CC BY
2
требление в качестве питья очищенных сточных вод не вызывало изменения фагоцитарной активности нейтрофилов и НСТ-теста.
Изучение гистологических препаратов органов животных, которым наносили на кожу хвоста неочищенные, очищенные, а также очищенные и обеззараженные воды, показало, что практически все исследованные ткани не имели патологических изменений.
В целом сдвиги биохимических показателей при кожном воздействии повторяют тенденцию в изменениях при пероральном введении, однако в некоторых случаях они менее выражены (табл. 3).
Фагоцитарная активность лейкоцитов в группе животных, которым наносили неочищенные сточные воды, снижалась по сравнению с контролем (18,3+0,65 и 22,84=0,7 соответственно). Очищенные, а также очищенные и обеззараженные воды при этом пути введения не вызывали изменения фагоцитарной активности лейкоцитов.
Анализ полученных данных показал, что при воздействии на организм животных неочищенных сточных вод, поступавших в виде питья и через кожу, в изучаемых органах и тканях происходили существенные морфофункциональные изменения, нарушение тканевого дыхания и иммунологической реактивности. При употреблении в качестве питья и нанесении на кожу очищенных, а также очищенных и обеззараженных сточных вод, у животных отсутствовали морфологические изменения, нормализовались некоторые биохимические показатели и иммунобиологическая реактивность организма.
Таким образом, экспериментальные наблюдения в опытах на белых крысах продемонстрировали эффективность технологии обработки сточных вод с применением алюмосодержащего коагулянта типа оксихлорида алюминия, а также обеззараживания УФ-облучением.
Использование предложенных критериев оценки качества судовых сточных вод, прошедших соответствующую технологическую обработку, способствует получению необходимых информативных данных при определении уровня токсичности очи-
щенных стоков по степени опасности и детоксика-ции в отношении человека и биоты водоемов наряду с оценкой основных гигиенических показателей. Проведенная нами апробация показала целесообразность применения токсикологических тестов для решения широкого круга вопросов в области охраны окружающей среды и в первую очередь для разработки комплекса мер по защите моря от загрязнений при судоходстве в процессе создания новых образцов водоохранного санитарного оборудования.
Литература
1. Бакан. Т. Охрана окружающей среды: Пер. с венг.— М., 1980.
2. Ещенко И. Д., Вольский Г. Г. // Методы биохимических исследований.— Л., 1982.— С. 250—253.
3. Кочетов Г. А. // Практическое руководство по энзимоло-гии.— М., 1980.— С. 224—226.
4. Кривченкова Р. С. // Современные методы в биохимии.— М., 1977.— С. 47—49.
5. Сиденко В. П., Шутько А. П., Висковатова. Т. И. // Судостроение.— 1986.— № 7.— С. 21.
6. Шутько А. П. ,Сороченко В. Ф., Колликовский Я. Б., Гречко В. И. // Очистка воды основными хлоридами алюминия.— Киев, 1984.— С. 135.
7. Laskin И., Tappel A. L. // Arch. Biochem.— I960.— Vol. 88.—
р из_ii7
8. Tager F. О. 11 Nutr. et Dieta.— 1968.— Vol. 10, N 3.— P. 215-225.
Поступила 04.04.89
Summary. The effect of waste waters, as well as of waste waters, that had undergone physico-chemical treatment and disinfection, on the organism of experimental animals was investigated. The influence of purified and non-purified sewage on the morphological structure of organs (liver, brain, kidney, myocard), on the biochemical processes in experimental animals' tissues, on the immune reactivity of experimental animals was determined. The improvement of the morphological structures of the organs under study, of certain biochemical indices and bioimmunological reactivity of animals under peroral and dermal exposure to the purified waste waters gives the grounds for the conclusion on the biological safety and effective detoxication of waste waters which have undergone purification with the use of aluminum-containing coagulant of the aluminum oxichloride type, and which have been disinfected by ultraviolet irradiation.
E. А. ЕФРЕМОВА, 1990
УДК 613.31:613.68
Е. А. Ефремова
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОЗОНАТОРНЫХ КОМПЛЕКСОВ
БЫТОВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ СУДОВ
Горьковский институт инженеров водного транспорта
Более 2000 судов речного флота ныне оснащены комплексами бытового водоснабжения, включающими в себя станции приготовления питьевой воды (СППВ) «Озон» и систему хозяйственно-питьевой воды. Ранее [9] были теоретически и экспериментально обоснованы требования к качеству
воды водоисточника, при которых эти станции приготавливают питьевую воду. Однако систематические исследования гигиенической эффективности приготовления питьевой воды на судах с помощью станций озонирования до настоящего времени не проводились.
