CC BY
7
УДК 613.в:[в76.16:628.387
Проф. Г. В. Селюжицкий, канд. мед. наук Л. В. Воробьева, В. А. Жигалов
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ БЕССТОЧНОЙ ТЕХНОЛОГИИ В ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Ленинградский санитарно-гигиенический медицинский институт
Вопросы повторного использования сточных вод ^ приобретают все большее значение как в плане предупреждения загрязнений водоисточников, так и в связи с ростом потребности в воде для нужд народного хозяйства.
Особенно актуально внедрение бессточной технологии на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности (ЦБП), расходующих большие количества воды. Фактический расход чистой воды на этих предприятиях колеблется от 40—80 м3 на 1 т продукции в картонно-бумажном производстве до 160—450 м3 на 1 т готовой продукции в целлюлозном производстве (Р. А. Нарымская и соавт.). Используемая в технологии вода возвращается в водоемы в виде сточных вод сложного химического состава. К сожалению, существующие в ЦБП методы очистки сточных вод (физико-механические, химические и биологические) не всегда обеспечивают желаемую степень очистки стоков.
Сточные воды ЦБП содержат большое количество трудноокисляемых соединений лигнина, которые практически не разрушаются на сооружениях биологической очистки и обусловливают высокую ^ цветность очищенных сточных вод, высокую оста-гточную перманганатную и бихроматную окисляе-мость (химическое потребление кислорода стоков после биологической очистки достигает 267— 675,0 мг/л). Сброс таких сточных вод в водоем требует 40—50-кратного разбавления и может быть причиной вторичного, отдаленного загрязнения водоисточников. Только химическая доочистка способствует более полному устранению соединений лигнина, осветлению и обеспечиванию сточных вод (Г. В. Селюжицкий и Л. В. Воробьева). В то же время введение элементов химической доочист-ки, эксплуатация сооружений биологической очистки больших мощностей (Братский лесоперерабатывающий комбинат — 1 млн. м3 сточных вод/сут) приводят к образованию больших количеств иловых осадков, потенциальная опасность загрязнения которыми окружающей среды превосходит опасность загрязнения сточными водами.
В настоящее время в ЦБП широко используются современные разработки, направленные на сокращение водопотребления и водоотведения, а также утилизацию отходов, особенно в картонно-бумажном производстве. Так, биологически очищенные промышленные сточные воды и иловые осадки применяются в основной технологии производства «артона из макулатуры. При этом расход чистой воды сокращается до величины безвозвратных влагопотерь и составляет 3,6—4,0 м3 на 1 т готовой продукции. Проблема максимальной утилиза-
ции иловых осадков решается путем добавки в картонную массу в качестве наполнителя активного ила (Я. В. Никитин).
Создание подобных технологий наряду с техническими разработками требует обеспечения санитарно-гигиенических условий, предупреждающих возникновение инфекций и заболеваний, связанных с воздействием токсичных веществ. На наш взгляд, основными источниками эпидемической опасности при создании бессточных технологий в ЦБП является либо загрязненное сырье (макулатура), либо хозяйственно-бытовые сточные воды при условии их совместной очистки с производственными (как это в настоящее время делается на большинстве предприятий отрасли).
Промышленные сточные воды и иловые осадки (активный ил, шламлигннн) при контакте с загрязненным сырьем или в процессе смешанной очистки сорбируют значительное количество микрофлоры (в том числе патогенной), яйца гельминтов, что может стать причиной возникновения у работающих кишечных заболеваний, распространения глистных инвазий и кандидозов.
Открытый технологический процесс, непосредственный контакт работающих с загрязненным сырьем и сточными водами усугубляют эту опасность. Еще большую опасность в этом плане представляет возможное непредусмотренное использование технологической воды (для личной гигиены и даже питья) в местах разрыва технического водопровода (при подаче воды на спрыски сукон, мойке оборудования открытой струей), на что указывают С. Н. Черкинский и соавт. Поскольку вода и осадки входят в состав готовой продукции (картона, бумаги), которая может использоваться в качестве упаковочных материалов в пищевой промышленности, подобную опасность нельзя исключить и для широких масс населения.
