ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МИНЕРАЛИЗУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ — ИЗВЕСТНЯКОВ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ СОЛЕВОГО СОСТАВА МАЛОМИНЕРАЛИЗОВАННОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Проблемные статьи

Коллектив авторов, 1990 УДК 615.31-074

Ю. А. Рахманин, А. В. Филиппова, Р. И. Михайлова, Н. Н. Беляева, Т. Г. Ламентова, Н. Б. Кумпан,

Е. Г. Фельдт

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА МИНЕРАЛИЗУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ - ИЗВЕСТНЯКОВ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ СОЛЕВОГО СОСТАВА МАЛОМИНЕРАЛИЗОВАННОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва

Многолетние комплексные исследования показали, что длительное употребление в питьевых целях дистиллированной и маломинерализованных вод приводит к нарушениям, связанным с дефицитом в организме минеральных компонентов, включая микроэлементы, поэтому важное гигиеническое значение имеет коррекция солевого состава таких вод [7, 8, 10]. Особое место при этом отводится обогащению их бикарбонатными солями кальция, что является существенным фактором повышения вкусовых свойств питьевой воды, ее физиологической полноценности и стабильности [2, 8].

Из различных способов коррекции наиболее приемлемым для крупномасштабного применения считается фильтрационный, заключающийся в фильтровании углекислотных растворов маломинерализованной воды через слой карбонатсодер-жащего материала. Практически в нашей стране используется фильтрация через мраморную крошку с последующим добавлением солоноватых подземных вод [1, 3, 9]. Во многих районах мира, однако, отсутствуют местные ресурсы мрамора, подвоз его дорогостоящ, в связи с чем актуальным становится вопрос о возможности применения других карбонатсодержащих материалов, в частности известняков-ракушечников. По сравнению с мрамором известняки-ракушечники представляют собой более пористую и менее прочную породу, что, учитывая, особенности фильтрационного метода обогащения, можно рассматривать как положительное свойство. Однако несмотря на то, что все известняки состоят в основном из карбоната кальция, химический состав их в силу различных условий формирования и генеза может значительно варьировать за счет многочисленных примесей. Отмеченная неоднородность химического состава и сложность гигиенической оценки многокомпонентных смесей определили необходимость разработки методических основ изучения природных минерализующих материалов для коррекции солевого состава питьевой воды.

Объектами настоящих исследований служили известняки из районов расположения (г. Шевченко Казахской ССР) и строительства при техническом содействии СССР (Ливия и Южный Йе-

мен) крупных опреснительных комплексов. В качестве контрольных были взяты образцы мрамора и доломита, используемых в настоящее время в практике водоснабжения.

Предварительная оценка химического состава известняков показала, что содержание карбонатных солей жесткости в них было различным: карбоната кальция от 55 до 98 % и карбоната магния от 0,4 до 44,8 %. Методом определения потерь при прокаливании в известняках установлены незначительные количества органических веществ и соединений, содержащих гидратную воду. На основании этих данных, полученных атомно-абсорбционным методом, из 12 взятых первоначально образцов известняков было отобрано 6 с наиболее высоким содержанием кальция и магния: известняки из месторождений г. Шевченко (СССР), Харава (Ливия), Хатат, Мукалла, Батис и Коуз1 (Южный Йемен). Дальнейшая оценка минерального состава отобранных известняков была направлена главным образом на выявление различных примесей и проводилась несколькими методами: спектрометрическим (основанным на сжигании минералов в пламени на приборе СП-26), атомно-абсорбционным и пламенно-фотометрическим (анализ концентрированных 1;20 растворов известняков в кислоте на приборах «Бекман-1236» и «Флафо-4»), что позволило повысить точность анализа.

Результаты проведенных исследований выявили различия не только в числе примесей различных элементов в изученных известняках (от 11 до 18 в каждом при общем количестве обнаруженных элементов 20 и изученных — 50), но и в их относительном содержании (от одной десятитысячной до одного процента и более). Наибольшее число химических элементов (18) найдено в известняке Харава (Ливия), наименьшее (12) в известняке Хатат (Южный Йемен), известняк г. Шевченко содержал 16 элементов; доломит, Батис и Мукалл — по 15, мрамор — 13, Коуз — 12. По минимальному и максимальному числу

1 Далее для обозначения известняков использованы названия месторождений.