Серьезным недостатком комплекса водоснабже- по бактериологическим показателям на 13—25 %
€
ё
ч
ния речных судов является ухудшение качества воды в системе по сравнению с водой, получаемой от СППВ «Озон». Причины такого ухудшения, за исключением связанных с нарушением технической эксплуатации комплекса (неисправность станций озонирования, наличие перемычек между питьевой и забортной водой в системе и т. д.), изучены недостаточно. Некоторые сведения об этом явлении содержатся лишь в работах Л. И. Эльпинера [8]. В зарубежной и отечественной литературе широко обсуждается проблема ухудшения качества питьевой воды, прошедшей через береговые очистные сооружения [4, 6, 10]. Однако из-за существенных различий в технологическом процессе приготовления питьевой воды и условиях хранения ее на береговых водопроводах и судовых озонаторных комплексах бытового водоснабжения непосредственное использование результатов этих исследований на судах невозможно.
Задачей настоящей работы явилось проведение систематических гигиенических наблюдений за эффективностью очистки питьевой воды на станциях озонирования по микробиологическим показателям, определение глубины обеззараживающего действия озона, а также изучение влияния биообрастаний и отложений судовых систем на микробиологические показатели хранящейся питьевой воды.
Определение эффективности очистки питьевой воды по микробиологическим показателям осуществляли на стенде плавлаборатории теплохода ОС-35 в навигации 1983—1988 гг. при работе
СППВ «Озон» в паспортном режиме: воду после предварительного осветления обрабатывали озоном в дозе 12 мг/л, время контакта озона с водой 600 с. При этом концентрация остаточного озона в пробах воды после камеры смешения составляла 0,5—1,5 мг/л, что отвечает требованию ГОСТа [3]. В качестве исходной во всех экспериментах брали воду реки Волги. Всего было испытано 30 станций типа «Озон». Эффективность озонирования оценивали по коли-индексу и общему количеству бактерий [2]. В процессе исследования установлено, что при соблюдении требований ГОСТа [3] к качеству воды водоисточника приготовленная на станциях озонирования вода в 95— 98 % из 80 тыс. проанализированных проб обладала питьевыми качествами. Это означает, что в 2—5 % случаев в систему хозяйственно-питьевой воды попадала микрофлора речной воды. Такая вероятность безотказной работы станции (0,95— 0,98), характеризующая ее санитарную надежность, свидетельствует о достаточной эффективности указанных устройств.
Исследование глубины обеззараживающего действия озона было вызвано тем, что качество приготовленной на судне воды, находящейся в состоянии хранения в системе водоснабжения от нескольких часов до нескольких суток, было ниже
по сравнению с водой, полученной после станции озонирования. Глубину обеззараживающего действия озона определяли в лабораторных условиях на модели судового озонаторного комплекса. Станция работала в паспортном режиме. Приготовленную воду исследовали при ее длительном хранении в предварительно продезинфицированной водопроводной сети для выявления реактивации микроорганизмов. Одновременно озонированной водой заполняли отрезки труб, изъятых непосредственно из систем водоснабжения судов при ремонте. Время застоя в системе составляло 31 сут, в отрезках — 12 сут. Всего было выполнено 48 определений коли-индекса и общего количества бактерий [2]. В ходе исследований установлено, что при хранении озонированной воды с коли-ин-дексом менее 3 она не теряла стандартного питьевого качества в течение всего периода наблюдений — до 31 сут. Роста общего количества бактерий также не наблюдалось. Следовательно, глубина обеззараживающего действия озона на судовых станциях достаточна, чтобы явлений реактивации санитарно-показательных микроорганизмов в воде не происходило.
Из литературы [6] известно, что потенциальным источником вторичного загрязнения питьевой воды служат биообрастания и отложения на внутренних поверхностях конструкций систем водоснабжения. Применение на судах станций озонирования не может предотвратить попадание взвешенных веществ и органических соединений в приготовленную воду, что в сочетании с повышенным содержанием растворенного в воде кислорода создает благоприятные условия для развития биообрастаний и накопления осадков в судовой системе. Этому способствуют также повышенная температура воды во время навигации, застой воды, обусловленный прерывистой работой СППВ и режимом водопотребления на судне, а также отсутствие остаточных доз озона в сети.
Для оценки влияния биообрастаний и отложений судовых систем на микробиологические показатели хранящейся питьевой воды, приготовленной с помощью СППВ «Озон», проведена серия стендовых и лабораторных исследований. В исследованиях на стенде плавлаборатории теплохода ОС-35 изучены также динамика биопленочных процессов, качественный и количественный состав биообрастаний питьевых цистерн. Одновременно проведена проверка способности материала труб и покрытий, применяемых в судостроении, содействовать разрастанию микроорганизмов биопленки и повышению общего микробного загрязнения воды.
