CC BY
12
жания остаточных количеств пестицидов в продукции, получаемой из тепличных хозяйств.
Исследования, начатые в 1981 г., будут продолжены. Предусмотренный планом ПЦР объем исследований позволит разработать гигиенические регламенты содержания пестицидов в различных средах (пищевых продуктах, воде водоемов, воздухе рабочей зоны), гигиенические рекомендации и регламенты оптимизации применения пестицидов н минеральных удобрений с учетом природно-кли-матических условий Нечерноземной зоны РСФСР, гигиенические рекомендации по оптимизации изученных химических стимуляторов роста в животноводстве и растениеводстве, а также выяснить различные стороны механизма действия пестицидов на организм.
Разработка запланированных этапов исследова-
ний в целом направлена на профилактику интоксикаций, оптимизацию применення пестицидов.
Сотрудничество институтов в рамках ПЦР будет способствовать повышению эффективности исследований, накоплению научных данных, внесению определенных достижений в решение проблемы охраны окружающей среды и здоровья населения.
Поступила 20.00.82 ^
Summary. The first results of the programme-oriented research studies are presented. The biological effects of certain pesticides were studied in laboratory animals, with regard to various aspects of pesticides exposure-associated effects, late effects included. The use of pesticides in various climatic zones was studied in terms of hygiene; health assessment of individuals dealing with pesticides was made. The biological evaluation of the products of plant and animal origin obtained with the use of pesticides and growth stimulators is given.
УДК 014.777:628.312.6381:612.32
Е. И. Гончарук, Г.1А. Багдасарьян, А. К. Баубинас, Р. В. Калинаускас
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МЕТОДОВ ОЧИСТКИ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ СТОКОВ
Вильнюсский университет им. В. Капсукаса, НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Развитие животноводства на промышленной основе обусловливает резкое повышение количества сильно загрязненных сточных вод, очистка и обеззараживание которых являются одной из важнейших задач при решении вопроса об их использовании в сельском хозяйстве в качестве удобрения или спуске в открытые водоемы.
В настоящее время в нашей стране имеется более 2300 крупных животноводческих комплексов. Объем навоза и навозных стоков достигает 1 млрд. м3 в год.
Как известно, животноводческие стоки характеризуются высокой концентрацией растворенных органических веществ (Н. П. Вашкулат; И. Н. Жу-кович, и др.), бактериальных загрязнений (Е. И. Гончарук и соавт.; Г. В. Меренюк и соавт., и др.), а также яиц гельминтов (Н. А. Романенко). Навозные стоки представляют также эпидемическую опасность, поскольку в них содержатся большое количество бактерий, главным образом сальмонелл, количество которых колеблется в широких пределах и достигает 10 млн. клеток в 1 л (В. В. Влодавец и соавт.; Hees и соавт., и др.).
Целью настоящей работы являлось определение эффективности разных типов очистных сооружений, применяемых для очистки сточных вод животноводческих комплексов.
В натурных условиях изучали степень очистки навозных стоков на очистных сооружениях «Ликом» шведской фирмы «Альфа-Лаваль», на вертикальном осветителе с применением коагулянта — нитрата железа, при длительном выдержи-
вании стоков в резервуарах-накопителях, проточных прудах, а также при использовании почвенных методов.
Эффективность очистки животноводческих сто- 4 ков определяли путем сравнения качественного состава сточной жидкости перед ее поступлением на очистные сооружения и после прохождения всех этапов очистки.
В модельных опытах для интенсификации процессов самоочищения стоков от микробного загрязнения использовали Вс1е11оу{Ьгю Ьас1епо-уогив и микроводоросли.
В основу очистки животноводческих стоков на очистных сооружениях «Ликом» заложен термофильный способ. В результате размножения термофильных бактерий резко повышается температура сточной жидкости (до 45 °С), а на завершающем этапе очистки она снижается до мезофильного уровня (27 °С). Дополнительным фактором очистки является механическая аэрация стоков с помощью плавающих аэраторов. Жидкая фракция навоза на сооружениях «Ликом» проходит 4 ступени очистки, после чего направляется в пруды-накопители, откуда используется для орошения сельскохозяйственных угодий. Время пребывания сточной воды ф на этих сооружениях 14—21 сут.