Рис. 1. Сравнительная харак теристика максимального и мини мального содержания выявлен ных в известняках элементов

По вертикальной оси — число элементов; 1—6—изученные известняки, 7—8 — используемые известняки; без штриховки — элементы, содержание которых в данном известняке минимальное по сравнению с другими известняками, со штриховкой — элементы, содержание которых в известняке максимальное; + п°-ложение, соответствующее составу мрамора, 4-+ составу доломита.

Хатат{1) Л о уз (2) Муиалло(3) Б а тиф) гШедченко(5) ХороЗо(б) мрамор[7) доломит (8)

логическому признаку — алюминий, по общесанитарному — титан. Наибольшие величины по обоим комплексным показателям установлены для известняка Харава. При обогащении воды кальцием до минимально необходимого уровня.(30 мг/л) все величины пропорционально уменьшались и для большинства известняков находились на уровне единицы или ниже.

На следующем этапе работы изучали влияние известняков на качество воды, предварительно обогащенной диоксидом углерода, который способствует переходу малорастворимого карбоната кальция в его хорошо растворимую в воде форму — бикарбонат. Жесткость воды повышали фильтрационным методом. Результаты исследований показали более высокую реакционную спо-

примесеи известняки располагались в следующем порядке: Хатат, мрамор, Коуз, Мукалла, доломит, Батис, г. Шевченко, Харава (рис. I).

Поскольку для И из 18 выявленных в известняках примесей установлены ПДК в воде, для этой группы элементов на рис. 2 приведены комплексные показатели суммы частей от их ПДК по санитарно-токсикологическому и общесанитарному лимитирующим признакам вредности в пересчете на два уровня обогащения воды кальцием — 50 мг/л (оптимальный) и 30 мг/л (минимально необходимый). Из рис. 2 видно, что комплексные показатели при обогащении воды кальцием известняков могут значительно превышать единицу. К наиболее значимым в гигиеническом отношении примесям относятся по санитарно-токсико-

Рис. 2. Сравнительная оценка комплексных показателей неблагоприятного влияния известняков по санитарно-токсикологиче-скому (/) и общесанитарному (2) лимитирующим признакам вредности, при уровнях содержания кальция 50 мг/л (а) и

30 мг/л (б).

По вертикальной оси — сумма частей ПДК. К ОТ ОТ КоуЗ МуКОЛЛО БаШ ЬШедчвНКО МрОМОр Харава Доломит

. ..?. ■ Таблица 1

# г / V * '.

Реакционная способность известняков разных месторождений и их влияние на качество воды при одинаковых условиях

инициального содержания диоксида углерода

Показатель ; • ' * * * 1 1 Мукалла Хатат Батис Коуз Харава г. Шевченко Мрамор Доломит

рН 6,5 6,4 6,6 5,6 6,1 6,6 6,4 6,5

Солесодержание, мг/л 335 260 285 80 145 315 230 220

Щелочность, мг-экв/л 2,6 2,2 2,5 0,8 1,3 • 2,6 2 • 1,7

Жесткость, мг-экв/л 6 4,8 5 1,4. 2,8 5,2 3,8 3,8

Са2+ ч 119 95 96 16 48 104 : 76 56

1,4 0,7 2,6 8,9 4,9 1,5 0,8 12,2

нсог 159 134 153 49 79 159 122 104

с1~ мг/л 1,8 2 1,8 1.6 ' 2,7 2,8 1,8 1,5

бо?" 16 4,5 5 8 12 8 6,7 5,2

ро?- 0,02 н/о 0,02 0,01 0,03 0,01 0,02 0,01

N02 (по Ы) 0,02 0,01 0,03 0,01 0,04 0,02 0,06 0,08

N0.4 {по 1М) н/о н/о н/о н/о н/о 0,15 0,01 н/о

Бенз(а)пирен, мкг/л мг 02/л н/о 0,0027 0,0027 0,003 0,0039 0,0036 0,0015 0,0018

Перманганатная окисляемость, 1,2 0,8 0,9 1,2 0,8 0,9 0,7 0,9

Примечание, н/о — не определяли.

