CC BY
8
УДК 614.777:821.311.2(047)
Доктор мед. наук Ю. В. Новиков, канд. мед. наук Л. В. Кудрин, Н. П. Пушкина
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ОХРАНЫ ВОДОЕМОВ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ТЕПЛОВЫМИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯМИ
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
«Основными направлениями развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 годы», утвержденными XXV съездом КПСС, предусматривается производство 1340—1389 млрд. кВт-ч электроэнергии. Более 80% производства электроэнергии будет обеспечено за счет тепловых электростанций (ТЭС) и атомных электростанций (АЭС). Это указывает на большое значение охраны водоемов от загрязнения ТЭС.
Сточные воды ТЭС и ливневые стоки с их территорий, загрязненные отходами технологических циклов энергоустановок и содержащие ванадий, никель, фтор, фенолы и нефтепродукты, при сбросе в водоемы могут оказать влияние на качество воды, водные организмы. Изменение химического состава воды в результате увеличения концентрации тех или иных веществ приводит к нарушению установившихся в водоеме условий обитания, что сразу же сказывается на видовом составе и численности водных организмов и бактерий и в конечном счете может привести к нарушениям процессов самоочищения водоемов от загрязнений и ухудшению их санитарного состояния.
Представляет опасность и так называемое тепловое загрязнение водоемов с многообразными нарушениями их состояния. ТЭС производят энергию при помощи турбин, приводимых в движение нагретым паром. При работе турбин требуется охлаждать водой отработанный пар. Поэтому от энергетической станции непрерывно отходит поток воды, подогретой обычно на 8—12° и сбрасываемой в водоем. Крупные ТЭС и АЭС нуждаются для этого в больших водоемах и сбрасывают в подогретом состоянии 80—90 м3 воды в 1 с.
Это означает, что в водоем непрерывно поступает мощный поток тепловой воды примерно такого масштаба, как река Москва, АЭС при такой же мощности, как ТЭС, требуют в среднем в 1,5 раза больше воды для охлаждения.
Зона подогрева, образующаяся в месте впадения этой «реки», представляет собой своеобразный участок водоема, в котором температура максимальна в точке водосброса и по мере удаления от нее постепенно понижается. Зоны подогрева крупных ТЭС занимают площадь в несколько десятков квадратных километров. Зимой в зоне подогрева образуется полынья (в северных и средних широтах). В летние месяцы температура в зонах подогрева зависит от естественной температуры забираемой воды. Если в водоеме температура воды равна 20°, то в зоне подогрева она может достигать 28—32°.
Широкое распространение так называемых открытых систем охлаждения агрегатов ТЭС речной водой в условиях ускоренного развития теплоэнергетики вызывает отрицательное влияние искусственного подогрева на флору и фауну водоемов. Оно сказывается на характере адаптации водных организмов к условиям температурных колебаний, сезонной изменчивости способности их к адаптации, а также нарушении соответствия жизненных циклов взаимозависимых в кормовом отношении организмов (Ргаэг^еичсг Аше1а).
В зоне подогрева площадью в несколько десятков квадратных километров складываются особые экологические условия — наблюдаются сдвиги фаз развития организмов, в частности более раннее размножение и увеличение численности животных организмов и продление сроков активной
жизнедеятельности организмов осенью. Поданным гидробиологов, при сильном подогреве, когда температура воды повышается до 25—30°, происходит обеднение жизни — процесс ассимиляции, роста и размножения угнетается, некоторые виды выпадают из биоценоза (Ф. Д. Мордухай-Болтов-ской).
В результате повышения температуры водоема и нарушения его естественного гидротермического режима интенсифицируются процессы «цветения» воды, уменьшается способность газов растворяться в воде, меняются физические свойства воды, ускоряются все химические и биологические процессы, протекающие в ней, и т. д.
Исследования, проведенные на ряде водохранилищ, показывают, что в зоне подогрева снижается прозрачность воды, увеличивается рН, возрастают БПКго, ХПК и окисляемость, увеличивается скорость разложения легко окисляющихся веществ, процессы нитрификации сменяются восстановительными. Скорость фотосинтеза в такой воде заметно понижается (3. П. Лавыгина; 3. Ф. Карпова и соавт.).
Ухудшаются и бактериологические показатели загрязнения воды: увеличивается общая обсемененность, резко повышается коли-индекс. В условиях повышенной температуры патогенные микроорганизмы не только хорошо выживают, но и быстрее размножаются. Создаются благоприятные условия для развития грибковых заболеваний, значительно повышается выживаемость некоторых гельминтов человека, паразитирующих в определенных видах рыб (С. М. Марголина).
