CC BY
8
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ, ОПРЕСНЕННОЙ НЕКОТОРЫМИ ВИДАМИ ИОНИТОВ
С. М. Драчев, А. И. Ицкова Из Института общей и коммунальной гигиены АМН СССР
В современной промышленности широко применяются синтетические ионообменивающие вещества, используемые для очистки, разделения и фракционирования некоторых пищевых продуктов, химических и фармацевтических препаратов. Потребности теплотехники в большом количестве воды, приближающейся по содержанию минеральных веществ к дестиллированной воде, в некоторой мере удовлетворяются путем фильтрации через ионообменные смолы.
Положительной стороной опреснения воды при помощи ионитов является возможность получения воды любой степени минерализации, с определенным составом растворенных солей, частичной или полной заменой одного катиона другим и т. д.
В связи с этим возникает вопрос о возможности использования обработанной ионитами воды для питьевых надобностей. Так, имеются предложения получения этим методом питьевой воды из засоленных вод пустыни (А. С. Моисеев) и морской воды (К. М. Салдадзе, Г. Тайгер и С. Сасман).
Для получения малых количеств пресной воды из засоленной применяется способ взбалтывания определенного объема воды с некоторым количеством ионитов. В промышленных установках производится фильтрация последовательно через катион поглощающую смолу, затем через анионит. В том случае, если требуется только удаление или замена нежелательного катиона, ограничиваются фильтрацией через катионит.
При синтезе поглощающих веществ стремятся к увеличению емкости поглощения, стойкости ионитов к растворяющему действию воды и химических реагентов, применяемых для регенерации. В качестве катиони-тов находят применение сульфоугли и ионообменивающие вещества органического характера.
Катионообменивающие смолы являются продуктами конденсации фенола, таннина и формальдегида. Исходными продуктами для получения анионитовых смол являются гуанидин, мочевина, меламин, анилин с формальдегидом. При синтезе стремятся к получению материалов с высокоразвитой поверхностью. Однако большая поверхность ионитов, увеличивая поглотительную способность, благоприятствует в то же время возможности перехода в обрабатываемую воду некоторого количества органических веществ малоизученного состава, которые могут ухудшить органолептические свойства и при длительном употреблении опресненной воды оказаться небезразличными для организма.
В нашей работе исследованию подвергались образцы морской и водопроводной воды, опресненной различными марками ионитов. Морская вода опреснялась при помощи смол эспатит-1 (КУ-1) и ПЭ-9; КУ-2 и ЭДЭ-10; СБС и ЭДЭ-10. Образцы морской опресненной воды доставлялись в готовом виде из Института чистых химических реактивов. Водопроводная вода опреснялась нами в лабораторных условиях при помощи ионитов эспатит-1 (КУ-1) и ЭДЭ-10. В соответствии с полной схемой опреснения воды данными марками ионитов вода обрабатыва-лгеь также активированным углем. В одном случае обработку активированным углем не производили, чем мы намеренно ухудшали качество исследуемой воды.
Для более полной и всесторонней оценки качества воды, прошедшей через ионообменные фильтры, наряду с химическими и органолептически-ми анализами, использовались также некоторые биологические и физиологические тесты. Были поставлены наблюдения над выживаемостью
по -О О СЛ 00 ю № образца
КУ-1 ПЭ-9 КУ-2 ЭДЭ-10 СБС, ЭДЭ-10 Водопроводный контроль КУ-1 ЭДЭ-10 Активированный уголь Водопроводный контроль КУ-1 ЭДЭ-10 Активированный уголь Способ обработки воды
СП СУ) СЛ О О! « со оо 1 — оо сл сл — рн
Опалесцен- ция То же Нет Пенится Нет • Осадок
Неопределенный 16 Нет Аптечный 16 АроматныйЗб 26 Неопределенный 16 Нет * на холоду Запах
Неопределенный 26 Неопределенный 15 Аптечный 26 Ароматный 46 , 36 Неопределенный 26 Нет • при нагревании
Бесцветный Цветность в градусах
3,92 % 3,14 1,74 452,0 15,1 1,74 2,88 0,64 3,42 0,55 Окисля-емость в мг/л Оа
1,25 0,7 0,25 1,2 0,1 1,45 4,45 0,55 3,40 1,70 Щелочность в мг/экв
СП О О О ООО о сл Жесткость в градусах
ьо — го — сл ю л. СО || о ОО ^ — сл сл сл о о о О Хлориды в мг/л
Следы • ■ • Нет * • Сульфаты
хооо х ° 1 1 2 оо^ 2 сп сл аммонийный Азот в мг/л
0,01 0,016 0,072 Нет » Следы нитритов
1111 °-о--Ъ ° £ ^ — СО Ц1 сл нитратов
и размножением дафний в опресненной воде, над влиянием опресненной воды на изолированное сердце лягушки; проводились также хронические опыты на теплокровных животных.