собность большинства известняков (табл. 1) по сравнению с мрамором (за исключением известняка Коуз) что связано с их большей пористостью и меньшей плотностью. Наиболее реак-ционноспособным оказался известняк Мукалла. Наиболее высокое содержание магния отмечалось в воде, обогащенной солями доломита и известняка Коуз. Содержание хлоридов и сульфатов в водах было незначительным. Концентрации большинства примесей находились ниже чувствительности методов определения, что подтверждает важность первого этапа работы. Изучение загрязнения полученных вод органическими веществами показало, что нельзя рекомендовать для применения в ирактике водоподготовки известняк Коуз в связи с относительно высоким содержанием в нем канцерогенных ПАУ, превышающим ПДК бенз(а)пирена при минерализации воды до уровня 30 мг/л по кальцию.

Изучение органолептических свойств фильтратов воды не выявило неблагоприятного влияния известняков на запах и цвет воды, вместе с тем отмечалось улучшение ее вкусовых качеств.

Следующий этап работы — экспериментальное изучение биологического действия водных фильтратов известняков проводили на белых крысах в хроническом 12-месячном эксперименте. Для исследований были взяты известняки, наиболее контрастные по химическому составу: Хатат и Харава, а также известняк г. Шевченко, занимавший промежуточную позицию. В сравнительном аспекте изучен также мрамор. Обогащение воды солями известняков осуществляли до содержания кальция 30—35 мг/л. Контрольные животные получали московскую водопроводную воду, в качестве отрицательного контроля был взят дистиллят, а для вычленения ее воздействия — также дистиллят, обогащенный углекислотой до 66 мг/л. На 1, 2, 6 и 12-м месяцах экспери-

мента проводили поэтапные забои животных.

Физиологическую полноценность полученных с помощью известняков вод определяли в основном по показателям водносолевого обмена: водопо-треблению, диурезу, выведению с мочой основных электролитов (кальция, калия, натрия, магния), концентрациям их в сыворотке крови. Результаты показали, что обогащение дистиллята солями известняков значительно повысило его физиологическую полноценность: нормализовались водопотребление, диурез, баланс натрия, кальция. Вместе с тем в группах, потреблявших воду, обогащенную солями ракушечников, и дистиллят, во второй половине эксперимента наблюдалось некоторое повышение выведения с мочой калия и хлоридов, что свидетельствует о целесообразности комплексной коррекции солевого состава деминерализованной воды различными солями.

Для санитарно-токсикологического исследования действия солей известняков применяли как тесты, отражающие специфичность возможного влияния наиболее значимых в гигиеническом отношении примесей, например величину суммацион-но-порогового показателя (СПИ) и активность холинэстеразы крови, так и характеризующие общее функциональное состояние различных органов и систем: активность ряда ферментов (щелочной фосфатазы крови, лактатдегидрогена-зы, аспартат- и аланинаминотрансферазы сыворотки крови), коэффициенты массы и гистомор-

фологические показатели внутренних органов (печени, почек, селезенки, сердца, надпочечников), морфологическую картину крови. Установлено, что обогащение дистиллята солями известняков Хатат и г. Шевченко благоприятно сказалось на.его биологических свойствах, что проявилось в нормализации ряда показателей (табл. 2), между тем как примеси, содержащиеся в известняке Харава, с наиболее неблагоприятным комплексным показателем по токсикологическому призна-

#

%

Таблица 2

Результаты изучения общетоксического действия вод, обогащенных солями известняков разных месторождений и дистиллята

(контроль — московская водопроводная вода)

Показатель Хатат Харава г. Шевченко Мрамор Дистиллят-f +со2 Дистиллят

Масса тела Число эритроцитов Гематокритная величина Активность ферментов: холинэстеразы

АЛТ ACT ЛДГ

щелочной фосфатазы Величина СПП

Коэффициенты массы внутренних органов

Гистоморфологические исследования Печень:

индекс альтерации гепатоцитов

число клеток ретикулоэндотелиальной системы активность ферментов: ЛДГ СДГ Г-6-ФДГ Почка:

процент интактных клубочков процент атрофированных клубочков Селезенка:

индекс альтерации артерий белой пульпы индекс альтерации вен белой пульпы доля фолликулов с центрами размножения доля фолликулов с кариорексисом лимфоцитов индекс альтерации мезотелиоцитов серозной капсулы активность СДГ и Г-6-ФДГ

121

12f

12f

If* 1,12|***>*

61

**

12f

***

l

J i ***

If* 1,61

12 f*

6, 12 |

12f*

1 t * 1

6t

12f

Примечание. 1, 6, 12 — шение,| — понижение. АЛТ и ACT б-фосфатдегидрогеназа.

месяцы исследований; одна звездочка — р<Д05, две — — аланин- и аспартатаминотрансфераза, ЛДГ — лактатдегидрогеназа, Г-б-ФДГ

р<0,02, три

0,01; f — повы — глюкозо

ку вредности, отрицательно воздействовали на организм — способствовали развитию неблагоприятных сдвигов в активности ферментов, гистомор-фологических изменений тканей органов, уменьшению величины СПП, в связи с чем применение его в практике водоснабжения недопустимо. • Изучали также возможные отдаленные (гонадо-токсический, мутагенный, эмбриотоксический) эффекты [4—6]. Мутагенное влияние на соматические клетки оценивали микроядерным методом, на половые — методом доминантных леталей. Всего для изучения отдаленных последствий использовано 200 животных, проведено 7340 определений. Результаты исследований не выявили отдаленных последствий действия известняков на организм при условии обогащения воды кальцием до концентрации 30—35 мг/л.

Выводы. 1. По результатам комплексных исследований известняки месторождений г. Шевченко и Хатат, получившие положительную гигиеническую оценку, а также близкие к ним по химическому составу и свойствам известняки месторождений Мукалла и Батис рекомендованы для использования в практике кондиционирования

солевого состава маломинерализованной питьевой воды.

2. Биологические свойства многокомпонентных

минерализующих материалов можно прогнозировать на основании расчета комплексных показателей по результатам анализа их химического состава.

Литература

1. Алексеев Л. С. // Водные ресурсы.—1974.—№ 4.— С. 89—96.

2. Бокина А. И., Фадеева В. К., Вихрова Е. М. 11 Гигиенические аспекты окружающей среды.—М., 1979.— С. 31.

3. Марей А. И., Беляева Е. Н., Зайцева А. В. // Гиг. и сан.— 1961.— № 5.— С. 93—95.

4. Методические рекомендации по оценке мутагенной активности химических веществ микроядерным методом.—

М., 1984.

5. Методические указания по изучению гонадотоксического действия химических веществ при гигиеническом нормировании в воде водоемов.— М., 1984.

6. Методические указания по изучению эмбриотоксического действия химических веществ при гигиеническом обосновании их ПДК в воде водных объектов.— М., 1984.

7. Рахманин Ю. А., Бокина А. И., Плугин В. П. и др. // Гиг. и сан.— 1975.—№ 7.—С. 16—22.

8. Чижов С. В., Синяк Ю. Е. Водообеспечение экипажей космических объектов.— М., 1973.

9. Щикина М. И., Чижов С. В., Краснощекое В. В. 11 Космическая биол.— 1971.— № 2.— С. 28.

10. Эльпинер Л. И., Балашов О. И. // Там же.— 1980.— № 4.— С. 71—78.

Summary. 4 out of 6 were studied have been

Поступила 27.04.89

mineralizing lime materials that recommended for the practical

application with the aim to correct the mineral composition materials has been established on the basis of results of analysis of drinking low-mineralized water. The possibility to predict of their chemical composition, the biological properties of multicomponent mineralizing

© П. Г. ТКАЧЕВ, 1990 УДК 614.7:001.5]:008(47 + 57)

П. Г. Ткачев

МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К РАЗРАБОТКЕ КОМПЛЕКСНЫХ ПРОГРАММ «ЗДОРОВЬЕ»

И «ЭКОЛОГИЯ»

Рязанский медицинский институт им. И. П. Павлова

В связи с завершением двенадцатой пятилетки в нашей стране подводятся итоги выполнения всех планов народнохозяйственной деятельности и намечаются перспективы на очередной пятилетний период.

Важнейшими практическими проблемами в наши дни являются укрепление здоровья населения и охрана окружающей среды. Стратегические направления решения этих проблем определены XXVII съездом КПСС и XIX Всесоюзной партийной конференцией. Более детально они представлены в «Основных направлениях охраны здоровья населения и перестройки здравоохранения СССР на 1991 —1995 годы и на период до 2000 года». Конкретные планы в зависимости от местных условий предусматриваются в комплексных программах «Здоровье» (КПЗ) и «Экология» (КПЭ) для соответствующих областей, городов, поселков и сельских районов. Именно в этих программах возможно планирование конкретных видов деятельности по объемам строительства, стоимости, срокам исполнения, а также контролю за их реализацией.

Вопросы охраны здоровья населения и окружающей среды настолько близки, что их трудно разграничить. Многие факторы, характеризующие состояние окружающей среды, при отклонении от нормальных значений оказывают непосредственное влияние на здоровье людей. Поэтому такие факторы должны включаться в КПЗ. В то же время по целому ряду причин мы имеем примеры неблагоприятного воздействия хозяйственной деятельности человека на окружающую среду и природу, а затем уже косвенно на самого человека. Вопросы такого рода целесообразнее было бы относить к КПЭ. Для крупных городов с наличием сложного комплекса промышленных загрязнений необходимо составление отдельных КПЗ и КПЭ. Однако до настоящего времени достаточного разграничения вопросов, определяющих существо той или иной программы, в литературе нет, хотя оно имеет важное практическое значение, поскольку составление перспективных комплексных программ для каждого региона страны стало насущной необходимостью. В этой связи целью настоящей статьи является изложение опыта и разработка предложений по составлению КПЗ и КПЭ на тринадцатую пятилетку и более длительный период.

В последние годы текущей пятилетки проводятся сессии местных Советов народных депутатов с обсуждением хода выполнения имеющихся территориальных и отраслевых комплексных программ. Опыт обсуждения КПЗ до 1990 г. на сессиях городских и поселковых Советов в Рязанской области показал, что практически все программы реализованы не полностью, с нарушением объемов и сроков строительства. Слабой остается материально-техническая база здравоохранения. Невыполнение программ наблюдается по разделам, связанным с обеспечением работников здравоохранения надлежащими жи-лищно-бытовыми условиями. Этим объясняется длительная неукомплектованность кадрами многих лечебно-профилактических учреждений, особенно в поселках и сельских районах. В числе объективных причин невыполнения программ можно назвать такие, как слабая мощность подрядных строительно-ремонтных организаций, недостаточные фонды на строительные материалы, оборудование и приборы. Все неосуществленные положения программ переносили на последующие годы текущей пятилетки и в аналогичные комплексные планы очередной пятилетки.

Основной исходный документ при разработке КПЗ до 1995 г. и на более отдаленный период — постановление Совета Министров РСФСР от 06.10.88 «О мерах по дальнейшему улучшению охраны здоровья населения и укреплению материально-технической базы здравоохранения РСФСР », принятое на основе постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 20.06.88. В соответствии с этими документами многие министерства и ведомства обязаны принимать активное участие в разработке Государственной программы по профилактике заболеваний и формированию здорового образа жизни на период до 2000 г., предусмотрев в ней широкий комплекс медицинских, экономических, правовых, организационных и воспитательных мер.

В нашем регионе завершается составление КПЗ и КПЭ с указанием конкретных работ, источников их финансового обеспечения (различные министерства и ведомства) до 1995 г. и общих направлений деятельности по укреплению здоровья населения и охране природы до 2000 г. Кафедрами санитарно-гигиенического факультета медицинского института совместно с областной