ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОВРЕМЕННОЙ КОНЦЕПЦИИ ВОДООТВЕДЕНИЯ В КРУПНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕНТРАХ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© М. В БОГДАНОВ. Л. Д. КОРОЛЕВ, 1998 УДК 614.78:628.3

М. В. Богданов, А. А. Королев ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОВРЕМЕННОЙ КОНЦЕПЦИИ ВОДООТВЕДЕНИЯ В КРУПНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЦЕНТРАХ

ММА им. И. М. Сеченова

Существующая в нашей стране практика очистки высокозагрязненных химическими соединениями с крайне неблагоприятными микробиологическими показателями сточных вод крупных промышленных центров на стандартных городских сооружениях в значительной мере исчерпала свои возможности. В большинстве случаев традиционная схема, включающая механическую и биологическую очистку, является недостаточной для обеспечения безопасного повторного использования воды [I, 4].

До настоящего времени, несмотря на многочисленные проекты, замкнутые системы водного хозяйства на основе использования городских сточных вод внедряются очень медленно. По мнению ряда исследователей [2, 3], господствовавшие теории дефицита воды и экстенсивный путь развития водного хозяйства негативно отразились на реализации таких проектов в Москве, Челябинске, Новочеркасске, Липецке и других городах. В результате упрощенного подхода эти проекты не обрели главной водохозяйственной и экологической значимости. Разработка проектов проводилась в отрыве от сценариев развития водного хозяйства городов и была ориентирована на обоснование технологических схем для отдельных предприятий. На наш взгляд, имеются на то и другие не менее важные причины:

— совместное отведение сточных вод от селитебных зон и промышленных предприятий в подавляющем большинстве крупных промышленных центров;

— единые городские сооружения, нередко гигантского масштаба, с набором сооружений, не рассчитанных на качественную очистку высокозагрязненных промышленными ингредиентами сточных вод;

— низкая эффективность локальной очистки на промышленных предприятиях;

— отсутствие канализации для поверхностного стока.

Решение этих вопросов возможно только при изменении водохозяйственной концепции г» городах. Результаты наших многолетних исследований (проанализировано более 30 тыс. проб сточных вод Москвы, Челябинска, Новочеркасска, Баку, Шевченко и др.; проведено более 40 хронических токсикологических опытов при накожном, ингаляционном и пероральном воздействии сточных и восстановленных вод; изучено 37 схем очистки, доочистки и обеззараживания бытовых, городских, производственных и поверхностных сточных вод) позволили сформулировать концепцию водопользования в крупных промышленных центрах. Основные элементы этой концепции состоят в следующем:

— прекращение сброса производственных сточных вод в городскую канализацию за счет максимального их оборота на промышленных предпри-

ятиях или использования после соответствующей очистки для других хозяйственных нужд;

— повсеместное использование доочищенных городских сточных вод для подпитки систем технического водоснабжения вместо воды поверхностных и подземных источников, а также питьевой воды;

— создание замкнутых систем водопользования в крупных общественных зданиях;

— рассредоточение сооружений для доочистки бытовых сточных вод в городских районах;

— строительство компактных и эффективных очистных сооружений, позволяющих использовать доочищенную воду непосредственно в районах формирования сточных вод (обводнение и создание искусственных водоемов, полив улиц и зеленых насаждений);

— обязательное канализование поверхностного стока как с территории селитебных зон, так и с промышленных площадок с последующим использованием его после очистки для технического водоснабжения;

— создание двойных систем водоснабжения в жилых зданиях с использованием в санитарно-технических устройствах восстановленной воды.

Основой разработанной нами концепции являются гигиенические критерии качества восстановленной воды при ее использовании для хозяйственных нужд. Данные литературы и результаты собственных исследований свидетельствуют, что сточные воды представляют собой многокомпонентную смесь сложного состава, в которой определяются десятки тысяч различных химических соединений, идентифицировать значительное число которых практически невозможно. Особую сложность представляет качественный, а тем более количественный анализ продуктов трансформации химических соединений, образующихся в результате очистки, доочистки, обеззараживания, кондиционирования и многократной циркуляции сточных вод.

Теоретически задачу регламентации химического состава сточных вод, предназначенных для повторного использования, можно решить путем оценки ПДК отдельных компонентов. Однако, учитывая отсутствие в большинстве случаев исчерпывающих сведений о составе стоков, возможность образования различных по химической природе продуктов трансформации, огромное их число и малую вероятность получения их в чистом виде, такой путь становится практически нереальным. Следовательно, традиционный подход к нормированию качества восстановленной воды, основанный на определении или разработке ПДК для каждого отдельного продукта, в данном случае не может быть принят.