Анализ полученных результатов исследований показал, что сточные воды, поступающие из коровников, в бактериальном отношении сильно загрязнены, а количество микроорганизмов после 4 ступеней очистки еще высокое (табл. 1).
Таблица 1
Эффективность очистки животноводческих стоков на очистных сооружениях «Ликом»
Исследованная вода Число микробных клеток в 1 мл Коли-нядекс
Исходная сточная После разделения на фракции После I ступени > II » » III » » IV » В прудах-накопителях (50,9±3,3). 10» (16,8±0,8)-10' (49,6±4,7). 10' (22,0+2,3)-10' (14,6+1,1)- 10е (6,0±0,6)-10« (16,5±1,3). 10® (6,5±0,5)-10" (31,8+4,0)- 10е (46,5+2,9)- 10е (40,8±3,2)-107 (41,4+2,7)-10' (27,6+2,9)-107 (21,0+1,2)-10»
Количество микробов в сточной жидкости, находящейся в прудах-накопителях, по сравнению со стоками после IV ступени очистки повысилось на 75%, а количество кишечных палочек — на 86%. Следует также отметить, что по последнему показателю сточная жидкость в прудах-накопителях и после разделения навоза на фракции фактически идентична. Это свидетельствует о том, что определенное количество неочищенных стоков спускается в накопители, минуя очистные сооружения, а также о постоянной работе последних на аварийном режиме.
Кроме того, в исходной сточной воде и сточной жидкости на разных этапах очистки обнаружены сальмонеллы. Так, индекс их в сточной воде Из коровников 220 микробных клеток, на II ступени очистки он повысился до 510, а на III достиг 1600. Это свидетельствует о размножении сальмонелл в сточной воде в результате нарушения температурного режима и создания при этом оптимальных условий для их роста.
Проведенные нами исследования позволили выявить причины плохой работы очистных сооружений «Ликом» в течение 5 лет: это превышение гидравлической нагрузки в 272 раза, отсутствие предусмотренного в технологии очистки коагулянта, нарушение температурного режима и времени работы аэраторов. Кроме того, эти сооружения очень сложны в эксплуатации и требуют высококвалифицированного обслуживающего персонала.
Результаты изучения эффективности очистных сооружений некоторых других зарубежных фирм (например, итальянской фирмы «Джи-Э-Джи») также не позволяют дать им положительную гигиеническую оценку (В. В. Влодавец и соавт.; И. Н. Жу-кович).
В Литовском НИИ электрификации сельского хозяйства разработан вертикальный осветитель ^ для очистки животноводческих стоков. Внесение в исходную сточную жидкость нитрата железа (2 г/л) способствовало снижению санитарно-химических и санитарно-бактериологических показателей в осветленной сточной воде. Так, БПК5 снизилось на 91,3 %, химическое потребление кислорода (ХПК) — на 91,6%, а микробное число и коли-ин-
Таблица 2
Эффективность очистки животноводческих стоков в проточных
прудах
Показатель Проточны!) пруд
,-й 2-й 3-й 4-й
БПК|. мг/л ХПК. мг/л Нитраты, мг/л Количество микробов. млн/мл Коли-титр 1579,9±23,С в49,7±5,4 108.б± 10,3 Н9.8±2.0 Ю-6—Ю-3 228,3±31,3 382.3±6.7 104,4±|,3 128.3±15,9 Ю-4—Ю-3 111.8±9.6 236.3+3,2 108.8+1.3 31,3±3,6 ю-3 53.7 ±5,5 I44,2±3,S 147,7±2,4 0,2±0,02 ю-2
деке — более чем на 99,9%. Повышение концентрации нитратов в осветленных животноводческих стоках до 152 мг/л обусловлено химическим свойством коагулянта — нитрата железа, а появление в той же осветленной воде нитритов свидетельствует об интенсивно проходящих в навозных стоках окислительно-восстановительных процессах. Применение указанного коагулянта нерентабельно, однако в настоящее время появилась возможность получить коагулянты из отходов химического производства, что в значительной мере расширяет сферу их использования для очистки сточных вод разного происхождения. В этом направлении нами уже ведутся специальные исследования.
