ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИОННЫХ МЕМБРАН В ПРАКТИКЕ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

микроорганизмы в силу меньшей устойчивости характеристику эпидемической безопасности мор-в этих условиях не позволяют получить надежную ской воды.

ЛИТЕРАТУРА

Миронов О. Г.— В кн.: Биологическое самоочищение и

формирование качества воды. М., 1975, с. 17—22. Можаев Е. А. Загрязнение водоемов поверхностно-актив-

ными веществами. М., 1976. с. 15—31. Шаманаев •'//. 111., Черняев А. М., Черняева Л. Е.— В кн.: Всесоюзный симпозиум по современным проблемам са-

моочищения и регуляции качества воды. Таллин, 1975, с. 126—129.

Baudouin M. F., Scoppa P.— Bull. Environm. Contam. Toxicol., 1974, v. 12, p. 745—751.

Weichart G.— North Sea Environm., 1974, v. 16, p. 29—33

Поступила 15/X 19Г9 г.

SANITARY MICROBIOLOGIC EVALUATION OF THE QUALITY OF COASTAL ALA RIN E WATERS POLLUTED BY INDUSTRIAL AND DOMESTIC WASTES

G. A. Bagdasarian, Yu. G. Tataeva, T. Z. Artcmova, A. E. Nedachin

Interactions between biologic (microbial) and chemical contaminants in marine waters as well as survival patterns of pathogenic and sanitary indicator microorganisms in these waters were studied. The quantitative relationships established in field studies between indicator microorganisms and the isolation rates of pathogens of bacterial and viral origin

from marine waters have made is possible to determine more precisely the permissible levels of indicator microorganisms, i. c., those organisms that characterize the degree of epidemiologic safety of waters polluted from industrial and domestic sources

УДК в 13.34:62*. 16.067.3:678.745.в

Кандидаты мед. наук Н. Я■ Михайловский, А. А. Королев, Ю. А. Рахманин и Т. Г. Шлепнина, доктор биол. наук Р. В. Меркурьева, Т. А. Солохина

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИОННЫХ МЕМБРАН В ПРАКТИКЕ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

I Московский медицинский институт им. И. М. Сеченова; Институт общей и комму налыюй гигиены им. А. М. Сысина АМН СССР, Москва

Применение мембранных методов обработки воды, которое уже далеко вышло за пределы своего первоначального назначения (опреснение), представляет исключительно большой практический интерес, определяемый необходимостью поиска новых путей очистки и обеззараживания питьевой воды в условиях загрязнения природных вод веществами промышленного происхождения и продуктами их трансформации.

Мембранные методы характеризуются разнообразием используемых конструкционных полимерных материалов, расходуемых в качестве прокладок, дренажей и трубопроводов. Вместе с тем основным технологическим элементом, определяющим качество получаемой воды, являются полупроницаемые полимерные мембраны. Опыт научных исследований последних лет дает основание утверждать, что полупроницаемые мембраны в определенных условиях в процессе эксплуатации могут оказывать неблагоприятное влияние на органолепти-тические, физико-химические и санитарно-токсикологические свойства воды за счет миграции из них различных химических веществ — исходных продуктов синтеза, осколков полимера, добавок и др. (Е. В. Штанников и соавт.; Merten).

В настоящее время большинство мембран из-готовлмется на основе ацетата целлюлозы, однако

в ближайшем будущем планируется внедрение мембран нового поколения с лучшими химико-технологическими показателями, что обусловливает необходимость их своевременной всесторонней гигиенической оценки.

Целью настоящей работы являлись гигиеническая оценка новых ультрафильтрационных поли-сульфонамидных мембран марки «Владипор» (образцы № 1015 и 1020) и обоснование возможных условий использования их в практике очистки питьевой воды. Основными компонентами указанных мембран являются полисульфонамид, днметил-ацетамид, окенэтнлированный спирт и уксусная кислота.

Исследования проводили в соответствии с «Методическими указаниями по гигиеническому контролю за изделиями из синтетических материалов для использования в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения» (1975) как в аггравированпых условиях (в 10 раз и более превышающих расчетные), так и в условиях моделирования процессов, реально отражающих (при приготовлении вытяжек) производственные условия.