В результате наших исследований появилась возможность предложить принципиально новый подход к определению условий использования

Таблица 1

Гигиенические критерии качества восстановленной воды, при ее использовании в системах технического водоснабжения

Таблица 2 Критерии качества городских сточных вод при их использовании в оборотных охлаждающих системах ТЭС

Показатели Допустимые уровни

в закрытых системах в открытых системах

Запах, баллы Не нормируется 2

Окраска, в столбике воды, см Не нормируется 10

Взвешенные вещества, мг/л 3,0 3,0

БПК5, мг/л 5,0 3,0

ХПК, мг/л 50,0 30,0

ООУ*, мг/л Не нормируется 8,0

УФ-показатсльэкстинций при

длине волны 254 нм Не нормируется 0,150

Хлороформ*, мкг/л Не нормируется 200

Специфические ингредиенты,

мг/л Не нормируются пдк

Коли-индекс 1000 100

Индекс коли-фага 1000 100

Примечание. Здесь и в табл. 2,4: БП К5 — биохимическое потребление кислорода за 5 сут: ХПК — химическое потребление кислорода; ООУ — общий органический углерод. Звездочка — при обеззараживании хлором.

восстановленной воды в системах технического водоснабжения. Такой подход предполагает регламентирование качества восстановленной воды по интегральным показателям, совокупность которых адекватно отражает степень опасности сточных вод. Общие требования при повторном использовании восстановленной воды представлены в табл. 1.

Предлагаемые гигиенические критерии обеспечивают возможность безопасного использования восстановленной воды в системах технического водоснабжения, а также оперативный контроль за ее качеством. Вместе с тем эти критерии в силу своей универсальности (распространяются на восстановленную воду, полученную из любых сточных вод), не учитывают специфики использования воды для отдельных видов хозяйственной деятельности. В этой связи нами разработаны и частные требования к качеству восстановленной воды, предназначенной для применения в ведущих отраслях промышленности и городском хозяйстве.

Как известно, теплоэнергетика является наиболее крупным потребителем водных ресурсов, в частности доля ТЭС в объеме промышленного водоснабжения городов достигает 60—80%. При этом основное количество воды используется в системах оборотного охлаждающего водоснабжения, включающих градирни различных типов, из которых вода в виде гидроаэрозоля может распространяться не только по территории промышленной площадки, но и достигать селитебной зоны. Очевидно, что восстановленная вода, подаваемая в такие системы, не должна содержать патогенные микроорганизмы и химические соединения в опасных для человека концентрациях, а также отвечать технологическим требованиям. Как показали наши исследования, это достигается при соответствии качества воды требованиям, представленным в табл. 2.

Предприятия машиностроительной отрасли расходуют более 10% общего объема воды, потребляемой промышленностью. Гигиенические

Показатели

Допустимые уровни

Запах, баллы

Окраска, в столбике воды, см Температура, "С Жесткость общая, мг-экв/л Общее солесодсржание, мг/л Взвешенные вещества, мг/л БПК5, мг/л ХПК, мг/л Фосфаты, мг/л

Коли-индекс и индекс коли-фага

2-3 8-10 22-25

5-7 1200-1500

3-5 3-5

30-40 0.5-1,0 До 100

требования к восстановленной воде, полученной из городских или условно чистых производственных сточных вод и используемой в оборотных охлаждающих системах таких предприятий аналогичны изложенным выше. Что же касается химически загрязненных сточных вод, которые образуются в гальваническом производстве, то они представляют наибольшую опасность, поскольку содержат соли тяжелых металлов в высоких концентрациях. Учитывая чрезвычайную опасность гальваностоков, наиболее целесообразен возврат их после локальной очистки в процессы приготовления технологических растворов и промывки деталей. В таких случаях вопросы обеспечения безопасности работающих не возникают и определяющими являются технологические требования.

Использование гальваностоков в других технологических процессах с гигиенических позиций нежелательно, а с экономических — связано со значительными затратами. Вместе с тем существуют проекты замкнутых систем водоснабжения машиностроительных предприятий, предусматривающие использование очищенных химически загрязненных сточных вод в оборотных охлаждающих ' системах, включающих градирни. В таких случаях для обеспечения безопасности работающих необходимо, чтобы в технической воде, уровни специфических ингредиентов не превышали концентраций, приведенных а табл. 3.

Городское хозяйство наряду с промышленностью является значительным потребителем доброкачественной воды. В условиях дефицита пресной воды питьевого качества доочищенные городские

Таблица 3

Критерии качества химически загрязненных производственных сточных вод при их использовании в оборотных охлаждающих системах

Показатели

Допустимые уровни

рн

Взвешенные вещества, мг/л Железо общее, мг/л Кадмий, мг/л Хром+б, мг/л Хром+3, мг/л Медь, мг/л Никель, мг/л Цинк, мг/л

6,0-9,0 5,0-10,0 1,5-3,0 0,1-0,2 0,1-0,3 0,5-1,0 1,0-1,5 0,5-0,8 1,0-2,0

Таблица 4

Критерии качества восстановленной воды при се использовании в городском хозяйстве

Допустимые Допустимые уровни при поливе улиц и зеленых насаждений

Показатели уровни при обводнении

водоемов

Запах, баллы 3 2

Окраска, в столбике воды, см 8 10

Цветность, град. 40 Не нормируется

Взвешенные вещества, мг/л 3 3 '

БПК5, мг/л 3 3

ХПК, мг/л 30 50

ООУ, мг/л 6 8

Фосфаты (Р04), мг/л 1,5 Не нормируются

Нитраты, мг/л 2,0 Не нормируются

Остаточный хлор, мг/л 0.8 1.0

Остаточный озон, мг/л 0,3 0.3

Коли-индекс 1000 100С

Индекс коли-фага 1000 100С

сточные воды должны рассматриваться в качестве потенциального источника для обводнения рекреационных и ландшафтных водоемов, а также для полива зеленых насаждений. Применение восстановленной воды для этих целей позволяет снизить расход питьевой воды в городах на 50% и более.

Вместе с тем с гигиенических позиций проблема использования доочищенных сточных вод в городском хозяйстве является наименее изученной. Особое значение имеет определение оценочных показателей и допустимых их уровней, обеспечивающих возможность отведения городских сточных вод в малые водоемы без ограничения водопользования населения. При этом следует

учитывать, что, помимо показателей, определяющих безопасность восстановленной воды, важное значение имеют так называемые "биогенные элементы" (фосфаты и нитраты). Высокий уровень этих элементов приводит к эвтрофикации водоемов, вследствие чего они не только теряют рекреационное значение, но и косвенно ухудшают условия для проживания населения. Разработанные нами критерии качества восстановленной воды (табл. 4) при ее использовании в городском хозяйстве позволяют избежать неблагоприятных последствий подобного рода.

Таким образом, предлагаемая концепция водопользования и критерии качества восстановленной воды являются гарантией для безопасного использования сточных вод в различных отраслях промышленности и городском хозяйстве, а также могут быть положены в основу создания замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий, районов и центров.

Л итература

1. Богданов М. В., Тычинин В. Н., Королев А. А. и др. // Гиг. и сан. - 1994. - № 3. - С. 19-21.

2. Знаменская О. П. // Технические средства и организационные мероприятия по экономии расхода воды в народном хозяйстве. — М., 1989. — С. 89—93.

3. Ласкорин Б. Н. // Проблемы качества природных вод. — Черноголовка, 1987. — С. 8—25.

4. Черкинский С. И., Габрилевская Л. N.. Богданов М. В. и др. // Гиг. и сан. - 19S0. - № 3. - С. 6-9.

Поступила I5.04.9S

S u m шагу. A concept of water removal and hygienic criteria for the quality of renewed water providing safe use of different sewage for technical water-supply of industrial enterprises and municipal services are suggested.

Общие вопросы гигиены

© Г. И. СИДОРЕНКО. Е. Н. КУТЕПОВ. 1998 УДК 614.7:312.6

Г. И. Сидоренко, Е. Н. Кутепов МЕТОДОЛОГИЯ ИЗУЧЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ

НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН. Москва

На здоровье человека влияют все виды его деятельности, и любой индивидуум непрерывно подвергается воздействию факторов окружающей среды.

Среди факторов, воздействие которых приводит в той или иной мере к утрате здоровья человека, снижению уровня здоровья поколения и как следстие снижению творческого потенциала, можно выделить условно 2 группы: 1-я — эколо-го-гигиеническая ситуация той или мной степени напряжения и психическое напряжение, обусловленное социально-экономической обстановкой; 2-я — то, что именуется "образ жизни": недостаточная физическая активность, неправильные режим и форма отдыха, неправильные режим и ра-

цион питания, вредные привычки. В результате существенно меняется характер взаимодействия человека с окружающей средой (в широком смысле слова) и население подвержено постоянному напряжению физиологических систем организма, что ведет в свою очередь к нарушению равновесия между средой обитания и биологической природой человека. Сложившаяся ситуация требует разработки теоретических основ и изучения механизмов адаптации человека к воздействию комплекса факторов среды.

В течение длительного времени рекомендации по предупреждению и снижению загрязнения окружающей среды преимущественно базировались на исследованиях биологического действия физи-