CC BY
3
УДК 614.777
Канд. мед. наук Н. В. Климкина, Р. С. Ехина, канд. мед. наук М. П. Гра-чева, Ю. П. Тихомиров
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ОХРАНЫ ВОДОЕМА
ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ В РАЙОНЕ ПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана, Горьков-скин медйцинский институт и Горьковская областная санэпидстанция
Наша работа, имевшая вначале целью гигиеническую оценку условий сброса одного комбината промышленного узла, переросла в исследование влияния на водоем всего промышленного комплекса. Это стало возможным еще и потому, что в Московском научно-исследовательском институте гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана был накоплен материал, касавшийся формирования и отведения других крупнейших производств, входящих в состав промышленного узла, — производства капролактама, фенола и ацетона, синтез спирта и др. (А. Ф. Аксюк и С. Д. Замыслова; В. А. Савелова и соавт.; А. А. Стяжкина; Р. Д. Смирнова).
Комплексные санитарно-гигиенические исследования сточных вод и водоемов в районе изучаемого химкомплекса проводились Московским научно-исследовательским институтом гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана и Горь-ковским медицинским институтом, а также практическими санитарными организациями — Горьковской областной санэпидстанцией и санэпидстанцией Дзержинска. Предусматривались разработка предельно допустимых уровней химических соединений, изучение санитарного состояния водоема в динамике, изучение условий образования и отведения сточных вод, оценка гигиенической эффективности водоохранных мероприятий.
Собранные и обобщенные данные свидетельствуют о том, что в 1968— 1974 гг. происходило постоянное наращивание мощности отдельных производств, о чем свидетельствует увеличение общего объема сбрасываемых сточных вод. Вместе с тем количество сбрасываемых со сточными водами загрязнений не только не увеличилось, но даже несколько уменьшилось. Так в 1972—1973 гг. сумма загрязнений в стоках снизилась почти в 2 раза по сравнению с 1968 г. Это обусловлено строительством на предприятиях промышленного узла внутризаводских водоочистных сооружений и проведением мероприятий по упорядочению потребления и отведения воды, а также снижению загрязнения стоков. На водохранные мероприятия с 1963 по 1972 г. включительно затрачено более 30 млн. руб.; построено около 80 очистных сооружений, в том числе первая очередь районных, принимающих для очистки все хозяйственно-бытовые стоки и более 20 000 м3 промышленных сточных вод. Промышленные предприятия ежегодно утилизируют более 60 000 т ценных продуктов, в том числе соляную и серную кислоту, дихлорэтан, изооктан, хлор, цианиды и ряд других соединений. Проведение санитарно-технических мероприятий по промышленному району обеспечивает экономический эффект в размере около 3 млн. руб в год.
Изучение состава стока, подаваемого на биологическую очистку, показало, что основная масса загрязнений — это акрилаты: акриловая и метакриловая кислоты и их эфиры. В качестве сопутствующих веществ присутствуют метанол, бутанол, формальдегид, фенолы, а-метилстирол, многоатомные спирты, амиды акриловых кислот, цианиды и др. Судя по результатам экспериментальных исследований и литературным данным, все эти вещества оказывают выраженное влияние на органолептические свойства воды (придают ей посторонний привкус и запах), могут изменять кислородный режим водоема и, что особенно опасно, обладают широким спектром биологического действия на организм. Предельно допустимые концентрации в водоемах основных органических загрязнителей стоков составляют доли миллиграммов на 1 л, а лимитируются эти вещества в основном по
токсикологическому признаку вредности (акриловая кислота — 0,5, ме-такриловая кислота — 1, метилметакрилат — 0,15, метакриламид — 0,1, метилолметакриламид — 0,1, пентаэритрит — 0,1, ксилит — 0,1, метанол — 3, формальдегид — 0,5, нитрил акриловой кислоты — 2, цианиды простые — 0,1 мг/л), органолептическому признаку вредности (метилакри-лат — 0,02, этилакрилат — 0,005, бутилакрилат — 0,015; а-метилстирол — 0,1; бутилметакрилат — 0,02; бутанол — 1 мг/л и общесанитарному (ацетон — по кислородному режиму). Данные исследования гигиенической эффективности биологической очистки сточных вод производств химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, а также целлюлозо-бумажных комбинатов позволяют считать, что используемая в настоящее время схема очистки и доочистки стоков не всегда обеспечивает достаточную степень обезвреживания органических загрязнений, особенно высокомолекулярных и циклических (циклогексан, гексаметилен-диамин, циклогексанон, изопропилбензол, высокомолекулярные жирные кислоты, поверхностноактивные вещества).