Наиболее обстоятельному изучению были подвергнуты вырабаты ваемые нашей промышленностью катиониты эспатит-1 (КУ-1) и анио-нит (ЭДЭ-10). Вода, опресненная при помощи этих ионитов, была проведена через весь цикл указанных выше исследований. Другие виды иони-тсв отпадали на первоначальных стадиях работы из-за ухудшения качества воды, что устанавливалось органолептически (запах, привкус), или наличия активно действующих веществ на дафний.
Результаты химических и органолептических исследований воды приведены в табл. 1 (О. В. Митягина). Обращает на себя внимание наличие ароматического и аптечного запахов в 3, 4 и 5 образцах морской опресненной воды, а также высокая окисляемость 4 и 5 образцов при цветности, близкой к нулю градусов, что говорит о наличии органических веществ неизвестного состава.
Морская опресненная вода содержит также большое количество хлоридов, что говорит о неполном поглощении одновалентных ионов. Образцы опресненной воды 1-й и 2-й содержат также некоторое количество фенола и следы формальдегида. Анализы опресненной водопро водной воды показали, что эта вода не приобрела запаха, не содержит фенола и формальдегида, окисляемость ее по сравнению с исходной заметно падает. Таким образом, из всех обследованных образцов воды лишь два, морская, обработавшая ионитами марок СБС и ЭДЭ-10, и во допроводная, обработанная ионитами марок КУ-1 и ЭДЭ-10, дали хорошие результаты по органолептическим и химическим показателям
Следующим этапом исследования было изучение влияния опресненной воды на продолжительность жизни и размножение дафний. Результаты опытов с дафниями представлены в табл. 2.
Таблица 2
Влияние опресненной воды на продолжительность жизни и размножение дафний
Вола Ион ит № образца Продолжительность жизни Размножение
Морская КУ-2 3 4 До 90 мнн. . 90 .
ЭДЭ-10 5 . 90 .
Морская СБС ЭДЭ-10 6 8 суток Сильное
Водопроводная КУ-1 ЭДЭ-10 8 суток Сильное
То же Дестнллиро-ванная До 8 суток 3—5 часов
Как видно из табл. 2, в воде, опресненной ионитами КУ-2 и ЭДЭ-10, продолжительность жизни дафний составила 90 минут; в воде, опресненной ионитами КУ-1, СБС и ЭДЭ-10, дафнии жили в течение 8 суток
БИБ ИОТЕКА
Нимстерст а Здрамхжуи.
и размножались. В контрольной водопроводной воде дафнии жили до 8 суток, а в дестиллированной — 3—5 часов. Видеть причину гибели дафний в деминерализации воды не приходится потому, что в дестиллированной воде дафнии живут значительно дольше.
Условия жизни и размножения дафний оказались благоприятными в тех образцах опресненной воды, органолептические свойства и химический состав которых оказались хорошими (СБС и ЭДЭ-10; К.У-1 и ЭДЭ-10). Те же образцы воды, органолептические свойства и химический состав которых был неудовлетворительным, оказались токсичными и для дафний.
Следующим этапом работы была проверка влияния прошедшей через иониты воды на изолированное сердце лягушки — чувствительный биологический реагент на присутствие биологически активных загрязнений. В опытах Д. М. Деминой, проведенных под руководством И. С. Кандрора, сравнивалось действие рингеровского раствора, приготовленного на дестиллированной воде и на воде, опресненной ионитами К.У-1, СБС и ЭДЭ-10. Оказалось, что ни в одном случае не наблюдалось изменения деятельности сердца, перфузированного этими растворами, пс сравнению с деятельностью того же сердца, отмытого после данного раствора и снабжаемого нормальным рингеровским раствором.
Таким образом, в острых опытах было обнаружено отсутствие в воде, обработанной указанными марками ионитов, каких-либо биологически активных веществ, могущих вызвать ино-, батмо- или хронотропный эффект на изолированном сердце лягушки или сократить срок его деятельности по сравнению с контрольным.