Биологически очищенные сточные воды и осадки могут содержать значительные остаточные количества различных химических соединений (ртуть, мышьяк), поэтому существует опасность кожно-резорбтивного, аллергенного воздействия на работающих и миграции химических соединений из упаковочных материалов в пищевые продукты.
При разработке санитарно-гигиенических условий использования биологически очищенных промышленных сточных вод и иловых осадков в основной технологии картона необходима комплексная оценка не только их, но и готовой продукции, в связи с чем предлагается проведение санитарно-химических, санитарно-бактериологических, вирусологических, гельминтоовоскопических и са-
нитарно токсикологических исследований восстановленных сточных вод, иловых осадков и образцов' готовой продукции по определенной методической схеме.
Учитывая, что при организации бессточных производств токсическое действие основных ингредиентов оборотных вод и осадков может проявляться главным образом при непосредственном контакте (через кожу, слизистые оболочки), в са-нитарно-токсикологическом эксперименте на теплокровных животных следует изучать преимущественно кожно-резорбтивное и аллергенное действие сточных вод и активного ила.
Особого внимания заслуживает санитарно-ги-гиеническая оценка образцов готовой продукции. Возможна миграция основных компонентов сточных вод и осадков по цепочке: вода, осадки-»- готовая продукция->-пищевые продукты-»-человек, поэтому санитарно-гигиеническую оценку образцов картона и бумаги, содержащих в композиции иловые осадки, рекомендуется проводить с учетом стабильности, токсикологических свойств изучаемых образцов и влияния их на органолептические свойства пищевых продуктов.
При изучении стабильности образцов готовой продукции и их влияния на органолептические свойства пищевых продуктов можно руководствоваться инструкцией № 880-71 (1972), регламентирующей использование в пищевой промышленности в качестве упаковочных различных материалов. Токсикологическая оценка изучаемых изделий '(картона, бумаги) должна проводиться с водными вытяжками из указанных образцов в условиях острого, подострого и хронического экспериментов с учетом пероральиого пути поступления в организм теплокровных животных. Кроме того, при выполнении санитарно-бактериологических исследований образцов упаковочных материалов, на наш взгляд, следует не только констатировать их бактериальную обсемененность в процессе технологии, но и изучать особенности выживания и отмирания на образцах картона и бумаги, содержащих активный ил, тех представителей микрофлоры (кишечной палочки, энтерококков, сальмонелл и золотистого стафилококка), которые наиболее часто являются причиной пищевых отравлений.
Для обоснования возможности использования биологически очищенных промышленных сточных вод и иловых осадков в основной технологии картонно-бумажного производства нами изучены условия формирования сточных вод макулатурного производства, их санитарно-химическая, бактериологическая, вирусологическая, гельминтологическая и токсикологическая характеристики, дана сани-тарно-бактериологическая характеристика готовой продукции. При этом проведено полное санитарно-гигиеническое и токсикологическое изучение образцов картона и бумаги с различным содержанием активного ила, установлены показатели эффективности обеззараживания биологически очищенных
сточных вод макулатурного производства при их использовании в замкнутых циклах и активного ила при его утилизации в производстве картона и бумаги. Углубленные санитарно-химические и бактериологические исследования сточных вод и готовой продукции при различных режимах работы макулатурного производства на озерной воде, биологически очищенной воде и озерной воде с применением активного ила позволили выяснить влияние бессточной технологии на санитарно-химическую и бактериологическую характеристику сточных вод и определить основной источник загрязнения готовой продукции.