Как показали данные 5-летнего наблюдения за работой биологических сооружений изучаемых нами производств, в промышленных стоках, подаваемых на очистку, содержание трудноокисляемых веществ (ХПК) выше легкоокисляемых (БПК) более чем в 7 раз. В общей сумме непредельных соединений на долю акрилатов приходится до 70%, в том числе на долю метнлметакрилата примерно 30—35%. После смещения с хозяйственно-бытовыми водами (1 : 1,5) соотношение трудноокисляемой и легкоокис-ляемой органики выравнивается. При этих условиях технический эффект очистки по суммарным показателям загрязнения (БПК и ХПК) составляет 96—98%. Из специфических веществ, содержащихся в стоках, хорошо окисляются метанол, фенол и цианиды (на 90—98%). Непредельные органические соединения разрушаются на биологических очистных сооружениях на 66—74%. Окисление метакриловой кислоты и ее эфиров, по нашим данным, не превышает 60%.
Для санитарно-токсикологической оценки эффективности работы биологических очистных сооружений проведены 2 серии опытов — подострый на белых мышах и хронический на белых крысах. Для определения степени стабильности стоков и сроков возможного хранения вели наблюдения за окисляемостью. Для хронического опыта отбирали среднесуточные пробы промышленных стоков. Длительное введение в организм животных комплекса токсических веществ неочищенных промышленных сточных вод вызывало развитие хронической интоксикации, что проявлялось прежде всего в нарушениях регуляторных процессов, связанных с системой гипофиз — кора надпочечников. У крыс отмечались неустойчивость уровня гистамина в крови, снижение его в ткани печени и мозга. Надпочечники животных, получавших исходный сток, увеличивались в весе. Одновременно обнаруживалось более высокое потребление воды животными, снижение щелочности крови и уменьшение стойкости эритроцитов к лизирующему действию соляной кислоты. В патологический процесс вовлекалась также печень, что прослеживалось как по морфологическим показателям (вес, гистология), так и по биохимическим (гистамин, SH-группы). Функциональное состояние клеток коры головного мозга у крыс, получавших сточные воды до очистки, также было изменено. Так суммационно пороговый показатель у них оказался более неустойчивым, чем у животных других групп. При исследовании гомогенатов мозга выявлено более низкое содержание гистамина и SH-rpynn.
У крыс, получавших очищенный сток, изменялся уровень гистамина в крови и гомогенатах печени и мозга. Ввиду того что при санитарно-ток-сикологических исследованиях отдельных акрилатов мы постоянно наблюдали нарушение обмена гистамина, установленные различия следует рассматривать как характерные для веществ данного производства (см. таб-ицу .
Токсикологическая характеристика сточных вод промышленного узла (хронический опыт
на белых крысах)
Показатели состояния органов и систем животного
Наличие изменений
контроль, водопроводная вода
исходный I очищенный сток, разведе- ' сток, разведения ния
1:10 1:100 1:10 1:100
Состояние периферической крови: эритроциты лейкоциты гемоглобин
кислотные эритрограммы Ферменты крови, биохимия:
трансаминаза АЛТ, сыворотка трансаминаза, сыворотка ACT щелочность, кровь гистамин, кровь SH-группы, сыворотка Функциональное состояние печени: трансаминазы SH-группы гистамин
весовой коэффициент Функциональное состояние мозга: трансаминазы гистамин SH-группы
суммационно-пороговый показатель Прочие показатели: вес тела водопотребление
весовые коэффициенты почвы, селезенки, надпочечников Морфология печени, мозга, почек, надпочечников, желудочно-кишечного тракта
Обозначения^- достоверные изменения; сутствие изменений.