Мы также изучали степень снижения загрязнения в животноводческих стоках при их длительном выдерживании в навозохранилищах. Было доказано, что выдерживание навозных стоков в этих емкостях в течение 6 мес не дает желаемого эффекта. В частности, коли-титр и титр энтерококков в сточной жидкости через указанное время повысились на 2—4 порядка и в конечном итоге находились на уровне 10 —Ю-4 и Ю-6—Ю-2 соответственно. Следует, однако, отметить, что эти показатели на том же уровне были уже через 2 мес выдерживания. Кроме того, в течение 5-го и 6-го месяцев в сточной воде всех исследованных накопителей наблюдался сплошной рост споровых бактерий даже в посевах с разведениями Ю-7—10~8. Из 187 изученных проб в 4 (2,1%) обнаружены жизнеспособные яйца аскарид и в 1 (0,5%) — яйца трихоцефала. Сальмонеллы найдены в 6 (3,2%) пробах, все они выделены сразу после наполнения накопителей навозной жижей. На наш взгляд, обильный рост кишечной палочки и протея (в 95— 99% исследованных проб) угнетает рост сальмонелл, затрудняя при этом их выделение из сильно загрязненных субстратов.
Особого внимания для очистки животноводческих стоков заслуживает применение проточных прудов. Технология очистки следующая: навозные стоки из комплекса поступают в навозохранилища, в которых выдерживаются 6 мес, а затем направляются последовательно в 4 пруда. Сточная жидкость из последнего пруда применяется для орошения сельскохозяйственных угодий.
На основании полученных результатов установлено, что при использовании этой системы очист-
кн достигается высокая степень снижения химического и биологического загрязнения животноводческих стоков (табл. 2).
Как следует из табл. 2, загрязнение стоков в последнем (4-м) пруду резко снизилось. Особенно положительно следует оценивать повышение коли-титра до Ю-2. Полученные данные позволяют сделать вывод о возможном использовании животноводческих стоков в сельском хозяйстве после проточных прудов без санитарно-гигиенических ограничений.
В настоящее время в нашей стране наиболее часто применяются почвенные методы очистки животноводческих стоков. На поля орошения обычно поступают стоки 4 видов: после длительного выдерживания, после разделения навоза на фракции, после всего цикла биологической очистки жидкой фракции, а также неочищенные стоки при вывозной системе удаления навоза. Последние представляют особую эпидемическую опасность, поскольку имеют огромное микробное загрязнение, в том числе патогенными бактериями и вирусами, а также яйцами гельминтов. Эти стоки явились объектом наших следующих исследований.
Опыты проводили на супесчаных почвах с разным содержанием азота, вносимого в почву с животноводческими стоками. Высота фильтрующего слоя почвы 1,1 м. Пробы фильтра отбирали через 1 , 2 и 3 сут после полива участков неочищенными животноводческими стоками из расчета 300 м3 на 1 га.
Анализ результатов исследований показал, что почва является мощным натуральным барьером, который задерживает основную массу загрязнений. Однако очищающая способность почвы зависит главным образом от нагрузки по азоту. Уже через 1 сут после полива при нагрузке 240 кг/га в год в фильтрате по сравнению с исходной сточной жидкостью отмечалось резкое снижение БПКа (на 99,5%), ХПК (на 97,1%), количество общего азота (на 85,2%) и азота аммиака (на 95,6%). Микробное число, коли-индекс и индекс энтерококков снизились на 99,9%. При увеличении нагрузки азотом загрязнение фильтрата постепенно возрастало и при дозе его 600 кг/га в год было следующим: БПКЬ снизилось на 84,2%, ХПК — на 76,2%, содержание общего и аммиачного азота — соответственно на 79,9 и 76,2%, а количество санитарно-показательных микроорганизмов — на 4—5 порядка.
Результаты исследований позволили прийти к заключению, что нагрузка азотом при орэшении полей животноводческими стоками не должна превышать 240 кг/га в год.
