CC BY
7
УДК 628. 162.84
В. А. Слипченко, Е. И. Сайгак, А. Д. Харченко (Киев)
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МЕТОДА ХЛОРИРОВАНИЯ ВОДЫ ПРОДУКТАМИ ЭЛЕКТРОЛИЗА РАСТВОРОВ ХЛОРИСТОГО НАТРИЯ
В последнее время для обеззараживания природных и сточных вод применяют продукты электролиза хлористого натрия (Н. А. Масленников и соавт.; Л. А. Сергунина; РгатрЬп). Простота и компактность конструкций, надежность обеззараживания обрабатываемой воды обусловливают эффективность использования этого метода на водоочистных установках небольшой производительности. Основным продуктом, получаемым из поваренной соли в бездиафрагменных электролизерах является гипохлорит натрия. Однако прЪ определенных условиях наряду с ним могут образовываться хлораты и перхлораты (Л. А. Кульский; К. А. Ушакова и К- Г. Ильин). Состав образующихся продуктов электролиза зависит от конструкции электролизера и условий ведения процесса: концентрации раствора соли, температуры, плотности тока, рН раствора, скорости протока через электролизер и др.
Нашими предыдущими исследованиями (В. А. Слипченко и соавт.) показано, что для обеззараживания воды на установках небольшой производительности целесообразно использовать напорные проточные электролизеры с титано-платиновыми электродами, работающими на растворе соли концентраций 10—50 г/л при 20—50°, рН 7—9 и плотности тока 3000 А/м2. Сравнение указанных данных с параметрами промышленного электролиза позволяет предположить, что в наших условиях образование хлоратов и перхлоратов будет невелико. Однако применение электролитического хлорирования для обработки питьевых вод возможно лишь после исследования состава продуктов электролиза.
Отсутствие экспериментальных данных о составе продуктов, полученных в проточных напорных электролизерах с титано-платиновыми электродами, а также противоречивость литературных сведений об образовании хлоратов и перхлоратов в электролизерах с графитовыми и магнетитовыми электродами побудили нас провести аналитические исследования.
Лабораторная установка состояла из емкости для раствора соли, насоса-дозатора НД 10/100 и электролизера. Электролизер представлял собой цилиндрический сосуд из титанового сплава ВТ-1, служащий катодом, внутри которого был помещен цилиндрический анод из того же материала, покрытый слоем (4 мкм) губчатой платины. Емкость рабочей камеры около 80 см**. Расстояние между электродами составляло 10 мм. Источником постоянного тока служил выпрямитель ВС-24М. Раствор соли приготавливали на дистиллированной воде. Пробы отбирали на выходе из электролизера и немедленно анализировали. Состав продуктов электролиза определяли йодометрически по методике, разработанной в Киевском научно-исследовательском институте хлорной промышленности. Опыты проводили на растворах соли концентраций 10, 25 и 50 г/л при различной силе и плотности тока. Кроме количественного определения гипохлорита, хлората и перхлората в продуктах электролиза фиксировали температуру входящего и выходящего растворов и их рН. Результаты исследований представлены в таблице.
Состав продуктов, образующихся при электролизе в электролизере с титано-платино-
новыми электродами
н йё-« X 57 = са о.-н * а Я О * Температура раствора (в градусах) РН Состав продуктов электролиза (в г/м)
* я к « «а4« ° 03 ч а. аз с- т к к и ° Ж т Напря (в В) входящего выходящего гипохлорит хлорат перхлорат
Плотность тока 1900А/м2
10 10 15 30 8,95 0,81 0 0
3 25 8 15 25 8,9 1,41 0,036 0
50 7 15 22 8,45 1,86 0,016 0
10 10 20 33 9,5 0,4 0 0
10 25 8 10 15 9,0 0,56 0 0
50 7 15 17 9,0 0,67 0 . 0
Плотность тока 3800А/м2
10 13 15 52 9,1 1,52 0 0
3 25 10 15 48 9,1 2,82 0,16 0
50 8 12 38 9,35 2,82 0,36 0
10 15 18 37 10,75 0,67 0 0
10 25 11 10 23 9,25 0,96 0 0
50 10 15 23 8,8 1,22 0 0
Анализ полученных данных показал, что содержание хлоратов в наиболее благоприятных для их образования условиях не превышает 11,3% общего содержания активного хлора. Присутствие перхлоратов ни в одном из опытов не обнаружено, что подтверждает данные различных авторов о необходимости высокой концентрации хлоратов в электролите для получения перхлоратов. Образованию хлоратов способствует увеличение концентрации соли, плотности тока и времени пребывания раствора в электролизере. Суммарное количество хлоратов при протоке 3 л/ч, концентрации раствора соли 50 г/л и плотности тока 3800 А/м2 составляет 11,3% общего содержания активного хлора, а при плотности тока 1900 А/м2 и тех же условиях — 0,8%. При увеличении протока с 3 до 10 л/ч, что снижает длительность пребывания раствора в электролизере с 1,5 до 0,5 мин, содержание хлората в продуктах электролиза резко уменьшается. Исходя из полученных количественных соотношений гипохлорита и хлората натрия в продуктах электролиза, можно рассчитать дозу вводимого в питьевую воду хлората при ее обеззараживании. Максимальная доза хлората при ведении процесса в самом неблагоприятном режиме при дозе вводимого в обрабатываемую воду активного хлора, равной 5 мг/л, составит 0,57 мг/л.
