содержании остаточного хлора не менее 1,5 мг/л соответствует достижению гигиенической эффективности обеззараживания. Эти показатели можно рекомендовать для осуществления санитарного контроля за хлорированием бытовых, биологически очищенных сточных вод.
Выводы
1. Эффективность обеззараживания бытовых сточных вод находится в известной зависимости от инициального содержания микроорганизмов и температуры. Поэтому улучшение качества предварительных этапов очистки во многом предопределяет надежность последующего хлорирования.
2. Существующие в настоящее время официальные рекомендации, касающиеся условий обеззараживания биологически очищенных сточных вод (доза хлора 10 мг/л, количество остаточного хлора не менее 0,5 мг/л), не являются обоснованными.
3. Показателями, свидетельствующими о гигиенической эффективности обеззараживания бытовых биологически очищенных сточных вод, рекомендуется считать коли-индекс, равный 1000, при содержании остаточного хлора не менее 1,5 мг/л.
ЛИТЕРАТУРА
Черкинский С. Н. БМЭ. М., 1957, т. 3, с. 932. —Смородинцев А. А. В кн.: Я. Л. Окуневский, А. А. Смородинцев, М. Н. Фишер «Обеззараживание больничных сточных воа хлорной известью» .Л., 1933, с. 52. — Browning G. Е. .McLaren F. R., J. Water Pollut. Control Fed., 1967, v. 39, p. 1351. — К о t t Y., Ben-A r i H., Water Res., 1967, v. 1, p. 451. — S t e f f e n s e n S. W., N a s h N., J. Water Pollut. Control Fed., 1967, v. 39, p. 1381.
Поступила 30/VII 1971 r.
HYGIENIC ASSESSMENT OF THE EFFICACY OF SEWAGE DISINFECTION
A. V. Kulikov
As a result of an experimental study of the effect of chlorination on biologically decontaminated domestic sewage the author suggests a coli-index of 1000 and a residual amount of chlorine above 1.5mg/l to be taken as reliable indices of sufficient hygienic efficacy of the sewage disinfection process.