Одновременный сброс с теплыми водами хозяйственно-фекальных вод значительно повышает эпидемиологическую опасность водоемов.
Прохождение воды через конденсаторы турбин также сказывается на ее качестве. Свойства сбрасываемой воды отличны от забираемой: усиливаются запахи, зоопланктон и микроорганизмы, обеспечивающие самоочищение водоема, становятся беднее, оставшиеся формы зоопланктона делаются вялыми и малоподвижными. По данным Ф. Д. Мордухай-Болтовского, за сутки в агрегатах Конаковской ГРЭС погибает 10—12 т планктонных животных.
В проблеме теплового загрязнения водоемов большое значение имеет предел их допустимого подогрева. В нормировании температуры воды в водоемах в разных странах существуют большие различия. В одних странах ограничиваются максимально допустимой температурой сточных вод, включая воды от охлаждения (в Англии — 30°, в Индии — 40°), в других — температурой воды водоемов после сброса подогретых вод: в Бельгии 25— 30° в зависимости от вида водопользования, в Чехословакии в летний период не более чем на 3°, в зимний период — на 5° в зависимости от естественных температур (А. Я. Булашев и соавт.). Существующий в нашей стране норматив допускает повышение температуры в водоеме после спуска сточных вод на 3° по сравнению с максимальной среднемесячной. Однако этот вопрос с гигиенических позиций изучен недостаточно, санитарным условиям пользования водой из утепленных водоемов посвящены лишь отдельные работы (И. А. Кибальчич и соавт.; 3. П. Лавыгина). Данные литературы свидетельствуют о непосредственной связи между изменением качества воды водоемов и абсолютными величинами их нагрева. Повышение температуры в водоемах комплексного назначения вызывает отрицательную реакцию населения и ограничивает их использование для культурно-бытовых целей за счет утраты освежающих свойств при купанье, ухудшения качества воды по органолептическим показателям, интенсивного развития водной растительности и наличия сильных туманов зимой (3. П. Лавыгина; Н. И. Наймарк).
Наряду с теплыми водами ТЭС сбрасывают в водоемы большое количество производственных сточных вод с разнообразным физическим и химическим составом. По условиям формирования и качественному составу сточные воды можно разделить на воды, загрязненные нефтепродуктами
(маслами, мазутом); воды, загрязненные «иввиолем»; воды от промывки хвостовых поверхностей нагрева котлов; сбросные воды водоподготови-тельных установок; воды от консервации и химических очисток теплосилового оборудования; воды, сбрасываемые системами гидрозолоулавливания.
Возникновение сточных вод, загрязненных мазутом, возможно на всех сооружениях мазутного хозяйства ТЭС — на сливной эстакаде при разогреве мазута в железнодорожных цистернах паром и его сливе, на обвалочной территории мазутохранилища, в мазутонасосной. Не исключены также загрязнение конденсата, неоправданный расход мазута при^продувках мазутопроводов, чистках фильтров, подогревателей, арматуры и ремонте оборудования, при доставке на территорию электростанции.
Загрязнение водоемов турбинным маслом происходит главным образом вследствие его утечки из маслосистем турбин, генераторов, возбудителей. В зависимости от мощности электростанции, типа оборудования и общей культуры эксплуатации ТЭС расходует ежегодно на доливку в оборудование и восполнение потерь от 50 до 150 т турбинного и изоляционного масла, которое при отсутствии комплекса специальных очистных сооружений в конечном счете сбрасывается в водоем (Ю. Л. Керцелли).
Для очистки содержащих мазут и масло стоков применяются нефтеловушки, флотационные установки, механические и угольные фильтры. При правильной эксплуатации очистных сооружений можно добиться достаточной глубины очистки сточных вод. Это доказано на примере Конаковской ГРЭС.
Загрязнение производственных сточных вод огнестойкой жидкостью «иввиоль», используемой для регулировки высокомощных турбин, происходит в результате ее утечки через неплотности во время эксплуатации, при небрежном ремонте турбоустановок. Трикрезилфосфат и триксиленилфосфат, входящие в состав «иввиоля», обладают общетоксическим действием и придают стокам специфический ароматический запах. Установлено, что триксиленилфосфат менее токсичен, чем трикрезилфосфат; токсичность проявляется в виде поражения желудочно-кишечного тракта и центральной нервной системы. Огнестойкая жидкость «иввиоль-3», в состав которой входит триксиленилфосфат, менее токсична, чем жидкость «иввиоль-2», содержащая трикрезилфосфат, и шире применяется на ТЭС (Л. В. Кудрин и С. Д. Замыслова).
Осуществляемая на ТЭС очистка загрязненных «иввиолем» сточных вод путем обработки известью при повышенной температуре неэффективна, так как концентрация триксиленилфосфата в сточных водах снижается всего лишь на 9,3%, а сам процесс очистки занимает несколько суток (Л. В. Кудрин). В связи с малой эффективностью этот метод заменен другим — сточные воды стали сжигать.
Сточные воды от обмывки регенеративных воздухоподогревателей (РВП) и конвективных поверхностей нагрева котлов, работающих на мазуте, представляют собой сернокислый раствор сульфатов железа, ванадия, никеля, меди и др. Для освобождения обмывочных вод от токсических примесей и устранения кислотности применяется их нейтрализация известковым молоком, едким натром и другими щелочами. Используются и другие схемы обезвреживания — улавливание специфических ингредиентов на катионных фильтрах, обдувка РВП паром; при ней продукты сгорания мазута выбрасываются в атмосферу (подобная система не может быть оправдана с гигиенических позиций).
Водоподготовительные установки служат источниками сброса шлама, кислых и щелочных вод, вод с высоким содержанием солей. В зависимости от узлов формирования эти сточные воды имеют различный состав: Н-ка-тионитовые фильтры (I ступени) являются источниками кислых вод, N8-катионитовые — сточных вод нейтрального характера (часто содержат и большое количество железа — 100 мг/л и более); сточные воды анионитовых
фильтров содержат сульфаты, хлориды, едкий натр, силикаты, органические вещества. Солесодержание стоков колеблется от 3000 до 100 000 мг/л (Г. М. Павлов).
Крайне разнообразен и состав стоков от химической очистки и консервации оборудования. Эти сточные воды содержат кислоты, щелочи, нитриты, аммиак, соли аммония, соли железа, гидразина и фтора, уротропин, каптакс и др. Такие сточные воды обезвреживают растворами азотистокис-лого натрия, хлорируют и т.д. Сточные воды системы гидрозолоулавливания могут содержать фториды, мышьяк и ванадий; рН этих вод колеблется от 7,8 до 11,8 в зависимости от марки применяемых углей (Ю. М. Костри-кин и соавт.).
В большинстве этих систем не внедрены оборотные циклы, вследствие чего на ТЭС продолжается сброс в водоемы вод, содержащих повышенные концентрации токсических веществ.
Технология очистки многих стоков ТЭС не разработана, что, в частности, относится к очистке высокощелочных вод и вод, содержащих большие концентрации сульфатов. Недостаточно интенсивно ведутся работы, связанные с сокращением объема и снижением степени загрязнения стоков, образующихся в результате ионитовой обработки воды.
Недостаточная техническая и гигиеническая эффективность очистных сооружений, ошибки в их эксплуатации приводят к тому, что в водоемы попадает более 40 разнообразных химических веществ с различными показателями вредности, нарушающих течение естественных процессов, происходящих в водоемах.
Так, кислоты и щелочи изменяют рН водоема, в результате чего нарушаются биохимические процессы и физиологические функции у обитателей водоема; аммиак и соли аммония тормозят биологические процессы; соли железа создают в водоемах осадок в виде гидрата окиси железа, который задерживает развитие рыб; гидразин, фтористые соли и уротропин представляют собой токсические вещества для фауны водоема; кантакс в концентрации более 0,1 мг/кг оказывает тормозящее влияние на процессы аммонификации, нитрификации; нефтепродукты влияют на процессы самоочищения в водоеме и т. д.
Таким образом, многие вещества, входящие в состав сточных вод ТЭС, требуют более глубокого изучения и гигиенического нормирования. В частности, совершенно не изучен характер влияния выбросов в атмосферный воздух на качество воды при осаждении их на зеркало водохранилищ.
Современные ТЭС являются постоянными мощными источниками загрязнения воздушного бассейна сернистым газом, окислами азота, пылью и продуктами неполного сгорания. В продуктах неполного сгорания содержатся такие элементы, как ванадий, никель, медь, торий и др. Вместе с дымовыми разами окислы этих элементов выбрасываются в атмосферу и загрязняют почву.