Установлено, что санитарно-химический состав сточных вод Суоярвской картонной фабрики относительно постоянен и зависит от продолжительности цикла работы картоноделательных машин и системы водоснабжения фабрики. При работе фабрики на замкнутой системе водоснабжения изменяется санитарно-химическая характеристика оборотных вод — увеличивается количество органических и минеральных веществ. Количество сухого остатка в воде, отходящей от гидроразбивателей, превышает 4 г/л. При этом содержание легкоокис-ляемых (БПК5) и трудноокисляемых веществ в отходящих водах фабрики увеличивается более чем в 2 раза. Кроме того, при бессточном производстве повышается концентрация сульфатов в системе оборотных вод, что при анаэробных условиях может быть источником образования сероводорода. Санитарно-химический анализ позволил доказать, что наиболее загрязненная вода — из гидроразбивателей.
Санитарно-бактериологические 'исследования показали, что по степени микробиального загрязнения сточные воды Суоярвской картонной фабрики не уступают хозяйственно-бытовым стокам: микробное число неочищенных сточных вод фабрики в среднем составляет 8,7-107, титр бактерий группы кишечной палочки (БГКП)— 5,5-10~4—5-•10~6 мл, титр энтерококка— Ы0~2— 1-• Ю-3 мл.
Введение замкнутого водооборота практически не изменяет содержания в сточных водах сапрофитной микрофлоры, однако происходит некоторое увеличение количества кишечных палочек (коли-титр и титр энтерококка уменьшаются на 1—2 порядка). Наиболее загрязненными по бактериологическим показателям являются сточные воды после гидроразбивателей. Тем не менее за время исследований патогенной микрофлоры из оборотных вод по всему технологическому потоку и на очистных сооружениях не выделено.
При бактериологических исследованиях активного ила Суоярвской картонной фабрики выделены БГКП и энтерококк: титр БГКП Ы0-1-|! Ы0-г мл, энтерококка МО-1 мл. В то же врегА использование 2% активного ила в производстве картона не влияет на обсемененность оборотны> вод и готовой продукции. При всех режимах рабо-
-X----
ты фабрики постоянно с поверхности картона
выделялись энтерококк и кишечная палочка.
Сточные воды макулатурного производства характеризуются и высоким содержанием яиц гельминтов, которые обнаружены как в неочищенном, так и в биологически очищенном стоке фабрики. В неочищенном стоке найдены яйца аскарид и власоглава. Общее количество яиц гельминтов в неочищенном стоке в среднем 5,2 в 1 л. Яиц гель-^■минтов в биологически очищенной сточной воде " было значительно меньше — в среднем 0,6 в 1 л. Энтеропатогенных вирусов из сточных вод Суо-ярвской картонной фабрики не выделено. В 1 из 15 проб неочищенного стока фабрики обнаружены бактериофаги на культуре кишечной палочки в концентрации 2000 БОЕ/л. Учитывая данные о бактериальной обсемененности готовой продукции, а также то, что наиболее загрязненными при всех режимах работы фабрики являются сточные воды после гидроразбивателей, необходимо основным источником бактериального загрязнения оборотных вод, оборудования и готовой продукции в макулатурном производстве считать исходное сырье — макулатуру.
Санитарно-токсикологические исследования биологически очищенных сточных вод и активного ила (в условиях эксперимента на теплокровных животных и по данным обследования рабочих Суоярв-ской картонной фабрики) позволили установить, что биологически очищенные сточные воды и активный ил макулатурного производства не оказывают кожно-резорбтивного и аллергизирующего действия на организм работающих и использование их в основной технологии картонно-бумажного производства не представляет токсикологической опасности.
Данные комплексной санитарно-химической и бактериологической оценки готовой продукции свидетельствуют о том, что образцы картона и бумаги, содержащие активный от 1 до 5% ила, не изменяют органолептических свойств сухих пищевых продуктов, не влияют на органолептические свойства и санитарно-химические показатели вытяжек, имитирующих различные пищевые продукты, на выживаемость и отмирание кишечной палочки, энтерококков, золотистого стафилококка и сальмонелл.