+
+
+ +
+
+ +
+
+ +
+ +
+
+ +
+
+
— недостоверные изменения: — от-
Вторым этапом гигиенической оценки эффективности водоохранных мероприятий явилось изучение санитарного состояния водоема в динамике. Для оценки динамики санитарного состояния р. Оки произведена выборка данных за 5 лет — 1966, 1968, 1970, 1972 и 1973 гг. Исследования & 1966—1968 гг. позволяют судить о степени загрязнения водоема до пуска в эксплуатацию первой очереди районных очистных сооружений. В тот же период на промышленных предприятиях района были начаты большие мероприятия по охране водоемов и экономному расходованию воды. Последующие сроки наблюдения дают возможность оценить роль всего комплекса проводимых санитарно-оздоровительных мероприятий на водоеме за последние 5 лет. Анализировали данные по 4 створам: в 1-м, контрольном и 3-м створах — на расстоянии 1—5—14 км ниже сброса сточных вод. Последние 3 створа приурочены к местам пользования населением водой: первые 2 створа—второй вид водопользования, третий створ — первый вид водопользования. Оценку качества воды проводили по показателям солевого микро- и макроэлементного состава, общего загрязнения органическими веществами (ХПК и БПК2о). а также путем наблюдения за содержанием в воде специфических загрязнителей стоков. Особое внимание уделяли определению в воде акрилатов — акриловой и метакриловой кислоты и метилового эфира последней.
Как показывают аналитические материалы, санитарное состояние водоема в створе выше промышленного района существенно не изменилось-за период наблюдения. Вода на этом участке реки характеризовалась сред-
ней минерализацией: сухой остаток изменялся от 269 до 611 мг/л. Содержание в воде основных химических компонентов было следующее. Уровень хлор-иона колебался от 3,9 до 67,7 мг/л, сульфат-иона — от 50,7 до 168,7 мг/л. Щелочность воды составляла 48,8—260,5 мг/л,общая жесткость—1,35—15,3 мгэкв/л.
Прослеживая динамику химического состава воды реки за 1968— 1972 гг. в створах ниже сброса стоков, удалось установить значительное снижение таких суммарных показателей загрязнения, как БПК2о и ХПК. Биохимическая потребность воды в кислороде, например, снизилась в 2 раза, а химическая (бих-роматная) — в 1,8 раза. Уровень растворенного в воде кислорода даже в последний период не был ниже 9,8 мг/л. Такие специфические загрязнители, как метанол, цианиды и фенолы, обнаруживались в воде в виде следов или в количестве, значительно меньшем предельно допустимых уровней (см. рисунок). Акрилаты выявлялись ниже сброса сточных вод в концентрациях ниже предельно допустимых. Акриловая кислота определялась на уровне 0,3 мг/л, метакриловая — на уровне 0,35 мг/л и метилметакрилат — на уровне 0,05—0,075 мг/л. Ме-тилметакрилат в количестве 0,01 мг/л находили и на расстоянии 14 км ниже сброса сточных вод. О значительном улучшении санитарного состояния водоемов после осуществления на промышленных предприятиях оздоровительных и водоочистных мероприятий отмечалось и другими авторами (И. И. Беляев и М. П. Грачева; О. М. Гринблат и соавт.; 3. Ф. Карпов и соавт.; В. А. Морозов и С. С. Утюжникова; Ф. Г. Мурзакаев, В. М. Николаев).
Выводы
1. Разработка и внедрение на промышленных предприятиях организационных и санитарно-технологических мероприятий по экономному расходованию воды и снижению количества сбросов позволяют значительно снизить степень загрязнения сточных вод даже в условиях одновременного наращивания мощности производств.
2. Многолетние динамические наблюдения за санитарным состоянием водоемов, принимающих стоки изучаемого промышленного комплекса, показывают, что осуществление водоохранных мероприятий на производствах сопровождается положительными сдвигами в качественном составе воды.
3. Учитывая сложный состав промышленных стоков изучаемого промышленного комплекса, наличие в них токсических и биорезистентных веществ, необходимо осуществлять на химических производствах промышленного узла многоступенчатую очистку и доочистку сточных вод на районных очистных сооружениях при обязательной локальной подготовке отдельных потоков на промышленной площадке.
4. Сложность и высокая стоимость необходимой схемы очистки оправдываются эффективностью очистки сточных вод в конкретной санитарной ситуации.
<о
О Г?
5
о й
НО 100 90 80 70 60 50 40 30
/966 1968 1970 1972 /973 Сроки наблюдения (годи)
Динамика изменения санитарного состояния водоемов ниже сброса сточных вод промышленного комплекса (по показателям ХПК и БПК;0).
а — бнхроматная окнсляемость воды: О — полное биохимическое потребление кислорода: /— контрольный створ наблюдении: 2— створ 5 км ниже сброса сточных вод: 3 — створ 14 км ниже сброса сточных вод.