Определение биообрастаний и отложений в системе осуществляли косвенным методом с использованием пластин. В качестве исследуемых образцов, имитирующих поверхность накопительной цистерны, были взяты пластины из стали 3, окрашенные серой эмалью ХС-76 на виниловой основе
с грунтом ХС-74, а также стальные неокрашенные пластины, имитирующие поверхность судового водопровода. Их опускали в цистерну с питьевой водой и вынимали 1 раз в месяц для снятия биообрастаний и отложений. Общая продолжительность опыта составляла 5 мес.
Микробную активность биопленки определяли в смыве биообрастаний и отложений с пластин путем подсчета числа сапрофитных микроорганизмов на питательном агаре после 24 ч инкубации при 37 °С, учет гетеротрофов вели на разбавленном в 4 раза питательном агаре после 2 сут инкубации при комнатной температуре; использовали метод прямого микроскопического подсчета общего числа микроорганизмов Количественно результаты этих исследований выражали на 100 см2 площади пластины. Описывали морфологические признаки колоний гетеротрофов (чашечный метод), проводили грубую классификацию их методом окраски по Граму, препараты микро-скопировали в висячей капле. О массе биообрастаний судили по содержанию в смыве взвешенных веществ, обнаруживаемых при 105 °С; органические вещества определяли в виде потерь при прокаливании при температуре до 600°С.
Результаты исследований представлены на рисунке. Из него видно, что на 10-й день эксперимента на всех исследуемых образцах накапливались взвешенные вещества и микроорганизмы. Благоприятное действие твердой фазы состояло, по-ви-димому, в том, что на ее поверхности создавались более высокие, чем в воде, концентрации органических веществ, являющихся субстратом для развития микроорганизмов. Содержание взвешенных
1 Исследования выполнены совместно с Отделом биологических исследований Горьковского университета им.
Н. И. Лобачевского.
веществ в воде в тот же период составляло 0,0054= 4=0,001 мг/л. С увеличением продолжительности воздействия среды микробная активность биопленки повышалась (см. рисунок, б), а количество ее постепенно уменьшалось (см. рисунок, а). Это связано, очевидно, с биологическими реакциями внутри биопленки, истощающими питательные вещества по мере ее развития. Сравнение поведения материала стали 3 и эмали ХС-76 в озонированной воде показало, что органическое покрытие в условиях эксперимента не способствовало значительному дополнительному росту микроорганизмов на поверхности пластин. Число сапрофитных микроорганизмов на окрашенных и неокрашенных пластинах было практически одинаковым (см. рисунок, б), при этом масса биопленки на шероховатой поверхности стали 3 была выше, чем на гладких окрашенных поверхностях (см. рисунок, а), что не противоречит данным литературы [10]. В биоценозе обрастаний обнаружено массовое развитие аэробных и факультативно аэробных бактерий с преобладанием грамотрицательных палочек над кокковыми формами, что свидетельствует о на-, чальных стадиях распада органических веществ на исследуемых образцах. Встречались зооглеи. Грибы, жгутиковые и мшанки отсутствовали полностью. Высокий общий уровень бактериального загрязнения питьевых цистерн судна отражен в табл. 1.
В исследуемый период станции озонирования в 95 % случаев приготавливали воду стандартного питьевого качества. При поступлении воды в накопительную цистерну общее количество бактерий в ней увеличивалось (в 20 % случаев оно было более 100), иногда значительно (см. рисунок, б), что можно объяснить лишь взаимодействием с биообрастаниями с их большими микробными популяциями. В хранящейся озонированной воде
Динамика числа сапрофитных микроорганизмов, содержания взвешенных и органических веществ в период навигации на твердых поверхностях и в воде питьевых цистерн судового
озонаторного комплекса водоснабжения.
Г1о оси абсцисс — период наблюдения (в днях); по оси ординат: а — концентрация (в мг/л), б — число сапрофитных микроорганизмов в 1 мл воды или на 100 см" поверхности (в 12). / — взвешенные вещества на поверхности стали 3 (в мг/л); 2 — органические вещества там же (в мг/л); 3 — взвешенные вещества на поверхности эмали ХС-76 (в мг/л); 4 — органические вещества там же (в мг/л); 5—8 — число сапрофитных микроорганизмов (в I^>: 5 — в биопленке на стали 3, 6 — в биопленке на эмали ХС-76. 7 — в воде питьевой цистерны, 8 — в воде
после станции озонирования.
Таблица 1
Микробиологическая характеристика биообрастаний питьевых
цистерн судна
Показатель
День исследования
Общее число микроорганизмов
Число гетеротрофов Число сапрофитов Число грамотрицательных ок-сидазоположительных палочек
(8,5±0,6) • 102 (7,9=Ь0,8) • 102
(5,4±0,9).Ю7
(3,9=Ь0,19).105
(5,6±0,4) • 103
52 ±20
определялись те же микроорганизмы, что и на стенках накопительной цистерны. На 52-й день исследования общее число микроорганизмов [5] в воде составляло 1,4-10', индекс гетеротрофных микроорганизмов [1] равнялся 1,1 • 103. Таким образом, проведенными исследованиями установлено, что источником общего микробного загрязнения питьевой воды, приготовленной станциями озонирования, являются биообрастания и отложения в системе хозяйственно-питьевой воды судна.