Для выяснения возможного влияния длительного потребления опресненной ионитами воды «а организм теплокровных животных были поставлены опыты на белых крысах. В этих опытах крысы в течение 14 месяцев получали воду, опресненную ионитами СБС и ЭДЭ-10 и КУ-1 и ЭДЭ-10; контролем служила водопроводная и дестиллированная вода. В ходе опыта регистрировался вес животных, ежесуточно учитывалось количество выпитой воды и съеденной пищи; велось также наблюдение за поведением животных. Животные получали стандартный пищевой рацион с известным и строго определенным содержанием минеральных веществ.
В ходе опыта выяснилось, что потребление воды и пищи в опытных и контрольных группах животных находилось на одном уровне (табл.3).
Из табл. 3 видно, что в группе животных, получавших опресненную морскую воду, потребление воды составило 2,9 мл; в группе, получавшей опресненную водопроводную воду, — 2,5 и 3,3 мл. В контрольных группах на водопроводной и дестиллированной воде потребление воды также находилось в пределах 2,5—3,4 мл. Если учесть, что суточное водо-потребление могло быть учтено с точностью до 0,5 мл, то становится очевидным, что колебания в количестве выпитой воды так малы, что практически можно считать водопотребление в опытных и контрольных группах одинаковым.
Потребление пищи в разных труппах также не обнаруживало зависимости от качества потребляемой воды. Потребление пиши в группе самцов, получавших опресненную воду, составило 10—12 г «а 100 г веса животного в сутки, а в контрольной группе—11,4 г. В группе самок, получавших опресненную воду, потребление пищи составило в среднем 15 г, а в контрольной группе— 13,4 и 14,4 г.
Наблюдения за динамикой веса животных показали, что животные на протяжении всего периода опытов постепенно прибавляли в весе. Обнаружить какую-нибудь зависимость изменений веса от свойств (качества) опресненной воды нам не удалось.
Поведение животных в опытн&х группах ничем не отличалось от поведения животных в контрольных группах. По окончании опытов были
Таблица 3
Потребление воды и пищи животными и вес их в опытных и контрольных группах
Вода Способ обработки воды Пол и количество животных Количество выпиваемой воды в мл на 100 г веса Количество съедаемой пищи в г на 100 г веса Вес животных в г
Морская Катионит СБС Самцы
Анионит ЭДЭ-10 10 2,9 10,0 416
Водопроводная Катионит КУ-1
Анионит ЭДЭ-10 Самцы 2,5 12,0 380
Активированный уголь 10
Контроль, водопроводная • • 3,0 11,4 394
Водопроводная Катионит КУ-1 Самки
Анионит ЭДЭ-10 10 3,3 15,0 290
Контроль, водопроводная Контроль, дестил-лированная » * " я 2,5 3,4 13,4 14,4 286 290
проведены патологоанатомические и гистологические исследования подопытных животных, которые показали, что в их тканях и органах нет никаких изменений по сравнению с тканями и органами животных контрольных групп (М. И. Разумов и Н. А. Лебедев).
Полученные нами данные об отсутствии разницы в потреблении воды и пищи, динамике веса, а также морфологической картине, позволяют говорить о том, что в воде, опресненной ионитами КУ-1, СБС и ЭДЭ-10, отсутствуют вещества, вредно влияющие на организм теплокровных животных.
Таким образом, качество воды, опресненной ионитами КУ-1, СБС и ЭДЭ-10, по данным химических и биологических испытаний, является удовлетворительным, на основании чего можно считать их допустимыми для опреснения хозяйственно-питьевой воды (при постоянном санитарном контроле за качеством опреснения).
Следует подчеркнуть, что, применяя новые марки ионитов, в каждом отдельном случае нужно тщательно исследовать свойства опресненной воды.
ЛИТЕРАТУРА
А п е л ь ц и н И. Э., Клячко В. А., Лурье Ю. Ю. и СмирновА. С., Иониты и их применение, М., 1949. — Ионный обмен. Сборник статей. Перевод с англ., М., 1951. — Лосев И. П. и Петров Г. С., Химия искусственных смол, М. — Л., 1951. — Салдадзе К- М., В кн.: Рефераты докладов на совещании по применению ионообменных смол в мед. и пищевой пром-сти 10—11 июня 1954 г. стр. 6—8, М., 1954.
Поступила 23/111 1955 г.
-ЙГ т* *