Изучение влияния полисульфонамидных мембран на органолептические свойства контактирующей с ними воды показало, что при 20—22 ЬС даже в аггравированпых условиях — соотношении пло-

Таблица 1

Динамика иерманганатной окисляемости и содержание бромирующнх веществ в водных вытяжках из полисульфонамндных

мембран (средние данные трех серий опыта)

Показатель Объект исследования Сроки отбора проб

тотчас ✓ сутки

1-е 2-е 3-й 7-е 10-е 15-е 30-е

Перманганатная окнсля- Мембраны 5,18 5,36 5,95 6,08 7,27 7,36 6,14 5,98

емость, мг02/л Контроль 5.12 5.12 5.59 5,67 6,52 5,61 5,58 5,49

Содержание бромирую- Мембраны 0 5,86 15.99 5,59 11.2 10,67 16,5 14,6

щнх веществ, мг/л Контроль 0 3.20 10,39 1,59 0 1,60 13.6 12,4

щади полимера (1 емг) и объема воды (5 см3) под влиянием химических веществ, мигрирующих из изученного полимера, в водных вытяжках появлялся слабо выраженный неспецифический запах, максимальное проявление которого (до 2 баллов) отмечалось на 8—9-е сутки. К 20-м суткам интенсивность запаха снижалась до 1 балла или он совсем не отмечался. Вкус воды, окраска и ценообразование не изменялись в течение всего эксперимента.

При санитарно-химическом исследовании использовали общепринятые интегральные методы, поз-* воляющне оценить динамику миграции в воду суммы органических веществ,— перманганатную окнсляемость и содержание бромирующихся веществ. Пробы для исследования отбирали тотчас, а также в 1, 2, 3, 7, 10, 15 и 30-е сутки (табл. 1) Как видно из табл. 1, в течение опыта наблюдалось увеличение по сравнению с контролем содержания органических веществ в водных вытяжках, находившихся в прямой зависимости от длительности эксперимента (максимум миграции достигался к 7—10-м суткам). Таким образом, результаты оргаполептических и санитарно-химических исследований показали, что из полисульфонамнд-ных мембран, предлагаемых для использования в ультрафильтрацнонных установках, при дли-' тельном контакте в воду может поступать комплекс химических веществ.

В связи с этим на белых крысах-самцах массой 200—220 г в течение 6 мес проведен хронический санитарно-токсикологическнй эксперимент с применением интегральных и специфических методов исследования, позволяющих достаточно полно судить о степени и характере возможного неблагоприятного биологического воздействия веществ, мигрирующих из мембран, на организм. При этом изучали количество эритроцитов, ретнкулоцитов, лейкоцитов и гемоглобина в крови, активность холинэстеразы, аланиновой аминотрансферазы и урокиназы в сыворотке крови, БН-групп в цельной крови, суммационно-пороговый показатель ,'СПП). Проводили наблюдение за общим состоянием, динамикой массы тела и водопотреблением живот-щ ных. Посмертно определяли коэффициенты массы I внутренних органов, активность холинэстеразы в печени и содержание в последней гистамина. Принимая во внимание данные о возможной биологи-

ческой роли ферментной дезорганизации лизосом в проявлении неблагоприятных эффектов вредных факторов окружающей среды (Р. В. Меркурьева и соавт., 1977, 1978), проводили биохимическое исследование в печени животных активности ряда лизосомальных ферментов, отличающихся по степени прочности связи с мембранными элементами: р-галактозидазы, М-ацетнл-[}-0-глюкозаминида-зы, р-глюкоронидазы и арилсульфатазы. Включение в программу исследований изучения активности указанных ферментов имело также методическое значение, поскольку позволяло выявить наиболее чувствительные тесты как среди самих лизосомальных ферментов, так и в сравнении с тестами, общепринятыми в практике санитарно-токсиколо-гической оценки полимерных материалов. Активность ферментов определяли спектрофотометриче-скнм методом, основанным на применении ультрамикросистемы биохимического анализа (А. А. Покровский и соавт.). Возможное гонадотоксическое действие изучали по показателям функционального состояния сперматозоидов и семяродного эпителия. Две группы животных ежедневно через поилки получали водные вытяжки из полисульфонамндных мембран, приготовленные (исходя из результатов органолептических и санитарно-химических исследований) при комнатной температуре с 10-суточ-ной экспозицией на дехлорированной воде в соотношении полимер — вода 1 : 5 (условия аггравации) с целью выявления токснко-динамических особенностей их возможного неблагоприятного влияния на организм. Животные 3-й группы получали водные вытяжки, приготовленные в том же соотношении, но с экспозицией, приблизительно равной сроку предполагаемой эксплуатации мембран (6 мес), т. е. моделировались условия, близкие к производственным. Животные 4-й (контрольной) группы получали водопроводную дехлорированную воду (табл. 2).

Как следует из табл. 2, химические вещества, вымываемые из мембран в условиях, приближенных к производственным, не оказывали заметного влияния на организм подопытных животных на протяжении всего хронического эксперимента. В то же время водные вытяжки, полученные в агграви-рованных условиях, оказывали неблагоприятное действие на организм животных, что проявлялось в изменении отдельных показателей: повышении

Таблица 2

Результаты санитарио-токсикологической оценки сульфона-мидных мембран марки «Владипор»

Показатели Условия аггравации Условия, приближенные к производственным (образец № 1015)

образец Ni 1015 образец Hi 1015

Водопотребление _ _

Количество эритроцитов — — —

» лейкоцитов — — —

» гемоглобина — — —

Динамика массы тела — — —

Активность уроканиназы в сы- + -

воротке крови —

Активность холинэстеразы в кро-

ви — - —

Активность аланин-аминотранс-

феразы — - —

Содержание 5Н-групп в крови +-

СПП - —

Активность холинэстеразы в пе-

чени - - —•

Активность лизосомальных фер-

ментов в печени + +- —

Содержание гистамина в печени — — —

Коэффициенты массы внутрен-

них органов — — —

Гонадотоксическое действие — — —

Примечание. •+■ статистически достоверные изменения; — недостоверные изменения; — отсутствие изменений.

активности уроканиназы в сыворотке крови, уменьшении СПИ, снижении активности Р-глюкуронид-азы в печени. Однако в связи с непостоянным характером выявленных сдвигов, их незначительной выраженностью (отсутствие статистической достоверности), а также учитывая условия исследований (аггравация), указанные изменения по силе

выраженности следует рассматривать на уровне, не превышающем пороговый.

В то же время выявленное в опыте изменение активности лизосомальных ферментов в печени животных на фоне практически полного «молчания» других общепринятых показателей может быть оценено как неблагоприятный биологический эффект, обусловленный нарушением связи энзимов с мембранами лизосом под влиянием изученного фактора воздействия. Данное обстоятельство придает особую диагностическую ценность указанным исследованиям при выявлении биологического действия факторов малой интенсивности на теплокровный организм. О целесообразности применения нового методического подхода (определения активности лизосомальных ферментов) при изучении метаболических механизмов действия химических факторов окружающей среды свидетельствуют также результаты исследования биологического эффекта различного солевого и микроэлементного состава опресненной воды (Р. В.Меркурьева и соавт., 1975).

Таким образом, обобщение материалов работы позволяет прийти к выводу о том, что в агграви-рованных условиях полисульфонамидные мембраны марки «Владипор» могут выделять в воду химические примеси, главным образом органического характера, которые хотя и в незначительной степени, но все же способны ухудшать органолептиче-ские, физико-химические и биологические свойства контактирующей с ними воды. В производственных же условиях изученные образцы мембран из полисульфонамида не оказывают неблагоприятного влияния ни на качество воды, ни на организм. В связи с этим ультрафильтрационные полисульфонамидные мембраные марки «Владипор» по са-нитарно-токсикологическому показателю и влиянию на органолептические свойства воды могут быть рекомендованы к применению в практике очистки воды в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения.

ЛИТЕРАТУРА

Меркурьева Р. В.— Гиг. и сан., 1977, № 3, с. 65—69. Меркурьева Р. В., Рахманин Ю. А., Кулыгина А. А. и др.— В кн.: Гигиенические вопросы опреснения воды. М., 1975, с. 31. Меркурьева Р. В., Б уши некая Л. И., Аулика Б. В. и др.—

Вопр. мед. химии, 1978, № 2, с. 151—156. Покровский А. А., Арчаков А. И., Аленичева Т. В.— Цитология, 1968, № 11, с. 1467.

Покровский А. А., Пономарева Л. Г., Тутельян В. А.— В кн.: Асатиани В. С. Ферментные методы анализа. М., 1969, с. 471.

Штанников Е. В., Рожнев Г. И., Давыдова С. Г. и др.— В кн.: Гигиена применения полимерных материалов в строительстве. Киев, 1973, с. 47.

Merten U.— In: International Symposium on Water Desalination. 1th. Washington, 1965, p. 275.

Поступила 24/X 1979 r.

HYGIENIC EVALUATION OF ULTRAFILTRATION MEMBRANES PROPOSED FOR USE IN DRINKING WATER TREATMENT PRACTICES

N. Ya. Mikhaitovsky, A. A. Korolev, Yu. A. Rakhmanin, T. G. Shlepnina, G. V. Merkurleva, and T. A. Solokhina

New ultrafiltration membranes made on the basis of polysulfonamide of the «Vladimir» type were subjected to a comprehensive hygienic evaluation. In tests simulating the actual conditions of their intended use, the membranes have been found to have no adverse effects on organoleptic and

sanitary or toxicology properties of the water in contact with them, and it is therefore concluded that such membranes may be recommended for use in water-purification facilities of industrial and domestic water supply systems.