Г. X. Мусин и соавт. отмечают, что в зонах осаждения пыли от ТЭС в радиусе до 30 км возможен существенный сдвиг кислотно-щелочного равновесия в почвах. Обстановка усугубляется за счет поступления из атмосферы растворенных окислов серы, азота, углекислого газа и других продуктов сгорания топлива. Загрязнения, выпавшие на почву с ливневыми и талыми водами, поступают в водоемы.
По данным ряда зарубежных авторов, сжигание нефти и угля в Западной и Центральной Европе сопровождается быстрым увеличением кислотности воды в водоемах (Milbrink Goran; Velds). В США в районе Великих озер в воздух ежедневно поступает 4000 т твердых и 1000 т газообразных загрязняющих веществ. Промышленность еще больше пополняет эти загрязнения, значительная часть которых поступает в воду озер (Ryriders).
Вследствие повышения температуры водохранилищ ТЭС, использующими воду для охлаждения турбогенераторов, возникают частые локаль-
ные туманы в районе расположения таких электростанций в весенне-осен-ний период.
В дымовых газах доля более токсичного серного ангидрида составляет примерно 1 % концентрации сернистого газа. В условиях высокой влажности серный ангидрид окисляется до аэрозоля серной кислоты. Чем продолжительнее туман, тем больше возрастает отношение концентрации аэрозоля серной кислоты к концентрации сернистого газа, отсюда вероятность неблагоприятного воздействия на население основного компонента выброса ТЭС — сернистого газа — возрастает.
Вопрос о влиянии атмосферных выбросов современных ТЭС заслуживает тщательного изучения; требуется разработка необходимых мероприятий, особенно для водохранилищ, используемых в качестве источников питьевого водоснабжения.
Таким образом, важность изучения воздействия ТЭС на окружающую человека среду, в том числе воду, используемую для питьевых целей, очевидна. Нужна дальнейшая оценка методов очистки и приемов утилизации сточных вод ТЭС. Следует также разработать гигиенические рекомендации, касающиеся целесообразного в санитарном отношении размещения ТЭС на водохранилищах, используемых в качестве источника водоснабжения населения.
Улучшение санитарных условий жизни населения, использование качественной воды для питьевого и технического водоснабжения, сельского хозяйства, культурно-спортивных целей требуют устранения вредного влияния ТЭС на окружающую среду и разработки санитарных условий спуска сточных вод в водоемы.
ЛИТЕРАТУРА. Карпова 3. Ф., Галеева С. К- и др. — В кн.: Материалы республиканской научной конференции по проблемам гигиены водоснабжения и санитарной охраны водоемов. Пермь, 1969, с. 71—72. — Керцелли Ю. Л. Очистка сточных вод ТЭС. М., 1972— Кибальчич И. А., С т р и ж а к Е. К. и др. — В кн.: Материалы республиканской научной конференции по проблемам гигиены водоснабжения и санитарной охраны водоемов. Пермь, 1969, с. 53—54. — Кудрин Л. В. и др. — В кн.: Материалы республиканской научной конференции по проблемам гигиены и санитарной охраны водоемов. Пермь, 1969, с. 73—74. — Лавыгина 3. П. — Гиг. и сан., 1975 № 12, с. 90—92. — Марголина С. М. — Там же, № II, с. 117. — Мордухай-Б о л т о в с к о й Ф. Д. — «Природа», 1975, № 1, с. 57—66. — Наймарк Н. И. — В кн.: Оздоровление воздушного и водного бассейнов городов. Киев, 1968, с. 43—47. — M i 1 b г i n k G. —«Fauna och flora», 1975, v. 70, p. 41—49. — PraszkiewiczA. — «Wiad ekol»., 1974, v. 20, p. 377—384. — R y nders A. J.—«J. Amer. Water-Works Ass.», 1961, v. 53, p. 1231—1234. —Velds C. A. — Informationsbl. Féd. Europ. Gewäs-serchutz.», 1974, № 21, p. 69—71.
Поступила 13/11 1976 г.
За рубежом
УДК 612.751.1:546.42.02.90(437.6)
Л. Чехвала, Й. Царах, Д. Викторы СОДЕРЖАНИЕ Бг"0 В КОСТНОЙ ТКАНИ НАСЕЛЕНИЯ СЛОВАКИИ
Областная санэпидстанция, Братислава, Чехословакия
Хроническое поступление радиоактивного стронция с продуктами питания в организм проявляется в виде повышения его уровня в костях и зубах. Скорость минерального обмена значительно влияет на содержание 5гэо в отдельных видах костей. Кости с более высокой скоростью мине-