Способность биообрастаний накапливать бактерии группы кишечных палочек оценивали в лабораторных исследованиях на модельных сосудах с различным исходным загрязнением воды, возможным при нарушении эксплуатации комплекса водоснабжения. Пластины, окрашенные эмалью ХС-76, хранили в них в течение 22 дней при температуре 20412 °С. В отпечатках биообрастаний пластин на среде Эндо подсчитывали количество бактерий группы кишечных палочек, подтвержденных микроскопированием и постановкой оксидаз-ного теста. Результаты исследований представлены в табл. 2, из которой видно, что кишечные палочки способны накапливаться на твердых поверхностях при наличии на них биообрастаний пропорционально степени загрязнения воды. Косвенно об уровне бактериального загрязнения сети можно судить по снижению перманганатной окис-ляемости и содержания растворенного кислорода [7] в воде в процессе хранения, что связано, вероятно, с сорбцией органических веществ отложениями в сети и дальнейшей утилизацией их аэробными микроорганизмами [10].
В судовой сети бактерии группы кишечных палочек, обнаруживаемые в биообрастаниях из застойных участков на уровне 7804=76 на 100 см2, способствовали увеличению коли-индекса транспортируемой по ней воды с менее 3 до 240—1100. Разрушение таких биопленок и взмучивание отложений после пуска в работу судовой СППВ «Озон» при качке или швартовые судна могут стать ведущим фактором в ухудшении качества воды на судах.
Таким образом, на основании выполненных исследований установлено, что причиной ухудшения качества воды в озонаторных комплексах быто-
Таблица 2
Динамика накопления биообрастаниями бактерий группы кишечных палочек и изменение некоторых химических показателей при хранении воды с различным бактериальным загрязнением
Исходный КОЛИ- индекс воды Образование биопленки Число кишечных палочек на 100 см2 биопленки Перманга нат-ная окисляе-мость, мг/л Растворенный кислород, мг/л
день исследования
15-й 22-й 15-й 22-й
Менее 3 0 0 0 0
2-101 ■ ■ - 0 4 0 0,3
7 • 106 + + 8 28 1,1 0,8
4 • 107 + + 108 144 2,2 1,6
Примечание. - - Отсутствие, -f наличие биопленки, оп-
ределяемое визуально; звездочка день исследования.
данные получены на 22-й
вого водоснабжения судов служит наличие негативных биологических процессов в системе хо-зяйственно-питьевой воды в сочетании с особенностями ее эксплуатации и надежностью работы
судовой станции озонирования.
Для сохранения питьевого качества воды в системе необходимы новые технологические решения и автоматизированные методы контроля, обеспечивающие поддержание в судовой сети остаточных доз озона.
Литература
1. Горбенко Ю. А. // Микробиология,— 1961.— Т. 30, № 1.— С. 168—172.
2. ГОСТ 18963—73. Вода питьевая: Методы анализа.— М., 1984.
3. ГОСТ 17.1.3.09—82. Охрана природы: Гидросфера: Требования к хозяйственно-питьевому водообеспечению судов.— М., 1988.
4. Кульский J1. А., Савлук О. С., Косинова В. И. и др. // Химия и технол. воды.— 1985.— Т. 7, № 3.— С. 45—56.
5. Разумов А. С. //Микробиология.— 1932.— №2.—С. 131 — 136.
6. Рябченко В. А., Горяинова Г. С. // Гиг. и сан.— 1988.— № 8.— С. 71—73.
7. Унифицированные методы анализа вод / Под ред. Ю. Ю. Лурье.— М., 1973.
8. Эльпинер Л. И. Водоснабжение морских судов.— М., 1975.
9. Этин В. Л., Ефремова Е. А., Севастьянов А. Г. // Речи, транспорт.— 1982.— № 8.— С. 38—39.
10. Characlis W. G., Trulear М. G., Breyers I. D. et al. // Water Res.-1982.—Vol. 16, N 7.—P. 1207—1216.
Поступила 09.06.89
Summary. According to the results of the studies the reason of the worsening of water quality in the ozonating installations of house-hold water-supply of ships is the presence of negative biological processes in the system of house-hold and
drinking water in combination with the peculiarities of its operation and reliability of functioning of the ship ozonating station -New technological designs and
methods, maintaining the residual ozone network, are needed to keep the drinking quality of water in the system.
automated control doses in the ship