Токсикологические исследования проведены с водными вытяжками из картона и бумаги, полученными путем настаивания образцов в течение 10 сут. Такая продолжительность настаивания установлена на основании предполагаемого контакта пищевого продукта с картоном более 2 сут и учитывая собственные данные о миграции органических и бромирующих веществ. Соотношение площади поверхности изучаемого образца к объему экстрагента (воды) 2:1.
В подостром опыте испытывали образцы картона и бумаги с 10% активного ила. В 6-месячном хроническом эксперименте изучали образцы, содержащие его от 1 до 5%. В качестве контроля
использовали образцы картона и бумаги из ила.
Влияние вытяжек картона и бумаги на организм подопытных животных оценивали с помощью различных интегральных, биохимических и гистологических методов исследования, вели наблюдение за общим состоянием, поведением и массой тела животных, определяли потребление кислорода и выделение углекислого газа.
Из биохимических методов исследования определяли активность каталазы крови, содержание пировиноградной и молочной кислот, количество БН-групп, остаточного азота и мочевины в крови, суммационно-пороговый показатель, выведение с мочой глюкуронидов и соединений серы.
По данным санитарно-токсикологических исследований, образцы картона и бумаги, содержащие до 5% активного ила, не оказывают общетоксического действия на организм теплокровных животных.
Таким образом, при создании бессточных технологических циклов в макулатурном производстве картона необходимо обеспечить следующие санитарно-гигиенические условия.
Обязательными условиями эпидемической безопасности при организации бессточных производств является обеззараживание макулатуры и создание раздельной хозяйственно-бытовой и промышленной канализации. Все хозяйственно-бытовые стоки предприятия должны быть выделены в отдельный поток и иметь самостоятельную систему очистки.
При использовании загрязненного в бактериологическом отношении сырья (макулатуры) биологически очищенные сточные воды и активный ил должны обеззараживаться перед подачей в основную технологию.
Показателями, свидетельствующими о гигиенической эффективности обеззараживания биологически очищенных сточных вод макулатурного производства в отношении возбудителей кишечных инфекций, рекомендуется считать коли-титр не менее 5,0 мл и количество остаточного хлора не менее 2,4 мг/л после 30-минутного контакта.
В местах «разрыва» технического водопровода (подача воды на спрыски сукон, мойка оборудования открытой струей), где создаются не только условия контакта, но и возможность использования воды для непредусмотренных целей, необходимы тщательная маркировка трубопроводов и предупреждающие надписи.
Активный ил сооружений биологической очистки при использовании в основной технологии изготовления картона, бумаги или древесноволокнистых плит не должен содержать патогенной микрофлоры, яиц гельминтов и токсичных химических соединений (ртуть, мышьяк).
Активный ил макулатурного или немакулатурного («чистого») производства, имеющего совместную систему очистки хозяйственно-бытовых и промышленных стоков, может быть использован без предварительного обеззараживания при коли-титре менее 1 мл и только в технологических про-
цессах, предусматривающих жесткие температурные условия (не менее 160 °С в течение 2 ч либо 170 °С в течение 40 мин; обработка насыщенным паром под давлением 1 атм при 120°С25— 30 мин) при условии подачи по закрытому трубопроводу, исключающему непосредственный контакт с персоналом.
Применение активного ила с коли-титром ниже 1,0 мл в основном производстве картона и бумаги требует обязательного предварительного обеззараживания.
Для гарантии надежности обеззараживания активного ила рекомендуется коли-титр не менее
1,0 мл при уровне остаточного хлора не менее 36,0 мг/л после 30 минутного контакта.
Картон и бумага, содержащие в композиции до 5% включительно активного ила, могут быть использованы для упаковки промышленных товаров и сухих пищевых продуктов (с влажностью менее 15%) при условии предварительного обеззараживания активного ила.
Картон и бумага с 10% активного ила могут быть применены только для упаковки промышленных товаров также при условии обеззараживания активного ила с целью обеспечения эпидемической безопасности лиц, занятых в данном производстве.
ЛИТЕРАТУРА
Инструкция по санитарно-химическому исследованию изделий, изготовленных из полимерных и других синтетических материалов, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами. М., 1972.
Нарымская Р. А., Захарова Л. П., Никитин Я- В. Максимально замкнутые системы водопользования при производстве картона. М., 1979.
Никитин Я■ В. Целлюлоза, бумага и картон. Реф. ин-форм., 1978, № 21, с. 7.
Селюжицкий Г. В., Воробьев Л. В.— В кн.: Гигиена окружающей среды в районах с высокоразвитой нефтяной, нефтехимической и химической промышленностью. Уфа, 1977, с. 70.
Черкинский С. Н., Габрилевская Л. Н,— В кн.: Всесоюзный научно-технический семинар »Оборотное водоснабжение и повторное использование сточных вод». Тезисы докладов. Донецк, 1976, с. 77.
Поступила 12/УП 1979 г.
Краткие сообщения
УДК 613.32:632.954.2
С. Ю. Буслович, Т. К■ Асипчик, С. В. Мараховская, 3. А. Алексашина, И. В. Воинова, В. М. Колосовская, H.A. Лукашевич
ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АМИБЕНА В ВОДЕ ВОДОЕМОВ
Белорусский научно-исследовательский санитарно-гигиенический институт, Минск
Амибен, как и другие производные хлорбензойной кислоты, широко применяется в сельском хозяйстве в качестве эффективного гербицида на посевах томатов, кукурузы, сои, гороха, моркови и других культур. Это ами-нодихлорбензойная кислота, выпускаемая в форме 25— 50% концентрата эмульсии темно-вишневого цвета.
Для обоснования ПДК амибена в воде водоемов нами проведены санитарно-гигиенические и токсикологические исследования.
Стабильность амибена изучали путем длительного выдерживания растворов, содержащих препарат в концентрациях 1 и 10 мг/л. Растворы готовили на речной воде при 20—22 °С. Периодически определяли остаточные количества препарата разработанным нами методом газожидкостной хроматографии (А. Л. Перцовский и И. В. Воинова). Для изучения возможного участия микроорганизмов в разложении гербицида в одной из серий опытов в речную воду добавляли хозяйственно-бытовую сточную жидкость. Установлена значительная стойкость амибена. В чистой речной воде его остаточное содержание к 60-м суткам составляло 61—64%, к 80-м — 53—58% от начального количества.
* Обогащение воды сапрофитной микрофлорой ускоряло процессы разложения препарата. Остаточное содержание амибена на 60—80-е сутки было на 21—24% меньше, чем
в чистой речной воде, что свидетельствует о возможности его биохимического распада.
При органолептических исследованиях установлено, что пороговая концентрация амибена по влиянию на окраску воды, определяемая по нижней доверительной границе, равна 6,5 мг/л. Прозрачность воды при концентрациях гербицида до 150 мг/л не изменялась.
Изучение запаха и привкуса водных растворов показало, что их пороговые концентрации лежат за пределами концентраций, обеспечивающих его полное растворение, т. е. выше 700 мг/л. Хлорирование водных растворов амибена не провоцировало появления посторонних запахов. Следовательно, пороговой концентрацией по влиянию на органолептические качества воды следует считать 6,5 мг/л при лимитирующем признаке вредности—действии на окраску воды.
Влияние амибена на процессы естественного самоочищения воды изучали путем наблюдения за ходом биохимического потребления кислорода (БПК) и процессов нитрификации. Параллельно в модельных водоемах определяли динамику содержания растворенного кислорода, общее микробное число, перманганатную окисляемость й\ активную реакцию воды. В концентрации 7 мг/л техни-1 ческий препарат и амибен в чистом виде повышали БПК2о на 38—41%, в концентрации 35 мг/л — в 2,3 раза. При концентрациях амибена 0,7 и 0,07 мг/л динамика БПК80