В модельных опытах изучали возможность интенсификации процессов самоочищения животноводческих стоков в отношении бактериального загрязнения при использовании для этой цели Вс1е11оу1Ьгю Ьа^епоуогиэ и микроводорослей.
Использование разных штаммов Вс1е11оу1Ьпо Ьа^епоуогиз, выделенных из морской воды, воды пресных водоемов и бытовых сточных вод, не дало
положительных результатов. На наш взгляд, для этой цели следует применять штаммы бделловиб-рионов, выделенных из навозных стоков. Однако ни нам ни другим исследователям осуществить это еще не удалось, в связи с чем вопрос об использовании Bdellovibrio bacteriovorus для указанных целей остается открытым и требует дальнейшего изучения. Можно предполагать, что их использо- ^ вание окажется наиболее целесообразным на завершающих этапах очистки навозных стоков. Применение для этих же целей комплекса микроводорослей также не дало желаемого результата даже при аэрации навозной жижи кислородом в течение 60 мин перед их внесением в сточную жидкость. Остается нерешенным вопрос и об условиях адаптации мнкроводорослей к животноводческим стокам, хотя некоторые авторы (Л. Б. Доливо-Добро-вольскнй и соавт., 1975) уже получили положительный эффект очистки сильно загрязненных в бактериальном отношении сточных вод.
Таким образом, изучение различных способов очистки сточных вод животноводческих комплексов показало, что многие из этих способов не обладают высокой эффективностью, что обусловливает необходимость разработки и внедрения новых более простых и достаточно надежных методов очистки животноводческих стоков.
Выводы. 1. Для очистки животноводческих стоков и подготовки их к применению для орошения сельскохозяйственных угодий рекомендуется широкое использование проточных прудов.
2. Гигиеническая оценка ряда зарубежных очистных сооружений показала их недостаточную эф- д. фективность в отношении инактивации микробного загрязнения в сточных водах животноводческих комплексов.
3. Нагрузка по азоту при использовании почвенного метода очистки животноводческих стоков не должна превышать 240 кг/га в год.
4. Использование Bdellovibrio bacteriovorus и микроводорослей для интенсификации процессов самоочищения животноводческих стоков требует дальнейшего изучения с учетом специфических свойств этих сточных вод.
Литература. Вашкулат Н. П. — Гиг. и сан., 1981,
№ 7, с. 22—24. Влодавец В. В., Калина Г. П., Гипп Е. К■ и др. — Там же.
1979, № 2, с. 68—69. Гончарук Е. И., Богдасарьян Г. А., Баубинас А. К. —
Там же, 1980, № 10, с. 86—88. Жукович И. Н. Гигиеническая оценка окружающей среды в зоне размещения промышленного свиноводческого комплекса на 108 тыс. свиней в год. Автореф. дис. канд., 1981.
Меренюк Г. В., Дискаленко А. П., Пономарева I. И. .
и др.—Там же, 1981, № 1, с. 69—71. ▼
Романенко Н. А. Санитарная гельминтология. М., 1982. Hex Е., Breer С. — Zbl. Bakt. 1 Abt. Orig. В., 1975. Bdl61.
5. 54-60.
Поступила 13.09.oJ
Summary. Many years of research studies proved flow-type ponds and vertical decolourization agents to be most
effective in the decontamination of sewage waters from animal-breeding complexes: they account for approximately 99?ó decrease in microbial and organic contamination, whereas the application of the microalgae, Bdeilovibrio bacterio-virus, a continuous sewage storage in ponds-tanks and the
yflKl626.32:«l5.277.4
*
Поиски путей, ограничивающих распространение канцерогенных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), являются актуальной научной и народнохозяйственной проблемой. Применительно к сточным водам одним из возможных решений может стать разработка биологического направления их удаления. Теоретической предпосылкой этого подхода служит экспериментально доказанная возможность микробной деградации некоторых канцерогенных соединений (М. Н. По-глазова и соавт., 1972; Г. Е. Федосеева и соавт.; Огоепеиедеп и БЫр). Однако известно, что в природных условиях распад канцерогенных ПАУ происходит чрезвычайно медленно и микробный ценоз рассматривается лишь как один из возможных факторов воздействия. Установлено также, что при очистке сточных вод на городских биологических сооружениях деканцерогенизирующий эффект фактически достигается лишь сорбцией канцерогенов активным илом, поскольку в этих условиях способность ила к их биохимическому преобразованию выражена крайне слабо (К. П. Ершова и соавт.; Л. Н. Самойлович и соавт.; Ма1апеу и соавт.). Последнее снижает роль городских очистных сооружений в ограничении распространения канцерогенных ПАУ, одновременно подчеркивая сложность и биологического разрушения и необходимость дальнейших поисков в этом направлении.