ЛИТЕРАТУРА. Аксюк А. Ф., Зам мел она С. Д. Санитарная характеристика сточных вод производства синтетических жирнмх кислот. — В кн.: Санитар-но-химический контроль в области охраны водоемов. М., 1964, с. 234—238. — Беляев И. И., Грачева М. П. Эффективность мероприятий по санитарной охране водоемов в районе предприятий химической промышленности. — «Гиг. и сан.», 1974, № 5, с. 13— 16. — Г р и н б л а т О. М., С у н д а т о в В. Ф. и др. Опыт санитарной охраны водоемов на территории Москвы. — Там же, 1974, № 8, с. 87. — Карпов 3. Ф., Б е р -д у т и н Ф. А. и др. — В кн.: Материалы к докладам конференции гигиенистов и санитарных врачей Кузбасса. Кемерово, 1967, с. 107. — Морозов В. А., Утюжнико-в а С. С. Эффективность очистки сточных вод промышленного района г. Волжского Волгоградской области. — В кн.: Материалы Республиканск. научной конференции по проблемам гигиенического водоснабжения и санитарной охраны водоемов. Пермь, 1969, с. 83— 84. — М у р з а к а е в Ф. Г. Гигиеническая эффективность мероприятий по санитарной охране водоемов в районе нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий. — «Гиг. и сан.», 1972, № 7, с. 15—18. — Николаев В. М. Эффективность очистки сточных вод Ново-Горьковского нефтеперерабатывающего завода.—Там же, 1964, № 11, с. 85—90. — Савелова В. А., К л и м к и и а Н. В., Брук Е. С. и др. Экспериментальная оценка эффективности очистки сточннх вод производства капролактама. — Там же, 1962, № 8, с. 7—12. — Смирнова Р. Д. Санитарные условия спуска в водоемы сточных вод производства фенола и ацетона. — В кн.: Материалы республиканск. итоговой научной конференции по гигиене. Л., 1963, с. 134—135. — С т я ж к и н а А. А. Об эффективности биологических методов очистки производственных сточных вод предприятий органического синтеза. — «Гиг. и сан.», 1963, № 10, с. 52—57.
Поступила 6/11 1975 г.
HYGIENIC ASSESSMENT OF THE EXTENT OF PROTECTION FROM CONTAMINATION OF A WATER BODY IN THE REGION OF AN INDUSTRIAL
COMPLEX
N. V. Klimkina, R. S. Ekhina, M. P. Graclieva, Yu. P. Tikliomirov
The authors noted an improvement in the sanitary state of a stream below the site of discharge of the effluents from a large industrial complex after elaborating and introducing at industrial enterprises of certain practical and sanitary-technical measures aimed at economical use of water and diminishing the extent of contamination of the effluents.
УДК 614.7:546.74
Канд. мед. наук А. И. Ицкова, И. Н. Елисеев
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОМПЛЕКСНОГО ДЕЙСТВИЯ МЕТАЛЛОВ НА ПРИМЕРЕ СОЕДИНЕНИЙ НИКЕЛЯ
Институт общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Вопросы комплексного действия загрязнений окружающей среды имеют как практическое, так и теоретическое значение. Проведен ряд исследований и предложены некоторые методические подходы к выявлению комплексного действия органических веществ — неэлектролитов (М. С. Сади-лова и А. А. Петина; Г. И. Сидоренко и М. А. Пинигин, и др.). Как отмечалось на IV Всероссийском съезде гигиенистов и санитарных врачей (С. Н. Черкинский, и соавт.), первый опыт изучения неэлектролитов в хроническом эксперименте позволил установить, что при их одновременном пероральном и ингаляционном поступлении в организм происходит суммирование токсического эффекта действия этих веществ. Изучение комплексного действия металлов оставалось до настоящего времени вне поля зрения гигиенистов. Вместе с тем это имеет существенный интерес, так как большинство металлов обладает выраженной биологической активностью.
Объектом наших исследований был никель. Как подчеркивалось в материалах Всемирной Организации Здравоохранения (1972), знания о возможном хроническом действии малых количеств никеля, содержащихся в воде и пищевых продуктах, очень ограниченны; требуется значительно расширить исследования в этой области. Можно добавить, что сведений о влиянии никеля при поступлении его с атмосферным воздухом также крайне мало. Из данных литературы можно заключить, что никель оказы-