Результаты исследования позволяют рекомендовать метод электролитического хлорирования для обработки воды хозяйственно-питьевого назначения с использованием проточных напорных электролизеров с титано-платиновыми электродами при плотности тока до 4000 А/м2, концентрации раствора 10—50 г/л и температуре выходящего раствора до 50°.
ЛИТЕРАТУРА. Кульский Л. А. Обезвреживание и очистка воды хлором. М.—Л., 1947.— Сергунина Л. А. Санитарные исследования обеззараживания питьевой воды и бытовых сточных вод продуктами электролиза поваренной соли. Автореф. дисс. канд. М., 1969. -Frarapton В. G., J. Inst. Minicip. Engrs., 1969, v. 96, p. 91.
Поступила 4/VIII 1972 г.
УДК 615.917:547.1443.1
JI. С. Митина
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ТОКСИЧНОСТИ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ БАРИЯ
Кафедра общей гигиены I Московского медицинского института им. И. М. Сеченова
Органические соединения бария (барий каприловокислый и барий стеариновокислый) широко применяются в качестве стабилизаторов, обеспечивающих высокую термо- и светочувствительность поливинилхлоридов.
Барий каприловокислый (каприлат бария) — твердое порошкообразное вещество, обладающее высокой дисперсностью; содержание бария в ней составляет 32,4%, растворимость при 20° 3,5 г/л, удельный вес 3 г/см3, температура плавления выше 200°. Барий стеариновокислый (стеарат бария) — твердое порошкообразное вещество, высокодисперсное; содержание бария в нем составляет 19,5%, в воде он нерастворим, его удельный вес~ ~ 1,3 г/см3, температура плавления выше 160°.
Токсичность каприлата и стеарата бария в остром опыте исследована на 200 мышах, 70 крысах и 18 морских свинках. Верхние параметры токсичности изучаемых соединений для мышей и крыс были определены в развернутом опыте, для морских свинок — по методу «одной точки». Установлено, что среднесмертельные дозы каприлата бария составили для мышей — 1100 (801,7+ 1398,3) мг/кг, крыс — 1000 (1443,1 + 556,9) мг/кг и морских свинок — 1250 (1606->994) мг/кг; стеарата бария: для мышей — 3500 (2644,9+4355,1) мг/кг, морских свинок — 3600 (4111+3089) мг/кг и крыс — 4000 (4750,3+3249,3) мг/кг (при Р=0,05; обработка данных проведена по методу Миллера — Тейнтера и ван дер Вардена).
Патогистологическими исследованиями при остром отравлении обоими веществами выявлены незначительные изменения паренхиматозных органов, выразившиеся в белковой и жировой дистрофии клеток печени и почек, сопровождавшиеся полнокровием сосудов и умеренным отеком стромы. С увеличением дозы введенных веществ степень выраженности изменений нарастала.
Кумулятивные свойства каприлата и стеарата бария изучены в 6 сериях опытов по методике С. Н. Черкинского и соавт. Коэффициенты кумуляции при введении каприлата бария были следующими: V. LD50—4, V26 LD50—0,85, V60 LD50—0,31; при введении стеарата бария: V6 LD50—1,4, V,5 LD50—0,87, V^, LD50—0,48. Полученные данные позволяют отнести изученные соединения к веществам с выраженными кумулятивными свойствами. Уменьшение коэффициента кумуляции с уменьшением дозы вводимых веществ характерно для группы металлических производных жирных кислот (Л. П. Шебалина) и, вероятно, связано с их судьбой в организме (Ю. Л. Егоров).
В опытах на крысах при интратрахеальном введении изучаемых веществ в дозах от 50 до 1 мг были определены максимально переносимые дозы каприлата бария и стеарата при этом способе их поступления. Они составили соответственно 5 и 25 мг. Клиническая картина общетоксического действия при интратрахеальном введении в 1-е сутки была более выражена у животных, получавших каприлат бария. Животные, подвергавшиеся