Одним из мощных источников канцерогенных ПАУ являются сточные воды предприятий по термической переработке твердого топлива, в частности широко развитая в нашей стране коксохимическая промышленность (Н. Я. Янышева и соавт.). На подавляющем большиснстве предприятий этой отрасли используется новый тип биологической очистки — биохимическая (микробная) обработка концентрированных сточных вод без разбавления бытовыми стоками и добавления активного ила. В связи с актуальностью проблемы деканцерогенизация сточных вод данной категории и широким приме-нением их биохимической (микробной) очистки, целью настоящей работы явилось изучение возможностей этого пути биологического обезвреживания в освобождении сточных вод от наиболее распространенного и бластомогенно-активного ПАУ — бенз(а)пирена (БП).
use of foreign purification plants do not guarantee an adequate purification of heavily contaminated sewage. Decontamination soil method can be employed with the hydraulic load not exceeding 300 m3/ha, and nitrogen load 240 kg'ha'year.
Работа выполнена на биохимически очистных сооружениях крупного коксохимического предприятия страны и лабораторных моделях. В промышленных условиях преобразование БП изучали в главном узле очистных сооружений — биологическом бассейне объемом 880 м3 с нагрузкой промышленных вод 500—600 м3/сут, определяя БП в среднесуточных пробах, поступающих и очищенных стоков с учетом времени их пробега в сооружении. На лабораторных моделях изучали изолированное действие на БП микробного ценоза и аэрации как возможных факторов деканцерогенизирующего эффекта. Для этого моделировали близкие к натурным сооружениям условия, используя производственные сточные воды, микрофлору аэротенков, сохраняя температурные параметры процесса и принудительную аэрацию сточных вод.
Ввиду гигиенической значимости установления не только деканцерогенизирующего эффекта, но и путей его достижения мы проводили дифференцированное определение БП в смолистых взвешенных веществах, мелкодисперсной фазе (преимущественно микробной биомассе) неточной воде, свободной от взвешенных примесей. Взвешенные смолистые (эфироэкстрагируемые) соединения отделяли центрифугированием при 500 об/мин и измеряли их количество весовым методом (В. Е. Привалов и соавт.). Мелкодисперсную фракцию осаждали раствором сульфата алюминия и после 24 ч отстаивания на холоде центрифугировали при 6000 об/мин. Из сточных вод и взвешенных фракций БП экстрагировали бензолом и определяли спектрально-люминесцентным методом с использованием эффекта Шпольского (П. А. Короткое и соавт.). Результаты промышленных и лабораторных исследований обработаны статистически (И. П. Ашмарин и А. А. Воробьев).
Изучение натурных сооружений показало, что, несмотря на предварительную водоподготовку в усреднителях, смоло- и маслоотстойниках, в поступающих в биологические бассейны сточных водах сохраняется высокая загрязненность БП. Очистка в аэротенках обусловливала статистически достоверное (/=2,99, Я<0,05) их освобождение от этого канцерогенного ПАУ. Из табл. 1 видно, что эффект деканцерогенизации в этих сис-
— 27 —
Е. М. Юровская
О ХАРАКТЕРЕ ПРОЦЕССОВ ДЕКАНЦЕРОГЕНИЗАЦИИ СТОЧНЫХ ВОД КОКСОХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ НА БИОХИМИЧЕСКИХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЯХ
Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзсева
